連続端子の製造時には、様々な不具合やトラブルが生じる可能性があります。そのうちの1つがキャンバー、ツイストです。連続端子のキャリアーに曲がり（キャンバー）・歪み（ツイスト）が発生してしまうもので、その原因は様々で対策方法も複数あります。
ここではキャンバー、ツイストの概要から、キャンバー、ツイストが生じてしまう原因と対策について解説します。
連続端子におけるキャンバーとツイストとは？
連続端子は後の工程で自動機を活用して端子への挿入などの量産を行うことが多いため、安定した精度を求められます。その際に端子が接続されているキャリアーにキャンバー、ツイストと呼ばれる曲がりや歪みが発生してしまうと、自動機での挿入工程で不具合が発生します。そのため、連続端子制作の際はキャンバー、ツイストが発生しないように注意が必要です。
キャンバー
キャンバーは端子が接続されているキャリアーに対して曲がりが出ている状態を指します。この状態ですと後工程で自動機での端子差し込みで不具合が発生する可能性があります。
ツイスト
ツイストはキャリアーに対してねじれが発生している状態です。こちらもキャンバー同様に自動機での工程で不具合に繋がる可能性があります。
キャンバーやツイストが発生してしまう原因とは？
フープ材を順送プレスでプレス加工をして制作する連続端子ですが、その際の応力が原因となってキャンバー、ツイストが発生してしまいます。これらの応力を発生させないことがキャンバー、ツイストを防止する最大のポイントとなります。
では、なぜこの応力が発生してしまうのか。そもそも、この応力については2種類あります。
①プレス時の応力
プレス時の金型の当たりが強いと応力によって製品がねじれ、キャリアーへの曲がり（キャンバー）が発生します。プレス時に発生する応力のため、金型に調整機構があれば対応できますが、設計段階からそれらを見越して設計する必要があります。
②材料の残留応力
フープ材自体に残留応力がある場合にも、キャンバー、ツイストが発生します。金型設計の段階からプレス時の応力を抑制する機構を組み込んでも、母材自体に応力が残っているとキャンバー、ツイストの発生につながります。これらの残留応力を開放しない限りはキャンバー、ツイストの発生は抑えられません。
上記2つの応力によってキャンバーやツイストが発生しやすくなります。
キャンバーとツイストへの対策方法とは？
よって、キャンバーとツイストへの対策として2つの応力を抑制する必要があります。
プレス時応力への対策
①金型設計を見直す
プレス時に応力が発生するのは金型の当たりが強いことが考えられます。そのため、金型の設計段階からシミュレーション等を行い、応力が発生しにくくする必要があります。金型の当たりについての設計となるため、実績や経験に基づいて対応する必要があります。
②金型に調整機構を組み込む
プレス時の応力ですが、金型の摩耗状態によっても変動します。そのため、調整機構を組み込めば状況に応じた調整が可能となります。金型に組み込む調整機構についても、端子の形状や要求精度によってことなるため、制作にはノウハウや実績が必要です。
残留応力への対策
サイドカット
残留応力に対してはサイドカットを行うことで不具合低減の対策が可能です。サイドカットとは、残留応力を開放するために材料の端面を切る加工のことを指します。
当社の制作する連続端子では多くの製品でサイドカットを実施しています。
試作の目的・評価ポイントに沿った、必要な試作品の数量と加工方法とは？
①が原理試作、②③が量産試作という分類になります。
直近の傾向として、①の原理試作段階に3Dプリンターが導入されるようになり、より容易かつスムーズに形状確認・組立評価ができるようになってきました。①では組立可能かどうかの評価が強くなるため、本当に設計通りに製作することができるのかどうか、デジタルや紙面の段階ではわからなかった点をモノとして見えるようにするのが重要です。そのため、短納期で低価格で、少量で製作する必要があり、抜き加工や曲げ加工は単型での対応が多くなります。
一方で、特に圧着端子やプレスフィットのようなコネクタ端子部品の場合、各種電気性能評価やノイズ試験等の品質評価をするためには、相当数なサンプルが必要になります。そのため単型で製作していた際の必要数量よりも桁が1,2つ上がり、さらに精度も量産品同等レベルの水準で必要になります。そのため、順送金型による抜き曲げが必要となってきます。
また、量産前段階になると、どのように自動機を使用できるか、搭載した際にラインが流れる上でトラブルが生じないか、という量産性評価も確認する必要があります。その際に、コネクタ端子部品を使用して電子機器を組み立てる場合は、フープ材での納品をご希望されるケースも多くなります。フープ材での納入による試作では、やはり順送金型によるプレス加工が必要となります。
当社に実際にあった直近のお問い合わせとして、
「客先開発品で、量産前の段階なのですが、数量が150Ｋ個/月必要で、後工程（組立）の関係もあり、フープ付きでの納入を希望されています」という具体的な薄板プレス部品のご相談をいただきました。このような場合は、順送プレス金型による量産前試作が必要となります。
最近の傾向として、数量が数千個程度で十分な品質評価の量産前段階が増えているとも感じています。品質評価段階での工程短種やコストダウンという観点もあり、またエンドユーザーの方々へのバラマキ用サンプルが必要となるため、ある程度の数量が必要というケースも増えています。
さらに、➀の個品を、➂の品質評価にも適用させるために、スポットメッキを施すという応用ケースも最近は増加傾向にあります。
＞＞フープ品が必要となる「量産前の開発試作段階」で求められる試作順送プレス加工
フープめっき用端子の試作ガイド｜1万個の試験片を低コスト・短納期で製作する秘訣とは？
フープめっきを行うためには、製品が「連続した帯状」でなければなりません。ここで極めて重要になるのが、プレス加工の手法です。
プレス加工には「ブランク抜き」「総抜き」「抜き絞り」など様々な手法がありますが、リール to リールでめっきを行う製品においては、必ず「順送加工」を選択する必要があります。
なぜなら、順送加工は材料を一定ピッチで送りながら、抜きや曲げを連続して行う手法であり、製品をキャリアに繋げたままリールに巻き取ることができるからです。
- 加工済フープへのめっき: 順送プレスで複雑な形状に成形した後にフープめっきを行うパターン。
- 先めっき材の加工: 予めフープめっきされた材料を順送プレスで打ち抜くパターン。これにより複雑な形状でも安価に製作できる場合があります。
特にコネクタ端子のように「曲げ」が入る製品をフープめっきラインに流すためには、搬送中に変形しないための順送プレス加工の工程設計と、精密な順送プレス技術が不可欠となります。
＞＞フープめっき用端子の試作ガイド｜1万個の試験片を低コスト・短納期で製作する秘訣とは？
ナカトガワ技研の「試作順送金型」がフープめっき品に最適な理由
「フープめっきした端子部品の諸々の評価をしたいが、量産型を作る予算はない」 この切実な課題に対するナカトガワ技研の回答が、独自の「試作順送金型」です。
本来、フープめっき用の順送金型は高額で、初期投資もかかり、少量生産には不向きとされてきました。しかし、当社の試作順送金型は、「評価に必要な数量（1万〜2万個）」を「評価に必要な精度」で製作することに特化しています。量産金型のような過剰な耐久性や複雑な自動化機構を削ぎ落とし、工程を「抜き・曲げ」の主要5〜6工程に凝縮し、機能を評価に必要な範囲に限定することで、量産型の数分の一という圧倒的な低コスト（100万円〜）を実現しています。
この手法の最大の利点は、コストを抑えつつもキャリア付きの連続端子として納品できる点にあります。そのほかにも、納期が通常の順送金型の場合は数か月かかることも多い中で、当社の試作順送プレス金型は最短3週間で製作可能な点がメリットとして挙げられます。
試作手法によるコストと機能性の違い
| 比較項目 | 単発型・ワイヤーカット | 試作順送金型 | 量産用順送金型 |
| 初期コスト | 極めて低い（数万〜） | 低い（100万円〜） | 高い（数百万円〜） |
| 納品形態 | バラ（単品） | フープ（リール巻） | フープ（リール巻） |
| めっき再現性 | 低い（手作業めっき） | 高い（ライン評価可） | 最高（量産同等） |
| 適正製作数 | 1〜500個程度 | 1,000〜20,000個 | 100,000個〜 |
| 製作期間 | 短期 | 中期（約3〜5週間） | 長期（数ヶ月） |
当社の試作順送プレス金型の3つの特徴
当社が製造する試作順送プレス金型には、大きく３つの特徴でまとめられます。
量産精度
当社の試作順送プレス金型では、特に順送レイアウトにこだわった設計をしております。そのため、±0.01程の量産順送プレス金型と同等の精度で試作サンプル品の製品精度を出すことができます。
＞＞試作から量産まで、0.03~1mmの薄板プレス加工に対応いたします。
短納期/低コスト
薄板プレス加工センターでは、試作順送プレス金型において標準化システムを採用しております。こちらの標準ダイセットは、当社独自の特許も取得しており、他社では真似できない短納期と低コストで試作順送プレス金型を提供することができます。
標準ダイセットと当社独自の工程集約パーツ加工を組み合わせることで実現しています。
生産性
当社の試作順送プレス金型は、準量産対応をすることができます。具体的には、300万pinまでのつなぎ量産対応をすることができます。
＞＞量産プレス金型へのつなぎ対応・更新対応を解決する方法とは？
試作順送プレス金型の製造における２つのポイント
特に当社の試作順送プレス金型のポイントになっている、標準ダイセットと工程集約パーツに関して説明いたします。
標準ダイセットシステム
上写真のように、当社の試作順送プレス金型では、共通ユニットとサブユニット（赤枠）を分割しております。お客様の製品の大きさやピッチ、材幅によってサブユニットの大きさを数種類の中より選択し、サブユニットのみを製作する構造をとっております。またタイプ種類については、レイアウト長毎に７種類を用意して、柔軟な対応ができるようにしております。
工程集約パーツ
例として、量産順送用のレイアウトで工程では7工程となっていた薄板プレス加工品を、工程集約をした抜きパンチを製造することにより、6工程を削減して1工程で済むようにした事例がございます。このように、製作する部品数が大幅に削減し、さらに通常は7回の抜き加工で製造していた製品を1回の抜き加工で加工できるようになるため、どこにも負けない短納期と低コストでの金型提供を実現しております。
＞＞【技術提案】工程集約パーツによるスリット抜き加工でコストダウン
薄板プレス加工センターの薄板プレス加工の特徴
薄板プレス加工センターを運営する株式会社ナカトガワ技研では、これまでに様々な薄板プレス加工を行ってまいりました。業界としては、電子機器業界から自動車、産業機器向けに、国内外問わず様々な場所で当社製の薄板プレス加工品が使用されています。
板厚は0.05mmまでの薄いコンタクトの製造実績もございます。またピッチに関しても、0.35mmといったマイクロピッチコンタクトも多数製造実績がございます。
形状に関しては、単純な抜き形状から、先端部分を曲げ加工したR接点形状や、芯金が入らないバネ構造、高精度曲げ加工によるBOX・シェル形状のような、様々な形状の薄板プレス加工品を製造してまいりました。
当社では、ロット1万~300万の薄板部品の試作プレス加工から、試作順送金型、量産順送金型まで一貫生産を行っております。特に試作順送プレス金型に関しては、多くのお客様から好評のお声をいただいております。
こちらの動画では、薄板プレス加工センターの順送プレス加工をスケルトンをもとにご紹介しております。
薄板プレス加工センターの高精度薄板プレス加工品の製品事例
続いて、薄板プレス加工センターによる製品事例をご紹介いたします。
車載向け 薄板圧着端子
こちらは、車載用で使用される圧着端子です。板厚は0.2mm、ピッチは5.0mmで、試作順送金型にて製造いたしました。
圧着端子は、薄板になればなるほど、形状の寸法公差を出すのが困難になります。こちらの薄板の圧着端子は、寸法公差だけでなく、同軸精度もあげられる所が重要なポイントになります。
この製品はシンプルな形状でありながら、下記のように要求公差が厳しい製品でした。
C5210R-H製 2段圧着端子
こちらは、車載用で使用される、リン青銅製（C5210R-H）の2段圧着端子です。板厚は0.15mmで、ピッチは4.5mm、試作順送金型にて製造いたしました。
板厚が0.15mmにも関わらず、端子先端径はφ0.5±0.02という寸法のため、内径が0.2になり、非常に精度が高い曲げ加工が必要になっていました。また先端部は隙間不可であるため、先端形状は数回の成形を行いながら丸め加工を行っています。ただ開いた薄板を合わせるだけでなく、押し込んで先端部の隙間を無くすように工夫をしております。
また端子先端の径が非常に細く、送り横方向から芯金を入れる際はある程度のストロークが金型内で必要になることもあり、今回は芯金を入れることができず、順送プレス加工のみで丸め加工をいたしました。
C2680R-H製 ポスト
こちらは、黄銅（C2680R-H）製のポストです。板厚は0.4mm、ピッチは1.8mmで、量産順送金型にて製造いたしました。
こちらのポストは、送り抜きでコロビなしにて製造いたしました。左右の振れ精度は0.025以下、上下の振れ精度も0.05以下に抑えた、精密プレス加工品です。お客様からの要求精度も高くなっていましたが、当社の経験やノウハウが詰まった量産順送プレス金型にて対応することができました。
C5240R-XSH製 FPCコネクタ端子
こちらは、電子部品として使用される、リン青銅（C5240R-XSH）製のFPCコネクタ端子です。板厚は0.08mm、ピッチは0.9mmで、試作順送金型にて製造いたしました。
FPCコネクタ用端子部品は、当社でも多数の取り扱い実績がございますが、今回は最小公差±0.007という高精度なプレス加工品でした。またお客様からは、とにかくコストを抑えてほしいとのことで、ご要望にあわせるために金型をコンパクトにして対応いたしました。当社の試作順送プレス金型は、独自の特許技術が詰まった唯一無二の試作順送プレス金型で、どこよりも安く、早く、高品質に試作順送プレス加工品をお届けすることができます。
ダウンロード資料
薄板プレス加工センターを運営する株式会社ナカトガワ技研が作成した、数種類のハンドブックをすべて無料でダウンロードできます。順送プレス金型や薄板プレス加工など、幅広く設計者の方々のための情報をまとめています。1つだけの資料ダウンロードから、すべてまとめてダウンロードもできます。
1分でフォーム登録完了、すぐに資料をダウンロードできます！興味のある資料を以下よりダウンロードしてみてください！
まとめ
薄板プレス加工センターを運営する株式会社ナカトガワ技研は、宮城県石巻市で順送プレス金型の製造をつづけて35年、「知る人ぞ知る」東北最大手の試作順送金型メーカーです。
当社では、金型製造やプレス加工に必要な設備が全て整った設備体制により、金型の設計製造から検査、プレス加工まで一貫して行うことができます。
またナカトガワ技研の加工技術は、米粒ほどの大きさにも加工することができるのは当たり前。そのような高精度加工を安定的に行う当社の技術力こそが、高精度金型部品加工を実現するためのポイントです。
さらに当社では、累計3,000型の順送金型の製作実績があり、今までの試作品をスケルトンとして全てサンプル保存しております。この蓄積されたサンプルにより構築された当社のアイデア力で、お客様のご要望に応えて様々な金型形状を生み出します。
ナカトガワ技研では、板厚0.03~1.0mmの薄板順送プレス加工を得意としております。特に試作～中量産用の試作金型の設計・製造に強みがある当社は、試作・中量産のプレス加工にも対応しております。この領域のプレス加工では、当社は負けない自信があります。
薄板プレス加工にお悩みの方、順送金型にお困りの方は、まずは薄板プレス加工センターまでお気軽にご相談ください。
