JP5437775B2

JP5437775B2 - 端子圧着装置

Info

Publication number: JP5437775B2
Application number: JP2009258535A
Authority: JP
Inventors: 雅則大沼; 幸祐竹村
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-11-12
Also published as: JP2011103263A

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８（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１２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８（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９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１０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１１（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１１（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、磨耗によりクリンパ１０１Ａ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、左側と右側の圧着荷重のズレにより、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が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するように配置され、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、この底板の上に電線の導体の先端部を載せ、こ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、前記下型の左右幅方向に離間した少なくとも２箇所の上下方向の歪みのアンバランスを検出する検出手段が設けられ、前記下型の左右幅方向に対称な一対の側面の２箇所に、前記検出手段としての歪みゲージがそれぞれ配置されており、該各歪みゲージの検出データの違いにより、前記アンバランスを検出するようにしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の端子圧着装置であって、前記下型の左右幅方向に対称な一対の側面の上部に、該下型の左右幅を一定に保つ垂直面が設けられると共に、該垂直面の下側に、前記下型の左右幅を下に行くほど広げる傾斜面が設けられ、この傾斜面が前記垂直面に滑らかに連続する凹状の円弧面で形成され、前記垂直面上または前記垂直面と前記円弧面の境界上に前記歪みゲージが貼り付けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、圧着過程における下型の左右幅方向に離間した少なくとも２箇所の上下方向の歪みのアンバランスを検出する検出手段を備えているので、圧着荷重の不均衡などを原因とす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、圧着時の下型の歪み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。

特に、下型の一対の側面の２箇所に配置した歪みゲージにより、下型の歪みのアンバランスを検出するので、左右の圧着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。また、歪みゲージを下型の側面に貼り付けるだけでよいので、従来例のように、高荷重に耐えられる容量の大きな圧力センサを使う必要はなく、設備コストの低減を図ることができる。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、下型の側面に貼り付けた歪みゲージを使用してデータを分析することにより、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。

請求項２の発明によれば、下型の側面に生じる上下方向の歪みを精度良く検出することができ、圧着不良判定の精度を高めることができる。

本発明の実施形態の端子圧着装置の要部の構成を示す斜視図である。（ａ）は同端子圧着装置の要部の構成を示す側面図、（ｂ）は正面図である。同端子圧着装置の左右の歪みゲージが検出したデータを示す特性図で、（ａ）は正常時の状態を示す図、（ｂ）は左右ずれを発生した異常時の状態を示す図である。同端子圧着装置において圧着を行う場合のクリンパとアンビルと端子の正常時の位置関係を示す図である。同端子圧着装置において圧着を行う場合のクリンパとアンビルと端子の異常時の位置関係を示す図で、（ａ）はクリンパに対しアンビルが矢印Ｘ１方向（右方向）に片寄って位置している状態を示す図、（ｂ）はクリンパに対しアンビルが矢印Ｘ２方向（左方向）に片寄って位置している状態を示す図である。同端子圧着装置において圧着を行う場合のクリンパとアンビルと端子の異常時の位置関係を示す図で、（ａ）はクリンパとアンビルに対して端子が矢印Ｘ３方向（左方向）に片寄って位置している状態を示す図、（ｂ）はクリンパとアンビルに対して端子が矢印Ｘ４方向（右方向）に片寄って位置している状態を示す図である。同端子圧着装置において圧着を行う場合のクリンパとアンビルと端子の異常時の位置関係を示す図で、（ａ）はクリンパとアンビルに対して端子が矢印Ｘ５方向（右方向）に傾いて位置している状態を示す図、（ｂ）はクリンパとアンビルに対して端子が矢印Ｘ６方向（左方向）に傾いて位置している状態を示す図である。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、（ｂ）は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は実施形態の端子圧着装置の要部の構成を示す斜視図、図２（ａ）は同端子圧着装置の要部の構成を示す側面図、図２（ｂ）は正面図、図３は同端子圧着装置の左右の歪みゲージが検出したデータを示す特性図で、図３（ａ）は正常時の状態を示す図、図３（ｂ）は左右ずれを発生した異常時の状態を示す図、図４は同端子圧着装置において圧着を行う場合のクリンパとアンビルと端子の正常時の位置関係を示す図である。また、図５〜図７は、同端子圧着装置において圧着を行う場合のクリンパとアンビルと端子の異常時の位置関係を示す図で、図５（ａ）はクリンパに対しアンビルが矢印Ｘ１方向（右方向）に片寄って位置している状態を示す図、図５（ｂ）はクリンパに対しアンビルが矢印Ｘ２方向（左方向）に片寄って位置している状態を示す図、図６（ａ）はクリンパとアンビルに対して端子が矢印Ｘ３方向（左方向）に片寄って位置している状態を示す図、図６（ｂ）はクリンパとアンビルに対して端子が矢印Ｘ４方向（右方向）に片寄って位置している状態を示す図、図７（ａ）はクリンパとアンビルに対して端子が矢印Ｘ５方向（右方向）に傾いて位置している状態を示す図、図７（ｂ）はクリンパとアンビルに対して端子が矢印Ｘ６方向（左方向）に傾いて位置している状態を示す図である。

ここで圧着の対象とする端子１０は、図８（ａ）、（ｂ）に示したものと同様に、端子１０の後半部の前側に導体圧着部１１を有し、その後側に被覆加締部１２を有するものである。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Ｘ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。

端子圧着装置は、図９に示したものと同様に、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。

図１〜図７では、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の組だけを示している。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ものであり、アンビル１０２Ａとの対向部に２つの円弧面からなるアーチ形状の加締め部１１１Ｌ、１１１Ｒを有している。

また、アンビル１０２Ａの左右幅方向Ｘに対称な一対の側面１０２０、１０２０の上部には、アンビル１０２Ａの左右幅を一定に保つ垂直面１０２１が設けられると共に、各垂直面１０２１の下側には、アンビル１０２Ａの左右幅を下に行くほど広げる傾斜面が設けられている。これらの傾斜面は、それぞれに垂直面１０２１に滑らかに連続する凹状の大きな曲率半径のアール面（円弧面）で形成されており、各垂直面１０２１上または垂直面１０２１とアール面１０２２の境界上の互いに対称な２箇所には、アンビル１０２Ａの左右幅方向Ｘに離間した２箇所の上下方向の歪みを検出する歪みゲージ２００Ｌ、２００Ｒが貼り付けられている。従って、これら左右一対の歪みゲージ２００Ｌ、２００Ｒの検出データにより、圧着過程においてアンビル１０２Ａに作用する荷重のアンバランスを検出できるようになっている。

この端子圧着装置を使用して端子１０と電線Ｗに接続する場合には、まず、アンビル１０２Ａの上に端子１０の導体圧着部１１の底板１１Ａを載せ、アンビル１０２Ｂの上に端子１０の被覆加締部１２の底板１２Ａを載せる。次に、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（図８参照）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、端子圧着装置のクリンパ１０１Ａをアンビル１０２Ａに対して相対的に下動させる。すると、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、最終的に圧着片１１Ｌ、１１Ｒを導体Ｗａに加締めることで、電線Ｗの導体Ｗａに端子１０の導体圧着部１１を圧着する。同時に、もう１組のクリンパ１０１Ｂとアンビル１０２Ｂ（図９参照）の働きにより、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の接続を行う。

この圧着の過程において、アンビル１０２Ａの側面１０２０に貼り付けられた左右一対の歪みゲージ２００Ｌ、２００Ｒは、アンビル１０２Ａの左右幅方向Ｘに離間した互いに対称な２箇所の上下方向の歪みデータを出力する。これらの左右の歪みデータが、図３（ａ）のように、互いに重なる場合は、左右の荷重のアンバランスがないと判断できるので、適正に圧着がなされたと判定することができる。一方、左右の歪みデータが、図３（ｂ）のように、互いに異なる場合（つまり、左右の歪みに大きなずれがある場合）は、何らかの原因で圧着荷重の不均衡な状態が生じていると判断できるので、左右非対称の圧着不良モードと判定することができる。

このように、歪みゲージ２００Ｌ、２００Ｒのデータに基づいて容易に不良圧着を検出することができる。また、圧着時のアンビル１０２Ａの歪み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。

具体的な例として、実際に考えられるケースを挙げてみると、図４に示すように、クリンパ１０１Ａとアンビル１０２Ａと端子１０の位置関係が正常な状態で圧着が行われた場合は、図３（ａ）のような正常を示すデータが得られるので、このデータに基づいて正常に圧着が行われたと判断することができる。一方、図５の（ａ）、（ｂ）のように、クリンパ１０１Ａに対しアンビル１０２Ａが矢印Ｘ１方向（右方向）や矢印Ｘ２方向（左方向）に片寄って位置しているような場合、あるいは、図６の（ａ）、（ｂ）のように、クリンパ１０１Ａとアンビル１０２Ａに対して端子１０が矢印Ｘ３方向（左方向）や矢印Ｘ４方向（右方向）に片寄って位置しているような場合、さらに、図７の（ａ）、（ｂ）のように、クリンパ１０１Ａとアンビル１０２Ａに対して端子１０が矢印Ｘ５方向（右方向）や矢印Ｘ６方向（左方向）に傾いて位置しているような場合は、アンビル１０２Ａの左右の側面１０２０に生じる歪みに図３（ｂ）のようなずれが出るので、不良圧着が発生した可能性が高いと判定することができる。

この場合、アンビル１０２Ａの左右一対の側面１０２０、１０２０に配置した歪みゲージ２００Ｌ、２００Ｒにより、アンビル１０２Ａの歪みのアンバランスを検出するので、左右の圧着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。また、歪みゲージ２００Ｌ、２００Ｒをアンビル１０２Ａの側面１０２０に貼り付けるだけでよいので、従来例のように、高荷重に耐えられる容量の大きな圧力センサを使う必要はなく、設備コストの低減を図ることができる。

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、アンビル１０２Ａの側面１０２０に貼り付けた歪みゲージ２００Ｌ、２００Ｒを使用してデータを分析することにより、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。

さらに、本実施形態の端子圧着装置では、歪みゲージ２００Ｌ、２００Ｒを、アンビル１０２Ａの側面１０２０のうち、垂直面１０２１上または垂直面１０２１とアール面１０２２の境界上の互いに対称な２箇所に配置したので、アンビル１０２Ａの側面１０２０に生じる上下方向Ｙの歪みを精度良く検出することができ、圧着不良判定の精度を高めることができる。

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）
１０２０側面
１０２１垂直面
１０２２Ｒ面（円弧面）
１１１Ｌ，１１１Ｒ加締め部
２００Ｌ，２００Ｒ歪みゲージ
Ｘ左右幅方向
Ｙ上下方向
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するように配置され、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、この底板の上に電線の導体の先端部を載せ、こ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、前記下型の左右幅方向に離間した少なくとも２箇所の上下方向の歪みのアンバランスを検出する検出手段が設けられ、
前記下型の左右幅方向に対称な一対の側面の２箇所に、前記検出手段としての歪みゲージがそれぞれ配置されており、該各歪みゲージの検出データの違いにより、前記アンバランスを検出するようにしたことを特徴とする端子圧着装置。
請求項１に記載の端子圧着装置であって、
前記下型の左右幅方向に対称な一対の側面の上部に、該下型の左右幅を一定に保つ垂直面が設けられると共に、該垂直面の下側に、前記下型の左右幅を下に行くほど広げる傾斜面が設けられ、この傾斜面が前記垂直面に滑らかに連続する凹状の円弧面で形成され、前記垂直面上または前記垂直面と前記円弧面の境界上に前記歪みゲージが貼り付けられていることを特徴とする端子圧着装置。