JP4918510B2

JP4918510B2 - 高真直性を有する段付きピン端子およびその製造装置

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Publication number: JP4918510B2
Application number: JP2008038424A
Authority: JP
Inventors: 明山形
Original assignee: 盟友技研株式会社
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: JP2009199801A

Description

この発明は、電気・電子制御システムの構成要素として様々な制御回路を電気的に多極接続するための多極接続用コネクタあるいは回路基板そのものに、そのコンタクトとして多量に用いられているピン端子に関するものであって、特に、電気・電子制御システムの多様化に伴い、長尺化するピン端子に関して対応するべく開発した高真直性を有する段付きピン端子自体であり、且つ、当該高真直性を有する段付きピン端子を製造するに適した線材矯正手段を含む段付きピン端子製造装置に関するものである。

周知のように、通信機器、ＯＡ電子電気機器、コンピュータ装置、および、その周辺機器、更には、その他のエレクトロニクスなどの技術分野においては、高密度実装化が進み、機器相互間あるいは機器内部における電気回路ないしは電子回路の電気的な多極接続を必要とする状況に至っている。このような状況下にあって、多極コネクタは、多極接続のための電気接続部品として開発され、多様なものが提供されてきている。この多極コネクタに用いられるコンタクトとしてのピン端子は、電気・電子システムの多様化に伴い、例えば、図２Ｃに示すアングルタイプのピン端子などのように、ピン端子自体の長尺化が進行している。このように長尺化したピン端子は、その製造過程において、更には、次段工程におけるピン端子植設工程などにおいて、ピン端子自体の真直性が要求されており、高真直性を有するピン端子が要望されている。

上記するように多極接続に用いられているピン端子の適用条件、状況並びに問題点を列挙すると、
（１）当該ピン端子は、コネクタあるいは基板の絶縁部材に対して、単列あるいは複数列に組み込まれるものであり、その組み込みピッチは、機器のコンパクト化に応答して微少間隔、狭ピッチが要求されている。
（２）これらのピン端子は、棒状線材を切断して形成される線素材タイプのものと、板材を打ち抜いて形成される板素材タイプのものとがある。線素材タイプのものは、横断面矩形あるいは横断面円形の棒状線材をそのまま素材とし、あるいは、横断面矩形の棒状線材を横断面円形に変形加工しつつ棒状線材とし、更には、横断面円形の棒状線材を横断面矩形に変形加工しつつ棒状線材とし、該棒状線材を、ピン端子の長さ単位毎に切断し、両端を面取りし、絶縁部材のピン端子圧入孔内に固定するための径方向に突出する突起を塑性加工してある。板素材タイプのものは、板材の打ち抜き工程などコスト面で経済的に不利である。
（３）これらのピン端子は、ハンダメッキ、スズメッキあるいは金メッキなどの表面処理を施す必要がある。
（４）このピン端子をコネクタあるいはプリント基板に設けてあるピン端子挿入孔に挿入して固定する場合、ピン端子挿入孔は、ピン端子径より小さく設計されていて、シマリバメのハメアイ関係に圧入される。その場合、図１０Ｂに示すようなメッキ材の繊維状クズが発生し、組立後、電気的な短絡の要因となっている。
（５）ピン端子の曲がりは、ピン端子圧入時に、先端が大きな抵抗なく孔に導入され、圧入時に座屈を起こさない最小の曲がりに管理してある。
（６）ピン端子の段加工には、スェージング工法（加工速度が遅い）、ローラー圧延工法（加工境界部に未加工部が残る）、引き抜き工法などが適用されている。

上記するようなピン端子は、電気・電子機器の実装密度が高くなるにつれ、且つ、機器のコンパクト化が進むにつれ、コネクタあるいはプリント基板のピン端子間ピッチが微少化してきていることから、ピン自体の細径化が求められている。さらに、図２Ｃに示すような使用例において、接続相手の位置や方向により絶縁部材から突き出したピン端子を曲げて使用するアングルタイプのものによれば、細くて長いピン端子が要求される。このように細くて長いピン端子は、ピン端子自体の製造過程において、さらには、次段工程におけるピン端子植設工程などにおいて、ピン端子自体の真直性が要求され、高真直性を有するピン端子が要望されている。

図１０は、従来例の問題点を図示するものであって、図１０Ａは、全長にわたり同一径寸法でなるピン端子と、該ピン端子を植設すべき絶縁部材との関係を示す概略的な側断面図、図１０Ｂは、絶縁部材に対してピン端子を圧入する際に生じる問題のうち、メッキ材の繊維状屑の発生状況を図示する概略的な側断面図、図１０Ｃは、絶縁部材に対してピン端子を圧入する際に生じる問題のうち、ピン端子が座屈する態様を示す概略的な側断面図である。

図１０に示すような従来のピン端子８０において、当該ピン端子の植設ピッチが狭くなると、当該ピン端子８０を、絶縁部材８１のピン端子圧入孔８２内に圧入した際、その植設圧入時に、前記ピン端子８０と絶縁部材８１との間の摩擦により、図１０Ｂに示すように、ピン端子８０のメッキ材が繊維状の屑Ｓｃとして発生し、それによって隣接するピン端子間が短絡してしまうという問題点を有している。

さらに、ピン端子が長尺化すると、絶縁部材８１を通過するピン端子８０の移動距離も長くなり、その圧入時に、図１０Ｃに示すようにピン端子８０が座屈８３してしまうという問題点をも有していた。

さらに、線材に段加工すると、工具の加工精度と併せて、線材の粒界密度とその分布が不均一なために方向とその量が不規則に変化する曲がりが生じる。

絶縁部材に圧入したピン端子どうしの短絡は、通電接続要素として重大な欠陥となるので、従来、様々な方法で、この短絡を排除するなどが講じられている。その方法例としては、
（１）耐電圧テスト機にて、隣接端子に高電圧をかけて、メッキ材の繊維状屑を融かす方法、
（２）ナイロンブラシを回転・揺動させて、ピン端子を曲げないようにブラッシングして、メッキ材の繊維状屑を払いのける方法などであった。
しかしながら、これらの何れの方法であっても、短絡を排除するための方法としては極めて不十分なものであった。

絶縁部材にピン端子を圧入する際におけるピン端子の座屈（ピン端子の折れ曲がり）も、生産性を悪くする大きな要因となり、圧入速度を落としたり、あるいは、座屈防止用のガイドを設けたりして対応していた。

段付きピン端子のように、段加工による曲がりの方向とその量が不規則に変化するピン端子製品については、従来のロータリーストレーナーあるいはローラーレベラーの対応では、十分な曲がり矯正ができず、高い真直度の段付きピン端子を提供することができなかった。

特開２００４−３０３６８０号公報（要約、図１および図２）

そこで、この発明は、上記する従来の技術にみられる問題点を解消しようとするものであり、特に、多極ピンコネクタの多様化に伴い、長尺化するピン端子に対して応答するものであって、比較的に細くて長く、塑性加工によって、軸方向に連続する少なくとも二つの異なる径部分を持つとともに、高い真直度のものとして成形してなる高真直性を有する段付きピン端子を提供するものであり、さらに、当該高真直性を有する段付きピン端子を製造するための製造装置を提供するものである。

この発明は、上記目的を達成するにあたって、具体的には、互いに直交差する二つの径寸法（以下、径寸法という）がＤである線材を、その長さ方向に寸法取りして単位長さに形成してなるピン端子であって、前記ピン端子が、線材のままの径寸法Ｄでなるピン端子基部と、前記ピン端子基部に対して軸方向に連続していて、前記ピン端子基部の径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分と、前記第１の減径ピン部分に連続していて、前記第１の減径ピン部分より小さい径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分とを備えてなり（Ｄ＞Ｄ１＞Ｄ２）、
前記ピン端子基部の径寸法Ｄが、ピン端子植設基体に設けたピン端子植設孔の径ｄ１より大きく（Ｄ＞ｄ１）、前記第１の減径ピン部分の径寸法Ｄ１が、前記ピン端子植設孔の径ｄ１より小さく（Ｄ１＜ｄ１）、前記第２の減径ピン部分の径寸法Ｄ２が、プリント基板に設けたピン端子受入孔の径ｄ２より小さい（Ｄ２＜ｄ２）ものからなることを特徴とする高真直性を有する段付きピン端子を構成するものである。

さらに、この発明において請求項２に記載の発明は、連続する線材から、該線材の長さ方向に単位長さのピン端子を寸法取りし、各ピン端子毎にピン端部分を先細まり傾斜面状になるように減径加工して減径部を形成し、該減径部で切離することによってピン端子を製造する装置であって、
径寸法がＤでなる前記線材を供給する線材供給源と、
前記線材供給源におけるリール巻ぐせを除去するためのリール巻ぐせ除去手段と、
径寸法Ｄでなるピン端子基部を残して、該径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分を塑性加工で成形するための第１の段加工手段と、
前記塑性加工により前記線材に生じる曲がり要素を矯正する曲がり矯正手段と、
前記線材の長さ方向に単位長さのピン端子を寸法取りし、各ピン端子毎にピン端部分を先細まり傾斜面状になるように減径加工して減径部を形成する面取り手段と、
前記ピン端子の先端側に径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分を形成するための第２の段加工手段と、
前記ピン端子基部に径方向に突出する抜け止め突起を形成するための抜け止め突起加工手段と、
加工済みのピン端子基部を保持して、該加工済みのピン端子を分離し、分離したピン端子をピン端子植設基体に植設する分離植設手段と、
前記面取り手段並びに抜け止め突起加工手段を閉じた状態で、前記線材を軸方向に移動させるための線材送り手段とを備え、
前記曲がり矯正手段は、静止系の機枠と、前記機枠の軸方向の両端側に支持され、前記線材を挿通支持する一対の支持パイプ部材と、前記機枠内に回転可能に設けられた回転系部材と、前記回転系部材を回転するための回転駆動源と、前記回転系部材内に設けられ前記回転系部材の回転により回転し、前記線材を挿通支持する線材挿通孔が形成された矯正駒とを備え、
前記矯正駒は、前記線材挿通孔が前記一対の支持パイプ部材の軸線に対して同心となる同心位置と、前記線材挿通孔が前記一対の支持パイプ部材の軸線に対して径方向に偏心した偏心位置とに移動可能に設けられ、前記回転系部材が回転していないときには、前記同心位置に位置し、前記回転系部材が回転すると、前記同心位置から前記偏心位置に移動し、偏心回転することで、前記線材の曲がりを矯正することを特徴とする高真直性を有する段付きピン端子の製造装置を構成するものである。

さらに、この発明において請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の高真直性を有する段付きピン端子の製造装置であって、前記回転駆動源は、前記矯正駒の偏心回転による前記線材の曲がり矯正の際に前記線材がねじれるのを防止するために、前記回転系部材を正逆回転駆動することを特徴とするものである。

さらに、この発明において請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の高真直性を有する段付きピン端子の製造装置であって、前記曲がり矯正手段は、径方向に拡張付勢するように設けられたスプリングを備え、前記回転系部材が回転する際に、前記矯正駒は回転力および前記スプリングの拡張付勢力により、前記同心位置から前記偏心位置へ移動することを特徴とするものである。

この発明になる高真直性を有する段付きピン端子は、軸方向に連続する少なくとも二つの異なる径部分を有する段付きピン端子であり、前記異なる径部分を塑性加工により形成してなり、前記塑性加工で生じる曲がり要素を、曲がり矯正手段によって矯正して高真直化したものであり、当該ピン端子を絶縁部材に設けたピン端子植設孔に圧入する際、絶縁部材との間の摩擦がないので、メッキ材の繊維状の屑がでない。したがって、メッキ材の繊維状屑によるピン端子間の短絡を防止することができる。さらに、当該ピン端子を絶縁部材に設けたピン端子植設孔に圧入する際、絶縁部材との間の摩擦がないので、ピン端子自体の座屈が生じない。したがって、ピンコネクタの組立のための生産効率を高める上において極めて有効に作用するものである。

この発明になる段付きピン端子の製造装置は、径寸法Ｄでなるピン端子基部を残して、該径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分を塑性加工で成形するための第１の段加工手段と、塑性加工により生じる曲がり要素を矯正する曲がり矯正手段と、線材の長さ方向に単位長さのピン端子を寸法取りし、各ピン端子毎にピン端部分を先細まり傾斜面状になるように減径加工して減径部を形成する面取り手段と、ピン端子の先端側に径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分を形成する第２の段加工手段と、ピン端子基部に径方向に突出する抜け止め突起を形成するための抜け止め突起加工手段と、面取り手段並びに抜け止め突起加工手段を閉じた状態で、線材を軸方向に移動させるための線材送り手段とによって構成されるものであり、高真直性を有する段付きピン端子を、生産性高く製造することができるという点において極めて有効に作用するものといえる。

以下、この発明になる高真直性を有する段付きピン端子について、図面に示す具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明になる高真直性を有する段付きピン端子の具体的な実施例を示すものであって、図１Ａは、全長が比較的に短い段付きピン端子の一例を示す概略的な正面図、図１Ｂは、全長が比較的に長い段付きピン端子の一例を示す概略的な正面図、図１Ｃは、当該段付きピン端子を拡大し、長さ方向に部分的に破断して示す概略的な正面図、図１Ｄは、図１Ｃにおける矢印１Ｄから見た横断面矩形状の段付きピン端子の例を示す概略的な側面図、図１Ｅは、図１Ｄに対応する横断面円形状の段付きピン端子の例を示す概略的な側面図である。

一方、図２は、段付きピン端子の異なる使用例を示すものであり、図２Ａは、ジャンパーピンの使用例を示す概略的な側面図、図２Ｂは、ストレートピンの使用例を示す概略的な側面図、図２Ｃは、アングルピンの使用例を示す概略的な側面図、図２Ａ１は、図２Ａを下から見た図であって、プリント基板などのパターンエッチング面の態様を示す概略的な底面図、図２Ｃ１は、図２Ｃを下から見た図であって、プリント基板などのパターンエッチング面の態様を示す概略的な底面図である。

さらに、図３Ａ、ＢおよびＣは、当該段付きピン端子を植設すべき絶縁部材に対して圧入して固定するための手順を示す概略的な側断面図である。

この発明になる高真直性を有する段付きピン端子１は、基本的には、横断面矩形形状でなる連続する線材を素材とする図１Ｄに示すような角形の段付きピン端子と、横断面円形形状でなる連続する線材を素材とする図１Ｅに示すような丸形の段付きピン端子とを含むものからなっている。さらに、この発明になる段付きピン端子１のための素材としては、横断面矩形の線材を横断面円形に変形加工しつつ素材とするもの、および、横断面円形の線材を横断面矩形に変形加工しつつ素材とするものをも含むものである。上記構成において、段付きピン端子１の径寸法とは、互いに直交差する二つの径寸法であって、角形の段付きピン端子の場合、図１Ｄに示すとおり、対角線寸法Ｄであり、丸形の段付きピン端子の場合は、図１Ｅに示すとおり、直径寸法Ｄである。

この発明になる高真直性を有する段付きピン端子１は、上記する横断面形状でなる径寸法がＤの線材ＲＭを、その長さ方向に寸法取りして単位長さＬに形成したものからなっている。この段付きピン端子１は、線材ＲＭのままの径寸法Ｄでなるピン端子基部２と、前記ピン端子基部２に対して軸方向に連続していて、該ピン端子基部２の径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分３と、この第１の減径ピン部分３に連続していて、前記第１の減径ピン部分３より小さい径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分４とを備えたものからなっている。前記ピン端子基部２の径寸法Ｄは、約０．９１ｍｍ程度（約０．６４ｍｍ角）のものであり、前記第１の減径ピン部分３の径寸法Ｄ１は、約０．８２ｍｍ程度（約０．５８ｍｍ角）のものであり、前記第２の減径ピン部分４の径寸法Ｄ２は、約０．７１ｍｍ程度（約０．５ｍｍ角）のものである。当然のことながら、上記各径寸法は、Ｄ＞Ｄ１＞Ｄ２の関係にある。上記する当該段付きピン端子１における各径寸法は、一つの具体的な実施例として示すものであって、この発明を特定する寸法として限定されるものではない。

この発明になる段付きピン端子１は、上記する径寸法に対して、ピン軸方向の長さ寸法Ｌは、図１Ａに示す比較的短い段付きピン端子１(MIN)にあっては、全長の長さ寸法Ｌ(MIN)が、約２５ｍｍ程度であり、ピン端子基部２の長さ寸法Ｌ１が、約１０ｍｍ程度であり、第１の減径ピン部分３の長さ寸法Ｌ２(MIN)が、約１５ｍｍ程度であり、該第１の減径ピン部分３の先端側に形成される第２の減径ピン部分４の長さ寸法Ｌ３が、約３ｍｍ程度のものである。一方、図１Ｂに示す比較的長い段付きピン端子１(MAX)にあっては、全長の長さ寸法Ｌ(MAX)が、約５０ｍｍ程度であり、ピン端子基部２の長さ寸法Ｌ１が、約１０ｍｍ程度であり、第１の減径ピン部分３の長さ寸法Ｌ２(MAX)が、約４０ｍｍ程度であり、該第１の減径ピン部分３の先端側に形成される第２の減径ピン部分４の長さ寸法Ｌ３が、約３ｍｍ程度のものである。上記するように、この発明になる段付きピン端子１は、非常に細い径寸法に対して、比較的長い長さ寸法のピン端子に対するものである。上記する当該段付きピン端子１における各長さ寸法も、一つの具体的な実施例として示すものであって、この発明を特定する長さ寸法として限定されるものではない。

さらに、この発明になる段付きピン端子１は、図１に示すように、その軸方向両端部が、端部側に向けて先細まり傾斜面状に面取りカットされていて、ピン端部５および６を形成するものからなっている。さらにまた、この発明になる段付きピン端子１は、図１に示すように、前記ピン端子基部２に対して、径方向外方に向けて突出する抜け止め突起７、７を備えたものからなっている。前記抜け止め突起７の突出寸法は、約０．０８ｍｍ程度であり、この抜け止め突起７を含む部分の直径寸法は、約１．０６ｍｍ程度である。

この発明になる段付きピン端子１は、図２に示すような種々の実施例のものに対して適用される。図２Ａは、ジャンパーピンの使用例を示すものであり、第１のプリント基板１１Ａおよび第２のプリント基板１１Ｂに対して、当該段付きピン端子１を装着するものであり、当該段付きピン端子１は、径寸法がｄ１でなるピン端子植設孔１２Ａに圧入され、前記第２のプリント基板１１Ｂに設けた径寸法がｄ２でなるのピン端子受入孔１２Ｂに挿入され、取り付けられる。図２Ａに示す例において、前記段付きピン端子１は、前記第１のプリント基板１１Ａの裏面に設けたパターンエッチング層１３Ａに対してハンダ層１４Ａにより電気的に接続され、前記第２のプリント基板１１Ｂの裏面に設けたパターンエッチング層１３Ｂに対してハンダ層１４Ｂにより電気的に接続されるようになっている。

図２Ｂは、ストレートタイプのコネクタ１５に対する当該段付きピン端子１の使用例を示すものであり、当該段付きピン端子１は、コネクタ１５の絶縁部材１６に設けてある径寸法ｄ１のピン端子植設孔１７に圧入され、プリント基板１８に設けてある径寸法ｄ２のピン端子受入孔１９に挿入され、取り付けられる。図２Ｂに示す例において、前記段付きピン端子１は、前記プリント基板１８の裏面に設けたパターンエッチング層２０に対してハンダ層２１により電気的に接続されるようになっている。

図２Ｃは、アングルタイプのコネクタ２２に対する当該段付きピン端子１の使用例を示すものであり、当該段付きピン端子１は、コネクタ２２の絶縁部材２３に設けてある径寸法ｄ１のピン端子植設孔２４に圧入され、プリント基板１８に設けてある径寸法ｄ２のピン端子受入孔１９に挿入され、取り付けられる。図２Ｃに示す例において、前記段付きピン端子１は、前記プリント基板１８の裏面に設けたパターンエッチング層２０に対してハンダ層２１により電気的に接続されるようになっている。

図２Ａ１および図２Ｃ１に示すように、この発明になる段付きピン端子によれば、第１の減径ピン部分３に加えて、ピン先端側に第２の減径ピン部分４を設けてより細く形成したことにより、プリント基板側のピン端子受入孔の径寸法１２ｂ、１９を減じることができ、通電パターンエリアＳａを減じることができ、隣接する他の通電パターンとの間のスペースＳｂを大きく確保でき、電気的な短絡障害を防止できる。

次に、図３に基づいて、当該段付きピン端子１を植設すべきプリント基板１１、あるいは、コネクタの絶縁部材１６、２３に対し、圧入して固定するための手順について説明する。図３Ａは、段付きピン端子１を第１のプリント基板１１Ａに対して挿入する前の状態を示し、図３Ｂは、段付きピン端子１を第１のプリント基板１１Ａに挿入した状態を示し、図３Ｃは、段付きピン端子１におけるピン端子基部２を第１のプリント基板１１Ａに設けてあるピン端子植設孔１１Ｂに圧入して、固定するとともに、段付きピン端子１の先端側に設けた第２の減径部分４を第２のプリント基板１２Ａの孔１２Ｂに挿通した状態を示すものである。

この発明になる段付きピン端子１は、線材ＲＭのままの径寸法Ｄでなるピン端子基部２と、このピン端子基部２に対して軸方向に連続していて、ピン端子基部２の径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分３と、第１の減径ピン部分３に連続していて、第１の減径ピン部分３より小さい径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分４とを有しており、その各径寸法の関係は、Ｄ＞Ｄ１＞Ｄ２である。

これに対して、第１のプリント基板１１Ａに設けたピン端子植設孔１２Ａの径ｄ１をＤ＞ｄ１、Ｄ１＜ｄ１の関係に形成しておき、第２のプリント基板１１Ｂに設けた孔１２Ｂの径ｄ２をＤ２＜ｄ２の関係に形成しておくことにより、図３Ａに示す段階から図３Ｃに示す段階に、段付きピン端子１を植設する際、段付きピン端子１における第１の減径ピン部分３は、第１のプリント基板１１Ａに設けたピン端子植設孔１２Ａに対してＤ１＜ｄ１の関係をもって簡単に進入し、メッキ材による繊維状の屑の発生、並びに座屈現象を確実に防止する。図３Ｃに示す段階で、段付きピン端子１は、そのピン端子基部２が、第１のプリント基板１１Ａに設けたピン端子植設孔１２Ａに圧入されて固定され、第２の減径部分４が、第２のプリント基板１１Ｂに設けた孔１２Ｂに対して、Ｄ２＜ｄ２の関係をもってハンダ層進入隙間を形成し、ハンダ付けによる電気的接続を確実にする。

次いで、図４に基づいて、当該段付きピン１の製造装置について詳細に説明する。
図４ＡおよびＢは、段付きピン端子１の製造工程略図であって、線材ＲＭから二段付きピン端子１を曲がり矯正して連続的に加工する状況を示す概略的な説明図である。図４Ａは、専ら、加工されていく線材の経時的な状態を左から右にむけて表すものであり、図４Ｂは、これに対応する当該製造装置の構成部分を略示的に示すものである。

図４に示す例によれば、当該段付きピン製造装置３０は、基本的には、連続する線材ＲＭから、該線材の長さ方向に単位長さのピン端子を寸法取りし、各ピン端子毎にピン端部分を先細まり傾斜面状になるように減径加工して減径部を形成し、該減径部で切離することによってピン端子を製造する装置であって、具体的には、以下に示す構成を含むものからなっている。

前記段付きピン製造装置３０は、径寸法がＤでなる線材ＲＭを供給する線材供給源３１と、前記線材供給源３１におけるリール巻ぐせを除去するためのリール巻ぐせ除去手段３２と、径寸法Ｄでなるピン端子基部２を残して、該径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分３を塑性加工で成形するための第１の段加工手段３３と、前記塑性加工により生じる曲がり要素を矯正する曲がり矯正手段３４と、前記線材ＲＭの長さ方向に単位長さのピン端子を寸法取りし、各ピン端子毎にピン端部分を先細まり傾斜面状になるように減径加工して減径部を形成する面取り手段３５と、前記ピン端子の先端側に径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分４を形成するための第２の段加工手段３６と、前記ピン端子基部２に径方向に突出する抜け止め突起７を形成するための抜け止め突起加工手段３７と、加工済みのピン端子基部２を保持して、該加工済みのピン端子を分離し、分離したピン端子をピン端子植設基体１６に植設する分離植設手段３８と、前記面取り手段並びに抜け止め突起加工手段を閉じた状態で、前記線材を軸方向に移動させるための線材送り手段３９とによって構成されている。

前記段付きピン製造装置３０における線材供給源３１は、線材巻取りリール（図示せず）によって構成されるものであり、前記線材送り手段３９の作動によって、製造する段付きピン端子の全長を１ピッチとして間欠的に引き出されるようになっている。

前記段付きピン製造装置３０におけるリール巻ぐせ除去手段３２は、リール巻ぐせ除去レベラーによって構成されており、前記線材巻取りリールに巻かれている線材ＲＭにくせ付けされた巻くせを機械的に除去するものである。

前記段付きピン製造装置３０における第１の段加工手段３３は、径寸法Ｄでなるピン端子基部２を残して、該径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分３を塑性加工で成形するものであって、特許文献１における図３および図４に示すような４分割成形ダイスによって構成されており、当該４分割成形ダイスが閉じた状態で、線材を移動させることによって、距離Ｌ２にわたって、径寸法Ｄ１でなる第１の減径部分３を塑性加工で成形するものである。前記リール巻ぐせ除去手段３２と第１の段加工手段３３との間には、線材ガイド手段４０が設けてある。

前記第１の段加工手段３３の下流側には、前記第１の段加工手段３３において塑性加工などにより生じる曲がり要素を矯正する曲がり矯正手段３４が設けてある。この曲がり矯正手段３４は、図５〜図８に示すような曲がり矯正ユニットＵにより構成されるものである。

前記曲がり矯正ユニットＵは、静止系の機枠５０と、前記機枠５０の軸方向両端側５０ａ、５０ｂに支持されていて、内部に線材ＲＭを挿通支持する左右一対の支持パイプ部材５１、５２と、前記機枠５０の内部に収容され、前記機枠５０の外部に設けた回転駆動源５３に対して回転伝動手段５４を介して伝動連結されている回転系部材５５と、前記回転系部材５５内において前記左右一対の支持パイプ部材５１、５２間に配置されていて、内部に線材を挿通支持する線材挿通孔５６を備え、前記支持パイプ部材の軸線に対して同心である同心位置Ｐ１および前記支持パイプ部材の軸線に対して径方向に偏心した偏心位置Ｐ２をとり、前記偏心位置Ｐ２において偏心回転する際、前記線材の曲がり要素を矯正する矯正駒５７とを含むものからなっている。

さらに詳細に述べると、前記曲がり矯正ユニットＵにおいて、前記矯正駒５７は、ベアリング５８を介して偏心回転体５９の内部に回転可能に支持されている。前記偏心回転体５９は、当該偏心回転体５９の凹壁５９ａと回転系部材５５の内壁面５５ａとの間に、径方向に拡張付勢するように張装してあるスプリング６０を有している。さらに、前記曲がり矯正ユニットＵにおいて、前記矯正駒５７のための偏心回転体５９は、前記支持パイプ部材５２側に対面して、該支持パイプ部材５２側に向けてのび、円錐状外周面６１を備えた突出部６２を有している。

一方、静止系の機枠５０における軸方向一端側５０ｂの内部には、軸方向に移動が可能なように軸方向可動筒部材６３が配設されている。前記軸方向可動筒部材６３の軸方向一端６３ａには、前記偏心回転体５９における円錐状外周面６１に当接するベアリング６４が設けてあり、前記軸方向可動筒部材６３の軸方向他端６３ｂの凹壁６３ｃと静止系の機枠５０の内壁面５０ｃとの間に、径方向に拡張付勢するようにスプリング６５が張装してある。

前記曲がり矯正ユニットＵは、前記回転駆動源５３の回転駆動により、回転伝動手段５４を介して伝動連結されている回転系部材５５が回転する。この回転系部材５５の回転より、偏心回転体５９は、回転力並びにスプリング６０の拡張付勢力により、図６および図８Ａに示す同心位置Ｐ１からずれはじめ、偏心位置Ｐ２に達し、回転が継続する期間中、線材の曲がり要素を矯正する。前記回転駆動源５３の回転を正逆回転駆動することにより、線材の曲がり矯正中におけるねじれを防止できる。

前記段付きピン製造装置３０における面取り手段３５は、図４に示すような面取り加工パンチによって構成されており、各ピン端子毎にピン端部分を先細まり傾斜面状になるように減径加工して減径部を形成する。図４に示す実施例では、この面取り手段３５と一体的に、第２の段加工手段３６が設けられている。前記第２の段加工手段３６は、第２の段加工パンチによって構成されており、前記ピン端子の先端側に径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分４を形成する。

前記段付きピン製造装置３０における抜け止め突起加工手段３７は、抜け止め突起加パンチによって構成されており、前記ピン端子基部２に径方向に突出する抜け止め突起７を形成する。

さらに、この発明において、前記段付きピン製造装置３０における分離植設手段３８は、分離植設ホルダＨｏを含むものからなっていて、加工済みのピン端子基部２を保持して、該加工済みのピン端子を分離し、分離したピン端子をピン端子植設基体１６に圧入して植設する。

さらに、この発明において、前記段付きピン製造装置３０における線材送り手段３９は、前記面取り手段３５および第２の段加工手段３６と、前記抜け止め突起加工手段３７とによって構成されるものであって、前記面取り手段３５および第２の段加工手段３６と、前記抜け止め突起加工手段３７を閉じた状態で、前記線材を軸方向に移動させるように構成されている。

この発明になる、段付きピン端子製造装置３０は、次のように作動する。まず、抜け止め突起加工手段３７を閉じて、抜け止め突起加工パンチを線材に喰い込ませて、第１の段加工手段３３の段加工ダイスを閉じる。前記抜け止め突起加工パンチを線材に喰い込ませたまま、抜け止め突起加工手段３７を線材送り方向に移動させる。この動作で、前記第１の段加工手段３３によって、第１の減径ピン部分３が形成される。第１の段加工手段３３の段加工ダイスを開いてから、前記抜け止め突起加工パンチを線材に喰い込ませたまま、抜け止め突起加工手段３７を線材送り方向にピン端子基部２の長さ分だけ移動することにより、ピン端子基部２の長さが確保される。この段階で、面取り加工手段３５のための面取り加工パンチを閉じ、曲がり矯正手段３４を作動させて矯正駒５７を、同心位置Ｐ１から偏心位置Ｐ２の方向へ移動させ、矯正駒５７が偏心位置Ｐ２に達した後、矯正移動を元に戻して曲がり矯正を完了する。この曲がり矯正中に面取り加工並びに第２の減径ピン部分４の加工を行う。この発明では、次いで、加工済みの段付きピン端子１を分離して、絶縁部材に植設するための分離植設手段３８が作動する。分離植設手段３８は、ホルダーＨｏによって構成されるものであって、加工済みの段付きピン端子１のピン端子基部２をホールドして、当該加工済みの段付きピン端子１を絶縁部材に圧入して、一つの段付きピン端子１の製造を完了し、植設作業を完了する。

次に、この発明になる、高真直性を有する段付きピン端子製造装置３０について、曲がり矯正手段３４における曲がり矯正の原理について、図９に基づいて説明する。

図９Ａは、偏心時における、矯正駒５７の回転軌道において、第１の段加工による曲がりのバラツキの状況を示すものである。この図において、参照符号ａ−ｂ間は、支持スパン（第１の段加工部の全長）を示すものであり、その間における矯正駒５７の回転軌道の曲がりバラツキ最小点を参照符号ｃで示し、曲がりバラツキ最大点を参照符号ｄで示す。図において、参照符号ｅは、バラツキ量を示すものである。

図９Ｂでは、曲がり矯正手段３４について、曲げ戻し回転によって線材の矯正状況が変化する様子を示す。この図において、参照符号ｆは、曲げ戻し回転、参照符号ｇは、スプリングバック、参照符号ｈは、曲げ戻し量、参照符号ｉは、曲げ戻し後のスプリングバック量を示す．

図９Ｃは、図９Ｂにおける矢印９Ｃの方向に見た矢視図である。この図において、参照符号ｊは、スプリングバックエリアであり、参照符号ｋは、矯正前の最大曲がりエリアであり、参照符号ｌ(エル)は、保証矯正エリアであり、参照符号ｍは、曲がりエリアであり、参照符号ｎは、矯正駒の最大偏心量を示す。

この発明になる、高真直性を有する段付きピン端子製造装置３０において、曲がり矯正手段３４における矯正駒５７は、装置作動前には、パスライン上の同心位置Ｐ１にあり、線材ＲＭの送り直後に、回転しながら最大偏心位置Ｐ２に移動し、曲がりのバラツキを矯正して、曲がりを一定にする。次に、パスライン上の同心位置Ｐ１に戻すことで矯正駒５７の回転軌道径が除々に小さくなり曲がりも小さくなって、塑性加工により発生する曲がり要素を取り除くことができる。

図１は、この発明になる高真直性を有する段付きピン端子の具体的な実施例を示すものであって、図１Ａは、全長が比較的に短い段付きピン端子（全長が２５ｍｍ程度）の一例を示す概略的な正面図、図１Ｂは、全長が比較的に長い段付きピン端子（全長が５０ｍｍ程度）の一例を示す概略的な正面図、図１Ｃは、当該段付きピン端子を拡大し、長さ方向に部分的に破断して示す概略的な正面図、図１Ｄは、図１Ｃにおける矢印１Ｄから見た横断面矩形状の段付きピン端子の例を示す概略的な側面図、図１Ｅは、図１Ｄに対応する横断面円形状の段付きピン端子の例を示す概略的な側面図である。図２は、段付きピン端子の異なる使用例を示すものであり、図２Ａは、ジャンパーピンの使用例を示す概略的な側面図、図２Ｂは、ストレートピンの使用例を示す概略的な側面図、図２Ｃは、アングルピンの使用例を示す概略的な側面図、図２Ａ１は、図２Ａを下から見た図であって、プリント基板などのパターンエッチング面の態様を示す概略的な底面図、図２Ｃ１は、図２Ｃを下から見た図であって、プリント基板などのパターンエッチング面の態様を示す概略的な底面図である。図３Ａ、ＢおよびＣは、当該段付きピン端子を植設すべき絶縁部材に対して圧入して固定するための手順を示す概略的な側断面図である。図４ＡおよびＢは、段付きピン端子の製造工程略図であって、線材から二段付きピン端子を曲がり矯正して連続的に加工する状況を示す概略的な説明図である。図５は、当該段付きピン端子の製造装置における曲がり矯正ユニットの例を示す概略的な側断面図である。図６は、曲がり矯正ユニットの作動態様を説明するための図であって、偏心可動部材が他部材に対して同心状態に位置する概略的な側断面図である。図７は、図６に示す状態から偏心可動部材が他部材に対して偏心状態に位置する概略的な側断面図である。図８Ａは、曲がり矯正ユニットの横断面図であって、図６に対応する８Ａ−８Ａ線に沿って矢視方向に見た一部を省略して示す概略的な断面図であり、図８Ｂは、同様に、曲がり矯正ユニットの横断面図であって、図７に対応する８Ｂ−８Ｂ線に沿って矢視方向に見た一部を省略して示す概略的な断面図である。図９Ａ、ＢおよびＣは、線材に対する曲がり矯正の原理を説明するための概略的な説明図である。図１０は、従来例の問題点を図示するものであって、図１０Ａは、全長にわたり同一径寸法でなるピン端子と、該ピン端子を植設すべき絶縁部材との関係を示す概略的な側断面図、図１０Ｂは、絶縁部材に対してピン端子を圧入する際に生じる問題のうち、メッキ材の繊維状屑の発生状況を図示する概略的な側断面図、図１０Ｃは、絶縁部材に対してピン端子を圧入する際に生じる問題のうち、ピン端子が座屈する態様を示す概略的な側断面図である。

符号の説明

ＲＭ連続線材
１段付きピン端子
２ピン端子基部
３第１の減径ピン部分
４第２の減径ピン部分
５ピン端子面取り端部
６ピン端子面取り端部
７抜け止め突起
１１Ａ第１のプリント基板
１１Ｂ第２のプリント基板
１２Ａピン端子植設孔
１２Ｂピン端子受入孔
１３Ａパターンエッチング層
１３Ｂパターンエッチング層
１４Ａハンダ付け層
１４Ｂハンダ付け層
１５ストレートタイプのコネクタ
１６絶縁部材
１７ピン端子植設孔
１８プリント基板
１９ピン端子受入孔
２０パターンエッチング層
２１ハンダ付け層
２２アングルトタイプのコネクタ
２３絶縁部材
２４ピン端子植設孔
Ｄ線材の径寸法、ピン端子基部の径寸法
Ｄ１第１の減径ピン部分の径寸法
Ｄ２第２の減径ピン部分の径寸法
ｄ１ピン端子植設孔の内径寸法
ｄ２ピン端子受入孔の内径寸法
Ｌ段付きピン端子の全長寸法
Ｌ１ピン端子基部の長さ寸法
Ｌ２第１の減径ピン部分の長さ寸法
Ｌ２第２の減径ピン部分の長さ寸法
３０段付きピン製造装置
３１線材供給源
３２リール巻ぐせ除去手段
３３第１の段加工手段
３４曲がり矯正手段
３５面取り手段
３６第２の段加工手段
３７抜け止め突起加工手段
３８分離植設手段
３９線材送り手段
４０線材ガイド手段
Ｕ曲がり矯正ユニット
５０静止系の機枠
５０ａ、５０ｂ機枠の軸方向両端
５０ｃ静止系機枠の内壁面
５１、５２一対の支持パイプ部材
５３回転駆動源
５４回転伝動手段
５５回転系部材
５５ａ回転系部材の内壁面
５６線材挿通孔
Ｐ１同心位置
Ｐ２偏心位置
５７矯正駒
５８ベアリング
５９偏心回転体
５９ａ偏心回転体の凹壁
６０スプリング
６１円錐状外周面
６２突出部
６３軸方向可動筒部材
６３ａ軸方向可動筒部材の軸方向一端
６３ｂ軸方向可動筒部材の軸方向他端
６３ｃ軸方向可動筒部材の軸方向他端の凹壁
６４ベアリング
６５スプリング

Claims

互いに直交差する二つの径寸法（以下、径寸法という）がＤである線材を、その長さ方向に寸法取りして単位長さに形成してなるピン端子であって、前記ピン端子が、線材のままの径寸法Ｄでなるピン端子基部と、前記ピン端子基部に対して軸方向に連続していて、前記ピン端子基部の径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分と、前記第１の減径ピン部分に連続していて、前記第１の減径ピン部分より小さい径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分とを備えてなり（Ｄ＞Ｄ１＞Ｄ２）、
前記ピン端子基部の径寸法Ｄが、ピン端子植設基体に設けたピン端子植設孔の径ｄ１より大きく（Ｄ＞ｄ１）、前記第１の減径ピン部分の径寸法Ｄ１が、前記ピン端子植設孔の径ｄ１より小さく（Ｄ１＜ｄ１）、前記第２の減径ピン部分の径寸法Ｄ２が、プリント基板に設けたピン端子受入孔の径ｄ２より小さい（Ｄ２＜ｄ２）ものからなることを特徴とする高真直性を有する段付きピン端子。
連続する線材から、該線材の長さ方向に単位長さのピン端子を寸法取りし、各ピン端子毎にピン端部分を先細まり傾斜面状になるように減径加工して減径部を形成し、該減径部で切離することによってピン端子を製造する装置であって、
径寸法がＤでなる前記線材を供給する線材供給源と、
前記線材供給源におけるリール巻ぐせを除去するためのリール巻ぐせ除去手段と、
径寸法Ｄでなるピン端子基部を残して、該径寸法Ｄより小さい径寸法Ｄ１でなる第１の減径ピン部分を塑性加工で成形するための第１の段加工手段と、
前記塑性加工により前記線材に生じる曲がり要素を矯正する曲がり矯正手段と、
前記線材の長さ方向に単位長さのピン端子を寸法取りし、各ピン端子毎にピン端部分を先細まり傾斜面状になるように減径加工して減径部を形成する面取り手段と、
前記ピン端子の先端側に径寸法Ｄ２でなる第２の減径ピン部分を形成するための第２の段加工手段と、
前記ピン端子基部に径方向に突出する抜け止め突起を形成するための抜け止め突起加工手段と、
加工済みのピン端子基部を保持して、該加工済みのピン端子を分離し、分離したピン端子をピン端子植設基体に植設する分離植設手段と、
前記面取り手段並びに抜け止め突起加工手段を閉じた状態で、前記線材を軸方向に移動させるための線材送り手段とを備え、
前記曲がり矯正手段は、静止系の機枠と、前記機枠の軸方向の両端側に支持され、前記線材を挿通支持する一対の支持パイプ部材と、前記機枠内に回転可能に設けられた回転系部材と、前記回転系部材を回転するための回転駆動源と、前記回転系部材内に設けられ前記回転系部材の回転により回転し、前記線材を挿通支持する線材挿通孔が形成された矯正駒とを備え、
前記矯正駒は、前記線材挿通孔が前記一対の支持パイプ部材の軸線に対して同心となる同心位置と、前記線材挿通孔が前記一対の支持パイプ部材の軸線に対して径方向に偏心した偏心位置とに移動可能に設けられ、前記回転系部材が回転していないときには、前記同心位置に位置し、前記回転系部材が回転すると、前記同心位置から前記偏心位置に移動し、偏心回転することで、前記線材の曲がりを矯正することを特徴とする高真直性を有する段付きピン端子の製造装置。
前記回転駆動源は、前記矯正駒の偏心回転による前記線材の曲がり矯正の際に前記線材がねじれるのを防止するために、前記回転系部材を正逆回転駆動することを特徴とする請求項２に記載の高真直性を有する段付きピン端子の製造装置。
前記曲がり矯正手段は、径方向に拡張付勢するように設けられたスプリングを備え、前記回転系部材が回転する際に、前記矯正駒は回転力および前記スプリングの拡張付勢力により、前記同心位置から前記偏心位置へ移動することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の高真直性を有する段付きピン端子の製造装置。