JP2008059812A - 導電性端子、これを用いたコネクタ、このコネクタを搭載したプリント回路板、および電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、スルーホールに圧入して用いる導電性端子のうち、特に、ニードルアイタイプのプレスフィット用コンタクトの加工のしやすさを生かし、かつ、より簡単に、圧入時における座屈や変形を防止することで生産性の優れたプレスフィット用コンタクトを提供することを目的とする。
【解決手段】スルーホールに圧入して用いる導電性端子において、前記導電性端子は細長い先端部と前記先端部から平面的に幅広く延出したプレスフィット部とを有し、前記プレスフィット部の一部に貫通穴を備え、前記プレスフィット部は前記導電性端子の長手方向の中心線に垂直な切断面における前記中心線が通る中心点に関して点対称に曲げられ、 前記スルーホールの内側面と接合する前記プレスフィット部の接合部は前記スルーホールの直径方向に対向する２つの接合面において接合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性端子のうち、特に、プレスフィット部を有する導電性端子、これを用いたコネクタ、コネクタを搭載したプリント回路板、および電子装置に関する。

各種コンピュータ、ワークステーションや交換機といった電子機器に使用されている電気コネクタは、一般にハウジングとこれに保持される導電性端子とを備えている。

電子機器に用いられるプリント配線板に、回路部品としてコネクタを取り付ける場合には、プリント配線板に設けられた導電性のスルーホールに導電性端子を電気的に接続することにより行われるが、近年、半田を用いずに、かつ作業効率の観点からコンタクトを圧入して電気的に接続する、作業性の良いプレスフィット部を有する導電性端子が用いられるようになってきている。

プレスフィット部を有する導電性端子としては、従来から、コンプライアントピンと呼ばれ、ピン（導電性端子。以下、コンタクトと呼ぶ）の外周部にコンプライアント部と称される膨らみを複数箇所かつ部分的に形成し、スルーホールに圧入されると外周部の膨らみの部分がスルーホールの内壁に当たる構造をもち、スルーホールに圧入されて機械的に保持され、かつ電気的接続を行うものが知られている。

プレスフィット部が形成されたプレスフィット用コンタクトは、従来、例えば、特開平５−１６６５５６号公報や特開平５−１１４４２７号公報に開示されているような形状のものが知られている。

近年では、従来のコンプライアント形状をもつプレスフィット用コンタクトとは別の、図３の従来例Ａに示すニードルアイタイプと呼ばれる形状のプレスフィット用コンタクトが用いられている。

図３においてプレスフィット用コンタクト５００は、例えば、コンタクトに適した導電性のバネ性をもつ板状のシート部材からスタンピング加工により打ち抜かれるが、同時に針穴状の貫通穴（以下、単に穴と称す）５０７が孔けられている。プリント配線板のスルーホール５５０に向かってプレスフィット用コンタクト５００が圧入工具により先端部５０１から圧入されていくと、プレスフィット用コンタクト５００外周の接合部ｈ５０２−１と接合部ｉ５０３−１がスルーホール５５０の内壁に圧入されて、スルーホール５５０の内壁とは接合面ｈ５５１と接合面ｉ５５２とで機械的かつ電気的に接合されるようになっている。スルーホール５５０の内壁は、例えば、適度の厚さの銅メッキがその表面に施されている。

プレスフィット用コンタクト５００と、スルーホール５５０の内壁とは、接合面ｈ５５１と接合面ｉ５５２において、機械的かつ電気的に接合されるような面圧力が生じているのであるが、面圧力が強過ぎるとスルーホール５５０の内壁のメッキ層が破壊されてしまうため、適度の圧力が生じていることが望ましい。穴５０７は、前述の面圧力が強くなり過ぎないように、適度のバネ力をもたせるために設けられている。

ここで、プレスフィット用コンタクト５００の先端部とは反対側に位置する後端部５０６は、図示されていない絶縁部材のコネクタハウジングに挿入され、幅広部５０５の端面で止まり、プレスフィット用コンタクト５００はコネクタハウジングに保持されるようになっている。

以上のように、ニードルアイタイプのプレスフィット用コンタクト５００は、例えば特開平５−１６６５５６号に示される従来のものと比べて形状がシンプルで加工が容易なため、製造性が良く、品質管理がしやすいというメリットをもつ。

しかしながら、図３に示すニードルアイタイプのプレスフィット用コンタクト５００は、スルーホール５５０に対してＹ軸方向に沿って圧入すると、例えば、図４の従来例Ｂに示すように、圧入前の側面図Ｕに示される状態から、側面図Ｗのように、穴５０７の中央部付近Ｆ、あるいは幅広部５０５に近いステム５０４の根元付近Ｇが座屈による変形を起こしやすい。

スルーホール５５０に対してプレスフィット部ｈ５０２およびプレスフィット部ｉ５０３の外側面に位置する接合部ｈ５０２−１と接合部ｉ５０３−１が接触し始めると、圧入の力の方向がＹ軸方向に対してズレているとステム５０４の根元付近Ｇには大きな曲げモーメントが生じて座屈を生じやすくなり、ステム５０４の根元付近Ｇにおける座屈が始まる。

ある程度この座屈が進むと、つぎに、プレスフィット部ｈ５０２およびプレスフィット部ｉ５０３の外側面の接触部分に対してステム５０４の根元付近Ｇを作用点とした曲げモーメントにより、座屈を生じやすくなる。

ここで、幅広部５０５に近いステム５０４の根元付近Ｇと穴５０７の中央部付近Ｆとの座屈の開始順序は条件によって逆になる場合もある。

ステム５０４の根元付近Ｇの座屈は、簡単には、例えば、ステム５０４と幅広部５０５が交わるステム５０４の根元の部分を直角とせずに、適度のＲをつけることにより回避できると考えられる。

これに対し、穴５０７の中央部付近Ｆにおける座屈は、穴５０７を小さくしてプレスフィット部ｈおよびプレスフィット部ｉのＹ軸に垂直な断面の面積を増やすことが考えられる。しかし、この方法ではスルーホール５５０の内壁に大きな力が働き、メッキ層にクラックが生じたり、メッキ層の破壊が発生する。

もちろん、条件によっては、側面図Ｖのようにステム５０４の一部Ｈにおいて座屈を生ずる場合も考えられる。

特開２００５−１５８５０７号公報においては、スルーホールに圧入した場合に、プレスフィット部の適切な変形を阻害することなく、しかもスルーホールに斜め挿しされたときであっても、プレスフィット部に挫屈やクラックが発生することを防止して良好な電気的接続を行うことのできるニードルアイタイプのプレスフィット用コンタクトに関し、プレスフィット部にそのスリットの少なくとも一部を覆うように肉薄の膨出部を設けるようにしたプレスフィット用コンタクトが開示されている。

しかし、ますます小型で高精度のプレスフィット用コンタクトが必要とされており、プレスフィット部にスリットの少なくとも一部を覆うように肉薄の膨出部を精度良く設けることが難しくなるため、より簡単に、圧入時における座屈や変形を防止することで生産性の優れたプレスフィット用コンタクトが望まれる。
特開平５−１１４４２７号公報 特開平５−１６６５５６号公報 特開２００５−１５８５０７号公報

本発明は、ニードルアイタイプのプレスフィット用コンタクトの加工のしやすさを生かし、かつ、より簡単に、圧入時における座屈や変形を防止することで生産性の優れたプレスフィット用コンタクトを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、スルーホールに圧入して用いる導電性端子であって、前記導電性端子は細長い先端部と前記先端部から平面的に幅広く延出したプレスフィット部とを有し、前記プレスフィット部の一部に貫通穴を備え、前記プレスフィット部は前記導電性端子の長手方向の中心線に垂直な切断面における前記中心線が通る中心点に関して点対称に曲げられ、前記スルーホールの内側面と接合する前記プレスフィット部の接合部は前記スルーホールの直径方向に対向する２つの接合面において接合することを特徴とする導電性端子である。

請求項１に記載の発明によれば、例えば、２つのプレフィット部の中間に位置した板厚方向に貫通した穴を備えた、いわゆるニードルアイタイプのプレスフィット用コンタクトを導電性のメッキ層が施されたスルーホールの内壁に圧入する際、プレスフィット用コンタクトの幅広面に対して垂直方向の折り曲げ強度を増加させるように、プレスフィット用コンタクトの内側に孔けられた穴の両側に位置する２つのプレスフィット部が、幅広面に対して１５°乃至７５°、好ましくは４５°の角度を持って点対称に位置させる。

この場合、２つのプレスフィット部のそれぞれの曲げは一度に限らず、複数回の曲げ加工を施しても構わない。

本発明の請求項２に記載の発明は、スルーホールに圧入して用いる導電性端子であって、
前記導電性端子は細長い先端部と前記先端部から平面的に幅広く延出したプレスフィット部とを有し、前記プレスフィット部の一部に貫通穴を備え、前記導電性端子の長手方向の中心線に垂直な切断面における前記プレスフィット部の厚さが前記導電性端子内の他の部分における前記厚さより厚い部分を有し、前記スルーホールの内側面と接合する前記プレスフィット部の接合部は前記スルーホールの直径方向に対向する２つの接合面において接合することを特徴とする導電性端子である。

請求項２に記載の発明によれば、ニードルアイタイプのプレスフィット用コンタクトを導電性のメッキ層が施されたスルーホールの内壁に圧入する際、プレスフィット用コンタクトの幅広面に対して垂直方向の折り曲げ強度を増加させるように、プレスフィット用コンタクトの内側に孔けられた穴の両側に位置する２つのプレスフィット部の肉厚が、プレスフィット用コンタクトの他の部分より厚い部分を有している。

本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の前記導電性端子をコネクタハウジングに保持してなることを特徴とするコネクタである。

請求項３に記載の発明によれば、プレスフィット用コンタクトはスルーホールに圧入される先端部とは反対側の後端部は、電気絶縁材料により作られたコネクタハウジングに保持されコネクタを構成する。

本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のコネクタを有することを特徴とするプリント回路板である。

ここで、プリント回路板は、プリント配線板に回路部品が取り付けられたものをいう。

本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のプリント回路板を有することを特徴とする電子装置である。

本発明によれば、ニードルアイタイプのプレスフィット用コンタクトの圧入時におけるプレスフィット部の座屈を防ぐことができる。

さらに、本発明によれば、コンタクトに適した導電性のバネ性をもつ板状のシート部材からスタンピング加工によりコンタクトを打ち抜くと同時あるいはその後引き続いてプレスフィット部の単純な曲げ加工あるいは塑性型押加工等により所望の曲げ角度、肉厚を得ることができる。

図１は、本発明による一実施例を示す。

図１におけるプレスフィット用コンタクト１００は、例えば、コンタクトに適した導電性のバネ性をもつ板状のシート部材からスタンピング加工により作られ、細長い形状の先端部１０１と幅広に広がるプレスフィット部ｂ１０２とプレスフィット部ｃ１０３とはそれぞれ外側に張り出した接合部ｂ１０２−１と接合部ｃ１０３−１とを備えている。

プレスフィット部ｂ１０２とプレスフィット部ｃ１０３の中央には、針の穴状をし、板厚方向に貫通した穴１０７が設けられている。ここで、穴１０７の形状は一般的に楕円形であるが、長円形でもその他の形状でも構わない。プレスフィット部ｂ１０２とプレスフィット部ｃ１０３の領域範囲は、穴１０７のＹ軸方向の端部、すなわち、Ｙ軸と直交する直線ＭとＮに挟まれた斜線部である。先端部１０１と反対側にあるステム１０４に続いてＸ軸方向に張り出した幅広部１０５があり、ここでは、ステム１０４と幅広部１０５とが交わる角部は、この部分の座屈に対する強度をあげるため適度の曲率Ｒをもたせている。

幅広部１０５のステム１０４と反対側には後端部１０６が続き、図示されていない電気絶縁材料により作られたコネクタハウジングに保持されている。

プレスフィット部ｂ１０２とプレスフィット部ｃ１０３は、ａ−ａ’断面図に示される導電性メッキ層を表面に施されたスルーホール１５０に先端部１０１から圧入され、図に示されるごとく、接合部ｂ１０２−１と接合部ｃ１０３−１はそれぞれ接合面ｂ１５１と接合面ｃ１５２において接合され、機械的また電気的に適度な接触が保たれている。

プレスフィット部ｂ１０２とプレスフィット部ｃ１０３は、スルーホール１５０に圧入される以前に、プレスフィット用コンタクト１００が、例えば、コンタクトに適した導電性のバネ性をもつ板状のシート部材からスタンピング加工により作られると同時あるいはその後引き続いて行われる曲げ加工によって所望の形状に曲げられる。すなわち、プレスフィット部ｂ１０２とプレスフィット部ｃ１０３は、プレスフィット用コンタクト１００のＹ軸方向の中心線と垂直な断面において、中心点に関して点対称に折り曲げられる。点対称に折り曲げるのは、ａ−ａ’断面図から分かるように、接合面ｂ１５１の中央と接合面ｃ１５２の中央とを結ぶ直線上にプレスフィット用コンタクト１００のＹ軸方向の中心点が位置していないと、スルーホール１５０の直径上に接合面ｂ１５１の中央と接合面ｃ１５２の中央が位置せず、プレスフィット用コンタクト１００がスルーホール１５０内の中央でなく、偏った位置に位置づけられるからである。

ここで、ａ−ａ’断面図において、プレスフィット部ｂ１０２とプレスフィット部ｃ１０３とは、Ｘ軸方向に対して１５°乃至７５°の範囲、好ましくは４５°に位置すれば、Ｚ軸方向の曲げ力に対し曲げ強度は大きくなる。

ａ−ａ’断面図においては、プレスフィット部ｂ１０２とプレスフィット部ｃ１０３はそれぞれ直線的に１回の曲げが加えられているが、点対称に複数回の曲げ加工あるいは直線加工ではなく湾曲した加工でも勿論構わない。
図２は、本発明による他の実施例を示す。

図２におけるプレスフィット用コンタクト２００は、例えば、コンタクトに適した導電性のバネ性をもつ板状のシート部材からスタンピング加工により作られ、細長い形状の先端部２０１と幅広に広がるプレスフィット部ｅ２０２とプレスフィット部ｆ２０３とはそれぞれ外側に張り出した接合部ｅ２０２−１と接合部ｆ２０３−１とを備えている。

プレスフィット部ｅ２０２とプレスフィット部ｆ２０３の中央には、針の穴状をし、板厚方向に貫通した穴２０７が設けられている。ここで、穴２０７の形状は一般的に楕円形であるが、長円形でもその他の形状でも構わない。プレスフィット部ｅ２０２とプレスフィット部ｆ２０３の領域範囲は、穴２０７のＹ軸方向の端部、すなわち、Ｙ軸と直交する直線ＳとＴに挟まれた斜線部である。先端部２０１と反対側にあるステム２０４に続いてＸ軸方向に張り出した幅広部２０５があり、ここでは、ステム２０４と幅広部２０５とが交わる角部は、この部分の座屈に対する強度をあげるため適度の曲率Ｒをもたせている。

幅広部２０５のステム２０４と反対側には後端部２０６が続き、図示されていない電気絶縁材料により作られたコネクタハウジングに保持されている。

プレスフィット部ｅ２０２とプレスフィット部ｆ２０３は、ｄ−ｄ’断面図に示される導電性メッキ層を表面に施されたスルーホール２５０に先端部２０１から圧入され、図に示されるごとく、接合部ｅ２０２−１と接合部けｆ２０３−１はそれぞれ接合面ｅ２５１と接合面ｆ２５２において接合され、機械的また電気的に適度な接触が保たれている。

プレスフィット部ｅ２０２とプレスフィット部ｆ２０３は、スルーホール２５０に圧入される以前に、プレスフィット用コンタクト２００が、例えば、コンタクトに適した導電性のバネ性をもつ板状のシート部材からスタンピング加工により作られると同時あるいはその後引き続いて行われる塑性型押加工によって所望の断面形状に加工される。すなわち、プレスフィット部ｅ２０２とプレスフィット部ｆ２０３は、プレスフィット用コンタクト２００のＹ軸方向の中心線と垂直な断面において、中心点に関して点対称に肉厚加工される。点対称に折り曲げるのは、ｄ−ｄ’断面図から分かるように、接合面ｅ２５１の中央と接合面ｆ２５２の中央とを結ぶ直線上にプレスフィット用コンタクト２００のＹ軸方向の中心点が位置していないと、スルーホール２５０の直径上に接合面ｅ２５１の中央と接合面ｆ２５２の中央が位置せず、プレスフィット用コンタクト２００がスルーホール２５０内の中央でなく、偏った位置に位置づけられるからである。

ここで、ｄ−ｄ’断面図において、プレスフィット部ｅ２０２とプレスフィット部ｆ２０３において、Ｚ軸方向に肉厚部を設ければ、Ｚ軸方向の曲げ力に対し曲げ強度は大きくなる。

ｄ−ｄ’断面図においては、プレスフィット部ｅ２０２とプレスフィット部ｆ２０３は外周部に肉厚部が設けられているが、点対称に複数箇所において肉厚部を有しても勿論構わない。

図５は、本発明による他の実施例Ｃを示す。図５において、ステム５０４のｈ−ｈ’断面図は（ａ）あるいは（ｂ）として例示のごとく、断面が曲面をもっている。（ａ）は屈曲部を有する曲面、（ｂ）はわん曲部を有する例である。

実施例Ｃは、図４の側面図Ｖに示すステム５０４のＨ部分における座屈の防止を目的としたものであり、図５における穴５０７の端面と幅広部５０５との間にあるステム５０４の全部または一部の断面を、例えば、プレスフィット用コンタクト５００を板状の材料から打ち抜いて作る場合、打ち抜きと同時あるいは、それに続く工程で、ステム５０４の部分に曲げ加工を施しておくことにより、ステム５０４における座屈を簡単に防止することができる。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） スルーホールに圧入して用いる導電性端子であって、前記導電性端子は細長い先端部と前記先端部から平面的に幅広く延出したプレスフィット部とを有し、前記プレスフィット部の一部に貫通穴を備え、前記プレスフィット部は前記導電性端子の長手方向の中心線に垂直な切断面における前記中心線が通る中心点に関して点対称に曲げられ、 前記スルーホールの内側面と接合する前記プレスフィット部の接合部は前記スルーホールの直径方向に対向する２つの接合面において接合することを特徴とする導電性端子。
（付記２） スルーホールに圧入して用いる導電性端子であって、前記導電性端子は細長い先端部と前記先端部から平面的に幅広く延出したプレスフィット部とを有し、前記プレスフィット部の一部に貫通穴を備え、前記導電性端子の長手方向の中心線に垂直な切断面における前記プレスフィット部の厚さが前記導電性端子内の他の部分における前記厚さより厚い部分を有し、前記スルーホールの内側面と接合する前記プレスフィット部の接合部は前記スルーホールの直径方向に対向する２つの接合面において接合することを特徴とする導電性端子。
（付記３） 付記１または付記２のいずれかに記載の前記導電性端子をコネクタハウジングに保持してなることを特徴とするコネクタ。
（付記４） 付記３に記載のコネクタを有することを特徴とするプリント回路板。
（付記５） 付記４に記載のプリント回路板を有することを特徴とする電子装置。
（付記６） スルーホールに圧入して用いる導電性端子であって、前記導電性端子は細長い先端部と前記先端部から平面的に幅広く延出したプレスフィット部とを有し、前記プレスフィット部の一部に貫通穴を備え、前記プレスフィット部に関して前記先端部とは反対側に延伸するステムと後端部の間には幅広部が設けられ、前記導電性端子の長手方向の中心線に垂直な前記ステムの断面形状が曲面であることを特徴とする導電性端子。

本発明による一実施例 本発明による他の実施例 従来例Ａ 従来例Ｂ 本発明による他の実施例Ｃ

符号の説明

１００、２００、５００ プレスフィット用コンタクト
１０１、２０１、５０１ 先端部
１０２、２０２、５０２ プレスフィット部ｂ、プレスフィット部ｅ、プレスフィット部ｈ
１０３、２０３、５０３ プレスフィット部ｃ、プレスフィット部ｆ、プレスフィット部ｉ
１０４、２０４、５０４ ステム
１０５、２０５、５０５ 幅広部
１０６、２０６、５０６ 後端部
１０７、２０７、５０７ 穴
１５０、２５０、５５０ スルーホール
１５１、２５１、５５１ 接合面ｂ、接合面ｅ、接合面ｈ
１５２、２５２、５５２ 接合面ｃ、接合面ｆ、接合面ｉ

Claims (5)

1. スルーホールに圧入して用いる導電性端子であって、
   前記導電性端子は細長い先端部と前記先端部から平面的に幅広く延出したプレスフィット部とを有し、
   前記プレスフィット部の一部に貫通穴を備え、
   前記プレスフィット部は前記導電性端子の長手方向の中心線に垂直な切断面における前記中心線が通る中心点に関して点対称に曲げられ、
   前記スルーホールの内側面と接合する前記プレスフィット部の接合部は前記スルーホールの直径方向に対向する２つの接合面において接合することを特徴とする導電性端子。
2. スルーホールに圧入して用いる導電性端子であって、
   前記導電性端子は細長い先端部と前記先端部から平面的に幅広く延出したプレスフィット部とを有し、
   前記プレスフィット部の一部に貫通穴を備え、
   前記導電性端子の長手方向の中心線に垂直な切断面における前記プレスフィット部の厚さが前記導電性端子内の他の部分における前記厚さより厚い部分を有し、
   前記スルーホールの内側面と接合する前記プレスフィット部の接合部は前記スルーホールの直径方向に対向する２つの接合面において接合することを特徴とする導電性端子。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の前記導電性端子をコネクタハウジングに保持してなることを特徴とするコネクタ。
4. 請求項３に記載のコネクタを有することを特徴とするプリント回路板。
5. 請求項４に記載のプリント回路板を有することを特徴とする電子装置。

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