JP5280935B2 - 端子付センサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、端子付センサの製造方法に関する。

従来の端子付センサの製造方法としては、プレス加工によって形成した２本の独立した端子部材の先端に、サーミスタ等の感知素子を挾んで、半田で固着させる方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−３１０５７１号公報

しかし、独立した２本の端子部材の先端に感知素子を挾持状に保持して半田にて固着する作業は、正確な相互の位置決め、及び、保持が難しく、特別な治具を要し、能率良く行うことが至難であった。

そこで、本発明は、感知素子を、容易かつ正確に、能率良く、端子部材の先端に固着できる製造方法の提供を目的とする。特に、端子部材を、金属薄板素材から折り曲げや打抜き等のプレス工程にて作製する流れ（工程）の中で、感知素子の固着を一連の工程として行い得るようにして、能率アップを図った製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の端子付センサの製造方法は、複数本の平行な細帯体と、該細帯体の長手方向の中途部を順次連結する連結片部と、から成ると共に、隣り合う上記細帯体を一対毎に一組として該一組の細帯体の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部を備えた櫛型中間体を、めっき処理した金属薄板素材から作製する基本プレス工程と、次に、上記一組の細帯体の間の上記連結片部を折り曲げて、該一組の細帯体のピッチ寸法を減少させることによって上記傾斜先端部を交差させて、感知素子の保持用の挾持部を形成する交差状挾持部形成工程と、上記感知素子を上記挾持部に半田又は導電性接着剤で固着する素子固着工程と、上記素子固着工程の後に、上記連結片部を切断除去して上記一組の細帯体から成る一対の端子部材を形成する切断工程と、を具備している方法である。

また、上記一組の細帯体の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部が、打抜加工によって形成される。
あるいは、上記一組の細帯体の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部は、打抜加工によって予め形成した平行先端部の途中を、斜め折り畳み加工によって形成される。

また、上記基本プレス工程が、上記細帯体の基端部を、該細帯体の上記長手方向に沿った折曲げ線で両側から内側方向に折り畳んで、４層構造の横断面略四角形に形成する折り畳み工程を具備する方法である。
また、上記基本プレス工程が、上記細帯体の中間部を、素材厚さ寸法のままで塑性加工して補強部を形成する補強部形成工程を具備する方法である。
また、上記感知素子と上記挾持部、及び、上記端子部材の中間部に射出成形樹脂にて一体被覆して、ボディを形成する射出成形工程を具備する方法である。
また、上記感知素子は感温素子から成る。

本発明に係る端子付センサの製造方法によれば、感知素子の固着を、金属薄板素材から多数本の端子部材をプレス加工する一連の工程の中で、行って、感知素子を正確に、極めて、能率良く、固着できる。即ち、一連の打ち抜き・折り曲げ工程と同じ流れの中で、感知素子の半田付け等による固着を行うことができ、製造の能率が著しく改善され、製品の品質も向上する。

本発明の第１の実施の形態の工程を説明する図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第１の実施の形態の工程を説明する図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の第１の実施の形態の工程を説明する図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ断面図である。 端子付センサの一例の断面図である。 本発明の第２の実施の形態の工程を説明する平面図である。 本発明の第２の実施の形態の工程を説明する図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は要部拡大図である。 第１の実施の形態の主要な工程の一例を示す説明図である。 第１の実施の形態の主要な工程の他例を示す説明図である。 基端部と中間部の形成工程を説明する平面図である。 図９の拡大断面図であり、（ａ）は図９のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図９のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は図９のＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は図９のＤ−Ｄ断面図、（ｅ）は図９のＥ−Ｅ断面図、である。 基端部の形成工程を説明する要部拡大断面図である。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
本発明は、図４に例示するように、金属薄板から成る一対の端子部材１’，１’と、小
ブロック型の感知素子２と、樹脂製のボディ３と、を有する端子付センサを、製造する方法である。感知素子２は、例えばサーミスタ素子等の感温素子とする。

本発明の第１の実施の形態について説明すると、図１と図８（ａ）と図９に示すように、めっき処理された金属薄板素材から、（端子部材１’を作成するための）細帯体１と、複数本の平行な細帯体１，１の長手方向Ｎの中途部を順次連結する連結片部20と、から成る櫛型中間体60を打ち抜き加工及び折り曲げ加工等の基本プレス工程にて作製する。なお、中間体60は細帯体１の幅方向Ｗに連結片部20によって連結された「柵型」であると言うこともできる。そして、上記基本プレス工程の一部に含まれた上記打ち抜き加工によって、図１と図８（ａ）と図９に示すように、多数の細帯体１…に於て、一対毎を一組として、先端が相互に接近するように傾斜した先端部11，11を形成しておく。つまり、一対毎に一組として該一組の細帯体１，１の先端に（「ハの字」状に）傾斜先端部11，11を形成する。長手方向Ｎに対して、傾斜先端部11の傾斜角度θを、30°〜60°の範囲、好ましくは、40°〜50°の範囲で、設定する。さらに、上記基本プレス工程に於て、後述する図９と図10、及び、図11に示すような補強部30及び基端部13あるいは貫孔19等の折り曲げ加工（工程），打ち抜き加工（工程）が多数行われる。なお、図１〜図８では、後述の補強部30（壁部30Ａ，凸条部30Ｂ），基端部13，貫孔19等は図示省略している。

また、上記基本プレス工程に於て打ち抜き加工，折り曲げ加工等にて作製された櫛型（柵型）中間体60の隣り合う細帯体１，１のピッチ寸法Ｐは以下のように決定される。即ち、上記基本プレス加工工程を行う際に、例えば、図11に示すような折り曲げ加工（４枚折り）では、同図（ａ）のような幅寸法が必要であり、また、打ち抜きや折り曲げの金型や刃の干渉を避けるための余裕代も必要であり、しかも、図１（ａ）と、図７（ａ）や図８（ａ）及び図９のように、少なくとも微小ギャップＧを設けて打ち抜き加工する必要があるため、最小限必要な寸法としての打ち抜きピッチ寸法Ｐ１とする。
ここで、めっき処理された金属製薄板素材を具体的に説明すると、表裏面が錫（Ｓｎ）等でめっき処理された銅板であり、素材厚さ寸法が０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下のものである。

次に、図２に示すように、一組の細帯体１，１の間の連結片部20を、長手方向Ｎに沿った折り曲げ線で、折り曲げ加工する。そして、一組の細帯体１，１のピッチ寸法Ｐを打ち抜きピッチ寸法Ｐ１よりも小さいピッチ寸法Ｐ２となるようピッチ寸法Ｐを減少させることによって、一組の傾斜先端部11，11を平面視でＸ状に交差させて（感知素子２の保持用の）挾持部50を形成する。この連結片部20を折り曲げ加工する工程を交差状挾持部形成工程と呼ぶ。

ところで、上記交差状挾持部形成工程とは別に素子固着工程を本発明は具備している。即ち、感知素子２を、図２に示す如く、挾持部50に半田あるいは導電性接着剤によって固着する素子固着工程を具備する。
一例としては、図１から図７（ａ）に示すように、一対の接近対向する傾斜先端部11，11の内の一方に、感知素子２を載置すると共に、半田付けあるいは導電性接着剤による接着によって、固着し、その後、上記交差状挾持部形成工程を行って、図７（ａ）から図７（ｂ）（ｃ）に示すように、感知素子２を挾持部50に保持し、次に、半田付け又は導電性接着剤による接着にて、他方の傾斜先端部11に固着する。図７（ｂ）の矢印Ｈは、一方の先端部11に予め載置して固着しておいた感知素子２の上に、他方の先端部11を重ねる方向を示す。ところで、この図７（ａ）から図７（ｂ）のように、矢印Ｈ方向に重ね合わせる際に、感知素子２の載置していない側の傾斜先端部11を、上に（紙面上、紙の裏から表に）向けて、変形させ、少なくとも、感知素子２を挟み込めるだけの隙間を形成して、一組の傾斜先端部11，11をＸ状に交差させて感知素子２を挾持する。このように、素子固着工程と交差状挾持部形成工程とが混り合って（混在しつつ）行われる場合を、図７では例示した。
他例としては、図１及び図８（ａ）から、図８（ｂ）に示したように、連結片部20を折り曲げ加工して、元のピッチ寸法Ｐ１を小さなピッチ寸法Ｐ２に減少させることで、一対の傾斜先端部11，11を交差させて、挾持部50を予め形成する。即ち、まず交差状挾持部形成工程を完了する。その後、図８（ｃ）に矢印Ｊのように感知素子２を、交差状挾持部50へ、（図外の開脚治具等によって僅かに開脚させつつ、又は、予め図８（ｂ）の状態になるまでに傾斜先端部11，11を上下に（開脚）変形させて、感知素子２を挟み込めるだけの隙間を形成させておいて）差込んで、保持させて、図８（ｄ）に示すような保持状態下で、半田付け又は上記接着によって、感知素子２を固着する。このように、図８では、交差状挾持部形成工程を完了して後に、素子固着工程を行う場合を図８に例示した。なお、感知素子２の差込方向（矢印Ｊ）は、図８（ｃ）に限らず、同図の左右側方向や、矢印Ｊとは逆に基部から長手方向Ｎの先端に行っても良い。

上述したように、基本プレス工程を経た後に、交差状挾持部形成工程・素子固着工程を行うことで、図２，図７（ｂ）（ｃ），図８（ｄ）に示すように感知素子２が挾持部50に、半田付け又は接着にて、固着されるので、その後、一組の細帯体１，１の間の連結片部20及び両側の連結片部20，20を、図１，図７（ｂ）の点線５にて示した位置で切断除去することによって、図３に示すように、感知素子２を介して先端部11，11が相互連結（一体化）された一組の細帯体１，１から成る一対の端子部材１’，１’を形成する。この連結片部20を切断除去する工程を切断工程と呼ぶ。
このようにして、切断工程によって、一対の端子部材１’，１’の先端が感知素子２を介して一体ものにセットされた中間組体61が得られる。

次に、中間組体61を射出成形機の金型のキャビティ内に配設して射出成形することで、図４に示すように、感知素子２と、挾持部50と、（基端部13と傾斜先端部11の間の）中間部12と、が射出成形樹脂にて一体被覆されたボディ３を形成する。言い換えると、基端部13がボディ３から露出するようにインサート成形する。この樹脂被覆する工程を射出成形工程と呼ぶ。そして、所定ピッチ寸法Ｐ２に配設される一対の端子部材１’，１’を有する端子付センサが得られる。

次に、第２の実施の形態について説明する。図５に示すように、櫛型中間体60を打ち抜く際に、細帯体１，１の全体及びその先端が相互に平行となるように打ち抜く。このようにして、細帯体１の先端に平行先端部51を打ち抜き加工で形成する。

打ち抜き加工後に、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、一組の細帯体１，１の平行先端部51，51の途中を斜め折り畳み加工によって、先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部11，11を形成する。これを先端折曲げ工程と呼ぶ。上記基本プレス工程は、第２の実施の形態では、このような先端折曲げ工程を含んでいると言える。

上記先端折曲げ工程によって、折り重ね部53が形成されるが、その傾斜角度θは前述の第１の実施の形態と同様の範囲とする。このように折り重ね部53の形成によって、その後の感知素子２の挾着力が増加し、また、端子部材１’の部分的な強度アップが図られる。そして、このような斜め折り畳み加工を含んだ基本プレス工程の後に、次の交差状挾持部形成工程・素子固着工程を（第１の実施の形態で述べた図７又は図８と同様に）行った後に、切断工程によって、一対の端子部材１’，１’を形成して、感知素子２を介して傾斜先端部11，11にて相互に連結一体化された中間組体61が得られる。その後は、上述の射出成形工程によって、図４と同様の構造の製品（端子付きセンサ）が製造される。

ところで、図１〜図８に於て、細帯体１及び端子部材１’は、簡略化して図面に示しており、実際は、（例えば）図９と図10と図11に示すように、補強部（折曲片部，凸条部）、貫孔部、切欠部、重ね部、折り畳み部、圧縮部等の部分を備え、打ち抜き，折り曲げ，折り畳み，圧縮加工，切断等の基本プレス工程を経て、作製される。
図９，図10，図１では、細帯体１が、傾斜先端部11と中間部12と基端部13を具備している。上記基本プレス工程に於て、基端部13は、図11（ａ）に示すように横断面一文字に打ち抜いて接続用片部10を形成し、接続用片部10の端縁10ａ，10ａを長手方向に沿った折り曲げ線で両側から内側に立ち上げて横断面コの字状にした後に、図11（ｂ）に示すように、さらに折曲げる。次に、図11（ｃ）に示すように、両側の端縁10ａ，10ａを内側に折曲げて、幅方向Ｗに４層構造に折り畳む。そして、図11（ｄ）に示すように、圧縮加工によって、四方から圧縮して横断面略正方形に形成する。また、最基端部を相手側コネクタの雌型接続部へスムーズに挿入するように、長手方向Ｎの外方にいくにつれて一辺の寸法が次第に小さくなる四角錘（台）状に圧縮形成する。基端部13は、幅方向Ｗの薄板素材の４枚分の厚みを有する棒状体のコネクタ用接続部と成る。

このような、各種塑性加工を含んだプレス工程を経て基端部13（接続用片部10）が形成される。図１から図２、図７（ａ）から（ｂ）、図８（ａ）から（ｂ）に示すように、その後、連結片部20の折り曲げ加工によって、一対の細帯体１，１の間隔ピッチＰが減少して（相互に接近し）、傾斜先端部11，11が交差する交差状挾持部形成工程に移る。
また、中間部12のプレス加工について述べると、打ち抜き加工によって横断面一文字型の帯板部を形成し、次に、図９と図10に示したような各断面形状に、折り曲げ，膨出成型，孔明け加工等によって、中間部12内で、基端寄りから、中間を越えて、第１中間部12Ａに、補強部30等を塑性加工する。

このような補強部形成工程において、第１中間部12の両側を長手方向Ｎに沿って折り曲げて、両側壁部30Ａ，30Ａを形成する。また、第１中間部12の幅方向Ｗの中間位置に横断面円弧状の凸条部30Ｂを形成する。壁部30Ａと凸条部30Ｂを同方向に突出させる。なお、細帯体１の長手方向Ｎ中途部は、連結片部20との連結部17とするため壁部30Ａ，30Ａを省略する。

また、第１中間部12Ａから傾斜先端部11までの第２中間部12Ｂを打ち抜いて形成する。第２中間部12Ｂを、第１中間部12Ａの先端から先端へ向かうにつれて次第に狭幅とすると共に小段差をもって傾斜先端部11の幅寸法と同一となるようにし、さらに、その幅寸法を維持した後に傾斜先端部11に連結するように打ち抜く。

なお、本発明は設計変更自由であって、ピッチ寸法ＰをＰ１からＰ２に減少させるために、図２では連結片部20を一山（一谷）形状に折曲げでいるが、これを二山（二谷）以上に折曲げることも可能である。また、感知素子２は、感温素子に限定されない。

以上、要するに、本発明に係る端子付きセンサの製造方法の特徴は、複数本の平行な細帯体１，１と、細帯体１の長手方向Ｎの中途部を順次連結した連結片部20と、から成る櫛型中間体60を、作製し、連結片部20の切断によって細帯体１，１を分離させる前に、感知素子２を、隣り合う細帯体１，１の先端に挾持状に固着する点であり、さらに、連結片部20の山型又は谷型に折り曲げることによって、細帯体１，１のピッチ寸法ＰをＰ１からＰ２に減少させて、傾斜先端部11，11を交差させる点である。このような特徴を有する本発明によって、感知素子２を固着する（組立てる）工程が、一連の打ち抜き・折り曲げ等の基本プレス工程と同じ流れの中で、スムーズに高能率に、かつ、安定した半田付けや接着等により行い得る。

また、複数本の平行な細帯体１，１と、細帯体１の長手方向Ｎの中途部を順次連結する連結片部20と、から成ると共に、隣り合う細帯体１，１を一対毎に一組として一組の細帯体１，１の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部11，11を備えた櫛型中間体60を、めっき処理した金属薄板素材から作製する基本プレス工程と、次に、一組の細帯体１，１の間の連結片部20を折り曲げて、一組の細帯体１，１のピッチ寸法Ｐを減少させることによって傾斜先端部11，11を交差させて、感知素子２の保持用の挾持部50を形成する交差状挾持部形成工程と、感知素子２を挾持部50に半田等で固着する素子固着工程と、素子固着工程の後に、連結片部20を切断除去して一組の細帯体１，１から成る一対の端子部材１’，１’を形成する切断工程と、を具備しているので、感知素子２を安定して保持し固着不良を低減できる。確実に所定ピッチ寸法Ｐ２を得ることができる。端子部材１’，１’を形成する工程中に、感知素子２を固着でき、製造工程及びコストを削減できる。連結片部20の折り曲げ量を調整することで、様々な相手側のコネクタに対応したピッチ寸法Ｐを得ると共に、端子部材１’の形成に必要な金型を共用できる。端子部材１’，１’の成形後のめっき処理を省略できる。

また、一組の細帯体１，１の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部11，11が、打抜加工によって形成されるので、傾斜先端部11，11の形成が高精度に、かつ、容易に一連の基本プレス工程中に行い得る。

また、一組の細帯体１，１の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部11，11は、打抜加工によって予め形成した平行先端部51，51の途中を、斜め折り畳み加工によって形成される方法であるので、強固に感知素子２を挾持可能であり、また、傾斜先端部11の付根部の強度も増加する。

また、基本プレス工程が、細帯体１の基端部13を、細帯体１の長手方向Ｎに沿った折曲げ線で両側から内側方向に折り畳んで、４層構造の横断面略四角形に形成する折り畳み工程を具備するので、薄板素材を用いても、基端部13を十分な強度を有するコネクタ用接続部とすることができる。また、細帯体１の先端側を薄く圧延塑性加工する必要がなく、素材寸法のままとすることができる。また、打ち抜かれた裁断面（めっきのない面）が内側に巻き込み状に配設されるので、コネクタ用接続部である基端部13は外方に露出する面が、全てめっき面となり、腐食や磨耗、電気抵抗の変動が防止される。

また、基本プレス工程が、細帯体１の中間部12を、素材厚さ寸法のままで塑性加工して補強部30を形成する補強部形成工程を具備するので、薄板素材で成形されながらも十分な強度を得ることができる。

また、感知素子２と挾持部50、及び、端子部材１’の中間部12に射出成形樹脂にて一体被覆して、ボディ３を形成する射出成形工程を具備するので、感知素子２と挾持部50を樹脂で保護できると共に安価に端子付センサを作成できる。

また、感知素子２は感温素子から成るので、端子部材１’，１’に感温素子が確実に保持（固着）された信頼性の高い温度センサを得ることができる

１ 細帯体
１’ 端子部材
２ 感知素子
３ ボディ
11 傾斜先端部
12 中間部
13 基端部
20 連結片部
30 補強部
50 挾持部
51 平行先端部
60 櫛型中間体
Ｎ 長手方向

Claims (7)

1. 複数本の平行な細帯体（１）（１）と、該細帯体（１）の長手方向（Ｎ）の中途部を順次連結する連結片部（20）と、から成ると共に、隣り合う上記細帯体（１）（１）を一対毎に一組として該一組の細帯体（１）（１）の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部（11）（11）を備えた櫛型中間体（60）を、めっき処理した金属薄板素材から作製する基本プレス工程と、
   次に、上記一組の細帯体（１）（１）の間の上記連結片部（20）を折り曲げて、該一組の細帯体（１）（１）のピッチ寸法（Ｐ）を減少させることによって上記傾斜先端部（11）（11）を交差させて、感知素子（２）の保持用の挾持部（50）を形成する交差状挾持部形成工程と、
   上記感知素子（２）を上記挾持部（50）に半田又は導電性接着剤で固着する素子固着工程と、
   上記素子固着工程の後に、上記連結片部（20）を切断除去して上記一組の細帯体（１）（１）から成る一対の端子部材（１’）（１’）を形成する切断工程と、
   を具備していることを特徴とする端子付センサの製造方法。
2. 上記一組の細帯体（１）（１）の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部（11）（11）が、打抜加工によって形成される請求項１記載の端子付センサの製造方法。
3. 上記一組の細帯体（１）（１）の先端を相互に接近するように傾斜した傾斜先端部（11）（11）は、打抜加工によって予め形成した平行先端部（51）（51）の途中を、斜め折り畳み加工によって形成される請求項１記載の端子付センサの製造方法。
4. 上記基本プレス工程が、上記細帯体（１）の基端部（13）を、該細帯体（１）の上記長手方向（Ｎ）に沿った折曲げ線で両側から内側方向に折り畳んで、４層構造の横断面略四角形に形成する折り畳み工程を具備する請求項１，２又は３記載の端子付センサの製造方法。
5. 上記基本プレス工程が、上記細帯体（１）の中間部（12）を、素材厚さ寸法のままで塑性加工して補強部（30）を形成する補強部形成工程を具備する請求項１，２，３又は４記載の端子付センサの製造方法。
6. 上記感知素子（２）と上記挾持部（50）、及び、上記端子部材（１’）の中間部（12）に射出成形樹脂にて一体被覆して、ボディ（３）を形成する射出成形工程を具備する請求項１，２，３，４又５記載の端子付センサの製造方法。
7. 上記感知素子（２）は感温素子から成る請求項１，２，３，４，５又は６記載の端子付センサの製造方法。

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