JP4251122B2 - アライメント検査装置 - Google Patents

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Description

この発明は、ジャンクションブロック等の電気機器に設けられた複数のコネクタ接続部について、その各コネクタ端子のアライメントの良否を検査するための技術に関する。
ジャンクションブロック等の電気機器には、外部との接続用にコネクタ接続部が設けられている。コネクタ接続部は、通常、略方形枠状のコネクタハウジング内に、バスバー等により構成されるコネクタ端子が複数立設された構成とされている。
このようなコネクタ接続部において、各コネクタ端子の間隔や位置等に不良が生じていると、相手側のコネクタを当該コネクタ接続部にうまく接続できない状態となる。
そこで、コネクタ端子のアライメントを検査する技術として、コネクタ端子の並びが所定の許容範囲内であるときのみ挿入可能な穴部を有する検査治具を準備し、該検査治具を各コネクタ接続部に挿入できるか否かによって上記アライメントを検査する技術がある。
上記のようなアライメント検査治具は、下記非特許文献1に記載されている。
発明協会公開技報公技番号2000−7643号
ところで、ジャンクションブロック等の電気機器の一主面には、コネクタ接続部が複数設けられる場合がある。
このような場合に、個々のコネクタ接続部に対して順次上記検査治具を挿入してアライメント検査を行うのは面倒である。
ここで、仮に、複数の検査治具を一体化して、一主面に設けられた複数のコネクタ接続部に対して一括して複数の検査治具を挿入できるようにすれば、複数のコネクタ接続部に対して、効率よくアライメント検査を行えることになる。
しかしながら、複数の検査治具を単に一体化するだけでは、次のような問題が生じる。
すなわち、ジャンクションブロック等の電気機器のハウジングは、PPT(ポリプロピレンにタルクが入った材料)やナイロン等で構成されており、ハウジング全体について各部の寸法のばらつきや反り等の発生が想定される。
一方、製品としては、個々のコネクタ接続部に対して外部側のコネクタを別々に接続できればよいので、各コネクタ接続部に位置ずれや姿勢の傾き等が生じていても、所定のばらつき範囲内であれば、許容されることになる。
ところが、上記のように複数の検査治具を単に一体化する構成を想定すると、各コネクタ接続部の位置ずれや姿勢傾き等が許容範囲内であっても、各検査治具を対応するコネクタ端子に挿入(嵌合)できない事態が想定される。
このため、製品として許容されるものであるのにも拘らず、不良品として判断され得ることになり、検査信頼性に劣るという問題が生じる。
そこで、本発明は、電気機器に設けられた複数のコネクタ接続部について、効率よく、高い信頼性で、アライメント検査を行える技術を提供することを目的とする。
この発明のアライメント検査装置は、電気機器の一主面に複数のコネクタ接続部が設けられ、その各コネクタ接続部における各コネクタ端子のアライメントを検査するためのアライメント検査装置であって、前記各コネクタ接続部に対応して設けられ、対応するコネクタ接続部において各コネクタ端子のアライメントが良好であるときに挿入可能で、各コネクタ端子のアライメントが不良であるときに挿入不能となる複数のアライメントゲージと、前記各アライメントゲージを、前記電気機器の一主面における前記各コネクタ接続部のレイアウトに対応した位置に保持する支持部材と、前記各アライメントゲージを、前記支持部材に対して移動自在に支持する複数の可動支持手段と、を備え前記各可動支持手段は、前記支持部材に位置調整変更可能に取付けられ、前記アライメントを検査する前に前記コネクタ接続部の定常的な位置ずれに応じて位置調整された状態で取付けられるブラケットと、前記ブラケットにスライド自在に支持された支持棒と、前記支持棒の他端部に連結固定され、前記アライメントゲージを対応する前記コネクタ接続部に挿入する検査中に、前記アライメントゲージが前記コネクタ接続部に追従して移動可能なように、前記アライメントゲージを支持するゲージホルダとを有するものである。
また、前記各可動支持手段は、前記各コネクタ端子のアライメントが不良であるときに、前記アライメントゲージを、退避移動させる退避移動手段を含み、前記退避移動手段は、コイルバネが取付けられた前記支持棒であってもよい。
この場合、前記各アライメントゲージの退避移動を検知する退避移動検知手段をさらに備えるとよい。
この発明のアライメント検査装置によると、可動支持手段によって、各アライメントゲージが移動自在に支持されている。従って、各コネクタ接続部に位置ずれや姿勢傾き等が生じていても、それに応じて各アライメントゲージの位置を移動させることができる。このため、ある程度の範囲内では、コネクタ接続部に位置ずれや姿勢傾き等を無視して、各アライメントゲージを対応するコネクタ接続部に挿入(嵌合)可能な位置に配設して、各コネクタ端子のアライメント検査を行うことができる。従って、複数のコネクタ接続部について、効率よく、高い信頼性で、アライメント検査を行うことができる。
また、前記可動支持手段は、前記各アライメントゲージを対応する各コネクタ接続部に挿入する検査中に、前記各アライメントゲージを対応する各コネクタ接続部内に挿入可能なように位置調整自在に支持する検査中可動支持手段を含む構成であると、アライメントゲージを対応するコネクタ接続部に挿入する際に、個々のコネクタ接続部の位置ずれや姿勢傾き等に追従するようにしてアライメントゲージを移動させて、アライメントゲージをより確実に対応するコネクタ接続部に挿入可能な状態とすることができる。従って、より検査信頼性の向上を図ることができる。
また、各可動支持手段が、前記アライメントゲージを、退避移動させる退避移動手段を含むため、該アライメントゲージを対応するコネクタ接続部に挿入できない場合に、コネクタ接続部やアライメントゲージ等の破損を防止できる。
さらに、アライメントゲージの退避移動を検査する退避移動検知手段をさらに備えていると、各アライメントゲージを対応するコネクタ接続部に挿入できないときには、これを退避移動検知手段で検知することができる。
以下、この発明の実施形態に係るアライメント検査装置について説明する。
図1はアライメント検査装置10及び検査対象となる電気機器100を示す図であり、図2はアライメント検査装置10の要部拡大部分断面図である。
このアライメント検査装置は、電気機器100に設けられた複数のコネクタ接続部110における各コネクタ端子112の位置、間隔、姿勢等のアライメントを検査するための装置である。
ここで、電気機器100は、ハウジング108の一主面(上面)に複数のコネクタ接続部110が設けられた構成とされている。ハウジング108は、例えば、PPTやナイロン等で形成されている。また、各コネクタ接続部110は、ハウジング108の一主面から略方形枠状に突出するコネクタハウジング部を有しており、その内部には、その底部から突出するようにして複数のコネクタ端子112が所定の整列状態で立設されている。例えば、複数のコネクタ端子が、一列又は複数列に、一定間隔をあけた状態で、整列されている。この各コネクタ接続部110に、外部配線側のコネクタ等が接続されるようになっている。
このような電気機器100としては、例えば、自動車等で用いられるジャンクションブロックが想定される。すなわち、自動車等では、電気的な配線を集約したり、分岐したりするためにジャンクションブロックが用いられる。かかるジャンクションブロックは、樹脂等で形成されたハウジング内に、電線やバスバー等で構成される配線回路が収容配置された構成とされている。また、ジャンクションブロックには、バスバー等で構成されたコネクタ端子を有するコネクタ接続部が複数設けられており、各コネクタ接続部に外部配線側のコネクタ等が接続される。
もちろん、上記ジャンクションブロックの他、ハウジングの一主面に複数のコネクタ接続部を有する種々の電気機器100を検査対象とすることができる。
アライメント検査装置10は、複数のアライメントゲージ20と、支持部材としての支持板30と、支持板30に対して、アライメントゲージを移動自在に支持する可動支持手段としての可動支持機構40とを備えている。
アライメントゲージ20は、電気機器100の一主面側に設けられた複数のコネクタ接続部110に対応して複数設けられている。
各アライメントゲージ20は、対応するコネクタ接続部110に挿入(嵌合)可能な箱状体に形成されると共に、その先端部に各コネクタ端子112に対応させるようにして穴状又は溝状の凹部20hが形成されている。そして、対応するコネクタ接続部110において、各コネクタ端子112のアライメントが良好であるときには、各コネクタ端子112が前記凹部20h内に嵌り込むことで、アライメントゲージ20が対応するコネクタ接続部110に挿入可能とされる。一方、対応するコネクタ接続部110において、各コネクタ端子112のアライメントが不良であるときには、少なくとも一つのコネクタ端子112が前記凹部20hの入口周縁部等に当接、干渉することで、アライメントゲージ20が対応するコネクタ接続部110に挿入不能とされる。
なお、コネクタ接続部における各コネクタ端子112のアライメントの良好、不良は、各コネクタ端子112の位置や間隔、姿勢等が、相手側のコネクタを挿入可能な所定の許容範囲からずれているか否かを基準として判断される。
支持板30は、略板状、ここでは、電気機器100の一主面に対応する広がりを持つ略板状に形成されている。また、電気機器100を載置支持するステージ120の上方で昇降機構を介して昇降自在に支持されると共に、エアシリンダ等の駆動手段により電気機器100に対して接近離隔移動される構成となっている。
なお、上記ステージ120側を支持板30側に接近、離隔移動させる構成としてもよい。要するに、電気機器100の各コネクタ接続部110とアライメントゲージ20とが相対的に接近離隔移動する構成とされていればよい。
この支持板30には、電気機器100の一主面における各コネクタ接続部110の配設レイアウトに対応させるようにして、取付孔30h及び取付ネジ孔30sが形成されている。そして、この支持板30が、上記各アライメントゲージ20を、後述する可動支持機構40を介して、電気機器100の一主面における各コネクタ接続部110の配設レイアウトに対応した位置に保持する構成となっている。
そして、支持板30を電気機器100の一主面に向けて近接移動させることで、各アライメントゲージ20が対応する各コネクタ接続部110に挿入されるようになる。
可動支持機構40は、上記各アライメントゲージ20に対応して複数設けられている。各可動支持機構40は、各アライメントゲージ20を支持板30に対して移動自在に支持するように構成されている。
ここでは、可動支持機構40は、上記支持板30に取付固定されるブラケット42と、このブラケット42によりスライド自在に支持された一対の支持棒46と、支持棒46の下端部に取付けられたゲージホルダ50とを備えている。
図3は支持板30に対するブラケット42の取付状態を示す図である。図1〜図3に示すように、ブラケット42は、上記支持板30の所定の取付孔30h内に嵌め込み可能なブラケット本体部42aと、このブラケット本体部42aの外周囲に設けられた取付部42bとを備えている。
ブラケット本体部42aの平面視の大きさは、取付孔30hの平面視の大きさよりも、小さく形成されている。
また、取付部42bには、本ブラケット42の取付に用いられるネジSのネジ軸Saよりも大きな開口形状を持つネジ挿通孔42bhが形成されている。
そして、ネジSをネジ挿通孔42bhに挿通して取付ネジ孔30sに螺合締結させて、ネジSのネジ頭Sbと支持板30との間で、ブラケット42の取付部42bを挟込むことで、該ブラケット42が支持板30に対して一定位置に取付固定されることになる。
また、この状態から、ネジSを緩めると、ブラケット本体部42aが取付孔30h内を動ける範囲内、かつ、ネジ軸Saがネジ挿通孔42bhを動ける範囲内で、支持板30に対するブラケット42の位置を調整変更できるように構成されている。
なお、支持板30に対してブラケット42を一定位置に取付固定する構成としては、上記構成の他、板バネ等で挟込む構成であってよい。要するに、支持板30に対するブラケット42の固定、解除を比較的容易に行えるような種々の取付手段を採用できる。
また、ブラケット42には、その両面側に貫設するようにして、略筒状のスライド支持部45が取付けられている。上記一対の支持棒46は、本スライド支持部45によって、ブラケット42を貫通する方向に沿ってスライド自在に支持されている。
一対の支持棒46の一端部(上端部)には、連結部材47が連結固定されており、他端部(下端部)にはゲージホルダ50が連結固定されている。
また、ゲージホルダ50を介してアライメントゲージ20を進出方向に付勢する手段として、コイルバネ48が設けられている。このコイルバネ48は、ブラケット42とゲージホルダ50との間に圧縮状に介在するようにして、一対の支持棒46に巻付けられている。
このコイルバネ48は、所定のアライメントゲージ20を対応するコネクタ接続部110に押込む際に、各コネクタ端子112のアライメントが良好である場合には、伸長状態のままアライメントゲージ20を対応するコネクタ接続部110に挿入でき(図6参照)、かつ、各コネクタ端子112のアライメントが不良である場合には、該コネクタ端子112を座屈変形させずに、縮んでアライメントゲージ20を退避移動できる(図7参照)程度の付勢力を有している。このような付勢力は、コネクタ端子112の強度等に応じて決定される。本実施形態では、バネ定数100〜200gf(約0.98〜1.96N)のコイルバネ48を用いている。
なお、このように、各コネクタ端子112のアライメントが不良である場合にも、アライメントゲージ20を退避移動させて、コネクタ端子112の座屈変形等を防止しているので、不良が検知された場合には、手等で各コネクタ端子112のアライメントが良好となるように容易に直すことができる。
一対の支持棒46がスライド自在に支持されると共にコイルバネ48により進出方向に付勢された構成をもってアライメントゲージ20を退避移動させる退避移動手段が構成される。
なお、支持棒46は、1本であってもよいし、また、3本以上であってもよい。
ゲージホルダ50は、アライメントゲージ20を対応するコネクタ接続部110に挿入する検査中に、アライメントゲージ20を対応するコネクタ接続部110内に挿入可能なように位置調整自在に支持する検査中可動支持手段としての部材である。
本実施形態では、ゲージホルダ50は、板状部材であり、その外面側に、ゲージ収容凹部51が形成されている。このゲージ収容凹部51は、アライメントゲージ20の基端部よりも大きく形成されている。アライメントゲージ20の基端部をゲージ収容凹部51内に配設した状態で、アライメントゲージ20がゲージホルダ50に対して所定範囲内で移動できるようになっている。
また、ゲージホルダ50には、ゲージ収容凹部51の底面からアライメントゲージ20の内面に貫通するようにして、一対の挿通孔51hが形成されている。この挿通孔51hの開口形状は、アライメントゲージ20の取付に用いられるピン部材54のピン軸54aよりも大きく形成されている。
そして、アライメントゲージ20の基端部をゲージ収容凹部51内に配設した状態で、ピン部材54のピン軸54aをゲージホルダ50の内面側から挿通孔51h内に挿通させて、アライメントゲージ20の基端部にネジ止等で固定する。この際、ピン部材54のピン頭54bとアライメントゲージ20の基端部間の長さ寸法L2が、ゲージホルダ50のうち挿通孔51hを形成した部分の厚み寸法L1よりも大きくなるようにしてある。
これにより、ピン部材54が挿通孔51h内を遊動できる範囲内で、アライメントゲージ20が、ゲージホルダ50に対して、コネクタ接続部110の挿入方向及びこれに垂直な面方向に移動自在に支持されることになる。
例えば、アライメントゲージ20は、ゲージホルダ50に対して、上下、左右、前後の3方向に1〜2mmの範囲で移動自在に支持される。
そして、例えば、コネクタ接続部110が製造上の寸法ばらつきや反り等の要因で、多少不正確な位置や或は斜めになって形成されているような場合でも、図4に示すように、ゲージホルダ50を下降させるようにしてアライメントゲージ20をコネクタ接続部110内に押込むと、その不正確な位置や姿勢傾き等に追従するようにして、アライメントゲージ20が移動するようになっている。
図8は、ハウジング108の表面に対してコネクタ接続部110がその短辺方向に大きく傾いた状態を示している。この場合でも、アライメントゲージ20をコネクタ接続部110内に押込むと、アライメントゲージ20の先端側外周面をコネクタ接続部110の内周面に沿わせるようにして、アライメントゲージ20が姿勢変更する。そして、姿勢変更したままの状態で、コネクタ接続部110内の奥へ挿入され、各コネクタ端子112がアライメントゲージ20側の凹部20h内に挿入されるようになる。
つまり、アライメントゲージ20は、コネクタ接続部110の位置変動に対応しうると共に、姿勢変動にも対応して移動ないし姿勢変更し得る構成となっている。
また、上記連結部材47には、アライメントゲージ20の退避移動を検知する退避検知手段として近接センサ56が取付けられている。この近接センサ56は、例えば、光センサや磁気センサ等により構成され、連結部材47がブラケット42が遠ざかるとこれを検知して、上記アライメントゲージ20の退避移動を検知する。この近接センサ56の検知信号は、検知制御装置に出力され、例えば、アライメント検査の自動検出処理用のデータとして用いられる。
なお、アライメントゲージ20をゲージホルダ50に対して移動自在に支持する構成としては、コイルバネ等で支持する構成等の種々の構成を採用できる。
このように構成されたアライメント検査装置の動作について説明する。
まず、支持板30を上昇移動させた状態で、各コネクタ接続部110を上方に向けた姿勢で、電気機器100をステージ120上に載置固定する。これにより、図1及び図5に示すように、各アライメントゲージが対応するコネクタ接続部110の上方に配設された状態となる。
ここで、支持板30に対する各アライメントゲージ20のレイアウトは、基本的には、電気機器100における各コネクタ接続部110の設計上の位置に基づいて決定される。ところが、実際の製造過程においては、特定のコネクタ接続部110については、ほぼ定常的に一定の位置誤差が生じ、或は、反りが発生することがあり得る。このように、特定のコネクタ接続部110について、予め位置ずれ等の発生が判明している場合には、後述するアライメント検査を行う事前に、ネジSを緩めて支持板30に対するブラケット42の取付位置を前記位置ずれ等に応じて微調整しておく。この後、再度ネジSを締結して、支持板30に対してブラケット42を固定しておく。
つまり、所定のコネクタ接続部110に対する定常的な位置ずれ、姿勢傾き等に関しては、支持板30に対するブラケット42の取付位置を調整することで対処する。
そして、所定の駆動機構の駆動により、支持板30を下降させると、各アライメントゲージ20が対応するコネクタ接続部110に向けて近接し、やがて、その内部に押込まれる。
この際、コネクタ接続部110について、非定常的な位置ずれや姿勢傾き等が生じている場合には、その不正確な位置や姿勢等に追従するようにして、アライメントゲージ20が移動、姿勢変更する(図4参照)。そして、アライメントゲージ20は、追従して移動、姿勢変更した状態で、対応するコネクタ接続部110内に押込まれることになる。
そして、コネクタ接続部110における各コネクタ端子112のアライメントが良好でる場合には、図6に示すように、アライメントゲージ20が当該コネクタ接続部110内の奥に完全に挿入されるようになる。
一方、コネクタ接続部110における各コネクタ端子112のアライメントが不良でる場合には、図7に示すように、コネクタ端子112とアライメントゲージ20とが干渉し、アライメントゲージ20が退避移動することになる。そして、この退避移動が近接センサ56で検知され、これにより、所定のコネクタ接続部110におけるコネクタ端子112のアライメント不良が検知されることになる。
以上のように構成されたアライメント検査装置によると、可動支持機構40によって、各アライメントゲージ20が移動自在に支持されている。このため、各コネクタ接続部110に位置ずれや姿勢傾き等が生じていても、それに応じて各アライメントゲージ20の位置を移動させることができる。従って、ある程度の範囲内では、コネクタ接続部110の位置ずれや姿勢傾き等を無視して、各アライメントゲージ20を対応するコネクタ接続部110に挿入可能な位置に配設して、各コネクタ端子112のアライメント検査を行うことができる。従って、複数のコネクタ接続部110について、効率よく、高い信頼性で、アライメント検査を行うことができる。
より具体的には、可動支持機構40は、検査中可動支持手段として、アライメントゲージ20をゲージホルダ50により位置調整自在に支持する構成を採用している。従って、アライメントゲージ20を対応するコネクタ接続部110に挿入する際に、個々のコネクタ接続部110の位置ずれや姿勢等に追従するようにして、アライメントゲージ20を移動させて、アライメントゲージ20をより確実に対応するコネクタ接続部110に挿入可能な状態とすることができる。従って、個々のコネクタ接続部110の否定常的な位置ずれや姿勢傾き等に対応して、より検査信頼性の向上を図ることができる。
また、アライメントゲージ20は、対応するコネクタ接続部110に挿入できない場合に、支持板30の進出移動に対して退避移動する構成であるため、コネクタ接続部110やアライメントゲージ20等の破損を防止できる。
さらに、上記アライメントゲージ20の退避移動を検知する近接センサ56をさらに備えているため、アライメントゲージ20を対応するコネクタ接続部110に挿入できないときには、これを近接センサ56にて検知することができる。そして、かかる検知信号に基づいて、例えば、アライメント検査の自動検出処理等を実施できる。
図9は、変形例に係るアライメントゲージ220を示している。この変形例に係るアライメントゲージ220では、アライメントゲージの先端側から基端側に貫通するようにして、各コネクタ端子112を挿入可能な複数の検査用孔220hが形成されている。また、アライメントゲージ220の側面(ここでは幅広側の側面)に、検査用孔220hの長手方向中間部を外部に露出させる切込み溝221が形成されている。
これにより次のような効果を得ることができる。例えば、コネクタ端子112をハウジング108に組付けると、成形屑等がコネクタ端子112に付着する場合がある。この場合、コネクタ端子112が検査用孔220h内に挿入されると、成形屑等も検査用孔220h内に入り込んでしまうことになる。そして、このようにした入り込んだ成形屑等は、検査用孔220hの基端側から或は切込み溝221から外部に排出される。これにより、検査用孔220hの目詰りを防止できる。
なお、本実施形態では、電気機器100の一主面(上面)側に複数のコネクタ接続部110が設けられた例について説明したが、勿論、電気機器の上下両面に、複数のコネクタ接続部が設けられている場合であっても、適用できる。この場合には、電気機器の上下各面の各コネクタ接続部の配設位置に対応させたアライメントゲージ20を、上側検査用、下側検査用と2組準備することで、その上下両面の各コネクタ接続部を一括して検査することもできる。
実施形態に係るアライメント検査装置及び検査対象となる電気機器を示す図である。 アライメント検査装置の要部拡大部分断面図である。 支持板に対するブラケットの取付状態を示す図である。 ゲージホルダに対するアライメントゲージの取付状態を示す図である。 アライメント検査装置の動作を示す図である。 アライメントゲージをコネクタ接続部に挿入した状態を示す図である。 アライメントゲージをコネクタ接続部に挿入できない状態を示す図である。 アライメントゲージを傾いたコネクタ接続部に挿入した状態を示す図である。 変形例に係るアライメントゲージを示す図である。
符号の説明
10 アライメント検査装置
20 アライメントゲージ
30 支持板
30h 取付孔
40 可動支持機構
42 ブラケット
42a ブラケット本体部
42b 取付部
42bh ネジ挿通孔
45 スライド支持部
46 支持棒
48 コイルバネ
50 ゲージホルダ
51 ゲージ収容凹部
51h 挿通孔
54 ピン部材
56 近接センサ
100 電気機器
110 コネクタ接続部
112 コネクタ端子
S ネジ

Claims (3)

  1. 電気機器の一主面に複数のコネクタ接続部が設けられ、その各コネクタ接続部における各コネクタ端子のアライメントを検査するためのアライメント検査装置であって、
    前記各コネクタ接続部に対応して設けられ、対応するコネクタ接続部において各コネクタ端子のアライメントが良好であるときに挿入可能で、各コネクタ端子のアライメントが不良であるときに挿入不能となる複数のアライメントゲージと、
    前記各アライメントゲージを、前記電気機器の一主面における前記各コネクタ接続部のレイアウトに対応した位置に保持する支持部材と、
    前記各アライメントゲージを、前記支持部材に対して移動自在に支持する複数の可動支持手段と、
    を備え
    前記各可動支持手段は、
    前記支持部材に位置調整変更可能に取付けられ、前記アライメントを検査する前に前記コネクタ接続部の定常的な位置ずれに応じて位置調整された状態で取付けられるブラケットと、
    前記ブラケットにスライド自在に支持された支持棒と、
    前記支持棒の他端部に連結固定され、前記アライメントゲージを対応する前記コネクタ接続部に挿入する検査中に、前記アライメントゲージが前記コネクタ接続部に追従して移動可能なように、前記アライメントゲージを支持するゲージホルダとを有する、アライメント検査装置。
  2. 請求項1記載のアライメント検査装置であって、
    前記各可動支持手段は、
    記各コネクタ端子のアライメントが不良であるときに、前記アライメントゲージを、退避移動させる退避移動手段を含み、前記退避移動手段は、コイルバネが取付けられた前記支持棒であるアライメント検査装置。
  3. 請求項2記載のアライメント検査装置であって、
    前記各アライメントゲージの退避移動を検知する退避移動検知手段をさらに備えたアライメント検査装置。
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