JP4070913B2 - 電気的接合構造体並びにその成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば自動車のルームランプに使用されるランプソケットや各種の制御盤に使用されるリレーボックス等の電気部品に装着されるインサート部品等に適用できる電気的接合構造体並びにその成形方法に関し、特に成形の効率化と種々の回路への対応性の向上とを図った電気的接合構造体並びにその成形方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のルームランプを初めとする各種ランプのランプソケット、あるいは各種の制御盤に使用されるリレーボックス等の電気部品には、その回路手段の一つとしてインサート部品が使用されている。
このインサート部品の成形にあたっては、当該インサート部品が使用される電気部品の形状、寸法そして回路構成等に応じて先ずプレス加工等により打ち抜く平面形状を決定し、その後曲げ加工ないし仕上げ加工を施すことによって当該電気部品専用のインサート部品として成形される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような成形手法によってインサート部品を成形した場合には、例えば自動車のルームランプというように対象が定まり、ある程度形状や寸法が一様であっても回路構成が異なればそれに応じた複数種のインサート部品を個別に用意しなければならない。従って、インサート部品の設計や部品管理等の煩雑化をどうしても避けることができなかった。
【０００４】
本発明は上記従来の問題点に着目してなされたものであり、種類や機能の違いによって生ずる回路構成の多様化、あるいは事後的に生じた設計変更等によって生じた回路構成の変更等に対応するため、生産性の低下に直結する多品種化の動きを改め、基本となる形状を定めることで少品種、究極的には単一品種に絞って成形を行い、事後的に対象製品の回路構成に合わせて、その電気的接続状態を調整することができる電気的接合構造体並びにその成形方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、マトリックス要素が複数組み合わされて立体的なマトリックス構造体として配列され、前記マトリックス要素どうしの接合部位が電気的に接続されており、その接続状態が後加工によって選択的に解除されるものであり、前記マトリックス要素に形成される接合部位はそのまま平板状、有底または底部を削除した接合凹凸部、或いはスリットを介して折り曲げられた接合凹凸部からなり、それら接合部位の形成されたマトリックス要素の適宜の組み合わせによりマトリックス構造体の形状は種々のものにできることを特徴として成る。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した電気的接合構造体において、前記マトリックス構造体の接続状態を解除するにあたっては、選択された接合部位に至るすべての経路の電気的接続状態を遮断するほか、そのうち一部の経路のみの電気的接続状態を遮断することによって構成されることを特徴として成る。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載した電気的接合構造体において、インサート部品に適用されることを特徴として成る。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した電気的接合構造体の成形方法であって、マトリックス構造体を成形する中間成形工程と、成形されたマトリックス構造体の接合部位の電気的接続状態を後加工によって選択的に解除することによって電気的接合構造体を成形する最終成形工程とを備えることを特徴として成る。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載した電気的接合構造体の成形方法において、前記中間成形工程はマトリックス要素に対して接合凹凸部を形成する凹凸部形成工程と、形成した接合凹凸部が接合部位となるよう、適宜マトリックス要素を組み合わせることによって、マトリックス状に配列するマトリックス要素配列工程と、配列されたマトリックス要素の接合部位をすべて電気的に接続するマトリックス構造体成形工程とを備えることを特徴として成る。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項４または５に記載した電気的接合構造体の成形方法において、前記最終成形工程は選択した接合部位の接触面自体を完全に、あるいはその一部を除去することにより、または当該接続部位に至る経路を切断することによってマトリックス構造体の接合部位の電気的接続状態を事後選択的に解除するようにしたことを特徴として成る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気的接合構造体並びにその成形方法について図示の実施の形態を例にとって具体的に説明する。
説明にあたっては、本発明の電気的接合構造体の成形方法を中心に説明し、その説明の中で中間成形品となるマトリックス構造体及び最終成形品となる本発明の電気的接合構造体の構成について併せて説明し、最後に部分的構成を異にする本発明の他の実施の形態に言及する。
【００１３】
本発明の電気的接合構造体１の成形方法は、すべての端子３が電気的に接続されたマトリックス構造体５を成形する中間成形工程と、成形されたマトリックス構造体５の接合部位７の電気的接続状態を後加工によって選択的に解除することによって電気的接合構造体１を成形する最終成形工程とを少なくとも備えることによって構成されている。
【００１４】
このうち中間成形工程では、図２に示すようなマトリックス要素９を一例として使用する。このマトリックス要素９に対して接合凹凸部１１を形成する凹凸部形成工程と、形成した接合凹凸部１１が接合部位７となるよう、適宜マトリックス要素９を組み合わせることによってマトリックス状に配列するマトリックス要素配列工程と、配列されたマトリックス要素９の接合部位７をすべて電気的に接続するマトリックス構造体成形工程とを少なくとも備えることによって構成されている。
【００１５】
図３に基づいて具体的に説明すれば、マトリックス要素９としては、一例として図２に示すような長尺の平板状部材を使用し、材質としては所定の導電性を発揮し得る金属製材料等を使用する。
そしてこのようなマトリックス要素９に対し、一例として図２に示すような円錐台形状の接合凹凸部１１を形成すべく、図３（ａ）に示すような凹凸部形成加工を行う。
図示の実施の形態にあっては、成形型１３を使用したプレス成形による加工プロセスを示しているが、成形する接合凹凸部１１の形状の違い等に応じて、適宜押し出し、絞り、打ち抜き、切断、曲げ、射出成形等の他の加工手段も採用できる。
【００１６】
このようにして接合凹凸部１１が形成されたマトリックス要素９は、図３（ｂ）に示すように一例として接合凹凸部１１が上になるように一定の間隔をあけて整列され、その上にこれと直交する向きに接合凹凸部１１を下にして、同様に一定の間隔をあけて他のマトリックス要素９を整列配置し、上方から見て一例として格子状となるマトリックスを形成する。
尚、マトリックスの形状としては図示のような格子状の他、同心円あるいは同心矩形状、放射状、更にはこれらに限定できない不規則な形状等、種々の形状のマトリックスが採用できる。
【００１７】
次に図３（ｃ）に示すように、上下に配置されたマトリックス要素９の接合凹凸部１１の接触面を、スポット溶接により電気的に接続する。
図示の実施の形態では、スポット溶接により接合凹凸部１１の接触面を溶融結合した場合を示すが、他に半田付けやりベット止め、あるいはネジ止めでも良いし、充分な導電性が確保されるならば単なる圧接やバネ接触、係合等の手段でもよい。
【００１８】
このような工程を経て成形されたものが図２に示すマトリックス構造体５であって、このマトリックス構造体５のすべての端子３は電気的に接続され、次に述べる最終成形工程の出発材料となる。
マトリックス構造体５としては、図３に示すようなプロセスを経て成形されたものの他、図示は省略するが単なる打ち抜きによるパンチングメタル、射出成形、エッチング、レーザー加工、フライス盤等による切削加工等により一体成形したものも用途、条件に応じては使用可能である。
【００１９】
次に最終成形工程について説明する。
最終成形工程は上述のとおり、成形したマトリックス構造体５を出発材料とし、マトリックス構造体５の接合部位７の電気的接続状態を後加工によって選択的に解除することで使用に適した所望の回路構成を有する電気的接合構造体１を得る工程である。
以下、図４に基づいて具体的に説明する。
【００２０】
図４（ａ）は、円錐台形状の接合凹凸部１１同士を接合して成る接合部位７に対して、これらの径よりも幾分大きめの径を有するパンチ１５を使用して上方から軸心を一致させて垂直に打ち抜いた状態を示すものである。
このようにして打ち抜かれた接合部位７は図示のように接触面を含んでその上下の一部が除去されるため、上下に配置されるマトリクス要素９間の電気的接続状態は遮断される。
【００２１】
また図４（ｂ）に示すものは、一例として横断面形状を半円形状とするパンチ１５を使用して接合部位７の接触面の一部が残るように上方から垂直に打ち抜く態様を示している。
このようにして打ち抜かれた接合部位７は、図４（ｂ）において左方から上方にかけての電気的接続状態はそのまま維持されるが、下方と上方・左方間、右方と上方・左方間、下方・右方間の電気的接続状態は遮断される。
【００２２】
図４（ｃ）に示すものは、接合部位７はそのままにしてその接合部位７に至る経路（マトリックス要素９において接合凹凸部１１の形成されていない部分）の一部を切断する態様を示している。
図示のように接合部位７の左右の経路を切断した場合には、上方から下方にかけての電気的接続状態はそのまま維持されるが、左方・右方間、上方と左方・右方間、下方と左方・右方間の電気的接続状態は遮断される。
【００２３】
そしてこのような打ち抜き、あるいは切断による態様を適宜組み合わせることによって、事後的に所望の回路を構成するのが、本最終成形工程であり、これにより成形されたものが図１に示す本発明の電気的接合構造体１となる。
上記の打ち抜き、切断にあたっては、図示のようなパンチ１５によるプレスあるいはシャーリング加工の他、レーザー光やフライス盤等による切削加工、酸（エッチング）によるもの等、種々の加工が採用できる。またこのような加工はインサート成形前後において可能であり、樹脂に埋め込まれた状態のマトリックス構造体５であっても同様に行うことができる。
【００２４】
本発明は以上述べたような構成を基本とするが、更に使用される用途や条件の違い等に応じて、以下述べるような部分的改変を行うことも勿論可能である。
図５に示すものは、接合凹凸部１１の形状あるいは組み合わせを異ならせた実施の形態である。即ち図５（ａ）に示すものは、接合する一方のマトリックス要素９は単に平板状のままとし、他方のマトリックス要素９のみに円錐台形状の接合凹凸部１１を形成した実施の形態である。
【００２５】
また図５（ｂ）に示すものは、深さの違う碗状ないし丸底筒状の接合凹凸部１１を接合するマトリックス要素９のそれぞれに形成し、浅底の接合凹凸部１１の凹部に深底の接合凹凸部１１の凹凸部側を嵌合した実施の形態である。
図５（ｃ）に示すものは、底部を切除した筒状の接合凹凸部１１を形成し、一方の接合凹凸部１１を他方の接合凹凸部１１に内嵌した実施の形態である。
【００２６】
図５（ｄ）に示すものは、平板状のマトリックス要素９に対し、「Ｅ」字状のスリット１７を設け、この部分を下方に折り曲げることで略矩形平板状の接合凹凸部１１を形成し、その中央の係合スリット１９を利用して同形の他のマトリックス要素９における接合凹凸部１１の係合スリット１９と係合させるようにした実施の形態である。
そしてこのような構成を採用した場合にあっても、上述の最終成形工程における接合部位７の打ち抜き、切断等の加工を行うことは可能であり、前記基本的構成を採用した場合の効果と同様の効果を発揮する。
【００２７】
この他、前記基本的実施の形態にあってはマトリックス要素９を上下に二段配した態様について説明したが、収納スペース等の条件を満たせば更に三段、四段と増設することも可能であるし、前述のパンチングメタル等を使用したマトリックス構造体５を使用する場合には当然一段のみの構成とすることも勿論可能となる。
図６（ａ）〜（ｄ）では、このうちマトリックス要素９を上下に三段ないし四段積み重ねた実施の形態を示す。
【００２８】
図６（ａ）に示すものは、大径部と小径部とを有する段差二重円柱状の接合凹凸部１１を形成したマトリックス要素９と、上記大径部ないし小径部にそれぞれ嵌まる前記図５（ｃ）に示すような無底筒状の接合凹凸部１１を形成したマトリックス要素９とを三段に組み合わせた実施の形態である。
また図６（ｂ）に示すものは、円錐台形状の接合凹凸部１１を上下両面に形成したマトリックス要素９と平板状のマトリックス要素９とを三段に組み合わせた実施の形態、図６（ｃ）に示すものは、円錐台形状の接合凹凸部１１の形成位置を上下のマトリックス要素９間で多少水平方向にずらし、更にその間に平板状のマトリックス要素９を挟持させるようにし三段に組み合わせた実施の形態である。
【００２９】
図６（ｄ）に示すものは、上記図６（ａ）で使用した段差二重円柱状の接合凹凸部１１を形成したマトリックス要素９と、この接合凹凸部１１の大径部に内嵌する円柱状の接合凹凸部１１を形成したマトリックス要素９とをそれぞれ２組、上下に対称的に配置し、四段に組み合わせた実施の形態である。
図６（ａ）、（ｄ）では、接合部位７を打ち抜くパンチ１５等の径を可変することにより、また図６（ｂ）、（ｃ）では、パンチ１５等の位置及び数を可変することにより、各段のマトリックス要素９間の電気的接続状態を選択的に調整することが可能となる。
【００３０】
以上のように本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更があっても本発明に含まれる。
例えば、本発明はインサート部品に限定されず、装置内に露出した状態で配置される回路構成用の部品に適用できるのは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば以下のような効果を発揮し得る。
電気的接合構造体１の一連の成形プロセスを中間成形工程と最終成形工程とに分離し、中間成形工程での加工対象を単一ないし極めて共通化の図られた限定的な形状のマトリックス構造体５としたことにより、大量生産が可能となり、生産性の向上、設計の効率化、製品コストの削減、在庫の有効利用等多大な貢献がもたらされる。
また、製品毎異なる回路構成を接合部位７の選択的除去という極めて簡単な作業により行うことにより、例えば電気的接続状態を解除する接合部位７に対応したパンチ１５の位置決め作業さえ完了すれば一回ないし数回のプレス操作で所望の回路構成を有する電気的接合構造体１を瞬時に成形することが可能となる。
さらに、マトリックス構造体５を成形した後の後加工として上記の作業を行うことにより、設計変更に伴う回路構成の変更等にも素早く対応でき、予めマトリックス構造体５を成形しストックしておけば多品種少ロット生産のラインにおいても機敏な対応をとることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気的接合構造体の基本的構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るマトリックス構造体の基本的構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電気的接合構造体の成形方法における中間成形工程を模式的に示す縦断側面図並びに平面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電気的接合構造体の成形方法における最終成形工程を模式的に示す縦断側面図並びに平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電気的接合構造体における他の接合凹凸部の構成を示す縦断側面図並びに平面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電気的接合構造体におけるマトリックス要素の他の配列構成を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 電気的接合構造体
３ 端子
５ マトリックス構造体
７ 接合部位
９ マトリックス要素
１１ 接合凹凸部
１３ 成形型
１５ パンチ
１７ スリット
１９ 係合スリット

Claims (6)

1. マトリックス要素が複数組み合わされて立体的なマトリックス構造体として配列され、前記マトリックス要素どうしの接合部位が電気的に接続されており、その接続状態が後加工によって選択的に解除されるものであり、
   前記マトリックス要素に形成される接合部位はそのまま平板状、有底または底部を削除した接合凹凸部、或いはスリットを介して折り曲げられた接合凹凸部からなり、それら接合部位の形成されたマトリックス要素の適宜の組み合わせによりマトリックス構造体の形状は種々のものにできることを特徴とする電気的接合構造体。
2. 請求項１に記載した電気的接合構造体において、前記マトリックス構造体の接続状態を解除するにあたっては、選択された接合部位に至るすべての経路の電気的接続状態を遮断するほか、そのうち一部の経路のみの電気的接続状態を遮断することによって構成されることを特徴とする電気的接合構造体。
3. 請求項１または２に記載した電気的接合構造体において、インサート部品に適用されることを特徴とする電気的接合構造体。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した電気的接合構造体の成形方法であって、マトリックス構造体を成形する中間成形工程と、成形されたマトリックス構造体の接合部位の電気的接続状態を後加工によって選択的に解除することによって電気的接合構造体を成形する最終成形工程とを備えることを特徴とする電気的接合構造体の成形方法。
5. 請求項４に記載した電気的接合構造体の成形方法において、前記中間成形工程はマトリックス要素に対して接合凹凸部を形成する凹凸部形成工程と、形成した接合凹凸部が接合部位となるよう、適宜マトリックス要素を組み合わせることによって、マトリックス状に配列するマトリックス要素配列工程と、配列されたマトリックス要素の接合部位をすべて電気的に接続するマトリックス構造体成形工程とを備えることを特徴とする電気的接合構造体の成形方法。
6. 請求項４または５に記載した電気的接合構造体の成形方法において、前記最終成形工程は選択した接合部位の接触面自体を完全に、あるいはその一部を除去することにより、または当該接続部位に至る経路を切断することによってマトリックス構造体の接合部位の電気的接続状態を事後選択的に解除するようにしたことを特徴とする電気的接合構造体の成形方法。

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