JP2017518619A - ワイヤクランプを有する端子圧着機 - Google Patents

Abstract

端子（１２０）およびワイヤ（１２２）を受け取る圧着ゾーン（１０６）を画定する圧着ツール（１１４）を有する成端ツールを含む端子圧着機。圧着ツールは、端子をワイヤに圧着するために圧着ストロークの間作動される。端子圧着機は、圧着ゾーンの近くでワイヤを保持するワイヤクランプ（１１０）を含む。ワイヤクランプは、圧着工程中のワイヤの突き出しを可能にするために圧着の完了の前にワイヤを解放する。オプションとして、ワイヤクランプは、圧着ストロークの下死点の前にワイヤを解放することができる。ワイヤクランプは、端子がワイヤを部分的に維持した後、ワイヤを解放することができる。【選択図】図３

Description

本明細書の主題は、一般に、電気端子をワイヤに圧着するための端子圧着機に関する。端子圧着機は、長い間、様々なケーブルの高速大量成端を達成するためにコネクタ産業界において使用されている。端子圧着機がアプリケータと呼ばれる交換可能なツールアセンブリを有することが一般的な通例である。一般に、そのような端子圧着機はターミネータまたはプレスと呼ばれる。しかしながら、他のタイプの端子圧着機、例えば、リードメーカー、ベンチマシン、またはハンドクリッピングツールなどを同様に使用することができる。端子圧着機は、アンビルおよび可動ラムなどの圧着ツール（ｃｒｉｍｐ ｔｏｏｌｉｎｇ）を含む。可動ラムは、端子またはコネクタをワイヤの端部に圧着するために圧着ストローク中にアンビルに対して移動される。ワイヤは、典型的には、圧着操作の間ワイヤクランプによって保持される。

しかしながら、これらの既知の端子圧着機は、欠点がないわけではない。例えば、圧着中に、端子がワイヤ周りに押し縮められるとき、ワイヤの突き出しとして知られている現象が生じることがある。そのような突き出しは、アルミニウムワイヤを使用するときに問題である。その理由は、端子をアルミニウムワイヤに圧着するのに高い力が必要とされるからである。突き出しが生じると、ワイヤは長手方向に伸ばされる。そのような伸びのため、ワイヤは、端子におよびワイヤクランプに固定されるとき曲がるかまたはよじれる。曲げまたはよじれは、ワイヤの１つまたは複数の撚線を切断することなどによってワイヤを損傷することがある。ワイヤは、圧着工程が完了した後、ワイヤを手でまっすぐにすることなどによって再加工する必要がある。圧着工程中にワイヤを損傷しない端子圧着機への必要性が残っている。

この問題は、端子をワイヤに圧着する、請求項１に記載の端子圧着機によって解決される。端子圧着機は、端子およびワイヤを受け取る圧着ゾーンを画定する圧着ツールを有する成端ツールを含む。圧着ツールは、端子をワイヤに圧着するために圧着ストロークの間作動される。端子圧着機は、圧着ゾーンの近くでワイヤを保持するワイヤクランプを含む。ワイヤクランプは、圧着工程中のワイヤの突き出しを可能にするために圧着の完了の前にワイヤを解放する。オプションとして、ワイヤクランプは、圧着ストロークの下死点の前にワイヤを解放することができる。ワイヤクランプは、端子がワイヤを部分的に維持した後、ワイヤを解放することができる。

次に、添付図面を参照して、例として、本発明の実施形態を説明する。

端子をワイヤに圧着するために使用される成端ツールを有する端子圧着機の正面図である。 端子圧着機の側面図である。 解放位置の圧着ツールとアンクランプ位置のワイヤクランプとを示す端子圧着機の一部分を示す図である。 クリンピング位置の圧着ツールとクランプ位置のワイヤクランプとを示す端子圧着機の一部分を示す図である。 クリンピング位置の圧着ツールとアンクランプ位置のワイヤクランプとを示す端子圧着機の一部分を示す図である。

図１は、コネクタまたは端子をワイヤに圧着するために使用される成端ツール１０２を有する端子圧着機１００の正面図である。しかしながら、他のタイプの端子圧着機１００を使用することができる。図２は、端子圧着機１００の側面図である。図示の実施形態では、端子圧着機１００はターミネータまたはプレスである。しかしながら、他のタイプの端子圧着機、例えば、リードメーカー、ベンチマシン、ハンドクリッピングツールおよび同類のものなどを同様に使用することができる。さらに、成端ツール１０２が、アプリケータ（以下、アプリケータ１０２と呼ばれることがある）に関して以下に図示され説明されるが、他のタイプの成端ツール１０２を端子圧着機のタイプに応じて使用することができる。

端子フィーダ１０４（図１）を使用して、端子１２０を圧着ゾーン１０６に送り込む。図示の実施形態では、端子フィーダ１０４は電気的作動フィーダである。しかしながら、空気圧フィーダ、カムおよびリンケージフィーダ、および同類のものなどの他のタイプのフィーダを端子圧着機のタイプに応じて使用することができる。

ワイヤフィーダ１０８（図２）を使用して、ワイヤ１２２を圧着ゾーン１０６に送り込む。ワイヤクランプ１１０（図２）は、圧着工程の間圧着ゾーン１０６の所定位置にワイヤ１２２を保持する。ワイヤクランプ１１０は、圧着ゾーン１０６の近くに位置づけられ、ワイヤ１２２を圧着ゾーン１０６の近くで保持する。図示の実施形態では、ワイヤクランプ１１０は空気圧クランプである。しかしながら、電気的作動クランプ、カムおよびリンケージクランプなどの機械的クランプ、および同類のものなどの他のタイプのクランプを端子圧着機のタイプに応じて使用することができる。

アプリケータ１０２は、端子圧着機１００のフレーム１１２に結合される。圧着ツール１１４が、圧着ゾーン１０６において電気コネクタまたは端子１２０を対応するワイヤ１２２の端部に圧着するためにアプリケータ１０２に結合される。例えば、異なるサイズ／タイプの端子１２０が成端されるべき場合、異なるサイズ／タイプのワイヤ１２２が成端されるべき場合、アプリケータ１０２が摩耗したかもしくは損傷した場合、または異なる構成を有するアプリケータが望まれる場合などに、アプリケータ１０２は、取り外し、異なるアプリケータと取り替えることができる。そのように、多数のアプリケータ１０２を各端子圧着機１００で使用することができる。異なるアプリケータ１０２は異なるセットアップ構成を有することができる。

ワイヤクランプ１１０はフレーム１１２に結合される。ワイヤ１２２は、ワイヤ装填方向１２４にワイヤクランプ１１０を通して圧着ゾーン１０６に送出される。例示的な実施形態では、ワイヤ１２２はアルミニウムワイヤである。しかしながら、他のタイプのワイヤ、例えば、銅ワイヤなどを使用することができる。

例示的な実施形態では、圧着ツール１１４は、ラム１２６と、静止アンビル１２８とを含む。操作中、ラム１２６は、端子圧着機１００の駆動機構またはアクチュエータ１３０によって圧着ストロークを介して作動されるかまたは駆動される。ラム１２６は、圧着ストローク中にアンビル１２８に対して前進方向および後退方向に移動することができる。オプションとして、アクチュエータ１３０は、ラム１２６を移動させるクランク軸を有するモータとすることができる。代替として、アクチュエータ１３０は、直線アクチュエータ、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータなどとすることができる。

図３は、解放位置の圧着ツール１１４とアンクランプ位置のワイヤクランプ１１０とを示す端子圧着機１００の一部分を示す。図４は、クリンピング位置の圧着ツール１１４とクランプ位置のワイヤクランプ１１０とを示す端子圧着機１００の一部分を示す。図５は、クリンピング位置の圧着ツール１１４とアンクランプ位置のワイヤクランプ１１０とを示す端子圧着機１００の一部分を示す。

ラム１２６は、圧着ストロークを通して、圧着ストロークの最上部の解放位置からクリンピング位置まで、例えば、圧着ストロークの最低部の下死点位置まで周期的に駆動され、次に、解放位置に戻る。圧着ストロークは、矢印Ａで示した前進または下向き成分および矢印Ｂで示した戻りまたは上向き成分の両方を有する。

操作中、ラム１２６は、アンビル１２８の方に下向きに初期接触位置まで前進する。初期接触位置で、ラム１２６は最初に端子１２０に接触する。ラム１２６は、前進方向に下死点位置まで下向きに進み続ける。ラム１２６が、初期接触位置から下死点位置まで前進するとき、ラム１２６は、圧着ストロークのクリンプ形成段階を通して移行する。端子１２０は、クリンプ形成段階中にワイヤ１２２周りに形成される（ワイヤ１２２は、図３ではジャケットとともに示され、図４および図５ではジャケットなしで示され、複数のワイヤ撚線が示されている）。圧着ツール１１４は、クリンプ形成段階中にワイヤ１２２周りで端子１２０の形状を変化させる。端子１２０のワイヤ１２２への圧着は、圧着ストロークの下向き成分中に行われる。
次に、ラム１２６は、上向きに、圧着ストロークの最上部の解放位置まで戻る。圧着ストロークの解放段階中のあるポイントで、ラム１２６は端子１２０から分離する。あるポイントは、ラム１２６の分離位置と呼ばれる。端子１２０およびワイヤ１２２の金属材料の弾性の性質のために、端子１２０およびワイヤ１２２は、ラム１２６が下死点位置から解放された後、わずかなスプリングバックを有する。解放位置において、ラム１２６は、アンビル１２８からおよび端子１２０から離れたところに位置づけられる。

ワイヤクランプ１１０は、上部クランプ１４０と、下部クランプ１４２とを含む。オプションとして、上部クランプ１４０は、下部クランプ１４２を基準にして移動可能とすることができる。下部クランプ１４２は静止していてもよい。戻しばね１４４は、常時開位置に上部クランプ１４０を保持するために設けることができる。ワイヤクランプ１１０の動作中、スプリング力に打ち勝って、上部クランプ１４０を閉じることができる。ワイヤクランプ１１０は、アンクランプ位置（開いた）とクランプ位置（閉じた）との間で移動することができる。ワイヤ１２２は、アンクランプ位置ではワイヤクランプ１１０に対して移動可能である。ワイヤクランプ１１０は、ワイヤ１２２をクランプ位置で保持する。上部クランプ１４０は、電子的に制御する、空気圧で制御する、機械的に制御することなどができる。例示的な実施形態では、上部クランプ１４０は、圧着ツール１１４の位置に基づいてクランプ位置から解放される。例えば、いつ上部クランプ１４０を解放するべきかを示すために、センサを設けることができる。他の実施形態では、上部クランプ１４０は、圧着ストローク中に、例えば、圧着ツール１１４が所定位置にあるときなどに自動的に解放され得る。例えば、上部クランプ１４０を解放するために、ラムとワイヤクランプ１１０との間に機械的リンケージを設けることができる。

クリンプ形成段階中に、端子１２０はワイヤ１２２に押し当たる。ワイヤ１２２は圧縮力のために突き出されることがあり、それはワイヤを長手方向に伸ばす。ラム１２６が下死点位置に近づくとき、クリンプ形成段階の突き出し段階が生じる。例えば、突き出し段階は、クリンプ形成段階の最後の２０％で生じ得る。ワイヤクランプ１１０は、ワイヤ１２２の伸びによって引き起こされるワイヤ１２２への損傷、例えば、ワイヤ１２２の曲がりまたはよじれなどを避けるために、ワイヤフィードおよび圧着ストロークと整合するように配置され構成される。ワイヤ１２２は、圧着ゾーン１０６に送り込まれ、ワイヤクランプ１１０によって保持される。ワイヤクランプ１１０は、圧着工程中のワイヤ１２２の突き出しを可能にするために圧着の完了の前にワイヤ１２２を解放する。ワイヤクランプ１１０は、ラム１２６が方向を変えて後退方向に移動する前にラム１２６が前進方向に移動しているとき、ワイヤ１２２を解放する。言い換えれば、ワイヤクランプ１１０は、ラム１２６が下死点位置に達する前にアンクランプ位置まで解放される。オプションとして、ワイヤクランプ１１０は、クリンプ形成段階の突き出し段階の前にアンクランプ位置まで解放され得る。ワイヤクランプ１１０が解放されると、ワイヤ１２２は、圧着中のワイヤ１２２の伸びを吸収することなどのために圧着ゾーン１０６から離れて自由に移動することができる。例示的な実施形態では、端子１２０が少なくとも部分的にワイヤ１２２を維持するのに足るだけ端子１２０が圧着された後、ワイヤクランプ１１０は解放される。
例えば、端子１２０の初期形成の間、端子１２０の壁は、ワイヤ１２２に押しつけられ、端子１２０とワイヤ１２２との間に締め代を形成することができる。締め代は、端子１２０に対してワイヤ１２２の長手方向位置を保持するのに十分な力を与え、それにより、ワイヤ１２２がクリンプ形成工程の残りの間に端子１２０から落ちないことが確実になる。ひとたび十分な力で保持されれば、ワイヤクランプ１１０は、ワイヤ１２２を保持する目的に役立たず、したがって、解放されてもよい。そのような解放は、突き出し段階の前に行うことができ、それにより、ワイヤ１２２は、ワイヤクランプ１１０によって損傷されることなく移動できるようになる。

例示的な実施形態では、ワイヤクランプ１１０は、ワイヤクランプ１１０の状態を制御するコントローラ１５０（図３）に動作可能に結合される。例えば、コントローラ１５０は、ワイヤクランプ１１０のクランピングおよびアンクランピングを制御する。コントローラ１５０は、ワイヤクランプ１１０を作動させるアクチュエータに結合することができる。例えば、アクチュエータは、空気圧アクチュエータ、電子アクチュエータなどとすることができる。オプションとして、コントローラ１５０は、ラム１２６の動作を制御するアクチュエータ１３０に結合することができる。ワイヤクランプ１１０の制御は、アクチュエータ１３０の制御に関連づけることができる。例えば、ワイヤクランプ１１０のクランピングおよびアンクランピングは、圧着ストロークの所定の時間に行うことができる。

例示的な実施形態では、コントローラ１５０はセンサ１５２（図３）に結合される。センサ１５２は、端子圧着機１００の動作に基づいてワイヤクランプ１１０を解放する時を示す出力をコントローラ１５０に供給することができる。例えば、センサ１５２は、ラム１２６などの圧着ツール１１４の位置を感知するために使用される位置センサとすることができる。ラム１２６が所定位置にあるとき、位置センサ１５２は、そのような位置を、ワイヤクランプ１１０を解放する時を信号で送るコントローラ１５０に示す。代替の実施形態では、他のタイプのセンサを使用することができる。
例えば、力センサを使用して、端子１２０および／またはワイヤ１２２への力を決定することができる。突き出しは所定の力を超えると生じることがあり、力センサは、そのような力閾値に達する前にワイヤクランプ１１０を解放する時を示すことができる。十分なワイヤ捕捉を示す力を測定可能とすることができ、その結果、力センサは、そのような力閾値に達した後、ワイヤクランプ１１０を解放する時を示すことができる。センサ１５２は時間センサとすることができる。圧着ストロークは所定量の時間で生じてもよく、コントローラ１５０は、圧着ストロークの開始の後、所定の時間間隔においてワイヤクランプ１１０を解放することができる。センサ１５２は、端子１２０および／またはワイヤ１２２の画像に基づいて信号をトリガするカメラなどの視覚センサとすることができる。

端子１２０をワイヤ１２２に圧着する方法は、端子圧着機１００を使用して行われる。この方法は、アンビル１２８と可動ラム１２６との間の圧着ゾーン１０６に端子１２０を位置づけることを含む。この方法は、ワイヤ１２２をワイヤクランプ１１０を通して圧着ゾーン１０６に装填するかまたは送り込むことを含む。圧着ゾーンにおいて、ワイヤ１２２の端部は、圧着のために端子１２０に受け取られる。この方法には、少なくとも、部分的に形成された端子１２０によってワイヤ１２０が保持されるまで、ワイヤクランプ１１０でワイヤ１２２をクランプして端子１２０に対するワイヤ１１０の位置を保持することが含まれる。この方法は、圧着ストロークを介して解放位置から前進方向に下死点位置までラム１２６を作動させることを含む。この方法は、ラム１２６を後退方向に作動させて解放位置まで戻すことを含む。この方法は、ラム１２６が前進方向に移動するとき、ラム１２６が下死点位置まで前進する前にワイヤクランプ１１０を解放することを含む。
ワイヤクランプ１１０の解放は、長手方向などへのワイヤ１２２の突き出しを損傷する前に、ワイヤ１２２への端子１２０の圧着中に実行される。オプションとして、ワイヤクランプ１１０の解放は、ラム１２６の位置に基づくことができる。ラム１２６の位置はセンサによって感知することができる。

上述の説明は例示であることを意図しており、限定であることを意図していないことを理解されたい。例えば、上述の実施形態（および／またはその態様）は互いに組み合わせて使用することができる。加えて、本発明の範囲から逸脱することなく特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるように多くの変更を行うことができる。本明細書で説明した、寸法、材料のタイプ、様々な構成要素の方向、ならびに様々な構成要素の数および位置は、いくつかの実施形態のパラメータを規定するように意図されており、決して限定でなく、単に例示的な実施形態である。特許請求の範囲の趣旨および範囲内の多くの他の実施形態および変更が、上述の説明を精査する際当業者には明らかとなるであろう。それゆえに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる均等物の全範囲とともに、参照しながら決定されるべきである。

Claims (10)

1. 端子（１２０）をワイヤ（１２２）に圧着する端子圧着機（１００）であって、
   前記端子および前記ワイヤを受け取る圧着ゾーン（１０６）を画定し、前記端子を前記ワイヤに圧着するために圧着ストロークの間作動される圧着ツール（１１４）と、
   前記圧着ゾーンの近くで前記ワイヤを保持し、前記圧着工程中の前記ワイヤの突き出しを可能にするために前記圧着の完了の前に前記ワイヤ（１２２）を解放するワイヤクランプ（１１０）と
   を備える端子圧着機（１００）。
2. 前記ワイヤクランプ（１１０）は、前記圧着ストロークの下死点の前に前記ワイヤ（１２２）を解放する、請求項１に記載の端子圧着機（１００）。
3. 前記ワイヤクランプ（１１０）は、前記端子（１２０）が前記ワイヤを部分的に維持した後、前記ワイヤを解放する、請求項１に記載の端子圧着機（１００）。
4. 前記圧着ツール（１１４）は、アンビル（１２８）と、前記圧着ストロークの間、前記アンビルに対して前進方向および後退方向に移動することができるラム（１２６）とを含み、前記ワイヤクランプは、前記ラムが方向を変えて前記後退方向に移動する前に前記ラムが前進方向に移動しているときに前記ワイヤ（１２２）を解放する、請求項１に記載の端子圧着機（１００）。
5. 前記ワイヤクランプ（１１０）は、上部クランプ（１４０）と、下部クランプ（１４２）とを含み、前記上部クランプは、クランプ位置とアンクランプ位置との間で移動可能であり、前記上部クランプは、前記圧着ツール（１１４）の位置に基づいて、前記クランプ位置から解放される、請求項１に記載の端子圧着機（１００）。
6. 前記圧着ツール（１１４）の位置を決定するセンサ（１５２）をさらに含み、前記ワイヤクランプ（１１０）は前記センサの出力に基づいて解放される、請求項１に記載の端子圧着機（１００）。
7. 前記ワイヤクランプ（１１０）は空気圧で制御される、請求項１に記載の端子圧着機（１００）。
8. 前記圧着ツール（１１４）は、前記圧着ストロークのクリンプ形成段階中に初期接触位置と下死点位置との間で移行し、前記圧着ツールは、前記クリンプ形成段階中に前記ワイヤ（１２２）周りで前記端子（１２０）の形状を変化させ、前記ワイヤクランプ（１１０）は、前記クリンプ形成段階中に前記ワイヤを解放する、請求項１に記載の端子圧着機（１００）。
9. 前記ワイヤクランプ（１１０）は、前記下死点位置の前に前記ワイヤ（１２２）を解放する、請求項８に記載の端子圧着機（１００）。
10. 前記ワイヤ（１２２）は、前記クリンプ形成段階の突き出し段階中に長手方向に突き出し、前記ワイヤクランプは、前記突き出し段階の前に前記ワイヤを解放する、請求項８に記載の端子圧着機（１００）。

Images