(57)【要約】【課題】電池パックを検査する際にコネクタの構造を変更することなく、コネクタ同士の接続を自動化するとともにコネクタの嵌合状態を保証することができる電池パック検査用コネクタ自動接続装置を提供する。【解決手段】電池パック３０を検査する際に電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとを自動的に接続する電池パック検査用コネクタ自動接続装置１０において、前記電池パック側コネクタ３と前記相手側コネクタのうち少なくとも一方を移動して、前記電池パック側コネクタ３と前記相手側コネクタとを嵌合させるアクチュエータと、前記電池パック側コネクタ３と前記相手側コネクタとが嵌合した際の前記アクチュエータの荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知する嵌合検知手段８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パックを検査する際に電池パック側コネクタと相手側コネクタとを自動的に接続する電池パック検査用コネクタ自動接続装置において、
前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタのうち少なくとも一方を移動して、前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタとを嵌合させるアクチュエータと、
前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタとが嵌合した際の前記アクチュエータの荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知する嵌合検知手段と、を備えることを特徴とする電池パック検査用コネクタ自動接続装置。
【請求項２】
前記アクチュエータにより移動されるとともに、前記電池パック側コネクタをクランプするクランプ機構と、
前記電池パック側コネクタを仮固定して、前記電池パック側コネクタを前記クランプ機構によりクランプする位置に位置決めする仮固定治具と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電池パック検査用コネクタ自動接続装置。
【請求項３】
前記嵌合検知手段は、前記電池パック側コネクタ及び前記相手側コネクタのうち、一方のコネクタが有するロック爪が他方のコネクタが有する該ロック爪の係合部に乗り上げた際の前記アクチュエータの荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池パック検査用コネクタ自動接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックを検査する際に電池パックが有するコネクタと該コネクタと嵌合可能な相手側コネクタとを自動的に接続するための電池パック検査用コネクタ自動接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オスメスの一方のコネクタにガイドピンを備えるとともに、他方のコネクタに誘い込みガイド孔を備えたコネクタ形状とすることで、コネクタを備えた自動車部品の組立作業の自動化を可能にするコネクタは公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１では、雌雄双方の機械的結合によりそれぞれの内部に保持された端子間の電気的接続を行うコネクタに関する技術が開示されている。該コネクタの雌雄の一方は、前方に突出され、先端部が先細りのテーパー形状を呈しているガイドピンを備えると共に、他方はこのガイドピンを受入れて案内するガイド孔を備える構成となっている。
【０００４】
ここで、例えば、車両に搭載される電池パックの出荷検査においては、検査を行うために電池パックの各セル電圧検出、リレー動作、電力線などのそれぞれに係るワイヤーハーネス（Ｗ／Ｈ）を検査設備側、もしくは他の製品側（電池パックと電気的に接続されて組み付けられる相手ユニット側）に接続する必要がある。具体的には、電池パックが有するワイヤーハーネスの終端部にはコネクタが取り付けられており、このコネクタを検査設備が有するコネクタやＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）が有するコネクタ等に電気的に接続して所定の検査が行われる。
【０００５】
また、上記のような出荷検査におけるコネクタ同士（オス／メス）の接続作業は、従来から手作業で行われることが多いが、手作業では作業効率が悪いため、コネクタ同士の接続作業を自動的に行う技術が望まれている。また、手作業でコネクタ同士を接続する場合、コネクタの嵌合状態を、目視確認やコネクタが有するロック機構のロック音の確認などの作業者自身による確認により保証している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２４５８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示すコネクタは、そのコネクタ形状として組立作業の自動化に適した構造を予め織り込んだものであるため、組立部品の仕様が変更になるとコネクタの構造も変更する必要があり、コネクタ自体の専用設計が必要となる。すなわち、特許文献１記載の技術では、自動的にコネクタの接続を行うにあたって、コネクタ本体にガイドピン等を有する特殊形状のコネクタが必要となり、汎用形状のコネクタを用いることができないため、コネクタ単品のコストアップにつながる。そのため、コネクタの構造を変更することなく、汎用的なコネクタ形状であっても適用可能である、コネクタの接続を自動化する技術が望まれている。
【０００８】
また、コネクタの接続を自動化するにあたっては、コネクタの嵌合状態を従来のように目視確認やロック音の確認などの作業者自身による確認により保証するのではなく、作業者を介さずに自動的にコネクタの嵌合保証を行うことが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電池パックを検査する際にコネクタの構造を変更することなく、コネクタ同士の接続を自動化するとともにコネクタの嵌合状態を保証することができる電池パック検査用コネクタ自動接続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】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、
電池パックを検査する際に電池パック側コネクタと相手側コネクタとを自動的に接続する電池パック検査用コネクタ自動接続装置において、
前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタのうち少なくとも一方を移動して、前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタとを嵌合させるアクチュエータと、
前記電池パック側コネクタと前記相手側コネクタとが嵌合した際の前記アクチュエータの荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知する嵌合検知手段と、を備えるものである。
【００１２】
請求項２においては、
前記アクチュエータにより移動されるとともに、前記電池パック側コネクタをクランプするクランプ機構と、
前記電池パック側コネクタを仮固定して、前記電池パック側コネクタを前記クランプ機構によりクランプする位置に位置決めする仮固定治具と、を備えるものである。
【００１３】
請求項３においては、
前記嵌合検知手段は、前記電池パック側コネクタ及び前記相手側コネクタのうち、一方のコネクタが有するロック爪が他方のコネクタが有する該ロック爪の係合部に乗り上げた際の前記アクチュエータの荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コネクタの構造を変更することなく、コネクタ同士の接続を自動化するとともにコネクタの嵌合状態を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るコネクタ自動接続装置を示す側面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視図。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ矢視図。
【図４】コネクタ自動接続装置の動作を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
本実施形態に係るコネクタ自動接続装置１０は、電池パック３０を検査する際に用いられ、該電池パック３０が有するコネクタ３（以下、電池パック側コネクタ３ともいう）と相手側コネクタとを自動的に、接続（取付け）又は接続解除（取外し）するための電池パック検査用のコネクタ自動接続装置である。具体的には、コネクタ自動接続装置１０は、電池パック３０の電気的特性検査を行う際に、電池パック側コネクタ３をクランプ機構６によりクランプして移動可能とするとともに、電池パック側コネクタ３を検査装置５０が有するコネクタ５（以下、検査装置側コネクタ５ともいう）もしくはＥＣＵ４０が有するコネクタ４（以下、ＥＣＵ側コネクタ４ともいう）に電気的に接続又は接続解除する装置である。以下、コネクタ自動接続装置１０の構成について、図を用いて具体的に説明する。
なお、図１において矢印で示す前後方向をコネクタ自動接続装置１０の前後方向とし、同じく上下方向をコネクタ自動接続装置１０の上下方向として以下説明する。
【００１８】
本実施形態に係るコネクタ自動接続装置１０は、例えば、車両に搭載される製品である電池パック３０の電気的特性検査の際に該電池パック３０が有する電池パック側コネクタ３を検査装置５０が有する検査装置側コネクタ５に着脱する場合や電池パック側コネクタ３と車両に搭載される他の製品側のコネクタであるＥＣＵ側コネクタ４とを一時的もしくは恒久的に接続する場合などに用いられるものである。
【００１９】
コネクタ自動接続装置１０は、図１に示すように、パレット６０の上面に載置された、電池パック３０、及び該電池パック３０と同じく車両に搭載される他の製品となるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０の上方に配置される。電池パック３０及びＥＣＵ４０のそれぞれは、コネクタ自動接続装置１０によりそれぞれが有するコネクタ３、４同士が自動的に接続される対象物（ワーク）となる。
【００２０】
パレット（トレイ）６０は、電池パック３０を検査する際に、電池パック３０及びＥＣＵ４０を所定の位置に載置するための載置台である。また、パレット６０には図１の紙面に垂直な方向に２本並列配置された第１ガイドピン６１が取り付けられており、該第１ガイドピン６１はパレット６０から上方に突出している。第１ガイドピン６１は、仮固定治具７が有する２つの第１ガイド孔７ｃに挿通可能となっている。
なお、本実施形態では、パレット６０の上方にコネクタ自動接続装置１０を配置して、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタ（ＥＣＵ側コネクタ４及び検査装置側コネクタ５）との接続作業を行う構成としているが特に限定するものではなく、コネクタ自動接続装置１０を、パレット６０の代わりに例えば、車体や搬送ラインの上方に配置して、本実施形態と同様に電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとの接続作業を行う構成とすることもできる。
【００２１】
電池パック３０は、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等の単電池（電池セル）を複数直列に接続することによって、１つの部品単位とした電池モジュールを複数直列に接続して所望する電圧を得る構成とした組電池を、電池ケースに密閉収納したものである。電池パック３０は、該電池パック３０内にリレー等を含む電気回路や各種センサー等の機器を有し、これらの回路や機器に対して電気的に接続されるとともに該電池パック３０から延出される複数のワイヤーハーネス３１を有する。この複数のワイヤーハーネス３１の端部には、複数のメス型の高圧コネクタ（本実施形態では、４個のメス型コネクタ）である電池パック側コネクタ３を備える。電池パック側コネクタ３は、検査装置側コネクタ５と電気的に接続（取付け）又は接続解除（取外し）が可能であるとともにコネクタ嵌合が可能である。また、電池パック側コネクタ３は、ＥＣＵ側コネクタ４と電気的に接続可能であるとともにコネクタ嵌合が可能である。
なお、本実施形態では、電池パック側コネクタ３として４個のコネクタを相手側コネクタに接続するように構成しているが、特に限定するものではなく、１個又は複数個のコネクタを該コネクタに対応する相手側コネクタに接続することができる。
【００２２】
ＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）及びメモリ等の回路を内蔵した電池パック３０の動作状態を制御する制御装置である。ＥＣＵ４０は、メモリに記憶されたプログラム等に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。ＥＣＵ４０は、前記ＣＰＵ及びメモリ等の回路と電気的に接続される複数のオス型の高圧コネクタ（本実施形態では、４個のオス型コネクタ）であるＥＣＵ４０側コネクタ４を有し、該ＥＣＵ４０側コネクタ４はＥＣＵ４０の側面部（本実施形態では、前面部）に設けられる。ＥＣＵ側コネクタ４は、電池パック側コネクタ３と電気的に接続（取付け）又は接続解除（取外し）が可能であるとともにコネクタ嵌合が可能である。
【００２３】
検査装置５０は、パレット６０近傍の所定位置（本実施形態では、ＥＣＵ４０の後方）に配置され、電池パック３０と電気的に接続し、該電池パック３０に対して所定の電気的特性検査を行うためのテスターである。検査装置５０は、該検査装置５０から延出される複数のワイヤーハーネス（図示しない）を有する。この複数のワイヤーハーネスの端部には、複数のオス型の高圧コネクタ（本実施形態では、４個のオス型コネクタ）である検査装置側コネクタ５を備える。検査装置側コネクタ５は、電池パック側コネクタ３に電気的に接続（取付け）又は接続解除（取外し）が可能であるとともにコネクタ嵌合が可能である。検査装置側コネクタ５は、後述する第４アクチュエータ１４のピストンロッド１４ｂ（図４（ｄ）参照）先端部に保持部材２９を介して保持される。
【００２４】
コネクタ自動接続装置１０は、図１、図２に示すように、複数のアクチュエータと、クランプ機構６と、仮固定治具７と、嵌合検知手段８とを主に備える。
【００２５】
アクチュエータは、第１アクチュエータ１１、第２アクチュエータ１２、第３アクチュエータ１３及び第４アクチュエータ１４から構成され、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタ（本実施形態では、検査装置側コネクタ５及びＥＣＵ側コネクタ４）のうち少なくとも一方を移動して、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとを嵌合させる手段である。第１アクチュエータ１１、第２アクチュエータ１２、第３アクチュエータ１３及び第４アクチュエータ１４のそれぞれは、制御手段２０に接続されている。
なお、本実施形態で用いられるアクチュエータは、その駆動源を特に限定するものではなく、電動（モータ等）、空圧、油圧等のアクチュエータを適宜用いることができる。
【００２６】
第１アクチュエータ１１は、エアシリンダであり、シリンダ本体１１ａと、空圧により該シリンダ本体１１ａに対して伸縮するピストンロッド１１ｂとを備える。第１アクチュエータ１１のシリンダ本体１１ａは、ピストンロッド１１ｂの伸縮方向を上下方向とするとともにパレット６０に対して所定高さに位置するように支持体７０に支持固定され、パレット６０上に載置されたＥＣＵ４０の直上に配置される。ピストンロッド１１ｂの先端部には、該先端部に固定される固定部材２４、第１フローティング機構２１を介して長板状の第１支持部材１６が取り付けられている。第１アクチュエータ１１は、ピストンロッド１１ｂを伸縮することで、第１フローティング機構２１を介して第１支持部材１６を上下方向に移動可能である。
【００２７】
第１フローティング機構２１は、図１に示すように、該第１フローティング機構２１の下部に支持される下部ユニット２５全体をフローティング支持するための機構である。下部ユニット２５は、コネクタ自動接続装置１０を構成する部材、機構のうち第１支持部材１６に支持される部材、機構であり、第２アクチュエータ１２、第３アクチュエータ１３、クランク機構６、第４アクチュエータ１４及び保持部材２９などを含むものである。第１フローティング機構２１は、図３に示すように、Ｘ軸方向（前後方向）の直線ガイド部２１ａ及びＹ軸方向（左右方向）の直線ガイド部２１ｂを有する直交十字状の直線ガイド機構（例えば、ＬＭガイド（登録商標））と、該直交十字状の直線ガイド機構の対角線上、かつ直線ガイド部２１ａと直線ガイド部２１ｂとが交差する直線ガイド機構の中心位置（ピストンロッド１１ｂの軸心位置と同位置）から等距離となる四方４箇所の位置に、引っ張り方向が上下方向なるように配置される４つの引っ張りバネ２１ｃとから構成される。第１フローティング機構２１は、第１アクチュエータ１１のピストンロッド１１ｂの先端部に固定される板状の固定部材２４と長板状の第１支持部材１６との間に介装される。第１フローティング機構２１は、直線ガイド機構（直線ガイド部１６ａ、１６ｂ）により、第１アクチュエータ１１に対して下部ユニット２５を水平方向の任意の方向に移動可能であるとともに、４つの引っ張りバネ２１ｃによる上下方向に引っ張る四方からの荷重により下部ユニット２５を直線ガイド機構の中心位置（ピストンロッド１１ｂの軸心位置と同位置）に戻すように働いて、該第１支持部材１６を水平方向にフローティングさせるものである。すなわち、上記下部ユニット２５は、第１アクチュエータ１１（固定部材２４）に対して、下部ユニット２５全体が直線ガイド機構の中心位置から外れるような水平方向の力がかかった場合でも、第１フローティング機構２１により下部ユニット２５全体を常に中心位置に戻る力が働くように、フローティングしている状態となっている。
【００２８】
第１支持部材１６には、図１に示すように、第１支持部材１６の一方側（本実施形態では、後方側）に側面視Ｌ字状の第２支持部材１７を介して第２アクチュエータ１２が支持固定されるとともに、第１支持部材１６の他方側（本実施形態では、前方側）に板状の第３支持部材１８を介して第４アクチュエータ１４が支持固定されている。また、第１支持部材１６には、図２に示すように、第１支持部材１６の長手方向両端から下方に突出する二つの第２ガイドピン１９と、該第２ガイドピン１９の対向方向内側において下方に突出する二つの過荷重防止機構２８が設けられている。
【００２９】
第２アクチュエータ１２は、エアシリンダであり、シリンダ本体１２ａと、空圧により該シリンダ本体１２ａに対して伸縮するピストンロッド１２ｂとを備える。第２アクチュエータ１２のシリンダ本体１２ａは、ピストンロッド１２ｂの伸縮方向を上下方向とするとともに、第２支持部材１７を介して第１支持部材１６の短手方向一端に支持固定される。ピストンロッド１２ｂの先端部には、第３アクチュエータ１３が取り付けられている。第２アクチュエータ１２は、ピストンロッド１２ｂを伸縮することで、該ピストンロッド１２ｂに第３アクチュエータ１３及び第２フローティング機構２２を介してクランプ機構６を上下方向に移動可能である。
【００３０】
第３アクチュエータ１３は、電動シリンダであり、シリンダ本体１３ａと、電動により該シリンダ本体１３ａに対して伸縮するピストンロッド１３ｂ（図４（ｃ）参照）とを備える。第３アクチュエータ１３のシリンダ本体１３ａは、第２アクチュエータ１２のピストンロッド１２ｂの先端部において、ピストンロッド１３ｂの伸縮方向が水平方向（本実施形態では、前後方向）となるように、第２アクチュエータ１２の直下に支持固定される。ピストンロッド１３ｂの先端部には、第２フローティング機構２２が取り付けられている。第３アクチュエータ１３は、ピストンロッド１３ｂを伸縮することで、第２フローティング機構２２を介してクランプ機構６を水平方向（本実施形態では、前後方向）に移動可能である。第３アクチュエータ１３は、シリンダ本体１３ａにピストンロッド１３ｂが受ける荷重を検出する荷重検出手段１５を備える。荷重検出手段１５は、制御手段２０に接続される。荷重検出手段１５と制御手段２０とにより、嵌合検知手段８が構成される。また、第３アクチュエータ１３は、シリンダ本体１３ａに対するピストンロッド１３ｂの変位を検出する変位センサ（図示せず）を備える。
【００３１】
第２フローティング機構２２は、クランプ機構６をフローティング支持するためのフローティング機構であり、支持部材２２ａと、移動部材２２ｂと、複数のショルダーボルト２２ｃと、該ショルダーボルト２２ｃに嵌め込まれるバネ（図示せず）と、から構成される。支持部材２２ａは、第３アクチュエータ１３の先端部に固定される側面視Ｌ字状の部材であり、ショルダーボルト２２ｃを介して移動部材２２ｂを支持する部材である。移動部材２２ｂは、板状の部材であり、ショルダーボルト２２ｃを介して支持部材２２ａの下方に取り付けられる。ショルダーボルト２２ｃは、支持部材２２ａに形成されたボルト貫通孔に上方から下方に向けて挿通されており、支持部材２２ａから突出する下端部分が移動部材２２ｂに螺入されている。バネは、ショルダーボルト２２ｃにおける支持部材２２ａ上端から突出する部分に嵌め込まれ、ショルダーボルト２２ｃの頭部が支持部材２２ａから離間する方向に付勢されている。また、移動部材２２ｂが上方に移動した際に、移動部材２２ｂの上端面が支持部材２２ａの下端面に当接することで、移動部材２２ｂの上方への移動が規制されている。このように、支持部材２２ａは、移動部材２２ｂを、ショルダーボルト２２ｃ、バネによってフローティング支持する機構になっており、移動部材２２ｂは支持部材２２ａに対して上下方向の所定範囲においてフローティング可能になっている。後述するクランプ機構６の上端部は、第２フローティング機構２２を介して第３アクチュエータ１３の先端部に取り付けられる。第２フローティング機構２２は、クランプ機構６を上下方向の所定範囲でフローティングさせるものである。
【００３２】
第４アクチュエータ１４は、電動シリンダであり、シリンダ本体１４ａと、電動により該シリンダ本体１４ａに対して伸縮するピストンロッド１４ｂ（図４（ｄ）参照）とを備える。第４アクチュエータ１４のシリンダ本体１４ａは、ピストンロッド１３ｂの伸縮方向が水平方向（本実施形態では、前後方向）となるように、第３支持部材１８を介して第１支持部材１６の短手方向他端に支持固定される。第４アクチュエータ１４は、第３アクチュエータ１３に対して該第４アクチュエータ１４のピストンロッド１４ｂの軸心と、第３アクチュエータ１３のピストンロッド１３ｂの軸心とが同一平面上となる位置に配置される。ピストンロッド１４ｂの先端部には、第３フローティング機構２３が取り付けられている。第４アクチュエータ１４は、ピストンロッド１４ｂを伸縮することで、第３フローティング機構２３、保持部材２９を介して検査装置側コネクタ５を水平方向（本実施形態では、前後方向）に移動可能である。第４アクチュエータ１４は、第３アクチュエータ１３と同様に、図示しない荷重検出手段や変位センサを備えており、これらが制御手段２０に接続され、嵌合検知手段を構成している。
【００３３】
第１アクチュエータ１１、第２アクチュエータ１２及び第３アクチュエータ１３は、それぞれを連携して駆動させることでクランプ機構６を上下方向及び前後方向に移動させる移動手段である。具体的には、第１アクチュエータ１１、第２アクチュエータ１２は、クランプ機構６を上下方向に移動して、後述する仮固定治具７にセットされた電池パック側コネクタ３後方やＥＣＵ側コネクタ４後方の所定位置にクランプ機構６を移動するための移動手段である。また、第３アクチュエータ１３は、電池パック側コネクタ３後方の所定位置から前記クランプ機構６を前方に移動して、該クランプ機構６にクランプされた電池パック側コネクタ３を相手側コネクタである検査装置側コネクタ５に接続して嵌合させることができる。また、第３アクチュエータ１３は、検査装置側コネクタ５と嵌合した電池パック側コネクタ３をクランプしたクランプ機構６を後方に移動して、該電池パック側コネクタ３と検査装置側コネクタ５とを接続解除させるための移動手段となる。さらに、第３アクチュエータ１３は、ＥＣＵ側コネクタ４後方の所定位置から電池パック側コネクタ３をクランプしたクランプ機構６を前方に移動して、相手側コネクタであるＥＣＵ側コネクタ４に接続して嵌合させるための移動手段となる。
【００３４】
一方、第４アクチュエータ１４は、該第４アクチュエータ１４を駆動することで、検査装置側コネクタ５を保持した保持部材２９を後方に移動して、所定位置（本実施形態では、仮固定治具７における後述する第２差し込み孔７ｆ（図２参照））にセットするための移動手段である。第４アクチュエータ１４は、保持部材２９を介して検査装置側コネクタ５を移動して、仮固定治具７に仮固定された電池パック側コネクタ３に接続して嵌合させることができる。
なお、本実施形態では、第４アクチュエータ１４により保持部材２９に保持された検査装置側コネクタ５を移動して仮固定治具７における検査装置側コネクタ５の第２差し込み孔７ｆにセット可能に構成しているが、特に限定するものではない。例えば、検査装置側コネクタ５を予め所定位置（例えば、前記第２差し込み孔７ｆ）にセットしておき、第１アクチュエータ１１、第２アクチュエータ１２及び第３アクチュエータ１３を駆動して電池パック側コネクタ３を移動させて検査装置側コネクタ５にコネクタ嵌合させることも可能である。
【００３５】
第３フローティング機構２３は、保持部材２９に保持される検査装置側コネクタ５をフローティング支持するためのフローティング機構であり、支持部材２３ａと、移動部材２３ｂと、ショルダーボルト２３ｃと、該ショルダーボルト２３ｃに嵌め込まれるバネ（図示せず）と、から構成される。支持部材２３ａは、第４アクチュエータ１４の先端部に固定される側面視Ｌ字状の部材であり、ショルダーボルト２３ｃを介して移動部材２３ｂを支持する部材である。移動部材２３ｂは、板状の部材であり、ショルダーボルト２３ｃを介して支持部材２３ａの下方に取り付けられる。ショルダーボルト２３ｃは、支持部材２３ａに形成されたボルト貫通孔に上方から下方に向けて挿通されており、支持部材２３ａから突出する下端部分が移動部材２３ｂに螺入されている。バネは、ショルダーボルト２３ｃにおける支持部材２３ａ上端から突出する部分に嵌め込まれ、ショルダーボルト２３ｃの頭部が支持部材２３ａから離間する方向に付勢されている。また、移動部材２３ｂが上方に移動した際に、移動部材２３ｂの上端面が支持部材２３ａの下端面に当接することで、移動部材２３ｂの上方への移動が規制されている。このように、支持部材２３ａは、移動部材２３ｂを、ショルダーボルト２３ｃ、バネによってフローティング支持する機構になっており、移動部材２３ｂは支持部材２３ａに対して上下方向の所定範囲においてフローティング可能になっている。保持部材２９の上端部は、第３フローティング機構２３を介して第３アクチュエータ１３の先端部に取り付けられる。第３フローティング機構２３は、保持部材２９を介して検査装置側コネクタ５を上下方向の所定範囲でフローティングさせるものである。
【００３６】
クランプ機構６は、第３アクチュエータ１３の先端部に第２フローティング機構２２を介して配置され、第１アクチュエータ１１、第２アクチュエータ１２、及び第３アクチュエータにより移動されるとともに、電池パック側コネクタ３をクランプする機構である。クランプ機構６は、平板棒状で左右一対からなるクランプバー６ａ・６ａと、該クランプバー６ａ・６ａの一端を軸支して回動する回動機構（図示せず）と、から構成される。回動動構は、クランプバー６ａ・６ａの一端を軸支する回動軸６ｂと、該回動軸６ｂを回動駆動させるラックピニオン機構（図示せず）と、該ラックピニオン機構を駆動する駆動手段（図示せず）と、クランプバー６ａ・６ａの上方において前方に突出して形成される先端部が先細りのテーパー形状のガイドピン６ｃから構成される。クランプ機構６では、ラックピニオン機構のラックが駆動手段により直線移動させられるようになっており、このラックの直線移動によりピニオンを介して回動軸６ｂを回動することで、クランプバー６ａ・６ａが左回転または右回転する。すなわち、ラックの進退動に応じてクランプバー６ａ・６ａは９０度だけ反転するようにして回動可能であり、一対のクランプバー６ａ・６ａにより開閉動作（クランプバー開状態：クランプバー６ａ・６ａの各先端が下方に向いて平行となる状態、クランプバー閉状態：クランプバー６ａ・６ａが内側に９０度回動し、クランプバー６ａ・６ａの先端同士が突き合わされる状態）を行うことができる。詳細は後述するが、クランプ機構６は、仮固定治具７のコネクタ仮固定部７ｂに仮固定された複数の電池パック側コネクタ３（本実施形態では、４個のメス型コネクタ）を、水平方向に並べた状態でコネクタ厚さ方向（図１における上下方向）かつ同時にクランプすることができる。クランプ機構６は、制御手段２０に接続されている。
【００３７】
仮固定治具７は、電池パック側コネクタ３を仮固定して、電池パック側コネクタ３をクランプ機構６によりクランプする位置に位置決めするものである。仮固定治具７は、長方形板状の基部７ａと、該基部７ａ上面において仮固定治具７の短手方向一端において長手方向略中央に設けられる略直方体状のコネクタ仮固定部７ｂと、基部７ａの長手方向両端及び短手方向前端において上下方向に貫通する円状の貫通孔であって、第１ガイドピン６１を案内する第１ガイド孔７ｃ及び第２ガイドピン１９を案内する第２ガイド孔７ｄ（図２参照）と、第１ラフガイド機構２６と、クランプ機構６が有するガイドピン６ｃを案内する第３ガイド孔２７とを備える。
【００３８】
コネクタ仮固定部７ｂには、その前面に複数（本実施形態では、４個）の電池パック側コネクタ３を水平方向に並べて差し込んで仮固定が可能である第１差し込み孔７ｅが設けられている。一方、コネクタ仮固定部７ｂの後面には、該第１差し込み孔７ｅに対向する位置に検査装置側コネクタ５が差し込み可能である第２差し込み孔７ｆ（図２参照）が設けられている。第１差し込み孔７ｅと第２差し込み孔７ｆとはコネクタ仮固定部７ｂ内で連通しており、第１差し込み孔７ｅに差し込まれた電池パック側コネクタ３と第２差し込み孔７ｆに差し込まれた検査装置側コネクタ５とは、コネクタ仮固定部７ｂ内でコネクタ嵌合することが可能である。コネクタ仮固定部７ｂの前面の上端部には、２つの第３ガイド孔２７が設けられている。
【００３９】
第３ガイド孔２７は、クランプ機構６が有するガイドピン６ｃをラフに受け入れてクランプ機構６を仮固定治具７のコネクタ仮固定部７ｂ前面に案内可能な二つのガイド孔である。クランプ機構６により仮固定治具７に仮固定された電池パック側コネクタ３をクランプする際に、第３ガイド孔２７にガイドピン６ｃを挿通してクランク機構６を前方に案内することにより、クランプ機構６を電池パック側コネクタ３の外形に合わせて位置決めすることができる。
【００４０】
第１ラフガイド機構２６は、仮固定治具７の基部７ａから下方に突出して複数配置され、仮固定治具７をＥＣＵの上部に配置する際に、該仮固定治具７を案内してＥＣＵ４０の外形に対しラフに位置合わせするためのものである。具体的には、第１ラフガイド機構２６は、仮固定治具７をＥＣＵ４０外形に対しラフに位置合わせするための斜面であるラフガイド面２６ａ（図２参照）が設けられ、このラフガイド面２６ａは、仮固定治具７の組付け方向（本実施形態では下方）先端側へ向けて漸次厚さが薄くなるテーパー形状に形成されている。
【００４１】
嵌合検知手段８は、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタ（検査装置側コネクタ５、ＥＣＵ側コネクタ４）とが嵌合した際のアクチュエータ（本実施形態では、第３アクチュエータ１３）の荷重変動からコネクタ嵌合完了を検知する手段である。嵌合検知手段８は、第３アクチュエータ１３に取り付けられ、該第３アクチュエータ１３に加えられる荷重を検出する荷重検出手段１５及び第３アクチュエータ１３（ピストンロッド１３ｂ）の変位を検出する変位センサ（図示せず）と、該荷重検出手段１５及び変位センサと接続される制御手段２０とから構成される。制御手段２０は、荷重検出手段１５により第３アクチュエータ１３に加えられる荷重を時系列で取得することで、第３アクチュエータ１３における荷重変動量を取得することができる。これにより、制御手段２０は、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとの組付け確認作業、すなわち電池パック側コネクタ３及び相手側コネクタのうち、一方のコネクタが有するロック爪が、他方のコネクタが有するロック爪の係合部に乗り上げた際のアクチュエータ（本実施形態では、第３アクチュエータ１３）荷重変動量から、コネクタ嵌合が完了したことを検知することができる。また、制御手段２０は、変位センサにより第３アクチュエータ１３（シリンダ本体１３ａ）に対するピストンロッド１３ｂのストローク量を時系列で取得することができる。これにより、制御手段２０は、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとの組付け確認作業、すなわち予め記憶されているコネクタ嵌合時のピストンロッド１３ｂのストローク量と、変位センサにより取得されるピストンロッド１３ｂのストローク量とを比較して、コネクタ嵌合が完了したことを検知することができる。
なお、本実施形態のコネクタ自動接続装置１０では、第３アクチュエータ１３に荷重検出手段１５と変位センサの両方を備える構成としているが、この構成に特に限定するものでない。例えば、ロック爪を係合部に係合するロック機構によりコネクタ同士を嵌合する場合は、荷重検出手段１５のみを備える構成としてもよく、ロック機構を有しないコネクタ同士を嵌合する場合は、変位センサのみを備える構成としてもよく、コネクタのロック機構の有無に応じて荷重検出手段１５と変位センサとを適宜使い分ければよい。
【００４２】
なお、上記のように嵌合検知手段８によりコネクタ嵌合を検知する代わりに、例えば、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとが嵌合動作をした後に、コネクタ同士が完全嵌合（コネクタ爪が係合部に係合）しているかどうかを確認するため、電池パック側コネクタ３の後退動作を行って、変化する荷重変化量やストローク量により、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとがコネクタ嵌合をしているかどうかを制御手段２０が検知することも可能である。
【００４３】
また、本実施形態とは異なる嵌合検出手段の形態としては、上記本実施形態のように複数の電池パック側コネクタ３を相手側コネクタに同時に接続するのではなく、電池パック側コネクタ３を一つずつ個別に相手側コネクタに接続することで、各コネクタ接続に時間差を持たせる手段を設ける構成とすることもできる。このような構成では、音感センサや振動センサによってコネクタ嵌合を判別する場合に、嵌合判別のしやすさを向上することができる。
【００４４】
制御手段２０は、コネクタ自動接続装置１０の各アクチュエータを制御する。また、制御手段２０は、第３アクチュエータ１３が有する荷重検出手段１５とともに嵌合検知手段８を構成する。制御手段２０は、荷重検出手段１５により検出される負荷荷重を時系列で取得し、所定時間あたりの荷重変動量を算出する荷重変動量算出手段（図示せず）と、該荷重変動量算出手段により算出された荷重変動量よりコネクタ嵌合が完了したかどうかを判定する判定手段（図示せず）と、判定結果を表示する表示手段（図示せず）を有する。判定手段は、荷重変動検出手段により算出された荷重変動量と予め取得されている電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとが完全に嵌合した時の荷重変動量とを比較し、完全嵌合したかどうかの判定を行う。
【００４５】
コネクタ離脱機構は、第４アクチュエータ１４先端に取り付けられた保持部材２９による仮固定治具７の押付け動作によりコネクタ仮固定部７ｂ（第１差し込み孔７ｅ）から電池パック側コネクタ３のみを離脱させる機構である。仮固定治具７（コネクタ仮固定部７ｂの第１差し込み孔７ｅ）に差し込まれた電池パック側コネクタ３は、その下部を図示しないバネにより第１差し込み孔７ｅから抜けないように上方に付勢されており、クランプ機構６により電池パック側コネクタ３をクランプする際に、保持部材２９が下降してその先端を仮固定治具７を押し付けることで、電池パック側コネクタ３が受けるバネの付勢力を弱めて電池パック側コネクタ３を仮固定治具７から離脱可能にするものである。
【００４６】
過荷重防止機構２８は、図２に示すように、その上端部が第１支持部材１６に形成された貫通孔（図示せず）に挿通するとともにその下端部が第１支持部材１６から突出するロッド状の基部２８ａと、該基部２８ａの上端に設けられるとともに該基部２８ａよりも拡径であり、第１支持部材１６の上面に係止される係止部２８ｂと、基部２８ａの上下方向中途部に設けられる鍔部２８ｃと、基部２８ａにおいて該鍔部２８ｃと第１支持部材１６との間に嵌め込まれるバネ２８ｄと、から構成される。過荷重防止機構２８は、基部２８ａがバネ２８ｄによって下方に付勢されるように構成されており、図２に示す無負荷の状態では、基部２８ａの係止部２８ｂが第１支持部材１６の上面に係止される位置となる。過荷重防止機構２８は、第１アクチュエータ１１により下部ユニット２５を下降させた際に、基部２８ａの先端が仮固定治具７の上部に接触して、該接触後さらに下降するとバネ２８ｄによる付勢力が働き、仮固定治具７に対する第１アクチュエータ１１による過度の押さえ荷重を吸収することができる。
【００４７】
次に、以上のように構成された本実施形態に係るコネクタ自動接続装置１０の動作について図４を用いて説明する。具体的には、車両に搭載される電池パック３０の出荷検査において上記コネクタ自動接続装置１０を適用した際の、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタである検査装置側コネクタ５及びＥＣＵ側コネクタ４との間におけるコネクタの接続（接続解除）動作及び付替え動作について説明する。
なお、本実施形態の電池パック側コネクタ３は、ロック爪を有し、該ロック爪は電池パック側コネクタ３がＥＣＵ側コネクタ４と嵌合した際にＥＣＵ側コネクタ４が備えるロック爪の係合部と係合することでコネクタ嵌合が完了する。一方、検査装置側コネクタ５は、ロック爪の係合部を備えず、検査の際に電池パック側コネクタ３を抜き差し可能である構成としている。
【００４８】
先ず、電池パック３０の検査のための前段取りとして、パレット６０上に電池パック３０とＥＣＵ４０が載置された状態において、図１に示すように、仮固定治具７をＥＣＵ４０の上部にかぶせてセット（位置決め）するとともに、電池パック側コネクタ３を仮固定治具７に仮固定する。具体的には、仮固定治具７が有するコネクタ仮固定部７ｂの第１差し込み孔７ｅに４個の電池パック側コネクタ３を差し込む（図４（ａ）参照）。
【００４９】
次に、第１アクチュエータ１１及び第２アクチュエータ１２を駆動して、コネクタ自動接続装置１０の下部ユニット２５及び第３アクチュエータ１３を適宜下降して、第２ガイドピン１９を第２ガイド孔７ｄに挿通するとともに、クランク機構６を電池パック側コネクタ３の後方に位置決めする（図４（ｂ）参照）。次に、第３アクチュエータ１３を駆動して、クランプ機構６が有するガイドピン６ｃを第３ガイド孔２７に挿通してクランプ機構６をガイドしながら、クランプ機構６を電池パック側コネクタ３に向けて前進し、４つの電池パック側コネクタ３の上端を係止した状態でクランプバー６ａ・６ａによりクランプする（図４（ｃ）参照）。このように、ガイドピン６ｃが第３ガイド孔２７に挿通してクランプ機構６が位置決めされるため、仮固定治具７に仮固定された電池パック側コネクタ３の外形を確実に捕捉してクランプすることができる。
【００５０】
次に、検査装置側コネクタ５を仮固定治具７のコネクタ仮固定部７ｂの前方に下降し、第４アクチュエータ１４を駆動して、コネクタ仮固定部７ｂの第２差し込み孔７ｆに向けて移動させる。そして、仮固定治具７のコネクタ仮固定部７ｂ内において、電池パック側コネクタ３と検査装置側コネクタ５とを接続してコネクタ嵌合させる。そして、検査装置５０による電池パック３０の電気的特性検査を実施する。
【００５１】
ここで、電池パック側コネクタ３と検査装置側コネクタ５とが正常に取り付けられた場合、すなわち、電池パック側コネクタ３と検査装置側コネクタ５とが完全に嵌合した場合は、制御手段２０ではコネクタ嵌合時の所定のストローク量が検知されるため、正常に完全嵌合したと判定する。一方、完全嵌合しなかった場合には、制御手段２０では所定のストローク量が得られなかったことを検知し、例えば、制御手段２０が有する表示手段に警告メッセージ等を表示したりして完全嵌合していないことを使用者に知らせる。
【００５２】
検査装置５０による検査が終了後、制御手段２０は、第３アクチュエータ１３を駆動して、電池パック側コネクタ３をクランプしたクランプ機構６を後方に移動させることで、電池パック側コネクタ３と検査装置側コネクタ５との接続を解除する（図４（ｄ）参照）。
【００５３】
次に、電池パック側コネクタ３をクランプしたクランプ機構６をＥＣＵ４０が有するＥＣＵ側コネクタ４の後方の位置まで下降させる。次に、電池パック側コネクタ３をクランプしたクランプ機構６を前進させて、電池パック側コネクタ３とＥＣＵ側コネクタ４とを接続してコネクタ嵌合させる。そして、電池パック側コネクタ３とＥＣＵ側コネクタ４とを接続した状態で所定の電気的特性検査を実施する。
【００５４】
ここで、電池パック側コネクタ３とＥＣＵ側コネクタ４とが完全に嵌合した場合、すなわち、電池パック側コネクタ３のロック爪がＥＣＵ側コネクタ４の係合部に係合した場合は、嵌合検知手段８ではコネクタ嵌合時の所定の荷重変動が検知されるため、制御手段２０は正常に完全嵌合したと判定する。一方、完全嵌合しなかった場合には、嵌合検知手段８では所定の荷重変動が得られなかったことを検知し、例えば、制御手段２０が有する表示手段に警告メッセージ等を表示したりして完全嵌合していないことを使用者に知らせる。
【００５５】
当該検査が終了後、電池パック側コネクタ３をクランプするクランプバー６ａ・６ａをアンクランプする。このアンクランプの際に、ワイヤーハーネス３１等との干渉を避けるため、徐々にクランプバー６ａ・６ａを開状態とする動作を行うように制御手段２０によりクランク機構６を制御するとよい。
【００５６】
本実施形態に係るコネクタ自動接続装置１０では、該コネクタ自動接続装置１０が有する各ガイド機構と各フローティング機構とを併用することで、電池パック側コネクタ３と相手側コネクタとを接続する際の位置ずれ（公差）を吸収することができる。
【００５７】
本発明によれば、コネクタ本体側ではなくコネクタ自動接続装置側でコネクタの位置決めとコネクタの嵌合保証させる構成としているため、コネクタの構造を変更することなく、コネクタ同士の接続を自動化するとともにコネクタの嵌合状態を保証することができる。
【符号の説明】
【００５８】
３    電池パック側コネクタ
４    ＥＣＵ側コネクタ
５    検査装置側コネクタ
６    クランプ機構
７    仮固定治具
８    嵌合検知手段
１０  コネクタ自動接続装置
１５  荷重検知手段
２０  制御手段
３０  電池パック
４０  ＥＣＵ
５０  検査装置
【図１】
2014203628.tif 000003
【図２】
2014203628.tif 000004
【図３】
2014203628.tif 000005
【図４】
2014203628.tif 000006