JP2019075371A - 面取り縁部を有する屈曲した電気コンタクト要素およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気コンタクト要素を打ち抜いて屈曲させることによってシート材料から製造する方法を提供する。【解決手段】隅部を少なくとも屈曲部４６で面取りする。【選択図】図５

Description

本発明は、少なくとも１つの隅部のある断面を有する屈曲部を含む電気コンタクト要素に関する。本発明はまた、剪断（切断）および屈曲による、そのような電気コンタクト要素の製造方法に関する。

電気コンタクト要素は、同時に作り出される複数の電気コンタクト要素の一部であってよく、これらの電気コンタクト要素は、ブランクとして、相互連結されたままでストリップを形成する。そのような電気コンタクトのストリップを、例えば、ヘッダピンおよびタブに使用することができる。

公知の製造プロセスを使用すると、電気コンタクト要素は、屈曲後に正確な向きに維持されない。したがって、ピンまたはタブ部分などのコンタクト要素のコンタクト部の実際の位置が、所望の位置とは異なる場合がある。複数の平行な電気コンタクト要素を、ブランク内で予め相互連結された電気コンタクト要素のストリップから製造する場合、一対の隣り合う電気コンタクト要素が互いに向かって傾くペアリング効果がしばしば見られ、コンタクト部の間に小さい間隙と大きい間隙とが交互に残る。電気接続部の小型化に向かう動きにより、コンタクト部分の実際の位置が所望の位置または規定の位置からそのように逸脱することは許容されない。

したがって、本発明の目的は、公知のコンタクト要素およびそのようなコンタクト要素の公知の製造方法を改良して、実際の位置が所望の位置または規定の位置から逸脱する程度を小さくすることである。

上記のコンタクト要素について、本目的は、隅部が少なくとも屈曲位置で面取りされる点で、本発明によって解決される。上記の方法について、本発明の目的は、少なくとも１つの隅部が少なくとも屈曲部で面取りされる点で達成される。
少なくとも１つの面取りされた隅部（以下「面取り隅部」という場合がある。）により、完成した、すなわち屈曲した電気コンタクト要素において、所望の位置または規定の位置からの逸脱が驚くほど少なくなる。

本発明は、以下の特徴を追加することによってさらに改良することができる。これらの特徴は各々、それ自体の技術的効果を有し、互いに独立して追加することができる。

例えば、コンタクト要素は、好ましくは、シート状金属、特に打ち抜いた、または剪断したシート状金属から作られる。これにより、例えば、相互連結された電気コンタクト要素のストリップを、シート状金属からブランクとして同時にダイで形成することにより、電気コンタクト要素を高速で製造することができる。

電気コンタクト要素を、コンタクト要素の長手方向に垂直に延びる軸の周りで屈曲させてもよい。屈曲は、特に、約９０度であってよい。コンタクト要素は細長く、その長手方向寸法は、長手方向に垂直な方向の大きさの倍数であってよい。そのような屈曲したコンタクト要素をヘッダに使用することができる。

別の実施形態において、断面は、少なくとも隅部が面取りされた少なくとも２つの隅部を含むことができる。コンタクト要素はピンまたはタブ状であってよい。

断面は、少なくとも屈曲部において矩形であってよく、これは打抜きプロセスを使用することにより最も容易に製造される。矩形断面を使用する場合でも、コンタクト部分の実際の位置またはコンタクト要素の自由端が所望の位置または規定の位置から逸脱することを減らすために、２つの隅部のみを面取りすれば十分であることが認められた。

屈曲プロセスの精度の向上は、少なくとも１つの面取り隅部が屈曲部の断面の半径方向外向き面に位置する場合でも達成することができる。矩形断面では、断面の半径方向外向き隅部の両方を面取りすることが有利となり得る。

さらに、屈曲プロセスの精度を向上させるために、面取りを少なくとも屈曲部、すなわち曲げ半径が存在する所に設けることが重要であると思われる。したがって、少なくとも１つの隅部は、精度に影響を与えない、屈曲部から離れた所、または電気コンタクト要素の直線部分では、面取りを有していなくてもよい。

別の有利な実施形態において、少なくとも１つの隅部の面取りは、電気コンタクト要素の塑性変形によって形成される。これは、例えば、面取り隅部の機械加工と比べて優れた結果をもたらす。特に、面取り隅部を、例えば、隅部に押し付けるスウェージ（ｓｗａｇｅ）を使用した型打ちによって形成してもよい。面取りを作る方法は、例えば、断面の顕微鏡写真から特定され得ることに留意されたい。型打ちした面取りの材料微細構造は、機械加工した面取りの材料微細構造とは大きく異なる。

隅部の面取りは、好ましくは、面取りに隣接する面の少なくとも１つ、好ましくは屈曲部の半径方向内向き面の公称幅の少なくとも１０％にわたって延びる。公称幅は、面取りを含む面の全幅である。

面取りは、さらに、隣接する面のいずれか１つに対して３０°〜６０°、好ましくは約４５°の傾斜を有することができる。

さらなる改良は、面取りがコンタクト要素の剪断面に接する隅部に形成される場合に達成することができる。コンタクト要素の剪断面は、コンタクト要素をシート状金属から分離する切断動作によって得られる。

コンタクト要素の剪断面は、その構造により視覚的に特定することができる。一般的に、剪断プロセスにより、剪断面、すなわち、刃先がシート材料に入る１つの隅部のダレ部分に、４つの特徴的部分が生成される。ダレ部分で、コンタクト要素の材料が、切刃によって切断方向に塑性的に延伸されることにより、半径状の変形が生じる。ダレ部分に隣接して、艶出し部分が、剪断面において実際の切断動作が行われる部分を示す。ここでは、剪断面は、切断方向に略平面状に延びる。艶出し部分は、特に、隣接する部分である破断部分と比べると、光沢のある外見を有する。破断部分は、以下のように作られる。
切刃がシート材料に対して切断方向に高圧を及ぼすと、シート材料は、切断プロセス中のある時点で、単に薄片として剥離する。この剥離プロセスにより作られる剪断面の部分は、艶出し部分よりもはるかにザラザラである破断部分として、剪断面において明白に認識可能である。最後に、剪断面の端部にはバリがある。バリが形成され得る位置で、面取りを電気要素に形成することが好ましい。したがって、面取りステップは、実際にはバリ取りステップでもあり、バリを作ったプロセス、すなわちバリでの材料の延伸が、スウェージが材料を断面に押し付けることによって部分的に逆に行われるというさらなる利点がある。

したがって、断面の剪断面における破断部の端部に面取りを設けることが有利である。

コンタクト要素の断面の一面が少なくとも屈曲部で平坦化されている場合に、屈曲精度のさらなる向上が可能である。スウェージをコンタクト要素の一面に押し付けて、その面の塑性的に平坦化した部分を作ることにより、平坦化を生じさせることができる。好ましくは、この平坦化された面（以下「平坦面」という場合がある。）は少なくとも１つの面取り縁部の反対側に位置する。これにより、屈曲精度を向上させるだけでなく、反作用的動作をする２つのスウェージをコンタクト要素に両側から押し付けることによって、面取りと平坦部との両方を１つのステップで形成することができる。さらに、平坦面は、屈曲部の断面の半径方向内向き面にあってもよい。

平坦部は、様々なコンタクト要素の断面を少なくとも部分的に統一することによって屈曲プロセスの精度を高めると考えられる。そうでない場合、これらの断面は、個々の剪断プロセスにおける個々のずれによって変化し得る。

上記実施形態のいずれかにおける本発明は、コンタクト要素をより高い精度で屈曲させることのできる方法を示す。これは、互いに重なる１つまたは複数の層に並んで配置された複数の屈曲したコンタクト要素にとって、特に重要である。これらのコンタクト要素を、１つの屈曲ステップで同時に屈曲させることができ、個々に調節することはできない。その屈曲は、コンタクト要素が互いに相互連結されたままでストリップを形成するときに行うことができる。コンタクト要素間の連結は、屈曲ステップ後に切ることができる。

本発明はまた、少なくとも１つの、好ましくは複数の前述した電気コンタクト要素を有する電気コネクタに関する。

以下で、実施形態を使用し添付図面を参照して、本発明についてより詳細に例示的に説明する。実施形態に示す特徴の組合せは、説明のためのものに過ぎず、前述した特徴を追加または除外することによって修正することができる。例えば、ある特徴の技術的効果が特定の適用に不要である場合には、この特徴を省略してもよい。あるいは、ある特徴の技術的効果が特定の適用に有利であるか必須である場合、この特定の特徴を追加してもよい。

図面全体を通して、機能および／または設計に関して互いに対応する要素について同一の参照符号を使用する。

屈曲していないコンタクト要素のストリップから成るブランクの概略図である。 切断後のコンタクト要素の概略断面図である。 少なくとも１つの面取りを形成した後のコンタクト要素の概略断面図である。 屈曲プロセスの概略図である。 屈曲したコンタクト要素の屈曲部の概略図である。

図１は、シート材料、例えば銅または他の導電性材料などの金属を含むまたは金属から構成されたシートから打ち抜かれた電気コンタクト要素２のストリップ１を示す。ストリップ１は、ブランク３を構成するものであり、電気コンタクト要素が互いに分離した最終製品ではない。図示した電気コンタクト要素の形状は、例示のためのものであり、限定するものと解釈すべきではない。電気コンタクト要素は、自由端のいずれかに雄または雌コンタクト部分４を有することができる。本発明はまた、ストリップ１の一部ではない、切り離された電気コンタクト要素２に関する。

図１に示すストリップ１を、ヘッダピンおよびタブに使用し、電気コンタクト要素２の長手方向８に垂直に延びる軸６の周りで屈曲させることができる。ストリップ１では、すべての電気コンタクト要素２の長手方向８が、好ましくは互いに平行である。

長手方向８は、電気コンタクト要素２の細長い形状によって決まり、長手方向に沿った寸法は他の２つの垂直寸法よりもはるかに大きい。

電気コンタクト要素２を軸６の周りで屈曲させる場合、電気コンタクト要素２が相対的な向きを失わないこと、すなわち互いに平行なままであることが重要であり、コンタクト部分４が所定の位置公差内に位置することが重要である。

図２および図３を参照して、電気コンタクト要素２を屈曲させた後に達成可能な位置公差を大きくする機構について説明する。

図２および図３で、軸６の位置における長手方向８に垂直な電気コンタクト要素２の断面１０を示す。

図２は、電気コンタクト要素２を金属シート（図示せず）から切断した直後の断面１０を示す。切断は、図２に概略的にのみ示す２つの剪断刃１２によって行われる。剪断刃１２を切断方向１４に沿って動かして、電気コンタクト要素２を周囲のシートから分離する。その結果、図２に示す矩形断面１０が得られる。分離がそれに沿って行われる面１６（以下「剪断面１６」という場合がある。）を、周囲の材料から剪断する。剪断によって剪断面１６の一般的な構造が残り、剪断刃１２が材料に入るときに剪断刃１２により切断方向１４に塑性的に延伸される材料によって、ダレ部分１８が断面１０に特徴付けられる。ダレ部分１８は、半径状の形状によって認識可能であるが、この形状は、剪断刃１２の摩耗、角度、および切断速度に応じて変化し得る。ダレ部分１８に続いて艶出し部分２０があり、ここでは材料が明白に剪断される。艶出し部分２０は比較的平滑で、切断方向１４に略平面状に延びる。

切断方向１４の艶出し部分２０に続いて、破断部分２２があり、これは、切断されるのではなく、剪断刃１２により生じる過度の応力によって破損した材料によって生じる。破断部分２２は、艶出し部分２０よりも平面状ではなく粗い。最後に、剪断面１６は、バリ２４で切断方向１４に終端する。

ダレ部分１８、艶出し部分２０、破断部分２２、およびバリ２４はすべて、剪断により形成された電気コンタクト要素２に常に存在する。しかしながら、これら４つの部分の正確な相対長さは変化し得る。

図２において、図示した断面１０の左側のみを参照して、剪断面１６の構造を説明したが、右側の剪断面などの他の剪断面１６も同じ全体構造を有する。

屈曲プロセスは、隅部２６の少なくとも１つを面取りした場合に、驚くほど正確になる。面取りは、電気コンタクト要素２の公称幅２８の少なくとも１０％にわたって延びることができ、両方の幅２８、３０が同じ方向に測定される。面取り３２は、好ましくは、隣接する面の少なくとも１つに対して３０°〜６０°、好ましくは約４５°傾斜している。

面取り３２を破断部分２２に形成した場合、すなわち面取り３２の形成をバリ取り、すなわちバリ２４の除去に使用した場合に、より良好な屈曲の結果が得られた。

好ましくは、面取り３２は、塑性変形によって、特に、例えばスウェージ３４をそれぞれの隅部２６に押し付けることによる型打ちによって形成される。スウェージ３４の運動方向３６は、隅部２６によって接合される両面１６、３８に対して傾斜していてよい。特に、運動方向３６は、面１６、３８のいずれかに対して３０°〜６０°、好ましくは約４５°傾斜していてよい。

図３に示すように、面取り３２を、先行する切断動作によってバリ２４が形成された所ならどこにでも形成することができる。

電気コンタクト要素２の屈曲の精度のさらなる向上は、断面１０の少なくとも１つの面３８を塑性的に平坦化することによって達成することができる。これは、別のスウェージ４０を面３８に対して、好ましくは、平坦化される面３８に垂直な方向４２に動かすことによって達成することができる。スウェージ４０は、好ましくは、少なくとも長手方向８に垂直な方向で面３８のすべてを覆う。

屈曲後に厳しい公差内でコンタクト部分４を位置決めする最良の結果は、図３に示すように、平坦面が少なくとも１つの面取り３２の反対側に位置するときに達成することができる。これは、平坦面３８が面取り３２に接する必要がないことを意味する。

スウェージ３４、４０は、次のステップまたは後続するステップのうちのいずれかのステップで屈曲される電気コンタクト要素２の部分に沿って長手方向８に延びていればよい。スウェージ３４、４０は、屈曲されない部分にも沿って延びる必要はない。

少なくとも１つの面取り３２が形成され、場合により、面３８が平坦化された後、電気コンタクト要素２を軸６の周りで、例えば９０°屈曲させる。勿論、他の角度も可能である。

図３に示すような少なくとも１つの面取り３２または２つの面取りが、図４に概略的に示すように、屈曲部の半径方向外向き面４３にあると、屈曲の精度が向上することが認められた。図４では、屈曲方向４４を矢印で示す。平坦面３８は、好ましくは、屈曲部に半径方向内向き面４５を形成する。

図５は、電気コンタクト要素２の屈曲部４６を示す。少なくとも屈曲部４６に沿って長手方向８に延びる面取り３２がはっきりと見える。平坦面３８は、屈曲部４６の半径方向内向き面で面取り３２の反対側にある。

少なくとも１つの面取り３２および平坦面３８により、とりわけ、特に互いに平行であり得る複数の電気コンタクト要素２を平行状態を維持するように同時に屈曲させるときに、屈曲プロセスの精度が向上する。

さらに、電気コンタクト要素２はヘッダなどの電気コネクタ４８の一部であってもよいことが、図５からわかる。

１ ストリップ
２ 電気コンタクト要素
３ ブランク
４ コンタクト部分
６ 屈曲の軸
８ 長手方向
１０ 断面
１２ 剪断刃
１４ 切断方向
１６ 剪断面
１８ ダレ部分
２０ 艶出し部分
２２ 破断部分
２４ バリ
２６ 隅部
２８ 公称幅
３０ 面取りの幅
３２ 面取り
３４ スウェージ（ｓｗａｇｅ）
３６ スウェージの運動方向
３８ 断面の面
４０ 平坦化用スウェージ
４２ スウェージの動きの方向
４３ 屈曲部の半径方向外向き面
４４ 屈曲方向
４５ 屈曲部の半径方向内向き面
４６ 屈曲部
４８ 電気コネクタ

Claims (15)

1. 少なくとも１つの隅部（２６）のある断面（１０）を有する屈曲部（４６）を含み、前記隅部は少なくとも前記屈曲部（４６）で面取りされていることを特徴とする電気コンタクト要素（２）。
2. 前記屈曲部（４６）で、面取りされた前記隅部（２６）は前記断面（１０）の半径方向外向き面に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の電気コンタクト要素（２）。
3. 面取りされた前記隅部（２６）は、前記電気コンタクト要素（２）の塑性変形によって形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気コンタクト要素（２）。
4. 前記隅部の面取り（３２）は、前記電気コンタクト要素（２）の剪断面（１６）に接する前記隅部（２６）に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の電気コンタクト要素（２）。
5. 前記隅部の面取り（３２）は、前記断面（１０）の剪断面（１６）の破断部分（２２）の端部に設けられていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の電気コンタクト要素（２）。
6. 前記電気コンタクト要素（２）の前記断面（１０）の少なくとも１つの面（３８）は、少なくとも前記屈曲部（４６）で塑性的に平坦化されている平坦面であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の電気コンタクト要素（２）。
7. 前記平坦面（３８）は、前記少なくとも１つの隅部（２６）の面取り（３２）の反対側に位置していることを特徴とする、請求項６に記載の電気コンタクト要素（２）。
8. 前記平坦面（３８）は、前記屈曲部（４６）の半径方向内向き面（４５）に位置していることを特徴とする、請求項６または７に記載の電気コンタクト要素（２）。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の電気コンタクト要素（２）が相互連結されたストリップ（１）を含むブランク（３）。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の電気コンタクト要素（２）を複数含む電気コネクタ（４８）。
11. 少なくとも１つの隅部（２６）のある断面（１０）を有する電気コンタクト要素（２）の製造方法であって、前記電気コンタクト要素（２）は剪断および屈曲部（４６）における屈曲によって形成され、前記少なくとも１つの隅部（２６）は少なくとも前記屈曲部（４６）で面取りされることを特徴とする方法。
12. 前記少なくとも１つの隅部（２６）は、剪断後および／または屈曲前に面取りされることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つの隅部（２６）の面取り（３２）を塑性変形によって形成するために、スウェージ（３４）が前記電気コンタクト要素（２）に対して動かされることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つの隅部（２６）の面取り（３２）は、前記電気コンタクト要素（２）の剪断面（１６）の破断部分（２２）の端部に形成されることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記少なくとも１つの隅部（２６）の面取り（３２）と反対側の前記電気コンタクト要素（２）の面（３８）が、塑性変形によって平坦化されることを特徴とする、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。

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