JP3370337B2 - 電気ハーネスを作製する為の複数の圧着ステーションを含む装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば自動車又は屋内電気器具に取り付け
られる電気ハーネルを作製、即ち製造する為の装置に関
する。

本発明の技術分野は電気ハーネスの製造分野である。

電気ハーネスを作製し若しくは製造する為の種々の形
式の装置が既知であるが、これらの装置はワイヤ長の予
め剥離された端部に端子を圧着する複数のモジュールを
含む。

米国特許第4375229号（ミカミ等）には導電性のワイ
ヤ長を作製する装置が開示されており、それは自動制御
装置によって制御されている。この装置はコンベアの第
１側に配置された複数のモジュールを含み、ループ状の
電気ワイヤ長はそのコンベアによって第２側に移動され
ている。この装置は、コンベアに沿って第１要素から下
流に連続的に配置された、電気ワイヤ供給デバイス、電
気ワイヤ長を形成する為のワイヤ切断デバイス、各長さ
の両端はコンベアから偏位したクランプによって保持さ
れ、長さがループを形成するように各長さの一端を輪で
くくる為のデバイスを有し、装置はワイヤ長の端部を剥
離する為のデバイス、剥離をモニタ（監視）するセン
サ、及びコンベアによって変移されているワイヤ長の端
部に端子を圧着する為の複数のデバイス即ちプレスを含
む。

同様の装置が、例えばヨーロッパ特許出願EP7681（ユ
ーティラックス）に開示された如く、知られており、そ
れには２個の平行なコンベアが備えられており、各ワイ
ヤ長は、２個のコンベアの対応する１個に位置するクラ
ンプによって２個の端部の各々の近傍が保持されてお
り、ワイヤの中央部は２個のコンベアの間でループ状に
なって（それ自体の自重）で自由に垂下している。

本発明は、電気ハーネスを製造する為のワイヤ長を作
製する為の形式の装置の改良に関する。

前記のミカミ特許に開示され、コンベアに沿って配置
された複数の圧着ステーションが存在することによって
得られる装置の効果は、各工具が特定の形式の端子に特
別に適用されたものであり、且つ他の形式の端子に適用
する為に、他の工具へ交換することが必要な場合、圧着
工具（即ち、時として“アプリケータ”として知られる
圧着工具の部分）を交換する為に装置を停止することな
く、コンベアによって変位されているワイヤ長に異なる
端子を圧着することを可能にするということである。

この種の自動装置を使用することは、装置が連続的に
使用され、異なる端子が取り付けられた異なる長さのワ
イヤを製造して種々の形式の電気ハーネスを製造するこ
とを可能にする特性が付与されているとき、特に効果が
ある。

コンベアに沿って位置する圧着ステーションの数を増
加する必要があり、これによりワイヤ長を作製する装置
が非常に嵩張りまた非常に高価になることがあり得る。

提起された問題は、端子を取り付けたワイヤ長を作製
して電気ハーネスを製造し、種々の異なる形式の端子
が、装置の大きさとコストの制約の中でワイヤ長に圧着
されることを可能にする装置を得ることにある。

提起されたその問題の解決策は、電気ハーネスを作製
（即ち、製造）し、また導電性のワイヤ長の剥離された
端部に端子を圧着する為の複数のデバイス（即ちステー
ション）を含む装置を提供することである。その装置で
は圧着ステーションはワイヤの長さの端部を保持するク
ランプを移動させる水平な線状コンベアに沿って位置
し、前述の圧着デバイスの各々にはリール上に巻回され
たストリップから取り出された端子が供給される工具を
実質的に含み、その工具は固定された母型（matrix）及
び例えば垂直に移動するパンチを含む。電気ハーネスを
製造する前述の装置は、圧着工具の１つに向く位置をと
り次にそのパンチを移動させることによって前述の圧着
工具を駆動するように前述のコンベアに対し並進移動可
能なプレスを含む。圧着工具は移動パンチを高位置（即
ち係合しない位置）に保持する為の（角度の割出し又は
復帰）手段を含んでもよい。装置は前述の移動プレスを
並進するよう駆動する為のアクチュエータを更に含んで
もよく、このアクチュエータはサーボにより制御され、
移動プレスを前述の圧着プレスのどの１つとも同期する
ように移動させることが可能である。移動プレスは力を
伝達する為の移動部材（即ちスライド）を含んでもよ
く、その形状は同期したときにプレスが保持工具を駆動
することを可能にする移動パンチ（又は移動パンチの支
持部）の形状と相補形である。

好適実施形態においては移動プレスは、例えば、その
プレスと機械的に連結するナットと回転して協働する親
ねじを介して中央ユニットによって制御されるモータ
（機械的、電気的、液圧又は空気圧でもよい）によって
駆動され、 前述の移動プレスには液圧及び／又は空気圧のアクチ
ュエータが取り付けられ、 前述の液圧又は液圧−空気圧式のアクチューエータ
は、（倍力デバイスの如き）アクチュエータロッドから
の動きを変換させる為のデバイスを介さず、或いはアク
チュエータロッドから加えられる力の方向を変えたり変
更したりする為のデバイスなしに前記の圧着工具に（そ
のロッドを介して）直接作用し、 各前記固定した圧着工具は前記パンチをその高位置
（即ち非係合位置）に復帰させる為のばねを含み、 前述の装置は、好ましくは200ミリメートル未満のピ
ッチで略一定に離隔した複数の圧着工具を含み、且つ0.
3メートル／秒（m/s）以上、例えば、0.5m/sから1m/sの
直接速度で前述のプレスを移動させるのに好適な前述の
移動プレスの変位させる為の手段を含み、 前述の移動プレスは圧着力を測定する為に、例えばそ
のアクチュエータロッドの端部に設けたヨークの中に移
動プレスと一体となった例えば圧電センサのようなセン
サを含み、 プレスの力を加える為の移動部材（液圧または液圧−
空気圧式アクチュエータのロッド）の位置を検出するセ
ンサは、移動パンチの変位を測定する為に前述の移動プ
レスと一体になっており、これによって移動プレスは圧
着ストロークと一致し、 前述の移動プレスは、コンベアの縦軸XXに並行な１つ
以上のレールの上を摺動（又はホイール上を走行）し、
このレールは例えば前述の圧着工具の多数の間隔のピッ
チで略一定に離隔したスペーサを介して前述の装置の骨
組みに取り付けられ、 前述の装置は、少なくとも２個の共通なレール上に、
少なくとも２個の移動プレスを含み、また前述の移動プ
レスを並進運動させる為の独立した２つの駆動システム
を含み、そして前述の移動プレスを駆動する為の２個の
サーボ制御の電気モータを含み、 前述の装置は、各移動プレスと関連するコントローラ
（電気モニタ及び制御デバイス）を含み、好ましくは前
述の装置の種々のモジュール用の中央制御ユニットに接
続され、前記コントローラは電気的に制御されるバルブ
を制御し、前述の移動プレスのアクチュエータに液圧用
の液体を順に供給し、そして 前述の圧着ステーション（即ちデバイス）は、ベルト
又はチェーンを有する水平な（直線状）線状コンベア
（の第１側に）沿って位置し、そのコンベアはループ状
のワイヤの長さを保持する近接したクランプ対を移動さ
せ、そのクランプは圧着デバイスを連続的に通過するワ
イヤ長の端部を移動させるようにそれらの２つの端部の
近傍でワイヤの長さを保持し、前述のクランプはループ
状のワイヤ長さの既に剥離された端部を把持して、圧着
ステーションが位置するコンベアの側にその端部が向く
ようにし、そしてコンベアの軸にそれらが直交し、かつ
好ましくは略水平な軸に沿って延びるように把持する。

本発明の特徴として、装置のテーブル、又は骨組み上
に永続的に取付け（固定）された圧着工具の１つを駆動
するように動く移動プレスを含み、変移手段に与えられ
た指令及びコントローラ（電気モニタ及び制御デバイ
ス、及び装置の種々のモジュール用の中央制御ユニット
及びモニタユニットの任意の制御下で）を介して移動プ
レスそれ自体に加えられた指令の機能として、小型の装
置を得ることが可能であり、その理由はコンベアに沿っ
て配置された種々の圧着工具の寸法が、工具ばかりでは
なく、その工具に力を加える為のデバイスを含んで、こ
のデバイスが機械的又は空気圧的或いは他のものであっ
ても一般的に大型である従来の圧着プレスの寸法よりは
るかに小さいからである。

このように（コンベアの縦軸に平行な方向で測定し
て）概ね300ミリメートル台以上の値から約100ミリメー
トル台のピッチまで減少させることが可能である。

本発明の装置のコストは著しく減少し、単一の圧着工
具アクチュエータデバイス（即ち圧着プレス）が複数の
工具を駆動するのに設けられており、これによって一旦
各移動プレスが少なくとも３個の工具に関連して用いら
れると、移動プレスを変位させる為の付加的な機構が不
要となり、そしてコストも付加的なプレス（従来一工具
につき一個のプレスが設けられていた）のコストより少
なくなり、移動プレスは装置の骨組み上に位置する５個
乃至20個の工具を駆動する為に設けることが望ましい。

本発明の装置においては、移動プレスの重量を減少さ
せる為に液圧又は空気圧のアクチュエータを取り付けた
移動プレスを使用することで、それ自体非常に嵩張るプ
レス駆動システムを必要とせずに移動速度を増大するこ
とが可能となる。液圧又は空気圧アクチュエータを使用
して得られた移動プレスは、例えば、マッキンシンガー
等の米国特許第4611484号に記載されたような機械式プ
レスよりも軽量である。

また、ロッドが圧着工具を直接駆動するアクチュエー
タを備えたプレスを使用することは、ジョージ ウィリ
アム ライダーの英国特許第1376877号に記載された如
きアクチュエータを取り付けた圧着プレスと比較して特
に効果がある。この英国特許ではプレスはパンチに力を
付勢する為のロッドによって加えられる力を倍加し或い
は変更するようにアクチュエータの移動を変換させるデ
バイス、及びまた力が加えられる方向を変更する為のデ
バイスを含んでおり、それ故、圧着パンチの移動の方向
と直接整列していなくても少なくとも平行であるアクチ
ュエータの移動に対しては特に効果がある。

本発明によって得られる多くの効果は、特徴を何ら制
約することなく、本発明の装置の種々の実施形態を示す
添付書類を引用している以下の説明から一層理解される
であろう。

図１はワイヤ長を作製して電気ハーネスを製造する為
の装置の主要部品を示す線図による平面図である。

図２は、ワイヤ長を作製する為の、本発明の装置に取
り付けられた移動プレスを示す、コンベアの縦軸と直交
する面での断面図である。

図３は、本発明の移動プレスを駆動する為の液圧−空
気圧式のアクチュエータと、その為の制御及びモニタデ
バイスの線図である。

図１に示す如く、ワイヤ長を作製する装置は水平であ
ることが望ましい縦軸XXに沿って延びる線状、或いは直
線状のコンベア５を含み、このコンベアはエンドレスベ
ルト又はチェーンでもよく、ループ状に配置されたワイ
ヤ28の長さを保持する為のクランプ６が取り付けられて
おり、各ワイヤ長はその両端近傍で保持されている。こ
のように、コンベア５の上に順に位置する２個の隣接し
たクランプ６によって、ループを形成するワイヤ28の長
さの２つの端部が保持され、この２つの端部はコンベア
５の第１側に位置しており、そしてループ（即ちワイヤ
の長さの中央部分）はコンベアの第２側に位置してい
る。

コンベアの第１側、即ちワイヤ長の端部が位置してい
る側において、ワイヤ保管リール36から供給される導電
ワイヤ35からワイヤ長を作製する為のデバイス34が続け
て、且つ従来の方法で設けられている。

次に（ワイヤ長がコンベア５によって装置に沿って変
位される方向に関し）、装置はワイヤ長の端部を剥離す
る為のデバイス37を含む。

本発明によると、装置はコンベア５に沿って配置さ
れ、且つその同じ側、即ちワイヤ長の端部が位置する側
に常に配置される複数の圧着工具１を含み、この工具１
は例えば約100mmの小さなピッチ39で規則的に離隔して
いる。

各圧着工具１は、装置の背後（図１の左）に位置する
リール３によって圧着端子が供給されるが、この端子は
図２に示されるようにリール３に巻回されるストリップ
を構成するように格納されている。

リール３の長さ40をコンベアの縦軸XXに平行な方向で
測定すると、圧着工具が離隔しているピッチ39よりも大
きいのでリールは（図１に示す如く）千鳥足状に配置さ
れる。即ち２つの連続するリールは（図２に24で示す如
く）各々垂直に変位した軸を有し、幅40が前述のピッチ
間隔より大きいという事実にも拘らず、２つの連続した
リール３間のピッチ38は２つの工具１を分離しているピ
ッチ39に等しい。

図１に示す如く、装置は２つの回転又は摺動レール17
を含み、その上で２個の移動プレス４がレール上に沿っ
て移動するように、即ちコンベア５の縦軸XXに平行に移
動するように回転又は摺動可能となっている。

図２に特に示す如く、各移動プレス５は、その底部に
おいて、コンベアの縦軸に平行に延びる親ねじ19と協働
するのに適したナット22で取り付けられてもよく、ねじ
19はコントローラ33によりサーボ制御される電気モータ
21により駆動して、移動プレス４を前述の軸XXに平行な
方向に移動させてもよい、これにより、その高さを圧着
工具１の１つに合わせて、所定の型式の端子をワイヤ長
の端部に圧着する作業がなされる。

図１に示す種々の端子供給リール３は異なる形式の端
子を受容することが好ましい。

図１に示す如く、コントローラが固定されていて、プ
レスが移動する場合はケーブル60によってプレスに連結
されたコントローラ33によって各移動プレスが制御され
てもよく、或いはそうでなければ、図２に示す如くコン
トローラは移動プレス内に一体となっていてもよい。

装置の各モジュールをモニタし、且つ制御する為のコ
ントローラ33は、図１にも示すように中央制御ユニット
59に全て連結されてもよい。

図２を参照して、本発明によると、ワイヤ端部を成端
する工具１を受容するベース８は、ワイヤ長を作製する
為の装置の骨組み７上に配置されている。ワイヤ端部を
成端する工具１は、例えばワイヤ28の長さの端部に電気
端子を取り付けるようにリードに端子を取り付ける為の
ものである。説明中の実施形態においては工具１は圧着
工具である。各圧着工具の底部は、ワイヤ28の絶縁体の
外形及びワイヤ28の各長さの、（図２の面に直交する縦
軸XXに沿ってコンベア５により変位されたクランプ６に
よってその端部近傍が保持された）端部29の剥離された
部分の外形に夫々適合させたアンビル（即ち母型）９、
10を実質的に含む。

ワイヤの長さの前述の端部に圧着される端子は、回転
軸24を有し、また装置の骨組み７に連結された支持部29
によって保持されたリール３上に巻回され、即ち巻き取
られたストリップ２の形で収納される。

工具１は、また母型、即ちアンビル９又は10に夫々適
合したパンチ12、13により構成された実質的な部分を含
み、このパンチは垂直、即ちZZ軸に沿って可動のパンチ
キャリア11に取り付けられており、工具１はベース８を
介して骨組み７に永続的に取り付けられている。そして
本発明の装置においては、パンチ12、13を非係合位置、
即ち高位置に付勢する復帰ばね15を含んでいるので、パ
ンチが移動圧着プレスによって駆動されないときは、ワ
イヤ長の端部29は係合せず、また当該工具によって圧着
されないワイヤ長はパンチと母型の間を自由に通過する
ようになっている。

本発明の装置の圧着工具１は、パンチに機械的に連結
され、且つ移動プレス４内に設けられた液圧−空気圧式
アクチュエータ30のアクチュエータロッドの自由端と工
具との間のインターフェースとして作用する工具の頂部
に配置されたノーズ（即ちアダプタ）14も含む。

アクチュエータの底部に位置し、アクチュエータの本
体に関して垂直軸ZZに沿って移動できるアクチュエータ
ロッドは、ノーズ14の外形と相補形の外形でその中に係
合するのに適したヨーク（又は一時的なリンク或いはア
ダプタ）20を含んでいるので、移動プレス４が工具１に
向けて配置されると、前述のノーズ14及び前述のパンチ
キャリア11を介してアクチュエータロッド30からパンチ
12、13に駆動を伝達することが可能である。第１にヨー
クとノーズの相補形状によって係合が確実になされ、ま
た、第２に復帰され又は非係合位置への割り出しがなさ
れている移動パンチにより係合が確実になされる。

図２に示す如く、移動プレス４は、液体を供給する為
の電気的に制御されるバルブ32を取り付けた液体−空気
圧式のアクチュエータ30を含み、及び更に図示する如
く、或いはプレスの作動をモニタし制御する為のコント
ローラ33、シーケンサ（sequencer）装置を含み得る、
移動キャリッジ16に取り付けたハウジング（即ちカバー
又は箱）31を備える。

この図に示すように、移動プレス４の一部を形成する
キャリッジ16がレール17A及び17B上を摺動し又は回転す
るのに好適なすべり金又はベアリング23が移動プレス４
の底端に取り付けられており、レール17A、17Bはレール
を支持するスペーサ18を介して骨組み７に確実に固定さ
れている。

このレール17A、及び17Bは、コンベア５の縦軸XXに平
行な夫々の軸25及び26に沿って延びる。

キャリッジ16の底面の下に取り付けられたナット22と
協働するのに好適な、軸25、26及びXXに平行な縦軸27を
有する、親ねじ19が設けられているので、その軸27の回
りに親ねじ19を回転させると移動プレス４は軸27に沿っ
て駆動され、それにより圧着工具１に面するように位置
決めすることが可能となる。

図３を参照すると、本発明の移動プレスは、工具のパ
ンチの作動を制御することを可能にする液圧シリンダ型
のアクチュエータ30を含んでおり、このアクチュエータ
は、一定の圧力、且つ液圧用又は液圧−空気圧アクチュ
エータ用の制御された流量率で供給される供給源47から
空気エネルギーを送り出すパワー供給回路を備えてい
る。

所定の作業サイクル（即ち、ZZ軸に沿う移動）を行わ
せるには、シーケンサ、即ちコントローラ33によって、
圧着すべき端子に対し工具（パンチ）に力を発生させる
ような方法でアクチュエータ30への液圧用の液体の供給
が制御される。

例として、液圧−空気圧式のアクチュエータ30は、ド
イツの会社であるPRESSO TECHNIK GmbHによって製造
され、Asnis 92600のDIMA FLUIDによってフランスで
販売されているアクチュエータでもよい。

例えば圧電型の圧着力センサは、移動プレスのアクチ
ュエータロッドの端部に取り付けられたヨークの中に一
体化してもよく、このセンサは略接して取り付けられて
おり、移動プレスが工具と同期すると圧着工具のパンチ
キャリアのノーズの面と接触するので、ヨークによって
ノーズへ伝達される圧着工具へプレスにより加えられる
圧着力はこのセンサによって測定される。

アクチュエータ30は電気的に制御され、圧縮空気47の
補給源に連結されたバルブ32A、32Bによって供給される
が、電気的結線57を介してコントローラ33によって発せ
られた制御信号の作用によりこのバルブ32A、32Bはピス
トン54のいずれかの側の室46及び55へ夫々圧縮空気を供
給するか、或いは排気するよう室へ連結することが可能
である。

作動は以下のようになる。

駆動バルブ32A及び32Bが作動され、圧縮空気が室46に
流入し、室55は排出するように連結され、そして 次にピストン54は圧着されるべき端子と接触するまで
小さい力を発生しつつ高速度で移動する。

圧着されるべき端子からの反力によりシーケンサバル
ブ98が起動され（即ち開かれ）、圧縮空気は室46から室
41へ流れ、次に増幅器ピストン42はそのプランジャ44
を、オイル補償器45から高圧室61を分離し、且つ例えば
400バールの圧力に封止している高圧シール97を貫通す
るようにせしめるが、この室61内のオイルが高圧である
為ピストン54の高圧面に作用し、例えば24mmのストロー
クに渡って下方に付勢する。

圧着はこのようになされ、その後制御バルブ32A及び3
2Bは再度駆動されそしてシーケンサバルブ98は室41が排
出するように自動的に接続され、次にピストン54及び増
幅器ピストン42は開始位置（高位置）に復帰する。

この図によりアクチュエータのロッド51は、工具キャ
リア11の頂部に設けられた係合可能なノーズ14と協働す
るのに適したヨーク20を介してパンチキャリア11に直接
連結されているのがわかる。工具キャリア11は、電気ワ
イヤの予め剥離された長さの端部29に端子50を圧着する
為のパンチ12及び13を受容し、固定されたアンビル９、
10も従来の方法により設けられている。

図は、またアクチュエータロッド51の位置をモニタ
し、移動プレスのアクチュエータ30の制御を行うコント
ローラ33に連結されたセンサ53を示している。

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤ（28）長を保持するクランプ（６）
   を変位させる複数のワイヤ端部成端ステーションが水平
   な線状コンベア（５）に沿って配置され、該コンベアと
   並進移動可能なプレス（４）及び該移動プレスを並進移
   動させるアクチュエータを含み、各前記成端ステーショ
   ンはリール（３）から端子（50）が供給され母型（９、
   10）及び移動パンチ（12、13）を含む工具（１）を含
   み、該圧着工具は高位置に前記移動パンチを保持する手
   段を含み、前記移動プレスは成端を伝達し或いは前記移
   動パンチに圧着力を伝達する移動部材を含むことを特徴
   とする電気ハーネスを作製する装置。
2. 【請求項２】前記移動プレスは、圧着力を測定する為の
   該移動プレス内に一体となったセンサを含むことを特徴
   とする請求項１の装置。
3. 【請求項３】センサ（53）は力を付勢する為の前記移動
   部材の位置を検知する為に、前記移動プレス内に一体と
   なっていることを特徴とする請求項１又は２の装置。
4. 【請求項４】前記移動プレス（４）は、前記コンベアと
   平行な１個以上のレール（17A、17B）上を摺動し、前記
   レールは略一定の間隔で離間したスペーサを介して前記
   装置の骨組み（７）に取り付けられていることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかの装置。
5. 【請求項５】少なくとも２個の共通なレール上で移動可
   能な少なくとも２個のプレス（４）と、該移動プレス用
   の２個の独立した駆動システムと、前記移動プレスを駆
   動する為の２個のサーボ制御される電気モータとを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの装置。
6. 【請求項６】前記クランプはループ状のワイヤの各長さ
   の二端部を保持し、前記端部は前記圧着ステーションが
   位置する前記コンベアの側に向くと共に好ましくは水平
   であり且つ前記コンベアの軸に垂直であることを特徴と
   する請求項１乃至５のいずれかの装置。
7. 【請求項７】前記移動プレスには、前記圧着工具に直接
   作用する液圧−空気圧式のアクチュエータが取り付けら
   れていることを特徴とする請求項１乃至６の装置。
8. 【請求項８】前記各固定された圧着工具（１）は前記パ
   ンチ（12、13）を非係合位置へ復帰させるばね（15）を
   含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの装
   置。
9. 【請求項９】200ミリメートル未満のピッチ（39）で離
   間した複数の圧着工具（１）及び、0.3メートル／秒以
   上の線速度で前記移動プレスを変位させる手段を含むこ
   とを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの装置。
10. 【請求項１０】各移動プレス（４）と連係し、前記装置
    の種々のモジュールを制御する為の中央制御ユニット
    （59）に連結されたコントローラ（33）を含み、該コン
    トローラは電気的に制御されるバルブ（32A、32B）を制
    御して前記移動プレスの前記アクチュエータに液体を供
    給することを特徴とする請求項１乃至９の装置。