JP2007265641A - 電気接続構造およびプレスフィット端子 - Google Patents

Abstract

【課題】プレスフィット端子を電気接点部のスルーホール内に長期間安定して固定することができる電気接続構造およびプレスフィット端子を提供する。
【解決手段】回路基板１００の電気接点部１０２のスルーホール１０１に対してプレスフィット端子１を圧入することで構成される電気接続構造３００であり、プレスフィット端子１は、端子基部２と、先端案内部４と、端子基部２と先端案内部４との間に形成され、第１弾性変形基部２１と第１弾性変形突出部１１、さらに第２弾性変形基部２２と第２弾性変形突出部１２を有する圧接部２とを備え、電気接点部１０２のスルーホール１０１に対してプレスフィット端子１を圧入した状態で、第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２が相互に当接し、第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２はスルーホールに当接している。
【選択図】図３

Description

本発明は、回路基板のスルーホールに圧入されることでスルーホールの接点部に対して電気的に接続される電気接続構造およびプレスフィット端子に関する。

プレスフィット端子は、例えばプリント回路基板の電気接点部のスルーホールに圧入され、その電気接点部の内周面に対して電気的接続を得る接続端子のことである。また同時に、プレスフィット端子は、半田を用いずに電気接点部に圧入して固定されている。

このプレスフィット端子の代表的な構造例として、アイニードルと呼ばれる形状が良く知られている。この形状は、一対の弾性当接部の間には縦長の開口部を有し、前記弾性当接部が閉じる方向に変形しつつ、スルーホールに圧入される。

また、特許文献１ではこれを改良し、挿入初期段階では一対の弾性当接部を撓ませ、挿入完了ではたわみの支点を基板側寄りの別の支点に移動することにより、プレスフィット端子が挿入された後における保持力を補強するようになっている。
特開２００５−２５９５０２号公報

ところが、このような構造を有するプレスフィット端子では、一対の弾性当接部がスルーホールの直径方向に沿って単純に撓むだけであり、プレスフィット端子自体の長さはその挿入方向に伸びてしまい、プレスフィット端子をスルーホール内の電気接点部に対して固定する力が十分に発揮できないおそれがある。また、固定する力が弱いと言うことは、電気的接続の面でも安定した接触力を得られない懸念もある。

そこで、本発明は上記課題を解消するために、プレスフィット端子を電気接点部のスルーホールに確実に保持することができる電気接続構造およびプレスフィット端子を提供することを目的とする。

上記課題を解消するために、本発明の請求項１に記載の電気接続構造は、
回路基板に形成されている電気接点部のスルーホールに対してプレスフィット端子を圧入することで構成される電気接続構造であって、前記プレスフィット端子は、端子基部と、 先端案内部と、前記端子基部と前記先端案内部との間に形成され、第１弾性変形部と前記第１弾性変形部に対向する第２弾性変形部とを有する圧接部と、を備え、前記第１弾性変形部は、第１弾性変形基部と前記第１弾性変形基部と略直交する第一弾性変形突出部を有し、前記第２弾性変形部は、第２弾性変形基部と前記第２弾性変形基部と略直交する第２弾性変形突出部を有し、前記第１弾性変形突出部と前記第２弾性変形突出部の間に開口部を有し、前記スルーホールに対して前記プレスフィット端子を圧入した状態では、第１弾性変形突出部と第２弾性変形突出部が相互に当接し、第１弾性変形基部と第２弾性変形基部は、スルーホールに接触していることを特徴とする。

本発明の電気接続構造において、好ましくは前記開口部が、略ひし形であることを特徴とする。

また、本発明の電気接続構造において、好ましくは前記第１弾性変形基部と第１弾性変形突出部、および第２弾性変形基部と第２弾性変形突出部のそれぞれの関係が、断面略Ｌ字形であることを特徴とする。

さらに、本発明の電気接続構造において、好ましくは前記圧接部には、前記スルーホールに対して圧入する際の圧入位置を示す圧入表示部を有することを特徴とする。

請求項５に示す本発明のプレスフィット端子は、回路基板に形成されている電気接点部のスルーホールに対して圧入されるプレスフィット端子であって、基部と、先端案内部と、前記端子基部と前記先端案内部との間に形成され、第１弾性変形部と前記第１弾性変形部に対向する第２弾性変形部とを有する圧接部と、を備え、前記第１弾性変形部は、第１弾性変形基部と前記第１弾性変形基部と略直交する第一弾性変形突出部を有し、前記第２弾性変形部は、第２弾性変形基部と前記第２弾性変形基部と略直交する第２弾性変形突出部を有し、前記第１弾性変形突出部と前記第２弾性変形突出部の間に開口部を有し、前記スルーホールに対して前記プレスフィット端子を圧入した状態では、第１弾性変形突出部と第２弾性変形突出部が相互に当接し、第１弾性変形基部と第２弾性変形基部はスルーホールに当接することを特徴とする。

本発明によれば、第１弾性変形部は、第１弾性変形基部と前記第１弾性変形基部と略直交する第一弾性変形突出部を有し、前記第２弾性変形部は、第２弾性変形基部と前記第２弾性変形基部と略直交する第２弾性変形突出部を有し、前記第１弾性変形突出部と前記第２弾性変形突出部の間に開口部を有し、前記スルーホールに対して前記プレスフィット端子を圧入した状態では、第１弾性変形突出部と第２弾性変形突出部が相互に当接し、第１弾性変形基部と第２弾性変形基部はスルーホールに当接しているので、プレスフィット端子を電気接点部のスルーホール内に長期間安定して確実に固定することができる。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の電気接続構造の好ましい実施形態に用いられるプレスフィット端子の好ましい例を示す斜視図であり、図２は、図１のプレスフィット端子の正面図である。図３は、プレスフィット端子がプリント回路基板の電気接点部のスルーホールに圧入された電気接続構造の好ましい実施形態を示す図である。

プレスフィット端子１は、図３に示すようにプリント回路基板１００の電気接点部１０２のスルーホール１０１に圧入されることで、図１の接続対象物２００をプリント回路基板１００の電気接点部１０２側へ、電気的かつ機械的に接続する電気接続コンタクトである。

プレスフィット端子１の端子基部２は、図１に示すように接続対象物２００の電気回路部に対して電気的に接続されている。この接続対象物２００は、例えば電子素子や電気素子などであるが、特に種類は限定されない。

スルーホール１０１は、軸方向に垂直な水平断面においては図３、図４、図６等に示すように断面円形であり、軸方向に沿ってほぼ同じ内径を有している。プリント回路基板１００は、例えばガラスエポキシ基板である。また、このプリント回路基板１００は、例えば自動車などの車両に搭載される電装品やジャンクションボックスに使用される基板である。

図１ないし図３を参照して、プレスフィット端子１の構造例を説明する。

プレスフィット端子１は、長手方向Ｌに沿って形成された先細りのピン状の板状部材であり、弾性変形可能な導電性を有する金属材料で造られている。図２に示すように、プレスフィット端子１は、長手方向Ｌに沿った軸Ｔを中心とした左右対称形を有している。プレスフィット端子１は、端子基部２と、圧接部３と、先端案内部４とを有しており、端子基部２と先端案内部４の間に圧接部３が設けられている構造である。

図１に示すように、端子基部２は平坦面を有するほぼ長方体形状であり、端子基部２の一端部５は、接続対象物２００に対して電気的かつ機械的に連続している部分である。端子基部２の他端部６は圧接部３の基端部７側に連続しており、端子基部２の他端部６はほぼＶ字形の凹部８，８を有している。このように、端子基部２の他端部６と圧接部３の基端部７の間に、ほぼＶ字形の凹部８，８が形成されているのは、圧接部３が、端子基部２により影響を受けずに弾性変形できるようにするためである。

圧接部３は、第１弾性変形部９１と第２弾性変形部９２を有している。第１弾性変形部９１は、第１弾性変形基部２１と第１弾性変形突出部１１を有している。第２弾性変形部９２は、第２弾性変形基部２２と第２弾性変形突出部１２を有している。

第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２は、対向して配置されており、軸Ｔを中心に左右対称形状を有している。第１弾性変形基部２１と第１弾性変形突出部１１とは、略直交する。第２弾性変形基部２２と第２弾性変形突出部１２とは、略直交する。

第１弾性変形基部２１の第１端部２１Ａと第２弾性変形基部２２の第１端部２２Ａは、基端部７に連続して形成されており、第１弾性変形基部２１の第２端部２１Ｂと第２弾性変形基部２２の第２端部２２Ｂは、先端案内部４に連続して形成されている。第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２は、それぞれ基端部７側から先端案内部４に至るにしたがって、ほぼ先細りになるようにほぼＶ字形に形成されている。

第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２には、例えば絞り加工により第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２がそれぞれ形成されている。第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２の間には、細長い開口部３０が形成されている。この開口部３０は狭いスリット状の開口部であり、軸Ｔに沿って形成されている。開口部３０は、略ひし形形状を有しており、徐々に間隔が広がっている２等辺三角形状の第１開口部分３１と、第１開口部分３１に接続されており徐々に間隔が狭まっている２等辺三角形状の第２開口部分３２とを有している。

先端案内部４は、端子基部２と同様に平坦面を有しており、凹部などは形成されておらず、スルーホール１０１に挿入しやすくするように、先細りになっている。

図３に示す電気接続構造３００は、上述した構造のプレスフィット端子１を、電気接点部１０２を有するスルーホール１０１に圧入することで構成されている。

図４は、プレスフィット端子１が電気接点部１０２のスルーホール１０１に圧入された状態における水平断面を示しており、図４（Ａ）は図３のＡ―Ａ線における断面図であり、図４（Ｂ）は図３のＢ―Ｂ線における断面図であり、図４（Ｃ）は図３のＣ―Ｃ線における断面図である。図４（Ｄ）は図３のＤ―Ｄ線における断面図であり、図４（Ｅ）は図３のＥ―Ｅ線における断面図である。

図５は、プレスフィット端子１が電気接点部１０２のスルーホール１０１に圧入される前である図２のＦ−Ｆ線における状態を示している。

図１ないし図５を参照して、電気接続構造３００とプレスフィット端子１の動作と機能について説明する。

図１、図２、及び図５に示すように、プレスフィット端子１が電気接点部１０２のスルーホール１０１に圧入される前の状態、すなわちプレスフィット端子１が嵌め合わされる前の状態では、第１弾性変形基部２１と第１弾性変形突出部１１の関係、さらには第２弾性変形基部２２と第２弾性変形突出部１２のそれぞれの関係は、互いに逆向きのほぼＬ字形となっている。また、第１弾性変形基部２１は、比較的肉厚が厚く、第１弾性変形突出部１１は、比較的肉厚が薄くなっている。同様にして、第２弾性変形基部２２は、比較的肉厚が厚く、第２弾性変形突出部１２は、比較的肉厚が薄くなっている比較的肉厚の薄い第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２は、それぞれ当接面１１Ｄ、１２Ｄを有しており、当接面１１Ｄ、１２Ｄの間には間隔Ｍが形成されている。

図３に示すように、プレスフィット端子１の先端案内部４がスルーホール１０１に圧入され始めて、プレスフィット端子１の第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２が電気接点部１０２の内周面に対して、さらに第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２が相互に当接して、弾性変形を始める。

プレスフィット端子１は、圧接部３の第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２の圧入位置を表示する圧入位置表示部８０の直前まで圧入される。圧入位置表示部８０が設けられていることにより、プレスフィット端子１の圧入作業を迅速かつ正確に行える。

プレスフィット端子１が電気接点部１０２のスルーホール１０１に圧入されると、図３におけるプレスフィット端子１の各部位における形状は、図４（Ａ）ないし図４（Ｅ）に示す状態になる。

図４（Ａ）のＡ―Ａ線における断面図では、第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２の当接面１１Ｄ、１２Ｄの間には間隔Ｍ１が形成され、第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２は電気接点部１０２の内周面に圧接されている。

図４（Ｂ）のＢ―Ｂ線における断面図では、第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２の当接面１１Ｄ、１２Ｄは突き当たっており、第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２は電気接点部１０２の内周面に圧接されている。

図４（Ｃ）のＣ―Ｃ線における断面図では、圧接部３はスルーホール１０１の外側に位置している。図４（Ｄ）のＤ―Ｄ線における断面図では、圧接部３はスルーホール１０１の外側に位置している。図４（Ｅ）のＥ―Ｅ線における断面図では、先端案内部４はスルーホール１０１の外側に位置している。

すなわち、第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２の間には、略ひし形状の開口部３０が形成されているため、当接面１１Ｄ、１２Ｄの間隔Ｍは、端子の長手方向に対して変化している。最大の間隔Ｍは、図２から分かるように、ひし形形状の横の対角になる。この値を、端子の外径寸法とスルーホール径の差、つまり端子の変形量より、わずかに大きく設定する事によって、図４（Ａ）で示したように、当接面１１Ｄと１２Ｄの間に間隔がＭ１として残存する部分と、図４（Ｂ）で示したように、当接面１１Ｄと１２Ｄとが突き当たる部分の両者が混在するようになる。もちろん、端子の長手方向全長に渡って、突き当たる状態でもかまわないが、挿入力が高くなる懸念が有るため、図３または図４（Ａ）で示したように、部分的に間隔Ｍ１が残存している状態が好ましい。

図２のプレスフィット端子１のＦ−Ｆ線と図３のプレスフィット端子１のＢ−Ｂ線は、軸Ｔにおいて同じ位置である。図５に示すＦ−Ｆ線における第１弾性変形基部２１と第１弾性変形突出部１１、また第２弾性変形基部２２と第２弾性変形突出部１２の形状と、図４（Ｂ）に示すＢ−Ｂ線における第１弾性変形基部２１と第１弾性変形突出部１１、また第２弾性変形基部２２と第２弾性変形突出部１２の形状を参照して比較する。

図４（Ｂ）に示すＢ−Ｂ線における第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２の形状では、当接面１１Ｄ、１２Ｄの間に隙間が無くなって突き当たっている。すなわち、図６に示すように、第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２は弾性変位方向Ｖ、Ｖに沿って弾性変形している。この弾性変位方向Ｖ、Ｖは、スルーホール１０１の直径方向Ｇに対して角度θだけ傾斜しており、Ｘ方向成分とＹ方向成分から構成されている。

そして、第１弾性変形突出部１１と第２弾性変形突出部１２は、弾性変位方向Ｖとは正反対の押圧方向Ｖ１、Ｖ１にそって、電気接点部１０２の内周面に対して押圧されている。これにより、スルーホールと当接するプレスフィット端子１の第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２は、単純に直径方向Ｇに押圧されているのではないため、プレスフィット端子１は電気接点部１０２の内周面に対してさらに安定して確実に長期間固定することができる。

本発明の電気接続構造３００とプレスフィット端子１を採用することにより、プレスフィット端子１をスルーホール１０１に圧入を開始する際には、初期の段階では開口部３０を有しているため、電気接点部１０２や通常プレスフィット端子１の表面に形成されているメッキ（図示しない）が削れないように緩やかに圧入できる。

そして、プレスフィット端子１がスルーホール１０１に完全に圧入された状態では、第１弾性変形基部２１と第２弾性変形基部２２は確実に電気接点部１０１の内周面に対して、長時間固定することができ、電気的且つ機械的な接続を確実に行うことができる。また、プレスフィット端子１がスルーホール１０１に圧入される際に、電気接点部１０２や通常プレスフィット端子１の表面に形成されているメッキが削れにくく、削り金属ダストの発生を防ぎ、回路などの周囲部分にダストが付着するのを防ぐ効果もある。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できるのは言うまでもない。

第１弾性変形基部２１と第１弾性変形突出部１１、または第２弾性変形基部２２と第２弾性変形突出部１２の関係の断面形状は、図４と図５の例では、ほぼＬ字形であるが、これに限らず他の形状であっても良い。

プリント回路基板１００は、例えば比較的安価なガラスエポキシ基板であるが、比較的高価な例えばセラミック基板やメタル基板などであっても良い。本発明の電気接続構造３００は、自動車などの車両に搭載される電装部分の基板に設けられるのが好適ではあるが、これに限らず、他の分野の基板にも適用できる。

本発明の電気接続構造の実施形態に用いられるプレスフィット端子の好ましい例を示す斜視図である。 図１のプレスフィット端子の正面図である。 図１と図２に示すプレスフィット端子がプリント回路基板の電気接点部のスルーホールに圧入された電気接続構造の好ましい実施形態を示す図である。 図３の電気接続部の各部における断面構造例を示す図である。 図２のＦ−Ｆ線における断面図である。 図４（Ｂ）の断面構造における弾性変形方向の例を示す図である。

符号の説明

１ プレスフィット端子
２ 端子基部
３ 圧接部
４ 先端案内部
５ 基部の一端部
６ 基部の他端部
１１ 第１弾性変形突出凹部
１２ 第２弾性変形突出凹部
１１Ｄ 第１弾性変形突出部側の当接部
１２Ｄ 第２弾性変形突出部側の当接部
２１ 第１弾性変形基部
２２ 第２弾性変形基部
３０ 開口部
９１ 第１弾性変形部
９２ 第２弾性変形部
１００ プリント回路基板
１０１ スルーホール
１０２ 電気接点部
３００ 電気接続構造

Claims (5)

1. 回路基板に形成されている電気接点部のスルーホールに対してプレスフィット端子を圧入することで構成される電気接続構造であって、
   前記プレスフィット端子は、
   端子基部と、
   先端案内部と、
   前記端子基部と前記先端案内部との間に形成され、第１弾性変形部と前記第１弾性変形部に対向する第２弾性変形部とを有する圧接部と、を備え、
   前記第１弾性変形部は、第１弾性変形基部と前記第１弾性変形基部と略直交する第１弾性変形突出部を有し、前記第２弾性変形部は、第２弾性変形基部と前記第２弾性変形基部と略直交する第２弾性変形突出部を有し、
   前記第１弾性変形突出部と前記第２弾性変形突出部の間に開口部を有し、
   前記スルーホールに対して前記プレスフィット端子を圧入した状態では、第１弾性変形突出部と第２弾性変形突出部が相互に当接し、第１弾性変形基部と第２弾性変形基部はスルーホールに当接していることを特徴とする電気接続構造。
2. 前記開口部は、略ひし形であることを特徴とする請求項１に記載の電気接続構造。
3. 前記第１弾性変形基部と前記第１弾性変形突出部、および前記第２弾性変形基部と前記第２弾性変形突出部のそれぞれの関係が、断面略Ｌ字形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気接続構造。
4. 前記圧接部には、前記プレスフィット端子を前記スルーホールに圧入する際の圧入位置を示す圧入位置表示部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つの項に記載の電気接続構造。
5. 回路基板に形成されている電気接点部のスルーホールに対して圧入されるプレスフィット端子であって、
   端子基部と、
   先端案内部と、
   前記端子基部と前記先端案内部との間に形成され、第１弾性変形部と前記第１弾性変形部に対向する第２弾性変形部とを有する圧接部と、を備え、
   前記第１弾性変形部は、第１弾性変形基部と前記第１弾性変形基部と略直交する第１弾性変形突出部を有し、前記第２弾性変形部は、第２弾性変形基部と前記第２弾性変形基部と略直交する第２弾性変形突出部を有し、
   前記第１弾性変形突出部と前記第２弾性変形突出部の間に開口部を有し、
   前記スルーホールに対して前記プレスフィット端子を圧入した状態では、第１弾性変形突出部と第２弾性変形突出部が相互に当接し、第１弾性変形基部と第２弾性変形基部はスルーホールに当接することを特徴とするプレスフィット端子。

Images