特許第6293350号(P6293350)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6293350
(24)【登録日】2018年2月23日
(45)【発行日】2018年3月14日
(54)【発明の名称】アイレットの製造方法
(51)【国際特許分類】
   B21D 28/00 20060101AFI20180305BHJP
   B21D 28/02 20060101ALI20180305BHJP
   B21D 28/16 20060101ALN20180305BHJP
【FI】
   B21D28/00 B
   B21D28/02 A
   !B21D28/16
【請求項の数】4
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2017-232161(P2017-232161)
(22)【出願日】2017年12月1日
【審査請求日】2017年12月21日
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000190688
【氏名又は名称】新光電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 顕久
【審査官】 塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2009/041217(WO,A1)
【文献】 国際公開第2015/113746(WO,A1)
【文献】 特開平8−10865(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B21D 28/00−28/36
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
板状の金属部材を準備し、前記金属部材を打ち抜いて一次加工品を形成する一次加工工程と、
前記一次加工品の外周部分をシェービングにより除去して二次加工品を形成する二次加工工程と、を有するアイレットの製造方法であって、
前記一次加工工程では、前記一次加工品は、第1の外径を有する第1外径部と、前記第1の外径よりも大きな第2の外径を有する第2外径部と、前記第1外径部から前記第2外径部に向かって外径が漸増するテーパ部と、を同心的に有する形状に形成され、
前記二次加工工程では、前記第1外径部から前記第2外径部に向かって、前記テーパ部の傾斜面の途中よりも外周側を前記一次加工品の中心線に沿った方向に切断することを特徴とするアイレットの製造方法。
【請求項2】
前記一次加工工程において、前記第1外径部は円柱状に形成され、前記第2外径部は前記テーパ部とは反対側の面から前記テーパ部側に窪む凹部を有する円柱状に形成され、前記テーパ部は円錐台状に形成され、
前記二次加工工程では、前記一次加工品を前記凹部の底面を支持するように金型上に載置し、切断することを特徴とする請求項1に記載のアイレットの製造方法。
【請求項3】
前記一次加工工程において、前記第1外径部及び前記第2外径部は円柱状に形成され、前記テーパ部は円錐台状に形成され、
前記二次加工工程では、前記一次加工品を前記第2外径部の底面を支持するように金型上に載置し、切断することを特徴とする請求項1に記載のアイレットの製造方法。
【請求項4】
前記金属部材はステンレス鋼により形成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のアイレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アイレットの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、レーザダイオードを備えた発光装置において、金属製のアイレットが用いられている。このような発光装置において、アイレットは一般に円板状であり、アイレット上にはレーザダイオードが搭載され、必要に応じヒートシンク等が設けられる。又、アイレットと絶縁され、レーザダイオードと電気的に接続されるリードが設けられる。アイレットは、発光装置以外の製品に用いられる場合もある。
【0003】
アイレットを製造するには、例えば、板状の金属部材を準備し、金属部材を打ち抜いて一次加工品を形成し、更に一次加工品の外周部分をシェービングにより除去して二次加工品を形成する。又、必要に応じて貫通孔の形成等を行う。
【0004】
上記のアイレットの製造方法では、一次加工品は、加工前の金属部材よりも小径の円板状の部分を有するように形成する。そして、小径の円板状の部分を上面の外周部から上面と垂直な方向にシェービングして二次加工品を形成する。二次加工品であるアイレットの外周面には、せん断面と破断面が形成されるが、アイレットの外周面に接合されるキャップ等の部材との接合信頼性を向上するためには、せん断面を長くすることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第2015/113746号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記のアイレットの製造方法では、二次加工品を形成する際の応力が引っ張り方向にかかりやすいため、二次加工品の外周面が破断面になりやすく、せん断面を長くすることが困難である。
【0007】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、外周面のせん断面を長くすることが可能なアイレットの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本アイレットの製造方法は、板状の金属部材を準備し、前記金属部材を打ち抜いて一次加工品を形成する一次加工工程と、前記一次加工品の外周部分をシェービングにより除去して二次加工品を形成する二次加工工程と、を有するアイレットの製造方法であって、前記一次加工工程では、前記一次加工品は、第1の外径を有する第1外径部と、前記第1の外径よりも大きな第2の外径を有する第2外径部と、前記第1外径部から前記第2外径部に向かって外径が漸増するテーパ部と、を同心的に有する形状に形成され、前記二次加工工程では、前記第1外径部から前記第2外径部に向かって、前記テーパ部の傾斜面の途中よりも外周側を前記一次加工品の中心線に沿った方向に切断することを要件とする。
【発明の効果】
【0009】
開示の技術によれば、外周面のせん断面を長くすることが可能なアイレットの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】第1の実施の形態に係るアイレットを例示する図である。
図2】第1の実施の形態に係るアイレットの製造工程を例示する図(その1)である。
図3】第1の実施の形態に係るアイレットの製造工程を例示する図(その2)である。
図4】比較例に係るアイレットの製造工程を例示する図(その1)である。
図5】比較例に係るアイレットの製造工程を例示する図(その2)である。
図6】第1の実施の形態の変形例1に係るアイレットの製造工程を例示する図(その1)である。
図7】第1の実施の形態の変形例1に係るアイレットの製造工程を例示する図(その2)である。
図8】第2の実施の形態に係る発光装置を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【0012】
〈第1の実施の形態〉
[第1の実施の形態に係るアイレットの構造]
まず、第1の実施の形態に係るアイレットの構造について説明する。図1は、第1の実施の形態に係るアイレットを例示する図であり、図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のA−A線に沿う断面図である。
【0013】
図1を参照するに、第1の実施の形態に係るアイレット10は、円板状の部材であり、大径部11と、小径部12と、テーパ部13と、テーパ部14とを有している。大径部11の一方の側にテーパ部13、小径部12が順次位置し、大径部11の他方の側にテーパ部14が位置している。大径部11と、小径部12と、テーパ部13及び14は、例えば、同心的に形成することができる。アイレット10には、アイレット10を厚さ方向に貫通する貫通孔を設けても構わない。
【0014】
なお、本願において、円板状とは、平面形状が略円形で所定の厚さを有するものを指す。直径に対する厚さの大小は問わない。又、部分的に凹部や凸部等が形成されているものも含むものとする。
【0015】
アイレット10の最大外径(大径部11の直径)は、特に制限がなく、目的に応じて適宜決定できるが、例えば、φ5.6mm程度とすることができる。アイレット10の厚さは、特に制限がなく、目的に応じて適宜決定できるが、例えば、1.0〜5.0mm程度とすることができる。
【0016】
アイレット10は、例えば、コバール(鉄にニッケル、コバルトを配合した合金)、鉄、鉄−ニッケル合金、SUS(ステンレス鋼)等の金属材料から形成することができる。アイレット10の表面にめっきを施してもよい。
【0017】
アイレット10において、大径部11と小径部12とテーパ部13の外周面はせん断面であり、テーパ部14の外周面は破断面である。ここで、せん断面とは、プレス用金型の刃先により打ち抜かれて切断される平滑な面であり、ほぼ設計寸法通りの径が得られる。又、破断面とは、プレス用金型の刃先により押し込まれた材料で引きちぎるように切断される粗い面であり、設計寸法通りの径は得られない。
【0018】
アイレット10の外周面には、例えば、レーザを用いた溶接等によりキャップ(後述)が接合されるが、その際に、せん断面が長い方がアイレットの平滑な面とキャップとの接触面積が増えるため、両者の接合信頼性が向上する。そのため、アイレット10では、外周面において、せん断面ができるだけ長くなるように製造方法が工夫されている。
【0019】
[第1の実施の形態に係るアイレットの製造方法]
次に、第1の実施の形態に係るアイレットの製造方法について説明する。図2及び図3は、第1の実施の形態に係るアイレットの製造工程を例示する図である。
【0020】
図2に示す工程は、板状(例えば、円板状)の金属部材100を準備し、金属部材100を打ち抜いて一次加工品100Aを形成する一次加工工程である。
【0021】
まず、矢印Bの上側に示すように、コバール、鉄、鉄−ニッケル合金、SUS等の金属材料から形成された板状(例えば、円板状)の金属部材100を準備し、下金型であるダイ510の上面に金属部材100を載置する。ダイ510は円柱状であり金属部材100よりも小径であるため、金属部材100の外周部がダイ510から水平方向にはみでる。
【0022】
次に、矢印Bの下側に示すように、上金型であるポンチ520を矢印A方向に下降させ、ダイ510の上面に載置された金属部材100を加圧(プレス)する。なお、矢印A方向は、金属部材100の中心線に沿った方向(金属部材100が水平に載置されていれば垂直方向)である。
【0023】
ポンチ520は、円柱状の開口部520xと、円錐の一部をなすテーパ状の開口部520yとを有している。開口部520xと開口部520yとは同心的に形成されて連通している。開口部520yの最大内径(最下部の内径)は、金属部材100の外径よりも小さい。
【0024】
上記のような形状のダイ510及びポンチ520により金属部材100を打ち抜くと(ハーフカット)、矢印Bの下側に示すように、一次加工品100Aが形成される。一次加工品100Aは、第1の外径を有する円柱状の小径部12と、第1の外径よりも大きな第2の外径を有する円柱状の大径部150と、小径部12から大径部150に向かって外径が漸増する円錐台状のテーパ部130とを同心的に有する形状に形成される。又、大径部150には、テーパ部130とは反対側の面からテーパ部130側に窪む円柱状の凹部160が形成される。
【0025】
次に、図3に示す工程は、一次加工品100Aの外周部分をシェービングにより除去して二次加工品を形成する二次加工工程(不要な部分を除去するトリミング工程)である。
【0026】
まず、矢印Bの上側に示すように、図2の工程が終了した一次加工品100Aを、凹部160の底面を支持するように下金型である円柱状のポンチ550上に載置する。ポンチ550の外径は凹部160の内径よりも小さいため、ポンチ550の側壁と凹部160の内壁との間にはクリアランスが存在する。
【0027】
次に、矢印Bの下側に示すように、上金型であるダイ560を矢印A方向に下降させ、ポンチ550の上面に配置された一次加工品100Aを加圧(プレス)する。なお、矢印A方向は、一次加工品100Aの中心線に沿った方向(一次加工品100Aが水平に載置されていれば垂直方向)である。
【0028】
ダイ560は、円柱状の開口部560xを有している。開口部560xの内径は、小径部12の外径よりも大きく、大径部150の外形よりも小さい。ダイ560が矢印A方向に下降すると、開口部560xの下端側の外縁部はテーパ部130の傾斜面の途中と接する。
【0029】
上記のような形状のポンチ550及びダイ560を用い、ダイ560を矢印A方向に下降させると、矢印Bの下側に示すように、一次加工品100Aには、大径部11と、小径部12と、テーパ部13と、大径部150と、凹部160とが形成される。大径部11及びテーパ部13は、テーパ部130の傾斜面の途中よりも外周側を矢印Aに沿った方向に切断(シェービング)して形成されたものである。
【0030】
矢印Bの下側の状態から更にダイ560を矢印A方向に下降させることで、テーパ部130の傾斜面の途中よりも外周側に位置する大径部150及び凹部160が矢印A方向に沿って、引きちぎるように切断されてテーパ部14(図1参照)が形成される。これにより、図1に示すアイレット10が完成する。完成したアイレット10において、大径部11と小径部12とテーパ部13の外周面はせん断面となり、テーパ部14の外周面は破断面となる。
【0031】
図4及び図5は、比較例に係るアイレットの製造工程を例示する図である。図4に示す工程は、一次加工工程であるが、図2とは異なり、円柱状の開口部620xのみを有するポンチ620と、図2と同様のダイ510を用いて金属部材100を成型する。開口部620xの内径は、金属部材100の外形よりも小さい。
【0032】
図4において、矢印Bの下側に示すように、上金型であるポンチ620を矢印A方向に下降させ、ダイ510の上面に配置された金属部材100を加圧することにより、一次加工品100Bには、小径部120Aと、小径部120Aよりも外径が大きい大径部150と、凹部160が形成され、テーパ部は形成されない。
【0033】
次に、図5に示す工程は、二次加工工程であり、図3に示す工程と原則的に同じである。但し、加工対象である一次加工品100Bの形状が異なる。開口部560xの内径は、小径部120Aの外形よりも小さい。
【0034】
矢印Bの下側に示すように、上金型であるダイ560を矢印A方向に下降させ、ポンチ550の上面に配置された一次加工品100Bを加圧すると、円柱状の小径部120Aの外周側が上面125からシェービングされ、円柱状の小径部120Bが形成される。矢印Bの下側の状態から更にダイ560を矢印A方向に下降させることで、小径部120Bの所定の径よりも外周側に位置する大径部150及び凹部160が矢印A方向に沿って、引きちぎるように切断され、比較例に係るアイレットが完成する。
【0035】
せん断面を長くするためには、シェービング開始時には削り代(二次加工工程で除去される部分)が少ない方が良いが、削り代が少ないと、比較例のように削り代が常に一定である場合には、シェービングが終わりに近づいたときにシェービングが不安定になる。その結果、シェービングの終わりの方では、せん断面が形成できない。
【0036】
これに対して、本実施の形態に係るアイレットの製造方法では、比較例に係るアイレットの製造方法とは異なり、図2に示す一次加工工程で打ち抜きにより金属部材100にテーパ部130を形成する。そして、図3に示す二次加工工程で、テーパ部130の傾斜面の途中よりも外周側を一次加工品100Aの中心線に沿った方向に切断する。
【0037】
本実施の形態に係るアイレットの製造方法では、テーパ部130の傾斜面の削り始めの位置では削り代が小さいため好適なシェービングが可能となり、削り代が徐々に大きくなるため、シェービングが終わりに近づいてもシェービングが不安定にならず、最後まで安定的なシェービングが可能になる。その結果、比較例よりも、せん断面を長くすることができる。又、最後まで安定的なシェービングが可能になるため、バリの発生を少なくすることができる。
【0038】
アイレット10の材料としてSUSを用いる場合、SUSは鉄等に比べて、せん断面を長くすることが困難である。そのため、アイレット10の材料としてSUSを用いる場合、せん断面を長くできる点で、本実施の形態に係る製造方法が特に有効である。
【0039】
なお、一次加工工程と二次加工工程との間に、一次加工品に打ち抜きにより貫通孔を形成する工程等を追加しても構わない。
【0040】
〈第1の実施の形態の変形例1〉
第1の実施の形態の変形例1では、第1の実施の形態とは異なるアイレットの製造方法の例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【0041】
図6及び図7は、第1の実施の形態の変形例1に係るアイレットの製造工程を例示する図である。
【0042】
図6に示す工程は、板状(例えば、円板状)の金属部材100を準備し、金属部材100を打ち抜いて一次加工品100Cを形成する一次加工工程であり、ダイ510がダイ530に置換された点が図2とは異なる。ダイ530は円柱状であり金属部材100よりも大径であるため、ダイ530の上面の外周部が金属部材100の周囲に露出する。
【0043】
上記のような形状のダイ530及びポンチ520により金属部材100を打ち抜くと、矢印Bの下側に示すように、一次加工品100Cが形成される。一次加工品100Cは、第1の外径を有する円柱状の小径部12と、第1の外径よりも大きな第2の外径を有する円柱状の大径部150と、小径部12から大径部150に向かって外径が漸増する円錐台状のテーパ部130とを同心的に有する形状に形成される。なお、一次加工品100Cには、図2に示すような凹部160は形成されない。
【0044】
次に、図7に示す工程は、一次加工品100Cの外周部分をシェービングにより除去して二次加工品を形成する二次加工工程(不要な部分を除去するトリミング工程)である。図7に示す工程は、図3に示す工程と原則的に同じであるが、矢印Bの上側に示すように、加工対象が一次加工品100Aから一次加工品100Cに代わっている。
【0045】
一次加工品100Cを大径部150の底面を支持するようにポンチ550上に載置し、矢印Bの下側に示すように、ダイ560が矢印A方向に下降すると、開口部560xの下端側の外縁部はテーパ部130の傾斜面の途中と接する。これにより、図3と同様に一次加工品100Cには、大径部11と、小径部12と、テーパ部13と、大径部150とが形成される。
【0046】
矢印Bの下側の状態から更にダイ560を矢印A方向に下降させることで、テーパ部130の傾斜面の途中よりも外周側に位置する大径部150が矢印A方向に沿って、引きちぎるように切断されてテーパ部14(図1参照)が形成される。これにより、図1に示すアイレット10が完成する。完成したアイレット10において、大径部11と小径部12とテーパ部13の外周面はせん断面となり、テーパ部14の外周面は破断面となる。
【0047】
このように、一次加工工程で、金属部材100よりも大径のダイ530を用いてもよい。この場合には、一次加工工程における加工荷重が大きくなるが、一次加工品100Cの大径部150の厚さを一次加工品100Aの大径部150よりも薄くできる。その結果、二次加工工程における大径部150の除去が容易となるため、破断面がより小さくなり、せん断面をより長くすることができる。
【0048】
なお、第1の実施の形態に係る一次加工品100Aでは、大径部150の厚さが一次加工品100Cよりも厚くなるものの、一次加工工程における加工荷重が小さく、加工が容易である点で好適である。
【0049】
〈第2の実施の形態〉
第2の実施の形態では、第1の実施の形態に係るアイレットを用いた発光装置の例を示す。なお、第2の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【0050】
図8は、第2の実施の形態に係る発光装置を例示する図であり、図8(a)は平面図、図8(b)は図8(a)のB−B線に沿う断面図である。
【0051】
図8を参照するに、発光装置1は、アイレット10と、発光素子20と、リード30と、封止部40と、金属線50と、キャップ60と、透明部材70とを有する。発光装置1は、例えば、光ディスク装置や光通信装置等に用いることができる。なお、図8(a)において、キャップ60及び透明部材70の図示は省略されている。
【0052】
発光素子20は、例えば、波長が780nmの半導体レーザチップであり、アイレット10の上面にアイレット10と絶縁された状態で搭載されている。
【0053】
リード30は、第1リード31と、第2リード32と、第3リード33とを有する。第1リード31及び第3リード33は、アイレット10を厚さ方向に貫通する貫通孔10xに、長手方向を厚さ方向に向けて挿入され、周囲を封止部40に封止されている。第1リード31及び第3リード33の一部は、アイレット10の下面から下側に突出している。第1リード31及び第3リード33のアイレット10の下面からの突出量は、例えば、6〜7mm程度とすることができる。
【0054】
第1リード31及び第3リード33は、例えば、コバール、鉄−ニッケル合金等の金属から構成されており、封止部40は、例えば、ガラス材等の絶縁材料から構成されている。第1リード31及び第3リード33は、発光素子20と電気的に接続されている。発光装置1に受光素子も搭載する場合には、受光素子と電気的に接続されるリードを有してもよい。又、発光素子や受光素子と接続されるリードの数を更に増やしてもよい。
【0055】
第2リード32は、長手方向を厚さ方向に向けてアイレット10の下面から下側に突出するように、アイレット10の下面に溶接等により接合されている。第2リード32は、例えば、コバール、鉄−ニッケル合金等の金属から構成されており、例えば、接地用として用いられる。なお、第2リード32はアイレット10と導通するように接合されており、第2リード32が接地されるとアイレット10も接地される。
【0056】
発光素子20の電極(図示せず)は、金線や銅線等の金属線50により第1リード31及び第3リード33の上端側と接続されている。発光素子20の電極と第1リード31及び第3リード33とは、例えば、ワイヤボンディングにより接続することができる。
【0057】
キャップ60は、例えば、鉄や銅等の金属から形成され、平面視において略中央部に透明部材70(窓)が設けられている。透明部材70は、例えば、ガラス等から形成され、低融点ガラス等からなる接着剤(図示せず)によりキャップ60に接着されている。キャップ60は、例えば溶接等により、アイレット10の大径部11の外周面に接合されており、発光素子20を気密封止している。発光素子20から出射された光は、透明部材70を透過して出射される。
【0058】
このように、発光装置1では、アイレット10の大径部11の外周面に溶接等によりキャップ60が接合される。アイレット10は、第1の実施の形態又はその変形例1で示した製造方法により製造されているため、大径部11の外周面は比較的長いせん断面である。そのため、アイレットの平滑な面とキャップ60との接触面積が増えるため、両者の接合信頼性を向上することができる。
【0059】
以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0060】
例えば、第2の実施の形態ではアイレット10を発光装置1に用いる例を示したが、これには限定されず、アイレット10は各種センサやインフレータ等に用いても構わない。
【符号の説明】
【0061】
1 発光装置
10 アイレット
11 大径部
12 小径部
13、14 テーパ部
20 発光素子
30 リード
31 第1リード
32 第2リード
33 第3リード
40 封止部
50 金属線
60 キャップ
70 透明部材
100 金属部材
100A、100B、100C 一次加工品
【要約】
【課題】外周面のせん断面を長くすることが可能なアイレットの製造方法を提供すること。
【解決手段】本アイレットの製造方法は、板状の金属部材を準備し、前記金属部材を打ち抜いて一次加工品を形成する一次加工工程と、前記一次加工品の外周部分をシェービングにより除去して二次加工品を形成する二次加工工程と、を有するアイレットの製造方法であって、前記一次加工工程では、前記一次加工品は、第1の外径を有する第1外径部と、前記第1の外径よりも大きな第2の外径を有する第2外径部と、前記第1外径部から前記第2外径部に向かって外径が漸増するテーパ部と、を同心的に有する形状に形成され、前記二次加工工程では、前記第1外径部から前記第2外径部に向かって、前記テーパ部の傾斜面の途中よりも外周側を前記一次加工品の中心線に沿った方向に切断する。
【選択図】図3
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図2
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図8