(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端子が配列された電気コネクタを載置する圧接台と、複数の電線を前記電気コネクタに圧接するスタッファを有する押圧組立体と、該押圧組立体を駆動する駆動手段と、前記複数の電線のピッチを前記端子の配列ピッチに位置決めする電線ガイドとを備えた電線ガイド付き電線圧接装置において、
前記電線ガイドが、前記端子のピッチで配列された、前記電線を収容する複数のガイド溝を有し、各々の該ガイド溝内に、前記電線の圧接方向に摺動可能な該圧接方向と逆方向にばね付勢された可動部材が配置され、該可動部材が前記ガイド溝と中心軸線が一致し、幅が前記ガイド溝より狭い狭幅溝を有し、
前記ガイド溝の幅が大径の前記電線の太さに、前記狭幅溝の幅が小径の前記電線の太さにそれぞれ対応し、
前記可動部材が、前記電線のうち、前記大径の電線を前記ガイド溝に受容したときは、前記可動部材が前記大径の電線に押圧されて前記ばね付勢に抗して前記圧接方向に移動して前記大径の電線を前記端子に位置決めし、前記電線のうち、前記小径の電線を受容したときは、該小径の電線を前記狭幅溝に受容して前記小径の電線を前記端子に位置決めすることを特徴とする電線ガイド付き電線圧接装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電線を電気コネクタの端子に圧接接続する電線圧接装置に関し、特に、圧接の際、電線を端子の配列ピッチに合わせて位置決めするための電線ガイドを有する電線ガイド付き電線圧接装置に関するものである。
【従来の技術】
電線を電気コネクタの端子の圧接部に圧接して、電線を電気コネクタに電気的に接続するこの種の接続手法は、一般的に行われている。しかし、電線が圧接前に端子から位置ずれしてしまい、正確に圧接できない場合がある。この解決方法として、例えば、実公平２−４４４７３号公報に開示された電気コネクタの圧接装置が知られている。この圧接装置は、端子の配列ピッチと同じピッチで溝が形成された電線ガイドを有する。圧接前に、電線をこの溝に配置して、圧接を行なうまで位置ずれしないように保持することができるように構成されている。
また、実公平５−２５１９０号公報には、電線仮止部を有するコネクタ圧接工具が開示されている。この圧接工具は、複数の電線ガイド溝が形成された１対の板状の電線ガイドを有する。電線ガイド溝は、端子の配列ピッチの２倍の配列ピッチを有している。そして、各溝内に電線を受容した後、２枚の電線ガイドを板面方向に位置ずれさせて、被覆電線（大径の電線）を板面方向および電線の軸線方向に移動しないように仮止めしている。
【発明が解決しようとする課題】
電気コネクタに圧接しようとする電線は、１本の電気ケーブル内に異なる直径の電線が混在することがある。例えば、大径の被覆電線と小径の被覆電線の組合せ、或いは、被覆電線（大径の電線）とドレーン線（小径の電線）の組合せなどがある。
前述の従来技術のうち、前者の従来技術においては、溝のサイズは同じであり、大径の電線と、小径の電線が混在する場合は、小径の電線が溝内で移動して、端子の圧接部と位置ずれし、適切な接続がなされない虞がある。
後者の従来技術においては、同じ直径の大径の電線を保持するには、好適であるが、大小の電線が混在する場合には、大径の電線を仮止めすることはできても、小径の電線を仮止めすることができないという問題がある。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、大径の電線と、小径の電線が混在する場合においても、確実に電気コネクタの端子にそれらの電線を圧接接続することができる電線ガイド付き電線圧接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】
本発明の電線ガイド付き電線圧接装置は、複数の端子が配列された電気コネクタを載置する圧接台と、複数の電線を電気コネクタに圧接するスタッファを有する押圧組立体と、押圧組立体を駆動する駆動手段と、複数の電線のピッチを端子の配列ピッチに位置決めする電線ガイドとを備えた電線ガイド付き電線圧接装置において、電線ガイドが、端子のピッチで配列された、電線を収容する複数のガイド溝を有し、各々のガイド溝内に、電線の圧接方向に摺動可能な圧接方向と逆方向にばね付勢された可動部材が配置され、可動部材がガイド溝と中心軸線が一致し、幅がガイド溝より狭い狭幅溝を有し、ガイド溝の幅が大径の電線の太さに、狭幅溝の幅が小径の電線の太さにそれぞれ対応し、可動部材が、電線のうち、大径の電線をガイド溝に受容したときは、可動部材が大径の電線に押圧されてばね付勢に抗して圧接方向に移動して大径の電線を端子に位置決めし、電線のうち、小径の電線を受容したときは、小径の電線を狭幅溝に受容して小径の電線を端子に位置決めすることを特徴とするものである。
ここで、圧接方向とは、電線を端子に押し込む方向をいう。
【発明の効果】
本発明の電線ガイド付き電線圧接装置は、電線ガイドが、複数のガイド溝が形成された電線ガイドを有し、各々のガイド溝内に、電線の圧接方向に摺動可能な圧接方向と逆方向にばね付勢された可動部材が配置されている。この可動部材は、ガイド溝と中心軸線が一致し、幅がガイド溝より狭い狭幅溝を有している。ガイド溝の幅が大径の電線の太さに、狭幅溝の幅が小径の電線の太さにそれぞれ対応しており、可動部材が、大径の電線をガイド溝に受容したときは、可動部材が大径の電線に押圧されて、ばね付勢に抗して圧接方向に移動して大径の電線を端子に位置決めし、小径の電線を受容したときは、小径の電線を狭幅溝に受容して小径の電線を端子に位置決めするよう構成されているので次の効果を奏する。
即ち、大径の電線と小径の電線が混在する場合においても、大径の電線は、ガイド溝により溝内で横方向に移動することなく案内され、小径の電線は、可動部材の狭幅溝に横方向に移動することなく案内されて、確実にコネクタの端子に電線を位置決めして、それらの電線を正確に端子に圧接接続することができる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電線ガイド付き電線圧接装置（以下、単に圧接装置という）の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の圧接装置の斜視図、図２は、図１の圧接装置の圧接ステーションの主要構成部品の配置をコネクタとともに示す斜視図である。図１に示すように、圧接装置１は、矩形板状の基台２、この基台２の側部から上方に延びる支柱４、支柱４の上部に配置された板状の上部支持部材６を有する。上部支持部材６の上面には、駆動手段として、２本のエアシリンダ８、１０が突設されている。これらのエアシリンダ８、１０は、ラム１２、１４に接続されて、それぞれ第１圧接ステーション１６および本発明の特徴部分となる第２圧接ステーション１８を構成している。
第１圧接ステーション１６は、単一電線を電気コネクタに圧接するためのものであり、第２圧接ステーション１８は、複数本の電線８４（図４）を一括して電気コネクタ（以下、単にコネクタという）２００に圧接するためのものである。これらの圧接ステーション１６、１８は、コネクタの種類、電線の種類に応じて使い分けられる。
基台２には、各圧接ステーション１６、１８の下側に、これらの圧接ステーション１６、１８を横切るようにレール２２が配置されている。このレール２２の手前には、レール２２と平行に延びる別のレール２４が配置され、これらのレール２２、２４上に、これらのレール２２、２４を横切るようにホルダ２６が配置されている。レール２４には、サーボモータ２０が取付けられており、ホルダ２６は、このサーボモータ２０の駆動軸（図示せず）と連結されて、ホルダ２６をレール２２、２４に沿って移動させることができる。具体的には、第１圧接ステーション１６で圧接作業を行うときは、ホルダ２６を第１圧接ステーション１６の方に移動させ、第２圧接ステーション１８で圧接作業を行うときは、ホルダ２６を第２圧接ステーション１８に移動させて作業を行うようになっている。第１圧接ステーション１６で圧接を行うときは、圧接の都度、このサーボモータ２０により、コネクタの端子の間隔に相当する移動量（１ピッチ）ずつ、コネクタがレール２２に沿って移送される。
ホルダ２６は矩形板状を呈し、ラム１４およびレール２２、２４の移動方向と直交する方向に延び、且つ、基台２と平行に延びる、対向するブラケット３０、３０を上面両側に有する。ホルダ２６には、ホルダ２６上をブラケット３０、３０により案内されて、摺動可能に配置される圧接台３２が取付けられている。この圧接台３２には取手３９が正面側に設けられており、圧接装置１の正面即ち図１において、矢印Ａで示す側に位置する作業者により手作業で操作される。
第２圧接ステーション１８のラム１４には、圧接時に電線８４を押圧する押圧組立体５０が取付けられている。圧接台３２の後端部（作業者からみて奥側）には、この押圧組立体５０を案内するコーム（くし歯部材）７０が配置されている。コーム７０の正面側には、後述する電線８４を案内して、コーム７０に電線８４の先端部を配置する電線ガイド（以下、単にガイドという）３８が配置されている。
前述のコネクタ２００は、このコーム７０の下側に配置される。また、ガイド３８の手前の圧接台３２には、後述する仮止め用ブロック３３（図５、図６）（図１では省略されている）が配置され、そのブロック３３上に粘着テープ３４（図６）（図１では省略されている）が貼付されている。支柱４の側部には、電線８４の圧接作業を制御するコントロールボックス２８が取付けられている。このコントロールボックス２８は、支柱４の近傍に配置してもよい。
次に、図２を参照して、第２圧接ステーション１８の主要構成部品について説明する。前述の如く、ホルダ２６上には、電線８４を個別に案内するガイド３８と、案内された電線８４が配置されるコーム７０が配置されている。コーム７０は、後端部に下方に突出する、孔７３が穿設されたタブ７１が設けられている。
このホルダ２６は、孔７３に挿通される軸７２（図５）により圧接台３２に回動可能に取付けられている。このコーム７０の下には、コネクタ２００が載置される。圧接台３２が、ホルダ２６上を奥側、即ち第２圧接ステーション１８の下まで移動させると、コネクタ２００が、第２圧接ステーション１８の下に位置するようになっている。
以下、これらの部材について順を追って詳細に説明する。なお、説明にあたり、必要に応じて、図３および図４を参照して説明する。図３は、図１に示す押圧組立体５０とは、原理的には同じであるが極数が異なる押圧組立体５０によりコネクタ２００を圧接するときの態様を示した、第２圧接ステーション１８の要部断面図である。図４は、ガイド３８とコーム７０に、電線８４を配置したところを示す要部斜視図である。
最初に、図２の押圧組立体５０について説明する。押圧組立体５０は、本体５２に下向きに一体的に形成された複数のスタッファ５４と、各スタッファ５４を分断するように、スタッファ５４と同じ方向に突出するよう、スタッファ５４の中心軸線上に配置された複数のピン６０と、ねじ６４により本体５２に一体的に取付けられた圧着クリンパ（以下、単にクリンパという）６６とを有する。ピン６０は、本体５２内に形成された、図示しない断面円形のキャビティ内に、摺動可能にばね付勢されて配置されており、通常は、図２に示すようにスタッファ５４よりも下方に突出している。各スタッファ５４は、電線８４を後述するコネクタ２００の端子２３０に圧接する際に、この端子２３０と干渉しないための逃げとなる凹溝５６を有する。各ピン６０は、後述する端子２３０の側壁２４４の内側の幅に内接する直径を有する。
次にコーム７０について説明する。コーム７０は、少なくとも、コネクタ２００のキャビティ２１６に対応する数の溝７４を有する。溝７４の略中央にはスタッファ５４のエッジ５５と協働して余長電線を切断する切断刃７６が設けられている。また、ピン６０の径と略等しい第１幅広部７８およびクリンパ６６を受容する第２幅広部８１を有する。第１幅広部７８は、押圧組立体５０が降下する際にピン６０をガイドする。
次に電線８４を圧接接続しようとするコネクタ２００について、引き続き、図２を参照して説明する。コネクタ２００は、従来のコネクタと同様に、絶縁ハウジング（以下、単にハウジングという）２１０および同一の複数の端子２３０からなる。ハウジング２１０は、適切なプラスチック材料を射出成形して形成され、前面２１２および後面２１４間を貫通する複数のキャビティ２１６を有する。各キャビティ２１６の前面２１２側には、各キャビティ２１６内に収容される端子２３０の接触部２３２の一部を覆う上壁２１８が設けられている。各キャビティ２１６の両側には隔壁２２０が設けられており、各隔壁２２０の高さは、端子２３０の最も高い部分より高く設定されている。
次に、コネクタ２００に配置されている端子２３０について、さらに詳細に説明する。端子２３０は、導電性金属板を打抜き加工および折り曲げ加工して形成され、図示しない相手方の端子の接触部と接触する略箱形の接触部２３２と、この接触部２３２の後方に位置する圧接部２３４とを有する。接触部２３２は、上壁２１８の下に配置されている。本実施形態の説明においては、接触部２３２は雌型の接触部２３２であるが、雄型の接触部としてもよい。接触部２３２の上面には、ハウジング２１０の係止部２１９に係止して、端子２３０の後方への抜止をするランス（刺）２３３が斜め後方に突設されている。
端子２３０の圧接部２３４は、その底壁（図示せず）から切り起こされ、Ｕ字状のスロット２３６を各々有する２枚の圧接板２３８、２３８と、これらの圧接板２３８の後方に配置される１対の圧着バレル２４０とを有する。圧着バレル２４０は、圧接板２３８、２３８を側方から支持する１対の側壁２４４が延長して形成される。図示されていない、作業者からみた右側の圧着バレル２４０は後方に向かって下がる斜面を有し、左側の圧着バレル２４０は前方に向かって下がる斜面２４２を有する。圧着バレル２４０は、電線８４を端子２３０に圧接する際に、クリンパ６６により、斜面２４２の部分が互いに重ならないように、電線８４の周囲に圧着即ち巻き付けられる。
次に、本発明の特徴とするガイド３８について詳細に説明する。なお、説明にあたり、図３および図４も合わせて参照して説明する。なお、図２乃至図６においてガイド３８のくし歯の数は統一されていない。ガイド３８は、図３に示すように、複数のブロック即ち上ブロック３８ａ、基体ブロック３８ｂおよび板状の底ブロック３８ｃから構成されている。上ブロック３８ａは、側面視でＬ字状を呈し、上端に複数のガイド溝８２を有する。このガイド溝８２は、所定の間隔で１列に配列された複数のくし歯８０から構成される。くし歯８０の間隔即ちガイド溝８２の幅は、複数の電線８４のうち大径の電線８４ａの太さに対応し、大径の電線８４ａを受容できる寸法となっている。このガイド３８には、各ガイド溝８２の下側に、ガイド溝８２に連通して上下方向に延びる、断面略円形の空所８６が形成されている。
この空所８６内には、略円柱形の可動部材８８が、付勢手段として弾性体即ちコイルばね（以下、単にばねという）９０によりばね付勢されて、摺動可能に配置されている。可動部材８８は、先端部に大径の電線８４ａの直径よりも小さな幅を有する、上下方向に延びて上端に開放するＵ字状の狭幅溝９２を有する。狭幅溝９２は、小径の電線８４ｂの太さに対応し、小径の電線８４ｂを受容できる寸法に形成されている。
可動部材８８は、狭幅溝９２の下端近傍の両側縁９４、９４に上向きの肩９６を有する。可動部材８８は、その下端９８がばね９０により上方に押圧されると、狭幅溝９２を有する上部１００は、ガイド溝８２に進入し、前述の肩９６が、くし歯８０の下部に形成された肩１０２と係合して係止される。この状態の時、狭幅溝９２の中心軸線は、ガイド溝８２の中心軸線と一致している。
次に、図１を合わせて参照して、電線８４を圧接する工程について説明する。最初に、圧接台３２をホルダ２６上を手前に摺動させて引き出し、コーム７０を指で回動させて開く。次にコネクタ２００をコーム７０の下側に位置するように圧接台３２に載置する。そして、コーム７０を再びコネクタ２００上に回動させて戻す。しかる後、電線８４の先端８５を電線受け部材１０８の垂直面１１０（図６）に突き当て、個別の電線８４をガイド３８の所定のガイド溝８２内に指で配置すると共に、ガイド溝８２の延長上にあるコーム７０の溝７４にも電線８４の端部を配置する。このときの状態を図３および図４に示す。これらの図３および図４には、小径の電線８４ｂが、可動部材８８の狭幅溝９２内に位置し、大径の電線８４ａが、ガイド溝８２内に配置されているのが明瞭に示されている。
そして、ケーブル８３（図４）の外被８３ａを仮止め用ブロック３３（図５、図６）に位置決めして載置する。仮止め用ブロック３３には、前述の如く粘着テープ３４が貼付されているので、ケーブル８３の外被８３ａは、粘着テープ３４により仮止めされる。そして、次に、圧接台３２を押圧組立体５０の下まで移動させ、エアシリンダ１０により、押圧組立体５０を駆動して電線８４をコネクタ２００の端子２３０に圧接する。駆動手段としては、エアシリンダ１０の他に、例えば、ギヤと手動ハンドルの組合せ、またはモータ等でもよい。
このときの押圧組立体５０と、ガイド３８内の電線８４の位置関係は図３に示すようになる。ガイド溝８２内の電線８４には、押圧組立体５０のスタッファ５４（図３ではクリンパ６６に隠れている）が対応しているので、押圧組立体５０が降下すると、スタッファ５４が電線８４を端子２３０の圧接部２３４に押し込む。なお、図３ではコネクタ２３０は、ガイド３８の背後に隠れて見えない。また、圧接と同時にクリンパ６６により、圧着バレル２４０が電線８４に圧着される。図３に示す大径の電線８４ａは、可動部材８８上に配置された上方に位置するものと、スタッファ５４の作動時に下方に押圧されたものの２通りの場合を示す。
なお、図３において１０４、１０６は、ガイド３８或いはコーム７０との適切な位置関係を検知するセンサピンを示す。センサピン１０４は、押圧組立体５０とガイド３８が正しく位置決めされたときは、ガイド溝８２内に位置し、位置ずれしたときは、くし歯８０に当接して位置ずれを検知できるようになっている。また、センサピン１０６は、押圧組立体５０とコーム７０とが正しく位置決めされているときは、コーム７０の隔壁７９に当接するようになっている。電線８４が、コーム７０の隔壁７９を越えて、隣接する溝７４に進入していた場合は、センサピン１０６がこの電線８４に当接して、この異常を検知するようになっている。センサピン１０４、１０６は、いずれも下方にばね付勢されている。
電線８４は、このようにしてガイド３８により、正確に位置決めされるが、この時の状態を図５および図６を参照して、さらに詳細に説明する。図５は、ガイド３８およびコーム７０に電線８４を配置したところを示す、圧接装置１の要部平面図を示し、図６は、図５に示す圧接装置１の▲６▼−▲６▼線に沿った断面図を示す。電線８４は、ガイド溝８２内に配置されて所定の間隔にガイドされた後、コーム７０の溝７４に配置されている。
小径の電線８４ｂは、仮に可動部材８８の狭幅溝９２により案内されないとすると、内側即ちケーブル８３の中心軸線側に変移して、端子２３０の圧接部２３４の中心軸線に沿って正確に位置せず、圧接が適切になされない虞がある。特に小径の電線８４ｂは、電線８４の並びの外側にドレーン線として配置されていることが多いので、ガイド３８の可動部材８８がないと、コーム７０の前端寄り（ガイド３８に近い部分）で内側に位置ずれし易い。また、電線８４の本数が多くなればなるほどその傾向は大きくなる。電線８４が位置ずれした状態で圧接されると、端子２３０のスロット２３６に偏って圧接されるか、或いは圧接板２３８の上に乗った状態で圧接されることになり、正確な圧接ができず、電気的接続の信頼性が低下する。
次に、図６を合わせて参照して説明する。図６に示すように、圧接台３２上には、ガイド３８と、このガイドの前後にそれぞれ仮止め用ブロック３３、コネクタ載置台１３０が配置されている。電線８４は、位置決めされると、図６に示すように、電線８４の先端８５が、電線受け部材１０８の垂直面１１０に当接して、電線８４の軸線方向の位置決めがなされる。電線受け部材１０８は、垂直面１１０の下端および上端から、それぞれガイド３８に向かう方向および反対向きに延びる平坦面１１２、１１４と、平坦面１１４に重ねられた停止面１１６を有する金属板から構成される。停止面１１４は、電線８４が上方に飛び出すのを阻止するためのものである。
電線８４が、このように配置された後、押圧組立体５０が降下して、電線８４が端子２３０の圧接部２３４に押し込まれて圧接接続される。このとき電線８４は、押圧組立体５０のエッジ５５と切断刃７６との協働作用により、余長部分が切断される。切断された電線端部８７は、電線受け部材１０８の平坦面１１２上に残るが、この電線端部８７の処理については後述する。
電線受け部材１０８は、ガイド３８の上に配置され、軸７２の周りに形成された軸受け１１８（図５）により回動可能に構成されている。軸受け１１８は、図５に示すように、固定部１２０を挟むように離隔している。そして、軸受け１１８の外側は、コーム７０の軸受け１２２となっている。軸７２は、コーム７０と、電線受け部材１０８の回動の両方に共通に使用され、両端部がＣリング１３８で固定されている。電線受け部材１０８の下側の平坦面１１２の先端部は、複数のスロット１２４を形成する細片１２６に形成されている。これらの細片１２６は、コーム７０の溝７４に配置される。換言すると、電線受け部材１０８のスロット１２４は、コーム７０の隔壁７９の後端を受容する。
コーム７０の後端部には、位置決めピン１２８が後方に突出するように、取付けられている。この位置決めピン１２８は、コーム７０が回動されると、軸７２の周りに回動して、位置決めピン１２８の角部１２８ａが、コネクタ載置台１３０に取付けられた停止部材１３２の停止面１３４に当接して、回動が規制される。このときコーム７０は、９０°以上（約１１０°）開いた状態となる。
固定部１２０には、コーム７０の回動の際、位置決めピン１２８との干渉を避けるための切欠き１３６が形成されている。また、電線受け部材１０８も同様に回動して、コーム７０よりさらに大きく開くように構成されている。このため、コーム７０の拡開時に電線受け部材１０８は、回動の慣性によりさらに拡開するよう回動するので、前述の切り離した電線端部８７は、平坦面１１２から外部に排出される。
なお、本発明の圧接装置は、上述の半自動の圧接装置に限定されるものではなく、電線自動供給部を有する自動機であってもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電線ガイド付き電線圧接装置の斜視図
【図２】図１に示す電線圧接装置の第２圧接ステーションの主な構成部品の配置をコネクタとともに示す斜視図
【図３】押圧組立体によりコネクタを圧接するときの態様を示した第２圧接ステーションの要部断面図
【図４】ガイドとコームに電線を配置したところを示す要部斜視図
【図５】ガイドおよびコームに電線を配置したところを示す、電線圧接装置の要部平面図
【図６】図５に示す電線圧接装置の▲６▼−▲６▼線に沿った断面図
【符号の説明】
１    電線ガイドつき電線圧接装置
１８    駆動手段
３２    圧接台
３８    電線ガイド
５０    押圧組立体
５４    スタッファ
８２    ガイド溝
８４    電線
８４ａ    大径の電線
８４ｂ    小径の電線
８８    可動部材
９０    コイルばね
９２    狭幅溝
２００    電気コネクタ
２３０    端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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