JP2016091747A - コンタクト成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンタクトの側面に擦り傷を発生させることなく当該コンタクトの先端が整然と揃うように精密な曲げ成形を行うことができるコンタクト成形装置の提供。【解決手段】 ハウジング２に植設されたコンタクト１の曲げ位置の曲げ方向側面を支持する曲げダイ３と、ハウジング２に植設されたコンタクト１の側面を曲げ方向の反対側から曲げ方向へ加圧する曲げパンチ４を備えた曲げ機構を具備し、前記曲げパンチ４の加圧部４ａに、当該曲げパンチ４の曲げ動作に伴い成形対象のコンタクト１と前記加圧部４ａとの接点がそれぞれ等量ずつ移動する転がりを生じる加圧面４ｂを備えるコンタクト成形装置。【選択図】 図１

Description

本発明は、コネクタのハウジングに植設されたコンタクトに対し、精密に曲げ成形を施すコンタクト成形装置に関するものである。

コネクタのなかには、雌雄の組合せによって多数の電気導体間を接続すべく、多数のコンタクトが植設されているものが存在する。
多数のコンタクトが接続されるべき箇所へ正確に挿し入れられるには、各コンタクトの先端が挿し入られるべき箇所に向けて予め整然と整列し、且つ差し入れられる向きや深さなどについて精密な制御が施されることが必要である。

殊に、プリント基板へ実装するいわゆるライトアングルタイプのコネクタは、植設したコンタクトに対する曲げ成形を終えた時点でそれら多数のコンタクトの先端を整列させなければならない。
従って、この様なコネクタの品質を確保するには、前記コンタクトを植設する際の仕様に加えて、曲げ方向や曲げ角などを精密に制御する必要がある（例えば、下記特許文献１参照）。

なかには、植設工程が行われる前に、同一連結部材に連結した複数のコンタクト部に対して均一な曲げ成形を施し、植設工程を終えた時点で曲げ成形が施されたコンタクト部分が突出するように製造されるものも紹介されている（例えば、下記特許文献２参照。）。

特許第２７３４６４０号公報 特公平４−１９６７９号公報

しかしながら、従来の曲げ成形では、いずれの手法を採用したとしても、コネクタのハウジングへコンタクトを圧入する前後における成形時、又はコネクタのハウジングへ成形後コンタクトを圧入する際に、当該コンタクトの側面に擦り傷を発生させてしまうという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、コンタクトの側面に擦り傷を発生させることなく当該コンタクトの先端が整然と揃うように精密な曲げ成形を行うことができるコンタクト成形装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明によるコンタクト成形装置は、ハウジングに植設されたコンタクトの曲げ位置の曲げ方向側面を支持する曲げダイと、ハウジングに植設されたコンタクトの側面を曲げ方向の反対側から曲げ方向へ加圧する曲げパンチを備えた曲げ機構を具備し、前記曲げダイの支持部に、コンタクトの曲げ部の内径より小径の曲接面を備え、前記曲げパンチの加圧部に、当該曲げパンチの曲げ動作に伴い成形対象のコンタクトと前記加圧部との接点がそれぞれ等量ずつ移動する転がりを生じる加圧面を備えることを特徴とする。
前記加圧面を円周状とすることによって、前記曲げパンチの曲げ動作に伴い当該加圧面にコンタクトの曲げ角に等しい角度の転がりを生じるようにすることができる。

ハウジングに植設されたコンタクトの曲げ位置の曲げ方向側面を支持する曲げダイと、ハウジングに植設されたコンタクトの側面を曲げ方向の反対側から曲げ方向へ加圧する曲げパンチを備えた曲げ機構を具備し、前記曲げパンチは、その加圧部に円周状の加圧面を備え、前記曲げパンチは、当該曲げパンチの曲げ動作に伴い当該曲げパンチの加圧面に成形対象のコンタクトと前記加圧部との接点がそれぞれ等量ずつ移動する転がりを生じさせる軌道をとるコンタクト成形装置としてもよい。

更に、ハウジングに植設されたコンタクトの曲げ位置を中心として揺動する（回転可能としてもよい）操作フレームを備え、前記操作フレームは、前記曲げダイと前記曲げパンチを前記揺動の中心を挟む対向配置で備える構成としてもよい。

本発明によるコンタクト成形装置によれば、前記曲げパンチの加圧部に、当該曲げパンチの曲げ動作に伴い成形対象のコンタクトと前記加圧部との接点がそれぞれ等量ずつ移動する転がりを生じる加圧面を備える構成、又は当該曲げパンチの曲げ動作に伴い当該曲げパンチの加圧面に成形対象のコンタクトと前記加圧部との接点がそれぞれ等量ずつ移動する転がりを生じさせる軌道をとる構成とすることによって、素早い曲げ動作にあっても、コンタクトの側面に傷をつけることなくコンタクトの高精度な曲げ加工が可能となる。
又、前記加圧部に特別な加工や部材を付設する必要もないため、保守面及びコスト面で有利となる。

更に、ハウジングに植設されたコンタクトの曲げ位置を中心として揺動する操作フレームを備え、前記操作フレームは、前記曲げダイと前記曲げパンチを前記揺動の中心を挟む対向配置で備える構成を採ることによって、植設時にずれたコンタクトなど植設状態が不均一なコンタクトに対し、前記曲げパンチ及び前記曲げダイの向きを調整しながらコンタクトに対する成形を行うことができる。その結果、成形工程において、コンタクト先端の位置を一本毎にあるべき位置・方向へ修正することが可能となる。

本発明によるコンタクト成形装置による曲げ動作の一例を示す側方から観た縦断面図及びその要部拡大図である。 本発明によるコンタクト成形装置による曲げ動作の一例を示す、（Ａ）平面図及び（Ｂ）その要部拡大図である。 本発明によるコンタクト成形装置の一例を示す側方から観た要部縦断面図（成形前）である。 本発明によるコンタクト成形装置の一例を示す側方から観た要部縦断面図（成形後）である。 本発明によるコンタクト成形装置の一例を示す正面から観た要部縦断面図である。 本発明によるコンタクト成形装置の一例を示す横断面図である。 本発明によるコンタクト成形装置の制御手法の一例を示すブロック図である。 本発明によるコンタクト成形装置による成形行程の一例を示すフローチャートである。 本発明によるコンタクト成形装置の制御手法の一例を示すブロック図である。

以下、本発明によるコンタクト成形装置の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
本発明によるコンタクト成形装置は、ハウジング２に植設した複数のコンタクト１を、当該コンタクト１の先端が整然と揃うように精密な曲げ成形を行う装置である。

本発明によるコンタクト成形装置は、ハウジング２に植設したコンタクト１の曲げ位置及びその近傍（支持位置）を支持する曲げダイ３と、ハウジング２に植設したコンタクト１に曲げ応力を与える曲げパンチ４を備えた曲げ機構を具備する（図１参照）。
前記曲げ機構は、ハウジング２に植設したコンタクト１の曲げ位置を中心として曲げ方向に対して直角の方向へ揺動する操作フレーム５を備え、前記操作フレーム５は、その旋回領域の直径上に前記曲げダイ３と前記曲げパンチ４を前記操作フレーム５の揺動の中心を挟む対向配置で備える（図２参照）。

前記曲げダイ３は、前記コンタクト１の曲げ位置を支持する支持部３ａを備える。
前記支持部３ａは、ハウジング２に植設したコンタクト１の曲げ位置に当接する支持縁を備えると共に、上位にすくい角θ１を有し、且つ後方に逃げ角θ２を有する。
前記支持縁は、その全幅にわたって前記コンタクト１の曲げ部に沿い且つその内径Ｒより小径の曲接面３ｂを均一に備える。

前記曲げパンチ４は、前記コンタクト１に曲げ応力を加える加圧部４ａを備える。
前記加圧部４ａは、当該曲げパンチ４の曲げ動作に伴い成形対象のコンタクト１の側面を転がる曲面状の加圧面４ｂを備える。
前記加圧面４ｂは、前記曲げパンチ４の曲げ動作に伴い成形対象のコンタクト１の側面を相互の接点Ｐがそれぞれ等量ずつ移動するように略滑りなく転がる。

例えば、当該加圧面４ｂを円周状（真円の円弧状）とすることによって、前記加圧面４ｂを円弧として含む仮想真円の全周長に対する前記接点Ｐの移動量の比率が、全周３６０度に対する前記曲げパンチ４による曲げ角の比率に相当することとなる。
その結果、前記曲げ動作前の接点（始点）Ｐにおける接線と前記曲げ動作後の接点（終点）Ｐにおける接線が、前記コンタクト１の曲げ角に等しい角度で交差することとなる（図１参照）。

前記操作フレーム５は、前記曲げ機構を構成する前記曲げダイ３と前記曲げパンチ４を、前記曲げ動作の際に各々の支持部３ａと加圧部４ａが常に対向するように配置して支持する。
前記操作フレーム５に支持された前記曲げダイ３と前記曲げパンチ４は、前記コンタクト１の曲げ軌道に沿ってそれぞれ他の方向へ振れること無く運動し、且つ前記支持部３ａの曲接面３ｂと前記加圧部４ａの加圧面４ｂは常に平行に向き合うように運動する。

上記曲げダイ３と曲げパンチ４による曲げ機構によれば、前記曲げ動作に伴い、前記コンタクト１と前記曲げパンチ４との接点Ｐに移動が生じたとしても、前記コンタクト１と前記曲げパンチ４との間の摩擦が回避され、曲げ工程において前記コンタクト１に傷が発生することを回避できる。

以下、本発明によるコンタクト成形装置の実施例を示す。
図３乃至図６に示すコンタクト成形装置は、ハウジング２に植設したコンタクト１に曲げ成形を施すコンタクト成形手段Ａと、前記コンタクト１に対する曲げ動作時にハウジング２を保持するホルダＢと、当該ホルダＢを曲げ成形が行われる位置に移動する位置決め手段（図示省略）と、コンタクト成形前のハウジング２をホルダＢへ供給しコンタクト成形後のハウジング２をホルダＢから排出する給排手段（例えば搬送チャックや所謂ロボットアームなど）を備える。

前記コンタクト成形手段Ａは、前記曲げ機構を備える。
前記曲げ機構は、前記ハウジング２に植設したコンタクト１の曲げ位置の曲げ方向側面を支持する前記曲げダイ３と、前記ハウジング２に植設したコンタクト１の曲げ位置の先端側を曲げ方向の反対側から曲げ方向へ加圧する前記曲げパンチ４を備える。

この例において、前記曲げ機構は、前記曲げダイ３、前記曲げパンチ４、前記曲げダイ３及び前記曲げパンチ４を支持する前記操作フレーム５と、前記操作フレーム５を揺動可能に支持する成形ベースを備える。
前記曲げ機構の動作及び前記操作フレーム５の揺動は、当該コンタクト成形装置の制御手段１４で調整する。

前記成形ベースは、例えば、前記ホルダＢを成形対象のハウジング２に理想的に植設したコンタクト１が水平となる様に配置した前記操作フレーム５を、前記コンタクト１の曲げ方向（例えば上下方向）及び前記コンタクト１の長手方向に対して直角の方向（例えば水平方向）へ揺動させる揺動軸６を鉛直方向に起立する状態で支持する。

前記操作フレーム５は、前記揺動軸６に沿って起立し、前記曲げ機構を構成する前記曲げダイ３と前記曲げパンチ４等を、前記揺動軸６を含む平面上に、当該揺動軸６を挟む位置関係で配置し支持する。
上記構成により、前記操作フレーム５並びにそれに支持される前記曲げダイ３及び前記曲げパンチ４は、前記曲げダイ３の支持縁と成形対象のコンタクト１との接点付近の曲げ位置を中心として、前記揺動軸６の法面に沿って揺動する。

前記操作フレーム５を上記のごとく揺動させるために、例えば、前記操作フレーム５は、前記揺動軸６の支承部を支点とし、当該支点自体をフレーム駆動軸として正逆転させて揺動させる構成を採っても良いし、当該支点を中心として揺動する動点に、他のフレーム駆動軸で進退するクランク機構を連結して揺動させる構成を採っても良い。
上記構成は、前記フレーム駆動軸を回転させるアクチュエータと共に、前記動点を前記操作フレーム５の支点に対して左右に揺動する駆動手段として機能する。

前記曲げダイ３は、例えば、成形対象であるコンタクト１の側面に向かって進退する支持ロッド７に固定する。
前記支持ロッド７の進退における軌道は、個々のコンタクト１に対する曲げ動作に際して、前記曲げダイ３が、他のコンタクト１の干渉を受けることなく一本ずつ支持できるような軌道を描くように設定する。

前記支持ロッド７は、例えば、前記操作フレーム５に支持されたダイ駆動軸８の偏心箇所に、前記ダイ駆動軸８が回転しても常に一定の姿勢が保たれるように支持する。
例えば、図３乃至図６に示す前記支持ロッド７は、常に鉛直下方向を向くように前記ダイ駆動軸８に支持する。

前記支持ロッド７は、例えば、その上部に前後に伸びる一定幅のガイド孔を備え、当該ガイド孔は、前記ダイ駆動軸８の偏心箇所に設けた円柱状の支軸を安定軌道で略遊びなく直線的に進退するように装填する。
この例では、前記操作フレーム５に鉛直方向に向かう昇降ガイド１１を固定し、前記支持ロッド７を当該昇降ガイド１１で上下動自在に支持し、前記ダイ駆動軸８の回転により前記支軸に支持された前記支持ロッド７が、その上部において前記支軸を前後に移動させながら上下に進退する直線運動機構を採用する（図５参照）。

前記曲げパンチ４は、例えば、成形対象であるコンタクト１の側面に向かい、当該コンタクト１に曲げ応力を与えるように進退する成形ロッド９に固定する。
前記成形ロッド９の進退における軌道は、個々のコンタクト１に対する曲げ動作に際して、前記曲げパンチ４が、他のコンタクト１の干渉を受けることなく一本ずつ曲げ成形を行えるような軌道を描くように設定する。
同時に、当該曲げパンチ４は、その曲げ動作に伴い当該曲げパンチ４の加圧面４ｂに成形対象のコンタクト１と前記加圧部４ａとの接点Ｐがそれぞれ等量ずつ移動する転がりを生じさせる軌道を採るように設定する。

前記成形ロッド９は、例えば、前記支持ロッド７と同様に、前記操作フレーム５に支持されたパンチ駆動軸１０の偏心箇所に、前記パンチ駆動軸１０が回転しても常に一定の姿勢が保たれるように支持する。
この例では、その様な支持を可能とする構成として、前記操作フレーム５に鉛直方向に向かう昇降ガイド１２を固定し、当該昇降ガイド１２に水平方向に向かう走行ガイド１３を上下動自在に支持し、当該走行ガイド１３に前記成形ロッド９を水平動自在に支持し、前記パンチ駆動軸１０の回転によりその偏心箇所に支持された前記成形ロッド９が前後上下に進退する平行運動機構を採用する（図６参照）。

この例において、前記コンタクト１の直径をｄとし、半径ｒの円弧状の加圧面４ｂを採用しているとすれば、前記成形ロッド９の進退ストロークに関わらず、９０度の曲げ成形を施す際には、成形対象のコンタクト１の側面における接点Ｐの移動量Ｌは、πｒ／２となる。
前記移動量Ｌが前記曲げ角の単位量に対して均一に増加するには、前記円弧状の中心の軌跡を、前記コンタクト１の中心の延長線上における当該コンタクト１の曲げ位置の手前ｒ＋ｄ／２を中心Ｏとする円軌道とし、曲げ動作の始点（前記円弧状の中心位置）を、前記コンタクト１の中心から下方ｒ＋ｄ／２とし、曲げ動作の終点を前記中心Ｏの真上前記円軌道の半径と同距離の位置とする（図１参照）。

前記制御手段１４は、例えば、そのコンタクト１が成形対象となるハウジング２に植設されている全てのコンタクト１を、それらの成形前に正面（植設されたコンタクト１本来の向き）から撮影する撮像手段１５を備える（画像制御）。
また、前記制御手段１４は、前記撮像手段１５で得た全コンタクト１各々の正面像の面積が変形直前に最小となるように、前記操作フレーム５の補正角及び前記ダイ駆動軸８の補正角を導く演算手段１６を備える。

当該演算手段１６は、それと同時に、前記補正角を用いて、全コンタクト１の成形後の先端を整列せしめるに適したな曲げ角と、全コンタクト１の前記位置決め手段の原点に対する当該ハウジング２に植設された相対的な植設位置座標などを導くと共に、当該相対的な植設位置座標などから前記曲げダイ３による支持位置を導く。
前記制御手段１４は、前記演算手段１６によって導かれた情報をデータテーブルとして保持する記録手段１７を備える。

更に、前記制御手段１４は、前記演算手段１６で導いた前記操作フレーム５及び前記ダイ駆動軸８の補正角を解消する（正面像の面積を変形直前に最小にする）曲げ方向（又は支持方向）及び前記曲げダイ３による支持位置を実現する制御データと、前記適正な曲げ角を実現する制御データを、前記操作フレーム５、前記曲げダイ３及び前記曲げパンチ４並びに前記位置決め手段の駆動手段へ出力する。

前記制御手段１４は、前記曲げ方向（又は支持方向）を実現する制御データで前記操作フレーム５の駆動手段を制御し、前記成形ベースに対する前記操作フレーム５の向きを、成形対象のコンタクト１について一本ごとに実現する。
また、当該制御手段１４は、前記支持位置を実現する制御データで前記曲げダイ３を支持する前記ダイ駆動軸８の揺動角を制御することによって支持縁の位置制御を行い、前記曲げ角を実現する制御データで前記曲げパンチ４を支持する前記パンチ駆動軸１０の揺動角を制御することによってコンタクト１の曲げ角を実現する（図３又は図４参照）。

前記位置決め手段は、前記ハウジング２に植設された各コンタクト１の曲げ位置が曲げ成形を行う順序に副って曲げ成形地点に正確に配置されるよう、前記ハウジング２を保持したホルダＢを、当該ホルダＢの向きを維持しつつ移動させる。
前記位置決め手段は、例えば、前記ホルダＢが、前記制御データに従って相互に直行する三軸方向へそれぞれ移動するように、当該三軸それぞれに前記制御手段１４で制御された駆動手段を備える。
前記駆動手段は、ベルト、ワイヤ又はギヤなどを採用した駆動機構と、サーボモータ等のアクチュエータからなる既存の技術を適宜採用すればよい。
前記駆動手段を選択する場合は、走行時及び静止時（植設時）においてガタつきやブレが生じない様に、安定した軌道を確保できるものを採用することが求められる。

前記三軸の一つは、前記ハウジング２に植設される前記コンタクト１の理想的な植設方向と平行になるように設定する。他の二軸は、当該ハウジング２におけるコンタクト１（又はコンタクト１が植設される孔）の配列に対して平行となる様に配置することが望ましい。
直線的に配列したコンタクト列が上下に複数段配列されている場合には、各コンタクト１の成形は、例えば、上段から下段へ又は下段から上段へ成形開始コンタクトから成形終了ンタクトまで順に行う。

その際、前記制御手段１４は、前記曲げ成形地点に配置するコンタクト１が決まると、前記各コンタクト１の前記植設位置座標及び前記支持位置を実現する制御データから、当該コンタクト１における曲げ位置を決定し、当該曲げ位置を前記曲げ成形地点に配置する制御データを、前記各軸の駆動手段に対して出力する。

前記制御データを、前記操作フレーム５、前記曲げダイ３及び前記曲げパンチ４並びに前記位置決め手段の駆動手段へ出力する手法は、上記画像制御の他に、予め、データベースに保持した各種コネクタの仕様や特質に基づいて行うこともできる（規格制御）。

前記規格制御を採用する場合、前記制御手段１４は、登録されている各ハウジング２について、各コンタクト１の平均的な植設状態の傾向に基づく全コンタクト１の曲げ角及び曲げ方向（曲げ仕様）、全コンタクト１の支持位置及び支持方向（支持仕様）、並びに全コンタクト１の前記植設位置座標（ハウジング仕様）を適宜記録したデータテーブルを保持し、それらをコネクタのハウジング毎に及びそのコンタクト毎に参照可能に体系化したインデックスを備える構成としてもよい。

前記制御手段１４は、例えば、そのコンタクト１が成形対象となるハウジング２の成形開始コンタクトから成形終了コンタクトまでの前記曲げ仕様及び支持仕様並びにハウジング仕様を参照し、前記操作フレーム５、前記曲げダイ３及び前記曲げパンチ４並びに前記位置決め手段の駆動手段へ、当該曲げ仕様及び支持仕様を実現する制御データや、前記ハウジング仕様に副った制御データを出力する。
サーボモータ等の各アクチュエータは、前記制御データによって正転又は逆転を繰り返しつつ各々所定の役割を果たす。

Ａ コンタクト成形手段，Ｂ ホルダ，Ｒ 内径，
θ１ すくい角，θ２ 逃げ角，
１ コンタクト，２ ハウジング，
３ 曲げダイ，３ａ 支持部，３ｂ 曲接面，
４ 曲げパンチ，４ａ 加圧部，４ｂ 加圧面，
５ 操作フレーム，６ 揺動軸，
７ 支持ロッド，８ ダイ駆動軸，
９ 成形ロッド，１０ パンチ駆動軸，
１１ 昇降ガイド，１２ 昇降ガイド，１３ 走行ガイド，
１４ 制御手段，１５ 撮像手段，１６ 演算手段，１７ 記録手段，

Claims (3)

1. ハウジングに植設されたコンタクトの曲げ位置の曲げ方向側面を支持する曲げダイと、
   ハウジングに植設されたコンタクトの側面を曲げ方向の反対側から加圧する曲げパンチを備えた曲げ機構を具備し、
   前記曲げパンチの加圧部に、当該曲げパンチの曲げ動作に伴い成形対象のコンタクトと前記加圧部との接点がそれぞれ等量ずつ移動する転がりを生じる加圧面を備えるコンタクト成形装置。
2. ハウジングに植設されたコンタクトの曲げ位置の曲げ方向側面を支持する曲げダイと、
   ハウジングに植設されたコンタクトの側面を曲げ方向の反対側から加圧する曲げパンチを備えた曲げ機構を具備し、
   前記曲げパンチは、その加圧部に円周状の加圧面を備え、
   前記曲げパンチは、当該曲げパンチの曲げ動作に伴い当該曲げパンチの加圧面に成形対象のコンタクトと前記加圧部との接点がそれぞれ等量ずつ移動する転がりを生じさせる軌道をとるコンタクト成形装置。
3. ハウジングに植設されたコンタクトの曲げ位置を中心として揺動する操作フレームを備え、
   前記操作フレームは、前記曲げダイと前記曲げパンチを前記揺動の中心を挟む対向配置で備える前記請求項１又は請求項２に記載のコンタクト成形装置。
   
   
   
   
   

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