JP4480025B2 - 布線装置および布線方法 - Google Patents

Description

本発明は、布線板の所定の布線経路に電線を布線する布線装置および布線方法に関する。

自動車等の車両には、車体に配索される複数のワイヤハーネスの分岐・接続等をなす電気接続箱が搭載されている。この種の電気接続箱において、内部回路は、一般には導電性金属板を打ち抜き加工して形成されるバスバーが用いられているが、設計変更に容易に対応することができるとして布線板に電線を布線した布線板アッセンブリが用いられるようになっている。

従来、布線板に電線を布線する布線装置としては、布線経路を規定する布線板の布線溝に沿って布線板上を移動するヘッドから電線を排出し、排出された電線の所定箇所（特に、布線板から浮き上がりやすい屈曲部や端末部など）を、布線板に向けて出没自在にヘッドに設けられたピン部材を用いて布線溝に押し込むもようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

そして、このような布線装置による電線の布線では、回路毎の布線経路の全てに一筆書きで連続して電線を布線し、連続して布線された電線の所要箇所に圧接端子を打ち込んで圧接端子を電線に接続し、その後、連続する電線を所定箇所で切断して回路毎に分断することが一般的である（例えば、特許文献２参照。）。これは、圧接端子を打ち込む前工程までに、布線板から浮き上がりやすい電線の端末部が形成されることを極力回避するための配慮である。

特開平８−７９９４４号公報 特開平９−６５５４７号公報

しかしながら、上記した従来の布線装置では、ピン部材による電線の布線溝への押し込みの際に、その都度、ヘッドの移動を停止させる必要があり、このため、布線に要する時間が長くなり、布線板アッセンブリの生産性を低下させる虞があった。

また、回路毎の布線経路の全てに連続して布線された電線を所定箇所で切断して回路毎に分断する布線方法では、回路と回路とを繋いでいた部分の電線が切断除去され、あるいは布線板内に回路として使用されない無駄な電線が残ることとなり、電線に無駄が生じ、やはり布線板アッセンブリの生産性を低下させる虞があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、布線板アッセンブリの生産性を向上させることができる布線装置および布線方法を提供することにある。

上記した目的は、本発明に係る下記（１）〜（３）に記載の布線装置により達成される。

（１）所定の布線経路に電線が布線される布線板と、前記布線経路に沿って前記布線板上を相対移動するヘッドとを含み、前記ヘッドの排出口から前記布線板に対して垂直に排出された電線が当該布線板上で屈曲して前記布線経路に布線される布線装置であって、
前記布線板が、前記布線径路に沿う一対の側壁の間に前記電線の一部分を収納する収納部を少なくとも１つ有し、
前記収納部の前記一対の側壁は、上端部に向かうに従って互いの距離が縮小し、最も接近する突端での互いの距離が前記電線の径よりも小さく、且つ、前記突端での互いの距離が拡大できるように弾性変形可能であり、
前記ヘッドは、前記収納部の上において、当該ヘッドから前記突端までの前記布線板に垂直な方向の距離が、前記電線の径の１／２未満となる位置で前記布線経路に沿って相対移動し、前記ヘッドの排出口から排出した電線を、前記相対移動の方向に移動する前記排出口の周縁部で押圧して、前記収納部の前記一対の側壁間に収納することを特徴とする布線装置。

（２）前記収納部の前記一対の側壁が、前記布線経路に沿って延びる延長部分を備え、前記延長部分の対向する内側面に、上端部に向かうに従って互いの距離が拡大する一対の位置決め片を有し、前記収納部に収納される前記電線の一部分の手前に連なる部分を前記一対の位置決め片の間に挿入して位置決めすることを特徴とする上記（１）に記載の布線装置。

（３）前記ヘッドが、前記ヘッドの排出口から排出する電線を切断するための刃を有し、前記布線板が、前記収納部を前記布線径路の終端に有し、前記刃で切断された前記電線の端末部が前記収納部に収納されることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の布線装置。

上記（１）の構成の布線装置において、ヘッドは、収納部の突端までの距離が電線の径の１／２未満となる収納部上の位置を布線経路に沿って相対移動するので、ヘッドから排出された電線は、両突端に当接すると共にヘッドの電線排出口の周縁部に押圧され、一対の側壁を弾性変形させながら両突端間に進入し、その中心軸を両突端よりも下方に位置させることとなる。そして、一対の側壁は、上端部に向かうに従って互いの距離を縮小させるように形成されており、一対の側壁の復元力により両突端が電線の上半部の外周面を摺動して電線を下方へと押し込み、これにより、電線が自動的に一対の側壁間に収納される。さらに、突端間の距離は電線の径よりも小さいので、一対の側壁間に収納された電線は上方への浮き上がりを規制される。よって、収納部においては従来のようにピン部材を用いて電線を押し込む必要がなく、本構成の布線装置によれば、電線の布線に要する時間を短縮することができ、布線板アッセンブリの生産性を向上させることができる。

上記（２）の構成の布線装置においては、一対の側壁の延長部分に、上端部に向かうに従って互いの距離が拡大する一対の位置決め片を有し、この一対の位置決め片の間に電線が挿入されることにより、一対の側壁間に収納される電線の一部分が確実に一対の側壁の中央に案内される。これにより、上記した収納部への電線の収納をより確実なものとすることができる。よって、本構成の布線装置によれば、布線板アッセンブリの生産性を向上させることができる。

上記（３）の構成の布線装置においては、布線経路の終端に設けられた収納部に電線の端末部が収納されており、即ち、回路毎の布線経路に個別に電線が布線され、そして、電線の端末部を収納部に収納すれることで上記したように布線板からの端末部の浮き上がりを阻止することができる。これにより、従来のように回路毎の布線経路の全てに連続して布線された場合に切断切除される無駄な電線及び、回路として使用されない無駄な電線を発生させることがなく、よって、本構成の布線構造によれば、布線板アッセンブリの生産性を向上させることができる。

また、上記した目的は本発明に係る下記（４）〜（６）に記載の布線方法により達成さ
れる。

（４）布線装置のヘッドを布線板の所定の布線経路に沿って当該布線板上で相対移動させ、前記ヘッドの排出口から前記布線板に対して垂直に排出した電線を当該布線板上で屈曲させて前記布線経路に布線する布線方法であって、
前記布線板に、前記布線径路に沿う一対の側壁の間に前記電線の一部分を収納する収納部を少なくとも１つ設け、
前記収納部の前記一対の側壁を、上端部に向かうに従って互いの距離が縮小し、最も接近する突端での互いの距離が前記電線の径よりも小さくなるように設定すると共に、前記突端での互いの距離が拡大できるように弾性変形可能に形成し、
前記ヘッドから前記突端までの前記布線板に垂直な方向の距離を、前記電線の径の１／２未満となるように設定して、前記ヘッドを前記収納部の上で前記布線経路に沿って相対移動させ、前記ヘッドの排出口から排出した電線を、前記相対移動の方向に移動する前記排出口の周縁部で押圧して、前記収納部の前記一対の側壁間に収納することを特徴とする布線方法。

（５）前記収納部の前記一対の側壁に、前記布線経路に沿って延びる延長部分を設けて、前記延長部分の対向する内側面に、上端部に向かうに従って互いの距離が拡大する一対の位置決め片を形成し、前記収納部に収納される前記電線の一部分の手前に連なる部分を前記一対の位置決め片の間に挿入して位置決めすることを特徴とする（４）に記載の布線方法。

（６）前記収納部を前記布線経路の終端に設け、前記ヘッドの排出口から排出する電線を切断して、切断した前記電線の端末部を前記収納部に収納することを特徴とする（４）または（５）に記載の布線方法。

上記（４）の構成の布線方法においては、ヘッドから収納部の突端までの距離を、電線の径の１／２未満となるように設定して、ヘッドを収納部の上で布線経路に沿って相対移動させているので、ヘッドから排出された電線を、両突端に当接させると共にヘッドの電線排出口の周縁部で押圧し、一対の側壁を弾性変形させながら両突端間に進入させ、その中心軸を両突端よりも下方に位置させることができる。そして、一対の側壁を、上端部に向かうに従って互いの距離を縮小させるように形成しており、一対の側壁の復元力により両突端が電線の上半部の外周面を摺動して電線を下方へと押し込み、これにより、電線を自動的に一対の側壁間に収納することができる。さらに、突端間の距離は電線の径よりも小さいので、一対の側壁間に収納された電線の上方への浮き上がりを規制することができる。よって、収納部においては従来のようにピン部材を用いて電線を押し込む必要がなく、本構成の布線方法によれば、電線の布線に要する時間を短縮することができ、布線板アッセンブリの生産性を向上させることができる。

上記（５）の構成の布線方法においては、一対の側壁の延長部分に、上端部に向かうに従って互いの距離が拡大する一対の位置決め片を設け、この一対の位置決め片の間に電線を挿入することにより、一対の側壁間に収納される電線の一部分を確実に一対の側壁の中央に案内することができる。これにより、上記した一対の側壁間への電線の収納をより確実なものとすることができる。よって、本構成の布線方法によれば、布線板アッセンブリの生産性を向上させることができる。

上記（６）の構成の布線方法においては、布線経路の終端に収納部を設け、この収納部に電線の端末部を収納しており、即ち、回路毎の布線経路に個別に電線を布線し、そして、電線の端末部を収納部に収納すれることで上記したように布線板からの端末部の浮き上がりを阻止している。これにより、従来のように回路毎の布線経路の全てに連続して布線された場合に切断切除される無駄な電線及び、回路として使用されない無駄な電線を発生させることがなく、本構成の布線方法によれば、布線板アッセンブリの生産性を向上させることができる。

本発明によれば、布線板アッセンブリの生産性を向上させる布線装置および布線方法を提供することができる。

以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る布線構造の一実施形態に適用される布線装置の全体図、図２は図１に示す布線装置において布線板を保持する保持手段の上面図、図３は図１に示す布線装置のヘッドの底面図、図４は図１の布線装置のピン部材を駆動する駆動機構の平面図、図５は図１の布線装置のヘッドに設けられた電線切断機構の平面図、図６は布線板の所定の布線経路に電線が布線された布線板アッセンブリの一例を示す平面図、図７は図６において点線円VIIで囲まれた部分の拡大図であって布線板の収納部を拡大して示す平面図、図８は図７におけるVIII-VIII矢視断面図、図９は図１に示す布線装置を用いての本発明に係る布線方法の一実施形態を説明するための断面図、図１０は図９（Ｃ）におけるX-X矢視断面図である。

図１に示すように、本実施形態の布線構造に適用される布線装置１は、基台２と、布線板３１（図６参照）を保持する保持手段３と、布線板３１に布線される電線６を排出するヘッド４と、ヘッド４に電線を供給する電線供給部５とで大略構成されている。

図１および図２に示すように、保持手段３は、基台２上において、第１直動装置１１（この第１直動装置１１の延在方向を以後Ｘ軸方向と規定する）と当該第１直動装置に直交する第２直動装置１２（この第２直動装置の延在方向を以後Ｙ軸方向と規定する）とを組み合わせて水平方向（ＸＹ軸方向）に移動可能とされたステージ１３で構成されている。布線板３１（図６参照）は、このステージ１３上に水平に載置され、固定される。

図１に示すように、ヘッド４は、基台２に組み付けられているフレーム１４に固定され、ステージ１３よりも上方に配置されている。そして、このヘッド４に電線を供給する電供給部５は、基台２に組み付けられている支柱１５の上端に固定され、ヘッド４よりも上方に配置されている。

電線供給部５には複数のプーリ１６が設けられており、リール１７に巻回された電線６は、リール１７から引き出され、これらの複数のプーリ１６間に懸架されて捩れなどを矯正されながら、ヘッド４に向けて略鉛直下方に送り出される。

図１および図３に示すように、ヘッド４は、その中央部に、鉛直方向に伸びて電線供給部５から送り出された電線６が挿通される挿通孔１８が設けられている。電線供給部５から略鉛直下方に送り出された電線６は、挿通孔１８の上部開口から当該挿通孔１８内に挿入され、そして、底部開口（排出口１９）から排出される。

さらに図４を参照して、ヘッド４には、従来の布線装置同様、排出口１９から排出された電線６を布線板に押圧するためのピン部材２０が複数付設されている。これらのピン部材２０は、後述する布線板３１の布線経路の始点Ｓ（図６参照）に設けられた把持部３６（図６参照）に、電線６の端末部を押し込むためのものである。各ピン部材２０は、ヘッド４の内部を鉛直方向に伸びてヘッド４の底面４ａに開口する収容孔２１に収納されており、基端部２０ｂがリンク機構を介してシリンダ２２に押圧されることにより、先端部２０ａがヘッド４の底面４ａにおける収容孔２１の開口から鉛直下方に突出するようになっている。

さらに図５を参照して、ヘッド４には、排出口１９の近傍で電線６を切断するための一対の刃２３が付設されている。一対の刃２３は、挿通孔１８の中心軸に関して互いに対称に挿通孔１８から放射状に水平に伸びる一対の収容溝２４にそれぞれ収容されている。そして、一対の刃２３は、基端部２３ｂがリンク機構を介して不図示のシリンダに押圧されることにより、鋭利な先端部２３ａが収容溝２４から挿通孔１８内に突出するようになっており、電線６は、挿通孔１８内に突出した両先端部２３ａに挟まれて切断される。

図６に示す布線板アッセンブリ７において、電線６が布線されている布線板３１には、所定の複数の布線経路が設定され、各布線経路に沿ってその両側に連続または断続して隔壁３２ａが立設されている。換言すれば、これらの隔壁３２ａにより布線経路が規定されている。これらの隔壁３２ａは、電線６の径よりも大きい所定の高さにて布線板３１の底板３３に立設されている。そして、布線経路を挟んで互いに対向する隔壁３２ａ間には電線６の径よりも若干大きい間隔がおかれており、電線６は、この隔壁３２ａ間に配置される。

各布線経路の終端Ｅおよび、図６において「＋」記号で示される各布線経路の途中の所要箇所には、電線６を収納する収納部が設けられている。また、各布線経路の始点Ｓには、ヘッド４のピン部材２０により電線６の端末部が押し込まれて当該端末部を把持固定する把持部３６が設けられている。以下に、複数の収納部を代表して、図６において点線円VIIで囲まれる布線経路の終端Ｅに設けられた収納部３０について説明する。

図７および図８に示すように、布線経路の終端Ｅに設けられた収納部３０は、一対の側壁３２ｂを有し、一対の側壁３２ｂ間には電線６の端末部が収納される。尚、収納部の一対の側壁は、収納部が設けられる箇所（例えば布線経路の途中の箇所）によっては隔壁３２ａの一部とされている。

一対の側壁３２ｂは、上端部に向かうに従って互いの距離を縮小させるように対向する内側面が他方の側壁に向けて膨出して形成されており、上端部において最も接近する突端３４の間の距離Ｗは電線６の径Ｄより小さくされている。また、一対の側壁３２ｂは、突端３４間の距離を拡大させるように弾性変形可能とされている。

そして、一対の側壁３２ｂは、ステージ１３が水平方向に移動することで相対的に布線経路に沿って布線板３１上を移動したヘッド４が収納部３０上に位置した際に、ヘッド４の底面４ａからの突端３４の距離Ｇが電線６の径Ｄの１／２未満となるように形成されている。

さらに、一対の側壁３２ｂは、収納部３０に収納される電線６の端末部の長手方向にみて電線６の末端とは反対側に延長されており、この延長部分の対向する内側面には、リブ状の一対の位置決め片３５が突設されている。一対の位置決め片３５間の距離は、電線６の径Ｄよりも僅かに大きいものとされており、その間には収納部３０に収納される電線６の端末部の手前に連なる部分（末端とは反対側の部分）が挿入される。尚、電線６を一対の位置決め片３５の中央に案内して、その挿入が容易になされるように、一対の位置決め片３５の両上端部は、上端に向かうに従って互いの距離を拡大させるように傾斜して形成されている。

次に、図９を参照して、布線装置１を用いての布線板３１への電線６の布線を説明する。

図９（Ａ）に示すように、排出口１９を布線経路の鉛直上方に位置させながらヘッド４が布線経路に沿って布線板３１上を相対的に移動するように、布線板３１を保持したステージ１３が移動する。そして、ヘッド４は、布線経路に沿って、収納部３０における電線６の延在方向Ａに相対移動しながら収納部３０に接近する。

電線６は、鉛直方向に伸びるヘッド４の挿通孔１８の排出口１９から布線板３１に垂直に排出され、布線経路を規定する布線板３１の隔壁３２ａ間に配置されると共に、布線板３１の底板３３に当接して屈曲し、ヘッド４の相対移動に伴ってヘッド４の相対移動方向Ａにみて排出口１９の後側に流れるように布線されていく。

図９（Ｂ）に示すように、ヘッド４がさらに相対移動方向Ａに移動すると、まず、収納部３０の手前に配設された一対の位置決め片３５間に電線６が挿入される。これに前後した適宜なタイミングで、電線６はヘッド４の一対の刃２３により切断される。

そして、ヘッド４がさらに相対移動方向Ａに移動すると、切断されて形成された電線６の端末部のうち排出口１９から排出された部分が、収容部３０の一対の側壁３２ｂの突端３４に当接する。ここで、電線６の端末部の手前に連なる部分が一対の位置決め片３５間に挿入されているので、電線６の端末部のうち排出口１９から排出された部分は、布線経路から外れることなく、一対の側壁３２ｂの両突端３４の中央に案内されている。

図９（Ｃ）に示すように、ヘッド４がさらに相対移動方向Ａに移動すると、電線６の端末部のうち排出口１９から排出された部分が、排出口１９の周縁部に押圧されながら、一対の側壁３２ｂを弾性変形させて両突端３４間に次第に進入していく。尚、電線６の端末部の両突端３４間への進入を容易とするように、一対の側壁３２ｂの突端３４よりも上方の端部は、上端に向かうに従って互いの距離を拡大させるように傾斜して形成されている。また、電線６を押圧する排出口１８の周縁部１９は、電線６を損傷させることがないように角丸めが施されている。

そして、電線６の端末部が排出口１９から完全に排出された状態では、図１０に示すように、端面における中心軸Ｏは両突端３４よりも下方に位置している。そして、一対の側壁３２ｂは、上端部に向かうに従って互いの距離を縮小させるように、換言すれば下端に向かうに従って互いの距離を拡大させるように形成されており、一対の側壁３２ｂの復元力により両突端３４が電線６の端末部の上半部の外周面を摺動して電線６の端末部を下方へと押し込む。これにより、電線６の端末部が自動的に一対の側壁３２ｂ間に収納される（図８参照）。

そして、ヘッド４の排出口１９が布線版３１の他の布線経路の始点Ｓの鉛直上方に位置するように、布線板３１を保持したステージ１３が移動し、上述の工程を経て当該布線経路にも同様に電線６が布線される。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明に係る布線構造の一実施形態に適用される布線装置の全体図である。 図１に示す布線装置において布線板を保持する保持手段の上面図である。 図１に示す布線装置のヘッドの底面図である。 図１の布線装置のピン部材を駆動する駆動機構の平面図である。 図１の布線装置のヘッドに設けられた電線切断機構の平面図である。 布線板の所定の布線経路に電線が布線された布線板アッセンブリの一例を示す平面図である。 図６において点線円VIIで囲まれた部分の拡大図であって布線板の収納部を拡大して示す平面図である。 図７におけるVIII-VIII矢視断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は図１に示す布線装置を用いての本発明に係る布線方法の一実施形態を説明するための断面図である。 図９（Ｃ）におけるX-X矢視断面図である。

符号の説明

１ 布線装置
４ ヘッド
６ 電線
１９ 排出口
３０ 収容部
３１ 布線板
３２ｂ 側壁
３４ 突端

Claims (6)

1. 所定の布線経路に電線が布線される布線板と、前記布線経路に沿って前記布線板上を相対移動するヘッドとを含み、前記ヘッドの排出口から前記布線板に対して垂直に排出された電線が当該布線板上で屈曲して前記布線経路に布線される布線装置であって、
   前記布線板が、前記布線径路に沿う一対の側壁の間に前記電線の一部分を収納する収納部を少なくとも１つ有し、
   前記収納部の前記一対の側壁は、上端部に向かうに従って互いの距離が縮小し、最も接近する突端での互いの距離が前記電線の径よりも小さく、且つ、前記突端での互いの距離が拡大できるように弾性変形可能であり、
   前記ヘッドは、前記収納部の上において、当該ヘッドから前記突端までの前記布線板に垂直な方向の距離が、前記電線の径の１／２未満となる位置で前記布線経路に沿って相対移動し、前記ヘッドの排出口から排出した電線を、前記相対移動の方向に移動する前記排出口の周縁部で押圧して、前記収納部の前記一対の側壁間に収納することを特徴とする布線装置。
2. 前記収納部の前記一対の側壁が、前記布線経路に沿って延びる延長部分を備え、前記延長部分の対向する内側面に、上端部に向かうに従って互いの距離が拡大する一対の位置決め片を有し、前記収納部に収納される前記電線の一部分の手前に連なる部分を前記一対の位置決め片の間に挿入して位置決めすることを特徴とする請求項１に記載の布線装置。
3. 前記ヘッドが、前記ヘッドの排出口から排出する電線を切断するための刃を有し、前記布線板が、前記収納部を前記布線径路の終端に有し、前記刃で切断された前記電線の端末部が前記収納部に収納されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の布線装置。
4. 布線装置のヘッドを布線板の所定の布線経路に沿って当該布線板上で相対移動させ、前記ヘッドの排出口から前記布線板に対して垂直に排出した電線を当該布線板上で屈曲させて前記布線経路に布線する布線方法であって、
   前記布線板に、前記布線径路に沿う一対の側壁の間に前記電線の一部分を収納する収納部を少なくとも１つ設け、
   前記収納部の前記一対の側壁を、上端部に向かうに従って互いの距離が縮小し、最も接近する突端での互いの距離が前記電線の径よりも小さくなるように設定すると共に、前記突端での互いの距離が拡大できるように弾性変形可能に形成し、
   前記ヘッドから前記突端までの前記布線板に垂直な方向の距離を、前記電線の径の１／２未満となるように設定して、前記ヘッドを前記収納部の上で前記布線経路に沿って相対移動させ、前記ヘッドの排出口から排出した電線を、前記相対移動の方向に移動する前記排出口の周縁部で押圧して、前記収納部の前記一対の側壁間に収納することを特徴とする布線方法。
5. 前記収納部の前記一対の側壁に、前記布線経路に沿って延びる延長部分を設けて、前記延長部分の対向する内側面に、上端部に向かうに従って互いの距離が拡大する一対の位置決め片を形成し、前記収納部に収納される前記電線の一部分の手前に連なる部分を前記一対の位置決め片の間に挿入して位置決めすることを特徴とする請求項４に記載の布線方法。
6. 前記収納部を前記布線経路の終端に設け、前記ヘッドの排出口から排出する電線を切断して、切断した前記電線の端末部を前記収納部に収納することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の布線方法。

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