JP2000340048A - ワイヤーハーネス製造における電線移載装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電線調尺部から圧接部への電線移載時の電線
のもつれ及びチャックからの電線抜けを防止する。 【解決手段】 電線調尺機３の電線送り出し口から圧接
機４の圧接部に電線端を旋回ハンド３０で挟持して移載
するワイヤーハーネス製造における電線移載装置であ
る。電線調尺機３と旋回ハンド３０をサーボモータ２
４、３６によりそれぞれ駆動し、その両モータ２４、３
６を、調尺速度Ｖ₀ と旋回速度Ｖ₁ が一致するように制
御する。この速度Ｖ₀ 、Ｖ₁ が一致すれば、電線移載
時、電線のもつれ等も生じにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車などのワ
イヤーハーネス、すなわち複数の電線を並列し、その各
電線の両端をそれぞれコネクタに圧接したワイヤーハー
ネスを製造する際の電線調尺機の電線送り出し口から圧
接機の圧接部に前記電線端を移載する装置及び圧接装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図８に示すように、自動車用ワ
イヤーハーネスＷは、複数のコネクタＣ₁ 、Ｃ₂ 、Ｃ₃
（総称符号Ｃ）に電線ａを接続したものであり、近年、
その電線ａのコネクタＣへの接続には作業性の点から圧
接接続（以下、圧接という）が多用されている。そのワ
イヤーハーネスの例では、一端（以下、Ａ端という）の
１つのコネクタＣ₁ に８本の電線ａが接続され、他端
（以下、Ｂ端という）の２つのコネクタＣ₂ 、Ｃ₃ にそ
れぞれ４本の電線ａが接続されている。

【０００３】また、その圧接は、図９に示すように、各
コネクタＣに設けた圧接端子Ｔの溝６０に電線ａを圧接
刃Ｓで押し下げて圧入し、その圧入に伴い、電線ａの被
覆６２を溝６０の端縁で切断し、むき出しとなった導体
６１を圧接端子Ｔに接触させると共に、圧接端子Ｔのス
プリングバックにより電線ａを溝６０に保持するもので
ある。そして、圧接端子Ｔへの電線ａの圧接後、図１０
に示すように、コネクタＣに端子カバーＬを被せ、電線
ａの抜け出しを阻止する。

【０００４】このワイヤーハーネス製造における圧接装
置は、一般に、電線調尺機と、電線圧接機と、その電線
調尺機の電線送り出し口から電線圧接機の圧接部に電線
端を移載する電線移載機とから成る。その電線移載機と
して、特願平１０−３３７２４９号、同３５００１３号
等で示されるように、旋回ハンドで電線端を挟持して移
載するものがあり、従来、その旋回ハンドの旋回駆動は
エアーアクチュエータによって行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記電線移載におい
て、電線調尺速度（送り出し速度）Ｖ₀ と旋回速度（電
線チャックの周速度）Ｖ₁ が一致していないと種々の不
都合が生じる。すなわち、旋回速度Ｖ₁ ＜調尺速度Ｖ₀
であると、速く送り出されて電線のもつれが生じ、逆に
旋回速度Ｖ₁ ＞調尺速度Ｖ₀ であると、送り出しが遅い
ことにより、旋回ハンドのチャックから電線が抜ける等
の不都合が生じる。このため、旋回速度Ｖ₁を調尺速度
Ｖ₀ に一致させる（合わせる）必要がある。

【０００６】しかしながら、従来、電線調尺機は電線機
により駆動しているが、旋回ハンドはエアーアクチュエ
ータにより駆動している。エアーアクチュエータはエア
ー供給源の負荷変動等により、回転速度にむらが生じ、
このため、Ｖ₀ ＞Ｖ₁ 又は、Ｖ₀ ＜Ｖ₁ となる場合が多
く、上記不都合が生じ易い。

【０００７】この発明は、上記実情の下、上記不都合が
生じにくくすることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明は、旋回ハンドも電動機で駆動させるよう
にしたのである。電動機であれば、同期等の制御が容易
だからである。

【０００９】具体的には、電線調尺機の電線送り出し口
から圧接機の圧接部に電線端を旋回ハンドで挟持して移
載するワイヤーハーネス製造における電線移載装置にお
いて、前記電線調尺機と旋回ハンドを電動機によりそれ
ぞれ駆動し、その両電動機を、調尺速度と旋回速度が一
致するように制御するようにしたのである。

【００１０】その一致制御する具体例としては、上記両
電動機をそれぞれサーボモータとして、その両サーボモ
ータを電気的に同期させたり、電線調尺機用電動機に旋
回用電動機を連動させて行うことができ、その両手段は
併用し得る。併用すれば、調尺速度と旋回速度がより正
確に一致し得る。また、旋回用電動機が連動すれば、電
線送り出し量に応じて旋回されることとなり、旋回ハン
ドの旋回速度を設定することなく、調尺速度を任意に設
定し得る利点がある。

【００１１】上記の各電線移載手段は、ワイヤーハーネ
スの両端のうち、一方をＡ端、他方をＢ端とし、Ａ、Ｂ
各端のコネクタの端子へ電線を圧接する際、電線調尺機
の電線送り出し口から圧接機の圧接線の搬送を、Ａ、Ｂ
各端にそれぞれ対応した２つのチャックで行い、かつ、
前記Ａ、Ｂ各端のチャックを支持する旋回ハンドが、電
線調尺機の電線送り出し口と圧接機の圧接部との間を逆
方向に旋回するワイヤーハーネス製造における電線移載
装置において、その電線調尺機から送り出される電線端
を挟持するチャックの旋回ハンドに採用でき、また、電
線調尺機と、電線圧接機と、その電線調尺機の電線送り
出し口から電線圧接機の圧接部に電線端を移載する電線
移載機とから成る圧接装置のその電線移載機に採用する
ことができる。

【００１２】上記ワイヤーハーネスの両端に対応する電
線の各端部をそれぞれ独立した２つのチャックで電線送
り出し口から電線圧接部に搬送するようにすれば、これ
ら２つのチャックの往復動作を重複させることにより、
圧接動作のインターバルを短縮できる。このとき、各チ
ャックを支持する旋回ハンドを、同時に逆方向に旋回さ
せれば、チャックの往復に要する時間を最小限に抑えら
れ、構成も簡素なものとすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る電線移載装
置の一実施形態を、ワイヤーハーネス製造装置に適用し
た例について、添付図面を参照して説明する。

【００１４】このワイヤーハーネスの製造装置は、図１
に示すように、パレット送り部１、電線供給部（電線調
尺機）２、電線セット部（電線移載機）３、圧接ヘッド
部（電線圧接機）４及びカバー実装部（カバー実装機）
５から構成されている。

【００１５】パレット送り部１は、複数のコネクタＣを
並置したパレットＰを案内する上下２段のガイドレール
１０ａ、１０ｂと、その両側方に位置してガイドレール
１０ａ、１０ｂ間でパレットＰを受け渡す２基の昇降台
１１ａ、１１ｂと、パレットＰをガイドレール１０ａ又
は１０ｂに沿って移動させる２台のキャッリッジ１２
ａ、１２ｂとを備えている。キャッリッジ１２ａは、ね
じ軸１３にボールねじ構造で螺合し、キャッリッジ１２
ｂは、一対のプーリに掛け渡された無端ベルト１４に固
着され、それぞれサーボモータ１５、１６の駆動に伴っ
て走行する。

【００１６】電線供給部２は、図１及び図２に示すよう
に、接離する２対の調尺ローラ２０と、配索すべき多数
の電線ａを上下に並行した状態で昇降させる昇降体２１
とを備えており、昇降体２１の動作により、次に圧接す
る電線ａをローラ２０のレベルに位置づけ、その電線ａ
を回転する対のローラ２０で挟持する。電線供給部２の
前方には、電線ａの送出孔（送り出し口）に対して進退
する鋏２２と、昇降自在の支持バー２３とが設けられて
いる。調尺ロール２０は、図７に示すようにモータドラ
イバ２５によるサーボモータ２４の所要回転により電線
ａを所要長さ送り出す。そのときの送り出し速度（調尺
速度）Ｖ₀ は、ロール２０の半径：ｒ₀、角速度：Ｗ₀
とすると、（Ｖ₀ ＝ｒ₀ ・ｗ₀ ）となる。

【００１７】電線セット部３は、図１及び図３に示すよ
うに、２本の旋回アーム（旋回ハンド）３０、３１を有
し、旋回アーム３０、３１の先端部には、それぞれ電線
ａのＡ端及びＢ端を把持するＡ端チャック３２及びＢ端
チャック３３が設けられている。旋回アーム３０、３１
は、その基端のギヤ３４、３５で噛合し、同一の駆動用
サーボモータ３６により同時に逆方向に旋回する。この
旋回に際し、旋回アーム３０、３１の先端部は異なった
軌跡を通過するので、Ａ端チャック３２とＢ端チャック
３３とが干渉することはない。ここで、Ｂ端チャック３
３の一側には旋回アーム３１と共に平行クランク機構を
なすリンク３７が連結され、これによりＢ端チャック３
３が常に同じ方向を向くようになっている。

【００１８】駆動用サーボモータ３６は、図７に示すよ
うに、モータドライバ３８により所要速度で回転し、そ
の回転により旋回アーム３０、３１が旋回する。そのＡ
端側旋回アーム３０の旋回速度Ｖ₁ は、旋回アーム３０
の長さ：ｒ₁ 、角速度：Ｗ₁とすると（Ｖ₁ ＝ｒ₁ ・ｗ
₁ ）となる。この旋回アーム３０のモータドライバ３８
と上記調尺ロール２０のモータドライバ２５とは同図に
示すように同期制御器２８に接続されており、この制御
器２８により、上記調尺速度Ｖ₀ と旋回速度Ｖ₁ が同一
となるように両サーボモータ２４、３６が同期されて、
電線ａの送り出し速度と電線ａの移載速度が一致させら
れる。このため、電線ａのもつれや、チャック３２から
の電線抜けが生じない。なお、Ｂ端側旋回アーム３１
は、フリーの電線切断端（送り出し後の電線端）を移載
するため、Ａ端側旋回アーム３０と同様な同期は不要で
ある。

【００１９】圧接ヘッド部４は、図１、図４及び図５に
示すように、サーボモータ４０の駆動によりベルト４１
を介してねじ軸４２を回転させ、このねじ軸４２にボー
ルねじ構造で螺合する昇降杆４３の下端に設けた圧接刃
Ｓを昇降させると共に、昇降杆４３の下降に伴いＡ端チ
ャック３２又はＢ端チャック３３を押し下げるものであ
る。この圧接ヘッド部４には、昇降杆４３の基準位置か
らの高さを検出するリニアスケール４４と、圧接刃Ｓの
反力を検出するロードセル４５とが設けられている。

【００２０】また、圧接ヘッド部４の下方には、線癖矯
正装置４６が設けられている。この線癖矯正装置４６
は、Ａ端チャック３２又はＢ端チャック３３から突出し
た電線ａの端部を掴んで前後に動く線癖矯正チャック４
７と、その開閉センサ（図示省略）とを備えている。

【００２１】カバー実装部５は、図１及び図６に示すよ
うに、シリンダ等の駆動により昇降及び前後動するカバ
ー把持チャック５０を備えており、このカバー実装部５
には、カバー把持チャック５０の基準位置からの高さを
検出するリニアスケール５１が設けられている。

【００２２】この実施形態は以上の構成であり、いま、
例えば、図８に示すワイヤーハーネスＷを製造するに
は、上昇位置にある昇降台１１ｂ上のパレットＰにワイ
ヤーハーネスＷのＡ端及びＢ端に対応した３個のコネク
タＣ及び端子カバーＬを並置し、昇降台１１ｂを下降さ
せ、このパレットＰを、キャッリッジ１２ｂの走行に伴
い、ガイドレール１０ｂを介して下降位置にある昇降台
１１ａに送り込む。

【００２３】そして、キャッリッジ１２ｂとパレットＰ
との係合を解除し、昇降台１１ａを上昇させ、キャッリ
ッジ１２ａをパレットＰに係合させ、その走行に伴いパ
レットＰをガイドレール１０ａ上に移動させて、最初に
電線ａを圧接するコネクタＣの端子Ｔを圧接ヘッド部４
の圧接刃Ｓの下方に位置づける。この位置決めは、予め
設定したプログラムにより行われる。

【００２４】次に、予めプログラムで設定した最初の電
線ａを電線供給部２から少し送り出し、その先端部をＡ
端チャック３２で挟持し〔図３（ａ）参照〕、電線ａを
さらに送り出しつつ、旋回アーム３０を旋回させてＡ端
チャック３２を圧接ヘッド部４の前方に位置させる〔図
３（ｂ）参照〕。このとき、電線送り出し速度Ｖ₀ と旋
回速度Ｖ₁ が同一となるように制御されて、電線もつれ
等が防止される。

【００２５】そして、電線ａの送りを止め、図４及び図
５に示すように、Ａ端チャック３２から突出した電線ａ
の先端部を線癖矯正チャック４７で挟み、このチャック
４７を電線ａの被覆表面に沿って引張方向に滑らせなが
ら後退させ、電線ａの曲がり癖を直線状態に矯正する。

【００２６】このとき、線癖矯正チャック４７が電線ａ
を挟んでいるか否かを開閉センサで検出することによ
り、圧接に対して電線ａの出代が十分か不十分かをプロ
グラムで判定する。

【００２７】続いて、圧接ヘッド部４の圧接刃ＳをＡ端
チャック３２と共に下降させ、電線ａの先端部を所定の
コネクタＣの端子Ｔの溝に圧入する。この圧入高さは、
サーボモータ４０の制御プログラムにより、予め最適値
に設定しておく。そして、この圧入高さをリニアスケー
ル４４で計測すると共に、圧入抵抗をロードセル４５で
計測し、圧接状態の良否をプログラムで判定する。

【００２８】一方、この圧接と並行して、電線供給部２
の前方で静止している電線ａを支持バー２３で支持しつ
つ、Ｂ端チャック３３で把持し、鋏２２を前進させて、
Ｂ端チャック３３の後方で電線ａを所要長に切断する
〔図３（ｂ）参照〕。

【００２９】そして、Ａ端の圧接終了後、旋回アーム３
１を旋回させてＢ端チャック３３を圧接ヘッド部４の前
方に位置させると共に、Ａ端チャック３２による電線ａ
の挟持を解除し、旋回アーム３０を旋回アーム３１と同
時に逆方向に旋回させ、Ａ端チャック３２を電線供給部
２の前方に位置づける〔図３（ａ）参照〕。また、パレ
ットＰをプログラムの設定に従って移動させ、この電線
ａを圧接するＢ端のコネクタＣの端子Ｔを圧接ヘッド部
４の圧接刃Ｓの下方に位置づける。

【００３０】次に、圧接ヘッド部４の圧接刃ＳをＢ端チ
ャック３３と共に下降させ、電線ａの後端部をＢ端の所
定のコネクタＣの端子Ｔの溝に圧入する。この圧入高さ
もＡ端側と同様、サーボモータ４０の制御プログラムに
より予め最適値に設定しておき、また、圧入に際し、圧
入高さをリニアスケール４４で、圧入抵抗をロードセル
４５でそれぞれ計測して、圧接状態の良否をプログラム
で判定する。

【００３１】Ｂ端の圧接中、電線供給部２は、次に圧接
する電線ａの送り出し動作を行っており、上述ような圧
接動作を全ての電線ａについて繰り返すことにより、図
８に示すような配索が完了する。

【００３２】その後、パレットＰとキャッリッジ１２ａ
との係合を解除し、代わってパレットＰにキャッリッジ
１２ｂを係合させ、このパレットＰをカバー実装部５の
下方まで移動させる。

【００３３】そして、図６に示すように、端子カバーＬ
をカバー把持チャック５０で掴んで持ち上げ、前方へ移
動させて対応するコネクタＣに被せる。この動作を各コ
ネクタＣについて順次行うと、ワイヤーハーネスＷが完
成する。

【００３４】ここで、端子カバーＬを装着する際、端子
カバーＬのコネクタＣからの高さをリニアスケール５１
で計測し、その値と許容値とをプログラムで比較して、
装着状態の良否を判定する。そして、良品のみを製品と
して出荷する。

【００３５】なお、電線ａの圧接後、端子カバーＬの装
着に先立ち、電線ａの圧入高さをレーザーセンサにより
計測し、全電線ａの圧入高さが許容公差内に収まってい
るコネクタＣにのみ端子カバーＬを被せるようにする
と、圧接不良の製品の補修に際して、端子カバーＬを外
す手間を省くことができる。

【００３６】上記実施形態は、調尺ロール２０の駆動用
モータ２４と旋回アーム３０の駆動用モータ３６を同期
させたが、調尺ロール駆動用モータ２４に旋回アーム用
駆動モータ３６を追従（連動）するように制御して、電
線送り出し速度Ｖ₀ と旋回速度Ｖ₁ を一致させるように
してもよい。このとき、同期作用を併用することがで
き、また、サーボモータ以外のモータも使用し得る。

【００３７】また、実施形態は対の旋回アーム３０、３
１を有するものであったが、上述の特願平１０−３３７
２４９号等に記載のごとく、一本の旋回アームによって
Ａ端とＢ端の両者を移動するものにおいても、そのＡ端
の移載機構にこの発明を採用し得る。

【００３８】

【発明の効果】この発明は、以上のように電線調尺速度
と旋回速度を一致させるようにしたので、電線移載時の
電線もつれやチャックからの電線抜けが生じにくく安定
した電線移載作用を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を示す全体斜視図

【図２】同上の電線供給部の概略斜視図

【図３】（ａ）同上の電線セット部の一状態を示す平面
図 （ｂ）同上の他の状態を示す平面図

【図４】同上の圧接ヘッド部の下部右側面図

【図５】同上の線癖矯正チャックの動作を示す概略斜視
図

【図６】同上のカバー実装部の動作を示す概略斜視図

【図７】同上の調尺ロールと旋回アームの駆動制御図

【図８】ワイヤーハーネスの一例を示す模式平面図

【図９】コネクタ端子への電線圧接を示す斜視図

【図１０】端子カバーを装着したコネクタの斜視図

【符号の説明】

１ パレット送り部 ２ 電線供給部（電線調尺機） ３ 電線セット部（電線移載機） ４ 圧接ヘッド部（電線圧接機） ５ カバー実装部 ２０ 調尺ロール ２４ 調尺ロール駆動用サーボモータ ２８ 同期制御器 ３０、３１ 旋回アーム（旋回ハンド） ３２ Ａ端チャック ３３ Ｂ端チャック ３６ 旋回アーム駆動用サーボモータ ４７ 線癖矯正チャック ５０ カバー把持チャック Ｓ 圧接刃 Ｃ コネクタ Ｌ 端子カバー ａ 電線 Ｐ パレット

フロントページの続き (72)発明者 米谷 敏夫 名古屋市南区菊住一丁目７番10号 株式会 社ハーネス総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5E051 JA01 JB03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電線調尺機２の電線送り出し口から圧接
   機４の圧接部に電線端を旋回ハンド３０で挟持して移載
   するワイヤーハーネス製造における電線移載装置であっ
   て、 上記電線調尺機２と旋回ハンド３０を電動機２４、３６
   によりそれぞれ駆動し、その両電動機２４、３６を、調
   尺速度Ｖ₀ と旋回速度Ｖ₁ が一致するように制御するよ
   うにしたことを特徴とするワイヤーハーネス製造におけ
   る電線移載装置。
2. 【請求項２】 上記両電動機２４、２６をそれぞれサー
   ボモータとして、その両サーボモータ２４、２６を電気
   的に同期させて、調尺速度Ｖ₀ と旋回速度Ｖ₁ が一致す
   るようにしたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ
   ーハーネス製造における電線移載装置。
3. 【請求項３】 上記電線調尺機用電動機２４に旋回用電
   動機３６を連動させて、調尺速度Ｖ₀ と旋回速度Ｖ₁ が
   一致するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
   ワイヤーハーネス製造における電線移載装置。
4. 【請求項４】 上記両電動機２４、３６をそれぞれサー
   ボモータ２４、３６として、その両サーボモータ２４、
   ３６を電気的に連動させるとともに同期させて、調尺速
   度Ｖ₀ と旋回速度Ｖ₁ が一致するようにしたことを特徴
   とする請求項１に記載のワイヤーハーネス製造における
   電線移載装置。
5. 【請求項５】 ワイヤーハーネスの両端のうち、一方を
   Ａ端、他方をＢ端とし、Ａ、Ｂ各端のコネクタＣの端子
   Ｔへ電線ａを圧接する際、電線調尺機２の電線送り出し
   口から圧接機４の圧接部への電線ａの搬送を、Ａ、Ｂ各
   端にそれぞれ対応した２つのチャック３２、３３で行
   い、かつ、前記Ａ、Ｂ各端のチャック３２、３３を支持
   する旋回ハンド３０、３１が、電線調尺機２の電線送り
   出し口と圧接機４の圧接部との間を逆方向に旋回するワ
   イヤーハーネス製造における電線移載装置において、 上記電線調尺機２から送り出される電線端を挟持するチ
   ャック３２の旋回ハンド３０に請求項１乃至４のいずれ
   か一つの移載装置を採用したことを特徴とするワイヤー
   ハーネス製造における電線移載装置。
6. 【請求項６】 電線調尺機２と、電線圧接機４と、その
   電線調尺機２の電線送り出し口から電線圧接機４の圧接
   部に電線端を移載する電線移載機３とから成る圧接装置
   において、その電線移載機３に請求項１乃至４のいずれ
   か一つに記載の電線移載装置を採用したことを特徴とす
   るワイヤーハーネス製造における圧接装置。