JP4425730B2 - コネクタ端子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばプレスフィットコネクタに用いられるコネクタ端子の製造方法に関するものである。

図６は従来のプレスフィットコネクタの端子の基板への圧入前の状態の一例を示す図であって、（ａ）は一番手前の端子列にそった断面を含む正面図、（ｂ）は側面図である。なお、図６中の白抜き矢印は、圧入時の各部品の取付け方向を示す。

従来より、端子を基板へ圧入するだけで半田付けを必要としない簡便な接続が行えるコネクタとして、いわゆるプレスフィットコネクタが広く使用されている。そして、この端子の圧入方法として、例えば図６に示すように、プレスフィットコネクタ５１０のハウジング５１１から延びる複数の鍔付端子５１２をコネクタ治具５２０の横方向（図６（ａ）の左右方向）に並ぶ櫛歯間に挟んだ状態で、各端子５１２の鍔部５１２ｂを同コネクタ治具５２０の押し当て面５２１で押して、各端子５１２の先端付近を針の目状に膨出させた弾性部５１２ａをプリント基板５３０の基板本体５３１に形成された貫通穴５３２に圧入する方法が知られている（この方法は、各端子を基板に半田付けするいわゆるピンコネクタ（例えば特許文献１，２に記載されたようなピンコネクタ）についても同様に採用されている）。なお、図６中の５５０は、圧入時にプリント基板５３０が背面から当接される基板治具であり、その治具本体５５１に形成された有底穴５５２に各端子５１２の先端が入り込んで保護されるようになっている。また、コネクタ治具５２０の櫛歯は、治具本体５２２に形成された深溝５２３と浅溝５２４とから構成されており、深溝５２３はさらに端子５１２を誘い込むための傾斜面からなる誘い込み部５２３ｂと、この誘い込まれた端子５１２を押し当て面５２１に案内する平行面からなる案内部５２３ａとを有している。浅溝５２４も、同様の案内部５２４ａと、誘い込み部５２４ｂとを有している。
特開平６−２２４５９７号公報 特開平１０−４１０２６号公報

図７は従来の端子の曲げ加工の前後の状態を示す図であって、（ａ）は端子の曲げ加工前の状態を示す部分斜視図、（ｂ）は曲げ加工後の状態を示す部分斜視図、（ｃ）は図（ｂ）の平面図である。また、図８は従来の端子の曲げ加工時の様子を示す説明図、図９は従来の端子の基板への圧入時の様子を示す説明図である。

各端子５１２は、プレス等で素材を打ち抜いて図７（ａ）に示すような端子幅Ｗを有する平板形状のコネクタ端子材５１２′を成形した後、図８に示すような支持台５６０上に支持されたコネクタ５１０のハウジング５１１の貫通穴５１３に挿入し、その先端側を同図に示すような押圧具５７０で押圧することにより所定の曲げ半径Ｒで直角方向に屈曲させて成形されるのが通常である。このとき、図７（ｂ），（ｃ）に示すように上記屈曲をさせた部分５１２ｃの端子幅Ｗ′は、それ以外の部分すなわち扁平となって屈曲していない部分の端子幅Ｗよりも広がる（すなわちＷ′＞Ｗとなる）ことが知られている。

従来のコネクタ治具５２０では、通常、この広がった端子幅Ｗ’に合わせて、櫛歯間を広く設定している。しかし、その場合には、端子５１２の本体部分と案内部５２３ａの内側面との隙間が大きくなるために、端子５１２を基板５３０の貫通穴５３２へ圧入する際
に、図９（ａ）に示すような正確な垂直姿勢を維持することができず、図９（ｂ）に示すように、広い櫛歯間で端子５１２の圧入部５１２ａが屈曲させた部分５１２ｃを中心として回転移動してしまう。そして、最悪の場合には、基板５３０の貫通穴５３２への圧入が困難となり、製品の歩留まりが低下するという問題があった。

本発明は、こうした従来技術の課題を解決するものであり、コネクタ治具をセットしやすくして、製品の歩留まりを向上させることのできるコネクタ端子の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、コネクタ端子の製造方法であって、一方向に延び、その中間の特定部位が曲げ加工されてコネクタ端子を形成するコネクタ端子材であって、上記特定部位は、上記曲げ加工される方向と直交する端子幅方向の両端部に切欠部が形成されることによりこの特定部位に隣接する部分よりも幅狭とされた形状を有するコネクタ端子材を成形する工程と、このコネクタ端子材を上記特定部位で曲げ加工することにより当該部位で屈曲したコネクタ端子を形成する工程とを含み、上記コネクタ端子材を成形する工程は、金属板を打ち抜き加工することにより、上記コネクタ端子材がその端子幅方向に複数個並びかつ各コネクタ端子材の上記特定部位同士が上記端子幅方向に延びるキャリア部を介して連結された形状の板材を成形する工程と、その板材におけるキャリア部及びこのキャリア部の両側の上記切欠部に相当する部位を打ち抜くことにより、上記コネクタ端子材同士を分断すると同時にその分断したコネクタ端子材の特定部位に上記切欠部を形成する工程とを含むものである。

この構成によれば、一方に延びるコネクタ端子材の中間の特定部位の端子幅方向の両端側に切欠部が形成されることによりこれに隣接する部分よりも幅狭とされるので、その幅狭分だけ、この特定部位を曲げ加工した時の膨出が抑制されうる。

具体的には、上記特定部位の幅は、この特定部位を最終角度まで曲げ加工したときにこの特定部位に隣接する部分と略同幅となるように設定されていることが、より好ましい。

また、この方法では、特定部位を予め幅狭としたコネクタ端子材を成形し、その特定部位を曲げ加工するので、その曲げ加工による膨出が抑制されたコネクタ端子が製造される。

より具体的には、複数個のコネクタ端子材がその端子幅方向にキャリア部を介して連鎖状に連結された形状の板材を打ち抜いた後、そのキャリア部及び当該キャリア部の両側の切欠部に相当する部位を打ち抜くだけの工程で、コネクタ端子材同士の分断と同時に、その分断したコネクタ端子材の特定部位に上記切欠部を形成して幅狭とすることができるので、少ない工数で効率良く、コネクタ端子材の量産を行うことができる。

本発明によれば、曲げ加工時の膨出が抑制されうるコネクタ端子材を用いてコネクタ端子を製造することにより、そのコネクタ端子の基板への嵌入が容易となり、製品の歩留まりが向上するような、コネクタ付き基板の製造を実現できる。

図１は本発明の実施形態に係るプレスフィットコネクタの端子の基板への圧入前の状態を示す例図であって、（ａ）は一番手前の端子列にそった断面を含む正面図、（ｂ）は側面図である。図２は実施形態の端子の曲げ加工の前後の状態を示す図であって、（ａ）はコネクタ端子材を成形するために打ち抜かれる板材の形状例を示す平面図、（ｂ）はその板材に対する打ち抜き加工を示す平面図、（ｃ）は端子の曲げ加工前の状態を示す部分斜視図、（ｄ）は曲げ加工後の状態を示す部分斜視図、（ｅ）は図（ｄ）に示す端子の平面図である。図３は実施形態の端子を治具にセットした状態を示す説明図である。なお、図１（ａ），（ｂ）中の白抜き矢印は、圧入時の各部品の取付け方向を示す。

図１（ａ），（ｂ）において、１０はコネクタの一例としてのプレスフィットコネクタ、２０はこのプレスフィットコネクタ１０の端子圧入用のコネクタ治具、３０は基板としてのプリント基板、５０は基板治具である。

図１に示すように、プレスフィットコネクタ１０は、全体が略直方体をなす合成樹脂製のハウジング１１と、このハウジング１１から平行に延びる金属製のピン状端子（コネクタ端子に相当する。）１２とを備えている。各端子１２は、同図では、ハウジング１１から水平方向に突出した後、上向きに直角に屈曲されて、側面視でＬ字状に形成されている。そして、各端子１２同士が干渉しないように、平面視で縦方向（図１（ａ）の紙面と垂直方向、図１（ｂ）の左右方向）に３本づつ、横方向（図１（ａ）の左右方向、図１（ｂ）の紙面と垂直方向）に１０本ずつ並べられて配列されている。なお、各端子１２の形状、数はプレスフィットコネクタ１０の種類、サイズによって異なる。

各端子１２の先端部付近には、プリント基板３０の各貫通穴（穴部に相当する。）３２に弾性的に圧入可能なように針の目状に膨出された弾性部１２ａが形成されており、その中間部にはコネクタ治具２０の溝部開放端の縁部としての押し当て面２１が引っ掛かるように端子本体から左右方向（端子幅方向）に張出された鍔部１２ｂが形成されている。

コネクタ治具２０は、圧入時に各端子１２を支持するためのもので、金属製の略直方体
状の治具本体２２と、この治具本体２２に横方向に並ぶように刻設された溝部としての深溝２３と、縦方向に並ぶように刻設された浅溝２４とを有している。したがって、この治具本体２２は、その正面側から見ると深い櫛歯状となっており、その側面側から見ると浅い櫛歯状となっている。

ここで、深溝２３は各端子１２を誘い込んでその鍔部１２ｂを横方向（端子幅方向）に位置決めするようになっており、浅溝２４は各端子１２を誘い込んでその鍔部１２ｂを縦方向（端子厚み方向）に位置決めするようになっている。

このため、縦溝２３及び横溝２４は、ともに図中の上方に向けて先細りに形成された傾斜面からなる誘い込み部２３ｂ，２４ｂと、平行面からなる案内部２３ａ，２４ａとを有しており、コネクタ１０を降下させてコネクタ治具２０に端子１２を挿入する際に、これらの誘い込み部２３ｂ，２４ｂや案内部２３ａ，２４ａに沿って、各端子１２がスムーズに案内される結果、その鍔部１２ｂが押し当て面２１上で縦横両方向に正確に整列されるようになっている。

特に深溝２３の案内部２３ａは、鍔部１２ｂの下部の端子本体を比較的長距離に亘って端子１２をスムーズに案内するために、鍔部１２ｂよりも幅狭で、曲げ部１２ｃを含むその他の部分よりも幅広の溝幅を有している。

プリント基板３０は、薄板状の基板本体３１と、各端子１２に対応した部位でこの基板本体３１を貫通する貫通穴３２とを有している。

基板治具５０は、圧入時にプリント基板３０を押圧するためのもので、厚板状の治具本体５１を有し、この治具本体５１にはプリント基板３０の各貫通穴３２を貫通した各端子１２を挿入して保護するための有底穴５２が形成されている。

以下、このプレスフィットコネクタ１０及び同コネクタ１０を用いたコネクタ付き基板を製造する方法について説明する。

まず、図２（ｃ）に示すようなコネクタ端子材１２′を成形する。このコネクタ端子材１２′は、一方向に延び、その中間部位（特定部位）が曲げ加工されることにより当該部位が屈曲した端子１２を形成するものであるが、このコネクタ端子材１２′の特徴として、上記中間部位は、上記曲げ加工される方向と直交する端子幅方向の両端部に切欠部１２ｄが形成されることによりこの特定部位に隣接する部分の幅Ｗよりも小さい幅をもつ形状を有する。このコネクタ端子材１２′を製造するには、例えば、プレス等で素材である金属板を打ち抜いて一定幅Ｗの端子本体の両端側に切欠部１２ｄを有する平板形状のものを成形すればよい。

その具体的な成形方法としては、次のようなものが好適である。

まず、素材である金属板を打ち抜き加工することにより、図２（ａ）に示すような形状の板材１４を成形する。この板材１４は、上記コネクタ端子材１２′がその端子幅方向に複数個並びかつ各コネクタ端子材１２′の上記中間部位同士が上記端子幅方向に延びるキャリア部１４ｃを介して連結された形状を有するものである。すなわち、この板材１４においては、複数のコネクタ端子材１２′がその端子幅方向にキャリア部１４ｃを介して連鎖状につながった状態となっており、各キャリア部１４ｃの位置は各コネクタ端子材１２′の中間部位すなわち曲げ加工が予定されている特定部位同士を連結する位置に設定されている。

次に、この板材１４におけるキャリア部１４ｃ及びこのキャリア部１４ｃの両側の上記切欠部１２ｄに相当する部位を図２（ｂ）に示すようなパンチＰによって打ち抜く。この打ち抜きにより、それまで相互連結されていたコネクタ端子材１２′同士を分断することができるのと同時に、その分断したコネクタ端子材１２′の特定部位に上記切欠部１２ｄを形成して当該特定部位を幅狭とすることができる。例えば、図例のような円形断面のパンチＰを用いれば、相互分断されるコネクタ端子材１２′のうちの一方のコネクタ端子材１２′の片側端部とこれに隣接する他方のコネクタ端子材１２′の片側端部とにそれぞれ円弧状の切欠部１２ｄを同時に形成することができる。

このようなコネクタ端子材１２′の成形後、例えば上記図８と同様に、そのコネクタ端子材１２′をハウジング１１に植設した状態で、その中間部位すなわち上記切欠部１２ｄが形成されている部位を所定半径Ｒで直角方向に曲げ加工する。この曲げ加工した部分（曲げ部）１２ｃでは、図２（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、その曲げ部１２ｃ以外の部分すなわち扁平となって屈曲していない部分と端子幅が略同じであり、各端子１２の曲げ部１２ｃにはこの曲げ加工時の膨出が抑制されている。

なお、厳密にいえば、この膨出量は加工条件（スプリングバック量など）により幾分変動するため、上記曲げ加工後にも若干膨出したり、逆に凹部が若干残る可能性もあるが、従来例のように、凹部をまったく設けていない場合に比べると、その程度の膨出或いは凹部の存在は無視できる。

このようにして得られたプレスフィットコネクタ１０の各端子１２の曲げ部１２ｃのある端子本体の根元側から各端子１２をコネクタ治具２０の深溝２３及び浅溝２４にハウジング１１の高さ方向から挿入して支持状態とする。この支持状態は、各端子１２の本体部分が上記コネクタ治具２０の各深溝２３内に挿入され、かつ、鍔部１２ｂが浅溝２４内に挿入されていて、その鍔部１２ｂの後端部が上記深溝２３の開放端の縁部にある浅溝２４の底面すなわち押し当て面２１に当接した状態である。

このようにコネクタ治具２０により支持したプレスフィットコネクタ１０の各端子１２と、基板冶具５０が背面から当接されるプリント基板３０とを対向させた状態で、上記基板冶具５０を押圧する（このときコネクタ治具２０の押し当て面２１が各端子１２の鍔部１２ｂの後端部を後方から押圧する）ことにより、各端子１２をプリント基板３０へ圧入する。

このように、本実施形態のプレスフィットコネクタ１０では、図３に示すように、各端子１２がコネクタ治具２０の深溝２３で案内される時に、各端子１２はその全長に亘りほぼ均等な力でもって支持されることにより、安定した案内姿勢がとられるようになる。

その際、各端子１２と深溝２３の案内部２３ａの内側面との間の接触力が小さくなるとともに、各端子１２の先端がプリント基板２０の貫通穴３２に対して回転移動しにくくなる。その結果、各端子１２のプリント基板２０の貫通穴３２への圧入が容易になり、製品の歩留まりが向上するような、コネクタ付き基板の製造が実現される。

また、この実施形態のプレスフィットコネクタ１０の各端子１２では、予め中間部位が切欠部１２ｄの形成によって幅狭とされているため、この中間部位を曲げ加工することにより得られる曲げ部１２ｃでの端子幅方向の膨出がほとんどなくなるので、コネクタ治具２０の深溝２３の溝幅をさらに狭くすることができ、これに伴って当該深溝２３に挿入される端子１２の間隔も小さくすることができる。その結果、上記プレスフィットコネクタ１０のさらなる小型化を図ることもできる。

図４は本発明の実施形態とは別の形態に係るプレスフィットコネクタの端子の基板への圧入前の状態を示す例図であって、（ａ）は一番手前の端子列にそった断面を含む正面図、（ｂ）は側面図である。図５は実施形態２の端子を治具にセットした状態を示す説明図である。以下では、上記実施形態と共通する要素についてはその説明を省略する。

図４に示すように、この形態における端子１２の端子本体は、その長手方向の中間部位が曲げ加工されており、その曲げ加工部分（曲げ部）１２ｃが図５に示すように曲げ方向と直交する端子幅方向に膨出して膨出部を形成している。

端子１２の端子先端部よりも手前側の部分には、上記膨出部よりも幅広となるように上記端子幅方向に張出した鍔部１２ｂが形成されている。また、この鍔部１２ｂと上記膨出部との間の領域における少なくとも一箇所（図例では上記鍔部１２ｂに近接する箇所）には、その端子幅方向の両側部が外向きに突出する幅広部１２ｅが形成されており、この幅広部１２ｅは、上記鍔部１２ｂよりも幅狭で、かつ、曲げ部１２ｃを含むその他の部分よりも幅広となっている。この幅広部１２ｅの幅は上記膨出部の幅と略同等であることが、より好ましい。

この幅広部１２ｅは、図４（ａ）中、鍔部１２ｂを上下逆転したような形状としているが、特にこの形状には限定されない。ただし、ここでは端子本体に対しては上側に適当なアール（図略）をとり、また下側には傾斜部分を設けており、これらによって応力集中を極力少なくしている。

この幅広部１２ｅは、図例では鍔部１２ｂに近接する位置であってその直下の位置に形成されているが、その形成箇所は鍔部１２ｂから曲げ部１２ｃ間での領域内で任意に設定可能であり、また、複数箇所に形成するようにしてもよい。ただし、その幅広部１２ｅとして上記鍔部１２ｂの近傍に位置する幅広部１２ｅを含んでいれば、端子１２をコネクタ治具２０の深溝２３に挿入して端子本体を深溝２３の案内面２３ａで支持する際のその支点間のスパンを大きく確保でき、その結果、より安定した案内姿勢をとり得る利点がある。

以下、この形態に係るプレスフィットコネクタ１０及び同コネクタ１０を用いたコネクタ付き基板を製造する方法について説明する。

以下、このプレスフィットコネクタ１０及び同コネクタ１０を用いたコネクタ付き基板を製造する方法について説明する。

まず、一方向に延び、その中間部位（特定部位）が曲げ加工されて端子１２を形成するコネクタ端子材を成形するが、この際には、上記図７（ａ）に示したコネクタ端子材５１２′と同様、基本的には長手方向について一定幅Ｗをもつ平板形状のコネクタ端子材を成形すればよいが、この実施の形態では、上述した鍔部１２ｂ及び幅広部１２ｅを形成しておく。

このコネクタ端子材の成形後、例えば上記図８と同様に、そのコネクタ端子材をハウジング１１に植設した状態で、その中間部位を所定半径Ｒで直角方向に曲げ加工する。この曲げ加工した部分（曲げ部）１２ｃには、図４（ａ），（ｂ）に示すように、この曲げ加工による膨出部が形成される。また、この膨出部の上方には幅広部１２ｅが形成されている。ただし、図４（ｂ）の右端の端子１２については、曲げ部１２ｃが鍔部１２ｂに近接しているので、幅広部を設けていない。

そして、上記実施形態の場合と同様に、プレスフィットコネクタ１０の各端子１２の曲げ部１２ｃのある端子本体の根元側から各端子１２をコネクタ治具２０の深溝２３及び浅溝２４にハウジング１１の高さ方向から挿入して支持状態とする。この支持状態は、各端子１２の本体部分が上記コネクタ治具２０の各深溝２３内に挿入され、かつ、鍔部１２ｂが浅溝２４内に挿入されていて、その鍔部１２ｂの後端部が上記深溝２３の開放端の縁部にある浅溝２４の底面すなわち押し当て面２１に当接した状態である。

このようにコネクタ治具２０により支持したプレスフィットコネクタ１０の各端子１２と、基板冶具５０が背面から当接されるプリント基板３０とを対向させた状態で、上記基板冶具５０を押圧する（このときコネクタ治具２０の押し当て面２１が各端子１２の鍔部１２ｂの後端部を後方から押圧する）ことにより、各端子１２をプリント基板３０へ圧入する。

このように、本形態のプレスフィットコネクタ１０では、図５に示すように、各端子１２がコネクタ治具２０の深溝２３内に挿入されて案内される時に、その各端子１２が曲げ部１２ｃの膨出部と幅広部１２ｅとで少なくとも２点支持されることにより、安定した案内姿勢がとられるようになる。その際、各端子１２とその深溝２３の案内面２３ａとの間の接触力が小さくなるとともに、各端子１２の先端がプリント基板３０の貫通穴３２に対して回転移動しにくくなる。その結果、各端子１２のプリント基板３０の貫通穴３２への圧入が容易になり、製品の歩留まりが向上するような、コネクタ付き基板の製造が実現される。

なお、上記実施形態では、プレスフィットコネクタ１０のハウジング１１から突出する各端子１２の端子本体をこのハウジング１１の上向きに直角に曲げているが、下向きであってもよいし、さらに直角に曲げるものでなくてもよく、例えば４５度に曲げたものであってもよい。

また、上記実施形態では、プレスフィットコネクタ１０を例にとって説明したが、本発明の適用範囲はこれに限らず、例えはピンコネクタ等他の種類の基板用コネクタについても適用できる。ただし、ピンコネクタの場合には、端子１２の先端はプリント基板３０の貫通穴３２に圧入されず、嵌入された後に半田付けされる。

本発明の実施形態に係るプレスフィットコネクタの端子の基板への圧入前の状態を示す例図であって、（ａ）は一番手前の端子列にそった断面を含む正面図、（ｂ）は側面図である。 前記実施形態の端子の曲げ加工の前後の状態を示す図であって、（ａ）はコネクタ端子材を成形するために打ち抜かれる板材の形状例を示す平面図、（ｂ）はその板材に対する打ち抜き加工を示す平面図、（ｃ）は端子の曲げ加工前の状態を示す部分斜視図、（ｄ）は曲げ加工後の状態を示す部分斜視図、（ｅ）は図（ｄ）に示される端子の平面図である。 前記実施形態の端子を治具にセットした状態を示す説明図である。 本発明の実施形態とは別の形態に係るプレスフィットコネクタの端子の基板への圧入前の状態を示す例図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 前記別の形態の端子を治具にセットした状態を示す説明図である。 従来のプレスフィットコネクタの端子の基板への圧入前の状態の一例を示す図であって、（ａ）は一番手前の端子列にそった断面を含む正面図、（ｂ）は側面図である。 従来の端子の曲げ加工の前後の状態を示す図であって、（ａ）は端子の曲げ加工前の状態を示す部分斜視図、（ｂ）は曲げ加工後の状態を示す部分斜視図、（ｃ）は図（ｂ）に示される端子の平面図である。 従来の端子の曲げ加工時の様子を示す説明図である。 従来の端子の治具セット時の様子を示す説明図である。

１０ プレスフィットコネクタ（コネクタに相当する。）
１１ ハウジング（コネクタハウジングに相当する。）
１２ 端子（コネクタ端子に相当する。）
１２ａ 弾性部
１２ｂ 鍔部
１２ｃ 曲げ部
１２ｄ 切欠部
１２ｅ 幅広部
１２′ コネクタ端子材
２０ コネクタ治具（治具に相当する。）
２１ 押し当て面（溝部の開放端の縁部に相当する。）
２３ 深溝（溝部に相当する。）
３０ プリント基板（基板に相当する。）
３２ 貫通穴（穴部に相当する。）

Claims (2)

1. 一方向に延び、その中間の特定部位が曲げ加工されてコネクタ端子を形成するコネクタ端子材であって、上記特定部位は、上記曲げ加工される方向と直交する端子幅方向の両端部に切欠部が形成されることによりこの特定部位に隣接する部分よりも幅狭とされた形状を有するコネクタ端子材を成形する工程と、
   このコネクタ端子材を上記特定部位で曲げ加工することにより当該部位で屈曲したコネクタ端子を形成する工程とを含み、
   上記コネクタ端子材を成形する工程は、
   金属板を打ち抜き加工することにより、上記コネクタ端子材がその端子幅方向に複数個並びかつ各コネクタ端子材の上記特定部位同士が上記端子幅方向に延びるキャリア部を介して連結された形状の板材を成形する工程と、
   その板材におけるキャリア部及びこのキャリア部の両側の上記切欠部に相当する部位を打ち抜くことにより、上記コネクタ端子材同士を分断すると同時にその分断したコネクタ端子材の特定部位に上記切欠部を形成する工程とを含むことを特徴とするコネクタ端子の製造方法。
2. 請求項１記載のコネクタ端子の製造方法において、
   上記コネクタ端子材の特定部位の幅は、この特定部位を最終角度まで曲げ加工したときにこの特定部位に隣接する部分と略同幅となるように設定されることを特徴とするコネクタ端子の製造方法。
   

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