JP5390968B2

JP5390968B2 - 端子圧着装置

Info

Publication number: JP5390968B2
Application number: JP2009163573A
Authority: JP
Inventors: 雅則大沼
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2029-07-10
Also published as: JP2011018606A

Description

本発明は、底板と該底板の左右幅方向の両側縁から立ち上がる左右一対の圧着片（ワイヤバレル）とからなる断面Ｕ字状の導体圧着部を有する端子を電線の導体に圧着する端子圧着装置に関するものである。

図３（ａ）、（ｂ）は圧着端子の一般的な構成例を示している。この端子１０の後部には、その前側に位置する導体圧着部１１と後側に位置する被覆加締部１２とが設けられている。導体圧着部１１は、端子１０の全長を通して共通な基板である底板１１Ａと、該底板１１Ａの左右幅方向の両側縁から立ち上がる左右一対の圧着片１１Ｌ、１１Ｒとを有した断面Ｕ字状をなしている。同様に被覆加締部１２は、底板１２Ａと、該底板１２Ａの左右幅方向の両側縁から立ち上がる左右一対の加締片１２Ｌ、１２Ｒとを有した断面Ｕ字状をなしている。

この端子１０と電線Ｗに接続する場合には、まず、電線Ｗの端末部の絶縁被覆Ｗｂを剥いで露出させた導体Ｗａを、導体圧着部１１の底板１１Ａの上に載せ、それに隣接する絶縁被覆Ｗｂの付いた部分を、被覆加締部１２の底板１２Ａの上に載せる。次にその状態で、図３（ｃ）に示すように、端子圧着装置のクリンパ（上型）１０１Ａとアンビル（下型）１０２Ａの押圧駆動により、導体圧着部１１の左右一対の圧着片１１Ｌ、１１Ｒを、クリンパ１０１Ａ側のアンビル１０２Ａとの対向部に設けられた２つの円弧面からなるアーチ形状の加締め部１１１Ｌ、１１１Ｒにより内側に丸めて加締めることで、電線Ｗの導体Ｗａに端子１０の導体圧着部１１を圧着し、同時に、被覆加締部１２の左右一対の加締片１２Ｌ、１２Ｒを内側に曲げることで、電線Ｗの絶縁被覆Ｗｂの付いた部分に端子１０の被覆加締部１２を加締め固定する。これにより、端子１０と電線Ｗの接続を行っている。

このように圧着により端子１０と電線Ｗを接続した場合、特に導体Ｗａと導体圧着部１１の圧着品質により、電気接続性能や機械的接続性能に差が出やすいことが知られている。そこで、端子の圧着処理時の異常を検出して、圧着品質の良否を判定する機能を備えた端子圧着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図４に示すように、この端子圧着装置１００は、導体圧着部１１を圧着させるためのアンビル（下型）１０２Ａとクリンパ（上型）１０１Ａの組と、被覆加締部１２を加締めるためのアンビル１０２Ｂとクリンパ１０１Ｂの組とを有しており、クリンパ１０１Ａ、１０１Ｂを下動させることにより、アンビル１０２Ａ、１０２Ａとクリンパ１０１Ａ、１０１Ｂとの間に挿入した端子１０と電線Ｗとを圧着接続するようになっている。そして、アンビル１０２Ａ、１０２Ａを支持するベース部１１０に圧力センサ１２０が内装されており、この圧力センサ１２０によって検出したアンビル１０２Ａ、１０２Ａに作用する荷重の時間変化の波形データにより、適正に圧着処理が行われたか否かを判定するようになっている。

例えば、図５に示すように、圧着過程をいくつかの段階Ｔ１〜Ｔ３に分け、各段階Ｔ１〜Ｔ３において、測定荷重の特性波形が、正常時の基準波形Ａに基づいて設定した許容範囲Ｓ内に収まっているかどうかを見極めることで、圧着が適正に行われたか否かを判定している。

特開２００７−１０９５１７号公報

ところで、実際の圧着工程においては、圧着時の種々の条件により、図６（ａ）に示す適正品のように、左右の圧着片１１Ｌ、１１Ｒがバランスよく導体Ｗａに圧着する場合の他に、図６（ｂ）の不適正品のように、左右の圧着片１１Ｌ、１１Ｒがアンバランスな形で導体Ｗａに圧着する場合が生じることがある。例えば、端子が傾いた状態で圧着が行われたような場合、また、端子の送りズレが発生した状態で圧着が行われたような場合、あるいは、クリンパの左右の加締め部１１１Ｌ、１１１Ｒの摩擦係数が左右非対称な状態で圧着が行われたような場合には、左右に歪みが生じやすくなるため、左側と右側の荷重のズレにより、左右の圧着片１１Ｌ、１１Ｒがずれた形で圧着が進行し、圧着形状が左右でアンバランスになりやすい。

このような左右のアンバランスな圧着形状は圧着不良モードの１種であるが、従来の圧着品質の良否判定機能を備えた端子圧着装置では、アンビル側の１箇所に配置した圧力センサ１２０で荷重をモニタするだけであったため、検出することが困難であった。

本発明は、上記事情を考慮し、左右非対称な圧着不良モードを検出することのできる端子圧着装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、底板と該底板の左右幅方向の両側縁から立ち上がる左右一対の圧着片とからなる断面Ｕ字状の導体圧着部を有する端子の前記導体圧着部の底板を載せる下型と、該下型の上方に該下型との間で前記導体圧着部の圧着片を押圧できるように配置され、前記下型との対向部に、前記一対の圧着片を内側に曲げるための２つの円弧面からなるアーチ形状の加締め部が形成された上型とを備え、前記下型の上に前記端子の導体圧着部の底板を載せ、その底板の上に電線の導体の先端部を載せ、その状態で前記上型を下型に対して相対的に押圧させることで、前記左右一対の圧着片を内側に丸めて前記電線の導体に圧着させる端子圧着装置において、前記上型を下型に対して相対的に押圧させて前記左右一対の圧着片を前記電線の導体に圧着させる圧着過程における前記上下型の左右幅方向の荷重のアンバランスを検出する検出手段が設けられ、前記上型とそれを支持する支持部材の左右幅方向に対称な２箇所に位置し且つ左右幅方向に互いに対向する対向密着面間に、前記上型の左右幅方向に対称な２箇所の圧力を検出して各検出データの違いにより前記左右幅方向の荷重のアンバランスを検出する前記検出手段としての面圧センサがそれぞれ配置されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、圧着過程における上下型の左右幅方向の荷重のアンバランスを検出する検出手段を備えているので、荷重のアンバランスによる左右非対称の圧着不良モードを容易に検出することができる。また、圧着時の荷重による検査であるため、圧着品を非破壊で全数検査することができる。

また、上型の左右幅方向に対称な２箇所の圧力を圧力センサにより検出し、各圧力センサの検出データの違いにより、左右幅方向の荷重のアンバランスを検出するので、左右の荷重差を相対的に比較することができ、個体差が生じても、判定基準の閾値がシビアにならないですむ。

特に、上型とそれを支持する支持部材の左右幅方向に対称な２箇所に位置し且つ左右幅方向に互いに対向する対向密着面間に、圧力センサとしての面圧センサをそれぞれ配置しているので、面圧センサには、上型と下型を締め込むときのプレス荷重はほとんど作用せず、プレス荷重の作用する方向（上下方向）と直交する横方向（水平方向）の荷重だけが主として作用することになる。そのため、高荷重に耐えられる容量の大きな圧力センサは必要ではなく、容量の小さな低荷重用の面圧センサを使用するだけでよくなり、小規模な部品変更で実現可能となる。また、上型と支持部材の対向密着面間に面圧センサを配置する関係から薄い面圧センサを使用することができるため、ピンポイントの荷重ではなく、上型の傾き加減も考慮に入れた広い面積の荷重検出が可能となる。また、従来例のように大きな荷重を検出するセンサを使用してデータを分析する場合は、荷重変動の小さな圧着不良モードを検出することは困難であったが、小さな荷重用の面圧センサを使用することにより、左右非対称の圧着不良モードのように、荷重変動の小さな圧着不良モードを確実に検出することができる。

（ａ）および（ｂ）は荷重検出用の面圧センサ２００を組み込んだ本発明の実施形態の端子圧着装置の要部の構成を示す図で、（ａ）は正常な圧着が行われたときの状態を示す図、（ｂ）は左右の荷重にずれがあることで異常な圧着が行われたときの状態を誇張して示す図、（ｃ）は面圧センサが検出する左右の荷重波形の違いを示す特性図である。（ａ）はより具体的な面圧センサの配置箇所を示すクリンパ側の構成を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のクリンパ部分を下から見て示す図である。一般的な圧着端子の構成図で、（ａ）は端子と電線を圧着する前の状態を示す側面図、（ｂ）は圧着した後の状態を示す側面図、（ｃ）はクリンパとアンビルにより端子と電線を圧着している状態を示す断面図である。従来の端子圧着装置の概略構成を示す側面図である。同従来の端子圧着装置の圧着状態の良否判定に使用する特性図である。（ａ）は正常な圧着が行われた場合の圧着部に断面図、左右非対称な圧着が行われた場合の圧着部の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）および（ｂ）は荷重検出用の面圧センサを組み込んだ本発明の実施形態の端子圧着装置の要部の構成を示す図で、図１（ａ）は正常な圧着が行われたときの状態を示す図、図１（ｂ）は左右の荷重にずれがあることで異常な圧着が行われたときの状態を誇張して示す図、図１（ｃ）は面圧センサが検出する左右の荷重波形の違いを示す特性図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の実施形態の端子圧着装置による圧着対象の端子は、図３（ａ）、（ｂ）に示したものと同様に、底板１１Ａと該底板１１Ａの左右幅方向Ｘの両側縁から立ち上がる左右一対の圧着片１１Ｌ、１１Ｒとからなる断面Ｕ字状の導体圧着部１１を有するものであり、端子圧着装置は、導体圧着部１１の底板１１Ａを載せるアンビル（下型）１０２Ａと、アンビル１０２Ａの上方に位置するクリンパ（上型）１０１Ａとを有している。

クリンパ１０１Ａは、図示しない駆動機構により昇降動作し、下動することにより、アンビル１０２Ａとの間で導体圧着部１１の一対の圧着片１１Ｌ、１１Ｒを押圧して加締める。その際、アンビル１０２Ａの上に端子の導体圧着部１１の底板１１Ａを載せ、その底板１１Ａの上に電線の導体Ｗａの先端部を載せ、その状態でクリンパ１０１Ａをアンビル１０２Ａに対して相対的に押圧させることで、アンビル１０２Ａとの対向部に設けられたクリンパ１０１Ａ側の２つの円弧面からなるアーチ形状の加締め部１１１Ｌ、１１１Ｒが、一対の圧着片１１Ｌ、１１Ｒを内側に徐々に丸めていき、最終的に一対の圧着片１１Ｌ、１１Ｒを導体Ｗａに加締める。

本実施形態の端子圧着装置では、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、上型１０１Ａとそれを支持する支持部材１０５の左右幅方向Ｘに対称な２箇所に位置し且つ左右幅方向Ｘに互いに対向する対向密着面１５０間に、圧力センサとしての面圧センサ２００がそれぞれ配置されており、図１（ｃ）に示すように、各面圧センサ２００の検出データの違いにより、左右幅方向Ｘの荷重のアンバランスを検出する。

例えば、クリンパ１０１Ａの左右の荷重がほぼ等しいときには、図１（ａ）に示すように、クリンパ１０１Ａが適正なバランスのとれた姿勢となっていることにより、図１（ｃ）中の実線で示すように、左右の面圧センサ２００の検出波形がほぼ同じ形状となるので、正常な圧着が行われたと判断することができる。

一方、クリンパ１０１Ａの左右の荷重が異なるときには、図１（ｂ）に示すように、クリンパ１０１Ａの姿勢が微視的にはアンバランスとなていることにより、図１（ｃ）中の二点鎖線で示すように、左右の面圧センサ２００の検出波形が違う形状となるので、左右の波形の非対称性により異常な圧着が行われたと判断することができる。

このように、本実施形態の端子圧着装置では、クリンパ１０１Ａとそれを支持する支持部材１０５の左右幅方向の対向密着面１５０間に、圧力センサとしての面圧センサ２００をそれぞれ配置し、これらの面接センサ２００により、圧着過程におけるクリンパ１０１Ａとアンビル１０２Ａの左右幅方向の荷重のアンバランスを検出するので、荷重のアンバランスによる左右非対称の圧着不良モードを容易に検出することができる。また、圧着時の荷重による検査であるため、圧着品を非破壊で全数検査することができる。更に、左右の荷重差を相対的に比較するので、個体差が生じても、判定基準の閾値がシビアにならないですむ。

また、面圧センサ２００には、クリンパ１０１Ａとアンビル１０２Ａを締め込むときのプレス荷重はほとんど作用せず、プレス荷重の作用する方向（上下方向）と直交する横方向（水平方向）の荷重だけが主として作用することになるため、高荷重に耐えられる容量の大きな圧力センサは必要ではなく、容量の小さな低荷重用の面圧センサ２００を使用するだけでよくなり、小規模な部品変更で実現可能となる。

また、クリンパ１０１Ａと支持部材１０５の対向密着面１５０間に面圧センサ２００を配置する関係から薄い面圧センサ２００を使用することができるため、ピンポイントの荷重ではなく、クリンパ１０１Ａの傾き加減も考慮に入れた広い面積の荷重検出が可能となる。

また、従来例のように大きな荷重を検出するセンサを使用してデータを分析する場合は、荷重変動の小さな圧着不良モードを検出することは困難であったが、小さな荷重用の面圧センサ２００を使用することにより、左右非対称の圧着不良モードのように、荷重変動の小さな圧着不良モードを確実に検出することができるようになる。

なお、実際の面圧センサ２００の配置箇所は、例えば、図２（ａ）に示すように、支持部材であるラム１０５には係合溝が設けられ、その係合溝に切断パンチ１０１Ｃ等と共にクリンパ１０１Ａの一部が収容されており、係合溝の内側面とクリンパ１０１Ａの外側面とが、左右幅方向に互いに対向する対向密着面１５０となっているので、その対向密着面１５０間に設定すればよい。その場合、図２（ｂ）に示すように、面圧センサ２００は、導体圧着部１１の加締め用のクリンパ１０１Ａに対応する箇所だけに配置するようにし、その他の部分である被覆加締部の加締め用のクリンパ１０１Ａや切断パンチ１０１Ｃに対応する部分にはかからないようにする。

また、上記実施形態では、面圧センサ２００を、クリンパ１０１Ａとそれを支持する支持部材１０５の左右幅方向の対向密着面１５０間に配置した場合を示したが、クリンパ１０１Ａの左右幅方向Ｘに対称な２箇所の圧力を検出できるように圧力センサをそれぞれ配置することでも、荷重のアンバランスを検出することは可能である。

さらに、上記実施形態において、端子圧着装置の支持部材１０５等に、圧着時の導体圧着部１１の伸びを検出する変位センサやレーザ変位計等の検出手段を組み込んでおけば、圧着時の端子１０の伸びの挙動を上記検出手段で測定することで、導体圧着部１１を圧着しながら圧着品の品質の良否判定を全数簡単に検査することができる。

１０端子
１１導体圧着部
１１Ａ底板
１１Ｌ，１１Ｒ圧着片
１０１Ａクリンパ（上型）
１０２Ａアンビル（下型）
１０５支持部材
１１１Ｌ，１１１Ｒ加締め部
１５０対向密着面
２００面圧センサ
Ｗ電線
Ｗａ導体

Claims

底板と該底板の左右幅方向の両側縁から立ち上がる左右一対の圧着片とからなる断面Ｕ字状の導体圧着部を有する端子の前記導体圧着部の底板を載せる下型と、該下型の上方に該下型との間で前記導体圧着部の圧着片を押圧できるように配置され、前記下型との対向部に、前記一対の圧着片を内側に曲げるための２つの円弧面からなるアーチ形状の加締め部が形成された上型とを備え、前記下型の上に前記端子の導体圧着部の底板を載せ、その底板の上に電線の導体の先端部を載せ、その状態で前記上型を下型に対して相対的に押圧させることで、前記左右一対の圧着片を内側に丸めて前記電線の導体に圧着させる端子圧着装置において、
前記上型を下型に対して相対的に押圧させて前記左右一対の圧着片を前記電線の導体に圧着させる圧着過程における前記上下型の左右幅方向の荷重のアンバランスを検出する検出手段が設けられ、
前記上型とそれを支持する支持部材の左右幅方向に対称な２箇所に位置し且つ左右幅方向に互いに対向する対向密着面間に、前記上型の左右幅方向に対称な２箇所の圧力を検出して各検出データの違いにより前記左右幅方向の荷重のアンバランスを検出する前記検出手段としての面圧センサがそれぞれ配置されていることを特徴とする端子圧着装置。