(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクタをケーブルに接続するためのケーブル組立装置であって、
前記コネクタを受けるように寸法取りされたインタフェース受けを支持する基盤と、
インダクタコイルであって、該インダクタコイルを装荷位置と、前記インタフェース受け近傍の実働位置との間で移動させるように作動可能なインダクタコイルアクチュエータに接続されたインダクタコイルと、
クランプアクチュエータにより、前記インタフェース受けの上方の、開位置とケーブルを確実に掴持する閉位置との間を動くように作動可能なグリップクランプと、
前記インタフェース受け近傍の温度を読み取るように構成された温度センサと
を備えるケーブル組立装置。
【請求項２】
前記インダクタコイルがＵ字形状である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記温度センサから温度信号を受け、且つ前記インダクタコイル、前記インダクタコイルアクチュエータおよび前記グリップクランプの作動を制御する制御ユニットを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記制御ユニットに接続されたオペレータインタフェースを更に含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記インダクタコイルアクチュエータの位置を検知する少なくとも１つの位置センサを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記グリップクランプの位置を検知する少なくとも１つの位置センサを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置周りに設けられる囲いであって、前記インタフェース受けの上方に前記コネクタが通る大きさにされた開口を有する囲いを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記インタフェース受けが、孔内に挿通されたキーによって前記基盤に結合される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記インタフェース受け近傍の前記温度は、前記コネクタが前記インダクタコイルに対向して前記インタフェース受けに着座したときの、前記コネクタの開かれた側の温度である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
コネクタをケーブルに接続するためのケーブル組立装置であって、
前記コネクタを受けるように寸法取りされたインタフェース受けを支持する基盤と、
インダクタコイルであって、該インダクタコイルを装荷位置と、前記インタフェース受け近傍の実働位置との間で移動させるように作動可能なインダクタコイルアクチュエータに接続された、Ｕ字形状のインダクタコイルと、
クランプアクチュエータにより、前記インタフェース受けの上方の、閉位置とケーブルを確実に掴持する開位置との間を動くように作動可能なグリップクランプと、
前記インタフェース受け近傍の温度を読み取るように構成された温度センサと、
前記温度センサから温度信号を受け、且つ前記インダクタコイル、前記インダクタコイルアクチュエータおよび前記グリップクランプの作動を制御する制御ユニットと、
前記制御ユニットに接続されたオペレータインタフェースと、
前記装置周りに設けられる囲いであって、前記インタフェース受けの上方に前記コネクタが通る大きさにされた開口を有する囲いと、
を備えるケーブル組立装置。
【請求項１１】
コネクタを同軸ケーブルに取り付ける方法であって、
プリフォームはんだを前記ケーブルの外部導体の端部周りに置くステップと、
前記外部導体の前記端部および前記プリフォームはんだを前記コネクタ内に挿入するステップと、
前記コネクタをインタフェース受け上に置くステップと、
ケーブルを掴むようにグリップクランプを始動させ、前記ケーブルを前記インタフェース受けと縦方向に整合した状態に保持するステップと、
インダクタコイルアクチュエータを始動させて、インダクタコイルを前記コネクタ近傍に移動させるステップと、
前記インダクタコイルを、第１プリセット温度が前記コネクタの前記インダクタコイルに対向する開いた側で検出されるまで付勢するステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記プリセット温度は、前記インダクタコイルおよび温度センサに接続された制御ユニットに記憶される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記インタフェース受け、グリップクランプおよびインダクタコイル周りの囲いが、前記グリップクランプを使用可能とする前に閉じられたことを検証するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記プリセット温度が検出された後、前記グリップクランプは、より低い第２プリセット温度が検出されるまで開かれない、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
オペレータが、ケーブルとコネクタとの組合せを制御ユニットに接続されたオペレータインタフェースにおいて選択し、
前記制御ユニットは、前記第１プリセット温度を前記選択されたケーブルとコネクタとの組合せに基づいて選択し、また、前記インダクタコイルを、前記第１プリセット温度が前記コネクタの前記インダクタコイルに対向する開いた側で検出されるまで付勢する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１プリセット温度が、前記インダクタコイルを付勢する制御ユニットに滞留し、
前記制御ユニットは、前記第１プリセット温度に到達したときを示す温度センサからの温度入力を受ける、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーブル組立装置に関する。更に具体的には、本発明は誘導ろう接コネクタ（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｓｏｌｄｅｒｅｄ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）およびケーブル組立体用のケーブル組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｈ．Ｎｇ、Ｊａｍｅｓ  Ｂ．Ｄａｖｉｓ、Ｊｉｍ  Ｃａｒｌｏｃｋ、Ｍｉｋｅ  ＱｕｉｎｌａｎおよびＲｉｃｈ  Ｇｕｄｇｅｌが２００８年３月１２日に出願した、現在係属中の米国特許出願第１２０４６８１４号「ケーブルおよびコネクタ組立装置および使用方法」の優先権を主張する。
【０００３】
併せて所有する、１９９８年９月８日に発行された、Ｂｕｆａｎｄａらによる米国特許第５，８０２，７１０号「コネクタを同軸ケーブルに取り付ける方法およびそれにより得られる組立体」は、同軸ケーブルに使用する電気的コネクタおよびその取付方法を開示している。図１に示すように、コネクタ１は、組立前段階で同軸ケーブル３の外部導体４とコネクタ１との間に挿入されるプリフォームはんだ（ｓｏｌｄｅｒ  ｐｒｅｆｏｒｍ）２を介して取付けを行う構成とされる。プリフォームはんだ２が次いで誘導加熱器をコネクタ１周りに外部から適用することにより加熱され、それによってコネクタ１と外部導体４とが互いにろう接され、図２に示すように、同軸ケーブル３およびコネクタ１の堅固な相互接続が得られる。
【０００４】
ろう接作業を行うための開示された装置は、コネクタをはんだ温度に加熱するのに使用される円形コイル誘導加熱器内にコネクタを保持するためのバイスである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第１２０４６８１４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８０２，７１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ケーブルおよびコネクタ組立業界内の競業により、ケーブルおよびコネクタの相互接続の電気機械的特性を向上させ、同時に全体的な組立時間および労務コストを極力少なくすることの重要性が増している。
【０００７】
したがって、本発明は、従来技術の不十分な点を克服するケーブル組立装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に取り入れ、且つその一部とする添付の図面は、本発明の実施形態を示し、前述の本発明の概要、および以下に記す実施形態の詳細な記述とともに、本発明の原理を説明するために役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】米国特許第５，８０２，７１０号によるコネクタおよびケーブル端の分解等角図である。
【図２】米国特許第５，８０２，７１０号によるケーブル端に取り付けられたコネクタの概略外観等角図である。
【図３】準備の整った位置にあるケーブル組立装置の例示的実施形態の主な要素を示す概略等角図であり、電気的相互接続、支持構造および囲繞構造は分かりやすくするために省いた図である。
【図４】実働位置にあるケーブル組立装置の例示的実施形態の主な要素を示す概略等角図であり、電気的相互接続、支持構造および囲繞構造は分かりやすくするために省いた図である。
【図５】保護囲いおよびケーブル巻回支持構造を含み、直角コネクタ用のインタフェース受けを備える、実働位置にあるケーブル組立装置ステーションの概略等角図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
米国特許第５，８０２，７１０号の全体を本明細書に援用する。本願発明者らは、米国特許第５，８０２，７１０号に記載の従来の組立装置は、個々のオペレータの訓練、技能および意欲に依存するところが大きく、そのために生産速度が制限され、且つ品質管理を頓挫させたことを認識している。
【００１１】
更に、最近の加熱された組立体の装置および取扱いが、オペレータに火傷を負う重大な危険をもたらすことがある。
製造上の欠陥があるコネクタおよびケーブル組立体の分析によって、欠陥の２つの主たる原因として、温度および整合の一方または両方が不適切なことが確認された。結果としての相互接続について反復能力の最大化と品質管理の極限化には、要素の整合および加熱を均一にすべきであると本願発明者らは判断した。加熱は、プリフォームはんだを溶融するのに十分とすべきだが、含有要素が劣化して、それによって溶融したはんだが所望の接続ポイントから移動したり、および／または、ケーブルが過熱されて同軸ケーブルの絶縁および／または被覆が損傷を受けたりする程に過剰とならないようにすべきである。加熱要件は、ケーブルのサイズおよび所望のコネクタのタイプによって様々に変わる。整合は、最終的な組立体の品質の因子とされ、また加熱の均一性次第による因子ともされる。
【００１２】
また、コネクタを末端とするケーブル組立体の配送にかかるコストと時間遅れの重要な因子は、組立作業をエンドユーザの近傍で行うことにあることが認識された。
最小限の訓練を積んだオペレータが安全に使用して、ケーブルとコネクタの高品質な相互接続を反復して形成可能な、半自動ケーブル組立装置を図３から図５に示す。
【００１３】
図３および図４に最もよく示すように、基盤５は、例えば、ケーブル長手軸線方向コネクタ１（図３および図４）もしくは直角コネクタ１（図５）を備える同軸ケーブル等の、特定のコネクタインタフェースおよび／またはコネクタ構成のためにそれぞれが構成された、さまざまな、交換可能なインタフェース受け１０を支持する。選択されたインタフェース受け１０は、対応するコネクタ１を反復可能な、所定の位置および向きに係止する。
【００１４】
インタフェース受け１０の周りには、好ましくはＵ字形のインダクタコイル２０を備える誘導加熱モジュール１５が配置される。誘導加熱モジュール１５はインダクタコイルアクチュエータ２５に接続されており、該インダクタコイルアクチュエータ２５は、例えば電動機、空気または液圧シリンダによって、誘導加熱モジュール１５を、インタフェース受け１０に近づけたりインターフェース受け１０から遠ざけたりしてインダクタコイル２０をコネクタ１の周辺領域に位置付けするように選択された既定の高さ近傍に移動させ、そこでコネクタ１内に、プリフォームはんだが置かれる。フィードバック位置センサ３０は、例えば誘導加熱モジュール内に置かれ、位置フィードバック信号および／またはインタロック信号を事業用プログラマブルロジックコントローラもしくは手動制御および状態切換パネル等の制御ユニット３５に供給することが可能とされる。
【００１５】
電動機、空気または液圧シリンダ等の、制御ユニット３５を介してグリップクランプ４０を開位置（図３）と閉位置（図４）の間で移動させるように作動可能なクランプアクチュエータ４５を備えるケーブルグリップクランプ４０は、閉位置にあるときに、インターフェース受け１０と整合された同軸ケーブル３を確実に掴持するように位置付けされる。
【００１６】
温度センサ５０、好ましくは赤外線光学温度センサ等の非接触型温度センサが、インタフェース受け１０に着座したコネクタ１の外面の温度を、プリフォームはんだ２に対応する位置で、インダクタコイル２０の開いた側５５で読み取るように位置付けされることが好ましい。温度センサ５０の出力は、温度表示器および／または制御ユニット３５にフィードバック信号として接続することができる。
【００１７】
図５に示すように、本装置は、例えば金属製の枠を備えるアクリルパネルから形成され、ケーブルおよび／または予めコネクタ１を取り付けたケーブルを通す上面開口６５を有する保護囲い６０内に囲い込むことが可能とされる。囲い６０への１つまたは複数のアクセスドア７０は、保安インタロックとなり且つ／またはドア閉鎖フィードバックを提供する、制御ユニット３５に接続されたセンサ（図示せず）を含むことができる。
【００１８】
複数のフック７５を、装置の上方に、所望の同軸ケーブルの巻回を支持するように上面開口６５に対して適切な位置に設け、それによってケーブル端を巻回から上面開口６５を通して真直に、基盤５およびインタフェース受けに対し垂直に延ばすことが可能とされる。
【００１９】
誘導加熱モジュール１５、様々なアクチュエータおよびセンサはそれぞれ、制御ユニット３５に入力および／または出力として接続され、また、制御ユニット３５には処理時間および温度のマトリックスが供給されて、本装置の反復可能な半自動運用を提供する。タッチスクリーンおよび／またはサムホイールスイッチ等のオペレータインタフェース８０を制御ユニット３５に接続することができ、これによりオペレータは、相互接続される同軸ケーブル３およびコネクタ１のタイプを入力し、予め用意の組立体を本装置に取り付け、次いで開始ボタンを押すだけでよい。或いは、制御ユニット３５に開閉装置（ｓｗｉｔｃｈ  ｇｅａｒ）、温度、時間表示器、および／またはバッチカウンタを設け、結線安全／温度設定値および／またはタイムインタロックにより手動で運用することも可能とされる。
【００２０】
半自動式、或いは各ステップを手動で開始する代替方式の、詳細な例示的運用手順を以下のステップによって実行することが可能とされ、ここでは本装置の半自動制御ユニットの実施例を参照して説明する。
【００２１】
ケーブル組立装置は、制御ユニット３５に接続されるケーブル３およびコネクタ１をオペレータインタフェース８０で選択および／またはデータ入力して同定することによって用意され、且つインタフェース受け１０が既に置かれていない場合には、相応するインタフェース１０が基盤５上に、例えば、孔もしくはスロットの取付け部のような開口部分に入るピン等のキーにより、取り付けられる。
【００２２】
オペレータは、組み立てられるケーブル３およびコネクタ１を選択し、例えば図１に最もよく示すように、選択されたコネクタ１の要件に従ってケーブル被覆８５、外部導体４および絶縁物（図示せず）を剥いて内部導体９０および外部導体４を露出させることによって、ケーブル端をコネクタ１に取り付ける支度をする。コネクタ１のタイプにより、内部導体９０は、内部接触子９５に、もしくは接触子９５のスプリングフィンガ等による差込接続用に準備された内部導体に、手によりろう接されるか、導電性接着剤で接着され得る。プリフォームはんだ２が、外部導体４周りに置かれ、ケーブル端が、コネクタ１の何らかの別に所望の内部要素とともに、コネクタ１内に着座するまで差し込まれる。ケーブル３がコネクタ１内に適切に着座したことは、内部接触子９５の位置および／または外部導体４の端のコネクタ１内への底止によって、検証することが可能とされる。
【００２３】
図３に示すように、組立装置は、グリップクランプ４０が開き且つインダクタコイル２０が装荷位置に退いた準備の整った状態にある（図３）。オペレータは、次いで予め用意のケーブル３およびコネクタ１組立体を縦方向下向きに開口６５を通し、グリップクランプ４０を経てインタフェース受け１０の上に向け挿入する。
【００２４】
囲いアクセスドア７０が閉じられている場合など、実現され得るアクセスセーフティインタロックが十分である場合には、オペレータインタフェース８０で開始指令を入力することによって、グリップアクチュエータがグリップクランプ４０をケーブル３周りで閉じて、ケーブルをインタフェース受け１０と、したがってその上にあるコネクタ１と確実に整合させることが可能とされる。グリップクランプ４０の位置フィードバックがあり、位置フィードバックが十分なときに、インダクタコイルアクチュエータ２５は、インダクタコイル２０をコネクタ１側且つその周りの作用位置（図４）に移動させることが可能とされる。インダクタコイルアクチュエータ２５について位置フィードバックがあり、位置フィードバックが十分なときには、オペレータの指定したケーブル３およびコネクタ１の組合せに相応する制御ユニット３５のデータマトリックスによって指定される時間、および／または、温度センサ５０が、所望のはんだ温度設定値に達したことを示すコネクタ１の開かれた側５５の第１プリセット温度を読み取るまで、インダクタコイル２０が付勢される。
【００２５】
コネクタ１、外部導体４およびプリフォームはんだ２の誘導加熱により、コネクタ１が外部導体４に確実且つ均一に鑞接される。加熱が完了したとき、インダクタコイル２０は消勢され、再び装荷位置に後退される。
【００２６】
冷却ステップは、例えばコネクタ１に対する空気の冷却噴射を開始することにより行うことが可能とされ、且つ／または、第２プリセット温度設定値に達するまでコネクタ温度を温度センサ５０でモニタすることが可能とされる。冷却ステップが完了したとき、グリップクランプ４０が解放され、オペレータは仕上げられたケーブル端をケーブル組立装置から取り外すように示される。
【００２７】
当業者は、本ケーブル組立装置によって従来のケーブルおよびコネクタ整合作業および適正な加熱を行う責務もオペレータから概ね取り除かれる故に、それによる相互接続の品質が大幅に向上することを認識するであろう。更に、本ケーブル組立装置に一体のセーフティインタロックによってオペレータがアクチュエータの運動および高温の要素から隔絶されるため、オペレータの安全が大いに高まる。
【００２８】
制御ユニット３５が温度設定値およびろう接前の整合を扱うため、高度に訓練されたおよび／または動機付けされたオペレータを要することなく生産性が増加し、やり直し／スクラップが減少し、労務コストが著しく節減される。また、本ケーブル組立装置は安全性を高め且つオペレータの訓練要件を少なくするため、本装置を小規模／遠隔の配送施設に置き、そこで比較的に訓練を積まない要員によって安全に操作可能とされ、ローカルエンドユーザに誂えの長さの高品質なケーブル組立体完成品をオンデマンドで供給することができる。
【００２９】
【表１】
0005426196.tif 000002
前述の説明において、相当値の知られている比率、整数もしくは均等物が知られている構成要素について言及している場合には、そのような相当値および均等物を個別に規定したと同然にここに援用する。
【００３０】
以上に本発明をその実施形態に関して説明し、それらの実施形態はかなり詳細に説明したが、出願人には付属の請求の範囲をそのような詳細に限定する意図は全くない。更に別の利点および変更が当業者には容易に明らかになろう。したがって、本発明は、その最も広範な態様において、ここに示され且つ記載された具体的詳細、代表的な装置、方法、および実施例に制限されない。したがって、そのような詳細から逸れるものもあろうが、それらにしても出願人の全般的な発明概念の理念もしくは範囲から離れるものではない。更に、本発明に関して可能とされる改良および／または変更は、請求の範囲によって規定される本発明の範囲もしくは理念の範囲内に属するものと理解されるべきである。
【符号の説明】
【００３１】
１  コネクタ
２  プリフォームはんだ
３  ケーブル
４  外部導体
５  基盤
１０  インタフェース受け
１５  誘導加熱モジュール
２０  インダクタコイル
２５  インダクタコイルアクチュエータ
３０  位置センサ
３５  制御ユニット
４０  グリップクランプ
４５  クランプアクチュエータ
５０  温度センサ
５５  開かれた側
６０  囲い
６５  開口
７０  アクセスドア
７５  フック
８０  オペレータインタフェース
８５  被覆
９０  内部導体
９５  内部接触子
【図１】
0005426196.tif 000003
【図２】
0005426196.tif 000004
【図３】
0005426196.tif 000005
【図４】
0005426196.tif 000006
【図５】
0005426196.tif 000007