(57)【要約】【課題】ハーネス部品を被挿入物に形成された挿入口から確実且つ円滑に挿入することができ、ハーネス部品の挿入作業を効率良く行うことができるハーネス部品挿入装置を提供する。【解決手段】ハーネス部品９を解除自在に把持するチャック部２０を備える把持手段１５を設ける。把持手段１５を保持して被挿入物３の挿入口に向かって進退自在に設けられた撓み自在の細長形状の保持部材１６を設ける。保持部材１６を被挿入物３の挿入口に向かって前進させて、把持手段１５のチャック部２０により把持したハーネス部品９及び保持部材１６を被挿入物３の挿入口から挿入する挿入手段１７を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハーネスとその先端に連設されたカプラとからなるハーネス部品を、該ハーネス部品が挿入自在に開口された挿入口を備える被挿入物に、該挿入口を介して挿入するハーネス部品挿入装置において、
ハーネス部品のハーネスの先端部、又はカプラを解除自在に把持するチャック部を備える把持手段と、
該把持手段を保持して前記被挿入物の挿入口に向かって進退自在に設けられた撓み自在の細長形状の保持部材と、
該保持部材を前記被挿入物の挿入口に向かって前進させて、把持手段のチャック部により把持したハーネス部品及び該保持部材を前記被挿入物の挿入口から挿入する挿入手段とを備えることを特徴とするハーネス部品挿入装置。
【請求項２】
前記保持部材は、長手方向の両端が開口された管状に形成されており、
前記把持手段は、該保持部材の内部に摺動自在に挿通支持されて該保持部材と共に撓み自在のワイヤ部材と、該ワイヤ部材の先端に連設され、前記保持部材の先端開口からの突没に応じて弾発的に開閉する前記チャック部を構成する複数の針金状の爪部材と、前記保持部材の後端開口を介して前記ワイヤ部材に連結され、該ワイヤ部材をその長手方向に進退させることにより、前記複数の爪部材を前記保持部材の先端開口からその軸線方向に突没させるチャック部駆動手段とを備え、
前記挿入手段は、前記保持部材に沿って延びるレール部材と、該レール部材に沿って摺動自在に設けられて前記保持部材の後端部を支持する摺動部材と、前記レール部材の先端部に設けられて前記保持部材を挿入方向に沿って進退させる挿入駆動手段とを備え、
該挿入駆動手段は、前記保持部材に摩擦係合する回転自在のローラと、該ローラを回転駆動して前記保持部材を進退させるアクチュエータとを備えることを特徴とする請求項１記載のハーネス部品挿入装置。
【請求項３】
前記把持手段のチャック部により把持したハーネス部品を前記被挿入物の挿入口から挿入する際に、前進する該把持手段のチャック部により把持したハーネス部品及び保持部材を前記挿入口に向かって案内する案内手段を設け、
該案内手段は、前記被挿入物の挿入口に連接自在に形成されて先端が挿入口に連通し後端が挿入口から離反する方向に向かって次第に拡開する樋状の案内部材を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のハーネス部品挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハーネス部品挿入装置に関し、詳しくは、ハーネス又はハーネスとその先端に連設されたカプラとからなるハーネス部品を被挿入物に形成された挿入口から挿入する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の組立ラインにおいて、ドアにバックミラーを取り付けるとき、バックミラーから延出するハーネス及びカプラからなる電気配線用のハーネス部品を、ドアのバックミラー取付部に開口形成された挿入口から挿入することが行われている。この種の挿入口は、少なくともカプラが通過可能な大きさに開口されていればいよいので、その内径寸法は比較的小さい。そのため、挿入口へのハーネス部品の挿入作業は、作業者による手作業で行われており、作業効率が極めて悪い不都合があった。
【０００３】
ところで、従来、カプラを把持するハンド装置をロボットアームの先端に設けて、カプラの接続作業を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。そこで、この種のロボット及びハンド装置を採用して前記ドアの挿入口へのハーネス部材の挿入作業を行うことが考えられる。
【０００４】
しかし、この種のハンド装置はカプラよりも大きく、カプラを把持した状態で前記ドアの挿入口から挿入することが困難である。また、ハンド装置を小型化することによってカプラを把持した状態で前記ドアの挿入口から挿入可能としても、該ドアの内部が比較的狭く、ドア内部の所望の位置までカプラ及びハーネスを引き入れることが困難である。
【特許文献１】特許第３３６１１３４号公報（図５及び図１３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる不都合を解消して、本発明は、ハーネス部品を被挿入物に形成された挿入口から確実且つ円滑に挿入することができ、ハーネス部品の挿入作業を効率良く行うことができるハーネス部品挿入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】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、ハーネスとその先端に連設されたカプラとからなるハーネス部品を、該ハーネス部品が挿入自在に開口された挿入口を備える被挿入物に、該挿入口を介して挿入するハーネス部品挿入装置において、ハーネス部品のハーネスの先端部、又はカプラを解除自在に把持するチャック部を備える把持手段と、該把持手段を保持して前記被挿入物の挿入口に向かって進退自在に設けられた撓み自在の細長形状の保持部材と、該保持部材を前記被挿入物の挿入口に向かって前進させて、把持手段のチャック部により把持したハーネス部品及び該保持部材を前記被挿入物の挿入口から挿入する挿入手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によって、ハーネス部品を被挿入物の挿入口から挿入するときには、先ず、前記把持手段のチャック部に前記ハーネス部品のハーネス先端部又はカプラを把持する。次いで、前記挿入手段により前記保持部材を前進させる。これにより、該保持部材の先端に把持されているハーネス部品が前記挿入口から挿入され、それに続いて保持部材の一部も該挿入口から挿入される。このとき、前記保持部材は撓み自在の細長形状であることにより、被挿入物の内部形状に沿って円滑に侵入し、ハーネス部品を被挿入物の内部の比較的奥深くまで引き入れることができる。
【０００８】
なお、ハーネス部品を被挿入物の内部に挿入した後には、該被挿入物の内部でチャック部によるハーネス部品の把持を解除し、挿入口から前記保持部材を引き抜く。このときにも、該保持部材が撓み自在であることにより、保持部材を被挿入物の内部形状に沿って円滑に引き抜くことができる。
【０００９】
そして、本発明のハーネス部品挿入装置を、例えば、ロボットアームの先端に設けることによってハーネス部品の挿入作業を極めて容易に自動化することができる。このように、本発明によれば、ハーネス部品を被挿入物に形成された挿入口から確実且つ円滑に挿入することができ、ハーネス部品の挿入作業を効率良く行うことができる。
【００１０】
また、本発明において、前記保持部材は、長手方向の両端が開口された管状に形成されており、前記把持手段は、該保持部材の内部に摺動自在に挿通支持されて該保持部材と共に撓み自在のワイヤ部材と、該ワイヤ部材の先端に連設され、前記保持部材の先端開口からの突没に応じて弾発的に開閉する前記チャック部を構成する複数の針金状の爪部材と、前記保持部材の後端開口を介して前記ワイヤ部材に連結され、該ワイヤ部材をその長手方向に進退させることにより、前記複数の爪部材を前記保持部材の先端開口からその軸線方向に突没させるチャック部駆動手段とを備え、前記挿入手段は、前記保持部材に沿って延びるレール部材と、該レール部材に沿って摺動自在に設けられて前記保持部材の後端部を支持する摺動部材と、前記レール部材の先端部に設けられて前記保持部材を挿入方向に沿って進退させる挿入駆動手段とを備え、該挿入駆動手段は、前記保持部材に摩擦係合する回転自在のローラと、該ローラを回転駆動して前記保持部材を進退させるアクチュエータとを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、管状の前記保持部材に前記把持手段のワイヤ部材を挿通支持し、ワイヤ部材の先端にチャック部としての複数の針金状の爪部材を突没自在に設けたので、ワイヤ部材の後端をチャック部駆動手段により押圧して爪部材を保持部材の先端から突出させるだけで、各爪部材を弾発的に離反させて開くことができる。また、チャック部駆動手段によりワイヤ部材の後端を引っ張ることにより、各爪部材が保持部材の先端から没入する際に保持部材の先端に各爪部材が規制されるので、各爪部材を互いに近接させて閉じることができる。従って、各爪部材によりハーネス部品を把持するときにはワイヤ部材の後端を引っ張り、ハーネス部品の把持を解除するときにはワイヤ部材の後端を押圧するだけで、ハーネス部品の把持と解除を迅速且つ確実に行うことができる。
【００１２】
また、複数の爪部材が針金状に形成されていることにより、ハーネス部品のハーネスであってもカプラであっても確実に把持することができ、ハーネス部品の形状に左右されることなく確実に把持することができる。
【００１３】
更に、複数の爪部材は、針金状であるため例えばカプラを把持してもカプラの周囲からの各爪部材の張出しが極めて小さいだけでく、各爪部材が保持部材の先端からその軸線方向に突没するように設けられているので、極めてコンパクトな状態にハーネス部品を把持することができる。これにより、前記挿入口が比較的小さくても、ハーネス部品を把持した状態で円滑に挿入口に挿入することができる。
【００１４】
また、ハーネス部品を把持した状態で挿入口に挿入するときには、前記挿入駆動手段のローラがアクチュエータによって回転され、ローラに摩擦係合する保持部材が円滑に前進する。このとき、保持部材の後端部を支持する摺動部材が保持部材の前進に追従してレールに沿って摺動し、保持部材及びワイヤ部材が撓み自在であっても直線的に保持しながら前進させることができる。従って、保持部材内においてワイヤ部材を摺動させることなくチャック部にハーネス部品を把持した状態を確実に維持して保持部材を挿入方向に前進させることができる。
【００１５】
そして、ローラによって挿入口内に繰り出された保持部材は、自由に撓むことができるので、被挿入物の内部形状に沿って確実に挿入され、保持部材の先端位置のチャック部に把持されたハーネス部材を確実に被挿入物の内部に挿入することができる。
【００１６】
また、本発明においては、前記把持手段のチャック部により把持したハーネス部品を前記被挿入物の挿入口から挿入する際に、前進する該把持手段のチャック部により把持したハーネス部品及び保持部材を前記挿入口に向かって案内する案内手段を設け、該案内手段は、前記被挿入物の挿入口に連接自在に形成されて先端が挿入口に連通し後端が挿入口から離反する方向に向かって次第に拡開する樋状の案内部材を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、前記案内手段を設けたことにより、保持部材が撓み自在であっても、保持部材の先端位置に把持されているハーネス部品を前記挿入口に向かって確実に案内することができる。このとき、前記案内部材が挿入口から離反する方向に向かって次第に拡開する樋状に形成されているので、保持部材の先端位置に把持されているハーネス部品を、案内部材の拡開する後端に合わせて投入前進させるだけで、挿入口に連通する案内部材の先端に確実にハーネス部品及び保持部材が案内され、確実に挿入口から挿入させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のハーネス部品挿入装置を備えるバックミラー装着ステーションを示す説明図、図２はドアのバックミラー装着部を示す説明図、図３は把持手段、保持部材及び挿入手段を示す説明図、図４は図３のIV矢示図、図５は案内手段を示す説明図、図６は案内手段の要部を示す説明図、図７は把持手段によるハーネスの把持状態を示す説明図、図８はハーネス部品の挿入状態を示す説明図である。
【００１９】
本実施形態のハーネス部品挿入装置１は、図１に示すように、自動車の製造ラインにおけるバックミラー装着ステーション２に設けられている。該バックミラー装着ステーション２には、ドア３にバックミラー４を取り付けるためのロボット５が設けられている。該ロボット５はロボットアーム６の先端にバックミラー４を把持して取り付け作業を行うロボットハンド７が設けられている。該ロボットハンド７は複数のフィンガー８を備え、これらのフィンガー８を開閉させることにより取り付け作業時のバックミラー４を把持する。
【００２０】
バックミラー４には、ミラー部の角度調整等を行うために図示しないミラー駆動手段が内蔵されている。ミラー駆動手段は、電動モータが駆動源として備えられており、電動モータに送電するハーネス部品９がバックミラー４の取り付け脚部４ａから外部に延出されている。ハーネス部品９は、ハーネス１０とカプラ１１とによって構成されている。カプラ１１は、ドア３内部に挿入されて他の給電用のカプラに接続されるものである。
【００２１】
バックミラー４とハーネス部品９とは、図１に示すように、パレット１２に載置されて、バックミラー装着ステーション２に供給され、ドア３のバックミラー装着部１３にバックミラー４を取り付けるときに、ハーネス部品挿入装置１によって、図２に示すように、ドア３のバックミラー装着部１３に形成された挿入口１４を介してドア３の内部に挿入される。挿入口１４は、ハーネス部品９のカプラ１１が挿通可能な大きさに開口形成されている。
【００２２】
ハーネス部品挿入装置１は、図３及び図４に示すように、カプラ１１又はカプラ１１近傍のハーネス１０を把持する把持手段１５と、把持手段１５を保持する保持部材１６と、保持部材１６を介して把持手段１５に把持されたハーネス部品９を前記挿入口１４に挿入する挿入手段１７と、図５に示すように、挿入口１４に挿入されるハーネス部品９を案内する案内手段１８とを備えている。
【００２３】
各部を詳細に説明すれば、前記把持手段１５を保持する保持部材１６は、撓み自在であって、図３及び図４に示すように、細長形状の管状に形成されている。把持手段１５は、保持部材１６の内部に摺動自在に挿通支持されて該保持部材１６と共に撓み自在のワイヤ部材１９を備えている。ワイヤ部材１９の先端には、保持部材１６の先端開口からの突没に応じて弾発的に開閉する複数の針金状の爪部材２０が連設されている。該爪部材２０は本発明のチャック部とされ、ワイヤ部材１９が保持部材１６の内部を摺動して爪部材２０が保持部材１６の先端開口からその軸線方向に没入する方向に移動されると、各爪部材２０がその外周方向から保持部材１６の先端の規制を受けて収束方向に揺動される。逆に各爪部材２０が保持部材１６の先端開口から突出方向に移動されると、各爪部材２０は保持部材１６の先端からの規制から開放されて各爪部材２０が有する弾性によって互いに離反する方向に揺動する。保持部材１６の後端開口からは、ワイヤ部材１９の後端部が延出されており、このワイヤ部材１９の後端部には、シリンダ２１のピストンロッド２２が連結されている。該シリンダ２１は、本発明のチャック部駆動手段として設けられている。
【００２４】
挿入手段１７は、図３及び図４に示すように、ロボットアーム６の先端に連結部材２３（図４示）を介して連結されたレール部材２４を備えている。レール部材２４には、その長手方向に沿って摺動自在の摺動部材２５が設けられている。摺動部材２５には、保持部材１６の後端部が連結支持されていると共に、チャック部駆動手段としての前記シリンダ２０が支持されている。レール部材２４の先端部には、前記連結部材２３を介して挿入駆動手段２６が支持されている。
【００２５】
挿入駆動手段２６は、図４に示すように、保持部材１６の周壁に当接する駆動ローラ２７と、該駆動ローラ２７に対向して保持部材１６の周壁に当接して保持部材１６を押さえる回転自在の押さえローラ２８とを備えている。駆動ローラ２７は連結部材２３に連結された支持部材２３ａに回転自在に支持され、同じく支持部材２３ａに支持されているアクチュエータ２９（図３示）により回転駆動される。押さえローラ２８は支持部材に揺動自在に設けられた揺動部材３０に回転自在に支持されている。揺動部材３０は、揺動軸３１を介して延びるレバー部３２を備え、レバー部３２はバネ部材３３を介して支持部材２３ａに連結されている。バネ部材３３は、押さえローラ２８が保持部材１６の周壁に圧接する方向に揺動部材３０を付勢している。このように、押さえローラ２８が保持部材１６の周壁に圧接することにより、駆動ローラ２７と保持部材１６とが摩擦係合した状態を形成している。また、押さえローラ２８はプーリ状に形成されており、これによって保持部材１６が両ローラ２７，２８間から脱離することを防止している。両ローラ２７，２８及びアクチュエータ２９は本発明の挿入駆動手段を構成している。
【００２６】
そして、挿入手段１７は、アクチュエータ２９の駆動により駆動ローラ２７を回転させ、保持部材１６を前方に送り出す。このとき、保持部材１６の後端部に連結された摺動部材２５がレール部材２４に沿って摺動し、保持部材１６が撓み自在であっても、保持部材１６の直線的な姿勢を維持することができる。一方、このとき両ローラ２７，２８間から前方に送り出された保持部材１６は自由に撓むことができる。
【００２７】
案内手段１８は、図５に示すように、斜め下方からドア３に向かって伸縮されるピストンロッド３４を備えるシリンダ３５と、該シリンダ３５のピストンロッド３４の先端に設けられた大略四角筒状の（詳しくは、先端部に枠状の周縁部３６を備える略樋状の）案内部材３７とを備えている。案内部材３７は、挿入口１４に先端が当接されたときに挿入口１４から離反する方向に向かって次第に拡開する形状とされている。また、案内部材３７は、左右に分割自在とされ、シリンダ３５のピストンロッド３４の先端に支持部材３８を介して開閉自在に支持されている。そして支持部材３８には、案内部材３７を開閉する開閉機構３９が設けられている。即ち、開閉機構３９は、図６に示すように、案内部材３７の両半部を揺動自在に支持する一対の揺動軸４０と、揺動軸４０を介して案内部材３７の両半部から内方に延びる一対のアーム部４１と、両アーム部４１に先端が連結されて、図５に示すように、ピストンロッド３４に沿ってフレーム４２と支持部材３８とに摺動自在に支持された摺動ロッド４３とを備えている。図６に示すように、摺動ロッド４３の先端部には、支持部材３８との間にバネ部材４４が設けられている。ピストンロッド３４が収縮されているときには、バネ部材４４の付勢により案内部材３７の両半部が開いた状態となる。ピストンロッド３４が伸長されて、摺動ロッド４３の摺動が規制されると、バネ部材４４の付勢に抗して両アーム部４１が引っ張られ、案内部材３７の両半部が閉じた状態となる。これにより、ピストンロッド３４の伸長によってドア３の挿入口１４に案内部材３７が当接された状態では、案内部材３７の両半部が閉じた状態とされ、ピストンロッド３４が伸縮を開始して案内部材３７が挿入口１４から離反し始めると、バネ部材４４の付勢により案内部材３７の両半部が開く。
【００２８】
次に、本実施形態のハーネス部品挿入装置１によるハーネス部品９の取り付け作業を説明する。図１を参照して、バックミラー装着ステーション２にドア３が供給されると、先ず、ロボットアーム６が作動してロボットハンド７によってパレット１２上のバックミラー４が把持される。同時に、ロボットアーム６の先端に設けられているハーネス部品挿入装置１の把持手段１５により、ハーネス１０又はカプラ１１が把持される。このとき、把持手段１５の各爪部材２０は、ワイヤー部材１９を介してシリンダ２１により保持部材１６の先端から突出させて一旦開かれ、ハーネス１０又はカプラ１１が各爪部材２０の中に位置した時点で、ワイヤー部材１９を介してシリンダ２１により保持部材１６の先端から没入する方向に移動される。これにより、図３及び図４に示すようにカプラ１１が、又は図７に示すようにカプラ１１近傍のハーネス１０が、各爪部材２０により把持される。
【００２９】
一方、バックミラー装着ステーション２にドア３が供給されたときには、図５に示すように、前記案内手段１８の案内部材３７が、ピストンロッド３４が伸長によってドア３の挿入口１４に当接される。このとき、図６を参照すれば、ピストンロッド３４の伸長により摺動ロッド４３の摺動が規制され、バネ部材４４の付勢に抗して両アーム部４１が引っ張られ、案内部材３７の両半部が閉じる。
【００３０】
続いて、ロボットアーム６の作動により、ロボットハンド７に把持されたバックミラー４と共に把持手段１５に把持されたハーネス部品９が、ドア３のバックミラー装着部１３に向かって移動される。そして、把持手段１５に把持されたハーネス部品９が、案内部材３７を介して挿入口１４に対向する位置で停止される。
【００３１】
次いで、図８に示すように、挿入手段１７によってハーネス部品９が挿入口１４に挿入される。即ち、各爪部材２０がハーネス部品９を把持した状態で、アクチュエータ２９による駆動ローラ２７の回転により、保持部材１６が挿入口１４に向かって送り出される。駆動ローラ２７と押さえローラ２８との間から前方に送り出された保持部材１６は撓み自在な状態で挿入口１４へ向かうが、挿入口１４には案内部材３７が当接されているので、各爪部材２０に把持されたハーネス部品９を確実に挿入口１４に挿入させることができる。そして、挿入口１４からドア３の内部に向かって保持部材１６が挿入されると、ドア３内部の形状に沿って保持部材１６が撓み、その先端において各爪部材２０により把持されたハーネス部品９を所望の位置まで挿入させることができる。
【００３２】
続いて、各爪部材２０がシリンダ２１によって保持部材１６の先端から突出されると、各爪部材２０はハーネス部品９の把持を解除する。そして、ハーネス部品９をドア３の内部に残した状態で、アクチュエータ２９による駆動ローラ２７の逆転により、保持部材１６が後退される。
【００３３】
次いで、図５を参照すれば、仮想線示するように、案内部材３７がピストンロッド３４の収縮により挿入口１４から離反する。このとき、案内部材３７は前記開閉機構３９によって左右に開かれ、ハーネス１０と案内部材３７の枠状の周縁部３６との干渉を防止して円滑に案内部材３７をドア３から離反させることができる。
【００３４】
その後、案内部材３７が離反して開放されたドア３のバックミラー装着部１３には、ロボットアーム６の作動によってバックミラー４が取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態のハーネス部品挿入装置を備えるバックミラー装着ステーションを示す説明図。
【図２】ドアのバックミラー装着部を示す説明図。
【図３】本実施形態のハーネス部品挿入装置の把持手段、保持部材及び挿入手段を示す説明図。
【図４】図３のIV矢示図。
【図５】本実施形態のハーネス部品挿入装置の案内手段を示す説明図。
【図６】案内手段の要部を示す説明図。
【図７】把持手段によるハーネスの把持状態を示す説明図。
【図８】ハーネス部品の挿入状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１…ハーネス部品挿入装置、３…ドア（被挿入物）、９…ハーネス部品、１０…ハーネス、１１…カプラ、１４…挿入口、１５…把持手段、１６…保持部材、１７…挿入手段、１８…案内手段、１９…ワイヤ部材、２０…爪部材、２１…シリンダ（チャック部駆動手段）、２４…レール部材、２５…摺動部材、２７，２８…ローラ、２９…アクチュエータ、３７…案内部材。
【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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【図７】
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【図８】
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