JP2013066998A - 端子の製造方法及び該製造方法により製造した端子を用いたコネクタ - Google Patents

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泰永 飯田
Yoshiaki Takeda
義明 武田
Kunio Ito
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Abstract

【課題】表側凸部をそれぞれ有する複数の端子を0.7mm以下のピッチでキャリアに連結された状態で製造する方法において、プレス金型の破損を低減できる製造方法を提供する。
【解決手段】部材18に対し、表面に突起部30と裏面に凹部32とがそれぞれ長尺方向に並んで位置するように裏面より突き出し加工を施す。次に、突き出し加工が施された部材18に対し、長尺方向に沿って裏面より、凹部32を含む切削部分60連続的に削り取る切削加工を施す。そして、切削加工が施された部材18に対し、端子20の外形を形成する打ち抜き加工を施す。
【選択図】図1

Description

本発明は、ノートパソコンや携帯電話等の通信機器や電気機器や電子機器に使用されるコネクタに使用する端子の製造方法に関するものである。より詳しくは、表面より突出する凸部をそれぞれ有する端子であって、0.7mm以下のピッチでキャリアに連結された状態となる端子の製造方法に関するものである。
表面に凸部を有する端子を製造する場合、まず、長尺の部材に所定の端子形状となるように打ち抜き加工を施し、次に、凸部となる部分以外に潰し加工を施すことにより、凸部の周辺を潰して凸部を形成することが一般的に行われている。端子は0.3〜2.54mmのピッチで複数配列され、配列された状態で絶縁体に挿入されることがある。
特許文献1は、製造が容易で、径の小さい突起部11が容易に作製でき、さらに複数の突起部11を接近した位置に容易に設けることができて電子部品の小型化に対応できる基板固定用端子板の製造方法を提供することを目的とし、端子板1を基板に設けた穴に挿入してその先端を潰すことで端子板1を基板に固定する突起部11を設け、突起部11は突起部11の形状の凹部37を有するプレス型35を、端子板1の面に押し付けてプレス加工して凹部37内に端子板1の一部を押し込むことで形成することができる基板固定用端子板の製造方法が開示されている。
特開2002−143933
しかしながら、表面より突出する凸部をそれぞれ有する端子を所定ピッチで並んでキャリアに連結された状態となるように長尺の部材をプレス加工する場合に、1乃至複数回で潰し加工を行うと、プレス金型(パンチ)への負荷が大きくなるため、プレス金型(パンチ)等の破損が多く発生して安定した生産ができない虞がある。
さらに近年では、機器の小型化が進む中、コネクタの小型化も進み、端子のピッチも狭小化してきている。したがって、潰された部分が、多方向に広がる際、0.7mmピッチ以下では互いに干渉してしまい、キャリアに連結された状態に製造することが困難である。
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プレス金型(パンチ)等の破損を低減させつつ、長尺の部材を加工することにより、表面より突出する凸部をそれぞれ有する端子を0.7mm以下のピッチでキャリアに連結された状態に製造できる端子の製造方法を提供するものである。
上記の課題を解決するために、本発明の端子の製造方法は、表面より突出する表側凸部をそれぞれ有する複数の端子を、この複数の端子が0.7mm以下のピッチで並んでキャリアに連結された状態となるように、長尺板材を加工して製造する端子の製造方法において、長尺板材に対し、この長尺板材の表面に表側凸部と裏面に表側凸部に対応する裏側凹部とが長尺板材の長尺方向にそれぞれ並んで位置するように、裏面より突き出し加工を施し、裏面より突き出し加工が施された長尺板材に対し、この長尺板材の、裏側凹部を含む裏側一部を連続的に削り取るように、裏面より長尺方向に沿って切削加工を施し、切削加工が施された長尺板材に対し、端子の外形を形成するように、打ち抜き加工を施すことを特徴とする。
ここで、上記「表側凸部に対応する裏側凹部」とは、長尺板材の表面に表側凸部が形成されることにより、長尺板材の裏面に形成される凹部を意味する。また、上記「裏側凹部を裏側一部」とは、裏側一部が裏側凹部の少なくとも一部、望ましくは全部を含むことを意味する。
また、端子が表面より没する表側凹部を有するものであり、長尺板材に対し、表面に表側凹部と裏面に表側凹部に対応する裏側凸部とが長尺方向にそれぞれ並んで位置するように、表面より突き出し加工を施し、表面より突き出し加工が施された長尺板材に対し、裏側凸部を取り除くように、裏面より長尺方向に沿って切削加工を施してもよい。ここで、上記「表側凹部に対応する裏側凸部」とは、長尺板材の表面に表側凹部が形成されることにより、長尺板材の裏面に形成される凸部を意味する
また、裏側凸部が前記裏側一部に含まれるものであって、この裏側一部を連続的に削り取る切削加工を施すことにより、裏側凸部が裏側凹部とともに連続的に削り取られてもよい。ここで、上記「裏側凸部が前記裏側一部に含まれる」とは、裏側凸部の少なくとも一部、望ましくは全部が裏側一部に含まれることを意味する。
また、切削加工において、長尺板材の長尺方向に延びる両側部に長尺方向の送り力を作用させることにより、長尺板材を切削手段に向けて移動させるものであってもよい。また、端子の硬さは180HV以上であってもよい。また、打ち抜き加工と同時に、キャリアの根元部分に潰し加工を施してもよい。本発明のコネクタは、請求項1〜5に記載の端子の製造方法により製造した端子と、この端子を0.7mm以下のピッチで配列して保持する絶縁体とを備えることを特徴とする。
本発明の端子の製造方法によれば、長尺板材に対し、この長尺板材の表面に表側凸部と裏面に表側凸部に対応する裏側凹部とが長尺板材の長尺方向にそれぞれ並んで位置するように、裏面より突き出し加工を施し、裏面より突き出し加工が施された長尺板材に対し、この長尺板材の、裏側凹部を含む裏側一部を連続的に削り取るように、裏面より長尺方向に沿って切削加工を施し、切削加工が施された長尺板材に対し、端子の外形を形成するように、打ち抜き加工を施すため、表側凸部を形成するために潰し加工を施す必要がない。したがって、プレス金型(パンチ)への負担が少なくてプレス金型(パンチ)等の破損を低減できるとともに、隣接する潰された部分が互いに干渉することもないので表側凸部をそれぞれ有する複数の端子が0.7mm以下のピッチでキャリアに連結された状態で製造できる。
また、本発明の端子の製造方法によれば、長尺板材に対し、表面に表側凹部と裏面に表側凹部に対応する裏側凸部とが長尺方向に並んで位置するように、表面より突き出し加工を施し、表面より突き出し加工が施された長尺板材に対し、裏側凸部を連続的に削り取るように、裏面より切削加工を施すため、表面に表側凸部と表側凹部の両方をそれぞれ有する端子についてもプレス金型(パンチ)等の破損を低減させつつ、0.7mm以下のピッチでキャリアに連結された状態で製造できる。
また、本発明の端子の製造方法によれば、裏側凸部が裏側一部に含まれるものであって、この裏側一部を連続的に削り取る切削加工を施すことにより、裏側凸部が裏側凹部とともに連続的に削り取られるため、裏側凸部を裏側凹部と同じ切削加工で削り取ることができ、表面に表側凸部と表側凹部の両方を有する端子を、加工時間を短縮させつつ、プレス金型(パンチ)等の破損を低減させて0.7mm以下のピッチでキャリアに連結された状態で製造できる。
(A)端子の斜視図である。(B)第1工程、第2工程、第3工程を示す平面図と側面図である。 第1工程の詳細説明図(パンチとダイを含む拡大断面図)である。 第2工程の詳細説明図(押さえと切削砥石を含む拡大断面図)である。 第3工程の詳細説明図(パンチとダイを含む拡大断面図)である。 (A)端子が絶縁体に挿入された状態のコネクタの斜視図である。(B)端子が絶縁体に挿入された状態のコネクタの断面図である。 第2の実施形態における端子の斜視図である。 第2の実施形態における端子が絶縁体に挿入された状態のコネクタの断面図である。 第2の実施形態における第1工程、第2工程、第3工程を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態における端子20は、接続対象物と接続する端子であって、端子20の長さが2.5〜3.5mmで、幅が0.35〜0.55mmで、0.2〜0.3mmの段差28をそれぞれ有する端子20を、長尺の部材18より、各端子20間のピッチが0.7mm以下で並んでキャリアに連結された状態で製造する方法において、第1工程として、段差28を形成する突き出し加工を行い、第2工程として、第1工程により形成された凹部32形状部分を取り除く切削加工を行い、第3工程として、端子20の外形を形成する抜き加工を行うことを特徴とする端子の製造方法について説明する。
つまり、段差28を潰し加工により形成するのではなく、突起部30を突き出し加工により形成し、突き出し加工により形成された凹部32形状部分を切削加工により取り除き、端子20の外形を形成するように抜き加工を施す製造方法である。なお、突起部30及び凹部32が特許請求の範囲における表側凸部及び裏側凹部にそれぞれ対応するものである。
図1(A)は端子20の斜視図であり、(B)は第1工程、第2工程、第3工程を現した平面図と側面図である。図2は第1工程の詳細説明図(パンチ50とダイ52を含む拡大断面図)である。図3は第2工程の詳細説明図(押さえ治具54と切削砥石56を含む拡大断面図)である。図4は第3工程の詳細説明図(パンチ50とダイ52を含む拡大断面図)である。図5(A)は端子が絶縁体に挿入された状態のコネクタの斜視図であり、(B)は端子が絶縁体に挿入された状態のコネクタの断面図である。本実施形態のコネクタ10は、端子20と絶縁体12とを備えている。
本発明の端子20の製造方法を説明する前にコネクタ10について説明する。まず、端子20について説明する。この端子20は、金属製の長尺板材である部材18より加工されるものであり、その材質としては、硬さが180HV以上でバネ性や導電性などが要求されるので、ステンレスやベリリウム銅やリン青銅やチタン銅やコルソン合金等を挙げることができる。
端子20の大きさは、長さが2.5〜3.5mmで、幅が0.35〜0.55mmで、厚さが0.2〜0.5mmである。
端子20は、少なくとも相手コネクタ等と接触する接触部22と基板等と接続する接続部26とを有している。さらに、端子20は絶縁体12に一体成型や圧入や溶着や引っ掛け(ランス)等によって固定されるため、固定部を有している。本実施形態では、端子20は一体成型によって絶縁体12に固定されている。
接触部22は、相手コネクタのコンタクト等と接触する部分であり、その形状・大きさは相手コネクタのコンタクト等の形状に沿い、接触安定性やコネクタの小型化や加工性や強度等を考慮して適宜設計する。本実施形態では、0.2〜0.3mmの段差28となる突起部30を形成することで、接触部22にしている。
接続部26は、基板等に接続する部分であり、コネクタの小型化や基板占有面積や半田付け性や加工性や強度等を考慮して適宜設計している。本実施形態では表面実装(SMT)タイプにしているが、基板に実装できればよく、ディップタイプでもプレスフィットタイプであってもよい。
次に、絶縁体12について説明する。この絶縁体12は電気絶縁性のプラスチックであり、公知技術の射出成形によって製作され、この材質としては寸法安定性や加工性やコスト等を考慮して適宜選択するが、一般的にはポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリアミド(66PA、46PA)や液晶ポリマー(LCP)やポリカーボネート(PC)やこれらの合成材料を挙げることができる。
絶縁体12には、所要数の端子20が装着される挿入孔121が設けられている。端子20は圧入や溶着や一体成型や引っ掛け(ランス)等によって挿入孔121に固定されている。本実施形態では、端子20は挿入孔121内に一体成型によって固定されている。本実施形態では、挿入孔121は0.6mmピッチで配置されている。また、絶縁体12には、必要に応じて相手コネクタ等が入る嵌合口が設けられることがある。端子20はキャリア16と連結した状態で一体成型できるよう、挿入孔121と同ピッチである0.6mmピッチで形成されていた方が絶縁体12に挿入し易い。なお、端子20をキャリア16から取り外し、挿入孔121に圧入させることにより、絶縁体12に固定させる場合は、端子20は必ずしも挿入孔121と同ピッチでキャリア16に連結されていなくてもよい。
最後に、本発明のポイントである端子20の製造方法について説明する。まず、第1工程として、段差28、すなわち突起部30を形成する突き出し加工を行う。次に、第2工程として、第1工程により形成された凹部32形状部分を取り除く切削加工を行う。第3工程として、端子20の外形を形成する抜き加工を行う。
以下、それぞれの工程について詳細に説明する。まず、第1工程について説明する。部材18に0.6mmピッチの段差28を形成するために、部材18の裏面よりパンチ50を突き出すことにより、段差28(つまり、突起部30)が形成される。言うまでもなく、部材18の表面側には受けのダイ52がある。本実施形態では段差28を0.3mmにしたいため、パンチ50を0.3mm突き出している。この突き出しにより、突起部30の裏側には凹部32が形成される。段差28(突起部30)の形成は、1回の突き出し加工で行ってもいいし、複数回の突き出し加工に分けて行ってもよい。本実施形態では1回の突き出し加工で行っている。
次に、第2工程について説明する。第1工程で形成された凹部32を取り除くために、第1工程後の部材18を切削加工する。この切削加工は、プレス工程内(つまり、第1工程及び第3工程)で一連の工程として行ってもよいし、分割して行ってもよい。理想的には、一連の工程で行う方が時間の短縮に繋がる。つまり、部材18の突起部30側、すなわち表面側を押さえ治具54により押さえ、凹部32側、すなわち裏面側の凹部32を含む切削部分60を切削砥石56により切削する。切削部分60の形成は、1回の切削加工で行っても良いし、複数回の切削加工に分けて行ってもよい。本実施形態では1回の切削加工で行っている。なお、切削工具は切削砥石に限定されるものではなく、エンドミル等であってもよい。
また、第2工程では、図1に示す通り、部材18の長尺方向に切削加工を施している。長尺方向と直交する方向に切削加工を施すことも考えられるが、切削部分60を安定して形成するためには、部材18を間欠的に送り出して順次切削加工を施すことが必要となるため、工程時間が長くなる可能性がある。これに対し、本実施形態では、部材18の長尺方向に切削加工を施しているため、切削部分60を連続的な切削加工により形成できるため、工程時間を短縮することができる。
最後に、第3工程について説明する。第2工程状態の部材18を、端子20の所定の外形に打ち抜き加工を行う。言うまでもなく、この打ち抜き加工の際には部材18の表面側にパンチ50若しくはダイ52が配置され、裏面側には逆にダイ52若しくはパンチ50が配置される。
場合によって、第3工程の抜き加工と同時に、端子20のキャリア16の根元部分に成形時の流動性の向上を図るために、0.05〜0.1mmの潰し加工を施すことがある。
本端子20の製造方法のポイントは、端子20が非常に小さく(小型)、材質がある程度の硬さを持ち、0.2〜0.3mmの段差28を有する場合、潰し加工では段差28(突起部30)の形状を形成できないため、上記で説明した第1工程と第2工程で段差28(突起部30)の形状の形成を行うようにしたものである。なお、端子20の形状によっては他の加工(曲げ加工や絞り加工等)を行う場合がある。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。前述の通り、コネクタ10はキャリア16に連結された端子20を絶縁体12で一体成型することで製造される。また、コネクタ10において、端子20はキャリア16に連結されている状態と同ピッチで絶縁体12に保持されている。そして、コネクタ10においては、前述の通り、一体成型する際の絶縁体12の流動性を向上させるため、キャリア16の根元部分に潰し加工を施すことがある。
第2の実施形態では、キャリア16の根元部分にも潰し加工を施すことなく、一体成型時の絶縁体12の流動性を向上できる端子40の製造方法について説明する。第2の実施形態における端子40は、図6に示すように、突起部30の近傍の表面より没する第2の凹部33及び裏面より没する第3の凹部34を有している。なお、絶縁体12の流動性を向上させるためには、必ずしも第2の凹部33及び第3の凹部34の両方を形成する必要はなく、少なくともいずれか一方であってもよい。なお、端子40は、第2の凹部33及び第3の凹部34を有している以外は第1の実施形態の端子20と同じであるため、その他の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。第2の凹部33が特許請求の範囲における表側凹部に対応するものである。
図7は、端子40を絶縁体12で一体成型することで製造された第2の実施形態におけるコネクタ70の断面図である。射出された絶縁体12は、図7に示すように、第2の凹部33及び第3の凹部34内を流動できる。したがって、コネクタ70は、コネクタ10と比較して絶縁体12を一体成形する際のピッチ方向、すなわち図7の紙面に対して垂直な方向の流動性が向上しているコネクタである。
端子40の製造方法について図8を用いて説明する。図8は第2の実施形態における第1工程、第2工程、第3工程をそれぞれ示すものであり、下図が第1工程、中図が第2工程、上図が第3工程をそれぞれ示している。なお、図8の上下方向が長尺方向に対応する。第2の実施形態においては、キャリア16に連結された端子40が部材18より2列に並んで形成されるものとする。
第1工程においては、部材18の裏面よりパンチ50を突き出すとともに、表面からもパンチを突き出すことにより、表側に突起部30、裏側に第2の突起部35をそれぞれ形成する。第2の突起部35を形成することにより、部材18の表側には第2の凹部33が形成される。具体的に、表面からのパンチの突き出し量は0.05〜0.1mm程度である。裏面からの突き出し加工と表面からの突き出し加工とは、工程時間を短縮させるために同時に施されるものであってもよいが、順次独立して施されるものであってもよい。なお、表面及び裏面からの突き出し加工を順次独立して施す場合、その順序は特に限定されるものではない。
第2工程においては、凹部32と第2の突起部35の両方を取り除くため、第1の実施形態と同様に、第1工程後の部材18に対して裏面より長尺方向に沿って切削加工が施される。この切削加工により、部材18の、凹部32を含む裏側の切削部分60が連続的に削り取られる。第2工程において、切削部分60は、第1の実施形態と同様に、不図示の押さえ治具が突起部30側を押さえつつ、切削手段である不図示の切削砥石を凹部32側に設けることで連続的に削り取られるものである。
また、切削部分60に第2の突起部35を含ませることにより、凹部32と第2の突起部35の両方を同時に取り除くことが可能となり、工程時間を短縮できる。また、切削部分60に第3の凹部34となる長尺方向に延びる溝を含ませる、すなわち切削部分60が長尺方向に延びる当該溝を有している場合、第2工程によって第3の凹部34も形成できる。この第3の凹部34となる長尺方向に延びる溝は、所望の形状となるように、切削砥石56の砥面を成形することにより形成できる。
第2の実施形態においては、キャリア16の両端には長尺方向に所定ピッチで切り欠き59が形成されている。そして、部材18の両側部には、切り欠き59に噛合するスプロケット80が備えられている。これは、部材18を切削砥石56に向けて長尺方向に送り出して切削加工を施す際、部材18を長尺方向に送り出す力が弱いと切削部分60を安定して切削することができないことを考慮したものである。すなわち第2の実施形態では、両側のスプロケット80が切り欠き59に噛合しながら部材18に長尺方向の送り力を作用させるため、部材18を切削砥石56に向けて安定して移動させることができる。なお、部材18の供給手段は、スプロケット80に限定されるものではなく、部材18に対して部材18の両端近傍で長尺方向の送り力を作用させるものであれば、特に限定されるものではない。第2の実施形態の第3工程は、第1の実施形態と同様に、第2工程後の部材18に対し、所定の外形形状となるように打ち抜き加工を施すものであり、詳細な説明は省略する。
以上に述べた通り、上記の実施形態では、第1工程において部材18に裏面より突き出し加工を施すことで表面に突起部30と裏面に凹部32とがそれぞれ長尺方向に並んで位置するように形成し、第2工程において裏面より長尺方向に沿って切削加工を施すことで凹部32を含む切削部分60を連続的に取り除き、第3工程において端子20の外形を形成する打ち抜き加工を施すため、突起部30を形成するための潰し加工を施す必要がなく、プレス金型(パンチ)等の破損を低減させつつ、表側凸部をそれぞれ有する複数の端子を0.7mm以下のピッチで並んでキャリアに連結された状態で製造することができる。
また、上記の実施形態では、第1工程において部材18の表面からも突き出し加工を施すことにより、表面に第2の凹部33と裏面に第2の突起部35とを形成し、第2工程において凹部32と第2の突起部35と含む切削部分60を連続的に取り除くため、突起部30の近傍に第2の凹部33を有する端子40についても、プレス金型(パンチ)等の破損を低減させつつ、0.7mm以下のピッチで並んでキャリアに連結された状態で製造することもできる。
また、上記の実施形態では、第2工程において凹部32と第2の突起部35を同時に連続的に取り除くことにより、突起部30の近傍に第2の凹部33を有する端子40についても、工程時間を短縮させてプレス金型(パンチ)等の破損を低減させつつ、0.7mm以下のピッチで並んでキャリアに連結された状態で製造することもできる。
また、上記の実施形態では、第2工程において第3の凹部34を含む切削部分60を連続的に取り除くことにより、突起部30の近傍に第3の凹部34を有する端子40についても、工程時間を短縮させてプレス金型(パンチ)等の破損を低減させつつ、0.7mm以下のピッチで並んでキャリアに連結された状態で製造することもできる。
10,70 コネクタ
12 絶縁体
121 挿入孔
16 キャリア
18 部材
20,40 端子
22 接触部
26 接続部
28 段差
30 突起部
32 凹部
33 第2の凹部
35 第2の突起部
50 パンチ
52 ダイ
54 押さえ治具
56 切削砥石
58 パイロット孔
60 切削部分

Claims (7)

  1. 表面より突出する表側凸部をそれぞれ有する複数の端子を、該複数の端子が0.7mm以下のピッチで並んでキャリアに連結された状態となるように、長尺板材を加工して製造する前記端子の製造方法において、
    前記長尺板材に対し、該長尺板材の表面に表側凸部と裏面に前記表側凸部に対応する裏側凹部とが前記長尺板材の長尺方向にそれぞれ並んで位置するように、前記裏面より突き出し加工を施し、
    前記裏面より突き出し加工が施された長尺板材に対し、該長尺板材の、前記裏側凹部を含む裏側一部を連続的に削り取るように、前記裏面より前記長尺方向に沿って切削加工を施し、
    前記切削加工が施された前記長尺板材に対し、前記端子の外形を形成するように、打ち抜き加工を施すことを特徴とする端子の製造方法。
  2. 前記端子が前記表面より没する表側凹部を有するものであり、
    前記長尺板材に対し、前記表面に前記表側凹部と前記裏面に前記表側凹部に対応する裏側凸部とが前記長尺方向にそれぞれ並んで位置するように、前記表面より突き出し加工を施し、
    前記表面より突き出し加工が施された長尺板材に対し、前記裏側凸部を連続的に削り取るように、前記裏面より前記長尺方向に沿って切削加工を施すことを特徴とする請求項1に記載の端子の製造方法。
  3. 前記裏側凸部が前記裏側一部に含まれるものであって、該裏側一部を連続的に削り取る切削加工を施すことにより、前記裏側凸部が前記裏側凹部とともに連続的に削り取られることを特徴とする請求項2に記載の端子の製造方法。
  4. 前記切削加工において、該長尺板材の前記長尺方向に延びる両側部に前記長尺方向の送り力を作用させることにより、前記長尺板材を切削手段に向けて前記長尺方向に移動させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の端子の製造方法。
  5. 前記端子の硬さが、180HV以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の端子の製造方法。
  6. 前記打ち抜き抜き加工と同時に、前記キャリアの根元部分に潰し加工を施すことを特徴とする請求項1に記載の端子の製造方法。
  7. 請求項1〜6に記載の端子の製造方法により製造した端子と、該端子を0.7mm以下のピッチで配列して保持する絶縁体とを備えることを特徴とするコネクタ。
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