JP2005259502A - プレスフィット端子 - Google Patents

Abstract

【課題】 スルーホールへの挿入完了後における端子の保持力の増強を図る。
【解決手段】 スルーホール２２の接点部２３と電気的に接触可能な圧接部１４を備え、この圧接部１４に形成した縦長の開口部１５を撓み空間として弾性変形可能な両持ち梁構造の一対の弾性当接部１６ａ、１６ｂからなるプレスフィット端子において、開口部１５の内周には圧接部１４がスルーホール２２に圧入されて一対の弾性当接部１６ａ、１６ｂが内方へ撓み変形したときに当接することで弾性当接部１６ａ、１６ｂの先端側の撓み支点Ｂを基部側の撓み支点Ａの方向へオフセットさせる補助支点部１７を設ける。これにより、挿入初期段階では支点ＡＢ間での撓み状態を確保しつつ、挿入完了直前には支点Ｂを支点Ｃへオフセットさせることで短い支点ＡＣ間の撓みとなることでその反力を増強して、プレスフィット端子１１の挿入後における保持力を増強する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プレスフィット端子に関し、詳しくはスルーホールへの挿入時の抵抗を軽減しつつ圧入完了後における端子の保持力を増強できるようにしたものである。

従来、プリント回路基板のスルーホールに挿入されてその内周に形成された接点部との間で電気的接続を取るために用いられる端子として、半田付けを行わずにスルーホールに圧入して接触固定するようにしたプレスフィット端子が知られている。一例として、特許文献１に記載のものは、図５（Ａ）に示すように、ニードルアイ形状とも称されるものであって、一対の弾性当接部２ａ、２ｂが、中央の撓み空間３を挟んで外側へ膨出形成されることで、径方向へ弾性変形可能な構造となっている。そして、このプレスフィット端子１は、両側の弾性当接部２ａ、２ｂが内方へ閉じるように弾性変形しつつプリント回路基板４のスルーホール５に挿入され、その開き方向への弾発力によりスルーホール５内周面に押し付けられて、抜け止めが図られると共に、スルーホール５の接点部６との電気的接続が取られるようになっている。
特公平６−２８１７４号公報

上記構成からなるプレスフィット端子１は、半田付け作業が不要であることから、作業工程を大幅に減縮できる利点があるが、接点部６に対する弾性当接部２ａ、２ｂの弾性力のみで抜け止めされているため、半田付けに比べて保持力が不十分である。このため、スルーホールへの圧入後のプレスフィット端子の保持力を高めるためには、図５（Ｂ）に示すように、両持ち梁構造となっている弾性当接部２ａ、２ｂの基部と先端部の二つの支点Ａ、Ｂ間の距離を短く設定することによって弾性当接部２ａ、２ｂの反力を高め、これにより保持力の増強を図ることが考えられる。

しかしながら、上記のようにすれば保持力が増強される反面、プレスフィット端子１の圧入初期段階の挿入抵抗も増大することとなる。特にプレスフィット端子１の挿入過程では、図６のプレスフィット端子の挿入量と挿入力との関係を示すグラフのように、挿入初期段階に挿入抵抗がピークとなるポイントＰが生じることが知られている。従って、プレスフィット端子１の圧入初期段階での挿入抵抗が高過ぎると、作業性が低下すると共に、弾性当接部２ａ、２ｂに塑性変形が生じ、圧入完了時点での端子の保持力が却って減少するというおそれもある。

本発明は上記した問題に鑑みてなされたもので、プレスフィット端子のスルーホールへの圧入初期段階においては挿入抵抗を軽減し、かつ、圧入完了後においては端子の保持力を増強することができるプレスフィット端子を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、プリント回路基板のスルーホールに圧入されることで該スルーホールの内周に形成された接点部と電気的に接触可能な圧接部を備え、該圧接部は中心部に形成した縦長の開口部を撓み空間として弾性的に変形可能な両持ち梁構造の一対の弾性当接部からなるプレスフィット端子において、
上記開口部の内周には上記圧接部がスルーホールに圧入されて一対の弾性当接部が内方へ撓み変形したときに当接することで弾性当接部の先端側の撓み支点を基部側の撓み支点の方向へオフセットさせる補助支点部を設けたことを特徴とするプレスフィット端子を提供している。

上記構成によれば、プレスフィット端子のスルーホールへの挿入時における最も挿入抵抗が高くなる挿入初期段階では、各弾性当接片は開口部の両端における先端側の支点と基部側の支点間での長い両持ち梁構造によって挿入力のピークを高めることなく比較的小さい挿入力で挿入される。そして、途中からは弾性当接片の内方への撓みによって互いに当接する補助支点部によって、先端側の撓み支点が基部側へオフセットするので、弾性当接片の両持ち梁構造における支点間の距離が挿入初期段階より短くなる。これにより、弾性当接片の反発力が強くなってスルーホールに対するプレスフィット端子の保持力を強化することができる。また、プレスフィット端子の挿入初期段階では補助支点が離れているので、スルーホールへの初期段階における挿入力のピークを高めることがなく、よって挿入後の保持力強化を図りながら初期段階での挿入作業性を向上することができる。

上記補助支点部はスルーホールへの圧接部の圧入操作の完了直前に当接する設定とするのが好ましい。このようにすれば、プレスフィット端子のスルーホールへの挿入完了の直前までは、弾性当接片における本来の基部側の支点と先端側の支点との間の長い２点間を支点とする両持ち梁構造となるので、挿入力が無用に高くなることがない。そして、挿入完了時には補助支点部の当接によって弾性当接片の両持ち梁構造が短い２点間を支点とする構造に移行するので、弾性当接片の反発力が強化されてプレスフィット端子の保持力を増強することができる。

以上の説明より明らかなように、本発明のプレスフィット端子によれば、スルーホールへの挿入時において初期段階の挿入力のピークを高めることなく、挿入完了後のプレスフィット端子の保持力を増強することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明のプレスフィット端子１１の実施形態を示し、このプレスフィット端子１１は、プリント回路基板２１のスルーホール２２に圧入されるもので、導電性の金属線をプレス加工することにより、断面長方形の細長い角棒状に形成されている。プリント回路基板２１の表面には所要の導電路（図示せず）が形成されると共に、この導電路の所要個所に多数のスルーホール２２が開口形成され、各スルーホール２２の内周面にはメッキ処理等によって全周にわたり導電性の接点部２３が形成されている。プレスフィット端子１１はこのスルーホール２２に挿入されることで接点部２３を介して対応する導電路と電気的な接触が得られるようになっている。

プレスフィット端子１１は一端を他の端子等と接続される端子接続部（図示せず）とし、他端をプリント回路基板２１の接点部２３に圧接される基板接続部１２としている。この基板接続部１２には挿入方向先端部にスルーホール２２への挿入を案内するための先細り状の案内部１３を形成すると共に、この案内部１３の手前位置にはスルーホール２２の深さ寸法より長い領域にわたってスルーホール２２に対する圧接部１４を形成している。この圧接部１４の中心部には長さ方向に延びる縦長の開口部１５を形成し、この開口部１５を撓み空間として弾性的に変形可能な左右一対の弾性当接部１６ａ、１６ｂを形成し、いわゆるニードルアイ形状のプレスフィット端子１１としている。なお、基板接続部１２の基部にはプレスフィット端子１１のスルーホール２２への挿入時に治具にて押圧するための受部１８を両側水平方向に突設している。

各弾性当接部１６ａ、１６ｂは、肉厚の両持ち梁構造をなし、開口部１５を挟んで外方へ弧状に膨出形成し、その外面間の寸法はスルーホール２２の内径より大きい寸法とされている。即ち、各弾性当接部１６a、１６bは、開口部１５の上下端における基部側の支点Ａと先端側の支点Ｂの二点によって弾性当接部１６ａ、１６ｂは撓み変形可能となっている。これにより、弾性当接部１６ａ、１６ｂからなる圧接部１４をスルーホール２２内へ挿入したとき、開口部１５を撓み空間として各弾性当接部１６ａ、１６ｂが内方へ弾性的に撓み変形することで、その外面がスルーホール２２内周の接点部２３に圧接されるようになっている。

また、圧接部１４における開口部１５の内周には弾性当接部１６a、１６bが内方へ撓み変形したときに互いに当接する補助支点部１７を設けている。この補助支点部１７は、先端側の支点Ｂから基部側の支点Ａへ向かって略１／４位の寸法分オフセットした位置に開口部１５のスリット幅を細く形成した狭小溝部１７ａからなっている。そして、圧接部１４がスルーホール２２に挿入されるのに伴って一対の弾性当接部１６ａ、１６ｂが内方へ撓み変形したとき、補助支点部１７が当接することにより、先端側の支点Ｂが補助支点部１７の支点Ｃに移行するようにしている。

このようにすることで、弾性当接部１６ａ、１６ｂは当初基部側の支点Ａと先端側の支点Ｂとの間の寸法Ｌ１の両持ち梁構造となっているが、圧接部１４の挿入途中からは先端側の支点Ｂが支点Ｃへ移行することで基部側の支点Ａと支点Ｃとの間、即ちＬ１より短い寸法Ｌ２の両持ち梁構造となる。このため、圧接部１４の挿入途中からは支点位置が短くなった分だけ弾性当接部１６ａ、１６ｂの反力が増強されることとなる。

本実施形態においては、補助支点部１７が当接して先端側の支点Ｂが支点Ｃへ移行するタイミングをスルーホール２２への圧接部１４の挿入操作完了の直前となるように設定している。この補助支点部１７が当接するタイミングは少なくとも圧接部１４の挿入初期段階における挿入抵抗がピークとなる（図６参照）タイミングより後になるようにし、挿入抵抗のピークを上げることなく弾性当接部１６ａ、１６ｂによる保持力を増強できるようにしている。

前記プリント回路基板２１のスルーホール２２へプレスフィット端子１１を挿入して接点部２３と電気的に接続するには、図２（Ａ）に示すように、スルーホール２２に挿入すべきプレスフィット端子１１を位置決めした後、受部１８を機械的に押圧する。これにより、プレスフィット端子１１は先端の案内部１３からスルーホール２２内に挿入され、続いて圧接部１４が接点部２３に接触しながら圧入される。このとき、図２（Ｂ）に示すように、圧接部１４を構成する弾性当接部１６ａ、１６ｂは接点部２３との接触により開口部１５側へ撓み変形して、その弾発力によって接点部２３に圧接される。この挿入初期段階では弾性当接部１６ａ、１６ｂは支点間距離Ｌ１の基部側の支点Ａと先端側の支点Ｂとの間で撓み変形し、この挿入初期段階で挿入力のピークが過ぎる。

更に弾性当接部１６ａ、１６ｂが深く挿入されて挿入完了直前の段階に至ると、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、弾性当接部１６ａ、１６ｂの更なる内方への撓み変形によって補助支点部１７が互いに当接し、これに伴って先端側の支点Ｂが支点Ｃに移行して基部側の支点Ａとの間が短い寸法Ｌ２となる。このように支点間の距離が短くなることによって弾性当接部１６ａ、１６ｂの反力が増強され、プレスフィット端子１１の挿入完了後における保持力を高めることができる。このように弾性当接部１６ａ、１６ｂの反力が増強されるタイミングはプレスフィット端子１１の挿入抵抗のピーク後となるので、挿入初期段階における挿入抵抗が増大することはない。

図４は補助支点部２７の変形例を示し、開口部１５の先端側に狭小溝部１７ａを設けることなく弾性当接部１６ａ、１６ｂの両側から内方へ向かって突出する突起２７ａを設けることで弾性当接部１６ａ、１６ｂの撓み変形時に突起２７ａが互いに当接することで支点Ｃへの移行を可能としている。なお、この突起２７ａは片側のみに設けるようにして、対向側の内面に当接させるようにしてもよい。

本発明のプレスフィット端子を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）はＸ−Ｘ断面図である。 プレスフィット端子をスルーホールに挿入する工程を示し、（Ａ）は挿入開始時の断面図、（Ｂ）は挿入途中で挿入抵抗が挿入初期段階のピークとなる挿入途中位置の断面図である。 （Ａ）はプレスフィット端子の挿入完了状態の断面図、（Ｂ）はＹ−Ｙ断面図である。 （Ａ）は補助支点部の変形例を示す正面図、（Ｂ）はスルーホールへの挿入完了状態を示す図である。 （Ａ）（Ｂ）は従来例を示す図である。 プレスフィット端子の一般的な挿入抵抗の変化の状態を示す図である。

符号の説明

１１ プレスフィット端子
１４ 圧接部
１５ 開口部
１６ａ、１６ｂ 弾性当接部
１７、２７ 補助支点部
２１ プリント回路基板
２２ スルーホール
２３ 接点部
Ａ 基部側の支点
Ｂ 先端側の支点
Ｃ 支点

Claims (2)

1. プリント回路基板のスルーホールに圧入されることで該スルーホールの内周に形成された接点部と電気的に接触可能な圧接部を備え、該圧接部は中心部に形成した縦長の開口部を撓み空間として弾性的に変形可能な両持ち梁構造の一対の弾性当接部からなるプレスフィット端子において、
   上記開口部の内周には上記圧接部がスルーホールに圧入されて一対の弾性当接部が内方へ撓み変形したときに当接することで弾性当接部の先端側の撓み支点を基部側の撓み支点の方向へオフセットさせる補助支点部を設けたことを特徴とするプレスフィット端子。
2. 上記補助支点部はスルーホールへの圧接部の圧入操作の完了直前に当接する設定としている請求項１に記載のプレスフィット端子。

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