(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラット導体にフラット絶縁被覆が被覆されたフラットケーブルに、前記フラット導体に対応させて配置した接続端子のクリンプ片を突き刺して前記クリンプ片で前記フラット導体を引き裂いて前記クリンプ片を前記フラット導体に導通させるフラットケーブルと接続端子との接続時に、前記クリンプ片と前記フラット導体との接続不良を検出するフラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良検出方法において、
前記クリンプ片を前記フラットケーブルに突き刺す際の前記クリンプ片の突き刺し変位量に対する前記クリンプ片の突き刺し荷重を測定し、
前記クリンプ片が前記フラットケーブルを突き抜けるまでに必要な突き刺し荷重の最大値である最大突き刺し荷重が測定された後の前記クリンプ片の変位領域で測定される突き刺し荷重の最小値を最小突き刺し荷重として求め、
求められた前記最小突き刺し荷重を正常状態の該最小突き刺し荷重と比較して前記クリンプ片と前記フラット導体との接続状態の適否を判断すること、
を特徴とするフラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気機器や自動車の電気配線に用いられるワイヤーハーネスの電線間の接続や電線と機器との接続のため、電線と接続端子とを接続する方法として、丸形の電線と接続端子とを加締め圧着する方法や、刃型端子に絶縁電線を挿入し、刃型端子によって絶縁被覆を破り、導体と接触させる方法が用いられている。
【０００３】
これら接続端子と導体の圧着状態、圧接状態を判定する方法としては、特開昭６３−２８１０７１号や特開平１０−１２５４３７号に示されている通り、いずれも電線導体と接続端子の接続不良の状態は、時間軸に対する圧着若しくは圧接荷重のパターンが変化することを利用し、正常荷重の時間的変化パターンと比較して圧着若しくは圧接の良否を判定している。
【０００４】
一方、電線導体と接続端子の接続方法として、圧着や圧接方法の他に、近年、配線の高密度化と接続端子の小型化が進むにつれて、図７に示すように、例えば厚さが0.15ｍｍ〜0.2 ｍｍ、幅が1.5 ｍｍ〜3.0 ｍｍ程度の複数条のフラット導体１に、厚さが0.09ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルムのフラット絶縁被覆層２を接着剤層３を介して両側から接着被覆したフラットケーブル４を用い、これに図８に示すように接続端子５として相手接続部６に一体に端子幅Ｗが1.2 ｍｍ〜2.3 ｍｍの板状端子部７の幅方向の両側から突設された複数のクリンプ片８をフラット導体１の箇所で突き刺してフラット導体１との導通をとり、図９に示すようにフラットケーブル４を突き抜けたクリンプ片８の先端部を円弧状に折り曲げて加締め固定してフラットケーブル接続部９を形成することが行われるようになってきた。なお、接続端子５は図のように板状端子部７の幅方向の両側からクリンプ片８が突設されたものである。
【０００５】
この方法は、車両の狭隘な場所や、車両の天井、ドアー、ダッシュボードといった車両部材と一体化をなす所謂モジュール化配線として利用されるようになってきている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように圧着や圧接による接続方法においては、個々の接続時における適否を判定する品質管理方法が確率しているが、前述した今後の利用価値の高いフラットケーブル４に対して接続端子５のクリンプ片８を突き刺してフラット導体１と接続する突き刺し接続方法、特に小型の接続端子５の突き刺し接続方法においては、各種の実験や長期の耐久試験等によってその接続装置や接続方法に各種の工夫がなされているものの、量産工程において一つ一つの接続の良否を判定する方法が確率されておらず、接続端子の接続過程における荷重挙動の解析に基づいた接続不良検出方法の出現が待たれている。
【０００７】
本発明の目的は、接続端子の接続過程における荷重挙動の解析に基づいた接続不良の検出が行えるフラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良検出方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フラット導体にフラット絶縁被覆が被覆されたフラットケーブルに、フラット導体に対応させて配置した接続端子のクリンプ片を突き刺して前記クリンプ片で前記フラット導体を引き裂いて前記クリンプ片をフラット導体に導通させるフラットケーブルと接続端子との接続時に、クリンプ片とフラット導体との接続不良を検出するフラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良検出方法を改良するものである。
【０００９】
本発明に係るフラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良検出方法では、クリンプ片をフラットケーブルに突き刺す際のクリンプ片の突き刺し変位量に対するクリンプ片の突き刺し荷重を測定して、クリンプ片が前記フラットケーブルを突き抜けるまでに必要な突き刺し荷重の最大値である最大突き刺し荷重が測定された後のクリンプ片の変位領域で測定される突き刺し荷重の最小値を最小突き刺し荷重として求め、求められた最小突き刺し荷重を正常状態の該最小突き刺し荷重と比較してクリンプ片と前記フラット導体との接続状態の適否を判断することを特徴とする。
【００１０】
このようなフラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良検出方法によれば、フラットケーブルに接続端子のクリンプ片を突き刺して接続する際に特有の不良接続状態である、フラット導体に対するクリンプ片の接触荷重不足、クリンプ片を突き刺す際にフラットケーブルを受けるケーブル受け金具のクリンプ片受け溝の詰まり、クリンプ片の座屈といった不良は、その最小突き刺し荷重が直ちに変化することを利用し、量産工程において一つ一つの接続の良否の判定を行うことができる。また、摩耗したケーブル受け金具の最小突き刺し荷重の変化を捉えることによって、ケーブル受け金具の寿命状態も検出することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、フラットケーブル４に接続端子５を接続してのフラットケーブル接続部９の形成の仕方の一例を示したものである。
【００１２】
これら図１及び図２は、フラットケーブル４の幅狭のフラット導体１に対して接続端子５の各クリンプ片８を、第１工程と第２工程との２工程を経て接続する接続方法を示した各縦断面図である。
【００１３】
このフラットケーブル接続部９の形成に際しては、図示のように表面にクリンプ片受け溝１０と加締め溝１１とを位置を違えて設けたケーブル受け金具１２を用いる。
【００１４】
第１工程では、図１に示すように、ケーブル受け金具１２の上にフラットケーブル４をそのフラット導体１がクリンプ片受け溝１０の上に存在するように配置し、フラット導体１に対応させてフラットケーブル４の上に接続端子５の複数のクリンプ片８を下向きに配置し、アンビル１３でその下降をガイド部材１４でガイドしつつ接続端子５を加圧して複数のクリンプ片８をフラットケーブル４に突き刺してフラット導体１に電気的に接続し、フラットケーブル４を突き抜けた各クリンプ片８の先端部をクリンプ片受け溝１０で受ける。このときフラット導体１とクリンプ片８との導通は、クリンプ片８の突き刺し時に伸びたフラット導体１の伸び部１ａとクリンプ片８との加圧接触により得られる。
【００１５】
次に、ケーブル受け金具１２を矢印Ａ方向に下げて、フラットケーブル４を突き抜けた各クリンプ片８の先端部をクリンプ片受け溝１０から外し、ケーブル受け金具１２を矢印Ｂ方向に移動して各クリンプ片８の先端部が加締め溝１１に対応するようにし、ケーブル受け金具１２を矢印Ｃ方向に上げて加締め溝１１を各クリンプ片８の先端部に嵌める。
【００１６】
第２工程では、図２に示すように、各クリンプ片８の先端部をケーブル受け金具１２の加締め溝１１に嵌めた状態で、前述したアンビル１３で接続端子５を加圧して、各クリンプ片８の先端部を加締め溝１１で円弧状に折り曲げて加締めることにより抜け止めする。
【００１７】
フラットケーブル４のフラット導体１の幅が1.5 ｍｍ〜2.0 ｍｍ程度の幅狭の場合には、突き刺し加締め面積を確保するため、接続端子５の各クリンプ片８は図８に示すように千鳥状配置になっていて、端子幅Ｗはフラット導体１の幅より狭く設計されている。
【００１８】
このようにしてフラットケーブル４を接続する際に構成されるクリンプ片８とフラット導体１の接触の良否状態は、クリンプ片８とフラット導体１との接触荷重、即ち図１の第１工程でクリンプ片８が突き刺さることによってフラット導体１が伸びた伸び部１ａとクリンプ片８との接触部での接触保持荷重、換言すれば後述するクリンプ片８がフラットケーブル４に突き刺さってフラット導体１に開口があいた後の抵抗荷重に大きく依存していることが判明している。
【００１９】
図３は、フラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良が検出できる本発明のクリンプ片突き刺し加締め装置の実施の形態の一例の概略構成図を示したものである。
【００２０】
このクリンプ片突き刺し加締め装置は、アンビル昇降プレス１５によってアンビル１３を押し下げ、このアンビル１３の下降により接続端子５を押し下げ、ケーブル受け金具１２に支えられたフラットケーブル４にクリンプ片８を突き刺し、クリンプ片８をフラット導体１に突き抜けさせることにより導通をとり、フラットケーブル４を突き抜けたクリンプ片８の先端をクリンプ片受け溝１０で受ける。次に、ケーブル受け昇降プレス１６によってケーブル受け金具１２を下降させ、クリンプ片８の先端をクリンプ片受け溝１０から外した後、金具溝切替えシリンダー１７によってケーブル受け金具１２を水平移動させ、加締め溝１１をクリンプ片８の先端に対向する状態にする。かかる状態で、ケーブル受け昇降プレス１６によってケーブル受け金具１２を上昇させ、フラットケーブル４を突き抜けたクリンプ片８の先端を加締め溝１１に嵌め、アンビル昇降プレス１５によってアンビル１３を押し下げ、このアンビル１３の下降により接続端子５を押し下げて、加締め溝１１内でクリンプ片８の先端を円弧状に加締め、クリンプ片８をフラットケーブル４に固着固定する。
【００２１】
アンビル昇降プレス１５には、クリンプ片８をフラットケーブル４に突き刺す荷重を測定するロードセル１８が設けられている。また、アンビル昇降プレス１５の移動方向の近傍にはロッド変位量検出センサ１９が設けられていて、アンビル昇降プレス１５の変位、即ちクリンプ片８の下方への移動変位を測定できるようになっている。
【００２２】
ロードセル１８やロッド変位量検出センサ１９から検出される荷重と変位量の電気信号は、パーソナルコンピュータ２０に入力されてモニタ２１に、クリンプ片８の変位量に対する突き刺し荷重の変化を表示すると共に最大突き刺し荷重後の変位領域における最小突き刺し荷重を、正常状態の該最小突き刺し荷重と比較してクリンプ片８とフラット導体１との接続状態の適否を判断する。
【００２３】
本例では、出力センサとしてロードセル１８やロッド変位量検出センサ１９を用いたが、他の例えば圧電変換素子や静電容量素子、下死点変位センサを用いることもできる。
【００２４】
図４は、図３のクリンプ片突き刺し加締め装置で６連のクリンプ片８がフラットケーブル４を突き刺し、貫通する時の荷重をクリンプ片８の変位量に対して実測した線図であって、本測定にはフラット導体１の厚さ0.15ｍｍ、幅1.5 ｍｍのフラットケーブル４と、端子幅Ｗが1.2 ｍｍの接続端子５が用いられている。
【００２５】
ここで、荷重Ｓ1 は、クリンプ片８がフラットケーブル４を突き抜けるまでに必要な最大突き刺し荷重である。Ｓ2 は、クリンプ片８がフラットケーブル４を突き抜けてフラット導体１を引き裂き開口させる際の導体開口抵抗分であって、図５（Ａ）（Ｂ）に示すようにクリンプ片８の先端部の押し下げストローク位置ｋ1 でフラット導体１に幅２ｔ1 の開口部Ｈが形成されるが、その後クリンプ片８の先端が同じ移動距離移動してストローク位置ｋ2 に至っても開口部Ｈは、ｔ1 ＞ｔ2 であって、ｋ1 の位置における幅程開口部Ｈは広がり増加しない。従って、図５（Ａ）において、クリンプ片８の貫通まで最大の荷重がかけられた後、導体開口抵抗分Ｓ2 は暫減してクリンプ片８の導体貫通後の摩擦抵抗分Ｓ3 となり、この導体開口抵抗分Ｓ2 の最小値の高さが最大突き刺し荷重後の変位領域における最小突き刺し荷重に相当する。この最小突き刺し荷重がクリンプ片８の座屈しきい値以下で一定の荷重以上得られた時に、加締め後のクリンプ片８とフラット導体１との接触荷重が安定した接続が得られていることが、接続後のサーマルショック試験により得られている。
【００２６】
実際には、前述のフラットケーブル４とクリンプ片８の組み合わせにおいては、150 Ｎ以上、220 Ｎ未満の最小突き刺し荷重を良品とする判定基準としている。従って、最大突き刺し荷重Ｓ1 以後の変位領域における最小荷重を測定することによって、良品最小荷重領域と比較して合否判定をくだすことができる。
【００２７】
図６は、種々の接続状況におけるクリンプ片８の突き刺し変位量に対する突き刺し荷重を実測した線図である。
【００２８】
試料Ａは、図４で解説した正常状態の突き刺し荷重で、最小荷重Ｍ1 は約180 Ｎである。
【００２９】
試料Ｂは、クリンプ片受け溝１０に正確にクリンプ片８が押し下げられなかったり、クリンプ片受け溝１０のエッジ摩耗で図１におけるギャップｇが通常よりも大きい状態でクリンプ片８が突き刺さった場合の突き刺し荷重であり、フラット導体１の伸び部１ａとクリンプ片８との接触荷重が減少し、図６における最小荷重がＭ2 となって現れる。
【００３０】
また、試料Ｃは、クリンプ片受け溝１０とフラットケーブル４との間に絶縁カスや異物が挟まり、クリンプ片８がフラットケーブル４を貫通したものの、図１におけるフラット導体１の伸び部１ａとクリンプ片８との接触荷重が著しく高くなった場合の突き刺し荷重である。
【００３１】
試料Ｄは、クリンプ片受け溝１０に対する異物の混入、クリンプ片受け溝１０の異常、フラット導体１またはフラット絶縁被覆２の厚さの異常によって、クリンプ片８がフラットケーブル４を貫通できず、クリンプ片８が座屈した場合の突き刺し荷重である。
【００３２】
このように、フラット導体１とクリンプ片８の接続において生じる様々な異常状態は、フラットケーブル４と接続端子５に特有なクリンプ片８の突き刺し荷重の挙動状態を利用して簡単に検出することができる。
【００３３】
上記例では、フラットケーブル４はフラット導体１に両面にフラット絶縁被覆層２を接着剤層３を介して接着した構造のものについて示したが、フラット絶縁被覆層２は押出し被覆で設けることもできる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係るフラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良検出方法では、クリンプ片をフラットケーブルに突き刺す際のクリンプ片の突き刺し変位量に対するクリンプ片の突き刺し荷重を測定し、最大突き刺し荷重後の変位領域における最小突き刺し荷重を、正常状態の該最小突き刺し荷重と比較してクリンプ片とフラット導体との接続状態の適否を判断するので、フラットケーブルに接続端子のクリンプ片を突き刺して接続する際に特有の不良接続状態である、フラット導体に対するクリンプ片の接触荷重不足、クリンプ片を突き刺す際にフラットケーブルを受けるケーブル受け金具のクリンプ片受け溝の詰まり、クリンプ片の座屈といった不良を、その最小突き刺し荷重が直ちに変化することを利用し、量産工程において一つ一つの接続の良否の判定を行うことができる。また、摩耗したケーブル受け金具の最小突き刺し荷重の変化を捉えることによって、ケーブル受け金具の寿命状態も検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  フラットケーブルに接続端子を接続してフラットケーブル接続部を形成する工程の第１工程での縦断面図である。
【図２】  フラットケーブルに接続端子を接続してフラットケーブル接続部を形成する工程の第２工程での縦断面図である。
【図３】  フラットケーブルと接続端子との接続時の接続不良が検出できる本発明のクリンプ片突き刺し加締め装置の実施の形態の一例の概略構成図である。
【図４】  図３のクリンプ片突き刺し加締め装置でクリンプ片がフラットケーブルを突き刺し、貫通する時の荷重をクリンプ片の変位量に対して実測した線図である。
【図５】  （Ａ）（Ｂ）はフラット導体の開口抵抗が減少していく現象を説明するクリンプ片の正面図及びこのクリンプ片の先端部がフラット導体に突き刺された状態を示す平面図である。
【図６】  種々の接続状況におけるクリンプ片の突き刺し変位量に対する突き刺し荷重を実測した線図である。
【図７】  フラットケーブルの一例の要部断面図である。
【図８】  フラットケーブルに接続端子を接続する前の状態の斜視図である。
【図９】  フラットケーブルに接続端子を接続した後の状態の斜視図である。
【符号の説明】
１  フラット導体
１ａ  伸び部
２  フラット絶縁被覆層
３  接着剤層
４  フラットケーブル
５  接続端子
６  相手接続部
７  板状端子部
８  クリンプ片
９  フラットケーブル接続部
１０  クリンプ片受け溝
１１  加締め溝
１２  ケーブル受け金具
１３  アンビル
１４  ガイド部材
１５  アンビル昇降プレス
１６  ケーブル受け昇降プレス
１７  金具溝切替えシリンダー
１８  ロードセル
１９  ロッド変位量検出センサ
２０  パーソナルコンピュータ
２１  モニタ
【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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【図９】
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