JP2968330B2 - 端子自動接続装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、端子を自動的に接続する装置に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕

従来、電気部品から突出した短寸のリード線の先端の
端子を、電源側の端子へ接続しようとした場合、リード
線の長さのバラツキ、及び、リード線のねじれや弯曲に
伴う端子の位置と姿勢のバラツキ、が大きく、自動化は
不可能視されてきた。即ち、従来は、この種のリード線
の先端の端子の接続は、作業者が手作業で行なわざるを
えないのが実状であった。

例えば、電気モータのステータの組立て、及び、検査
の各工程は、自動化されているが、この組立て完了後、
検査へ移る前に、組立てられたステータのリード線の端
子を、電源側の端子へ接続する工程は、自動化出来ず
に、いちいち作業者が手作業にて行なっていた。

本発明の目的は、このように従来は至難視されていた
電気部品のリード線端子を、自動的に接続可能とする点
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するために、電気部品から突
出した所定長さのリード線の先端の第１端子を、電源側
の第２端子へ自動的に接続する装置であって、上記電気
部品から上記リード線が突出する付根部の一点を通る第
１軸心廻りに揺動するアクチュエータを設けると共に、
該アクチュエータにて該第１軸心廻りに揺動する揺動台
を設け、かつ、上記第１端子と上記リード線とを結ぶ直
線が、上記一点に於て上記第１軸心と交わるように、上
記第１端子を固着保持する保持機構を、上記揺動台に設
け、さらに、上記一点を頂点として上記第１軸心を中心
軸とすると共に上記リード線を含む仮想円錐の曲面上
に、上記第２端子を配設したものである。

〔作 用〕

アクチュエータによって揺動台は第１軸心廻り−仮想
円錐の中心軸廻り−に揺動する。この時、揺動台上の保
持機構にて保持された第１端子（及びリード線）は、上
記第１軸心廻りに揺動するが、この第１端子とリード線
の軌跡は、仮想円錐の曲面の一部を描く。そのため、リ
ード線の付根部−仮想円錐の頂点−から、リード線の先
端の第１端子までの長さは、変化しないで、一定値とな
る。この仮想円錐の曲面上に配設された第２端子を、揺
動して送られて来る第１端子に対して、高精度に一致さ
せることが可能となり、第１端子と第２端子とは、容易
確実に、自動接続出来る。またリード線に無理な力が掛
からない。

〔実施例〕

以下、図示の実施例に基づき本発明を詳説する。

第３図と第５図に於て、短い所定長さｌのリード線１
を有する電気部品２として、ハーメチックモータ等の電
気モータのステータを例示する。リード線１の先端には
扁平な第１端子３が付設され、同図の下面の第１平面部
５と上面の第２平面部45は相互に平行であって、平面視
が屋根形である。第２平面部45には、３個のコネクタピ
ン用の孔４…が開設されている。

そして、該電気部品２としてのステータは、鉄心６と
巻線７とを有し、中心に孔８を有する。リード線１−引
き出し線−は、この巻線７の軸方向端面の一点Ｐから、
ほぼ径方向へ突出しているが、鉄心６に巻線７を巻く前
工程（組立工程）の直後では、このリード線１の突出方
向位置は上下・左右に位置が定まらず、かつ、長さｌの
バラツキもあると共に、弯曲したりねじれていることも
多く、特に第１端子３の位置と向きのバラツキが大き
い。

本発明に係る端子自動接続装置は、例えばこのような
組立後の電気部品２を、次の検査工程へ、無人にて（自
動的に）、送るため、リード線１の上記第１端子３を、
電源側の第２端子９（第１図参照）へ自動的に接続する
装置である。

まず、本発明の端子自動接続装置10が応用された具体
例を第２図の平面図に示す。同図に於て、11は検査用タ
ーンテーブルで矢印Ｂ方向へ間欠的に回転する。このタ
ーンテーブル11の外周縁に沿って例えば８個の検査品保
持筒体12…が、上方へ突設される（第15図参照）。

そして、13は矢印Ｃ方向へ、組立完了後の電気部品２
（ステータ）を送ってくる第１コンベアであり、幅寸法
がしだいに減少する一対のガイド壁14,14がこの第１コ
ンベア13の上方に付設されていて、第５図に示すステー
タの鉄心６の２面幅寸法Ｅよりも、僅かに大きい幅寸法
Ｆに、上記ガイド壁14,14の最終幅寸法を決定すること
によって、第２図に示すように、鉄心６の向きが定ま
る。

16は、第１コンベア13の終端15に停止した電気部品２
（ステータ）を、ターンテーブル11のａ位置の筒体12内
へ搬送するロボットである。例えばこのロボット16のハ
ンドの移動域Ｇを、第２図のように設定する。

端子自動接続装置10はこの供給位置ａの近傍に配設さ
れる。次に、b,c,d,e,fの各位置を、回転方向テスト位
置、導体抵抗測定位置、絶縁テスト位置、耐圧テスト位
置、コロナ放電測定位置とする。また、ｇ位置で端子を
分離し、ｈ位置で検査完了品を排出する位置とする。21
はマニピュレータ式のアンローダであって、良品を第２
コンベア17へ排出する。

ところで、第15図に示すようにステータの種類に応じ
て交換自在の高さ調整用円筒スペーサ18が、筒体12内の
下部に挿入されており、ステータの種類が変わっても、
巻線７の上面7aを一定に保つ。また、筒体12の内部に対
応してターンテーブル11には孔19が貫設されていて、前
記排出位置ｈに於て、この孔19から流体シリンダ20のピ
ストンロッドが伸長してステータを少し押上げて、ステ
ータの下端面の高さ位置を、ステータの種類にかかわら
ず常時一定として、マニピュレータ式のアンローダ21に
てステータを持した時のステータの下端面を常に一定と
することが出来る。これによって、第２コンベア17上
に、静かにステータを落下させることが出来る。

しかして、第１図と第８図に於て、23は、電源側と第
２端子９を保持する保持手段であり、この保持手段23
は、図例では、ターンテーブル11の上面からくの字形に
突設したパイプ材24と、その先端に固着された孔25付の
固定受け片26と、孔25内に第２端子９を突入状として保
持すると共に矢印H,J方向へ往復動可能として取付けら
れた可動部材27等から構成されている。なお、28は端子
離脱板である。図示省略のスリップリングユニットを介
して、ターンテーブル11の下方中心から電気が送られ、
パイプ材24内の配線を介して、第２端子９に供給可能で
ある。また、図例では、この第２端子９は、雄側の端子
であって、３本のいわゆるコネクタピン29…を有する。

第１図と第２図に示すように、流体シリンダ30にて矢
印K,Lのように、ａ位置の筒体12内の電気部品２に接近
分離自在に往復動する往復動部材31に、揺動モータ等の
ロータリアクチュエータ32を取付け、さらに、このアク
チュエータ32にて、第１軸心33廻りに揺動するように、
該アクチュエータ32の出力軸に、揺動台34を固着する。

35は、この揺動台34の一部に固着され、第１端子３の
第１平面部５を受ける受け部材である。

36は、この受け部材35上に、載置、又は、接近して対
応した、第１端子３の第２平面部45に軽く接触又は接近
し、受け部材35と共働して（第11図（Ｉ）参照）、この
第１端子３を保持する厚み方向押え手段である。この厚
み方向押え手段は、第１図の図例では、揺動台34に取付
けられた回転アクチュエータ37と、その出力軸に固着の
押え片38とから成り、押え片38は矢印Ｑのように揺動す
る。

42は、厚み方向押え手段36にて保持された第１端子３
の先端面に接触して、リード線１を僅かに縮む方向（た
わむ方向）へ押圧する流体シリンダ43から成る長手方向
位置決め手段である。つまり、リード線１の突出長さの
バラツキが存在していても、この長手方向位置決め手段
42によって、長手方向T,Uの位置を正確に決め得る（第1
2図参照）。

39は、厚み方向押え手段36及び長手方向位置決め手段
42にて保持された第１端子３を、第１図中の矢印R,Sの
ように往復動する一対の可動片40,40にて、両側面41,41
から挾着保持する幅寄せ挾着手段である（第13図参
照）。

この幅寄せ挾着手段39にて、第１端子３を両側面41,4
1から強く挾着すると、前記厚み方向押え手段36の押え
は不要となるから、第１図のように押え手段36は元の状
態にもどって、第１端子３の第２平面部45は露出する。

そこで、幅寄せ挾着手段39にて保持された第１端子３
を、前記アクチュエータ32の矢印Ｍ方向への揺動によ
り、保持手段23にて保持されている第２端子９へ対応さ
せる。即ち、第８図の端子離脱板28に、第１端子３の第
２平面部45が接触状態となり、かつ、コネクタピン29…
の各々の先端位置に対し、第１端子３の孔４…の各々
が、一致する。

第１図と第９図に於て、往復動部材31の一部からＬ字
状の突出片44を突設して、これに流体シリンダ46を取付
けて、そのピストンロッド先端を、可動部材27の一部に
当接して、押圧Ｖすると、第２端子９のコネクタピン29
…が、端子離脱板28から突出する。第９図では第１端子
３を図示省略したが、上述の如く、アクチュエータ32に
て第１端子３はこの端子離脱板28に当接しているから、
その孔４…にコネクタピン29…が挿入され、電気的に接
続状態となる。

しかして、第１図及び第14図に於て明らかなように、
アクチュエータ32の揺動中心線であるところの前記第１
軸心33が、電気部品２からリード線１が突出する付根部
の一点Ｐを、通るように、アクチュエータ32の取付姿勢
を決定する。

さらに、受け部材35上に於て、幅寄せ挾着手段39にて
固定された第１端子３の長手方向の延長線−言い換えれ
ば、第１端子３とリード線１とを結ぶ直線47−も、上記
一点Ｐを通るように、揺動台34、受け部材35、及び可動
片40,40等の方向を、設定する。

このように、第１端子３とリード線１とを結ぶ直線47
が、リード線１の付根部の一点Ｐにて交わるように、上
述の各構成部材を配設する。

このようにして、（第14図で分かるように、）リード
線１は、上記一点Ｐを頂点として、第１軸心33を中心軸
とする仮想円錐48の曲面の一部を描く。

従って、第２端子９を、この仮想円錐48の曲面上であ
って、頂点に相当する上記一点Ｐから第１端子３までの
寸法ｌに相等しい位置に、設置すれば良い。さらに、コ
ネクタピン29…の向きを、同図のように、第１軸心33と
直交する平面にて仮想円錐48を切った円49の接線方向を
向ける。

なお、揺動台34に於て第１端子３を固着保持する保持
機構50として、上述の実施例では、幅寄せ挟着手段39と
受け部材35をもって、構成したが、本発明ではこれ以外
に種々設計変更自由なことは勿論である。

また、第２図に於て、パイプ材24等を有する前記保持
手段23…は、ａ位置とｇ位置にのみ示して、他の位置b,
c,d,e,f,hでは、図示省略してある。即ち、筒体12…の
各々に一対一対応にてこの保持手段23が付設されている
のである。

次に、第７図は他の実施例であって、第１図中の長手
方向位置決め手段42を、所望により省略するも自由であ
ることを示す。それ以外は前実施例と同様の構成である
ので、詳細説明を省略する。

ところで、第２図に示した第１コンベア13から、ター
ンテーブル11のａ位置の筒体12内へ、電気部品２（ステ
ータ）を供給するロボット16のロボットハンド51の先端
には、第４図に示すようなフォーク状の矯正部材52を付
設する。

即ち、第４図に於て、ロボットハンド51の先端に、鉛
直回転軸53を設け、この中空管状軸53の下端に、水平状
アーム54を固着する。この軸53内に、別の軸57が挿入さ
れており、第３図の電気部品２の孔８内に挿入されて、
エアー等にて多数の突出子55…が突出自在な掴持具56を
この別の軸57に付設する。この掴持具56の軸心は、回転
軸53の軸心と一致させる。

フォーク状矯正部材52は、アーム54の先端から垂設さ
れ、（図示省略の駆動機構にて）矢印Ｗのように回転軸
53が回転すれば、掴持具56の軸心廻りに揺動する。ま
た、この矯正部材52の揺動は、掴持具56（及び軸57）と
は独立して揺動する。

第５図に示す如くリード線１は上下左右方向等に突出
し方向がバラバラである。この電気部品２の孔８内へ上
方から第４図の掴持具56を挿入すると、フォーク状矯正
部材52の股の間へリード線１が差込状となる。特に、リ
ード線１の付根部（一点Ｐ）に近い位置に矯正部材52が
対応するようにするのが好ましい。次に、第５図から第
６図のようにリード線１を矯正するのである。つまり、
第４図の回転軸53の揺動にて、矢印Ｘ方向へ矯正部材52
を振って、平面的に見たリード線突出方向を一定にす
る。なお、上記差込のときに、リード線１は水平にも矯
正される。

このように矯正して後、（又は矯正しつつ、）電気部
品２をターンテーブル11の筒体12へ供給する。

第１図又は第７図の揺動台34がターンテーブル11に接
近すると、上述のように矯正部材52にてリード線１の向
き（姿勢）が矯正されて、比較的正規の向き（姿勢）を
保っており、第10図のように、受け部材35の上面に捕捉
される。

その後は、上述の保持機構50等にて、第１端子３を正
規の位置と向きに固定保持し、次に、アクチュエータ32
で揺動させて、第２端子９に接近対応させることができ
る。

なお、第11図は第１図の厚み方向押え手段36の作用を
簡略図で示し、第12図は第１図の長手方向位置決め手段
42の作用を簡略図で示し、第13図は第１図の幅寄せ挾着
手段39の作用及びアクチュエータ32の作用を簡略図にて
示している。

本発明は、図示の実施例以外にも設計変更自由であ
り、電気部品２としてはステータ以外に、電気モータの
完成品をも含む（電気機器用の部品と考える）ものと
し、さらに各種の電気部品であっても自由である。ま
た、第２端子９としては、図例のようにシリンダ46にて
往復動せずに固定式とし、アクチュエータ32にて第１端
子３が揺動してくる時の押圧力にて、コネクタピンが孔
に挿入するようにするも、好ましい。また、第１端子３
を雄コネクタとし、第２端子９を雄コネクタとしても良
い。さらに、各端子3,9の形状は種々変更自由である。
保持機構50の構造も変更自由である。

〔発明の効果〕

本発明は上述の構成により、所期目的を達成し、第２
端子と第１端子の雄部（ピン）と雌部（孔）とを、高精
度に一致出来て、自動的に無人で接続（装着）すること
が可能となり、作業能率を著しく向上出来る。

例えば、電気部品２の組立工程から、検査工程へ、無
人で自動的に、連続して、作業を行なうことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は応用
例の全体平面図、第３図は電気部品２の一例の斜視図、
第４図は要部正面図、第５図と第６図は作用説明図、第
７図は変形例を示す要部平面図、第８図と第９図は一部
破断で示した要部斜視図、第10図〜第14図は作動説明
図、第15図は要部断面説明図である。 ｌ……長さ、Ｐ……一点、１……リード線、２……電気
部品、３……第１端子、５……第１平面部、９……第２
端子、23……保持手段、32……アクチュエータ、33……
第１軸心、34……揺動台、35……受け部材、36……厚み
方向押え手段、39……幅寄せ挾着手段、42……長手方向
位置決め手段、45……第２平面部、47……直線、48……
仮想円錐、50……保持機構、51……ロボットハンド、52
……矯正部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹野 昌吾 兵庫県尼崎市東向島西之町８番地 三菱 電線工業株式会社内 (72)発明者 菊地 孝史 東京都千代田区丸の内３丁目４番１号 三菱電線工業株式会社東京事務所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01R 43/26 H02K 15/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気部品から突出した所定長さのリード線
   の先端の第１端子を、電源側の第２端子へ自動的に接続
   する装置であって、 上記電気部品から上記リード線が突出する付根部の一点
   を通る第１軸心廻りに揺動するアクチュエータを設ける
   と共に、該アクチュエータにて該第１軸心廻りに揺動す
   る揺動台を設け、かつ、上記第１端子と上記リード線と
   を結ぶ直線が、上記一点に於て上記第１軸心と交わるよ
   うに、上記第１端子を固着保持する保持機構を、上記揺
   動台に設け、さらに、上記一点を頂点として上記第１軸
   心を中心軸とすると共に上記リード線を含む仮想円錐の
   曲面上に、上記第２端子を配設したことを特徴とする端
   子自動接続装置。