JP3001180B2

JP3001180B2 - 電気コネクタの製造方法および細線配列装置

Info

Publication number: JP3001180B2
Application number: JP7094266A
Authority: JP
Inventors: 富美男大島
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1995-03-29
Publication date: 2000-01-24
Anticipated expiration: 2015-01-24
Also published as: JPH08273790A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気コネクタの製造
等に用いる細線配列装置と、この細線配列装置等を用い
て達成される電気コネクタの製造方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＢＧＡ，ＬＰＧ，ＰＬＣＣなどの表面実
装型ＬＳＩと電子回路基板、また、電子回路基板同士の
接続に用いる電気コネクタとして、近年、絶縁性基材中
に金属細線等の導電性細線を埋設した電気コネクタが知
られ、この種の電気コネクタの製造に際しては、導電性
細線の埋設の一手法として、巻線装置を応用した細線配
列装置を用いて導電性細線を絶縁性基材に配列する試み
がなされている。そして、このような細線配列装置とし
て、ボビンに金属細線を巻回保持し、また、回転ドラム
の外周にシリコーンゴム等の未硬化（未加硫）の絶縁性
樹脂シートを巻き付け保持し、ボビンおよび回転ドラム
を回転駆動し、樹脂シートに金属細線を巻き付けて食い
込ませ、その食い込み深さ等を一定にするため巻き付け
時においてボビンにブレーキをかけて金属細線の張力を
調節するものが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た細線配列装置にあっては、ボビンへの細線の巻回径の
変化等に伴う細線の張力の変動が避けられず、細線の食
い込み深さや巻き付け間隔のバラツキ、また、細線の断
線等を生じるという問題があった。特に、上述した細線
配列装置は、巻き始めや巻き終わりの張力の管理が極め
て難しく、上述した問題が巻き始めや巻き終わりに多発
し、製造を安定して行うことが実際的に不可能であっ
た。この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、巻
き始めや巻き終わりにおいても細線の張力を一定に維持
でき、細線の断線等を有効に防止できる細線配列装置、
また、この細線配列装置等を用いて達成される電気コネ
クタの製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明にかかる電気コネクタの製造方
法は、巻線ドラムに未加硫の絶縁性部材を巻回固定し、
該絶縁性部材の周面に導電性細線を回転軸方向に一定間
隔で複数箇所同時に巻回し、次いで、巻線ドラムから前
記絶縁性部材を回転軸方向に切断して取外し、該絶縁性
部材の巻線側に別の未加硫の絶縁性部材を積層してこれ
を加硫し、この加硫された積層材を接着剤で多重積層
し、該巻線の配列毎に切断するようにした。

【０００５】また、請求項２記載の発明は、回転自在に
支持された巻線ドラムを駆動モータにより回転駆動し、
前記巻線ドラムの外周面に細線を間隔をおいて略螺旋状
に巻き付ける細線配列装置であって、前記巻線ドラムの
回転軸方向に移動可能にスライドテーブルを設け、該ス
ライドテーブルを駆動するテーブル駆動モータを設ける
とともに、該スライドテーブル上に前記細線を巻回保持
したボビンを固定し、先端に前記細線が挿通するリング
部を有する旋回アームを前記ボビン中心固定軸に回転自
在に支持するとともに、前記スライドテーブル上に間隔
をおいてガイドテーブルを設け、該ガイドテーブルに張
力調整用プーリを備えたガイドノズルを備え、前記駆動
モータと前記テーブル駆動モータとを同期運転し、前記
ボビンに巻回保持された細線を前記旋回アームのリング
部および前記張力調整用プーリを経て前記ガイドノズル
に走行させて該巻線ドラムに巻き付けるようにした。

【０００６】そして、請求項３記載の発明は、上記請求
項２記載の細線配列装置において、前記スライドテーブ
ル上にボビン、旋回アームおよび前記ガイドテーブル上
に張力調整用プーリを備えたガイドノズルを前記巻線ド
ラムの回転軸方向に複数間隔をおいて複数並設した。ま
た、請求項４記載の発明は、上記請求項２または請求項
３記載の細線配列装置において、前記旋回アームにその
回転軸方向に延在して径方向外方に延出する鍾り板を設
けて達成される。

【０００７】

【作用】請求項１記載の電気コネクタの製造方法によれ
ば、巻線ドラムに未加硫の絶縁性部材を巻回固定し、こ
の未加硫の絶縁性部材に導電性細線を複数カ所で同時に
巻回して複数条に配列した後、この絶縁性部材の導電性
細線の配列面に別の未加硫の絶縁性部材を積層し、該積
層された２つの絶縁性部材を加硫して積層材を構成した
後、複数の積層材を接着剤により貼着、積層して切断す
ることで電気コネクタが達成され、その製造が容易に行
える。

【０００８】また、請求項２記載の発明にかかる細線
配列装置によれば、巻線ドラムの回転により旋回アーム
が回転してボビンから細線が引き出され、細線は張力が
張力調整用プーリにより調節される。すなわち、旋回ア
ームは巻線ドラムの回転に従動し、細線は巻線ドラムの
回転により走行し、この細線の張力を旋回アームと巻線
ドラムとの間の張力調整用プーリにより調節する。この
ため、ボビンへの細線の巻回径の変化等にかかわらず巻
線ドラムに巻き付く細線の張力を一定に保持でき、細線
の巻き付け力や巻き付き間隔がバラツクことが防止され
る。

【０００９】そして、請求項４記載の発明にかかる細線
配列装置によれば、旋回アームにフィルム等の鍾り板を
設けるため、この抵抗板が空気力学的な抵抗力を発生
し、旋回アームが慣性により回転することを防止でき、
細線の絡み付き等を有効に防止することができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１から図８はこの発明の一実施例を示し、図
１が電気コネクタの模式斜視図、図２ａ，ｂ，ｃが電気
コネクタの製造工程を時系列的に示す模式図、図３が他
の態様の電気コネクタの模式斜視図、図４が同電気コネ
クタの製造に用いる細線配列装置の正面図、図５が同細
線配列装置の側面図、図６が同細線配列装置の平面図、
図７が同細線配列装置の一部の拡大側面図、図８が同細
線配列装置の他の一部の拡大側面図である。

【００１１】先ず、この実施例の対象である電気コネク
タを図１を参照して説明すると、電気コネクタは、絶縁
性樹脂からなるシート状の基材１中に表裏を貫通する複
数の導電線２を埋設してなり、これら導電線２の両端部
（電極）がそれぞれ基材１の表裏に露呈する。この電気
コネクタは、２つの電子回路基板の間に介装され、各導
電線２の両端の電極がそれぞれ電子回路基板の端子と接
触して電子回路基板を電気的に接続する。

【００１２】上述した基材１は、シリコーン樹脂やポリ
ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂あるいはエラストマ、ま
たは、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン等
の熱可塑性樹脂あるいはエラストマ等の絶縁性で弾性変
形可能な材料から、望ましくは、低硬度のシリコーンゴ
ムから構成され、１０〜５００μｍの厚さ、望ましく
は、１００〜３００μｍの厚さを有する。また、導電線
２は、金、金合金、銅、アルミニウム、アルミニウム−
けい素合金、真鍮、ベリリウム銅、ニッケル、モリブデ
ン、タングステン、ステンレス等の材料からなる細線、
導電性合成樹脂や炭素繊維からなる細線、あるいは、こ
れらの細線に金や金合金をメッキしたものであって、直
径が２０〜５０μｍ程度、望ましくは、３０〜４０μｍ
の細線から構成される。

【００１３】この電気コネクタは、次のようにして製造
される。すなわち、先ず、第１の工程において、導電線
配列シート４を製造する。導電線配列シート４は、図２
ａに示すように、樹脂シート３上の４箇所の領域に多数
の導電線２が所定のピッチ（３０〜２００μｍ、望まし
くは、５０〜１００μｍ程度）で平行に所定の深さに食
い込んだ状態で配列され、これら導電線２の４つの配列
領域が間隔ａで隔てられる。これら４つの領域への導電
線２の配列は後述する細線配列装置により行われる。樹
脂シート３は上述した基材１と同一の未加硫の樹脂材料
からなり、加硫されて基材１の一部を構成する。

【００１４】次の第２工程においては、図２ｂに示すよ
うに、上記導電線配列シート４の導電線２配列面に基材
１（樹脂シート３）と同一の未加硫の樹脂材料からなる
カバーシート５を積層し、加圧・加熱・加硫を行って各
シート４，５と導電線２が一体化したラミネートシート
６を成形する。カバーシート５も加硫されると基材１の
一部を構成する。なお、上記ラミネートシート６を上記
間隔ａの部分で切断し、また、不要な樹脂部分を除去
し、さらに、導電線２と直角な方向に切断して寸法を整
え、図３に示すような樹脂基材１中に導電線２が平行に
埋設された電気コネクタを得ることも可能である。この
電気コネクタも導電線２の端部が基材１の表裏に電極と
して露呈する。

【００１５】続いて、第３工程において、複数のラミネ
ートシート６を接着剤により接着して積層し、図２ｃに
示す多積層体７を成形する。この第３工程においては、
各ラミネートシート６の片面にシリコーン系接着剤を塗
布し、この接着剤が塗布されたラミネートシート６を導
電線２が平行になるように積層し、加圧加熱して多積層
体７を成形する。次の第４工程においては、多積層体７
を上記間隔ａの部分でカッタ７７により切断し、また、
不要な部分を切除し、４つのブロック体８を得、このブ
ロック体８を導電線２と直角な方向に所定の厚さに切断
（スライス）して図１の電気コネクタが得られる。

【００１６】そして、上記第１工程においては、図４か
ら図８に示す細線配列装置が用いられる。この細線配列
装置を説明すると、図４，５，６において、１０は装置
基体であり、装置基体１０上には、一側に回転ドラム２
１が軸受部材２２，２２に架設されて回転自在に支持さ
れ、また、他側に回転ドラム２１の回転軸と平行に２本
のガイドレール３１，３１が延設され、このガイドレー
ル３１，３１にスライドテーブル３２が摺動自在に支持
される。回転ドラム２１は、外周面に樹脂シート３が着
脱自在に巻き付けられ、一端にプーリ２３が固設され
る。樹脂シート３は、上述したように未加硫シリコーン
ゴムのシートからなる。

【００１７】回転ドラム２１は、プーリ２３に減速機２
４のプーリ（図示せず）との間でタイミングベルト２５
が巻き掛けられ、減速機２４から伝達される動力で駆動
される。減速機２４は、装置基体１０の回転ドラム２１
の下方に配置され、回転ドラム２１駆動用のサーボモー
タ２６と連結される。サーボモータ２６は、図示しない
駆動制御回路と接続され、スライドテーブル３２駆動用
の後述するサーボモータと同期するように制御される。

【００１８】後述するが、上記サーボモータ２６は、運
転の開始時（細線の巻き始め）において回転ドラム２１
の回転速度が漸増するように、換言すれば、回転ドラム
２１の回転速度が相当の時間（例えば、１０秒程度）を
かけて設定回転速度に徐々に上昇するように制御され、
また、運転を停止する際（細線の巻き終わり）において
は回転ドラム２１の回転速度が漸減するように、換言す
れば、設定回転速度で回転する回転ドラム２１が相当の
時間（例えば、１０秒程度）をかけて徐々に停止するよ
うに制御される。

【００１９】スライドテーブル３２には、上面に４つの
ボビン３３が回転ドラム２１回転軸方向に離間して設け
られ、これらボビン３３の回転ドラム２１側にガイドテ
ーブル４０が固設される。ボビン３３は、金の細線等の
導電線２を巻回保持し、その巻き軸が鉛直になるように
スライドテーブル３２に着脱可能に固定される。導電線
２は、前述したように、直径が２０〜５０μｍ、好まし
くは３０〜４０μｍ程度の金の細線等から構成される。
なお、ボビン３３の数は前述した導電線配列シート４の
導電線２の配列領域の数に対応するもので、任意に定め
ることが可能である。

【００２０】図７に詳示するように、ボビン３３にはそ
れぞれ上部にボビン押さえ３４が設けられ、このボビン
押さえ３４にシャフト３５が回転自在に取り付けられ
る。シャフト３５は、ボビン押さえ３４側に旋回アーム
３６が固着され、先端にリング状のガイド３７が設けら
れる。旋回アーム３６は、金属線を略Ｚ状に屈曲してな
り、基端がシャフト３５に固着され、先端にリング状の
ガイド３８が固設され、また、先端側に樹脂フィルム等
からなる抵抗板３９（図７中、斜線を付して表す）がボ
ビン３３の巻き軸放射方向に張設される。この旋回アー
ム３６のガイド３８および上記シャフト３５のガイド３
７にはボビン３３から引き出された導電線２が遊挿され
後述する張力調節用プーリに向けて配索される。抵抗板
３９は、旋回アーム３６の旋回（回転）に空気力学的な
抵抗を付与し、慣性による回転を抑制する。

【００２１】ガイドテーブル４０は、基礎部４０ａ、基
礎部４０ａから起立する起立部４０ｂおよび起立部４０
ｂの上端から回転ドラム２１側に延出する延出部４０ｃ
が一体形成された断面略コ字状を有し、その基礎部４０
ａが溶接やボルト等によりスライドテーブル３２に固着
される。このガイドテーブル４０には、延出部４０ｃ上
面に各ボビン３３に対応した４つの制御プレート４１が
回転ドラム２１に近接して着脱自在に取り付けられる。
なお、９１は延出部４０ｃとスライドテーブル３２との
間に設けられた支持部材である。

【００２２】図８に詳示するように、制御プレート４１
にはそれぞれ、一対のガイドプーリ４２，４２とブレー
キ付きプーリ４３が支持され、また、回転ドラム２１側
の端部に回転ドラム２１側に向かい延出した支持ロッド
４４によってリング状のノズル体４４ａが設けられる。
ブレーキ付きプーリ４３はその回転速度の２乗に比例す
る抵抗力を生じる流体式ブレーキ機構や一定の抵抗力を
生じる摩擦式ブレーキ機構等を内蔵し、支持ロッド４４
の先端にはノズル体４４ａが固定される。これらプーリ
４２，４３，４２には上記ボビン３３から引き出された
導電線２が巻き掛けられてプーリ４３により抵抗力（張
力）を付与され、ノズル体４４ａにはプーリ４２を経た
導電線２が挿通され回転ドラム２１に向かって引き出さ
れる。なお、このノズル体４４ａのノズル径は、直径が
３０〜４０μｍの導電線２に対しては６０〜８０μｍ程
度に設定される。

【００２３】また、スライドテーブル３２の下面には、
中央部にボールナット４５が固設され、このボールナッ
ト４５の廻りに前記ガイドレール３１，３１と摺動自在
に嵌合する複数のスライダ（符号を省略する）が固定さ
れる。このスライドテーブル３２は、ボールナット４５
に装置基体１０に回転自在に支持されたボールねじ軸４
６が循環する多数のボールを介して螺合貫通し（周知の
ボールねじ機構）、ボールねじ軸４６の回転で移動す
る。ボールねじ軸４６は、一端部が減速機４７を介して
スライドテーブル駆動用のサーボモータ４８と連結さ
れ、このサーボモータ４８により回転駆動される。サー
ボモータ４８は、上述したサーボモータ２６とともに駆
動制御回路と接続され、このサーボモータ２６と同期す
るように運転が制御される。

【００２４】この細線配列装置は、導電線配列シート４
の製造（樹脂シート３への導電線２の巻き付け）を開始
するに際して、先ず、回転ドラム２１の外周面に樹脂シ
ート３を巻き付け保持し、また、各ボビン３３に巻回保
持された導電線２を旋回アーム３６のガイド３８、シャ
フト３５のガイド３７、ガイドプーリ４２、ブレーキ付
きプーリ４３、ガイドプーリ４２およびノズル体４４ａ
を経由させて引き出し、これら導電線２の端部を樹脂シ
ート３の４か所にそれぞれ止着する。そして、この状態
で、各サーボモータ２６，４８を同期するように運転
し、回転ドラム２１を回転駆動し、また、スライドテー
ブル３２を回転ドラム２１の回転軸方向に移動させ、樹
脂シート３に導電線２を所定の間隔（ピッチ）で螺旋状
に巻き付ける。そして、この導電線２が巻き付けられた
円筒状の樹脂シート３を回転ドラム２１から取り外した
後切断し、導電線配列シート４が得られる。

【００２５】ここで、導電線２は回転ドラム２１の回転
による旋回アーム３６の回転でボビン３３から引き出さ
れ、ブレーキ付きプーリ４３により適正な張力に調節さ
れて樹脂シート３に巻き付けられ、ボビン３３が回転す
ることがなく、また、旋回アーム３６も導電線２の走行
に従動するにすぎない。このため、ボビン３３への導電
線２の巻回径が変化しても樹脂シート３に巻き付く導電
線２の張力を一定に保持でき、導電線２の樹脂シート３
への食い込み深さや巻き付き間隔を一定に保つことがで
きる。

【００２６】また、この細線配列装置は、導電線２の巻
き始めにおいて回転ドラム２１の回転を設定回転数まで
１０秒程度の時間をかけて漸増させ、同様に、導電線２
の巻き終わりにおいても回転ドラム２１の回転速度を漸
減させて停止させる。このため、導電線２の巻き始めや
巻き終わりにおいても、導電線２の張力をほぼ適正値に
維持でき、導電線２を樹脂シート３に適正な食い込み深
さ、適正な巻き付き間隔で巻き付けることができる。

【００２７】なお、上述した実施例においては、電気コ
ネクタ（エラスチックコネクタ）の製造に適用した細線
配列装置を例示するが、この発明の細線配列装置は電気
コネクタの製造に限られるものではなく、回転する円筒
状の治具等に細線を巻き付けてコイル（巻線）を製造す
る装置として、また、その他の種々の用途に適用するこ
とが可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明にかかる電気コネクタの製造方法によれば、巻線ドラ
ムに未加硫の絶縁性部材を巻回固定し、この未加硫の絶
縁性部材に導電性細線を複数カ所で同時に巻回して複数
条に配列した後、この絶縁性部材の導電性細線の配列面
に別の未加硫の絶縁性部材を積層し、該積層された２つ
の絶縁性部材を加硫して積層材を構成した後、複数の積
層材を接着剤により貼着、積層し、さらに、巻線の配列
毎に切断することで電気コネクタが達成され、その製造
が容易に行える。

【００２９】また、請求項２記載の発明にかかる細線配
列装置によれば、巻線ドラムとスライドテーブルとを同
期運転して巻線ドラムを回転するとともにスライドテー
ブルを移動させると、巻線ドラムの回転により旋回アー
ムが回転してボビンから細線を引き出し、細線は張力が
張力調整用プーリにより調節されて巻線ドラムに巻き付
けられる。このため、ボビンへの細線の巻回径の変化等
にかかわらず巻線ドラムに巻き付く細線の張力を一定に
保持でき、細線の巻き付け力や巻き付き間隔がバラツク
ことを有効に防止できる。

【００３０】そして、請求項４記載の発明にかかる細線
配列装置によれば、旋回アームに鍾り板を設けるため、
この鍾り板が生じる空気力学的な抵抗力により旋回アー
ムが慣性により回転することを防止でき、細線の走行停
止時等の細線の絡み付き等を有効に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる電気コネクタの製
造方法により製造される電気コネクタの模式斜視図であ
る。

【図２】同電気コネクタの製造方法における電気コネク
タの中間状態をａ，ｂ，ｃの順序で時系列的に表し、ａ
が模式平面図、ｂが模式分解斜視図、ｃが正面図であ
る。

【図３】同製造方法により製造される電気コネクタの他
の態様を示す模式斜視図である。

【図４】この発明の一実施例にかかる細線配列装置の正
面図である。

【図５】同細線配列装置の側面図である。

【図６】同細線配列装置の平面図である。

【図７】同同細線配列装置の一部の拡大側面図である。

【図８】同細線配列装置の他の一部の拡大側面図であ
る。

【符号の説明】

１基材２導電線３樹脂シート４導電線配列シート５カバーシート６ラミネートシート７多積層体８ブロック体１０装置基体２１回転ドラム２６サーボモータ３２スライドテーブル３３ボビン３５シャフト３６旋回アーム３７ガイド３８ガイド３９抵抗板４０ガイドテーブル４１制御プレート４２ガイドプーリ４３ブレーキ付きプーリ４４ａノズル体４８サーボモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01R 43/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】巻線ドラムに未加硫の絶縁性部材を巻回
固定し、該絶縁性部材の周面に導電性細線を回転軸方向
に一定間隔で複数箇所同時に巻回し、次いで、巻線ドラ
ムから前記絶縁性部材を回転軸方向に切断して取外し、
該絶縁性部材の巻線側に別の未加硫の絶縁性部材を積層
してこれを加硫し、この加硫された積層材を接着剤で多
重積層し、該巻線の配列毎に切断することを特徴とする
電気コネクタの製造方法。
【請求項２】回転自在に支持された巻線ドラムを駆動
モータにより回転駆動し、前記巻線ドラムの外周面に細
線を間隔をおいて略螺旋状に巻き付ける細線配列装置で
あって、前記巻線ドラムの回転軸方向に移動可能にスライドテー
ブルを設け、該スライドテーブルを駆動するテーブル駆
動モータを設けるとともに、該スライドテーブル上に前
記細線を巻回保持したボビンを固定し、先端に前記細線
が挿通するリング部を有する旋回アームを前記ボビン中
心固定軸に回転自在に支持するとともに、前記スライド
テーブル上に間隔をおいてガイドテーブルを設け、該ガ
イドテーブルに張力調整用プーリを備えたガイドノズル
を備え、前記駆動モータと前記テーブル駆動モータとを
同期運転し、前記ボビンに巻回保持された細線を前記旋
回アームのリング部および前記張力調整用プーリを経て
前記ガイドノズルに走行させて該巻線ドラムに巻き付け
ることを特徴とする細線配列装置。
【請求項３】前記スライドテーブル上にボビン、旋回
アームおよび前記ガイドテーブル上に張力調整用プーリ
を備えたガイドノズルを前記巻線ドラムの回転軸方向に
複数間隔をおいて複数並設した請求項２記載の細線配列
装置。
【請求項４】前記旋回アームにその回転軸方向に延在
して径方向外方に延出する鍾り板を設けた請求項２また
は請求項３記載の細線配列装置。