JP3691929B2 - インサート金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＭＴ（サーフェイス・マウント・テクノロジー：表面実装技術）型コネクタ製造用のモールド金型の構造に関するものである。
【０００２】
近年の電子機器の軽薄短小化に伴って、これらの電子機器に実装する各種部品類をＳＭＴ実装する方式が多用されている。このようなＳＭＴを利用するＳＭＴ型コネクタにおいても、製品の薄型化ないし小型化が進んでおり、これに伴うコンタクト間の狭ピッチ化やコネクタの低背化が要望されている。
【０００３】
【従来の技術】
図10に示す従来のＳＭＴ型コネクタの外観図は、図10（ａ）に雄型、図10（ｂ）に雌型を示す。従来のピッチが１mm程度の雄コネクタは、断面が凸形状の樹脂等を利用して成形した絶縁体１の上部外側面にコンタクト２の接触面となる嵌合部23を所定の間隔で並設してなり、雌コネクタは雄型の断面凸形状の絶縁体に嵌合する断面凹形状の絶縁体の内壁面に弾性を有するコンタクトの突起状接触子を所定の間隔で並設して構成されている。
【０００４】
雄型、雌型の何れも、基板に対する表面実装に便利なように、コネクタのリード端子はＬ字形に曲げられ、図示しない基板側に設けられたパッドと半田付けにより固定できるように構成されている。以下雄コネクタについて説明する。なお、構成と動作の説明を理解し易くするために、全図を通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省略する。
【０００５】
図11は従来のＳＭＴ型の雄コネクタの構造及び製造過程の説明図であって、図11（ａ）は雄コネクタの断面図を示す。図において、１は樹脂等を利用して成形した絶縁体、２はコンタクトであって、21はリード部、22はバルジと呼ばれる位置決めと脱落防止のための角状の突起部、23はコンタクト２の嵌合部を示す。11はコンタクト２のバルジ22を圧入するために予め絶縁体１に穿設された角孔、12はコンタクト２の嵌合部23の先端を保持するための係止穴を示す。
【０００６】
図11（ｂ）はコンタクト単体の拡大外観図、図11（ｃ）は金属板をプレス成形したコンタクト部材を示す。図において３はコンタクトの導体材料となる金属板をプレス成形して複数のコンタクトを、すだれ状に形成してなるコンタクト部材であって、金属板をプレス加工で打ち抜いて、上辺と下辺に夫々桟部31ａ，31ｂ及び複数のパイロット孔32を設け、その間にリード部21、バルジ22、嵌合部23を連結してなるコンタクト２をすだれ状に成形する。その後、バルジ22と嵌合部23との間で直角に折り曲げて形成している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図11（ｄ）に示すコンタクトの断面図は、図11（ｂ）に示すＧ−Ｇ方向に対応する形状であって、従来、コンタクトを打ち抜き加工する際には、プレスパンチ24で矢印方向に打ち抜くと、その打ち抜き面に返り26とだれ25の発生を伴う。コネクタ性能の中で、プラグとジャックの嵌合に関するものでは、この返り25やだれ26どうしの接触は、面が鋭く凹凸しているためにコネクタの嵌合の際の摩擦抵抗が多くなる。従って、バルジ22の凹凸面は互いに隣接対面するように配置される。
【０００８】
図11（ｅ）は、図11（ａ）の絶縁体の裏面斜視図であって、角孔11とこれに対応する係止穴12の配列を示す。この裏面側の角孔11に対して図11（ｂ）に示すコンタクト２の嵌合部23の先端からの圧入を容易にするために、治具等を用いて複数の嵌合部23のピッチを合わせて保持した状態で圧入する。角孔11は、コンタクト２の嵌合部23が湾曲しているため、略凸形に近い角形にもうけられている。
【０００９】
しかしながら、治具を用いて複数の嵌合部23のピッチを合わせて保持する手段は、互いに平行であるべき筈のコンタクト２の間に倒れやなびき（平行四辺形）等の異常変形を伴い易く、補正しきれない場合が多い欠点がある。
【００１０】
コネクタの小型化を促進すると、図11（ａ）において、当然コンタクト２の嵌合部23の先端を角孔11に圧入する際に、絶縁体１に必要な樹脂の壁の厚み（寸法Ｌ及びＭ）も薄くなってくるため、絶縁体１の角孔11に、ひび割れが発生する等の理由から圧入不能になるか、または隣接するバルジ22の突起どうしが接触するような問題点がある。
【００１１】
また、コンタクト２の嵌合部23の先端を角孔11に圧入する際に、コンタクト２の曲げ無しで成形後に曲げを行う方法もあるが、図11（ｆ）に示すコンタクトの曲げ工程図に示すように、絶縁体１の底面を曲げの基準に使用する場合、製品の小型化に伴い絶縁体１の肉厚みが減少すると、曲げの応力に対応する絶縁体１の剛性が低下しクラックが発生する。
【００１２】
工具を基準に曲げる場合は、図示するように工具27を挿入するための空間が必要となるため、サイズが大きくなる欠点がある。従って、従来のＳＭＴ型コネクタは製品が大きく肉厚の多いものに対してのみしかコンタクトの圧入成形が実施できない問題点があった。
【００１３】
本発明の目的は、コンタクトを圧入することなく小型に製造できるＳＭＴ型コネクタのインサート金型の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明では、次の技術的手段を講じている。
すなわち、本願の請求項１に記載したインサート金型は、平行な桟の間にスリットを介して設けられた複数のコンタクトがＬ字形に折り曲げられたコンタクト部材を、絶縁体に埋込み成形するインサート金型であって、上面及び左右両側面が開口しているキャビティの底面になっている中型板と、前記中型板を下方から支持すると共に、前記キャビティの前後両側面を成形する基台と、前記中型板の両側面に対し接離自在に前記基台上を移動できるスライド機構を有し、且つ前記中型板に当接時に前記キャビティの左右両側面を成形する一対のスライド型板と、前記キャビティの上面を塞ぐ可動型板とを含み、前記両スライド型板には、キャビティの左右両側面の下縁部近傍に対応する位置と、両スライド型板の対向上縁近傍とに夫々前記コンタクト部材のスリットの位置決めを行う第１と第２の突起群を列設してなり、前記可動型板には、前記コンタクト部材の折曲げ部分を、キャビティの側壁となる両スライド型板の対向面に個別に押しつける第３の突起群を列設してなることを特徴とする。
【００１５】
本願の請求項２に記載したインサート金型は、前記両スライド型板は、上側面に傾斜面をもった凸部を有し、かつ中型板の両側面と弾性部材を介して常時離反しており、前記可動型板は、下面に傾斜面をもった凹部を有し、前記スライド型板は、金型が閉じると、前記凸部が前記凹部に嵌合して前記弾性部材を消勢し、型締めされることを特徴とする。
【００１７】
即ち、型開きした際に中型板と両スライド型板の間にできる空隙に、コンタクト部材の一方の桟を挿入し、その折曲げ部近傍の各スリット部に入り勝手となる第１の突起群と第２の突起群を合わせてコンタクト部材の位置決めを行った後、可動型板を降下させて両スライド型板の型締めを行うことにより、コンタクト部材の両端部に桟を有したままの状態で高精度に埋込み配置されたコンタクトに対する射出成形が可能となり、樹脂の射出圧力によるコンタクトの変形も防止できる効果がある。
【００１８】
更に、樹脂の射出圧力によるコンタクトの変形防止効果は、コンタクト間のピッチ寸法の小型化を可能にする効果がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を具体的に説明する。図１は本発明の金型に挿入する埋込み用のコンタクト部材の外観図であって、３はコンタクト部材を示す。コンタクト部材３は、金属板をプレス加工で打ち抜いて、平行するリード側桟31ａと嵌合側桟31ｂと複数のパイロット孔32ａ，32ｂを設け、その両桟の間に複数のコンタクト４をスリットを介してすだれ状に成形している。
【００２０】
コンタクト４は、リード部41と嵌合部43を互いに連結するように成形し、その後リード部41と嵌合部43との間で直角に折り曲げて成形する。このコンタクト４は図11（ｂ）及び（ｃ）に示す従来のコンタクト２と比較してバルジ22を成形していない点が異なる。
【００２１】
図２は図１のコンタクト部材の裏面部分拡大図であって、嵌合部43の両側面にはテーパ形状の埋込用突起44が夫々プレス成形されており、この埋込用突起44は樹脂射出の際に、樹脂がその埋込用突起44のテーパ部とキャビテイの側壁との間のギャップに回り込み、嵌合部43の側面を樹脂が保持するための突起であって、従来例の図11（ａ）における係止穴12に代わる機能を有する。
【００２２】
また、45は切欠きであって、射出成形後の型開きの際に、嵌合側桟31ｂが容易に折取りできるように予めプレス成形されたものである。
図３は本発明のインサート金型構造の配置と作用の説明図であって、金型は左右対称形に構成されているため、対称構成の各部品には同一符号を付して説明する。図３（ａ）は金型の型締め時の断面図を示す。図において、５は中型板、６は樹脂注入用のキャビテイを示す。中型板５は、その頂面が樹脂注入用のキャビテイ６の底面を形成する部分となる。
【００２３】
７は中型板５を一体的に凸設する基台、８は中型板５の両側面に対して接離自在に基台７上を移動できるスライド機構81を有し、且つ中型板5 に当接した際にキャビテイ6 の両側面を形成する一対のスライド型板を示す。
【００２４】
82は一対のスライド型板８をそれぞれ中型板５から押し離す方向に付勢された弾性部材であって、中型板５の壁面に対面するスライド型板８の壁面にザグリ穴等を設け、その中に例えばスプリングを圧縮装着して構成する。
【００２５】
９はキャビテイ６の上面を塞ぐと共に、中型板５の上面に載置して押下することにより、弾性部材82の付勢に抗して両スライド型板８を型閉め方向に押圧移動させるテーパ部91を有する可動型板を示す。なお、樹脂を射出するためのランナー部は、キャビテイ６に対し、紙面に直交する方向から注入されるものであって、図８にその構造を後述する。
【００２６】
図３（ｂ）はキャビテイ近傍の拡大断面図を示す。両スライド型板８を中型板５から離した際に、中型板５と両スライド型板８との間にできる空隙部分に、図１に示したコンタクト部材３の例えば嵌合側桟31ｂを対面させて挿入するが、型締めされたコンタクト部材３を太線で示す。キャビテイ６の両側面の下辺に対応する両スライド型板８の位置には、嵌合部43のスリットに入り勝手になる第１の突起群83（詳細は図４参照）が列設されている。
【００２７】
また、コンタクト部材３のリード部41が折れ曲がる部分に対応するスライド型板８の上面の位置には、リード部41のスリットに入り勝手になる第２の突起群84（詳細は図４参照）が列設されている。
【００２８】
92はキャビテイ６内において、コンタクト部材３が折曲がる部分をキャビテイ６の側壁となる両スライド型板８の対向面に個別に押しつけるための第３の突起群であって、その詳細を図３（ｃ）に示す。
【００２９】
図３（ｃ）は可動型板の裏面の部分拡大図であって、第３の突起群92は個別にコンタクト4 の折曲げ部分をキャビテイの側壁に押しつけているため、コンタクトの嵌合面に対する射出樹脂の付着を防止する機能を有する。93は図３（ｂ）におけるスライド型板８に列設された第２の突起群84に対応する逃げ溝を示す。これにより可動型板９はキャビテイ６の上面を隙間なく塞ぐことができる。
【００３０】
図４はスライド型板に設けた突起群の要部斜視図と部分拡大図を示す。第１の突起群83は、図１に示すコンタクト部材３の各嵌合部43の先端近傍における各スリット部分に入り勝手に設けられた突起群であって、夫々テーパを付けて挿入を容易に成形している。この第１の突起群83は、コンタクト部材３の各嵌合部43をキャビテイ内で正確に位置決めする機能を有する。
【００３１】
また、第２の突起群84は、図１に示すコンタクト部材３の各リード部41側の折り曲げ部分における各スリット部分に入り勝手に設けられた突起群であって、夫々テーパを付けて挿入を容易に成形している。この第２の突起群84は、コンタクト部材３の各嵌合部43の折り曲げ側をキャビテイ内で正確に位置決めする機能を有すると共に、スライド型板８が成形するキャビテイ側壁の上縁に沿って設けた角溝85は、樹脂注入時にその樹脂がリード部41の折曲げ部分の外面を覆うように回り込んで保持する機能を有する。
【００３２】
図５はスライド型板にコンタクト部材を位置決めした時の要部外観図を示す。スライド型板８上に位置決めされたコンタクト部材３は、すだれ状に成形された複数のコンタクトの各スリット部に第１と第２の突起群を夫々挿入することにより、位置が正確に保持され、更に型締め時にはリード側桟31ａは、図３（ａ）に示すように可動型板９により、嵌合側桟31ｂはスライド型板８により夫々押圧固定されるので、成形時の樹脂の射出圧力によるコンタクトの変形や倒れが防止できる。
【００３３】
また、81は基台上を移動するためのスライド機構を示し、86は図３に示す可動型板９のテーパ部91の押圧を受けて型締め方向に摺動させるためのテーパ部を示す。
【００３４】
図６は図３（ａ）におけるキャビテイ６に樹脂を注入した後に、金型を型開きしてコネクタを取り出した状態の断面図を示したもので、可動型板９の上昇に伴いテーパ部91による押圧が解除されて、両スライト型板８は弾性部材82により左右に押し出され、中型板５と両スライド型板８の間にギャップができるため、コンタクト部材３に樹脂で成形した絶縁体が付着したままの状態で取り出される。この取り出しに際して図示しないエジェクト機構等が利用されることはいうまでもない。
【００３５】
図７は、成形後金型から取り出されたコネクタの拡大断面図を示す。この後リード部41は所定長さに切断され、嵌合部43は切欠き45の部分で容易に折り取られる。
【００３６】
図８は金型の可動型板を外した樹脂注入前の外観図であって、樹脂を注入するためのランナー部71の形状と配置された位置を示す。スライド型板８の移動方向に対する左右の側面も基台７との間にスライド機構を設けて構成している。
【００３７】
図９は成形完了したコネクタの形状図を示す。図９（ａ）は断面拡大図、図９（ｂ）は外観図であって、この断面拡大図を図11（ａ）に示す従来の雄コネクタと比較すると、リード部の引出し口に相当する図11（ａ）の寸法ＬとＭが小型化されて、従来の圧入に耐える強度が不要となり、嵌合部の根元の周囲を樹脂で保持するだけの厚みに削減できた。この嵌合部の根元をモールト被覆しているため、リード部のはんだ付けの際に溶融した半田がコンタクトを伝って嵌合部の表面に上がってくる現象を防止する効果がある。
【００３８】
また、嵌合部の先端を保持する係止穴12を成形するために必要な突出部も、図２に示す埋込み用突起44が、樹脂の回り込みに係止される効果を利用することにより、埋込み保持が可能となり嵌合部に湾曲形を成形する必要がなくなった。
【００３９】
更に、ピッチ間隔も大幅に短縮できた。ちなみに、本発明のインサート金型を利用することにより出来上がったＳＭＴ型の雄型コネクタは、高さ1.5mm ，幅4.0mm ，ピッチ0.5mm ，極数30〜200 の規格品が製造可能となった。
【００４０】
以上の説明において、基台を固定側として説明したが、これに限るものではなく、可動型板側を固定側に構成することも可能であり、また、型開き方向はスライド方向が上下方向でも可能であることはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
スライド機構を持った金型にＬ字形に曲げられたコンタクトを挿入する方法にしたことで、コンタクトに両側の桟を付けたままの状態でインサートすることができ、金型に入れる前のコンタクトの倒れによる製品不良や、ピッチずれによる金型の破損を防止可能で、ＳＭＴの課題である基板面に接触するリード端子の面精度も確保できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の金型に挿入する埋込み用のコンタクト部材の外観図、
【図２】 図１のコンタクト部材の裏面部分拡大図、
【図３】 本発明のインサート金型構造の配置と作用の説明図、
【図４】 スライド型板に設けた突起群の要部斜視図と部分拡大図、
【図５】 スライド型板にコンタクト部材を位置決めした時の要部外観図、
【図６】 金型を型開きしてコネクタを取り出した状態の断面図、
【図７】 成形後金型から取り出したコネクタの拡大断面図、
【図８】 金型の可動型板を外した樹脂注入前の外観図、
【図９】 成形完了したコネクタの形状図、
【図１０】 従来のＳＭＴ型コネクタの外観図、
【図１１】 従来のＳＭＴ型雄コネクタの構造及び製造過程の説明図、
【符号の説明】
３：コンタクト部材
４：コンタクト
５：中型板
６：キャビテイ
７：基台
８：スライド型板
９：可動型板
31ａ：リード側桟
31ｂ：嵌合側桟
81：スライド機構
82：弾性部材
83：第１の突起群
84：第２の突起群
91：テーパ部
92：第３の突起群

Claims (2)

1. 平行な桟の間にスリットを介して設けられた複数のコンタクトがＬ字形に折り曲げられたコンタクト部材を、絶縁体に埋込み成形するインサート金型であって、
   上面及び左右両側面が開口しているキャビティの底面になっている中型板と、
   前記中型板を下方から支持すると共に、前記キャビティの前後両側面を成形する基台と、
   前記中型板の両側面に対し接離自在に前記基台上を移動できるスライド機構を有し、且つ前記中型板に当接時に前記キャビティの左右両側面を成形する一対のスライド型板と、 前記キャビティの上面を塞ぐ可動型板とを含み、
   前記両スライド型板には、キャビティの左右両側面の下縁部近傍に対応する位置と、両スライド型板の対向上縁近傍とに夫々前記コンタクト部材のスリットの位置決めを行う第１と第２の突起群を列設してなり、
   前記可動型板には、前記コンタクト部材の折曲げ部分を、キャビティの側壁となる両スライド型板の対向面に個別に押しつける第３の突起群を列設してなることを特徴とするインサート金型。
2. 前記両スライド型板は、上側面に傾斜面をもった凸部を有し、かつ中型板の両側面と弾性部材を介して常時離反しており、
   前記可動型板は、下面に傾斜面をもった凹部を有し、
   前記スライド型板は、金型が閉じると、前記凸部が前記凹部に嵌合して前記弾性部材を消勢し、型締めされることを特徴とする請求項１記載のインサート金型。

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