JP4234654B2 - 接続不良端子の検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ワイヤーハーネスの製造工程において、そのワイヤーハネースを構成する電線の端部に圧着端子又は圧接端子が正しく接続されたか否かを検出する接続不良端子の検出方法に関するものである。

この種のワイヤーハーネスを構成する電線には、その端部に圧着端子や圧接端子が取付けられ、自動車内の機器相互の電気配線が容易に成されるようになっている。電線の端部に圧着用の端子を取付けるには、電線の端部の被覆層を一定長剥ぎ取って導体を露出させ、その部分に所定の形状及び寸法の端子を後述する端子圧着装置により圧着させて取付けられる。

この際、電線の端末に取付けられた端子は、正常時には図４(イ)に示すように、端子ＴのワイヤーバレルＴ１及びインシュレーションバレルＴ２にそれぞれ電線Ｗの導体Ｗ１及び被覆層Ｗ２が配置され、ワイヤーバレルＴ１及びインシュレーションバレルＴ２を潰して変形させることにより、ワイヤーバレルＴ１の部分で電気的な導通が成され、インシュレーションバレルＴ２の部分で機械的な接続が成される。

しかしながら、図４(ロ)に示すように、導体Ｗ１の一部がワイヤーバレルＴ１からはみ出した"導体こぼれ"の状態になったり、図４(ハ)に示すようにワイヤーバレルＴ１が導体Ｗ１に圧着されずに被覆層Ｗ２が圧着された"樹脂かみ"状態となったり、また図４(ニ)に示すように導体Ｗ１の先端がワイヤーバレルＴ１に圧着されずにインシュレーションバレルＴ２に固定され、被覆層Ｗ２がフリーの状態となる"導体さがり"になったりすることがある。
図４(ロ)〜図４(ニ)に示す状態の接続では、電気的な接続が行われなかったり、機械的な接続強度に欠けることが発生する。
このため、このような状態を自動的に検知する方法として種々の接続不良端子の検出機能を備えた端子装着装置が提案されている。（例えば、特許文献１〜２）

図５は特許文献１に開示された端子圧着装着を示すもので、端子圧着装置１は、プレスフレーム２、当該プレスフレーム２に配置される端子圧着台３、当該端子圧着台３の上方に上下動可能に記置されるアプリケータ４、当該アプリケータ４の下端に装着される端子圧着用型押部５、アプリケータ４の上端に下端が固定され且つプレスフレーム２の中央のフレーム２ａに穿設された孔２ｂを摺動可能に嵌挿されたラム６、当該ラム６を上下動させるトグル装置７及び端子配給レバー８等により構成される。

トグル装置７は上方リンク７１と、下方リンク７２と、トグル７３と、フライホイール７４とを備え、これらの上方リンク７１と下方リンク７２とトグル７３との各一端は軸７５により空間内で回転を可能に枢支され、上方リンク７１の他端は固定部７６に、下方リンクの他端はラム６の上端７７に、トグル７３の他端はフライホイール７４の周縁に夫々回動、回転可能に軸支されている。フライホイール７４は図示しないモータにより回転され、当該フライホイール７４の回転はトグル７３及び上、下の各リンク７１、７２を介してラム６に伝達され、当該ラム６が上下に住復動される。

端子配給レバー８は上端が軸８１を介して回動可能に枢支され、中央部に設けられた駆動溝８２内に、一端をアプリケータ４の上端に固定されたアーム８３の他端がピンを介して係合され、下端には秤８４が装着されている．この端子配給レバー８はアプリケータ４の上下動により左右に揺動されて秤８４を左右に駆動して多数の端子が帯状に連綴された連続端子Ｔｃから端子Ｔを１個づつ端子圧着台３上に配給する。

トグル装置７は上、下の各リンク７１、７２の枢支点（軸７５の位置）をトグル７３により押すとこれらの両リンク７１、７２が一直線に近付くに従ってリンクの長さ方向の力即ち、これらのリンク７１，７２の長さ方向に沿って垂直方向に押す力Ｐが大きくなる。
この力Ｐは端子圧着用型押部５が端子圧着台３上の端子Ｔを圧着する力（以下圧着力という）である。従って、ラム６は端子圧着時に当該圧着力Ｐの反力Ｐ'（＝Ｐ）を受ける。そこで、このラム６に作用する反力Ｐ’を検出することにより端子Ｔに作用した応力を検出することができる。

ラム６は所定位置例えば、下部を図６に示すように全周に亘り軸方向と直角方向に断面コ字状に切り欠かれて細身の柱６ａとされ、当該柱６ａに圧カセンサ１０が配設されている。圧カセンサ１０は２つの圧カセンサ１１、１１’から成り、一方の圧カセンサ１１は柱６ａの前面６ｂに、他方の圧カセンサ１１’は裏面に夫々配設されている。圧カセンサ１１は例えば、２枚のロードセル１２、１３により構成され、これらの各ロードセル１２、１３は互いに直交して配置され、一方のロードセル１２は柱６ａの軸方向（縦方向）に沿って、他方のロードセル１３は軸方向と直角方向（横方向）に沿って粘着されている。ロードセル１２は柱６ａの縦方向の伸縮（歪）に応じて、ロードセル１３は横方向の伸縮（歪）に応じて抵抗値が変化する。
ラム６の柱６２の裏面に配置される圧カセンサ１１’も前面６ｂに配置きれた圧カセンサ１１と同様に２枚のロードセル１２’、１３’により構成され、且つ圧カセンサ１１と略対称位置に貼着されている。
この圧カセンサ１０はラム６による端子圧着時に当該ラム６の柱６ａに発生する前記歪みを検出することにより当該ラム６に加わる前記圧着力の反力を検出する。

圧カセンサ１０の各センサ１１、１１’の各ロードセル１２、１３及び１２’、１３’は図７に示すようにブリッジ回路に接続され、ロードセル１２と１３’及び１３と１２’との各接続点ａ、ｃは所定の電源１５に接続され、ロードセル１２と１３及び１２’と１３’との各接続点ｂ、ｄは端子１０ａ、１０ｂに接続されている。

圧カセンサ１０の各端子１０ａ、１０ｂはバターン判定回路２０のストレンアンプ２１の入力端子に接続され、当該ストレンアンプ２１の出力端子はアナログ―デジタル変換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）２２及び比較器２３の各入力端子に接続されている。比較器２３の出力端子はＡ／Ｄ変換器２２のトリガ入力端子に接続され、当該Ａ／Ｄ変換器２２の出力端子はメモリ２４の入カ端子に接続されている。このメモリ２４は更に中央演算処理装置（以下ＣＰＵという）２５に接続されている。

（動作の説明）
トグル装置７はフライホイール７１の回転をトグル７３及び上、下の各リンク７１、７２を介してラム６を往復動させ、アプリケータ４の往復動させる。一方、アプリケータ４の往復動に応じて端子配給レバー８が左右に揺動して秤８４を介して連続端子Ｔｃから端子Ｔを１個づつ端子圧着台３上に供給する。同時に電線（図示せず）が端子圧着台３に供給され、電線の被覆層が端子Ｔのインシュレーションバレル内に、導体がワイヤーバレル内に夫々配置される。

電線Ｗが端子Ｔに配置された後、下動するアプリケータ４の下端に装着された端子圧着用型押部５が端子圧着台３上に電線の端末と共に載置された端子Ｔのインシュレーションバレル及びワイヤーバレルをそれぞれ圧着する。この端子Ｔの圧着時にラム６に反力が加わり、柱６ａに歪が発生する。圧カセンサ１０はこの柱６ａに発生する歪みを検出して対応する電気信号（歪み信号）Ｖを出力する。

この圧カセンサ１０から出力された信号Ｖはストレンアンプ２１により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２２及び比較器２３に入力される。比較器２３は入力する信号Ｖと所定値のしきい値信号Ｖｓとを比較し、Ｖ>Ｖｓの時にトリガ信号Ｐｔを出力してＡ／Ｄ変換器２２にレベルトリガをかける。Ａ／Ｄ変換器２２はこのトリガ信号Ｐｔを印加されるとサンブリングを開始して入力する信号Ｖの波形をサンブリングしてＡ／Ｄ変換を行い、当該波形を時系列でメモリ２４に格納する。尚、比較器２３のしきい値信号Ｖｓは後述する端子圧着時に発生する共通波形の立ち上がりを捉えられる程度の電圧レペルに設定され、当該レベル以上の信号は全てサンプリングされる。

ＣＰＵ２５はメモリ２４に格納された正常な圧着状態の信号波形（以下基準信号パターンという）を記憶しておき、当該記億している基準信号パターンと各端子圧着時の各荷重波形パターンとを逐次比較し、当該荷重波形パターンが正常であるか異常であるかを判定し、異常と判定したときには異常判定信号Ｖ_０を出力する。このようにして、図４(ロ)〜図４(ニ)の異常が検出される。

なお、上記例は圧力センサ１０がラム６に取付けられた場合を説明したが、圧力センサ１０は端子圧着用型押部５又は端子圧着用型押部５とラム６との間に配置された場合であってもよく、これによっても同様に動作する。
また、圧力センサ１０はピエゾセンサを用いたものがアプリケータ４と端子圧着台３との間に配置して構成することも可能である。この場合、その出力端子はブリッチ状にすることなく直接ストレンアンプ２１の入力に接続される。

特許文献２による接続不良端子の検出方法は、電線端子に加わる圧着時の荷重を前記特許文献１と同様にして検知し、その波形パターンを基準信号パターンと比較する際に、ずれの量を積分してその値が所定値以上の時に異常と判断するというものである。

特開平５−６５１１１号公報 特開平９−２７３７８号公報

ここで検出された荷重波形パターンと予め準備された基準信号パターンとを比較する際には、図８に示すように荷重波形パターンｎと基準信号パターンｍの時間軸を一致させて両者パターンｍ・ｎの差を求めることが必要であるが、前記いずれの接続不良端子の検出方法でも、検出された荷重波形パターンにしきい値を設定し、検出された荷重波形パターンがこのしきい値を超えたことをトリガとして、両波形パターン差の検出サンプリングを開始していた。
このため、荷重センサの信号ラインに乗ったノイズにより、図９に示すように正常な圧着状態の基準信号パターンｍに対して検出された荷重波形パターンｎがずれた場合は正確な判断ができなという課題があった。
この対策としてトリガレベルを上けることが考えられるが、初期挙動に差がある場合にその部分の信号が得られないことになる。

更に、圧着端子の場合、図１０(イ)・(ロ)に示す端子Ｔと電線Ｗの接合状態Ｚ１の応力波形が図１１の曲線Ｒ１に示すように大きいが、圧接端子や小型端子の圧着の場合は、図１０(ハ)・(ニ)に示す端子Ｔと電線Ｗの接合状態Ｚ２の応力波形が図１１のパターンＲ２に示すように小さい。

他方、前記連続端子Ｔｃは一般に金属条を金型などにより打ち抜き・折り曲げなどをして図１２(イ)に示すように複数の端子Ｔと帯状体Ｔｓとから構成されるが、電線Ｗに端子Ｔを装着する際には、図１２(ロ)に示すように連続端子Ｔｃから接合部Ｔｔで端子Ｔを１個づつ切り離すことや、端子Ｔを切り離した後に残った帯状体ＴｓをＴｋ部で短辺に裁断することが行われる。これらの切り離し応力や切断応力は、図１３のｙの位置において示されるが、ここでの応力は荷重波形パターンＲ３やＲ４のように不安定であり、また荷重波形パターンＲ４のように、電線装着時の最大応力Ｒｐの大きさと同程度となることがある。

この結果、前記荷重波形パターンＲ４の場合、パターン前方から後方方向に向って得られたしきい値を超える立上りを基準に「重ね合せ補正」（データの始めのしきい値ｘからの重ね合せ補正）を行う場合では、図１４に示すように、基準信号パターンＲｋに対して検出された荷重波形パターンＲ５・Ｒ６は時間軸に波形ずれが生じ、前記図９と同様に、正常な圧着状態の基準信号パターンと検出された荷重波形パターンとがずれて正確な判断ができなという課題があった。

そこで本発明では、前記のように検出された荷重波形パターンと正常圧着端子の波形パターンとを対比判定する際に、ノイズに影響されないように両パターンの時間軸を一致させる接続不良端子の検出方法を提供するものである。

その方法とは、端子圧着用型押部が下死点に達する前後に相当する最大荷重を挟む荷重波形パターン位置を求め、この位置とこの位置に相当する基準信号パターンの位置とを一致させて、両パターンの時間軸を一致させ、両パターンの差を求めるものである。

具体的には、複数の圧着端子又は圧接端子と帯状体とで構成される連続端子から前記端子を切り離した際の前記端子に与える荷重と、電線の端末に前記端子を取付ける際の前記端子に与える荷重を荷重センサで測定して、前記端子に加わる経時的に変化する荷重波形パターンを検出し、この検出された荷重波形パターンを予め準備された基準信号パターンと比較してその差を求め、電線との接続不良端子を検出する接続不良端子の検出方法において、前記検出された荷重波形パターンを記憶し、この記憶された荷重波形パターンを荷重波形パターンの後端側から先端側に向かって走査して所定しきい値を超えた部分の後端側の荷重波形パターンを抽出し、この後端側の荷重波形パターンをこの後端側の荷重波形パターンに相当する基準信号パターンに一致させて両パターンの時間軸を一致させ、両パターンの差を比較することを特徴とする接続不良端子の検出方法である。

本発明は前述のように、検出された荷重波形パターンを記憶し、この記憶された荷重波形パターンを荷重波形パターンの後端側から先端側に向かって走査して所定しきい値を超えた部分の後端側の荷重波形パターンを抽出し、この後端側の荷重波形パターンをこの後端側の荷重波形パターンに相当する基準信号パターンに一致させて両パターンの時間軸を一致させるので、検出された荷重波形パターンの開始点付近で種々のノイズがあってもこれが考慮されることなく、検出された荷重波形パターンと基準信号パターンとの差を正確に比較し、正確な判定を行うことができる。

また、以下の効果も生じる。
しきい値を適宜選択することにより、種々の端子にも柔軟性があり対応が可能である。
種々のプレスに応じて波形が異なるため、それぞれに合った補正方法が可能である。
端子連結部の切り離し応カが高い場合でも、下死点の応力検索が可能であり、対比判別ができる。
端子連結部の切り離し応力に左右されず、安定した時間軸補正が可能であり、対比判別ができる。

後端側の荷重波形パターンから極大点の位置を求め、この極大点の位置と当該極大点の位置に相当する基準信号パターンの位置とを一致させて、両パターンの時間軸を一致させる。

後端側の荷重波形パターンの極大点を求めた後、前記極大点の値から所定割合減じた位置を求め、この位置と当該位置に相当する基準信号パターンの位置とを一致させて、両パターンの時間軸を一致させる。

以下本発明を図示した実施例に基づき説明する。
図１において、Ｒ7は検出された荷重波形パターン、Ｒｋは予め準備された基準信号パターンを示すものである。これらパターンは図５の端子装着装置などで従来と同様に測定され、従来と同様にして図７のメモリ２４等に記憶される。

しかしながら、本発明は従来と異なり、検出された荷重波形パターンと基準信号パターンとの時間的重ね合わせを行う際に、適宜設定の変更可能なしきいＸ1を設定し、検出された荷重波形パターンＲ７をその荷重波形パターンの後方から前方に走査して、しきい値を超えた最大荷重を含む２点間の後端側の荷重波形パターンＲ７'を抽出し、更に、基準信号パターンＲｋも同様にして、又は事前に用意したものを抽出する。
その後は、検出された荷重波形パターンＲ７'の最大点Ｒ７ｐを求め、この最大点Ｒ７ｐから端子の種類によって適宜定められた割合分を減じた立上がりの位置を求め、次に、基準信号パターンの後端側の荷重波形パターンの最大点Ｒｋｐから端子の種類によって適宜定められた割合分を減じた立ち上がりの位置を前記と同様にして求め又は事前に用意されものを選び、検出された荷重波形パターンと基準信号パターンとの時間的重ね合わせを行う。この実施例はｔ1の点で両パターンの時間軸を一致させたものが示されている。

このようにして両パターンの時間軸が一致するように重ね合わせが行われた後は、両者パターンのピーク差、波形半値幅、波形レベルの積算値の各差等を比較し、全てが設定した範囲内であれば合格とするなどして、電線が圧着端子又は圧接端子に正しく接続されているか否かを判定する。

これによって両パターンは最適な状態で対比され、この結果、検出された荷重波形パターンにしきい値を超える端子切り離し応力ｙ１、ｙ２、ｙ３等があっても、これらに影響されずに正確に重ね合わせが行われ、正確に良否を判定することができる。

図２は本発明の他の実施例を示すもので、検出された荷重波形パターンＲ８を前記と同様にして処理して後端側の荷重波形パターンを抽出し、この抽出された後端側の荷重波形パターンから最大点Ｒ8ｐの位置を求め、次に、基準信号パターンの後端側の荷重波形パターンの最大点の位置を前記と同様にして求め又は事前に用意されものを選び、検出された荷重波形パターンと基準信号パターンとの時間的重ね合わせを行う。

その後は、実施例１と同様に、両パターンのレベル差を比較して、電線が圧着端子又は圧接端子に正しく接続されているか否かが判定される。これによっても、実施例１と同様に、検出された荷重波形パターンにしきい値を超える端子切り離し応力ｙ１、ｙ２、ｙ３等があっても、これらに影響されずに正確に重ね合わせを行って、正確に判定することができる。

図３は本発明の更に異なる他の実施例を示すもので、検出された荷重波形パターンＲ９を前記と同様にして最大点Ｒ９ｐを求め、この最大点Ｒ９ｐから端子の種類によって適宜定められた割合分を減じた立下りの位置を求め、次に、基準信号パターンの後端側の荷重波形パターンの最大点Ｒｋｐから端子の種類によって適宜定められた割合分を減じた立ち下がりの位置を前記と同様にして求め又は事前に用意されものを選び、検出された荷重波形パターンと基準信号パターンとの時間的重ね合わせを行う。

その後は、実施例１と同様に、両パターンのレベル差を比較して、電線が圧着端子又は圧接端子に正しく接続されているか否かが判定される。これによっても、実施例１と同様に、検出された荷重波形パターンにしきい値を超える端子切り離し応力ｙ１、ｙ２、ｙ３等があっても、これらに影響されずに正確に重ね合わせを行って、正確に判定することができる。

本発明の一実施例を説明するためのパターン図。 本発明の異なる実施例を説明するためのパターン図。 本発明の更に異なる実施例を説明するためのパターン図。 電線と端子との各種接読状態を示す説明図。 従来の端子装着装置の一例を示す構成図。 図５の要部拡大構成図。 従来の信号処理部を示す構成図。 ２つのパターンの重ね合わせが良好な場合のパターン図。 ２つのパターンの重ね合わせが不良な場合のパターン図。 接続条件が異なる場合を示す接続状態説明図。 検出応力が異なる場合のパターン図。 連続端子を示す斜視説明図。 初期レベルの異なるパターン図。 パターンの重ね合わせが不良な場合のパターン図。

符号の説明

Ｒｋ 基準信号パターン
Ｒ1〜Ｒ１０ 荷重波形パターン
ｘ しきい値
ｘ1 しきい値

Claims (3)

1. 複数の圧着端子又は圧接端子と帯状体とで構成される連続端子から前記端子を切り離した際の前記端子に与える荷重と、電線の端末に前記端子を取付ける際の前記端子に与える荷重を荷重センサで測定して、前記端子に加わる経時的に変化する荷重波形パターンを検出し、この検出された荷重波形パターンを予め準備された基準信号パターンと比較してその差を求め、電線との接続不良端子を検出する接続不良端子の検出方法において、前記検出された荷重波形パターンを記憶し、この記憶された荷重波形パターンを荷重波形パターンの後端側から先端側に向かって走査して所定しきい値を超えた部分の後端側の荷重波形パターンを抽出し、この後端側の荷重波形パターンをこの後端側の荷重波形パターンに相当する基準信号パターンに一致させて両パターンの時間軸を一致させ、両パターンの差を比較することを特徴とする接続不良端子の検出方法。
2. 後端側の荷重波形パターンから極大点の位置を求め、この極大点の位置と当該極大点の位置に相当する基準信号パターンの位置とを一致させて、両パターンの時間軸を一致させることを特徴とする請求項１に記載の接続不良端子の検出方法。
3. 後端側の荷重波形パターンの極大点を求めた後、前記極大点の値から所定割合減じた位置を求め、この位置と当該位置に相当する基準信号パターンの位置とを一致させて、両パターンの時間軸を一致させることを特徴とする請求項１に記載の接続不良端子の検出方法。

Images