JP2016168602A - 導電体成形方法、及び導電体部材製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的小さな駆動力で、破断加工と折り曲げ加工を同時に行うことのできる導電体成形方法を提供すること。【解決手段】 導電体２同士が連結部３により一体的に構成されている導電体シート材１に対して、連結部３を切断することにより、複数の導電体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを成形する導電体成形方法において、連結部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが薄肉部として形成され、薄肉部に凹部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃが形成されていること、破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが、連結部である薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの他面から当接し、凹部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃで破断し、薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃを折り曲げる加工を行うこと、を特徴とする。【選択図】 図１０

Description

本発明は、導電体同士が連結部により一体的に構成されている導電体シート材に対して、連結部を切断することにより、複数の導電体を成形する導電体成形方法、及びその導電体を内蔵する導電体部材の製造方法に関するものである。

従来、複数の並列に配置された導電体を金型内にインサートして、射出成型によりモールドして並列導電体を製造する方法が行われている。
ここで、導電体は、プレス加工により製造されている。特許文献１では、シート材から一対の板金部品の外形を打ち抜く際に、両板金部品を両者の曲げフランジを連結しておき、かつ、曲げフランジの境界線に切目を入れ、曲げフランジの加工時に、切目から曲げフランジが分解して、成形した２個取り部品の成形方法が開示されている。この成形方法によれば、シート部材の廃棄部分を減少させ、歩留まりが向上することが記載されている。

特開平1-299719号公報

しかしながら、複数の導電体を金型内にインサートして位置決めすることは時間がかかり煩雑であった。
一方、金型に一体的なシート材として供給し金型内で、特許文献１に開示されているように、複数の導電体に切断または破断加工と、折り曲げ加工とを同時に行うことも考えられる。ここで、金型内で、破断加工と折り曲げ加工を行う場合には、金型の本締め動作前の型締め動作の駆動力を用いて行うと別の駆動力が不要となるため、装置全体をコンパクト化できるし、低コストを実現できる。
しかし、インサート成形では一般に、インサート部品が正確に位置決めされていない場合を想定して、本締め動作前の型締め動作の駆動力を数１００Ｋｇ程度とし、本締め動作を数１０トンの荷重とすることが行われている。そのため、型締め動作の駆動力を利用して導電体の切断加工を行おうした場合には、パンチの駆動力を大きくすることができず、パワー不足の問題があった。

一方、プレス加工により導電体を分離する方法としては、せん断加工と破断加工とが考えられる。せん断加工の場合には、せん断によるバリが発生する恐れがあり、射出成形時にモールド材に押されてバリが変形すると、必要とする絶縁距離が得られなくなる恐れがあった。特に、分離する加工を金型内で行おうとすると、せん断加工後にバリ取り作業を行うことができないため、問題である。
バリの発生を回避するため、破断加工しようとすると、破断加工は、せん断加工より大きなパワーを必要とするため、パワー不足が大きな問題であった。

本発明は、上記問題を解決して、比較的小さな駆動力で、破断加工と折り曲げ加工を同時に行うことのできる導電体成形方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の導電体成形方法、及び導電体部材製造方法は、次のような構成を有している。
（１）導電体同士が連結部により一体的に構成されている導電体シート材に対して、連結部を切断することにより、複数の導電体を成形する導電体成形方法において、連結部が薄肉部として形成され、薄肉部の一面に凹部が形成されていること、破断パンチが、薄肉部の他面から当接し、凹部で破断し、薄肉部を折り曲げる加工を行うこと、を特徴とする。

（２）（１）に記載する導電体成形方法において、前記薄肉部が押圧加工により形成されることにより、薄肉部の硬度が高くされていること、を特徴とする。
（３）（２）に記載する導電体成形方法において、前記導電体が真鍮製であり、前記薄肉部のビッカース硬度が１７０以上であること、を特徴とする。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する導電体成形方法により成形された導電体が内蔵され、周囲が射出成形用の金型によりモールドされる導電体部材製造方法において、前記破断パンチが前記金型に摺動可能に保持されていること、を特徴とする。
（５）（４）に記載する導電体部材製造方法において、前記破断パンチによる破断加工が、金型の本締め動作前の型締め動作の駆動力を利用して行われること、を特徴とする。

本発明の導電体成形方法、及び導電体部材製造方法は、次のような作用、効果を奏する。
（１）導電体同士が連結部により一体的に構成されている導電体シート材に対して、連結部を切断することにより、複数の導電体を成形する導電体成形方法において、連結部が薄肉部として形成され、薄肉部の一面に凹部が形成されていること、破断パンチが、連結部の他面から当接し、凹部で破断し、薄肉部を折り曲げる加工を行うこと、を特徴とするので、薄肉部、凹部に対して裏面側から破断パンチを当接させているため、低荷重で引っ張り破断を行うことができ、引っ張り破断時に薄肉部のへこみ角部に応力集中が発生することなく、破断加工、折り曲げ加工を行うことができる。これにより、バリを発生させることなく分離を行うことができる。
薄肉部が形成された面に、破断パンチを当接させた場合には、薄肉部の角部に応力集中が発生し、破損の危険性がある。

（２）（１）に記載する導電体成形方法において、前記薄肉部が押圧加工により形成されることにより、薄肉部の硬度が高くされていること、を特徴とするので、高硬度の薄肉部は伸びが小さく破断しやすいため、低荷重で引っ張り破断（破断加工）を行うことができる。
（３）（２）に記載する導電体成形方法において、前記導電体が真鍮製であり、前記薄肉部のビッカース硬度が１７０以上であること、を特徴とするので、確実に薄肉部における伸びを小さくでき、低荷重で引っ張り破断（破断加工）を行うことができる。
ビッカース硬度を１７０以上とするためには、元の厚みをｈ０とし、薄肉部の厚みをｈ１としたときの据え込み率である（ｈ０−ｈ１）/ｈ０を４５％以上５５％以下とすれば良い。
据え込み率を５０％程度とすることにより、折り曲げられた部分の厚みを薄くすることができる。折り曲げられた部分の厚みが薄いと、隣り合う導電体の距離を小さくすることができ、シート材の大きさを小さくできるため、コストダウンできる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する導電体成形方法により成形された導電体が内蔵され、周囲が射出成形用の金型によりモールドされる導電体部材製造方法において、前記破断パンチが前記金型に摺動可能に保持されていること、を特徴とするので、金型内に供給するのは、一体的なシート材であり位置決めが容易であると共に、連結部に形成された薄肉部、凹部に対して裏面側から破断パンチを当接させているため、低荷重で引っ張り破断（破断加工）を行うことができ、引っ張り破断時に薄肉部の角部に応力集中が発生することなく、破断加工、折り曲げ加工を行うことができる。
薄肉部が形成された面に、破断パンチを当接させた場合には、薄肉部の角部に応力集中が発生し、破損の危険性がある。

（５）（４）に記載する導電体部材製造方法において、前記破断パンチによる破断加工が、金型の本締め動作前の型締め動作の駆動力を利用して行われること、を特徴とするので、型締め動作の駆動力は、数１００Ｋｇ程度と比較的小さいが、低荷重で引っ張り破断（破断加工）を行うことができるため、型締め動作の駆動力により破断加工と折り曲げ加工を確実に行うことができる。

導電体成形方法、及び導電体部材製造方法の第１工程図である。 導電体成形方法、及び導電体部材製造方法の第２工程図である。 導電体成形方法、及び導電体部材製造方法の第３工程図である。 導電体成形方法、及び導電体部材製造方法の第４工程図である。 導電体成形方法、及び導電体部材製造方法の第５工程図である。 導電体成形方法、及び導電体部材製造方法の第６工程図である。 完成した導電体部材の断面図である。 導電体シート材１の一部拡大図である。 導電体成形方法の第１説明図である。 導電体成形方法の第２説明図である。 薄肉部３を押圧により成形する工程図である。 据え込率とビッカース硬度の関係を示す図である。

以下、本発明の導電体成形方法、及び導電体部材製造方法の一実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１から図６に、導電体成形方法、及び導電体部材製造方法の工程図を示す。図１では、下型１１に導電体シート材１がインサートされている状態を示す。上型２０は省略して記載している。また、導電体シート材１の端面で切断した断図面として表現している。
導電体シート材１は、直方体形状である４本の導電体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが、３カ所の連結部である薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃにより、一体的に構成されている。そのため、１個の導電体シート材１のみを下型１１にインサートしてセッティングすればよいので、作業効率を高くすることができる。

下型１１には、後工程でモールド成形を行うためのキャビティ１１１が形成されている。下型１１には４カ所に、の摺動溝１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄが形成されている。摺動溝１１２Ａには、成形用下型１２Ａが摺動可能に保持され、摺動溝１１２Ｂには、成形用下型１２Ｂが摺動可能に保持され、摺動溝１１２Ｃには、成形用下型１２Ｃが摺動可能に保持され、摺動溝１１２Ｄには、成形用下型１２Ｄが摺動可能に保持されている。図１では、４つの成形用下型１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの上端部は、４カ所の摺動溝１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄからキャビティ１１１内に突出している。
図１では、成形用下型１２Ａの上端面に導電体２Ａが載置され、成形用下型１２Ｂの上端面に導電体２Ｂが載置され、成形用下型１２Ｃの上端面に導電体２Ｃが載置され、成形用下型１２Ｄの上端面に導電体２Ｄが載置されている。

図２では、上型２０が下型１１に当接した状態を示している。図２は、金型の本締め動作前の型締め動作の状態を示している。この状態では、上型２０は、下型１１に対して、数１００Ｋｇ程度の荷重で押圧されている。本締め動作前に型締め動作を行っているのは、インサートされている導電体シート材１の位置が正確でない場合に、いきなり本締め動作を行うと、上型２０と下型１１とが破損する恐れがあり、それを防止するためである。
上型２０には、後工程でモールド成形するためのキャビティ２０１が形成されている。４本の成形用押え型２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが、上型２０に摺動可能に保持されており、図２では、４本の成形用押え型２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄの下端部が、キャビティ２０１内に突出している。
そして、成形用押え型２１Ａと成形用下型１２Ａとで導電体２Ａを挟んで固定している。同様に、成形用押え型２１Ｂと成形用下型１２Ｂとで導電体２Ｂを挟んで固定している。同様に、成形用押え型２１Ｃと成形用下型１２Ｃとで導電体２Ｃを挟んで固定している。同様に、成形用押え型２１Ｄと成形用下型１２Ｄとで導電体２Ｄを挟んで固定している。

破断パンチ２２Ａは、成形用押え型２１Ａ、２１Ｂにより摺動可能に保持されている。破断パンチ２２Ｂは、成形用押え型２１ＢＡ、２１Ｃにより摺動可能に保持されている。破断パンチ２２Ｃは、成形用押え型２１Ｃ、２１Ｄにより摺動可能に保持されている。
図２においては、３本の破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、４個の成形押え型２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄの下端面より奥側に位置している。
ここで、３本の破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを下向きに付勢するために、型締め動作による発生する数１００Ｋｇの荷重は、図示しない破断用バネに貯えられている。

次に、図３に示すように、３本の破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが、破断用バネにより下向きに付勢力を受けて移動され、３カ所の連結部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが破断される。
図９及び図１０に、図３の工程を説明するための部分拡大図を示す。図９、図１０では、断面を示す斜線を省略している。図８に、導電体シート材１の部分拡大図を示す。本実施例では、導電体シート材１の材質は、真鍮製である。連結部３Ｃは、導電体２Ｃと導電体２Ｄとを端面で連結している。導電体２の長手方向における連結部３Ｃの幅は小さい。

先に、図８に示す導電体シート材１の製造方法について説明する。
図１１に、連結部３を加工するための工程図を示す。連結部３の下面に対して、つぶしパンチ４が上向きに移動して押圧可能に保持されている。
上下方向には、図１１に示すように、前工程において、つぶしパンチ４により押圧加工されて段差３３Ｃが形成されることにより、薄肉部３Ｃが形成されている。同時に、つぶしパンチ４の上端面中央には、三角形状の凸部４１が形成されており、凸部４１により、薄肉部３の下面中央に凹部３４が形成される。本実施例では、凹部３４の深さは０．１ｍｍ、幅は０．２ｍｍとしている。薄肉部３Ｃは、つぶされることにより加工硬度として硬度が高くされる。

図１２に、薄肉部３の厚みと硬度との関係を示す。横軸が、据え込率であり、縦軸がビッカース硬度を示している。ここで、据え込率とは、図１１に示すように、元の厚みをｈ０とし、薄肉部３の厚みをｈ１とした時に、（ｈ０−ｈ１）／ｈ０で示される値である。図１１の○（Ａ）の位置におけるビッカース硬度を図１２では○（Ａ）で示し、図１１の□（Ｂ）の位置におけるビッカース硬度を図１２では□（Ｂ）で示している。
真鍮製の導電体シート材１においては、ビッカース硬度が１７０以上あると、破断するときの薄肉部３の伸びがほとんどなくなるため、数１００Ｋｇ程度の弱い力で破断することができることを実験で確認している。
ビッカース硬度を１７０以上とするためには、据え込率を４５以上とすれば良い。一方、据え込率を５５以上とすると、つぶしパンチ４に強い力が作用し、つぶしパンチ４が座屈する恐れがあるため、実用的ではない。つぶしパンチ４の幅を大きくすれば、座屈することはないが、つぶしパンチ４の幅を大きくすると、その分導電体シート材１の大きさ（横幅）を大きくしなければならず、材料費がかかりコストアップする問題がある。

図９に示すように、破断パンチ２２Ｄの先端は三角形状であり、先端の稜線部が、凹部３４の形成された面の反対面であって、凹部３４Ｃの対応する位置に当接する。破断パンチ２２Ｄは、上型２０が型締め動作で上型２０が下降した時に貯えられた破断バネに貯えられたバネ力により付勢されている。破断パンチ２２Ｄにより、薄肉部３Ｃは、伸ばされるが、ビッカース硬度が１７０以上と高硬度なので、薄肉部３Ｃはほとんど伸びることがなく、速やかに破断される。
そして、図１０に示すように、破断された後薄肉部３Ｃは、破断パンチ２２Ｄにより、折り曲げ加工され、一対の折り曲げ部３１Ｃ、３２Ｄが形成される。破断パンチ４の幅はＬ３＝１．１ｍｍであり、スプリングバックがあるため加工後には、一対の折り曲げ部３１Ｃ、３２Ｄの間隔は１．０ｍｍとなる。１．０ｍｍは、導電体部材の絶縁距離規格である。

折り曲げ部３１Ｃ、３２Ｄの厚みＬ４は、Ｌ４＝０．３ｍｍである。導電体２Ｃと導電体２Ｄの距離Ｌ１は、Ｌ１＝１．６ｍｍである。
また、導電体２の上面から折り曲げ部３１、３２の先端までの距離Ｌ２とすると、薄肉部３の中央の凹部３４Ｃで破断されるため、Ｌ２の長さは均一であり、最小値とすることができている。Ｌ２の長さが長くなると、絶縁距離を得るためにモールドの厚みを厚くしなければならず、余分なモールド材によりコストアップする問題がある。

次に、図５に示すように、図示しないアクチュエータにより、破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが、キャビティ２０１の線まで上昇する。同時に、図示しないアクチュエータにより、成形用下型１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが、キャビティ１１１の線まで下降される。これにより、モールドするためのキャビティ１１１、２０１ができる。
次に、図６に示すように、モールド材が射出成形され、モールド４が成形される。
図７に、モールドされた導電体部材の断面図を示す。

以上詳細に説明したように、本実施例の導電体成形方法によれば、（１）導電体２同士が連結部３により一体的に構成されている導電体シート材１に対して、連結部３を切断することにより、複数の導電体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを成形する導電体成形方法において、連結部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが薄肉部として形成され、薄肉部の一面に凹部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃが形成されていること、破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが、連結部である薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの他面（前記一面の裏面）から当接し、凹部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃで破断し、薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃを折り曲げる加工を行うこと、を特徴とするので、薄肉部、凹部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃに対して裏面側から破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを当接させているため、低荷重で引っ張り破断を行うことができ、引っ張り破断時に薄肉部のへこみ角部に応力集中が発生することなく、破断加工、折り曲げ加工を行うことができる。これにより、バリを発生させることなく分離を行うことができる。
薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが形成された面に、破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを当接させた場合には、薄肉部の角部に応力集中が発生し、破損の危険性がある。

（２）（１）に記載する導電体成形方法において、薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが押圧加工により形成されることにより、薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃのビッカース硬度が高くされていること、を特徴とするので、高硬度の薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃは伸びが小さく破断しやすいため、低荷重で引っ張り破断を行うことができる。

（３）（２）に記載する導電体成形方法において、導電体２が真鍮製であり、薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃのビッカース硬度が１７０以上であること、を特徴とするので、確実に薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃにおける伸びを小さくでき、低荷重で引っ張り破断を行うことができる。
ビッカース硬度を１７０以上とするためには、元の厚みをｈ０とし、薄肉部の厚みをｈ１としたときの据え込み率である（ｈ０−ｈ１）/ｈ０を４５％以上５５％以下とすれば良い。
据え込み率を５０％程度とすることにより、折り曲げられた部分の厚みを薄くすることができる。折り曲げられた部分の厚みが薄いと、隣り合う導電体の距離を小さくすることができ、導電体シート材１の大きさを小さくできるため、コストダウンできる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する導電体成形方法により成形された導電体が内蔵され、周囲が射出成形用の金型１１、２２によりモールドされる導電体部材製造方法において、破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが上型２０に摺動可能に保持されていること、を特徴とするので、金型１１、２０内に供給するのは、一体的な導電体シート材１であり位置決めが容易であると共に、連結部である薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、凹部３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃに対して裏面側から破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを当接させているため、低荷重で引っ張り破断を行うことができ、引っ張り破断時に薄肉部の角部に応力集中が発生することなく、破断加工、折り曲げ加工を行うことができる。
薄肉部３Ａ、３Ｂ、３Ｃが形成された面に、破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを当接させた場合には、薄肉部の角部に応力集中が発生し、破損の危険性がある。

（５）（４）に記載する導電体部材製造方法において、破断パンチ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃによる破断加工が、金型１１、２０の本締め動作前の型締め動作の駆動力を利用して行われること、を特徴とするので、型締め動作の駆動力は、数１００Ｋｇ程度と比較的小さいが、低荷重で引っ張り破断を行うことができるため、型締め動作の駆動力により破断加工と折り曲げ加工を確実に行うことができる。

なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
本実施例では、金型内で導電体の成形加工を行っているが、前工程において、導電体の成形加工を行っても良い。
また、本実施例では、真鍮製の導電体を使用しているが、リン青銅等の材料を使用しても良い。

１ 導電体シート材
２ 導電体
３ 薄肉部
４ モールド
１１ 下型
１２ 成形用下型
２０ 上型
２１ 成形用押え型
２２ 破断パンチ
３４ 凹部

Claims (5)

1. 導電体同士が連結部により一体的に構成されている導電体シート材に対して、前記連結部を切断することにより、複数の導電体を成形する導電体成形方法において、
   前記連結部は薄肉部として形成され、前記薄肉部の一面に凹部が形成されていること、
   破断パンチが、前記薄肉部の他面から当接し、前記凹部で破断し、前記薄肉部を折り曲げる加工を行うこと、
   を特徴とする導電体成形方法。
2. 請求項１に記載する導電体成形方法において、
   前記薄肉部が押圧加工により形成されることにより、薄肉部の硬度が高くされていること、
   を特徴とする導電体成形方法。
3. 請求項２に記載する導電体成形方法において、
   前記導電体が真鍮製であり、前記薄肉部のビッカース硬度が１７０以上であること、
   を特徴とする導電体成形方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する導電体成形方法により成形された導電体が内蔵され、周囲が射出成形用の金型によりモールドされる導電体部材製造方法において、
   前記破断パンチが前記金型に摺動可能に保持されていること、
   を特徴とする導電体部材製造方法。
5. 請求項４に記載する導電体部材製造方法において、
   前記破断パンチによる破断加工が、金型の本締め動作前の型締め動作の駆動力を利用して行われること、
   を特徴とする導電体部材製造方法。

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