JP2016207453A - プレスフィット端子 - Google Patents

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Abstract

【課題】部品点数や製造コストの増加を抑圧しつつ、圧接部の撓み量を確保して圧接部のスルーホールに対する挿入力の低減を図ることができる、新規な構造のプレスフィット端子を提供すること。【解決手段】棒状金具12の一端側14に、プリント基板54のスルーホール56に圧入されてスルーホール内面の導体と電気的に導通される圧接部16を備える一方、棒状金具12の他端側18に、相手側部材と接続される接続部20を備えたプレスフィット端子10において、棒状金具12の一端側14が、表面の一部を鍛圧して設けた潰し部28と、潰し部28を設けたことにより外方に突出された部位によって構成された圧接部16を有しており、圧接部16は、スルーホール56への接圧により棒状金具12の周方向に撓み変形されるようにした。【選択図】図1

Description

本発明は、プリント基板のスルーホールに圧入されることにより、その内面に施された導体と電気的に導通されるプレスフィット端子に関するものである。
従来から、プリント基板等の基板に設けられた回路導体と、コネクタ等の相手側部材とを電気的に接続するために、接続端子が用いられている。そのような接続端子として、例えば特開2004−127610号公報(特許文献1)に記載されている、所謂プレスフィット端子が知られている。このようなプレスフィット端子は、棒状金具の一端側にばね性を有する圧接部を備える一方、棒状金具の他端側に相手側部材に接続される接続部を備え、圧接部を基板のスルーホールに圧入して固定することにより、半田を要することなくスルーホール内に露呈された導体に導通して基板に固定することが可能とされている。
ところで、特許文献1にも記載されているように、プレスフィット端子は、金属板をプレス打ち抜き加工して形成される。そして、棒状金具の一端側では、中央部分に貫通孔を打ち抜いて一対のアーチ状の圧接部を形成し、かかる一対の圧接部が軸直角方向で弾性変形可能とされることでばね性が付与されている。
ところが、接続端子の中には、幅寸法または板厚寸法が1mmに満たない極めて小さな端子も多い。そのような端子に、上述の如き構造の圧接部を形成することは加工の難易度が高く、製造コストの増加を招く原因となっていた。加えて、アーチ状の圧接部は両端部が端子に連結されていることから、十分な撓み量を確保し難い。それゆえ、圧接部のスルーホールへの挿入力が高くなることが避けられず、圧接部がスルーホールの内面を削って金属くずを生ずるおそれもあった。
そこで、本発明者は、先に特開2013−149578号公報(特許文献2)において、長手棒状の棒状金具と、かかる棒状金具とは別体の金属材を棒状金具の一端側に巻き込んで圧接することにより圧接部を形成したプレスフィット端子を提案した。これによれば、棒状金具と圧接部を別部品で構成することから、圧接部の製造自由度が向上し、棒状金具の板厚寸法が小さい場合にも、十分なばね性(撓み量)を有する圧接部を有利に形成することが可能となる。それゆえ、圧接部のスルーホールに対する挿入力の低減を図りつつ、圧接部をスルーホールに確実に圧接することができる。また、圧接部がスルーホールの内面の削る不具合も低減できる。
しかしながら、圧接部が、棒状金具とは別体の金属材を用いて棒状金具の一端側に巻き込んで圧接することにより形成されていることから、部品点数や製造コストの増加を抑圧するという点では、未だ改良の余地があり、更に改善されたプレスフィット端子の開発が進められていた。
特開2004−127610号公報 特開2013−149578号公報
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、部品点数や製造コストの増加を抑圧しつつ、圧接部の撓み量を確保して圧接部のスルーホールに対する挿入力の低減を図ることができる、新規な構造のプレスフィット端子を提供することにある。
本発明の第一の態様は、棒状金具の一端側に、プリント基板のスルーホールに圧入されて該スルーホール内面の導体と電気的に導通される圧接部を備える一方、前記棒状金具の他端側に、相手側部材と接続される接続部を備えたプレスフィット端子において、前記棒状金具の前記一端側に、表面の一部を鍛圧して設けた潰し部と、該潰し部を設けたことにより外方に突出された部位によって構成された前記圧接部を有しており、前記圧接部は、前記スルーホールへの接圧により前記棒状金具の周方向に撓み変形されることを特徴とする。
本態様によれば、棒状金具の一端側において表面の一部を鍛圧して潰し部を設けることで外方に突出された部位によって圧接部が設けられていることから、従来のように棒状金具とは別体の金具を用いて圧接部を設ける必要がなく、部品点数や製造コストの削減を図ることができる。特に、鍛圧により潰し部を設けるだけで圧接部を形成することができることから、仮に要求されるプレスフット端子の幅寸法が小さい場合でも、貫通孔を形成する場合に比して容易に加工をすることができ、製造コストの向上等を抑えることができる。
また、圧接部は、棒状金具の表面から外方に突出しており片持ち梁状である共に、スルーホールに圧入された際に、その接圧により棒状金具の周方向に撓み変形されることから、十分な撓み量が確保しやすく所望のばね性を確保しつつスルーホールへの圧接部の挿入力の低減を図ることができる。
しかも、スルーホールに圧入された際に棒状金具の周方向に撓み変形するものであることから、圧接部の圧縮応力が棒状金具の軸方向に直交する方向で干渉しあうことが未然に防止され、挿入力の低減がさらに確実に実現される。
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記棒状金具が金属角線材を所定長さに切断することで構成されており、該金属角線材は表面にめっき層が施されている一方、前記棒状金具の少なくとも一対の対向面に一対の前記潰し部が設けられていると共に、前記棒状金具の少なくとも一対の対角部に一対の前記圧接部が設けられているものである。
本態様によれば、棒状金具を金属角線材を切断することで容易に形成できる。また金属角線材の一対の対向面を両側から鍛圧することで、安定して潰し部を設けることができる。さらに、一対の対角部に圧接部が設けられていることから、圧接部をより有利に外方に突出させることができる。従って、製造コストを低減しつつ有利に本態様のプレスフィット端子を形成することができる。
しかも金属角線材にはあらかじめ表面にめっきが施されていることから、従来のごときプレス打ち抜き加工の場合に比して、圧接部への後めっき加工が不要となり、さらなるコストの低減を図ることができる。
本発明の第三の態様は、前記第一または第二の態様に記載のものにおいて、前記棒状金具の軸方向に直交する方向の断面において、前記潰し部が第一斜辺と該第一斜辺よりも長い第二斜辺を含んで構成されているものである。
本態様によれば、潰し部を構成する第一斜辺と第二斜辺の長さが異ならされていることから、潰し部によって外方に突出される圧接部の突出方向に延びる中心軸が棒状金具の中心軸に交差しないようにすることが可能となる。これにより、圧接部がスルーホールに圧入された際に、周方向へ圧接部を押圧する分力が発生して、圧接部を周方向に撓み変形させることが可能となるのである。
本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れか1つの態様に記載のものにおいて、前記潰し部の深さ寸法が前記棒状金具の軸方向の両端側に向かって次第に小さくされている一方、前記圧接部の突出寸法が前記棒状金具の軸方向の両端側に向かって次第に小さくされているものである。
本態様によれば、潰し部の深さ寸法が棒状金具の軸方向中央部分が最も深く、両端側に向かって次第に小さくされていることから、潰し部によって外方に突出形成される圧接部もその突出寸法が軸方向両端側に向かって次第に小さくされて突出部の外面がテーパ形状に構成されている。これにより、プレスフィット端子をスルーホールに挿入する際に、挿入操作をスムーズに行うことができ、挿入作業性の向上を図ることができる。
本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れか1つの態様に記載のものにおいて、前記棒状金具が四角断面形状を有すると共に前記棒状金具の二対の対向面には鍛圧された前記潰し部が設けられており、該潰し部により前記棒状金具の両対角位置にはそれぞれ外方に突出されると共に前記棒状金具の周方向に対して撓み変形可能な前記圧接部が形成されているものである。
本態様によれば、四角断面形状を有する棒状金具の二対の対向面に鍛圧された潰し部を設けることにより、棒状金具の四角部に棒状金具の周方向に対して撓み変形可能な4つの圧接部を容易に設けることが可能となる。これにより、周方向に離隔した4つの圧接部によってスルーホールに対して圧入固定されていることから、より一層確実に圧接部をスルーホールに圧接することができると共に、より一層圧接部のスルーホールに対する挿入力の低減を図ることが可能となる。
本発明の第六の態様は、前記第二乃至第五の何れか1つの態様に記載のものにおいて、前記金属角線材が銅合金によって形成されているものである。
本態様によれば、金属角線材が銅合金によって形成されている。これにより、棒状金具の周方向に対して撓み変形可能な圧接部を有利に形成することができる。なお、銅合金としては、例えば、ばね性に優れたリン青銅やC194などが挙げられる。
本発明によれば、潰し部を設けることで外方に突出された部位によって圧接部が設けられていることから、従来のように棒状金具とは別体の金具を用いて圧接部を設ける必要がなく、部品点数や製造コストを削減できる。また、仮に要求されるプレスフット端子の幅寸法が小さい場合でも、貫通孔を形成する場合に比して容易に加工をすることができ、製造コストの向上等を抑えることができる。さらに、圧接部は、棒状金具の表面から外方に突出しており片持ち梁状である共に、スルーホールに圧入された際にその接圧により棒状金具の周方向に撓み変形されることから、十分な撓み量が確保しやすく所望のばね性を確保しつつスルーホールへの圧接部の挿入力を低減できる。しかも、棒状金具の周方向に撓み変形することから、圧接部の圧縮応力が棒状金具の軸方向に直交する方向で干渉しあうことが未然に防止され、さらに確実に挿入力を低減できる。
本発明の第一の実施形態としてのプレスフィット端子を示す斜視図。 図1の正面図。 図1におけるIII−III断面の要部拡大斜視図であって、本実施形態の製造方法を説明するための図((a)パンチ時、(b)パンチ後)。 図2におけるIV−IV断面の要部拡大図であって、本実施形態の製造方法を説明するための図((a)パンチ時、(b)パンチ後)。 本実施形態のプレスフィット端子がプリント基板に立設されてなる状態を示す正面図。 図5におけるVI−VI断面の要部拡大図。 本発明の第二の実施形態としてのプレスフィット端子を示す斜視図。 図7の正面図。 本実施形態のプレスフィット端子がプリント基板に立設されてなる状態を示す正面図。 図9におけるX−X断面の要部拡大図。 本発明の第三の実施形態としてのプレスフィット端子を示す要部拡大断面図であって、図6,10に相当する図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図1および図2に、本発明の第一の実施形態としてのプレスフィット端子10を示す。プレスフィット端子10は、棒状金具12の一端側14に圧接部16が形成されていると共に、他端側18に接続部20が形成された一体成形品とされている。なお、以下の説明において、長さ方向および上下方向とは、図2における上下方向を言い、幅方向とは、図2における左右方向を言うものとする。また、板厚方向とは、図2における紙面に垂直な方向を言うものとする。
棒状金具12は、金属角線材22を所定長さに切断することによって形成されている。金属角線材22は、形状加工によってばね性を付与出来る程度の剛性を備えたものが好適に採用され、例えばばね性に優れたリン青銅やC194等の銅合金から形成された、一定の略四角断面形状をもって延びる線材とされている。また、金属角線材22の周上の表面には、全面に亘ってめっき層24が施されている。めっき層24は、例えば、銅やニッケル等の下地メッキに、錫等が積層メッキされて形成されている。
このような金属角線材22から切り出された棒状金具12の一端側14に、圧接部16が形成されている。圧接部16は、略四角断面形状を有する棒状金具12の二対の対向面26,26に鍛圧によって形成された潰し部28により、棒状金具12の両対角位置すなわち4つの角部30においてそれぞれ外方に向かって突出された部位によって構成されている。
かかる圧接部16は、棒状金具12の軸方向に直交する方向の断面を示す図3および図4に示されているように、棒状金具12の一端側14において、略四角断面形状を有する棒状金具12の二対の対向面26,26すなわち4つの対向面26に対して、4つの同形状とされたパンチ(金型)32を同時に押し当てて鍛圧することにより、形成される。より詳細には、圧接部16は、図3(a)および図4(a)に示されているように、パンチ32が棒状金具12の4つの対向面26に押し当てられることによりパンチ32の両側に押しやられた部位が、隣接するパンチ32間の隙間34に押し出されることにより形成されている。また、パンチ32は、棒状金具12の対向面26に押し当てる方向を軸として左右非対称に構成されていることから、潰し部28は第一斜辺36と第一斜辺36よりも長い第二斜辺38を含んで構成されている(図3(b)および図4(b)参照)。さらに、図1および図2に示されているように、潰し部28は略三角錐状の凹所とされており、潰し部28の深さ寸法が棒状金具12の軸方向(上下方向)の両端側に向かって次第に小さくされている。一方、圧接部16は略ドーム状の突部とされており、圧接部16の突出寸法は棒状金具12の軸方向(上下方向)の両端側に向かって次第に小さくされている。
棒状金具12の一端側14において、圧接部16よりも先端側(図1,2中、下側)には、下方に向かって突出する挿通部44が設けられている。また、挿通部44の先端縁部には、従来から用いられている端子と同様に、テーパ状の先端先細部46が形成されている。
また、棒状金具12において、圧接部16よりも長さ方向(図2中、上下方向)の中央側(図2中、上側)には、一対の基板当接部48,48が設けられている。一対の基板当接部48,48は、中央側の幅方向両側部分が、略L字状に延出して板厚方向に貫設する一対のスリット50,50によって、上端部が接続部20側に連結した状態で部分的に中央側の幅方向中央部分から切り離された構成とされている。そして、かかる幅方向両側部分の下端側を板厚方向で互いに反対方向に突出するように曲げ起こすことにより、一対の基板当接部48,48が構成されている。
さらに、棒状金具12の他端側18には、接続部20が形成されている。また、接続部20の先端縁部には、従来から用いられている端子と同様に、テーパ状の後端先細部52が形成されている。
このような構造とされたプレスフィット端子10は、図5に示されているように、挿通部44から、プリント基板54のスルーホール56に挿入される。ここで、プレスフィット端子10のスルーホール56への差し込み量は、基板当接部48,48がプリント基板54に当接されることで規定されるようになっている。これにより、圧接部16がスルーホール56に圧入され、図6に示されているように、かかる圧入によるスルーホール56への接圧により圧接部16の先端面58が棒状金具12の中心軸60に向かって押圧軸61方向に押圧される。潰し部28を構成する第一斜辺36と第二斜辺38の長さが異ならされていることから、潰し部28によって外方に突出される圧接部16の突出方向に延びる中心軸62a,62bは、棒状金具12の中心軸60と交差しないようになっている。これにより、上記押圧により圧接部16の先端面58に加えられた押圧力:Fは、図6に示されているように、圧接部16を中心軸62a,62b方向に圧縮する圧縮力:Faと、圧接部16を周方向(図6中、反時計回り)へ押圧する回転力:Fbと、に分けることができる。かかる回転力:Fbにより、圧接部16を棒状金具12の周方向に撓み変形させることができるようになるのである。また、この結果、圧接部16の中心軸62a,62b方向および周方向の弾性復元力により、圧接部16の先端面58が、スルーホール56の内面に形成された導体としての図示しないスルーホールめっき層に圧接されるようになっている。これにより、プレスフィット端子10が、接続部20を突出した状態でプリント基板54に固定されて、圧接部16がスルーホールめっき層と電気的に導通されると共に、接続部20に、図示しないコネクタ等の相手側部材が接続されるのである。なお、棒状金具12の中心軸60を挟んで対向する一対の圧接部16,16における圧縮力Faの方向が、図6の中心軸62a,62bに示すように相互に干渉しないことから、挿入力の低減に寄与することができる。
このような構造とされたプレスフィット端子10によれば、圧接部16は、棒状金具12の一端側14において、棒状金具12の対向面26に鍛圧によって潰し部28を形成することにより、棒状金具12の角部30に突設されている。それゆえ、従来の如き棒状金具12とは別体の金具を用いて圧接部16を形成する必要がないことから、部品点数や製造コストの削減を図ることができる。しかも、棒状金具12の対向面26に鍛圧によって潰し部28を形成するだけで圧接部16が形成できることから、仮に要求されるプレスフィット端子10の幅寸法が小さい場合であっても、従来の如き貫通孔を形成する場合に比して容易に加工をすることができ、製造コストの向上等を抑えることができる。
加えて、本実施形態では、棒状金具12を金属角線材22を切断することで容易に形成できると共に、金属角線材22の一対の対向面26,26を両側から鍛圧することにより安定して潰し部28を形成することが可能である。さらに、角部30に圧接部16が設けられていることから、圧接部16をより有利に外方に突出させることができる。しかも、金属角線材22の表面にはめっき層24が施されていることから、従来の如きプレス打ち抜き加工の場合に比して圧接部16への後めっき加工が不要となることから、さらなるコストの低減を図ることができる。
また、圧接部16は、棒状金具12の表面から外方に向かって片持ち梁状に突出しており、スルーホール56に圧入された際に、その接圧により棒状金具12の周方向に撓み変形されている。それゆえ、圧接部16は十分な撓み量が確保しやすいことから、所望のばね性を確保しつつスルーホール56への圧接部16の挿入力の低減を図ることができる。しかも、略四角断面形状を有する金属角線材22から切り出された棒状金具12を用いて対向面26に潰し部28を鍛圧することにより、棒状金具12の4つの角部30に棒状金具12の周方向に対して撓み変形可能な4つの圧接部16を容易に設けることができる。したがって、より一層確実に圧接部16をスルーホール56に圧接することができると共に、より一層圧接部16のスルーホール56に対する挿入力の低減を図ることが可能となる。
さらに、潰し部28の深さ寸法が棒状金具12の軸方向(上下方向)の両端側に向かって次第に小さくされていることにより、潰し部28によって外方に突出形成される圧接部16もその突出寸法が軸方向両端側に向かって次第に小さくされた略ドーム状の突部とされている。それゆえ、プレスフィット端子10をスルーホール56に挿入する際に、挿入操作をスムーズに行うことができ、挿入作業性の向上を図ることができる。
次に、図7〜10を用いて、本発明の第二の実施形態としてのプレスフィット端子64について詳述するが、上記実施形態と同様な構造とされた部材および部位については、図中に、上記実施形態と同一の符号を付することにより、それらの詳細な説明を省略する。かかるプレスフィット端子64は、例えばばね性に優れたリン青銅やC194等の銅合金等の表面に錫等のめっきが施された金属板がプレス打ち抜き加工されて形成され、全体として略短冊状の平板形状を有する棒状金具66から構成されている点に関して、第一の実施形態と異なる実施形態を示すものである。すなわち、本実施形態のプレスフィット端子64では、棒状金具66の一端側14において、板厚方向(図8における紙面に垂直な方向)に対向する一対の対向面26,26に対して鍛圧によって形成された潰し部28により、棒状金具66の対角位置すなわち2つの角部30においてそれぞれ外方に向かって突出された部位によって圧接部68が形成されている。したがって、上記第一の実施形態と同様に、従来の如き棒状金具66とは別体の金具を用いて圧接部68を形成する必要がないことから、部品点数や製造コストの削減を図ることができる。
また、本実施形態のプレスフィット端子64では、図10に示されているように、圧接部68が、棒状金具66の2つの角部30から外方に向かって片持ち梁状に突出して形成されている。しかも、圧接部68は、上記第一の実施形態と同様に、潰し部28を構成する第一斜辺36と第二斜辺38の長さが異ならされていることから、圧接部68の突出方向に延びる中心軸62a,62bが棒状金具66の中心軸60と交差しないようにされる。これにより、圧接部68がスルーホール56に圧入された際に、その接圧により棒状金具66の周方向に撓み変形されるようになっている。それゆえ、上記第一の実施形態と同様に、圧接部68は十分な撓み量が確保しやすいことから、所望のばね性を確保しつつスルーホール56への圧接部68の挿入力の低減を図ることができる。
さらに、本実施形態のプレスフィット端子64では、図7に示されているように、上記第一の実施形態と同様に、潰し部28の深さ寸法が棒状金具66の軸方向(上下方向)の両端側に向かって次第に小さくされていることから、潰し部28によって外方に突出形成される圧接部68もその突出寸法が軸方向両端側に向かって次第に小さくされた略ドーム状の突部とされている。それゆえ、上記第一の実施形態と同様に、プレスフィット端子64をスルーホール56に挿入する際に、挿入操作をスムーズに行うことができ、挿入作業性の向上を図ることができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、かかる実施形態における具体的な記載によって、本発明は、何等限定されるものでない。例えば、上記第一の実施形態では、圧接部16は、棒状金具12の二対の対向面26,26に鍛圧によって形成された潰し部28により棒状金具12の両対角位置に形成されていたが、圧接部16は、棒状金具12の一対の対向面26,26に鍛圧によって形成された潰し部28により棒状金具12の一方の対角位置のみに形成されていてもよい。
さらに、図11に示されているように、本発明の第三の実施形態としてのプレスフィット端子70の長方形断面の棒状金具72において、幅広の一対の対向面26a,26aでは、幅方向の両端部において、上記第一の実施形態と略同形状の潰し部28,28を棒状金具72の中心軸60に対して点対称に設ける一方、狭幅の一対の対向面26b、26bでは、中央部において、上記第一の実施形態と略同形状の潰し部28を棒状金具72の中心軸60に対して点対称に設けるようにしてもよい。これにより、長方形断面の棒状金具72において、四角部に細長く突出する圧接部74を有利に形成することができ、圧接部74のばね性を一層有利に確保することができる。
10,64,70:プレスフィット端子、12,66,72:棒状金具、14:一端側、16,68,74:圧接部、18:他端側、20:接続部、22:金属角線材、24:めっき層、26,26a,b:対向面、28:潰し部、30:角部、36:第一斜辺、38:第二斜辺、54:プリント基板、56:スルーホール
本発明の第六の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記金属角線材が銅合金によって形成されているものである。

Claims (6)

  1. 棒状金具の一端側に、プリント基板のスルーホールに圧入されて該スルーホール内面の導体と電気的に導通される圧接部を備える一方、前記棒状金具の他端側に、相手側部材と接続される接続部を備えたプレスフィット端子において、
    前記棒状金具の前記一端側に、表面の一部を鍛圧して設けた潰し部と、該潰し部を設けたことにより外方に突出された部位によって構成された前記圧接部を有しており、
    前記圧接部は、前記スルーホールへの接圧により前記棒状金具の周方向に撓み変形される
    ことを特徴とするプレスフィット端子。
  2. 前記棒状金具が金属角線材を所定長さに切断することで構成されており、該金属角線材は表面にめっき層が施されている一方、
    前記棒状金具の少なくとも一対の対向面に一対の前記潰し部が設けられていると共に、
    前記棒状金具の少なくとも一対の対角部に一対の前記圧接部が設けられている請求項1に記載のプレスフィット端子。
  3. 前記棒状金具の軸方向に直交する方向の断面において、前記潰し部が第一斜辺と該第一斜辺よりも長い第二斜辺を含んで構成されている請求項1または2に記載のプレスフィット端子。
  4. 前記潰し部の深さ寸法が前記棒状金具の軸方向の両端側に向かって次第に小さくされている一方、前記圧接部の突出寸法が前記棒状金具の軸方向の両端側に向かって次第に小さくされている請求項1〜3の何れか1項に記載のプレスフィット端子。
  5. 前記棒状金具が四角断面形状を有すると共に前記棒状金具の二対の対向面には鍛圧された前記潰し部が設けられており、該潰し部により前記棒状金具の両対角位置にはそれぞれ外方に突出されると共に前記棒状金具の周方向に対して撓み変形可能な前記圧接部が形成されている請求項1〜4の何れか1項に記載のプレスフィット端子。
  6. 前記金属角線材が銅合金によって形成されている請求項2〜5の何れか1項に記載のプレスフィット端子。
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