JP2017010803A - コネクタ挿入治具 - Google Patents

Abstract

【課題】コネクタを挿入する際に、コネクタと被嵌合対象物との相対的位置にずれがある状態で挿入動作が行われても、コネクタが破損するのを防ぐ。【解決手段】コネクタ１１を保持するコネクタ固定部３は、ばね５を圧縮しながらベースプレート２及びねじ４に対してコネクタ挿入方向Ｄに沿って当該方向と反対方向にスライドする。【選択図】図３

Description

この発明は、コネクタを他部品に挿入して嵌合させる際に用いられる治具に関するものである。

部品同士の組立を、産業用ロボットを用いて自動化することは従来から広く行われており、コネクタを他部品と接続させる作業についても、例外ではない。例えば、特許文献１では、ロボットアームに固定したベースプレートの挿入ピンをコネクタに挿入させるとともに、コネクタのコネクタピンをプリント基板の接続孔に挿入させている。次いで、プッシャによりコネクタをプリント基板側に押さえつけたうえで、ロボットアームを上昇させ、ベースプレートをコネクタから離すことで、コネクタの挿入作業を完了させる。これにより、コネクタ本体に対するコネクタピンの相対的位置誤差及びばらつきをなくして、コネクタの挿入作業を行っている。

実開平５−３１８３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された構成であっても、そもそもロボットアームとプリント基板との相対的位置が大きくずれている場合は、ロボットアームに保持されたコネクタのコネクタピンと、プリント基板の接続孔との相対的位置も大きくずれるため、コネクタを挿入することができない。それにも関わらず無理に挿入が続けられると、最終的にはコネクタの破損につながる恐れがあった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コネクタと被嵌合対象物とが互いに挿入できない相対的位置関係のもとで挿入されようとする場合に、コネクタの破損を防ぐことのできるコネクタ挿入治具を得ることを目的とする。

この発明に係るコネクタ挿入治具は、一端にコネクタを保持する固定部及び固定部の他端に固定された固定部よりも外形の大きい板状部を有するコネクタ固定部と、固定部がコネクタの挿入方向に沿って移動自在に挿入される孔が形成されたベースプレートと、固定部が孔に挿入された状態で板状部をコネクタの挿入方向に沿ってベースプレート側に付勢するばねとを備えることを特徴とするものである。

この発明によれば、コネクタを挿入する際に、コネクタと被嵌合対象物との相対的位置にずれがある状態で挿入動作が行われても、コネクタが破損するのを防ぐことができる。

この発明の実施の形態１に係るコネクタ挿入治具の断面図である。 この発明の実施の形態１に係るコネクタ挿入治具を用いた挿入作業を示す断面図であり、正常に挿入される場合を示す。 この発明の実施の形態１に係るコネクタ挿入治具を用いた挿入作業を示す断面図であり、正常に挿入できない場合を示す。 この発明の実施の形態１に係るコネクタ挿入治具の変形例の断面図である。

実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係るコネクタ挿入治具１の断面図を示す。
コネクタ挿入治具１は、板状のベースプレート２と、コネクタ１１を保持するコネクタ固定部３と、ベースプレート２に固定されたねじ４と、一端がコネクタ固定部３に他端がねじ４のねじ頭の裏面に接触するばね５とを有する。
ベースプレート２には、孔２１が形成されている。孔２１は、後述するコネクタ固定部３の板状部３１は通過できず、固定部３２は通過できる大きさの孔である。ベースプレート２は、不図示のロボットアームに保持され、当該ロボットアームの動作に合わせて移動する。

コネクタ固定部３は、板状の部材である板状部３１と、一端にコネクタ１１を保持可能であり、他端に板状部３１が固定された固定部３２とを有する。固定部３２は、更に第１部材３２ａと第２部材３２ｂとを有する。コネクタ１１を第１部材３２ａと第２部材３２ｂとに挟んだ状態で、第１部材３２ａと第２部材３２ｂとが例えばねじ締結されることにより、コネクタ１１は固定部３２の一端に固定される。板状部３１は、固定部３２に固定されたコネクタ１１から見てベースプレート２を挟んで反対側となる固定部３２の他端に位置する。板状部３１は、固定部３２よりも外形が大きい。

板状部３１は、形成された孔３１ａにねじ４のねじ部が挿入されて、ねじ４に対してスライド可能となっている。また、固定部３２は、ベースプレート２の孔２１に挿入されて、ベースプレート２に対してスライド可能となっている。つまり、コネクタ固定部３は、ベースプレート２及びねじ４に対してスライド可能となっている。

ねじ４は、コネクタ固定部３の板状部３１を貫通し、一端が、孔２１の周縁部にてベースプレート２に固定されている。例えば、ベースプレート２に形成された不図示の雌ねじに、ねじ４をねじ込むことで固定される。他端は、ねじ頭である。図１では、ねじ４を２つ示しているが、３つ以上設けられていてもよい。ねじ４は、ベースプレート２に溶接などで固定された雄ねじの形成されていない部材を代わりに使用してもよく、要は、板状部３１がスライド可能な細径部が孔３１ａに挿入され、太径部にばね５が固定される棒状部材であればよい。

ばね５は、ねじ４のねじ部の外周に設けられ、一端でコネクタ固定部３の板状部３１に接触し、板状部３１ひいてはコネクタ固定部３を、コネクタ１１の挿入方向である紙面左方向のコネクタ挿入方向Ｄに付勢する。他端は、ねじ４のねじ頭の裏面に固定されて、その位置が保たれている。

図２に、コネクタ挿入治具１を用いてコネクタ１１が被嵌合対象物１２に挿入される場合の、正常な挿入状態を示す。被嵌合対象物１２は、コネクタ１１に対する受け側のコネクタ等であり、例えば不図示の基板に実装されている。
まず、図２（ａ）に示すように、不図示のロボットアームによりベースプレート２が移動して、コネクタ１１が、被嵌合対象物１２の孔１２ａに対向する位置に配置される。
そして、図２（ｂ）に示すように、不図示のロボットアームによりベースプレート２がコネクタ挿入方向Ｄに移動することとばね５の付勢力とにより、コネクタ１１は孔１２ａに挿入され、被嵌合対象物１２と嵌合する。

また、コネクタ固定部３の固定部３２よりもベースプレート２の孔２１は大きく、かつ、ねじ４のねじ部の径よりもコネクタ固定部３の孔３１ａの径は大きい。これにより、固定部３２と孔２１との間及びねじ４のねじ部と孔３１ａとの間に隙間ができ、コネクタ固定部３はベースプレート２及びねじ４に対してコネクタ挿入方向Ｄと垂直な方向にある程度移動できるようになっている。従って、コネクタ１１が被嵌合対象物１２の孔１２ａとわずかにずれて対向していても、そのずれた位置からコネクタ挿入方向Ｄにロボットアームが移動する場合に、そのずれの分だけコネクタ固定部３がコネクタ挿入方向Ｄと垂直な方向に移動して、コネクタ１１は被嵌合対象物１２に挿入される。

続いて、図３に、コネクタ挿入治具１を用いてコネクタ１１が被嵌合対象物１２に挿入される場合の、正常でない挿入状態を示す。
まず、図２（ａ）と同様に、不図示のロボットアームによりベースプレート２を移動して、コネクタ１１を孔１２ａに対向する位置に配置しようとするが、例えば被嵌合対象物１２の位置決めが適切になされていないこと等により、図３（ａ）のように、コネクタ１１は孔１２ａと十分に対向できずに配置される。これは、ベースプレート２をコネクタ挿入方向Ｄにこのまま移動しても、コネクタ１１が被嵌合対象物１２に挿入できない相対的位置関係である。

図３（ａ）の状態から、不図示のロボットアームによりベースプレート２はコネクタ挿入方向Ｄに移動する。コネクタ挿入方向Ｄへのベースプレート２の移動量は、図２で示した正常な挿入状態での移動量と同じである。するとやがて、コネクタ１１の先端は、孔１２ａの周縁部に接触する。接触後も、ロボットアームの動作によりベースプレート２は更にコネクタ挿入方向Ｄへ移動するが、その際コネクタ固定部３は、板状部３１でばね５を圧縮しながらベースプレート２及びねじ４に対してコネクタ挿入方向Ｄに沿って当該方向と反対方向にスライドする。

そして最終的には、図３（ｂ）に示すように、孔１２ａの周縁部に接触したためにコネクタ１１がコネクタ挿入方向Ｄの方向に移動できなかった分を、圧縮されたばね５で吸収した状態となる。このように、コネクタ１１を保持するコネクタ固定部３が、ベースプレート２及びねじ４に対してコネクタ挿入方向Ｄに沿ってスライドすることで、正常にコネクタ１１を孔１２ａに挿入できない場合でも、コネクタ１１と被嵌合対象物１２との間で過剰な力が掛からないようにして、コネクタ１１の破損を防ぐ。

そして、図３（ｂ）に示す状態から、被嵌合対象物１２の位置決めをやり直すなどして、改めてコネクタ１１を挿入することで、図２（ｂ）のようにしてコネクタ１１の挿入作業を完了する。

なお、上記では、固定された被嵌合対象物１２に対してベースプレート２を移動させることで、コネクタ１１を孔１２ａに挿入した。しかしながら、ベースプレート２を固定して、被嵌合対象物１２をロボットアームにより移動させることで、コネクタ１１を孔１２ａに挿入してもよい。

また、ばね５には、コネクタ１１を被嵌合対象物１２に挿入するのに必要な挿入力に応じたばね定数のばねが用いられる。例えば、コネクタ１１のピン数が多く、コネクタ１１の挿入に必要とされる力が大きい場合は、ばね定数の大きいばねを用いる。
また、ねじ４には、被嵌合対象物１２の孔１２ａの深さに相当するコネクタ１１の挿入量に応じた長さのねじが用いられる。例えば、孔１２ａの深さが深く、コネクタ１１の挿入量が大きい場合は、長めのねじを用いる。既に述べたように、ねじ４は棒状部材であってもよく、この場合もコネクタ１１の挿入量に応じた長さの棒状部材が用いられる。ただし、単なる棒状部材ではなく、ねじを用いることで、ねじ４自身及びばね５の交換が容易となり、作業性も良くなる。

また、図１では、ベースプレート２に孔２１を１つ設け、その孔２１に対してコネクタ固定部３とねじ４とばね５とをそれぞれ設けた場合を図示した。しかしながら、ベースプレート２に孔２１を複数設け、各孔２１に対してコネクタ固定部３とねじ４とばね５とをそれぞれ設けてもよい。このようにすれば、１つのベースプレート２を用いて、同時に複数のコネクタ１１の挿入作業を行うことができる。またその際、コネクタ１１ごとに必要な挿入力、挿入量が異なる場合は、ばね５のばね定数、ねじ４の長さを、対応するコネクタ１１に応じて変えればよい。

また、図４には、コネクタ挿入治具１の変形例を示している。
図４（ａ）では、ねじ４を設けず、板状部３１を覆うようにしてベースプレート２に固定された蓋部６を設けている。そして蓋部６の内部にばね５が配置され、ばね５の一端が板状部３１に接触し、他端が蓋部６の底面に接触している。

図４（ｂ）では、ねじ４を設けず、帽子形状に加工された板状部３１を設けている。そして、ばね５の一端がベースプレート２に固定され、他端が板状部３１の鍔部３１ｂに固定されている。この場合、ばね５は、伸長して板状部３１をベースプレート２側に付勢している。

図４（ｃ）では、ねじ４を設けず、固定部３２の第１部材３２ａ及び第２部材３２ｂにフランジ３２ｃ，３２ｄを設けている。そしてさらに、ばね５の一端をベースプレート２に、他端をフランジ３２ｃ，３２ｄに接触させて、ベースプレート２を挟んで板状部３１と反対側にばね５を設けている。

図４に示すようにコネクタ挿入治具１を構成しても、コネクタ１１を保持するコネクタ固定部３は、ベースプレート２に対してコネクタ挿入方向Ｄに沿ってスライド可能であり、正常にコネクタ１１を被嵌合対象物１２の孔１２ａに挿入できない場合でも、コネクタ１１と被嵌合対象物１２との間で過剰な力が掛からないようにして、コネクタ１１の破損を防ぐことができる。
要は、ねじ４の有無及びばね５の位置に関わらず、固定部３２が孔２１に挿入された状態において、ばね５が、板状部３１をコネクタ挿入方向Ｄに沿ってベースプレート２側に付勢するように構成されていればよい。ただし、ねじ４のような棒状部材を設けて、当該棒状部材にばね５を通し、ばね５の一端を当該棒状部材に固定させることにより、コネクタ固定部３のスライド時に、当該棒状部材をガイドとして機能させることができる。また、上記したように、ねじ４を用いることで、ねじ４自身及びばね５の交換が容易となる。
なお、図４（ｃ）に示す構成の場合、ばね５は、固定部３２のフランジ３２ｃ，３２ｄを介して板状部３１をベースプレート２側に付勢する。

以上のように、この実施の形態１に係るコネクタ挿入治具１によれば、正常にコネクタ１１を孔１２ａに挿入できない場合、コネクタ固定部３がベースプレート２に対してスライドして、コネクタ１１と被嵌合対象物１２との間で過剰な力が掛からないようにする。これにより、コネクタ１１が破損することを防ぐ。

また、ベースプレート２に固定され、板状部３１をコネクタ１１の挿入方向Ｄに沿って移動自在に貫通して設けられた棒状部材を備え、ばね５は、棒状部材に固定されることとした。棒状部材は、コネクタ固定部３のスライド時に、ガイドとして機能する。

また、ばね５は、コネクタ１１の挿入力に応じたばね定数を有し、棒状部材は、コネクタ１１の挿入量に応じた長さを有することとした。ばね５及び棒状部材を適宜設計することで、様々な種類のコネクタ１１の挿入治具として使うことができる。

また、孔２１は、ベースプレート２に複数形成され、コネクタ固定部３、ばね５及び棒状部材は、複数の孔２１ごとに設けられていることとした。従って、同時に複数のコネクタ１１の挿入作業を行うことができる。

また、棒状部材は、隙間の有る状態で板状部３１を貫通し、固定部３２は、隙間の有る状態で孔２１に挿入されることとした。従って、コネクタ１１が被嵌合対象物１２の孔１２ａとわずかにずれて対向していても、そのずれの分だけコネクタ固定部３がコネクタ挿入方向Ｄと垂直な方向に移動して、コネクタ１１の挿入が行われる。

また、棒状部材は、ねじ４であることとした。棒状部材としてねじ４を用いることで、ねじ４自身及びばね５の交換が容易となり、作業性も良くなる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ コネクタ挿入治具、２ ベースプレート、３ コネクタ固定部、４ ねじ、５ ばね、６ 蓋部、１１ コネクタ、１２ 被嵌合対象物、１２ａ 孔、２１ 孔、３１ 板状部、３１ａ 孔、３１ｂ 鍔部、３２ 固定部、３２ａ 第１部材、３２ｂ 第２部材、３２ｃ，３２ｄ フランジ。

Claims (6)

1. 一端にコネクタを保持する固定部及び前記固定部の他端に固定された当該固定部よりも外形の大きい板状部を有するコネクタ固定部と、
   前記固定部が前記コネクタの挿入方向に沿って移動自在に挿入される孔が形成されたベースプレートと、
   前記固定部が前記孔に挿入された状態で前記板状部を前記コネクタの挿入方向に沿って前記ベースプレート側に付勢するばねとを備えることを特徴とするコネクタ挿入治具。
2. 前記ベースプレートに固定され、前記板状部を前記コネクタの挿入方向に沿って移動自在に貫通して設けられた棒状部材を備え、
   前記ばねは、前記棒状部材に固定されることを特徴とする請求項１記載のコネクタ挿入治具。
3. 前記ばねは、前記コネクタの挿入力に応じたばね定数を有し、
   前記棒状部材は、前記コネクタの挿入量に応じた長さを有することを特徴とする請求項２記載のコネクタ挿入治具。
4. 前記孔は、前記ベースプレートに複数形成され、
   前記コネクタ固定部、前記ばね及び前記棒状部材は、複数の前記孔ごとに設けられていることを特徴とする請求項２または請求項３記載のコネクタ挿入治具。
5. 前記棒状部材は、隙間の有る状態で前記板状部を貫通し、
   前記固定部は、隙間の有る状態で前記孔に挿入されることを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載のコネクタ挿入治具。
6. 前記棒状部材は、ねじであることを特徴とする請求項２から請求項５のうちのいずれか１項記載のコネクタ挿入治具。

Images