JP5113382B2 - 圧着工具の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は，圧着工具の検査装置に関する。

電気配線材と電気接続用の圧着端子の接続のために，従来より手動圧着工具が用いられている。かかる手動圧着工具の例を，図１に図示する。図１（Ａ），１（Ｂ）に示す，異なる形態は，電気配線材の電気容量に対応した圧着端子の大きさによって，使い分けられる。

基本的にこれらの手動圧着工具の作用は共通である。ハンドル１を握ることにより加えられる握力が，テコの作用によりダイス先端部２に加えられる圧着力に変換される。これにより，ダイス先端部２に位置づけられた電気配線材を通した圧着端子をかしめて，電気配線材と圧着端子を圧着接続することができる。

図２は，ダイス先端部２とダイス先端部２に形成される間隙に位置づけられた電気配線材を通した圧着端子の状態の断面を部分拡大して示す図である。ダイス先端部２は，心線部ダイス２１と被覆部ダイス２２を有し，心線部ダイス２１と被覆部ダイス２２の上下間に圧着端子１０を位置づける。さらに，電気配線材の被覆部１１の先端部を皮むきされた心線部１２が，ストッパー部１３に突き当たるまで圧着端子１０に挿入される。

この状態で，ハンドル１を握ることにより上下の心線部ダイス２１と被覆部ダイス２２により圧着端子１０が押しつぶされて，電気配線材と圧着端子１０が圧着接続される。

図３は，圧着端子１０の本体部１０ａが押しつぶされて，電気配線材の心線部１２が，圧着端子に接続されている状態を示す。

ここで，圧着端子１０と電気配線材の心線部１２との接続が完全であることが，電気配線を施される電気機器，電気設備等における信頼性に大きく影響する。

一方，図１に例示した手動圧着工具は，長年の使用によりハンドル荷重が変化し，心線部ダイス２１と被覆部ダイス２２の上下間に形成される間隙の大きさが変化して，圧着力が悪くなる。これにより，圧着端子１０と電気配線材の心線部１２との接続不具合が生じ信頼性に影響を与えるおそれが生じる。

したがって，かかる状態を早期に検知して，手動圧着工具を調整することが必要である。これまで，手動圧着工具が規格に合格しているか否かの判定は，例えば図４に示すように指定ゲージを用いて行われていた。

すなわち，図４は，手動圧着工具のダイス部を拡大して示す図である。ハンドル１を握ってダイス先端部２を密着させた状態である。限界栓ゲージ４は，両端に径の異なるＧＯゲージ及びＮＯ−ＧＯゲージを有している。線４ａによりＧＯゲージ側及びＮＯ−ＧＯゲージ側を判別可能にしている。

ダイス先端部2を密着させた状態で形成される上下の心線部ダイス２１と被覆部ダイス２２の間隙をＧＯ側ゲージが通過し，ＮＯ−ＧＯ側ゲージが通過しない場合を合格とし，ＧＯ側ゲージが通過しない場合，あるいはＧＯ側ゲージとＮＯ−ＧＯ側ゲージの両方が通過する場合は，不合格とされる。

図５は，図１に示した手動圧着工具のハンドル１をエアーで加圧するように構成した圧着工具の概念構成を示す図である。図５において，１００は圧着工具の圧着機本体部であり，１１０はエアー圧力プランジャーである。

エアー圧力プランジャー１１０と圧着機本体部１００は，着脱可能であり，複数種の圧着機本体部１００に対して同じ圧力プランジャー１１０を共用することが可能である。

圧力プランジャー１１０は，圧力の増減により伸縮するプランジャーを有し，圧着機本体部１００とリンク機構によるテコの作用によりダイス先端部２に圧着力を与えることができる。

図１に示す手動圧着工具に対し，図５の圧着工具は，製造ラインに敷設され，エアーにより圧力プランジャー１１0を駆動して圧着処理を行うに適している。

かかる図５に示す圧着工具も上記図１の手動圧着工具について説明した使用経年による圧着不具合が生じることは同様である。したがって，図５に示す圧力プランジャー１１を備えた圧着工具が規格に合格しているか否かの判定が同様に必要である。

一方，これまで，圧着工具に関連する試験装置を自動化する技術として特許文献１，２に記載された技術がある。これは，いずれも圧着端子の圧着部を撮影し，その画像を解析して圧着状態を判定するものである。
特開平１１−１０１６２２号公報 特開２００４−１２７７９０号公報

上記のように，図１の手動圧着工具あるいは，図５のエアー圧着工具（以下これらを共通に単に圧着工具と呼ぶ）のダイス先端部２の性能検査において，圧着性能を数値的に測定する技術は存在しておらず，限界栓ゲージ４を使用し，熟練者による感覚的な判断で判定が行われていた。

この場合，圧着端子１０の大きさに対応して圧着工具が用意されるが，限界栓ゲージ４も圧着端子１０の大きさに対応する圧着工具に対応して用意することが必要であった。

さらに，ダイス先端部2を密着させた状態でＧＯ側ゲージ及びＮＯ−ＧＯ側ゲージの通過あるいは不通過により状態を判定するので，手動圧着工具にあってはハンドル１の握り圧力の具合によりダイス先端部2の間隙の大きさが変わり，これにより適正な判定が困難となる。

このため，これまでは熟練者により工具点検が行われ，測定結果が手動による官能検査となり数値化されていなかった。これにより，熟練者の確保が十分でない場合は，十分な検査実施が困難となり，結果として圧着端子と電気配線材との接続品質にばらつき，あるいは品質劣化を生じるおそれがあった。

また，上記したように，圧着工具は複数種が存在する。したがって，本発明の目的は，複数種の圧着工具の検査を可能とし，且つ熟練者を必要としないで均一な測定結果を得ることを可能とする圧着工具の検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の一側面は，接続導線を挿入した圧着端子を一対の圧着ブレード間で圧着して接続する圧着工具の検査装置である。

検査装置は，圧着工具の一対の圧着ブレードの一方の側面に沿って移動するように配置される接触子と，前記接触子の移動量を検知するセンサーと，前記センサーにより検知される接触子の移動量から前記一対の圧着ブレード間の間隙の大きさを求め，求められた前記一対の圧着ブレード間の間隙の大きさを表示するアンプユニットを有する。

圧着ブレード間の間隙の大きさを表示することにより検査者の感覚に頼らずに正確に圧着ブレード間の間隙の大きさを認知することが可能である。

さらに，前記構成において，前記一対の圧着ブレードの先端間が閉じた状態の時に検知される前記センサーの出力値を基準値とする。そして，前記一対の圧着ブレード間に圧着端子を挿入して再度前記一対の圧着ブレードを閉じた時に検知される前記接触子の前記基準値に対しての移動量の大きさが所定の公差値の範囲内か否かにより前記一対の圧着ブレードを有する圧着工具の良否を判定が可能となる。

また，前記において，前記センサーは，磁界を発生する一次コイルと，前記接触子に連結し，前記一次コイル内に挿入されるコアと，更に前記コアの挿入量の大きさにより変化する前記一次コイルのインピーダンス変化に対応する信号コイル電流を検知する二次コイルを有するセンサーにより実現できる。

さらに，前記接触子と前記一対の圧着ブレードとの関係において，前記接触子が前記一対の圧着ブレードの一方の側面に直接接触するように配置する構成が可能である。

また，別の態様として，支点ピンに支持されたセンサーレバーを有する。そして，前記支点ピンを基準に前記センサーレバーの一方側の先端部に前記接触子が接触し，前記センサーレバーの他方側の先端部が前記一対の圧着ブレードの一方の側面に接触するように構成することも可能である。

本発明の上記特徴により圧着工具の性能を作業者の感覚に頼らずメータ表示及び合格ランプの点灯有無の確認のみで，性能合否を判定することが出来る。

また，複数種の圧着工具のそれぞれに対応して，検査を迅速に行うことが可能である。

以下に図面に従い，本発明の実施の形態例を説明する。

図６は，本発明に従う圧着工具（ダイス）の検査装置の実施の形態例を示す図である。

図６において，図６Aは圧着工具の圧着機本体部１００に本発明に従う検査装置のセンサー部を取り付けた状態平面図を示す図である。また，図６Ｂは，図６Ａを右方向から見た図であり，更に，検査装置のコントロールボックス４２が図示されている。

図６Aにおいて，ダイス部は，エアー圧着機本体１００にダイスセットピン３４を介して圧着ダイスブラケット３２と圧着ブレード３３が順次リンク接続されて構成されている。

一方，検査装置のセンサー部は，エアー圧着機本体１００にネジ止めされたセンサーブラケット３５を有し，これにスペーサー３６を介してセンサーホルダー３７が設けられている。

さらに，センサーホルダー３７に接触子３８を先端に有する接触式デジタルセンサー３９が保持されている。

ここで，接触式デジタルセンサー３９は，一次側コイルとして磁界発生用コイルと，二次コイルとして検出コイルを有する。さらに，磁界発生用コイルに挿入されるコアを有している。

原理的動作として，磁界発生用コイルに所定レベルの信号電流を流した状態で磁界発生用コイルに挿入されるコアの挿入量を変化させる。コアの挿入量の大きさによりコイルのインピーダンスが変化する。したがって，二次コイルである検出コイルで検出される検出電流レベルがこれに対応して変化する。

これにより検出コイルで検出される信号レベルの大きさからコアの挿入量，即ち接触子３８の移動量を求めることができる。

図６に戻り説明すると，接触式デジタルセンサー３９の接触子３８は，接触式デジタルセンサー３９に挿入されるコアに連結している。そして，接触子３８は圧着ブレード３３の側面に沿った状態で位置づけられている。

したがって，圧着ブレード３３が開いた状態であると，接触式デジタルセンサー３９に挿入されるコアの挿入量が最大となり，閉じた状態ではコアの挿入量が最小となる。

かかる動作から，検出コイルにより検出される検出電流がセンサーケーブル４１を通してコントロールボックス４２に入力される。

コントロールボックス４２において，センサーケーブル４１を通して入力される圧着ブレード３３が閉じた状態での検出電流数値を所定の基準値と比較して，圧着工具の状態を検査することができる。

コントロールボックス４２は，正面パネル側に，アンプユニット４３，リセットボタン４４及び，電源スイッチ４５を有している。

かかるコントロールボックス４２における信号処理については，後に再度詳細に説明する。なお，図６Ｂにおいて，接触式デジタルセンサー３９の上部にある判定信号ＬＥＤ４０は，検査が終了したときにコントロールボックス４２から送られる信号により点灯され，操作者に検査の結果を認識させることができる。

図７は，図６の実施例における圧着工具に対し，検査装置のセンサー部の取り付け構造を水平方向に変えた実施例を示している。かかる実施例では，センサー接触子３８が圧着ブレード３３の側面に触れることができないために，支点ピン４７に軸支されるセンサーレバー４６を設けている。

さらに，図７Ａは圧着ブレード３３が閉じた状態，図７Ｂは圧着ブレード３３が開いた状態を示している。

かかる状態図において，圧着ブレード３３が開いた状態と閉じた状態の変化において，センサーレバー４６を介してセンサー接触子３８が移動して，図６に示した実施例と同様に圧着ブレード３３の状態を測定することができる。

ここで，圧着ブレード３３が閉じた状態（開口量＝０）から開口したときの開口量をＡとすると公差範囲でＡ＝6 mmである。その時のセンサー接触子３８の移動量を測定時のタイムラグ及び摩耗を考慮して2 mmに設定した。

かかる関係を満たすように，センサーレバー４６の長さ，及び支点ピン４７の位置即ち，レバー比を設定した。ちなみに，図７に示す実施例では，Ｃ：Ｄ＝３０：１２であった。

コントロールボックス４２は，かかるセンサー接触子３８の移動量2 mmが得られるか否かを判定する。

図８は，更に図６，図７に示した圧着工具と異なる形態の圧着工具に対し，検査装置のセンサー部の取り付け構造を示している。図７と同様部には同じ参照番号を付しているので同様の説明は省略する。

なお，図８の実施例において，ダイス先端の開閉の動きをセンサー接触子３８に伝えるためのセンサーレバー６について図７の実施例と同様に考慮して設定を行った。

図８に実施例においては，センサー接触子３８の移動量をより小さく0.8mmに設定した。

この時，レバー比は，図７の実施例と同じにＣ：Ｄ＝３０：１２とすると，センサー接触子３８の移動量は，平均０．８ｍｍであった。これにより，図７の実施例に比較してより小さいタイムラグが得られている。

図９は，コントロールボックス４２の回路構成例を示す図である。

図１０は，本発明の検査装置の動作フロー図である。図１０を参照して，図９の動作を説明する。

コントロールボックス４２の電源スイッチＰＳＷが投入される（ステップＳ１）と，ＤＣアダプタ６０により電力パワーが供給され，アンプユニット５０がＯＮ状態にされる（ステップＳ２）。

検査対象とする圧着工具のエアー圧着機本体１００をエアー圧力プランジャー１１０にセットする。このとき，圧着端子及び接続電線はセットされない。

この状態で，操作者は，図示していないフットスイッチをＯＮにする（ステップＳ２）と，エアー圧力プランジャー１１０によりエアー圧着機本体１００にエアー圧が供給され，ダイス部の圧着ブレード３３が全閉状態にされる（ステップＳ４）。

このとき，接触子３８の移動量が主回路５１で計測され，コントロールボックス１２の表面パネルにデジタル表示される（ステップＳ５）。

この時，圧着ブレード３３が全閉であり，理論的に計測値として“０”が表示されるべきであるが，圧着工具のそれぞれの特性に依存してオフセットが生じる。

したがって，検査対象とする圧着工具に対して，オフセットを考慮した基準値を設定するべく，リセットスイッチＲＳＷをＯＮにして，アンプユニット４２の表示を“０”にリセットする（ステップＳ５Ａ）。

これにより，アンプユニット４２の表示が“０”になる（ステップＳ６）。

ついで，操作者はフットスイッチをＯＦＦにして（ステップＳ７），圧着ブレード３３を開いた状態にする。これにより，圧着端子と接続電線を圧着ブレード３３間にセットすることが可能になる（ステップＳ８）。

圧着端子と接続電線を圧着ブレード３３間にセットした状態で，フットスイッチをＯＮにすると（ステップＳ９），エアー圧着機本体１００にエアー圧が供給され，ダイス部の圧着ブレード３３が再度閉じる方向に駆動される（ステップＳ１０）。

これにより，圧着ブレード３３間の圧着端子と接続電線が圧着される（ステップＳ１１）。同時に，接触式デジタルセンサー３９により測定される測定値が，アンプユニット４３により表示される（ステップＳ１２）。

この時，アンプユニット４３は，測定値が予め定めた公差範囲内であるか否かを判定する。公差範囲内であれば，接触式デジタルセンサー３９のヘッド部にある判定信号ＬＥＤ４０を緑色に点灯する（ステップＳ１３）。同時に，検査終了を通知するブザー５４を鳴動して（ステップＳ１４），良品確認処理を行う（ステップＳ１５）。良品確認処理として圧着ブレード３３を開放してエアー圧力プランジャー１１０から圧着工具のセットを解除する。

継続して他の圧着工具の検査を継続する場合（ステップＳ１５Ａ，Ｙ）は，新たな検査対象の圧着工具をエアー圧力プランジャー１１０にセットしてステップＳ３に戻る。

一方，ステップＳ１２で測定された値が公差範囲外であるときは，接触式デジタルセンサー３９のヘッド部にある判定信号ＬＥＤ４０を赤色に点灯する（ステップＳ１６）。

これにより操作者は，検査対象の圧着工具は，不良領域にあると判断して（ステップＳ１７），工具を確認し，調整する（ステップＳ１８）。調整によって対応できなければ，修理が必要であるものとして処理する（ステップＳ１９）。

一方，調整によって対応可能と判断されれば，再確認のためにステップＳ３に戻り，先に説明したステップＳ３以降の検査処理を実行して，状態を確認する。

図１１は，本発明の検査装置の効果を確認するための検証データである。

検査サンプルとして同じ型の５つの圧着工具（ダイス）を用意した。それぞれの状態は，第１のサンプルは正常品，第２のサンプルはブラケットピンに摩耗が少しあるもの，第３のサンプルはブラケットピンの摩耗が多くあるもの，第４のサンプルはブラケットにひび割れがあるもの，そして第５のサンプルはリンク摩耗ありがたが大きいものである。

測定結果の公差範囲±０．１ｍｍをとしたとき，第１から第３のサンプルが公差範囲内にあり，第４及び第５のサンプルが公差範囲外となり不良品と判定された。

このとき，圧着された端子の圧着高さは，良品である第１のサンプルデータは，２．８０ｍｍであった。

これに比較して，図１１に示すように第２〜第５のサンプルによる端子の圧着高さは，それぞれ２．９５，２．９８及び３．００となり，正常なサンプルの値に対し誤差が大きくなることが示されている。

したがって，本発明を適用する検査装置により的確に圧着工具の良・不良を容易に判定することができることが理解できる。

本発明により，圧着工具（ダイス）の性能を作業者の感覚に頼らずメータ表示及び合格ランプの点灯有無の確認のみで，性能合否を判定することが出来る。

よって，熟練者に依存することなく点検の信頼性を高めることが出来，製品の信頼性向上と，コスト削減を可能に出来，産業上寄与するところ大である。

手動圧着工具の例を示す図である。 ダイス先端部２と，ダイス先端部２に位置づけられた間隙に位置づけられた電気配線材を通した圧着端子の状態の断面を部分拡大して示す図である。 圧着端子１０の本体部１０ａが押しつぶされて，電気配線材の心線部１２が，圧着端子に接続されている状態を示す図である。 指定ゲージを用いる手動圧着工具が規格に合格しているか否かの判定を説明する図である。 図１に示した手動圧着工具のハンドル１をエアーで加圧するように構成した圧着工具の概念構成を示す図である。 本発明に従う圧着工具の検査装置の実施の形態例を示す図である。 図６の実施例における圧着工具に対し，検査装置のセンサー部の取り付け構造を水平方向に変えた実施例を示す図である。 図６，図７に示した圧着工具と異なる形態の圧着工具に対し，検査装置のセンサー部の取り付け構造を示す図である。 コントロールボックスの回路構成例を示す図である。 本発明の検査装置の動作フロー図である。 本発明の検査装置の効果を確認するための検証データである。

符号の説明

１００ 圧着工具の圧着機本体部１１０は
１１０ エアー圧力プランジャー
２ ダイス先端部
３２ 圧着ダイスブラケット
３３ 圧着ブレード
３４ ダイスセットピン
３５ センサーブラケット
３６ スペーサー
３７ センサーホルダー
３８ 接触子
３９ 接触式デジタルセンサー
４０ 判定信号ＬＥＤ
４１ ダイス先端部
４２ コントロールボックス
４３ アンプユニット
４４ リセットボタン
４５ 電源スイッチ

Claims (5)

1. 接続導線を挿入した圧着端子を一対の圧着ブレード間で圧着して接続する圧着工具の検査装置であって，
   圧着工具の一対の圧着ブレードの一方の側面に沿って移動するように配置される接触子と，
   前記接触子の移動量を検知するセンサーと，
   前記センサーにより検知される接触子の移動量から前記一対の圧着ブレード間の間隙の大きさを求め，求められた前記一対の圧着ブレード間の間隙の大きさを表示するアンプユニットを，
   有することを特徴とする圧着工具の検査装置。
2. 請求項１において，
   前記一対の圧着ブレードの先端間が閉じた状態の時に検知される前記センサーの出力値を基準値として，前記一対の圧着ブレード間に圧着端子を挿入して再度前記一対の圧着ブレードを閉じた時に検知される前記接触子の移動量の大きさが所定の公差値の範囲内か否かにより前記一対の圧着ブレードを有する圧着工具の良否を判定可能とすることを特徴とする圧着工具の検査装置。
3. 請求項１又は２において，
   前記センサーは，磁界を発生する一次コイルと，前記接触子に連結し，前記一次コイル内に挿入されるコアと，更に前記コアの挿入量の大きさにより変化する前記一次コイルのインピーダンス変化に対応する信号コイル電流を検知する二次コイルを有することを特徴とする圧着工具の検査装置。
4. 請求項１において，
   前記接触子が前記一対の圧着ブレードの一方の側面に直接接触するように配置されることを特徴とする圧着工具の検査装置。
5. 請求項１において，
   支点ピンに支持されたセンサーレバーを有し，前記支点ピンを基準に前記センサーレバーの一方側の先端部に前記接触子が接触し，前記センサーレバーの他方側の先端部が前記一対の圧着ブレードの一方の側面に接触するように構成されることを特徴とする圧着工具の検査装置。

Images