JPH11214111A - 電線圧接適否検出機能を備えた圧接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧接コネクタ内の電線有無の検出が精度よく
行えるようにすることにある。 【解決手段】 光ファイバセンサ２の投光口２ａ側を圧
接刃１の下縁の近傍内部に埋め込み、圧接刃１の側面か
ら投光口２ａを覗かせる。投光方向は、コネクタＣのキ
ャビティＶ内に配設されるべき電線ａの配設面ｂに直交
し、かつ、電線ａの軸心ｃを通過するようにする。これ
に加え、その投光口２ａと、配設されるべき位置の電線
ａの表面との距離ｄは、電線表面の色の違いによる光の
反射率に差が生じないような距離とする。このように、
センサ２を圧接刃１に取り付けたので、センサ２に対し
て反射光が効率良く密に受光され、精度の高い検査が行
え、電線表面の色の違いによる誤判定のおそれもない。

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、圧接コネクタの
電線の圧接の適否を、検査対象部に光センサから光を投
光して、その反射光を受け、その量を検査することによ
って判定する電線圧接適否検出機能を備えた圧接機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車内の電装品間は、例えば、図７
（ａ）に示すワイヤーハーネスＷによって電気的に接続
される。このワイヤーハーネスＷは、各コネクタＣ間を
絶縁被覆電線ａ（以下、単に電線ａという）によって接
続したものであり、その電線ａのコネクタＣへの接続の
一例として、図７（ｂ）に示すように、コネクタＣに電
線ａを圧接し、そのコネクタＣにカバーＤを被せて一体
に固定するものがある。

【０００３】その圧接工程は、図８に示すように、コネ
クタＣのキャビティＶ内に予め配設された圧接端子Ｔの
溝Ｕに、圧接刃１で電線ａを圧入する。この圧入は、図
９に示すような圧接機２０を用いて行われる。

【０００４】この圧接機２０は、垂直なフレーム１１に
沿って昇降する昇降ブロック１２を有し、その昇降ブロ
ック１２の下部に圧接刃１が取り付けられている。前記
フレーム１１には、上板１６が水平に突設されており、
その上板１６の上面にサーボモータ１４が固定されてい
る。昇降ブロック１２は、そのサーボモータ１４によ
り、上板１６と下板１７の間に設けられたガイド軸１８
に沿って昇降し、昇降ブロック１２が下死点に達した時
にコネクタＣに電線ａが圧接される。

【０００５】この圧接工程において、圧接が行われる
前、電線ａが圧接端子の溝の位置に仮置きされる際に、
図１０に示すように、機械の振動や電線のたるみａ’等
によって電線ａがずれると、キャビティＶに電線ａが入
らなかったり、そのずれた電線ａが隣接するキャビティ
Ｖに入ったりして、圧接刃１を下降させた際、空打ちや
重ね打ちを起こしたりすることがある。

【０００６】そのため、圧接が終了した後、コネクタＣ
にカバーを装着する前に、キャビティＶ内に電線ａが正
しく圧接されているか否かを検査する必要があるが、そ
の検査方法の一例として、以下に示すような、光ファイ
バセンサを用いた方法がある。

【０００７】この方法は、圧接刃１が下死点にある時
の、その圧接刃１の近辺に光の投光口がくるように光フ
ァイバセンサを設けておき、その光ファイバセンサか
ら、コネクタＣ内の電線ａが配設されるべき予定位置に
光を当て、その反射光の光量を検出して、電線ａが存在
する場合の値と比較して電線ａの圧接の適否を判定する
ものである。光ファイバセンサの設置は、圧接機２０と
は別体にする場合もあるが、圧接機２０の前記昇降ブロ
ック１２等に取り付けたりしている。なお、比較すべき
光量は予め記憶装置等に設定しておく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
ファイバセンサを用いた検査方法では、以下に示すよう
な問題がある。

【０００９】すなわち、電線ａに光を当てる際、図１１
に実線で示したセンサ２のように、その軸心２ｃが電線
ａの軸心ｃと重なるような位置にあれば、例えば、その
軸心２ｃから投光された光Ｌ₁ の反射光Ｌ₂ はセンサ２
に戻るが、電線ａは表面が曲面であるので、センサが一
点鎖線で示した２’の位置にずれると、前記軸心２ｃか
らの投射光Ｌ₁ に対応する軸心２’ｃからの投射光Ｌ₁₁
の反射光Ｌ₁₂は図のように傾き、センサ２’に戻る光が
少なくなって、正しい位置に圧接された電線ａでも、電
線無し、と誤判定されるおそれがある。

【００１０】また、光は被照射物の色が異なると反射率
が異なるので、同じ判定基準のまま色の異なる電線ａの
有無を判定しようとすると、予定量の反射光が返って来
ないので、これまた誤判定をすることになる。例えば、
黒の面は光を吸収し、白の面に比べて反射率が小さいの
で、判定対象が白色の電線ａであった後に、黒色の電線
ａが検出ラインに流れて来た場合、白色の場合と同じ判
定基準で検出した場合には、白色の場合の量の反射光が
返ってこないので、電線無しと誤判定されることにな
る。

【００１１】特に、自動車用ワイヤーハーネスに用いら
れる絶縁電線は、その外皮の色が多種あるので、電線の
有無の検査中に、このような電線表面の色の違いに基づ
く誤判定が起こりやすい。

【００１２】従って、電線の圧接の適否だけでなく、色
の判定も併せて行う検査を行えばよいが、そのための装
置が別途必要となって装置が大型化し、また、高価とな
る。

【００１３】そこで、この発明の課題は、上記のような
問題を解消し、光センサを用いた圧接コネクタの電線圧
接適否の検査が精度よく行えるようにすることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の圧接機は、上記光センサを上記圧接刃に
取り付けるようにしたのである。

【００１５】このようにしたことにより、光センサを圧
接刃以外に取り付けた場合に比べ、投光位置が検査対象
の電線表面に近づくので、反射光を効率的に密に受ける
ことができ、検査精度が高まる。また、投光位置が電線
表面に近づくことにより、電線表面の色の違いによる光
の反射率の差が押さえられ、電線表面の色の違いによる
誤判定が抑制される。

【００１６】その際、光センサを圧接刃に埋め込んで取
り付けるようにすれば、例えば、ねじ止めで取り付けた
場合のように、圧接刃表面に突起が存在することがない
ので、圧接刃が周辺のものと干渉するおそれがなく、装
置もコンパクトになる。また、光センサの周囲が圧接刃
の壁で覆われるので、光センサ自身も外部のものと干渉
することがなく、傷がつくおそれがないので、装置の信
頼性が向上する。

【００１７】さらに、上記各構成において、光センサ
を、その軸心が上記圧接されるべき位置の電線の配設面
に直交し、かつ、電線の軸心を通過するようにすること
ができる（図３参照）。

【００１８】そのようにすれば、反射光をさらに効率よ
く密に受光でき、検査精度がさらに向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図を参照してこの発明の実
施の形態を説明する。図１乃至図５に、この発明の実施
形態の圧接機１０の一部を示し、この圧接機１０は、製
造ラインに立設された垂直なフレーム１１に沿って昇降
する昇降ブロック１２を有し、その昇降ブロック１２の
下部に圧接刃１が取り付けられている。

【００２０】前記フレーム１１には上板１６が水平に突
設されており、上板１６の上面にはサーボモータ１４が
固定されている。サーボモータ１４の回転軸１５はその
上板１６の貫通穴１６ａを通って、下方にある前記昇降
ブロック１２のボールナット１３にねじ通しされてい
る。また、上板１６の四隅には昇降ブロック１２のガイ
ド軸１８が垂設されており、ガイド軸１８は昇降ブロッ
ク１２のガイド穴１２ｈに挿通され、その下端は、前記
上板１６に対向して配設された下板１７に固定されてい
る。昇降ブロック１２はサーボモータ１４の回転軸１５
の回転により、前記ガイド軸１８を摺動しながら昇降す
る。図２はこの昇降ブロック１２が上死点の位置にある
場合、図３は下死点にある場合を示している。

【００２１】圧接刃１は、昇降ブロック１２下部の圧接
刃ホルダ１９に取り付けられており、前記下板１７の貫
通穴１７ａを通り、厚み方向を図２、図３の紙面の前後
方向に向けて複数並置されている。図中、Ｈはコネクタ
Ｃのハウジング、Ｔが圧接端子である。そして、各圧接
刃１の下縁の近傍内部に、幅方向、図の左下がりの向き
に電線有無検出用の光ファイバセンサ２が埋め込まれて
いる。センサ２の埋め込みは、圧接刃１に放電加工で穴
を空けて行う。

【００２２】この光ファイバセンサ２は、図示しないア
ンプ側から昇降ブロック１２の背面を通り、その後部下
面でその面に沿うように水平方向に向きを変え、圧接刃
１の背面側に達した後、その圧接刃１の背面に沿って下
降し、圧接刃１の下部において内部に進入する経路で配
設されている。途中、そのホルダ部２ｈが、前記昇降ブ
ロック１２の側面に位置するホルダ１２ａにゆるやかに
保持されているが、この実施形態の装置の検査対象とし
た自動車用ワイヤーハーネスＷは一つのコネクタＣに圧
接される電線ａの数が多く、例えば、この実施形態で例
示しているものも９本と多数であり、各圧接刃１に対応
する光ファイバセンサ２のホルダ部２ｈをそのまま幅方
向（図２および図３の左右方向）に一直線状に配設する
と大きな空間を占めて装置全体が大型化するので、図４
および図５に示すように、千鳥足状に配置して装置の小
型化を図っている。

【００２３】また、この光ファイバセンサ２は、圧接刃
ホルダ１９の背面においてもホルダ１９ａによってゆる
やかに保持されており、前記昇降ブロック１２背面のホ
ルダ１２ａによる保持とともに、圧接刃１の外部に出て
いる部分が圧接刃１の昇降に伴って容易に動かないよう
になっている。

【００２４】光ファイバセンサ２は圧接刃１に進入した
後、斜め下方に直進し、前側の側面から光の投光口２ａ
を覗かせた形になっている。その軸心２ｃは、図３
（ｂ）に示すように、コネクタＣのキャビティＶ内に配
設されるべき電線ａの配設面ｂに直交し、かつ、図３
（ｃ）に示すように、電線ａの軸心ｃを通過するような
形となっている。

【００２５】以上が、この実施形態の圧接機１０の構成
であり、次に、その作用を示すと、先ず、電線ａが圧接
位置に送られてきて、コネクタＣのキャビティＶに仮置
きされると、昇降ブロック１２が下降し、その下死点に
至って圧接刃１が電線ａを端子に圧接する。

【００２６】この時、昇降ブロック１２が上昇する前に
光ファイバセンサ２から投光して電線ａがあるべき位置
を照射する。

【００２７】光ファイバセンサ２に戻った反射光は、セ
ンサ２内の受光路を通り、光電変換により電流に変換さ
れ、図示しないアンプで増幅され、図示しないシーケン
サに取り込まれる。シーケンサでは、予め設定された正
規の位置の電線の場合の電流との比較を行う。

【００２８】検査の結果、電線ａが無しと判定されれ
ば、そのコネクタＣは不良品となり、圧接刃１を上昇さ
せた後、圧接台から取り出して廃棄する。

【００２９】その際、この圧接機１０では、光ファイバ
センサ２が圧接刃１に埋め込まれていて、確実に固定さ
れているので、圧接刃１が繰り返し昇降しても振れるこ
とがない。また、周囲が圧接刃１の壁で覆われているの
で、外部の物体と干渉して傷がついたりするといったこ
ともない。従って、耐久性があり、検査の信頼性の高い
ものとなる。

【００３０】また、前記図３（ｂ）に示したように、光
ファイバセンサ２の軸心２ｃが、配設されるべき電線ａ
の配設面ｂに直交し、かつ、図３（ｃ）に示したよう
に、電線ａの軸心ｃを通過する配置になっているので、
前記図１１に実線で示した場合のように、センサ２に対
して反射光Ｌ₂ が効率良く密に受光され、精度の高い検
査が行える。

【００３１】さらに、図６に示すように、存在すべき位
置にある電線ａの表面と光の投光位置２ａとの距離ｄ
（図３（ｂ）参照）を前記図１１に示した場合より小さ
くすれば、センサ２の軸心２ｃが少しばかりずれても、
センサ２に戻る反射光Ｌ₂ の量は大きく減退せず、ま
た、近接させることにより、電線表面の色の違いによる
光の反射率の差が押さえられるので、電線表面の色の違
いによる誤判定がなくなる。

【００３２】なお、この実施形態では、光ファイバセン
サ２の埋め込み方向を図２や図３における左下がりの形
にして電線ａの前方の位置を捉えて判定するようにした
が、右下がりの配置にして電線ａの後方の位置を捉える
ようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】この発明の圧接機は、光ファイバセンサ
を圧接刃に取り付けたので、圧接コネクタ内の電線圧接
適否の判定が精度良く行え、信頼性の高い装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態を示す斜視図

【図２】実施形態の圧接機が上死点にある時の状態を示
す正面図

【図３】（ａ）に圧接刃が下死点にある時の状態を正面
で示し、（ｂ）に（ａ）の要部断面を示し、（ｃ）にセ
ンサの配設仕様を模式的に示した実施形態の圧接機の図

【図４】センサの保持状態を示す図

【図５】センサの保持状態を示す平面図

【図６】センサを電線表面に近接させた場合の利点を示
す模式図

【図７】（ａ）に全体を模式的に示し、（ｂ）にコネク
タ部が圧接で作製されるものを斜視図で示したワイヤー
ハーネスの図

【図８】圧接を示す模式図

【図９】従来例の圧接機を示す斜視図

【図１０】圧接工程における問題点を示す斜視図

【図１１】従来例の不具合を示す模式図

【符号の説明】

１ 圧接刃 ２ 光ファイバセンサ ２ａ 投光口 ２ｃ 光ファイバセンサの軸心 １０、２０ 圧接機 １２ 昇降ブロック １９ 圧接刃ホルダ Ｌ₁ 投射光 Ｌ₂ 反射光 ａ 電線 Ｃ コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 浩司 四日市市西末広町１番14号 住友電装株式 会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧接刃で端子に電線を圧接して形成され
   る圧接コネクタの、前記電線が圧接されるべき位置に光
   センサから投光して、その反射光を受け、電線の圧接の
   適否を検出する電線圧接適否検出機能を備えた圧接機に
   おいて、 上記光センサを上記圧接刃に取り付けたことを特徴とす
   る電線圧接適否検出機能を備えた圧接機。
2. 【請求項２】 上記光センサを上記圧接刃に埋め込んで
   取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の電線圧接
   適否検出機能を備えた圧接機。
3. 【請求項３】 上記光センサを、その光の軸心が上記圧
   接されるべき位置の電線の配設面に直交し、かつ、電線
   の軸心を通過するようにしたことを特徴とする請求項１
   又は２に記載の電線圧接適否検出機能を備えた圧接機。