JPH1097888A - 自動車用ワイヤーハーネス製造における電線の圧接方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電線ａを確実にコネクタＣのスロットｔに圧
入し、不良品の発生を抑制する。 【解決手段】 接続すべきコネクタＣ及び電線ａに対し
て昇降するラム２の下端に、圧接刃６と、並列する複数
の仕切板１０を備えた電線ガイド４とを設け、この電線
ガイド４を圧接刃６に対して上下動可能とする。隣接す
る仕切板１０、１０を各電線ａの両側方に位置させ、電
線ａの幅方向への移動を規制しつつ、圧接刃６によりコ
ネクタＣのスロットｔに電線ａを圧入する。この圧入
時、電線ａは、仕切板１０の規制により圧接刃６の先端
面から逸脱することなく、確実にスロットｔに圧接され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用ワイヤ
ーハーネスの製造において、複数の電線を平面上に並列
させ、その長さ方向及び幅方向の適宜箇所をコネクタに
接続する電線の圧接方法及びその装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ワイヤーハーネスＷとして、図
１５に示すように、複数の電線ａを平面上に並列させ、
その長さ方向及び幅方向の適宜箇所において、これらの
電線ａをコネクタＣに圧接接続し、各コネクタＣに電線
ａを抜け止めするキャップＰを被せたものが考えられて
いる。

【０００３】各電線ａは、図１６及び図１７に示すよう
に、コネクタＣに挿入された端子Ｔのスロットｔに圧入
され、この圧入に伴い絶縁被覆が破られて導体がスロッ
トｔに接触し、導通するようになっている。

【０００４】上記圧入に際しては、図１８に示すよう
に、各電線ａに対応した圧接刃１００を有する圧接刃ホ
ルダ１０１を下降させ、圧接刃１００の先端面によりこ
れらの電線ａを一括して同時に押し下げる。

【０００５】また、この圧接において、その接続不良の
適否は、従来、上記圧接刃ホルダ１０１（圧接刃１０
０）を動かすシリンダのストローク、モータの回転数な
どによってその圧接刃１００の下死点を決定し、そのス
トローク、回転数が所要値でない場合、接続不良として
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような圧接方法では、電線ａが、押し下げ時に、鎖線の
ごとく圧接刃１００の先端面から逸脱し、圧接不良を起
こすことがあった。

【０００７】また、コネクタＣの極数、電線ａの本数及
びサイズが異なるワイヤーハーネスＷを連続して製造す
る場合、電線ａの供給ミス等により不良品が発生するこ
ともあった。すなわち、上記ストローク、回転数に基づ
く接続不良の判断は、圧接刃１００の実際の圧接地点を
判断するものでないため、圧接刃１００が適切な下死点
（圧接点）に至っていなくても、ストローク等が所定値
であれば、“適”とするため、この場合には不良品とな
る。さらに、圧接刃１００の下死点の判断に基づくもの
は、電線ａがなかったり、圧接刃１００に掛からなかっ
た場合でも、圧接刃１００が下死点に到達すれば、
“適”と判断する問題がある。これらは、コネクタＣの
極数、電線の本数・サイズが異なる場合、電線数などで
圧接力が異なるなどにより生じ易い。

【０００８】そこで、この発明は、電線を確実にコネク
タのスロットに圧入し、不良品の発生を抑制することを
課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、平面上に並列する複数の電線の長さ方
向及び幅方向の適宜箇所をコネクタに接続するに際し、
接続すべきコネクタ及び電線に対して昇降するフレーム
又はラムに、並列する複数の仕切板を備えた電線ガイド
及び圧接刃とを設け、この電線ガイドの仕切板を各電線
の両側方に位置させて、電線の幅方向への移動を規制し
つつ、圧接刃によりコネクタのスロットに電線を圧入す
ることとしたのである（請求項１乃至３）。

【００１０】このように、規制しつつ電線を圧入する
と、電線は圧接刃の先端面から逸脱することなく、確実
にスロットに圧接される。

【００１１】また、前記発明において、ラムの下死点を
検出する測定ゲージと、この測定ゲージの計測値に基づ
いてラムの下死点を所定値に補正する制御手段とを備え
ると（請求項４）、電線のスロットへの圧接深さを一定
に保持し、良好な電気接続性能を得ることができる。

【００１２】さらに、コネクタのスロットに対する各電
線の圧入力を感知する圧力感知センサと、この圧力感知
センサの出力値を、コネクタごとに予め設定した正常圧
入力のパターンと比較して圧接状態の適否を判断する認
識手段とを備えると（請求項５）、品質の確認をするこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】請求項１及び２に係る発明の一実
施形態を図１乃至図４に示し、この実施形態は、図１及
び図２に示すように、コネクタＣが載置される圧接台１
の上方に、圧接台１に対して昇降するラム２を設け、ラ
ム２の下端に、圧接刃ホルダ３と電線ガイド４とを設け
た構成となっている。ラム２はフレームＦにより支持さ
れ、フレームＦ上に設置されたサーボモータＭにより上
下動される。

【００１４】上記圧接刃ホルダ３は、ラム２に設けられ
た取付枠５の下面に取り付けられ、コネクタＣに接続す
べき各電線ａに対応して並列する複数の圧接刃６を備え
ている。一方、電線ガイド４は、取付枠５の下面４隅か
ら垂下するガイド軸７に沿って圧接刃ホルダ３に対して
昇降する昇降枠８に、各圧接刃６が挿通される複数の長
孔９を形成し、昇降枠８の下面に、長孔９の両側から下
方へ突出する複数の仕切板１０を平行に設けた構成とさ
れ、昇降枠８はスプリング１１により取付枠５に対して
下方へ押圧されている。

【００１５】この圧接装置により並列する複数の電線ａ
をコネクタＣに接続するには、コネクタＣを圧接台１上
に載置し、図３に示すように、コネクタＣに挿入された
各端子Ｔのスロットｔの上方に、各電線ａをそれぞれ位
置させる。

【００１６】この状態でラム２を下降させると、圧接刃
ホルダ３及び電線ガイド４が共に下降し、各電線ａは隣
接する仕切板１０、１０間に案内され、圧接刃６の先端
面で押し下げられる。そして、図４に示すように、仕切
板１０の先端がコネクタＣの上面に当接すると、電線ガ
イド４の下降は停止するが、圧接刃ホルダ３の下降は続
行し、電線ａがスロットｔの底部まで圧入される。

【００１７】このように電線ａを圧入すると、電線ａ
は、その両側方に位置する仕切板１０、１０により幅方
向への移動が規制されるので、圧接刃６の先端面から逸
脱することなく、確実にスロットｔに圧接される。

【００１８】この際、スプリング１１の押圧力により、
電線ガイド４のコネクタＣに対する密着状態が維持され
る。

【００１９】また、図１に示すように、フレームＦにラ
ム２の下死点を検出する測定ゲージ１２を設け、この測
定ゲージ１２の計測値に基づいてラム２の下死点を補正
するようにサーボモータＭを制御すると、電線ａのスロ
ットｔへの圧接深さを一定に保持し、良好な電気接続性
能を得ることができる。

【００２０】さらに、圧接刃ホルダ３と取付枠５との間
に、スロットｔに対する各電線ａの圧入力を感知するピ
エゾ素子等の圧力感知センサ１３を設け、この圧力感知
センサ１３の出力値を、コネクタＣごとに予め設定した
正常圧入力のパターンと比較して圧接状態の適否を判断
する認識手段を備えておくと、品質の確認をすることが
できる。

【００２１】請求項１及び３に係る発明の一実施形態を
図５乃至図１４に示し、この実施形態は、前記実施形態
におけるフレームＦを移動自在、すなわち圧接・布線ロ
ボットＢの圧接・布線機３０の移動自在な基枠３１とし
たものである。その各図において、Ａは電線供給機、Ｂ
は圧接・布線ロボットである。

【００２２】電線供給機Ａは、サプライスタンドＳに複
数の電線束２１が交換自在に備えられており、その各電
線束２１…から案内シーブ２２、ガイドローラ２３を介
して電線ａが圧接・布線ロボットＢに導かれている。電
線ａの引き出し数は任意であり、その引き出しはロボッ
トＢによって行われる。

【００２３】圧接・布線ロボットＢは、図示しないベー
スに回転自在な回転台２０に、第１アーム２４を揺動自
在、その第１アーム２４に第２アーム２５を回転及び揺
動自在にそれぞれ取付け、第２アーム２５にヘッドとな
る圧接・布線機３０を揺動自在に設けたものである。し
たがって、圧接・布線機３０は、予め設定されたプログ
ラムに基づき３次元的（ＸＹＺ方向）に動いて、電線供
給機Ａからの電線ａを布線し得る。

【００２４】この圧接・布線機３０は、ロボットＢの第
２アーム２５に固着される基枠（機器本体）３１に、電
線送り部４０、電線切断部５０、電線圧接部６０、コネ
クタカバー圧入部７０及び電線押圧部８０を備えてい
る。

【００２５】電線送り部４０は基枠３１の前面にあり、
モータ４１によりギア４１ａを介して回転する対の回転
ローラ４２と、そのローラ４２に接離する送り出しロー
ラ４３とから成る。対の回転ローラ４２は、図１２に示
すようにギア４１ａによって同一方向に同一速度で回転
する。図中、４１ｂはベアリングである。モータ４１と
ローラ４２、４３等は移動ブロック４５に設けられてお
り、このブロック４５は、エアシリンダ４４ａによって
ガイド４４ｂを上下動する。

【００２６】送り出しローラ４３は、布線する電線ａの
数に応じて設けられており、この実施形態では１０本の
ため、１０個ある。また、各送り出しローラ４３は幅方
向（図９左右方向）に上下に千鳥足状に配置させて、隣
接するローラ４３同士が干渉しないようになっている。
この各送り出しローラ４３と回転ローラ４２間には導入
孔４３ａからの電線ａが導かれ、両ローラ４２、４３が
電線ａを介在し圧接状態で回転することにより、電線ａ
が下方に送り出される。その圧接時間Ｔの制御によっ
て、電線ａの送り量が決定される。

【００２７】さらに、送り出しローラ４３はＹ字状リン
ク４４の一端に取付けられ、リンク４４の他端４４ｃは
押圧片となっている。各リンク４４の基端はそれぞれエ
アシリンダ４６のプランジャに連結されており、プラン
ジーの伸縮（進退）によって、回転ローラ４２に送り出
しローラ４３が圧接する状態と、回転ローラ４２から送
り出しローラ４３が離れて、押圧片４４ｃが電線ａに圧
接する状態が択一的に決定される。

【００２８】移動ブロック４５の下面には一方の電線ガ
イド４７ａが設けられており、このガイド４７ａに回転
ローラ４２と送り出しローラ４３間を通った電線ａが通
る。他方の電線ガイド４７ｂは基枠３１の前面下部に設
けられており、このガイド４７ｂに一方のガイド４７ａ
からの電線ａが導入されて、切断部５０に導かれる。一
方の電線ガイド４７ａは電線ａの数の溝を有する板片を
重ねて作り（図８参照）、他方の電線ガイド４７ｂは電
線ａの数に縦割りした板片に電線ガイド溝を形成し、そ
の板片を重ねることにより作る（図９、１１参照）。両
ガイド４７ａ、４７ｂの連結部は出没自在に嵌合してい
る。

【００２９】電線切断部５０、電線圧接部６０及びコネ
クタカバー圧入部７０の駆動はサーボモータ３３によっ
て行われる。このサーボモータ３３は基枠３１の上部に
固定され、その回転軸３３ａが軸受３４ａを介しボール
ナット３４（前記実施形態のラム２に相当）にねじ通さ
れている。このボールナット３４は基枠３１に上下動自
在にガイド３５ａを介して嵌まった昇降板３５に固定さ
れており、回転軸３３ａの回転により昇降板３５が昇降
する。この昇降によって電線切断部５０等の駆動がなさ
れる。

【００３０】電線切断部５０は上記他方の電線ガイド４
７ｂの後段にあって、基枠３１に固定のガイドブロック
３２に上下方向自在に嵌められた上刃５１と、同ブロッ
ク３２に固定の下刃５２とからなり、上刃５１の下降に
より、下刃５２との協働によって電線ａを切断する（図
８参照）。両刃５１、５２は電線ａの並列方向全長に亘
る幅を有し、上刃５１はその刃先部がくし歯状となって
後述の切断刃ガイド６２のスリット６２ａの前部に出入
する。上刃５１の昇降機構はつぎの電線圧接部６０で説
明する。

【００３１】電線圧接部６０は、上記ガイドブロック３
２に上下動自在に嵌められたくし歯状の圧接刃６１とそ
のガイド６２（前記実施形態のガイド４に相当）とから
なる（図１３参照）。そのガイド６２は基枠３１にボル
ト止めされており、図１３に示すように上下方向及び前
後方向に貫通するスリット６２ａ、６２ｂが形成されて
いる。その前後方向のスリット６２ｂに電線ａが導か
れ、上下方向のスリット６２ａに圧接刃６１が嵌入し
て、その電線ａを押し下げて圧接する。このとき、スリ
ット６２ｂがガイドとなって電線ａをコネクタＣに導び
く。すなわち、圧接刃６１から電線ａが外れることな
く、圧接がなされる。

【００３２】圧接刃６１は、図１３に示すようにばね６
３によって昇降板３５に吊られており、側面のストッパ
６１ａがガイドブロック３２の下面に当接してそれ以上
の上昇が阻止される。すなわち、圧接刃６１は、昇降板
３５が昇降しても、ばね６３が伸縮するだけで昇降板３
５とは切り離されているため、不動である。一方、昇降
板３５には圧接刃６１のフック６１ｂに係止する治具６
３がエアシリンダ６４によって進退自在に設けられてお
り、図７、１３の実線のごとく、フック６１ｂに対し治
具６３上部が係止しない状態では、昇降板３５とともに
治具６３が下降しても圧接刃６１は動かないが、同図鎖
線のごとく、フック６１ｂに対し治具６３上部が係止し
た状態では、昇降板３５の下降はその治具６３を介して
圧接刃６１に伝わる。すなわち、昇降板３５とともに圧
接刃６１も下降して電線ａを押し下げる。

【００３３】この圧接刃６１の昇降機構は、上述の切断
刃の上刃５１及び後述のコネクタカバー圧入部７０の昇
降に同様な構造で採用されており、それぞれのエアシリ
ンダ６４を選択的に動かすことにより、昇降板３５の下
降とともに上刃５１、圧接刃６１、圧入レバー７１が下
降してそれらの作用をなす。

【００３４】コネクタカバー圧入部７０は、ガイドブロ
ック３２に昇降自在に嵌められたＬ字状の圧入レバー７
１と、そのレバー７１に固定の吸着具７２とからなる。
この吸着具７２に吸気管７２ａが真空用フリーマウント
シリンダ７３を介して接続されて、吸気されることによ
り、カバーＰを吸着する。

【００３５】電線押圧部８０は、基枠３１に固定のエア
シリンダ８１と、そのエアシリンダ８１のプランジャに
固着した門型フレーム８２と、そのフレーム８２の下端
に設けた複数の押圧ローラ８３とから成るコアシリンダ
８１の作動により、ローラ８３が昇降し、下降時、ロー
ラ８３により電線ａが押圧される。

【００３６】基枠３１の両側にはクランプ９１が設けら
れており、このクランプ９１は、その基部のピニオン９
１ａがラック９２に噛み合い、ラック９２がエアシリン
ダ９３により昇降すると、図７破線から実線のごとく回
転し、作業台（基台）Ｋに係止する。

【００３７】この圧接・布線機３０は以上の構成であ
り、つぎに、その作用について図１４とともに説明する
と、電線ａが送り出し部４０を通って切断部に至り、リ
ンク４４の押圧片４４ｃが各電線ａを押圧している状態
において、まず、図１４（ａ）に示すように上刃５１を
下降して、電線ａを切断し、その先端を揃える。このと
き、前もって、吸着具７２にコネクタカバーＰは吸着し
ておく。

【００３８】つぎに、送り出し部４０のエアシリンダ４
４ａを伸長してブロック４５を長さＬ下降すると（図８
参照）、その長さＬ分、電線ａが下刃５２から突出する
とともにガイド６２のスリット６２ｂに入り、その状態
で、図１４（ｂ）に示すように、圧接刃６１を下降する
と、電線ａは押し下げられてコネクタＣの端子ｔに圧接
し、コネクタＣにカバーＰを嵌める（同図ｃ）。

【００３９】その後、吸引を解いて、吸着具７２からカ
バーＰを離し、同図（ｄ）に示すように、布線径路に沿
って、圧接・布線機３０を動かすとともに、押圧ローラ
８３を下降させて、送り出される電線ａを押し付ける。
このとき、動きにつれて、送り出し部４０の送り出しロ
ーラ４３を適宜に圧接し、その電線ａの送り出しを円滑
に行う。また、屈曲径路では、その各送り出しローラ４
３の圧接時間を制御し、内外径路差に対応する送り出し
量とする。

【００４０】布線の終端に至れば、圧接刃６１を下降し
てコネクタＣに電線ａを圧接するとともに、切断刃５１
を下降させて電線ａを切断する。この布線時、途中で、
コネクタＣに圧接する場合には、圧接刃６１を下降すれ
ばよい（図１５参照）。なお、コネクタＣは、人又は自
動機により所要位置にセットされる。

【００４１】また、最初は、送り出し部４０に送られて
いる電線ａの全てを圧接するのではなく、その一部を圧
接する場合には、エアシリンダ４５ａの下降時、その圧
接しない電線ａは押圧片４４ｃで押さえず自由にして引
き出されないようにするか、又はエアシリンダ４５ａを
下降させずに送り出しローラ４３の選択によって、所要
の電線ａを送り出し、その送り出された電線ａをコネク
タＣに圧接後、布線途中において、新たな電線ａを付加
する場合には、その電線ａの送りを開始する。その開始
時にコネクタＣへの圧接を行う（図１５参照）。

【００４２】なお、実施形態の切断刃（上刃）５１は一
枚のものとしたが、各電線ａ毎に一つの刃を対応させ
て、その各刃を個別に動かし得るものとし得る。このよ
うにすると、布線途中において、所要の電線ａを切断す
ることができ、各コネクタＣ、Ｃ間の布線態様の変化に
対応し得る。

【００４３】また、この実施形態においても、前記実施
形態と同様に、基枠３１に、測定ゲージ１２、圧力感知
センサ１３をそれぞれ設け、この測定ゲージ１２の計測
値に基づいてボールナット３４の下死点を補正するよう
にサーボモータ３３を制御することができ、さらに、圧
力感知センサ１３の出力値を、コネクタＣごとに予め設
定した正常圧入力のパターンと比較して圧接状態の適否
を判断するようにし得ることは勿論である。

【００４４】

【発明の効果】この発明によると、以上のようにして、
仕切板（ガイド）により電線を案内して圧接刃によりコ
ネクタのスロットに電線を圧入することとしたので、電
線は圧接刃の先端面から逸脱することなく、確実にスロ
ットに圧接される。

【００４５】また、その圧接時、ラムの下死点を検出し
て所定値に補正すれば、電線のスロットへの圧接深さを
一定に保持し、良好な電気接続性能を得ることができ
る。さらに、圧力感知センサの出力値を、コネクタごと
に予め設定した正常圧入力のパターンと比較して圧接状
態の適否を判断するようにすれば、不良品を発見するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る圧接装置の一実施形態を示す正
面図

【図２】同上の要部拡大側面図

【図３】同上の圧接過程説明図

【図４】同上の圧接過程説明図

【図５】他の一実施形態の概略斜視図

【図６】圧接・布線機の一実施形態の概略斜視図

【図７】図６の一部を欠如した左側面図

【図８】図６の切断正面図

【図９】図６の要部右切断側面図

【図１０】図６の一部切欠き平面図

【図１１】図６の切断平面図

【図１２】図６の切断一部平面図

【図１３】図６の要部斜視図

【図１４】同圧接・布線機の作用説明図

【図１５】ワイヤーハーネスの一部斜視図

【図１６】コネクタの断面図

【図１７】コネクタ端子の斜視図

【図１８】従来の圧接過程説明図

【符号の説明】

Ａ 電線供給機 Ｂ 圧接・布線ロボット Ｃ コネクタ Ｐ コネクタカバー Ｗ ワイヤーハーネス Ｓ サプライスタンド １ 圧接台 ２ ラム ３ 圧接刃ホルダ ４ 電線ガイド ６ 圧接刃 １０ 仕切板 １２ 測定ゲージ １３ 圧力感知センサ ３０ 圧接・布線機 ３１ 圧接・布線機基枠（機器本体） ３２ ガイドブロック ３３ サーボモータ ３４ ボールナット（ラム） ３５ 昇降板 ４０ 電線送り部 ４２ 回転ローラ ４３ 送り出しローラ ４４ａ エアシリンダ ４５ 移動ブロック ４７ａ、４７ｂ 電線ガイド ５０ 電線切断部 ５１ 切断上刃 ５２ 切断下刃 ６０ 電線圧接部 ６１ 圧接刃 ６２ 電線ガイド ６４ エアシリンダ ８０ 電線押圧部 ａ 電線 Ｔ 端子 ｔ スロット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の電線を平面上に並列させ、その長
   さ方向及び幅方向の適宜箇所をコネクタに接続するに際
   し、 各電線の幅方向への移動を仕切板により規制しつつ、圧
   接刃によりコネクタのスロットに電線を圧入することを
   特徴とする自動車用ワイヤーハーネス製造における電線
   の圧接方法。
2. 【請求項２】 複数の電線を平面上に並列させ、その長
   さ方向及び幅方向の適宜箇所をコネクタに接続する自動
   車用ワイヤーハーネス製造における電線の圧接装置であ
   って、 コネクタ及び電線に対して昇降するラムの下端に、ラム
   の下降に伴い各電線をコネクタのスロットに圧入する圧
   接刃と、ラムの下降時に電線の幅方向への移動を規制す
   る仕切板を備えた電線ガイドとを設け、この電線ガイド
   を圧接刃に対して上下動可能としたことを特徴とする電
   線圧接装置。
3. 【請求項３】 複数の電線を平面上に並列させ、その長
   さ方向及び幅方向の適宜箇所をコネクタに接続する自動
   車用ワイヤーハーネス製造における電線の圧接装置であ
   って、 コネクタに対して昇降するフレームにラムを昇降可能に
   設け、このラムに、ラムの下降に伴い各電線をコネクタ
   のスロットに圧入する圧接刃を設けるとともに、前記フ
   レームに、前記ラムの下降時に電線の幅方向への移動を
   規制する仕切板を備えた電線ガイドを設けたことを特徴
   とする電線圧接装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３に記載の電線圧接装置に
   おいて、ラムの下死点を検出する測定ゲージと、この測
   定ゲージの計測値に基づいてラムの下死点を所定値に補
   正する制御手段とを備えたことを特徴とする電線圧接装
   置。
5. 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれか一つに記載の
   電線圧接装置において、コネクタのスロットに対する各
   電線の圧入力を感知する圧力感知センサと、この圧力感
   知センサの出力値を、コネクタごとに予め設定した正常
   圧入力のパターンと比較して圧接状態の適否を判断する
   認識手段とを備えたことを特徴とする電線圧接装置。