JP4747119B2

JP4747119B2 - ピンコンタクトの製造方法

Info

Publication number: JP4747119B2
Application number: JP2007056594A
Authority: JP
Inventors: 裕二中井; 弘次松本
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2027-03-07
Also published as: JP2008218295A

Description

本発明は、携帯電子機器のＤＣ電源ジャック等に用いるピンコンタクトの製造方法に関する。

従来、一端側に略円柱状の接触部を有し、他端側にプリント基板に半田付けする帯状の端子部を有し、接触部と端子部との間に厚みが端子部の厚みと同厚な板状の起立片を有するピンコンタクトが知られている。このピンコンタクトは、プリント基板への半田付け強度を考慮して端子部の厚みを薄くしており、端子部と起立片の厚みが接触部の直径より薄くなっている（例えば特許文献１、２参照）。

このようなピンコンタクトは、従来では、素材に板厚が端子部の厚みと同厚の金属平板材を用い、プレス加工することにより製造されていた（例えば特許文献１、２参照）。
特開平８−３０６４１８号公報特開平８−２７３７２９号公報

従来技術のように、略円柱状の接触部を、この接触部の直径より薄い板材から形成する場合、特許文献２に記載されているように、板材を厚み方向に沿って圧縮する加工では、接触部に円形の断面形状を与えることが難しく、断面形状が小判形の接触部になってしまう。一方、特許文献１に記載されているように、板材を幅方向に沿って圧縮する加工では、接触部に円形の断面形状を与えることはできるものの、板材を幅方向に沿って圧縮する前に予め、曲げ加工を行って板材の幅方向をプレス方向（圧縮方向）に一致させる必要があると共に、板材の幅方向に沿って圧縮する部分の板幅を、少なくとも接触部の直径より幅広に、しかも接触部の直径と端子部の厚み（板材の厚み）との差に対応して大きくする必要があるため、接触部の形成に多くの加工工程を要し、かつ接触部の形成自体が非常に難しくなる。また、板材を厚み方向、幅方向のどの方向に圧縮しても、断面形状が円形の接触部の直径と端子部の厚みに今以上大きな差を付けること、すなわち断面形状が円形の接触部の直径に対して端子部の厚みをより薄くしたり、端子部の厚みに対して断面形状が円形の接触部の直径をより大きくすることが非常に難しい。さらに、板材を厚み方向、幅方向のどの方向に圧縮しても、接触部と起立片との間に段差や位置ずれが生じ、接触部にコジリ力が加わった場合に、接触部の根元部に応力が集中し易く、耐コジリ性能に欠ける。という課題があった。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、接触部の直径と端子部の厚みとの差が比較的大きい場合であっても、容易に、かつ安価に製造でき、耐コジリ性能に優れたピンコンタクトの製造方法を提供することにある。

上述した目的を達成するために、本発明によるピンコンタクトの製造方法は、一端側に略円柱状の接触部を有し、他端側にプリント基板に半田付けする厚みが接触部の直径より薄い帯状の端子部を有し、接触部と端子部の間に厚みが端子部の厚みと同厚な板状の起立片を有するピンコンタクトであって、接触部の根元部に、相対する平らな傾斜面が起立片の左右表面に繋がるテーパー状の潰し部を設け、接触部の先端から起立片の後端までが、接触部の軸芯線を含み、かつプリント基板表面とは垂直な一平面を対称面とする面対称構造であり、起立片の上部と下部に、絶縁材よりなるコネクタボディに係止させる係止部を設け、少なくとも一方の係止部が、上下方向に弾性変位可能で可撓性を有するピンコンタクトの製造方法において、素材に、板厚が接触部の直径より大きい金属平板材を用い、素材に対する打ち抜き加工により一端側中央部から幅狭片を直線状に延出したブランクを形成する時または形成した後に、ブランクの他端側から幅狭片の根元部までを厚み方向に沿って圧縮加工して、ブランクの他端側から幅狭片までの厚みを端子部の厚みにまで減じ、かつ幅狭片の根元部に潰し部を形成し、その後、幅狭片の潰し部より先の部分を厚み方向に沿って圧縮して断面円形に丸め加工することにより接触部を形成し、予め厚みが端子部の厚みにまで減じられているブランク部分に対しプレス加工することにより端子部と起立片を形成する。この際、予め厚みが端子部の厚みにまで減じられているブランク部分に対するプレス加工は、縁切り、切り込み、曲げを含むことが好ましい。

本発明によれば、一端側に略円柱状の接触部を有し、他端側にプリント基板に半田付けする厚みが接触部の直径より薄い帯状の端子部を有し、接触部と端子部の間に厚みが端子部の厚みと同厚な板状の起立片を有するピンコンタクトが、接触部の根元部に、相対する平らな傾斜面が起立片の左右表面に繋がるテーパー状の潰し部を設け、接触部の先端から起立片の後端までが、接触部の軸芯線を含み、かつプリント基板表面とは垂直な一平面を対称面とする面対称構造であるので、接触部の直径と端子部の厚みとの差が比較的大きい場合であっても、接触部にコジリ力が加わった場合に、接触部の根元部に応力が集中し難く、耐コジリ性能を向上させることができる。この際、起立片の上部と下部に、絶縁材よりなるコネクタボディに係止させる係止部を設け、少なくとも一方の係止部が、上下方向に弾性変位可能で可撓性を有すると、コネクタボディへのピンコンタクトの組み込み時には、起立片の幅方向の寸法が縮小されるので、係止部がコネクタボディに引っ掛かったり、コネクタボディを削ることがない。また、組み込み後は、起立片の幅方向の寸法が元の寸法に戻るので、係止部をコネクタボディに確実に係止させることができ、かつその係止を確実に保持することができる。これにより、コネクタボディへの組み込を容易に行うことができ、組み込み後の耐抜き強度を向上させることができる。

また、そのようなピンコンタクトを製造するに当たって、素材に、板厚が接触部の直径より大きい金属平板材を用い、素材に対する打ち抜き加工により一端側中央部から幅狭片を直線状に延出したブランクを形成する時または形成した後に、ブランクの他端側から幅狭片の根元部までを厚み方向に沿って圧縮加工して、ブランクの他端側から幅狭片までの厚みを端子部の厚みにまで減じ、かつ幅狭片の根元部に潰し部を形成し、その後、幅狭片の潰し部より先の部分を厚み方向に沿って圧縮して断面円形に丸め加工することにより接触部を形成し、予め厚みが端子部の厚みにまで減じられているブランク部分に対しプレス加工することにより端子部と起立片を形成するので、直径が端子部の厚みより大きい断面形状が円形の接触部を、板材に与える塑性変形量が少なくて済む接触部に近似した形状からの丸め加工により、端子部の厚みに左右されることなく、従来より少ない加工工程で、かつ容易に形成することができる。また、潰し部の形状と接触部の直径より薄い端子部と起立片の厚みも、板材を厚み方向に沿って圧縮する加工により、接触部の直径に左右されることなく、かつ接触部と起立片との間に段差や位置ずれが生じることなく、容易に形成することができる。

したがって、本発明は、接触部の直径と端子部の厚みとの差が比較的大きい場合であっても、容易に、かつ安価に製造でき、耐コジリ性能に優れたピンコンタクトを得ることができる。また、接触部の直径に対して端子部の厚みを従来より薄くすることができることにより、プリント基板への端子部の半田付けを従来に比べ容易、かつ高い強度で行うことができると共に、端子部の多様な形状を従来に比べ容易に得ることができる。さらに、端子部の厚みに対して接触部の直径をより大きくすることができることにより、多様なコネクタに対応できる、という顕著な効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るコネクタの外観を示し、図１（ａ）はコネクタの正面図、同図（ｂ）は同じく平面図、同図（ｃ）は同じく底面図、同図（ｄ）は同じく右側面図、同図（ｅ）は同じく背面図、同図（ｆ）はコネクタを実装するプリント基板の表面図である。図２は図１（ｄ）のＡ−Ａ線拡大断面図である。

図１、図２に示すコネクタの一例としての、携帯電話等の携帯電子機器に使用されるＤＣ電源ジャック１は、絶縁材（合成樹脂）よりなる略直方体形状のコネクタボディ２を有し、ボディ２の前面にはプラグ挿入孔３が設けられ、プラグ挿入孔３の中心に一端側（コンタクト部４１）を突出させてコネクタピン４がボディ２に組み込まれている。また、ボディ２内には、固定接片５と、図示しない相手コネクタである同軸構造のＤＣ電源プラグが挿入されていない時に固定接片５と接触される接触バネ片６ａが切り起こし形成された可動接片６とが組み込まれている。なお、固定接片５と可動接片６は金属平板材をプレス加工してなるものである。

ここで、コネクタピン４の他端側はボディ２の外部に取り出されて、表面実装タイプの端子部４ａに形成されており、同じく固定接片５と可動接片６のそれぞれの一端側もボディ２の外部にそれぞれ取り出されて、表面実装タイプの端子部５ａと６ｂに形成されている。また、ボディ２の下面には位置決めピン８が下向きに突出して設けられている。一方、ジャック１を表面実装するプリント基板９には、ジャック１のマウント時に位置決めピン８が嵌合される表裏貫通の位置決め孔１０と、この嵌合によりジャック１が基板９の所定位置にマウントされた時に、各端子部４ａ、５ａ、６ｂがそれぞれ重ね合わされる３つのランド部１１、１２、１３とが設けられている。各端子部４ａ、５ａ、６ｂを対応するランド部１１、１２、１３にリフロー半田付けして機械的に固定し、電気的に接続することにより、ジャック１が基板９に表面実装される。

また、ジャック１は、帯状の金属平板をコ字形に曲げた補強金具１４を有している。この補強金具１４は、ボディ２の外側に上方から嵌合され、補強金具１４の相対する左右端片部に設けられた係合孔１５とボディ２の左右側面に設けられた突起１６との嵌合による抜け止めにより、ボディ２の上面を補強金具１４の中央上片部で上から押さえて、ボディ２の外部に固定されている。補強金具１４の左右端片部は、ボディ２の左右側面に沿い、その下端部がボディ２の下面より下方に突出され、電気接続に関与しない一対の補強用端子部１４ａ，１４ｂに形成されている。一方、基板９の位置決め孔１０を挟むその左右側部位置には、基板９へのジャック１のマウント時に補強用端子部１４ａ，１４ｂが挿入される表裏貫通の位置決め孔１７ａ，１７ｂが設けられている。各端子部４ａ、５ａ、６ｂを半田付けする時、同時に補強用端子部１４ａ，１４ｂを基板９に半田付けして機械的に固定することにより、ジャック１が基板９に強固に固定される。

そして、ジャック１は、プラグ挿入孔３にプラグが挿入されていない時には、図２に示すように、接触バネ片６ａが固定接片５に接触して、機器内蔵電源からの給電が行われる。一方、プラグ挿入孔３にプラグが挿入されると、接触バネ片６ａがプラグの外周面で径方向外側へ押されて固定接片５から離れ、機器内蔵電源からの給電が断たれる。その代わりに、接触バネ片６ａはプラグの外周面にある外部導体と接触し、また、プラグの内側に挿入されているピンコンタクト４の一端側がプラグの内側にある内部導体と接触し、プラグから機器に給電が行われる。

次に、ピンコンタクト４の構造について説明する。図３はピンコンタクト４の外観を示し、図３（ａ）はピンコンタクトの斜視図、同図（ｂ）は同じく正面図、同図（ｃ）は同じく平面図、同図（ｄ）は同じく右側面図、同図（ｅ）は同じく底面図、同図（ｆ）は同じく図１（ｄ）のＢ−Ｂ線断面図である。

ピンコンタクト４は、図３に示すように、一端側に略円柱状の接触部４１を有し、他端側に基板９に半田付けする厚みが接触部４１の直径より薄い帯状の端子部４２（４ａ）を有し、接触部４１と端子部４２の間に厚みが端子部４２の厚みと同厚な板状の起立片４３を有している。加えて、接触部４１の根元部に、相対する平らな傾斜面が起立片４３の左右表面に繋がるテーパー状の潰し部４４を設け、接触部４１の先端から起立片４３の後端までが、接触部４１の軸芯線Ｌを含み、かつ基板９の表面とは垂直な一平面を対称面とする面対称構造である。また、起立片４３の上部と下部に、ボディ２に係止させる係止部４３ａ，４３ｂを設け、少なくとも一方の係止部（本実施の形態では下側の係止部４３ｂ）が、上下方向に弾性変位可能で可撓性を有する。

より具体的には、接触部４１は、先端部分が先細り形状で、根元部の潰し部４４までは直径が０．６５ミリメートルの円柱形（断面円形で中実）に形成され、根元部が潰し部４４を介して起立片４３の前端面の上下中間部に段差なく連続一体に繋がれている。また、端子部４２と起立片４３の厚みは０．４ミリメートルであり、接触部４１の直径との差は２．５ミリメートルと比較的大きく設定されている。また、起立片４３の上下幅は約２．５ミリメートルであり、上側の係止部４３ａは、起立片４３の上端面の一部を後上がり傾斜状に張り出した後、傾斜上端側をＵ字状の切り込みによって一気に落とした爪形状に形成され、ピンコンタクト４の抜け方向に対し係止機能を発揮する。下側の係止部４３ｂも、起立片４３の下端面の一部を後下がり傾斜状に張り出した後、傾斜下端側を切り込みによって一気に落とした爪形状に形成され、ピンコンタクト４の抜け方向に対し係止機能を発揮するが、この際の切り込みはＬ字状に形成されて下側の係止部４３ｂの内側にまで延ばされており、この切り込みによって下側の係止部４３ｂが上下に弾性変位可能になっている。また、端子部４２は、起立片４３の後側上部がその下側にある水平な切り込みを介して左側に直角に折り曲げられた基部と、この基部の先端側から真下に向かって垂直に延ばされる連設部と、この連設部の下側で直角に折り曲げられて後側に向かって水平に延ばされる先端部からなり、この先端部がランド部１１に重ね合わされてリフロー半田付けされる。端子部４の基部から先端部までの幅は約０．８ミリメートルである。

このようなピンコンタクト４は、接触部４１の先端をボディ２の背面側から差し込むことにより、接触部４１がプラグ挿入孔３の中心に突出され、潰し部４４がボディ２の背面からプラグ挿入孔３に貫通するコンタクト差し込み用の円孔２ａに圧入固定され、起立片４３がボディ２の背面に形成した起立片差し込み用のスリット状の溝２ｂに圧入固定され、端子部４２がボディ２の背面側に取り出された状態で、ボディ２に組み込まれている。

このようにボディ２に組み込まれたピンコンタクト４は、接触部４１の根元部に潰し部４４を設け、接触部４１の先端から起立片４３の後端までが、接触部４１の軸芯線Ｌを含み、かつ基板９の表面とは垂直な一平面を対称面とする面対称構造であるので、接触部４１の直径と端子部４２の厚みとの差が比較的大きい場合であっても、接触部４１にプラグ挿抜時にコジリ力が加わった場合に、接触部４１の根元部に応力が集中し難く、耐コジリ性能に優れている。さらに、起立片４３の上部と下部に、ボディ２に係止させる係止部４３ａ，４３ｂを設け、少なくとも一方の係止部４３ｂが、上下方向に弾性変位可能で可撓性を有するので、ボディ２へのピンコンタクト４の組み込み時には、起立片４３の幅方向の寸法が縮小され、係止部４３ａ，４３ｂがボディ２に引っ掛かったり、溝２ｂの壁面を削ることがない。また、組み込み後は、起立片４３の幅方向の寸法が元の寸法に戻るので、係止部４３ａ，４３ｂをボディ２に確実に食い込ませて係止させることができ、かつその係止を確実に保持することができる。これにより、ボディ２への組み込を容易に行うことができ、組み込み後の抜き強度も高くなっている。

次に、ピンコンタクト４の製造方法について説明する。図４にピンコンタクト４の製造工程を示す。なお、図４は製造時の平面形状の変化と、そのＣ−Ｃ線に沿う断面形状の変化を、上と下に並べて図示したもので、プレス工程は図面の左から右に進行して行く。

ピンコンタクト４を製造するに当たって、素材として、板厚Ｔ０．７０ミリメートル（接触部４１の直径よりやや大きい板厚）のフープ状の金属平板材４０を用意し、この素材４０に対し、最初に、外抜き加工と圧縮加工を同時に行う。この工程（ａ）の外抜き加工は、素材４０のピンコンタクト４になる部分の外周を一部を残して打ち抜き、金属板材４０にジョイント部Ｊを介して他端側が繋がれたブランク４０Ａを形成する。このブランク４０Ａは、接触部４１よりやや大きく、かつ接触部４１に近似した形状寸法の略角柱状で、ブランク４０Ａの一端端側中央部から直線状に突出し、後刻接触部４１になる幅狭片４１Ａと、ブランク４０Ａの他端側に有し、一端側中央部から幅狭片４１Ａを直線状に突出し、他端側がジョイント部Ｊで金属板材４０に繋がられた、後刻端子部４２と起立片４３になる略矩形状の幅広片４３Ａとを有する。同工程（ａ）の圧縮加工は、ブランク４０Ａの幅広片４３Ａから幅狭片４１Ａの根元部までを厚み方向に沿って圧縮して、ブランク４０Ａの幅広片４３Ａの厚みＴ１を端子部の厚み（０．４０ミリメートル）にまで減じ、かつ幅狭片４１Ａの根元部に潰し部４４を形成する。

次いで、丸め加工とプレス加工を同時に行う。この工程（ｂ）の丸め加工は、幅狭片４１Ａの潰し部４４より先の部分を厚み方向に沿って圧縮し、直径が０．６５ミリメートルの断面円形に丸めて接触部４１を形成する。同工程（ｂ）のプレス加工では、幅広片４３Ａの後半部に対し縁切りおよび切り込みを行って展開状態の端子部４２Ａを形成する。なお、前工程（ａ）で外抜き加工と同時に行った圧縮加工は、本工程（ｂ）のプレス加工の前であれば、前工程（ａ）の外抜き加工の後に単独で行ってもよい。

次いで、さらにプレス加工を行う。この工程（ｃ）のプレス加工では、幅広片４３Ａの前半部に対し縁切りおよび切り込みを行って係止部４３ａ，４３ｂを設ける起立片４３を形成すると共に、展開状態の端子部４２Ａの先端部を下側に直角に折り曲げる。

次いで、さらにプレス加工を行う。この工程（ｄ）のプレス加工では、展開状態の端子部４２Ａの基部より先の起立片４３と接触部４１とを一体的に上側に直角に折り曲げて端子部４２を形成する。

以上の工程（ａ）〜（ｄ）により端子部４２がジョイント部Ｊを介して金属板材４０（スクラップ）に繋がれた状態のピンコンタクト４が形成され、加工の最後にカッティングを行って、ピンコンタクト４を金属板材（スクラップ）４０から切り離すものである。

このようにピンコンタクト４を製造するに当たって、素材に、板厚Ｔが接触部４１の直径Ｄより大きい金属平板材４０を用い、素材４０に対する打ち抜き加工により一端側中央部から幅狭片４１Ａを直線状に延出したブランク４０Ａを形成する時または形成した後に、ブランク４０Ａの他端側から幅狭片４１Ａの根元部までを厚み方向に沿って圧縮加工して、ブランク４０Ａの他端側から幅狭片４１Ａまでの厚みＴを端子部４２の厚みＴ１にまで減じ、かつ幅狭片４１Ａの根元部に潰し部４４を形成し、その後、幅狭片４１Ａの潰し部４４より先の部分を厚み方向に沿って圧縮して断面円形に丸め加工することにより接触部４１を形成し、予め厚みが端子部４２の厚みＴ１にまで減じられているブランク４０Ａ部分に対しプレス加工することにより端子部４２と起立片４３を形成するので、直径Ｄが端子部４２の厚みより大きい断面円形の接触部４１を、板材（幅狭片４０Ａ）に与える塑性変形量が少なくて済む接触部４１に近似した形状からの丸め加工により、端子部４２の厚みＴ１に左右されることなく、従来より少ない加工工程で、かつ容易に形成することができる。また、潰し部４４の形状と接触部４１の直径Ｄより薄い端子部４２と起立片４３の厚みＴ１も、板材４０Ａを厚み方向に沿って圧縮する加工により、接触部４１の直径Ｄに左右されることなく、かつ接触部４１と起立片４３との間に段差や位置ずれが生じることなく、容易に形成することができる。

以上のように本実施の形態では、接触部４１の直径Ｄと端子部４２の厚みＴ１との差が比較的大きい場合であっても、容易に、かつ安価に製造でき、耐コジリ性能に優れたピンコンタクト４を得ることができる。また、接触部４１の直径Ｄに対して端子部４２の厚みＴ１を従来より薄くすることができることにより、基板９への端子部４２の半田付けを従来に比べ容易、かつ高い強度で行うことができると共に、端子部４２の多様な形状を従来に比べ容易に得ることができる。さらに、端子部４２の厚みに対して接触部４１の直径Ｄをより大きくすることができることにより、上記ジャック１を含み多様なコネクタに対応することができる、という利点がある。

本発明の一実施の形態に係るコネクタの外観を示し、（ａ）はコネクタの正面図、（ｂ）は同じく平面図、（ｃ）は同じく底面図、（ｄ）は同じく右側面図、（ｅ）は同じく背面図、（ｆ）はコネクタを実装するプリント基板の表面図である。図１（ｄ）のＡ−Ａ線拡大断面図である。ピンコンタクトの外観を示し、（ａ）はピンコンタクトの斜視図、（ｂ）は同じく正面図、（ｃ）は同じく平面図、（ｄ）は同じく右側面図、（ｅ）は同じく底面図、（ｆ）は同じく（ｄ）のＢ−Ｂ線断面図である。ピンコンタクトの製造工程図である。

１ＤＣ電源ジャック（コネクタ）
２コネクタボディ
４ピンコンタクト
９プリント基板
４０金属平板材（素材）
４０Ａブランク
４１接触部
４１Ａ幅狭片
４２端子部
４３起立片
４３ａ，４３ｂ係止部
４４潰し部
Ｄ接触部の直径
Ｔ金属平板材の厚み
Ｔ１端子部と起立片の厚み

Claims

一端側に略円柱状の接触部を有し、他端側にプリント基板に半田付けする厚みが接触部の直径より薄い帯状の端子部を有し、接触部と端子部の間に厚みが端子部の厚みと同厚な板状の起立片を有するピンコンタクトであって、接触部の根元部に、相対する平らな傾斜面が起立片の左右表面に繋がるテーパー状の潰し部を設け、接触部の先端から起立片の後端までが、接触部の軸芯線を含み、かつプリント基板表面とは垂直な一平面を対称面とする面対称構造であり、起立片の上部と下部に、絶縁材よりなるコネクタボディに係止させる係止部を設け、少なくとも一方の係止部が、上下方向に弾性変位可能で可撓性を有するピンコンタクトの製造方法において、
素材に、板厚が接触部の直径より大きい金属平板材を用い、素材に対する打ち抜き加工により一端側中央部から幅狭片を直線状に延出したブランクを形成する時または形成した後に、ブランクの他端側から幅狭片の根元部までを厚み方向に沿って圧縮加工して、ブランクの他端側から幅狭片までの厚みを端子部の厚みにまで減じ、かつ幅狭片の根元部に潰し部を形成し、その後、幅狭片の潰し部より先の部分を厚み方向に沿って圧縮して断面円形に丸め加工することにより接触部を形成し、予め厚みが端子部の厚みにまで減じられているブランク部分に対しプレス加工することにより端子部と起立片を形成することを特徴としたピンコンタクトの製造方法。
予め厚みが端子部の厚みにまで減じられているブランク部分に対するプレス加工は、縁切り、切り込み、曲げを含む請求項１に記載のピンコンタクトの製造方法。