JP3661855B2 - 電線の先端揃え機構付き電線圧接装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電線圧接装置に関し、特に、電線をコネクタに圧接する際に、電線の先端を揃えるための電線の先端揃え機構を有する電線の先端揃え機構付き電線圧接装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電線の先端揃え機構を有する電線圧接装置の従来技術として、特許第２９９７６６７号公報に開示されたコネクタ圧接装置が知られている。このコネクタ圧接装置は、ピッチ変換された電線の先端を揃えるために、先端揃え機構としてこの先端を当接させる端部揃え斜面をコネクタ保持部に有する。電線の先端を揃える過程において、電線をコネクタに圧接するスタッファが、電線をコネクタの方に押圧するに従って、電線の先端が端部揃え斜面により電線の軸線方向に戻されて先端が揃うように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来技術においては、電線の先端を揃える過程において、スタッファを電線の方に押圧するときに、スタッファと端部揃え斜面との干渉（衝接）を避けるために、スタッファは、電線の先端ではなく先端から若干離れた位置を押圧するようになっている。このため、スタッファによって押圧されない電線の先端が、先端揃え斜面との摩擦により残って折れ曲がってしまう、所謂、先端折れが生じ、圧接接続が確実になされない虞がある。
【０００４】
本発明は上述のような問題に鑑みてなされたものであり、圧接接続時の電線先端部の先端折れを防止し、電線を確実にコネクタに圧接することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電線の先端揃え機構付き電線圧接装置は、コネクタを保持するコネクタ保持部と、複数の並置された電線の先端部をスタッファによりコネクタに圧接する圧接部と、電線の配列のピッチをコネクタの端子の配列ピッチに合うようにピッチ変換された電線の先端をそろえる電線の先端揃え機構とを備えた電線の先端揃え機構付き電線圧接装置において、先端揃え機構が、コネクタ保持部に設けられた、コネクタの端子に対応して配置された電線の先端が当接する垂直面と、この垂直面に当接した電線の先端を含んで電線の先端部を垂直面に沿ってコネクタに押し込むスタッファと、このスタッファにより先端を垂直面に沿って押し込まれ、電線の長さ方向に押し戻される電線を長さ方向に移動可能に案内するガイド部材とを有することを特徴とするものである。
【０００６】
また、ガイド部材における電線保持位置は、コネクタ保持部に保持されたコネクタと同一高さか、或いは、コネクタより高いことが好ましい。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の電線の先端揃え機構付き電線圧接装置は、先端揃え機構が、電線の先端が当接する垂直面と、この垂直面に当接した電線の先端を垂直面に沿ってコネクタに押し込むスタッファと、電線を案内するガイド部材とを有する。スタッファによって電線の先端が押圧されると、電線の先端が垂直面に沿って押し込まれ、ガイド部材によって電線の長さ方向に押し戻される。これにより、電線の先端折れが防止でき、電線の先端を揃えた状態で確実にコネクタの端子に圧接することができる。
【０００８】
また、ガイド部材における電線保持位置が、コネクタ保持部に保持されたコネクタと同一高さか、或いは、コネクタより高い場合は、コネクタの端子の圧接部に対して十分な長さの電線を配置できるので、圧接不良を招くことなく、確実に電線をコネクタの端子に圧接することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電線の先端揃え機構付き電線圧接装置（以下、単に圧接装置という）の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図７は、本発明の圧接装置による、電気コネクタ（以下、単にコネクタ）へ電線を圧接する工程を説明する概略図である。図１は、第１コネクタを圧接した直後を示す概略図である。図２は、圧着された第１コネクタをクランプで下流側へ移動させた状態を示し、図２（Ａ）は図１と同様の概略図であり、図２（Ｂ）はその概略平面図である。図３は可動ワイヤガイドを電線に挿入した状態を示し、図３（Ａ）は、図１と同様の概略図であり、図３（Ｂ）は、その時の概略平面図である。図４は、ピッチ変換くし刃を電線に挿入した状態を示し、図４（Ａ）は、図１と同様の概略図であり、図４（Ｂ）は、その時の電線のピッチを示す概略平面図である。図５は第２コネクタを保持したアプリケータを電線に挿入した状態を示す概略図を示し、図５（Ａ）は、図１と同様の概略図であり、図５（Ｂ）は、その時の概略平面図である。図６は、スタッファにより第２コネクタに電線を圧接した状態、図７は後続の第１コネクタに電線を圧接した状態を夫々示す。そして、図８に本発明の圧接装置の要部の概略斜視図を示す。なお、これらの図において左側を上流側、右側を下流側とする。
【００１０】
以下、図１から図８まで順を追って説明する。また、必要に応じて、図８を随時参照して説明する。最初に図１に示すように、圧接装置１は、電線２を第１ピッチに整列させるガイド部材としての固定ワイヤガイド６と、この下流に位置する第１圧接部８と、さらにその下流に位置する第２圧接部２６とを有する。第１圧接部８は、アプリケータ（第１アプリケータ）１０およびスタッファ（第１スタッファ）１２を有し、第２圧接部２６は、同様にアプリケータ（第２アプリケータ）３２およびスタッファ（第２スタッファ）５０を有する。複数の電線２は、リール等のワイヤ供給源３（図８）から供給される。電線２は、ワイヤプルバッククランプ４と、その下流に位置する固定ワイヤガイド６を経て電線経路の下流に供給される。これらワイヤ供給源３、ワイヤプルバッククランプ４および固定ワイヤガイド６を電線供給部５という。この固定ワイヤガイド６は、第１ピッチＰ１のガイド溝７（図８）を有する。なお、アプリケータ１０、３２、スタッファ１２、５０およびワイヤプルバッククランプ４は、それぞれ個別にカム９により駆動される。
【００１１】
電線２の先端の第１コネクタ１４は、圧接装置１の第１圧接部８で圧接される。第１圧接部８は、電線２の両側、即ち上方と下方に夫々位置するアプリケータ１０、スタッファ１２により第１コネクタ１４を圧接接続するよう構成されている。より具体的には、第１コネクタ１４を保持したアプリケータ１０と、圧接刃１２ａ（図８）を有するスタッファ１２が互いに電線２の両側から接近し、圧接刃１２ａで電線２を第１コネクタ１４の端子に押し込むことにより、電線２と第１コネクタとの圧接接続がなされる。
【００１２】
また、スタッファ１２側には、第１ピッチＰ１で配列されたガイド溝１７（図８）を有する可動ワイヤガイド１６が、空気圧、或いは油圧等により作動するシリンダ１８により電線２の経路に挿入可能に設けられている。この可動ワイヤガイド１６は、コネクタ１４の図示しない端子に電線２を圧接する際の、電線の位置決めを確実に行なうためのものである。前述のスタッファ１２の圧接刃１２ａは、このガイド溝１７に挿入され、ガイド溝１７内の電線２を第１コネクタ１４に圧接する。なお、ここで、圧接とは電線２をコネクタの図示しない端子の電線受容溝に圧入して、電線２の絶縁被覆を破って電線２中の導体（図示せず）と端子とを電気的に接続することをいう。この電気的接続手法は、公知であるので詳細な説明は省略する。
【００１３】
図１の工程で、第１コネクタ１４に電線２が圧接接続された後、電線経路の下流に位置するメジャークランプ（測長クランプ）２２が、例えば、ボールネジ２３等の移動手段により上流方向に移動してきて、第１コネクタ１４近傍の電線２を把持して、図２（Ａ）に示すように、第１コネクタ１４を下流側に移動させる。このとき電線２の長さが所望の寸法になるようにメジャークランプ２２により測長される。メジャークランプにより測長された電線２の長さは、最終的に得られる、コネクタを両端に有するワイヤハーネスの長さとなる。このときの複数の電線２は、図２（Ｂ）に示すように第１ピッチＰ１の間隔で平行に配列されている。なお、メジャークランプ２２は、図２では第１コネクタ１４近傍の電線２を把持しているが、第１コネクタ１４自体を把持するように構成してもよい。
【００１４】
図２において、所定の寸法に引き出された電線２の上流側に、他の第２コネクタ２０が次に圧接される。第２コネクタ２０の圧接に先立って、図３に示すように、可動ワイヤガイド１６が駆動されて電線２の列に挿入され、電線２は、図３（Ｂ）に示すように、ピッチＰ１に正確に維持される。
【００１５】
次に、図４に示すように、電線２の配列ピッチを変換するためのピッチ変換くし刃（ピッチ変換機構）２４が、第２圧接部２６の下流で電線２に挿入される。ここで、図８を参照してピッチ変換くし刃２４について詳細に説明する。ピッチ変換くし刃２４は、電線経路に対して略直交した矩形の板状を呈し、その上端に、第１ピッチＰ１で配列された複数の電線受容口２８を有する。この電線受容口２８は、下方に拡開しながら延びて、電線経路方向に開放したピッチ変換溝３０を構成している。このピッチ変換溝３０の下端３０ａの間隔は、第１ピッチＰ１より幅広の第３ピッチＰ３となっている。
【００１６】
従って電線受容口２８に挿入された電線２は、図４（Ｂ）に示すように、ピッチ変換くし刃２４が上昇するに従って、電線２の間隔が拡開され、ピッチ変換が完了すると、その間隔は第３ピッチＰ３となる。前述の第１圧接部８の可動ワイヤガイド１６と、ピッチ変換くし刃２４との間の電線２は、ピッチＰ１からピッチＰ３に間隔を広げて配置されている。このとき重要なことは、第２コネクタを圧接する第２圧接部２６の領域の電線２の間隔が、第２コネクタの第２ピッチＰ２と同等の間隔になるように第３ピッチＰ３が予め設定されている点である。
【００１７】
この関係を、第１圧接部８、第２圧接部２６およびピッチ変換くし刃２４との位置関係で表すと次のようになる。即ち、
Ｐ３＝ｄ２（Ｐ２−Ｐ１）／ｄ１＋Ｐ１
の関係式が成り立つ。ここで、ｄ１は、図４（Ｂ）および図８に示すように、第１圧接部から第２圧接部までの距離であり、ｄ２は第１圧接部からピッチ変換機構としてのピッチ変換くし刃２４までの距離である。また、Ｐ２は、第２圧接部８の第２コネクタの端子の配列ピッチである。第１圧接部からの距離ｄ１、ｄ２は、本実施形態の場合、可動ワイヤガイド１６の下流側端部からの距離となる。可動ワイヤガイド１６を使用しない場合は、第１圧接部８の、電線経路方向の中心がその起点となる。
【００１８】
このようにして、ピッチ変換くし刃２４により、電線２が図４（Ｂ）に示すように配置された後、図５に示すように、第２圧接部２６のアプリケータ３２が、電線２の上部から複数の電線２に挿入される。このときアプリケータ３２の、第２コネクタ２０の端子（図示せず）に対応して配置されたスロット３４に、電線２が案内（ガイド）されて挿入される。この電線２が案内（ガイド）されてアプリケータ３２に位置決めされる態様について図９を参照して説明する。
【００１９】
図９は、アプリケータ３２を示し、図９（Ａ）は側面図、図９（Ｂ）は断面図、図９（Ｃ）は、くし刃の部分拡大側面図および図９（Ｄ）は、くし刃の部分拡大正面図を示す。図９（Ａ）に示すようにアプリケータ３２の先端部には、第２コネクタ２０の端子に電線２を整列させる複数のくし刃３６が突設されている。各くし刃３６は、アプリケータ３２の基部３８から下方に突設された板状であり、下流側に斜めに下がった前縁４０と、舌片４２とを一体に有する。隣接する舌片４２、４２の間には、圧接時にスタッファ５０（図５）が通過する。前縁４０と、舌片４２の端縁の両側には、図９（Ｃ）に示すように面取り４０ａ、４０ａと、面取り４２ａ、４２ａがそれぞれ形成されている。また、舌片４２の角部には斜面４４が形成されている。
【００２０】
アプリケータ３２が降下して電線２に挿入されるとき、これらの面取り４０ａ、４２ａにより電線２が案内されて、隣接するくし刃３６間のスロット４６に円滑に案内される。さらに、傾斜した前縁４０と斜面４４とにより尖った先端４８が、電線２の配列ピッチの幅広側に形成されているので、電線２を受容する時に、電線２と干渉する虞が少なくなる。これら面取り４０ａ、４２ａおよび前縁４０、斜面４４を総括してテーパという。なお、図中、切欠き５６、５８は、第２コネクタ２０の図示しない端子のタイン（脚）を逃げるためのものである。また切欠き６０は、アプリケータ３２に剪断刃５２を形成するためのものである。
【００２１】
図５に戻って、図５（Ａ）に示すように電線２が、第２コネクタ２０の端子に対応して配置されると、図５（Ｂ）に示すように、電線２は前述のアプリケータ３２のスロット４６（図９（Ｄ））内で、平行に配置され、端子に電線２が正確に圧接される。可動ワイヤガイド１６とアプリケータ３２の間には、従来あったような、アプリケータ３２のためのワイヤ整列部材が存在しないので、可動ワイヤガイド１６から複数の電線２の端部両側に位置する電線２が急角度で引っ張られることがない、従って、電線２の絶縁被覆即ち外被が可動ワイヤガイド１６の下流側出口で損傷を受けることが防止できる。
【００２２】
次に、図６に示すように、アプリケータ３２に対し、下方からスタッファ５０が接近して電線２をコネクタ２０に圧接する。このとき電線２は、アプリケータ３２の剪断刃５２と、スタッファ５０の剪断縁５４との協働作用により切断される。これにより、電線２の両端に２つのコネクタ１４、２０が圧接接続されたワイヤハーネスが完成し、図示していないワイヤハーネス排出装置がワイヤハーネスを排出する。
【００２３】
また、次のワイヤハーネスのためのコネクタ１４が載置された第１圧接部８のアプリケータ１０も降下しており、可動ワイヤガイド１６によりガイドされた電線２が、コネクタ１４の端子（図示せず）に対応して配置される。そして、この後、プルバッククランプ４が図６において、矢印Ａで示すように上流方向に移動して電線２の先端６０を、図７に示す位置まで引き戻す。そして図７に示すように、電線２の先端６０を含む先端部６２が、第１コネクタ１４に位置したところで、スタッファ１２が下方からアプリケータ１０に接近して、電線２をアプリケータ１０に保持されたコネクタ１４に圧接する。そしてアプリケータ１０とスタッファ１６が元の位置に復帰すると、図１に示す状態になる。そして、以上の工程が繰り返されて、電線２の両端にコネクタ１４、２０が圧接接続されたワイヤハーネスが製造される。
【００２４】
プルバッククランプ４により引き戻した電線２をコネクタ１４に圧接するときに重要なことは、複数の電線２の先端６０が一直線に揃っていないために、圧接に先だって先端６０を揃える必要があるということである。電線２の先端６０が不揃いである理由は、次の通りである。図６に示す工程において、電線２が切断されたときのピッチ変換された電線２の配列が平行ではなく、電線２同士の間隔が広がっていることによる。即ち、電線２はアプリケータ３２で切断されたとき、可動ワイヤガイド１６からアプリケータ３２に至る電線２の長さは、外側に配置された電線２ほど長くなっている（図５（Ｂ））。このためプルバッククランプ４により引き戻されたとき、電線２はコネクタ１４に、外側の電線２ほど長い状態で配置されることになる。
【００２５】
以下、電線２の先端６０を揃えるための先端揃え機構７２について図１０から図１２を参照して説明する。図１０は、本発明の圧接装置１に、先端６０が不揃いの状態で、電線２が配置された状態を示す概略側面図である。なお、可動ワイヤガイド１６は省略してある。図１１は、先端揃え機構７２のスタッファ１２が、電線２の先端６０をコネクタ１４に向けて押圧し始めたところを示す概略側面図である。図１２は、電線２をコネクタ１４に圧接して接続が完了した状態を示す先端揃え機構７２の概略側面図である。
【００２６】
最初に図１０を参照して説明する。アプリケータ（コネクタ保持部）１０は、コネクタ１４を保持する保持溝６４と、この保持溝６４から垂直に下方に延びる、上流側に向く垂直面６６を有する。電線２は、固定ワイヤガイド６により電線２の軸線方向に移動可能に案内されている。これらの電線２の先端部６２は、コネクタ１４に概ね位置しているが、電線２の先端６０が不揃いであるため、長い電線２はコネクタ１４から離れた位置で、また、それより短い電線２はコネクタ１４に近い位置で垂直面６６に当接している。これらの電線２がこの状態にある時に圧接のためにスタッファ１２が、シリンダ１８（図１）により図１０の矢印Ｂで示す方向に駆動される。先端揃え機構７２は、アプリケータ１０の垂直面６６と、固定ワイヤガイド（ガイド部材）６と、スタッファ１２から構成される。
【００２７】
そして図１１に示すように、スタッファ１２が垂直面６６に沿って、電線２の押圧を開始する。スタッファ１２の、垂直面６６側の側面６８と垂直面６６との間隙Ｇは約０．１ｍｍという狭寸法に設定されている。このためスタッファの押圧面７０は、垂直面６６に沿って垂直に移動することと相俟って、電線２の先端６０を含む先端部６２を確実にコネクタ１４の方に押圧することができる。従って、先端６０が垂直面６６と接触して摩擦抵抗が生じても、先端部６２に曲げモーメントが発生することなく、確実に先端６０をコネクタ１４の端子に押し込むことが可能になる。
【００２８】
このようにして電線２が押し込まれると、電線２の余分な長さは、矢印Ｃ（図１０）で示すように電線２の長手方向に沿って、固定ワイヤガイド６のガイド溝７によってガイドされながら上流側に戻る。そして電線２が適切な長さになった時点で、図１２で示すように、コネクタ１４にスタッファ１２によって圧接される。なお、図１２ではスタッファ１２が元の位置に復帰した位置を示している。
【００２９】
コネクタ１４と固定ワイヤガイド６の電線保持位置との相対的な高さは、図１２に示すように、同一直線上にあるか、或いは電線保持位置がコネクタ１４より相対的に高くなければならない。電線保持位置がコネクタ１４より高い状態とは、固定ワイヤガイド６が、図１２に示す固定ワイヤガイド６の位置より上方にある状態、即ち、コネクタ１４よりも、スタッファ１２から離れた位置にある状態をいう。電線保持位置が、コネクタ１４と同一直線上か、コネクタ１４より相対的に高くなければならない理由は、電線保持位置がコネクタ１４より低い場合、垂直面６６により先端６０が揃えられた電線２は、スタッファ１２の押圧により先端６０が上向きになるように撓む。これにより電線２の先端６０は、コネクタ１４の端子の圧接部（図示せず）の所定位置より後退した位置（図１０における左よりの位置）に到達するので、圧接部の全長より短い電線２が圧接部上に位置することになる。この場合、端子の圧接部に対して十分な長さの電線２が配置されないので、圧接不良となる虞があるためである。コネクタ１４に対する固定ワイヤガイド６の電線保持位置の上方への変位量（距離）は、僅かであることが好ましい。これによって、垂直面６６により先端６０が揃えられた電線２が、コネクタ１４の端子の圧接部に対して十分な長さで配置できるので、圧接不良を招くことなく、電線２を確実にコネクタ１４の端子に圧接できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電線の先端揃え機構付き電線圧接装置の概略図であり、第１コネクタを圧接した直後を示す
【図２】圧接された第１コネクタをメジャークランプで下流側へ移動させた状態を示し、（Ａ）は図１と同様の概略図であり、（Ｂ）はその概略平面図
【図３】可動ワイヤガイドを電線に挿入した状態を示し、（Ａ）は、図１と同様の概略図であり、（Ｂ）その時の概略平面図
【図４】ピッチ変換くし刃を電線に挿入した状態を示し、（Ａ）は図１と同様の概略図であり、（Ｂ）はそのときの電線のピッチを示す概略平面図
【図５】第２コネクタを保持した第２アプリケータを電線に挿入した状態を示す概略図を示し、（Ａ）は、図１と同様の概略図であり、（Ｂ）はそのときの概略平面図
【図６】第２スタッファにより第２コネクタに電線を圧接した状態を示す概略図
【図７】後続の第１コネクタに電線を圧接した状態を示す概略図
【図８】本発明の電線の先端揃え機構付き電線圧接装置の要部の概略斜視図を示す
【図９】第２アプリケータを示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は、くし刃の部分拡大側面図および（Ｄ）は、くし刃の部分拡大正面図を示す
【図１０】本発明の電線の先端揃え機構付き電線圧接装置に、先端が不揃いの状態で、電線が配置された状態を示す概略側面図を示す
【図１１】先端揃え機構のスタッファが、電線の先端をコネクタに向けて押圧し始めたところを示す概略側面図を示す
【図１２】電線をコネクタに圧接して、接続が完了した状態を示す先端揃え機構の概略側面図を示す
【符号の説明】
１ 先端揃え機構付き電線圧接装置
２ 電線
６ ガイド部材
８ 圧接部
１０ コネクタ保持部
１２ スタッファ
１４ コネクタ
６０ 先端
６２ 先端部
６６ 垂直面
７２ 先端揃え機構

Claims (2)

1. コネクタを保持するコネクタ保持部と、複数の並置された電線の先端部をスタッファにより前記コネクタに圧接する圧接部と、前記電線の配列のピッチを前記コネクタの端子の配列ピッチに合うようにピッチ変換された前記電線の先端をそろえる電線の先端揃え機構とを備えた電線の先端揃え機構付き電線圧接装置において、
   前記先端揃え機構が、前記コネクタ保持部に設けられた、前記コネクタの前記端子に対応して配置された前記電線の先端が当接する垂直面と、
   該垂直面に当接した前記電線の前記先端を含んで前記電線の先端部を前記垂直面に沿って前記コネクタに押し込む前記スタッファと、
   該スタッファにより前記先端を前記垂直面に沿って押し込まれ、該電線の長さ方向に押し戻される前記電線を該長さ方向に移動可能に案内するガイド部材とを有することを特徴とする電線の先端揃え機構付き電線圧接装置。
2. 前記ガイド部材における電線保持位置が、前記コネクタ保持部に保持された前記コネクタと同一高さか、或いは、前記コネクタより高いことを特徴とする請求項１記載の電線の先端揃え機構付き電線圧接装置。

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