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JP4839492B2 - コネクタの製造方法 - Google Patents

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JP4839492B2
JP4839492B2 JP2009520237A JP2009520237A JP4839492B2 JP 4839492 B2 JP4839492 B2 JP 4839492B2 JP 2009520237 A JP2009520237 A JP 2009520237A JP 2009520237 A JP2009520237 A JP 2009520237A JP 4839492 B2 JP4839492 B2 JP 4839492B2
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Description

本発明は、コネクタの製造方法に関する。
従来より、コネクタ、例えば硬質なプリント配線基板と軟質なフレキシブルプリント配線基板とを互いに接続するコネクタとして、例えば特開2004−55463号公報にあるようなコネクタが知られている。この種のコネクタは、ソケットとヘッダとから構成されている。ソケットは、樹脂製のソケットボディと金属製のソケットコンタクトとから構成される。ヘッダは、樹脂製のヘッダボディと金属製のヘッダコンタクトとから構成される。この種のコネクタは、各コンタクト同士の間隔(ピッチ)が0.4mm程度と非常に狭く、さらにソケットとヘッダとを接続した際の高さが0.9mm程度と非常に低いものとなっている。
一方、樹脂材料と金属材料とからなるコネクタの製造方法としては、一般にボディの成形の際にコンタクトをインサート成形することが行われている。例えば、特開2004−55463号公報に開示されたコネクタにおけるヘッダは、ヘッダコンタクトとヘッダボディとをインサート成形することにより製造されている。
しかしながら、各コンタクト間のピッチが狭いコネクタの場合は、成形を行う金型内に複数のコンタクト群を位置決めすることが困難であったため、コネクタの生産速度を上げることが困難であった。そこで、従来は、この種のコネクタの製造方法として、図11(a)乃至(c)に示すように、長尺の金属板80からコンタクト81を打ち抜いて形成する際に、各コンタクト81間のピッチをコネクタにおけるコンタクトのピッチと同一のピッチとして、各コンタクト81を金属キャリア82で一体としたコンタクト群を用いて、インサート成形を行う方法が用いられている。このような従来のコネクタの製造方法は、金属キャリア82に連結されているコンタクト81群の内、コネクタに用いられるコンタクト81aはそのまま金属キャリアに残し、各コネクタ同士の間の部分に位置するコンタクト81bは切断されて廃棄されていた。
また、このようなコンタクトは、通常金メッキ等の高価なメッキが施されることが通例である。本来であれば、上記のように予め廃棄されることがわかっているコンタクト81bにはメッキをする必要がないので、不要なコンタクト81bを切断した後に各コンタクトにメッキを施せばよいと考えられる。しかしながら、不要部分を切断した後は各コンタクト81間の間隔が異なる状態となるため、このような状態でメッキを施した場合、メッキにムラが生じてしまうという不都合があった。そこで、従来は、このメッキムラを防止するために、不要部分の切断を行わず、予め廃棄されることがわかっているコンタクトにもメッキを施すという方法を行っていた。しかしながら、このような方法では高価なメッキ部分も無駄になるため、結果的に製品としてのコネクタのコストが上昇するという不都合があった。
本発明は、コネクタの製造方法の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、コネクタの生産速度を上げることができると共に、コンタクトの無駄なく使用できるコネクタの生産方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のコネクタの製造方法は、樹脂製のボディと、前記ボディに設けられたコンタクト取付部に所定間隔で複数並列に固定された金属製のコンタクトとを備えたコネクタの製造方法であって、前記ボディは、1次成形工程と2次成形工程とに分けて成形が行われ、前記コンタクトは、前記コンタクト取付部に固定される際の数及び間隔と同一の数及び間隔で複数並列に金属キャリアに連結された状態で供給され、前記1次成形工程では、複数のボディ基部と、前記ボディ基部の近傍に前記コンタクトが前記ボディ基部の所定位置に配置されるように前記金属キャリアを仮止めするコンタクト仮止め部を有する樹脂キャリアとが一体に成形され、前記2次成形工程に先立って前記樹脂キャリアの前記コンタクト仮止め部に前記金属キャリアを仮止めすることにより前記コンタクトを前記ボディ基部の所定位置に配置させる位置決め工程を備え、前記2次成形工程では、前記位置決め工程により位置決めされた前記ボディ基部と前記コンタクトとを2次成形金型のキャビティ内に位置決めし、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出することにより前記ボディ基部と一体となって前記ボディとなるボディ固着部を成形することを特徴とする。
本発明のコネクタの製造方法においては、前記ボディは1次成形工程と2次成形工程とに分けて成形が行われる。また、前記1次成形工程では、前記ボディ基部と共に前記樹脂キャリアが成形される。そして、位置決め工程においては、前記樹脂キャリアの前記コンタクト仮止め部に前記金属キャリアを仮止めすることにより前記コンタクトを前記ボディ基部の所定位置に配置させる。そして、前記2次成形工程では、前記樹脂キャリアのコンタクト仮止め部で前記金属キャリアを仮止めした状態で2次成形金型内に載置する。このように、前記ボディ基部と一体に成形された前記樹脂キャリアのコンタクト仮止め部に前記金属キャリアを仮止めすることにより前記コンタクトが前記ボディ基部の所定位置に配置されるので、前記2次成形金型内で前記コンタクトを所定位置に載置する必要がない。このため、前記ボディ基部に前記コンタクトを組み付けるときは、組み付け装置により自動的に組み付ける場合であっても、人手により組み付ける場合であっても、前記2次成形金型が邪魔にならないため作業性がよい。
また、前記コンタクトは、前記コンタクト取付部に固定される際の数及び間隔と同一の数及び間隔で複数並列に金属キャリアに連結された状態で供給される。即ち、それぞれのコネクタに必要な数毎に前記金属キャリアに連結されて供給される。このため、金属板から前記コンタクトを打ち出し加工してメッキを行った後に、必要な数毎に前記金属キャリアを切断すればよいため、メッキ済みのコンタクトを廃棄する必要がない。
また、本発明のコネクタの製造方法においては、前記金属キャリアは前記樹脂キャリアのコンタクト仮止め部に向けて突出する係止爪を備え、前記樹脂キャリアのコンタクト仮止め部に前記係止爪が係止される被係止部を備え、前記位置決め工程において前記係止爪と前記被係止部とを係止させることが好ましい。このように、前記係止爪と前記被係止部とを設けることにより、前記金属キャリアを前記樹脂キャリアの所定位置に載置する際に作業が容易となり、正確な位置決めが可能となる。
また、本発明のコネクタの製造方法においては、前記金属キャリアは表裏を貫通する貫通孔を備え、前記樹脂キャリアは前記コンタクト仮止め部に前記金属キャリアの貫通孔に嵌合する嵌合突起を備え、前記位置決め工程において前記貫通孔と前記嵌合突起とを嵌合させることが好ましい。このように、前記貫通孔と前記嵌合突起とを設けた場合も、前記金属キャリアを前記樹脂キャリアの所定位置に載置する際に作業が容易となり、正確な位置決めが可能となる。
次に、本発明のコネクタ製造方法の実施形態の一例について、図1乃至図10を参照して説明する。図1は本実施形態の製造方法により製造されたコネクタを示す説明図である。図2は図1のコネクタ用ソケットのソケットボディ基部を示す説明図である。図3は図1のコネクタ用ソケットを示す説明図である。図4は本発明に用いられるコネクタ用ソケットのソケットコンタクトを示す説明図である。図5はコンタクト形成工程におけるコンタクトの状態をを示す説明図である。図6は1次成形工程における成形品を示す説明図である。図7は位置決め工程における各部材の状態を示す説明図である。図8は2次成形工程における2次成形金型の上型を示す底面図である。図9は2次成形工程における2次成形金型の下型を示す平面図である。図10は2次成形工程における成形品を示す説明図である。
本発明の製造方法により製造されるコネクタ1は、図1に示すソケット10とヘッダ40とから構成され、図示しないプリント配線基板とフレキシブル配線基板とを着脱自在に接続するものである。ここでは、このコネクタ1のソケット10を例にしてその製造方法の説明を行う。なお、図1における符号41は樹脂製のヘッダボディであり、符号60は金属製のヘッダコンタクトである。
ソケット10は、図1に示すように、樹脂製のソケットボディ11と、金属製のソケットコンタクト30とを備えている。ソケットボディ11は、図2及び図3に示すソケットボディ基部12と、図3に示すソケットボディ固着部13とから構成されている。このソケットボディ基部12とソケットボディ固着部13の素材は、共に同一の樹脂(本実施形態では液晶ポリマー)を用いている。また、ソケットボディ固着部13は、後述する1次成形工程で予め成形されたソケットボディ基部12に、位置決め工程でソケットコンタクト30がソケットボディ基部12に仮止めされ、2次成形工程において2次成形金型内でインサート成形が行われて成形されている。
ソケットボディ基部12は、図2(a)乃至(c)に示すように、全体として扁平な矩形状に形成されている。また、ソケットボディ基部12は、図2(d)に示すように、薄板状の底板部14と、この底板部14の中央部から起立する起立部15と、この起立部15から幅方向外方に突出する板状の規制部16とを有している。そして、この底板部14と起立部15と規制部16とにより囲まれた空間がソケットコンタクト30の逃げ溝17となっている。また、底板部14の幅方向外側には厚さ方向に貫通する係止孔18が設けられている。この係止孔18は、図2(f)に示すように、裏面側が長手方向に突出する被係止部19となっている。また、本実施形態では、ソケットボディ基部12の長手方向の側辺に、それぞれ12本のソケットコンタクト30が並設されるように、ソケットコンタクト位置決め溝20が設けられている。
ソケットボディ固着部13は、図3(d)乃至(f)に示すように、ソケットボディ基部12の周囲を囲んで厚さ方向に突出するように形成されている。そして、ソケットボディ固着部13の一部は、図3(a)及び(d)に示すように、ソケットコンタクト30の表面を被覆する被覆部21となっている。また、ソケットボディ固着部13は、図3(d)に示すように、ソケットコンタクト30と一体にインサート成形され、ソケットコンタクト30の一部を固着して保持するコンタクト取付部22を有している。また、ソケットボディ固着部13は、図3(f)に示すように、ソケットボディ基部12に設けられた被係止部19内に溶融樹脂が射出されて固化した係止部23を有している。また、ソケットボディ固着部13は、図3(a)及び(e)に示すように、ヘッダ40が装着される際にヘッダボディ41を案内して位置決めする案内壁24を有している。
ソケットコンタクト30は、図3(d)及び図4に示すように、ヘッダコンタクト60(図1参照)と接触する接触部31と、ソケットボディ固着部13のコンタクト取付部22に保持される被固着部32と、図示しない配線基板のランドに半田付けされる半田付け部33とを有している。接触部31は、図4(c)に示すように、側面視で略U字状に形成され、上端部31aが内側に突出するように加工されている。被固着部32は、図4(c)に示すように、略逆U字状に折り曲げられている。半田付け部33は、図4(c)に示すように、被固着部32からソケットボディ11の外方に突出するように折り曲げられている。
また、接触部31の先端側(ソケットボディ11の中心側)には、斜め下方に向けて延びる押圧部34が設けられている。この押圧部34の先端側は、図3(d)に示すように、ソケットボディ基部12の逃げ溝17内に延びており、その先端部がソケットボディ基部12の底板部14に接触している。また、半田付け部33は、図4(d)に示すように、軸方向から見た形状が8角形となるように角部が面取りされている。本実施形態においては、図3(a)における複数のソケットコンタクト30間のピッチは、0.4mmとなっている。また、ソケットコンタクト30の接触部31と半田付け部33の表面には金メッキが施されている。
ソケットコンタクト30は、ソケットボディ11に装着される前の段階では、図4(f)及び(g)に示すように板状の金属キャリア35に複数連結された状態となっている。本実施形態では、1個の金属キャリア35について12本のソケットコンタクト30が連結されている。これは、ソケットボディ11の側辺に配設されるソケットコンタクト30の数と同数である。また、各ソケットコンタクト30間の間隔は、完成品であるソケット10の各ソケットコンタクト30の間隔と同一となっている。また、図4(f)に示すように、金属キャリア35には、表裏を貫通する円形の貫通孔36がソケットコンタクト30の配列方向に6個設けられている。また、金属キャリア35には、図4(g)において下方に向けて突出する係合爪37がソケットコンタクト30の配列方向に6個設けられている。
次に、上記ソケット10の製造方法について、図5乃至図10を参照して説明する。ソケット10の製造方法は、ソケットコンタクト30を形成するソケットコンタクト形成工程と、ソケットボディ基部12を成形する1次成形工程と、ソケットボディ基部12にソケットコンタクト30を組み付ける組み付け工程と、組み付けられたソケットボディ基部12及びソケットコンタクト30を金型内に位置決め固定し、金型内に溶融樹脂を射出してソケットボディ固着部13を成形する2次成形工程と、2次成形がなされたソケット10から不要な部分を切断する切断工程とからなる。
ソケットコンタクト形成工程は、金属板38からソケットコンタクト30及び金属キャリア35を打ち抜くと共にソケットコンタクト30の形状をプレスにて形成するプレス工程と、ソケットコンタクト30の必要部分に金メッキを施すメッキ工程と、長尺のソケットコンタクト30群及び金属キャリア35から、所定単位のソケットコンタクト30群及び金属キャリア35を分断する分断工程とからなる。
まず、プレス工程では、図5(a)及び(b)に示すように、長尺の金属板38に打ち抜き加工を行い、ソケットコンタクト30となる部分と金属キャリア35となる部分とが連結された状態とする。複数のソケットコンタクト30は、図5(b)に示すように、それぞれの間隔がソケット10に組み込まれた際のそれぞれのソケットコンタクト30の間隔と同一となるように加工されている。本実施形態では、当該ソケットコンタクト30の間隔は0.4mmとなっている。次にプレス加工により、切り抜かれた部分がソケットコンタクト30の形状となるように曲げ加工を行う。
次に、メッキ工程において、ソケットコンタクト30の必要箇所に金メッキが施される。本実施形態においては、少なくともソケットコンタクト30の接触部31と半田付け部33にメッキが施されるようにメッキ加工を行う。本実施形態では、金属キャリア35にソケットコンタクト30が一定の間隔で保持されている状態で金メッキが行われるので、メッキムラを生じることなく均一なメッキ処理が行われる。
次に、図5(c)に示すように、金属キャリア35によって互いに接続された複数のソケットコンタクト30は、分断工程において図示しないカッターによって所定の数に分断される。本実施形態では、ソケット10には両側辺に1列ずつ、合計2列にソケットコンタクト30が配設されている。また、各列におけるソケットコンタクト30の本数は12本となっており、合計24本のソケットコンタクト30が配設されている。このため、本実施形態では、各列の本数に合わせて1つの金属キャリア35に12本のソケットコンタクト30が連結された状態となるように金属キャリア35を分断している。
次に、ソケットボディ基部12を成形する1次成形工程について説明する。1次成形工程では、1次成形金型(図示省略)に溶融樹脂を射出することにより、図6(a)及び(b)に示すソケットボディ基部12と樹脂キャリア25とを成形する。図6(b)は、図6(a)に示すソケットボディ基部12及び樹脂キャリア25の一点鎖線で囲んだ部分を拡大した一部拡大図である。樹脂キャリア25には、図6(a)及び(b)に示すように、位置決め工程において金属キャリア35が仮止めされるコンタクト仮止め部25aが、各ソケットボディ基部12の左右両側(図6においては上下)に一対ずつ設けられている。ソケットボディ基部12は、短手方向の両側面が1次ランナ25bによって樹脂キャリア25に連結された状態となっている。樹脂キャリア25に付されている符号25cは、ソケットコンタクト30金属キャリア35の貫通孔36が嵌合される位置決め突起である。この位置決め突起25cは、各ソケットボディ基部12の側方に対向するコンタクト仮止め部25aに2個ずつ配置されている。
また、符号25dは金属キャリア35の係合爪37が係合される係合孔である。この係合孔25dは、各ソケットボディ基部12の側方に各6個ずつ一対設けられている。また、符号25eは、樹脂キャリア25を後述する2次成形金型70の位置決めピン77に嵌合される2次嵌合孔25eである。この2次嵌合孔25eは、図6(a)において上方に9個、下方に8個設けられており、同図における左下端部には設けられていない。また、符号25fは、溶融樹脂が射出される1次ゲートの位置を示している。
次に、組み付け工程について説明する。この組み付け工程では、ソケットコンタクト形成工程において形成されたソケットコンタクト30及び金属キャリア35と、1次成形工程において成形されたソケットボディ基部12及び樹脂キャリア25とを組み付ける工程である。
この組み付け工程では、図7(b)に示すソケットボディ基部12のコンタクト仮止め部25aに金属キャリア35を仮止めする。このとき、コンタクト仮止め部25aに設けられた位置決め突起25cに金属キャリア35の貫通孔36を嵌合させ、且つ、コンタクト仮止め部25aの係合孔25dに金属キャリア35の係合爪37を係合させる。このように、コンタクト仮止め部25aに金属キャリア35を仮止めすることにより、ソケットボディ基部12に設けられたソケットコンタクト位置決め溝20にソケットコンタクト30が正しく位置決めされる。
次に、2次成形工程について説明する。この2次成形工程は、図8及び図9に示す2次成形金型70を用いて行われる。2次成形金型70は、図8に示す2次上型71と、図9に示す2次下型72とを備えている。図8に示すように、2次上型71には、ソケットボディ固着部13を成形するための樹脂をキャビティ73内に誘導する2次ランナ74が設けられている。この2次ランナ74は、図8においてキャビティ73の両側に2箇所ずつ設けられている。図8(b)における符号75は、ソケットボディ基部12と樹脂キャリア25とを連結する1次ランナ25bが嵌合される溝である。また、符号76は、2次成形金型70において溶融樹脂が射出される2次ゲートである。また、図9(b)における符号77は、樹脂キャリア25の2次嵌合孔25eを嵌合させるための位置決めピンである。
2次成形工程では、組み付け工程において組み付けられたソケットボディ基部12及びソケットコンタクト30を、樹脂キャリア25及び金属キャリア35と共に2次成形金型70内に位置決め固定する。このとき、樹脂キャリア25の2次嵌合孔25eを2次成形金型70の位置決めピン77に嵌合させる。これにより、樹脂キャリア25が2次成形金型70内の正確な位置に位置決めされる。また、ソケットボディ基部12及びソケットコンタクト30がキャビティ73内の正確な位置に位置決めされる。このとき、位置決めピン77は、図9(a)に示すように、樹脂キャリア25の2次嵌合孔25eと同様に図において左下端部には設けられていないので、樹脂キャリア25の位置決めを誤ることがない。
次に、2次上型71と2次下型72とを閉じてキャビティ73を形成し、このキャビティ73内に2次ゲート76から溶融樹脂を射出する。これにより、図10に示すように、ソケット10が樹脂キャリア25及び金属キャリア35に連結された状態で成形される。次に、図10の状態のソケット10、樹脂キャリア25及び金属キャリア35を、図10(b)の破線で示す箇所で切断する。これにより、図1及び図3に示すソケット10が形成される。
このように、本実施形態のコネクタの製造方法によれば、コンタクト形成工程において、従来のようにメッキを施したコンタクトを廃棄することなく、すべてのコンタクトを使用することができる。従って、従来のコネクタの製造方法に比べて、製造コストを削減することができる。
また、本実施形態のコネクタの製造方法によれば、1次成形工程においてソケットボディ基部12と共に樹脂キャリア25を成形しており、ソケットボディ基部12とソケットコンタクト30とを2次成形金型70内に載置する前に予めソケットボディ基部12とソケットコンタクト30とを組み付けておくことができる。従って、このソケットボディ基部12とソケットコンタクト30との組み付けを2次成形金型70の制約なしに行えるため、作業効率が向上する。これにより、当該組付を自動化する場合は、図示しない組み付け装置の設計についても2次成形金型70の型開きの大きさ等に左右されずに設計が行えるため、当該組み付け装置の設計が容易となる。また、当該組付を人の手作業により行う場合でも、2次成形金型70が邪魔にならないので、作業効率が向上する。
また、2次成形工程とは別個にソケットボディ基部12とソケットコンタクト30とを組み付けることができるので、例えば2次成形金型70が故障した場合等であっても、1次成形工程及び組み付け工程を事前に行ってストックを溜めておくことができる。従って、2次成形金型70が復旧した際には、当該ストックされたソケットボディ基部12及びソケットコンタクト30とを用いて2次成形金型70によって迅速にソケット10を成形することができる。
なお、上記実施形態では、ソケット10の製造方法を例にして説明を行ったが、ヘッダ40の製造方法についても、上記と同様に1次成形工程と2次成形工程と分けて成形を行い、1次成形工程において樹脂キャリアを成形し、組み付け工程において当該樹脂キャリアに金属キャリアを組み付け、2次成形工程においてインサート成形すればよい。また、本発明のコネクタの製造方法は、基板同士を接続するコネクタのみでなく、基板と配線を接続するコネクタ等、広く他のコネクタにも応用が可能である。また、上記実施形態における各寸法等は一例であり、これらの寸法等に限られるものではない。
また、上記実施形態では、樹脂キャリア25にソケットコンタクト30をインサート成形する方法について説明したが、樹脂キャリア25に他の部材(例えばソケット10を図示しない回路基板に固定するための金具等)を装着してインサート成形を行ってもよい。また、上記実施形態では、ソケットボディ基部12とソケットボディ固着部13とは同一の素材を用いて成形を行っているが、これに限らず、両者で異なる素材を用いてインサート成形してもよい。
本実施形態の製造方法により製造されたコネクタを示す説明図。 図1のコネクタ用ソケットのソケットボディ基部を示す説明図。 図1のコネクタ用ソケットを示す説明図。 本発明に用いられるソケットコンタクトを示す説明図。 コンタクト形成工程におけるコンタクトの状態をを示す説明図。 1次成形工程における成形品を示す説明図。 位置決め工程における各部材の状態を示す説明図。 2次成形工程における2次成形金型の上型を示す底面図。 2次成形工程における2次成形金型の下型を示す平面図。 2次成形工程における成形品を示す説明図。 従来のコンタクトの製造方法を示す説明図。
符号の説明
1…コネクタ、10…ソケット、11…ソケットボディ(ボディ)、12…ソケットボディ基部(ボディ基部)、13…ソケットボディ固着部(ボディ固着部)、22…コンタクト取付部、25…樹脂キャリア、25a…コンタクト仮止め部、30…ソケットコンタクト(コンタクト)、35…金属キャリア、70…2次成形金型、73…キャビティ。

Claims (3)

  1. 樹脂製のボディと、前記ボディに設けられたコンタクト取付部に所定間隔で複数並列に固定された金属製のコンタクトとを備えたコネクタの製造方法であって、
    前記ボディは、1次成形工程と2次成形工程とに分けて成形が行われ、
    前記コンタクトは、前記コンタクト取付部に固定される際の数及び間隔と同一の数及び間隔で複数並列に金属キャリアに連結された状態で供給され、
    前記1次成形工程では、複数のボディ基部と、前記ボディ基部の近傍に前記コンタクトが前記ボディ基部の所定位置に配置されるように前記金属キャリアを仮止めするコンタクト仮止め部を有する樹脂キャリアとが一体に成形され、
    前記2次成形工程に先立って前記樹脂キャリアの前記コンタクト仮止め部に前記金属キャリアを仮止めすることにより前記コンタクトを前記ボディ基部の所定位置に配置させる位置決め工程を備え、
    前記2次成形工程では、前記位置決め工程により位置決めされた前記ボディ基部と前記コンタクトとを2次成形金型のキャビティ内に位置決めし、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出することにより前記ボディ基部と一体となって前記ボディとなるボディ固着部を成形することを特徴とするコネクタの製造方法。
  2. 請求項1に記載のコネクタの製造方法であって、
    前記金属キャリアは前記樹脂キャリアのコンタクト仮止め部に向けて突出する係止爪を備え、前記樹脂キャリアのコンタクト仮止め部に前記係止爪が係止される被係止部を備え、
    前記位置決め工程において前記係止爪と前記被係止部とを係止させることを特徴とするコネクタの製造方法。
  3. 請求項1又は2に記載のコネクタの製造方法であって、
    前記金属キャリアは表裏を貫通する貫通孔を備え、
    前記樹脂キャリアは前記コンタクト仮止め部に前記金属キャリアの貫通孔に嵌合する嵌合突起を備え、
    前記位置決め工程において前記貫通孔と前記嵌合突起とを嵌合させることを特徴とするコネクタの製造方法。
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