コネクタ端子は、電子機器や自動車など、様々な製品に欠かせない部品です。高精度かつ複雑な形状のものが多く、薄板プレス加工には高度な技術が求められます。コネクタ端子の受託加工をプレスメーカーに依頼する際は、技術力や対応可能範囲、実績など、主に５つのポイントを抑えた上で、最適なパートナーを選定する必要があります。
本コラムでは、コネクタ端子の概要や種類から、プレスメーカーにコネクタ端子の受託加工を依頼する際の５つのポイント、そして実際に当社がプレスメーカー兼金型メーカーとして、これまでに製作してきたコネクタ端子の事例まで、まとめてご紹介いたします。
コネクタとは？
コネクタとは、回路や部品を電気信号で接続するために使用される部品のことです。コネクタは、様々な電子機器や自動車などの内部に組み込まれています。
一般的には、オスと呼ばれるプラグ側と、メスと呼ばれるレセプタクル側の２つの部分から構成されています。これらが対となって、電気信号をつなぐ、切り離すといった動作を可能にします。
コネクタの構成
コネクタを構成する部品は、金属部分と、それ以外の部分に分類されます。金属部分は、電気信号を通す役割を担います。それ以外の部分は、樹脂やプラスチックで作られており、金属部分を覆っています。
金属部分には、様々な種類があり、主に以下のような呼ばれ方をしております。
・端子
・ピン
・ターミナル
・コンタクト
コネクタの種類
コネクタには様々な種類があります。ここでは、過去に当サイトにてご紹介したコネクタ端子の一例をカテゴリ別にご紹介いたします。
連続端子
連続端子とは、順送プレス後に切断されずに母材に繋がれた状態の端子です。リールに巻かれたフープ材が順送プレスに入り、プレス工程を経たのちにそれぞれの端子に打ち抜かれます。連続端子は端子が個片に切断されずに残っている状態のものを指しており、その後の工程で自動機を含めた生産に活用されます。
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圧着端子
圧着端子は、電線やケーブルを接続するための一種の接続部品で、英語では”crimp terminal”と呼ばれます。通常、圧着工具を使用して端子の金属部分を圧縮し、電線と接続します。圧着端子は電子機器の基板やコネクタ、自動車の配線や電装部品の接続など、さまざまな分野で使用されます。圧着端子には、バレル形状によってクローズドバレル端子とオープンバレル端子があります。
プレスフィット端子
プレスフィット端子は、プレスフィットピンやプレスフィットコネクタとも呼ばれ、プリント基盤にある基準穴と副基準穴に圧入し、プレスフィット部の弾性変形によって発生する復元力によって接触通電を可能にしている端子のことです。
また、プレスフィット端子の形状はニードルアイ形状のものが多くあり、その他にもU型、H型、M型など様々な形状が存在します。
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高耐熱コネクタ
高耐熱コネクタは、高温環境下での使用に耐えるために設計されたコネクタです。高耐熱コネクタは、コネクタの種類や用途に応じて、高耐熱コネクタの定義や仕様、その耐熱性は大きく異なります。
例えば、ヒータや加熱炉など、200℃以上の高温環境で使用されるコネクタでは、セラミック系絶縁材や耐熱性の高いプラスチック（PEEKなど）が使用され、金属部分にはステンレスなどの高耐熱合金が採用されます。
一方、汎用機内配線用のコネクタでは、60℃定格が標準となり、80℃や105℃の製品が「高耐熱」として扱われます。これらは「ナイロンコネクタ」とも呼ばれ、旧来の材料をベースにした設計が多いです。このように、コネクタの種類によって耐熱性の基準が大きく異なります。
機器内で使用される基板接続用のコネクタでは、通常80℃が汎用的な定格温度ですが、より高い耐熱性が求められるようになり、125℃対応品が「高耐熱コネクタ」として扱われることが一般的です。特に車載部品や電子機器の高機能化に伴う発熱の増加に対応するため、125℃対応のコネクタは今後さらに需要が高まると考えられます。
また高耐熱コネクタは、連続使用温度が高いものが一般的ですが、実装プロセスなどで短期間に高温にさらされることもあります。そのため、短期耐熱と長期耐熱の双方に対する耐性が求められます。
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0.64コネクタ端子
0.64㎜という数字ですが、非常にキリの悪い数字に感じるかもしれません。しかしこれは、海外規格によるものであり、それを変換した結果になります。
自動車向けでは海外規格でインチのものが採用されているため、日本での製造の際はミリに変換をして考えなくてはなりません。コネクタの0.64㎜というのは0.25インチ（１／４インチ）を意味するもので、実際に計算してみると 0.25 inch ≒ 0.64mm となることがわかります。
そのため、インチを基準としたサイズの0.64㎜の規格が良く見られます。一般的には1.0㎜以下の板厚が薄板とされているので、板厚0.64㎜のコネクタは薄板プレスによる製品と言えます。
プレスメーカーにコネクタ端子の受託加工を依頼するポイント
コネクタ端子は、電子機器や自動車など、様々な製品に欠かせない部品です。高精度かつ複雑な形状のものが多く、薄板プレス加工には高度な技術が求められます。コネクタ端子の受託加工をプレスメーカーに依頼する際は、以下のポイントを参考に、最適なパートナーを選定する必要があります。
1. プレスメーカーの技術力
コネクタ端子の加工には、高度な薄板プレス加工技術が求められます。プレスメーカーの技術力を評価する際は、薄板プレス加工、精密プレス加工、金型設計・製作技術、材料知識など、多角的な視点から検討する必要があります。
特に、薄板プレス加工技術においては、0.1mm以下の薄板を扱えるか、微細な加工に対応できるかを確認する必要があります。コネクタ端子は、高い精度が求められるため、メーカーの保有する設備や品質管理体制を確認し、要求精度を満たせるかを確認する必要があります。
また高精度なコネクタ端子を製作するには、高品質な金型が不可欠です。金型設計・製作の技術力も重要な選定基準となります。
そしてコネクタ端子には、様々な材料が使用されます。メーカーが、使用する材料の特性を理解し、適切な加工方法を選択できるかを確認する必要があります。
2. コネクタの種類と加工実績
圧着端子、プレスフィット端子、連続端子など、コネクタ端子には様々な種類があります。またコネクタ端子の形状は、単純なものから複雑なものまで様々で、非常に小さなものから大きなものまであります。そのため依頼予定のプレスメーカーが、依頼するコネクタの種類の加工実績を持っているか、依頼するコネクタ端子の寸法の加工に対応できるかを確認する必要があります。
3. 品質管理体制
コネクタ端子は、高い品質が求められる部品です。この品質を保証してもらえるかどうか、メーカーの品質保証体制、検査体制、トレーサビリティなどを確認する必要があります。品質については、寸法精度、外観、材質などを検査する体制が整っているか、サプライチェーンとしては、材料の調達から加工、出荷までのトレーサビリティを確保しているかを確認する必要があります。
4. 納期・コスト
納期とコストは、調達時に重要なメーカーの選定基準です。必要な納期に対応できるか、競争力のある価格を提示してもらえるかを確認する必要があります。
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5. コミュニケーション
プレスメーカーとのコミュニケーションは、受託加工が上手くいくかどうかの重要な要素です。大抵の場合は、受託加工を依頼する際のコミュニケーションロスが品質不良等の結果を招いてしまいます。
そのため、プレスメーカーが、技術的な相談に的確に回答してくれるか、加工状況や品質に関する情報を、適切に共有してくれるかを確認する必要があります。
コネクタ端子の受託加工を成功させるためには、上記ポイントを踏まえ、信頼できるプレスメーカーを選定することが重要です。
続いて、コネクタ端子の加工において特に重要なプレス加工の技術力とプレス金型について解説いたします。
コネクタ端子を加工するための薄板プレス加工
コネクタ端子が使用される電子部品は、軽量化や省エネ化が求められています。その流れから、板厚0.03mm～1.0mm程度の薄い板厚のコネクタ端子部品の製造ニーズが日々高まっています。
しかし、板厚が薄くなればなるほど、バリ以上に反りが大きく影響してしまい、安定した継続精度で加工することが困難となります。
プレス加工品に反りが発生してしまうと、特に板厚の薄い部品の場合は、製品としての使用自体が困難となります。そのため、特に加工を金型内で繰り返す順送プレス加工の場合は、製品の反り発生を抑えながら加工を行うための、金型や加工条件への工夫が必要となります。
コネクタ用プレス金型の製作におけるポイントとは？
コネクタ端子部品をプレス加工するための金型では、下記の様な点が製作におけるポイントとしてあげられます。
金型部品の精度
コネクタ用プレス金型は非常に高い精度が求められます。金型部品の寸法や形状が微細なため、高い精度で製造することが必要不可欠となります。また、金型部品同士の組み合わせ精度や摩耗寿命なども考慮する必要があります。
金型部品を作るための工作機械
コネクタなどの高い精度が求められる金型部品を製造する際は、加工精度を実現するための工作機械が必要とあります。加工後には、必ず測定を行い、自動画像測定器などの検査機器によって精度を確認することが重要です。
金型設計
金型設計は、金型部品の精度や性能に大きく影響します。そのため、金型設計の際は、金型構造や加工順序、材料の特性などを考慮して、最適な設計を行う必要があります。また、表面処理の方法なども、金型部品の性能に影響するため、慎重に設計を行う必要があります。
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。
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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。
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。
当社による薄板プレス加工・順送金型の特徴は、主に下記の通りです。
様々な薄板プレス製品の加工実績
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。
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＞＞高耐熱コネクタとは？高耐熱コネクタに求められる機能とプレス加工技術について解説！
幅広い薄板プレス加工への対応力
上記のような様々な製品の薄板プレス加工に対応するには、薄板プレス加工のノウハウが求められます。特に順送金型を用いた量産前試作から量産段階での薄板プレス加工では、大量生産を前提とした中で、品質とコストのバランスを取った薄板プレス加工の技術が必要となります。詳細は下記をご覧ください。
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薄板プレス加工のトラブル解決力
順送金型による薄板プレス加工では、バリや反り、カス上がり、打痕などのプレス加工特有の問題も多く発生します。しかし当社では、量産前試作段階での品質・機能確認のための薄板プレス加工品を数多く製作してきた実績をもとに、薄板プレス加工におけるトラブル解決力を磨いてきました。詳細は下記をご覧ください。
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お客様から選ばれ続けるサービス対応力と安心感
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コネクタ 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。
試作プレスフィット端子
こちらは自動車業界で使用されるC7025-TM03製のプレスフィット端子です。板厚は0.64mm、ピッチは2.2mmで、試作順送金型にて製造いたしました。
プレスフィット端子は、穴部分の抜き加工が最も難易度が高くなります。こちらのプレスフィット端子についても、板厚0.64mmに対して、幅0.3mmの薄肉へ行う抜き加工で、プレスフィット部の断面対角寸法公差は±0.03mm、さらにプレスフィット部のスリット抜きについては0.5t以下という、高難易度の薄板プレス加工品でした。
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。
C5210RHQ-XSH製 曲げR付き圧着端子
こちらは、リン青銅（C5210RHQ-XSH）製の圧着端子です。板厚は0.15mm、ピッチは5mmで、量産順送金型にて製造いたしました。
このリン青銅は、非常に硬い材料として知られており、クラックが起きやすい点がお客様としても課題認識されていました。しかし当社では、曲げ工程に工夫を凝らすことで、クラックの発生を防ぐことに成功いたしました。
また曲げR部分は板厚の1/2である0.075mmとなり、非常に精度も求められる難易度の高いプレス加工品でした。
車載向け2段丸め加工コネクタ用端子部品
こちらは、銅合金（MZC1R-H）製の車載用コネクタ部品です。板厚は0.35mm、ピッチは16.5mmで、量産順送金型にて製造いたしました。
写真の通り2段で行った丸め加工です。丸め公差は±0.025mmで、同軸精度は0.05mmという高精度プレス加工品です。
3回折り返し曲げコネクタ用端子
こちらは、車載用部品として使用される、リン青銅（C5210R）製の3回折り返し曲げコネクタ用端子です。
3回の折り返し曲げ加工を順送プレス加工にて行っています。この寸法公差が±0.1mmとなり、さらに上面と底面の平行度が0.05、対称度も0.16という高精度なコネクタ用端子部品です。
コルソン合金製 Box曲げ試作コネクタ端子
こちらの端子は、U曲げ部からバネ形状があり、その先にBOX形状が繋がっている複雑形状製品です。
薄板プレス加工センターは独自の試作順送プレス金型用の標準ベースを、多彩なバリエーションで取り揃えています。そのため、加工ステージ数が40程必要な製品であっても、他社よりも低コストでの製作が可能です。
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コネクタの試作順送プレス加工のことなら、薄板プレス加工センターまで！
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。
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