JP4532397B2 - プレスフィット端子およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板のスルーホールに挿入されて使用されるプレスフィット端子に関するものであって、特に振動等による接触不良を防止し、信頼性を向上させることができるプレスフィット端子およびその製造方法に関するものである。

基板のスルーホールに接続させる端子として、半田付けを行わないプレスフィット端子が従来から用いられている。プレスフィット端子では、スルーホールとの接触不良を防止する手段が従来から考案されており、例えば特許文献１では、端子基部にスリットを設けることでスルーホールが磨耗しにくくなるようにしている。

また、特許文献２では、２層以上の基板に接続させるプレスフィット部の幅を先端側から順次大きくしていくことで、先端側のプレスフィット部の接触不良を防止する方法が提案されている。

従来、プレスフィット端子は一枚の金属板を塑性変形して形成されており、プレスフィット部を基板のスルーホールに嵌合させると、前記プレスフィット部は前記スルーホールに接触した形状にさらに変形される。プレスフィット部は、スルーホールとの接触面を工夫した様々な形状がこれまでに提案されている。

従来のプレスフィット部の形状の例を図５に示す。図５は、スルーホール１０１に挿入された従来のプレスフィット部の断面形状を示す一実施例である。図５（ａ）は、Ｍプレスと呼ばれるもので、プレスフィット部の断面１０２がＭの形状を有している。また、図５（ｂ）と（ｃ）はソリッドタイプと呼ばれるものに属し、それぞれ角ピンタイプ、Ｃ型タイプと呼ばれる。

さらに、図５（ｄ）〜（ｇ）はビームタイプと呼ばれるものに属し、それぞれアクションピン、Ｅｙｅ ｏｆ Ｎｅｅｄｌｅ、Σ型タイプ、Ｎ型タイプと呼ばれる。図５に示す断面形状１０２〜１０８を有する従来のプレスフィット端子は、いずれもそれぞれの形状に塑性変形されてスルーホール１０１と接触している。

特開２００５−１３５６９８号公報 特開２００５−２６０５２号公報

しかしながら、上記従来のプレスフィット端子では、以下のような問題があった。
プレスフィット部は塑性領域まで変形しており、またそのプレスフィット部において、バネ特性が非常に大きいため、スルーホールに挿入後はスルーホール径の変化などに追従できる弾性領域は微少しか残っていなかった。そのため、振動や温度変化などにより、プレスフィット部とスルーホールとの間に一旦隙間ができてしまうと、弾性領域が小さいため該隙間が再び埋められることはなく、プレスフィット部とスルーホールとの接触不良を起こしてしまう。

特許文献１あるいは特許文献２に記載のプレスフィット端子も塑性領域まで変形し、またバネ特性が大きく、微少な弾性領域しか残っていない構造となっている。そのため、温度変化などによりスルーホール径が拡大したり、基板が反ったりした場合、接触する力が急激に弱くなり、振動等で接触不良を発生してしまう恐れがあった。

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、振動等による接触不良を防止してスルーホールとの良好な接触状態を維持できるプレスフィット端子を提供することを目的とする。

本発明のプレスフィット端子の第１の態様は、基板の導電性スルーホールに挿入されるプレスフィット部を端子基部に備え、前記プレスフィット部は、前記スルーホールに接触し、かつ開口部を有する接触部と、断面略凹型に形成され、かつ凹みを前記開口部に対向させて前記開口部に嵌合された、前記接触部を前記スルーホールに押圧する押圧部とからなり、前記接触部自体の変形による反力に加え、前記開口部を押し広げるように働く、前記押圧部の弾性反力によって前記接触部が前記スルーホールに押圧されることを特徴とするプレスフィット端子である。

本発明の第２の態様は、前記プレスフィット部を前記端子基部の先端に２つ備えることを特徴とするプレスフィット端子である。

本発明の第３の態様は、前記プレスフィット端子の製造方法であって、前記プレスフィット端子は１枚の金属板から加工して製造され、前記プレスフィット部は、開口部を有する多角柱状に成形されその外面が前記スルーホールに接触する接触部と、断面を略凹型に成形され前記接触部を前記スルーホールに押圧する押圧部とをそれぞれ成形し、前記開口部に前記押圧部が嵌合するように前記接触部と前記押圧部との間で折り曲げて成形されていることを特徴とするプレスフィット端子の製造方法である。

以上説明したように本発明によれば、接触部自体の変形によるスルーホールへの接触力に加えて、押圧部で接触部を基板のスルーホールに押圧するようにしたことにより、振動等による接触不良を防止してスルーホールとの良好な接触状態を維持できるプレスフィット端子およびその製造方法を提供することできる。

またこの発明によれば、スルーホールに嵌合させるプレスフィット部を２つ備えることにより、電気的な信頼性を高めるだけでなく、機械的にも高信頼度のプレスフィット端子を提供することができる。

さらに、接触部と押圧部を１枚の金属板で本発明のプレスフィット端子を形成するようにしたことにより、部品点数を少なくして製造コストを低減することが可能となる。

図面を参照して本発明の好ましい実施の形態におけるプレスフィット端子の構成について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

図１は、本発明の第一の実施の形態に係るプレスフィット端子の概略構造を示す図である。図１（ａ）はプレスフィット端子１の側面図を示しており、プレスフィット端子１はプレスフィット部２、端子基部３、及びオス端子部４から構成されている。すなわち、端子基部３を中心に、一端側にプレスフィット部２が設けられ、他端側にはオス端子部４が設けられている。

プレスフィット部２は、基板のスルーホールに挿入されてオス端子部４を該基板と電気的に接続させるためのものである。図２に、本発明のプレスフィット端子１を基板に接続した状態の断面図の一例を示す。プレスフィット端子１は、プレスフィット部２が基板１１に穿設されたスルーホール１２に挿入されて固定されている。

プレスフィット部２とスルーホール１２との接触不良を防止するために、プレスフィット部２は図１（ｂ）に示すような構造を有している。図１（ｂ）は、プレスフィット部２の構造を説明するための断面図である。プレスフィット部２は、スルーホール１２と接触容易な形状に形成された接触部５と、その接触部に対して弾性的な挙動をする押圧部６から構成されている。
すなわち、押圧部６は、プレスフィット端子１のオス端子部４の逆側先端７、もしくは端子基部３とプレスフィット部２の境８を中心として、接触部５に対し、弾性的な挙動を発揮する。つまり、図１（ｂ）の上下方向に弾性力が働き、接触部５をスルーホール１２に押圧している。

押圧部６は、断面形状が略凹型となるように折り曲げて形成されている。また、接触部５は、開口部を有する多角柱状に形成されており、前記開口部に押圧部６が図１（ｂ）に示すような状態で嵌合されている。

上記の通り、スルーホールに挿入される際、接触部５が断面に対して縮まる方向に変形するが、押圧部６がそれを抑制すると共に、押圧部６が有する弾性反力によっても、接触部５をスルーホール１２に押圧するように働く。すなわち、接触部５がスルーホールに挿入する際に変形して発生する反力に加えて、押圧部６からも接触部５の開口部を押し広げるように弾性反力が働くことで、接触部５をスルーホール１２に押圧している。

以上に示したように、接触部５には押圧部６から常に弾性力が加えられるため、自動車等の過酷な使用に対しても、接触部５を常にスルーホール１２に密着させた状態を保持することが可能となる。例えば、従来は車体の振動によって接触部５とスルーホール１２との間に隙間ができてしまうことがあったが、本発明のプレスフィット端子１では、振動によって接触部５とスルーホール１２との間に瞬間的に隙間ができたり、また温度変化によりスルーホール径が拡大しても、押圧部６からの弾性力によって接触部５がスルーホール１２に密着する状態、つまりスルーホール側の変化に追従する状態になる。

本発明のプレスフィット端子１は、１枚の金属板を折り重ねた構造としている。図３は、折り重ねる前のプレス成形された１枚の金属板を示している。折り重ねた構造とする事により、押圧部６は、プレスフィット端子１のオス端子部の逆側先端７、もしくは端子基部３とプレスフィット部２の境８を中心として、接触部５に対し、弾性的な挙動を発揮することとなる。また、同図において、好ましくは押圧部６の接触部５に嵌合する部分の外径は、接触部５の押圧部６に嵌合する部分の内径より大きくなっている。

プレスフィット端子１は、図３に示す１枚の金属板を折り曲げ部２１で折り曲げ、折り曲げ部２１より右側の金属板を左側の金属板に重ね合わせることによって形成される。このとき、接触部５の開口部に押圧部６が嵌合するように重ね合わせる。上述したように、押圧部６の接触部５に嵌合する部分の外径は、接触部５の押圧部６に嵌合する部分の内径より大きくなっていることから、押圧部６から接触部５に対して、断面外側方向に常に力が掛かっている状態にある。但し、押圧部６の外径が接触部５の内径より若干小さい場合においても、スルーホールに挿入すると接触部５は断面内側に縮小して押圧部６に接触し、押圧部６からの弾性反力を得られる事になる。上記の通り本発明のプレスフィット端子１は、１枚の金属板を成形し、折り曲げ部２１で折り曲げて形成されることから、部品点数が少なく製造コストも低くすることができる。

本発明の別の実施形態を、図４を用いて以下に説明する。本発明の別の実施形態のプレスフィット端子３１は、図４に示すように、基板３４に接続するためのプレスフィット部を２つ備えたダブルコンタクトプレスフィット方式となっている。プレスフィット部３２，３３は、ともに図１に示したプレスフィット部２と同じ構造を有している。

２つのプレスフィット部３２，３３を備えた本実施形態のプレスフィット端子３１では、基板３４との接続をより確実にすることができ、信頼性を大幅に高めることができる。自動車等の過酷な使用においても、プレスフィット部３２，３３が２つとも振動等によって接触不良となる確率は極めて低くなり、高信頼度のプレスフィット端子を提供することができる。

また、プレスフィット部３２，３３のいずれか一方が一時的に接触不良となった場合でも、押圧部６による弾性力で接触部５が再びスルーホール３５または３６に押圧され、良好な接触状態に回復される。さらに、２つのプレスフィット部３２，３３で基板３４と接続されることにより、機械的にも強度が高くなり、振動等によってプレスフィット端子３１が基板３４から離脱する恐れもなくなる。

図４に示すように、本実施形態ではプレスフィット部を３２と３３の２つとしたことにより、プレスフィット端子３１を基板３４に接続する際に、プレスフィット部３２と３３に均等に荷重をかけるようにしてスルーホール３５、３６に挿入することが可能となる。

すなわち、プレスフィット部３２と３３をスルーホール３５と３６のそれぞれの上部に配し、端子基部に形成された左右の肩部３７，３８に均等に荷重をかけることで、プレスフィット部３２、３３をスルーホール３５、３６のそれぞれに挿入して嵌合させる。プレスフィット部が２つの場合には、それぞれに均等に荷重をかける事が容易であり、プレスフィット部３２、３３をそれぞれスルーホール３５，３６に十分に嵌合させることができる。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係るプレスフィット端子の一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態におけるプレスフィット端子の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

図１は、本発明の第一の実施形態に係るプレスフィット端子の概略構造を示す図である。図１（ａ）はプレスフィット端子１の側面図を示しており、図１（ｂ）はプレスフィット部２の断面図を示している。 図２は、本発明のプレスフィット端子１を基板に接続した状態を示す断面図である。 図３は、折り重ねる前のプレス成形された１枚の金属板を示す図である。 図４は、本発明の別の実施形態のプレスフィット端子の概略構成を示す図である。 図５は、スルーホールに挿入された従来のプレスフィット部の断面形状を示す断面図である。

符号の説明

１、３１・・・プレスフィット端子
２、３２、３３・・・プレスフィット部
３・・・端子基部
４・・・オス端子部
５・・・接触部
６・・・押圧部
１１、３４・・・基板
１２、３５、３６、１０１・・・スルーホール
２１・・・折り曲げ部
３７、３８・・・肩部
１０２〜１０８・・・プレスフィット部の断面形状

Claims (3)

1. 基板の導電性スルーホールに挿入されるプレスフィット部を端子基部に備えたプレスフィット端子であって、
   前記プレスフィット部は、前記スルーホールに接触し、かつ開口部を有する接触部と、
   断面略凹型に形成され、かつ凹みを前記開口部に対向させて前記開口部に嵌合された、前記接触部を前記スルーホールに押圧する押圧部とからなり、
   前記接触部自体の変形による反力に加え、前記開口部を押し広げるように働く、前記押圧部の弾性反力によって前記接触部が前記スルーホールに押圧されることを特徴とするプレスフィット端子。
2. 前記プレスフィット部を前記端子基部の先端に２つ備えることを特徴とする請求項１に記載のプレスフィット端子。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプレスフィット端子の製造方法であって、前記プレスフィット端子は１枚の金属板から加工して製造され、前記プレスフィット部は、開口部を有する多角柱状に成形されその外面が前記スルーホールに接触する接触部と、断面を略凹型に成形され前記接触部を前記スルーホールに押圧する押圧部とをそれぞれ成形し、前記開口部に前記押圧部が嵌合するように前記接触部と前記押圧部との間で折り曲げて成形されていることを特徴とするプレスフィット端子の製造方法。

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