JP2016219110A - プレスフィット端子 - Google Patents

Abstract

【課題】ホール嵌合部の圧入時の擦れによって、スルーホールの内周面を覆っているプリフラックス層を確実に除去することができ、ポストフラックス処理を施さなくとも、ホール嵌合部とスルーホール内周面との間に安定した導通接続を確保することのできるプレスフィット端子を提供すること。
【解決手段】プリント回路基板２００のスルーホール２１０に圧入されて、接触圧によってスルーホール２１０との導通接続を果たすホール嵌合部４１を有するプレスフィット端子４であって、ホール嵌合部４１は、スルーホール２１０への挿入方向に沿って延在してスルーホール２１０の内周面に接触する角部４１２ａ，４１３ａに、スルーホール２１０への挿入方向と交差する方向に延在して挿入時に接触するスルーホール２１０の内面の被膜を削るエッジ４５ａを備えたことを特徴とするプレスフィット端子４。
【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て、接触圧によって前記スルーホールとの導通接続を果たすプレスフィット端子に関する。

近年、回路基板のスルーホールに対して、半田付けが不要で簡単に電気的な接続を果たすプレスフィット端子が普及している。

プレスフィット端子は、プリント回路基板のスルーホールに圧入されるホール嵌合部が、径方向に圧縮された状態でスルーホールの内周面に接触し、接触圧でスルーホールと電気的接続状態になる端子である。

図６〜図８は、下記特許文献１に開示されたプレスフィット端子を示している。
このプレスフィット端子１００は、金属材料のプレス成形等で形成される端子金具であり、不図示のコネクタのハウジングに保持される中間部１１０と、中間部１１０から前方に延出したホール嵌合部１２０と、中間部１１０から後方に延出した端子嵌合部１３０と、を備えている。プレスフィット端子１００は、プレス成形後に、メッキ処理が施され、母材が表面に露出しないように、表面に、導電性に優れた金属層が形成される。

プレスフィット端子１００のホール嵌合部１２０は、長さ方向の中間部がプリント回路基板２００のスルーホール２１０の内径よりも大きな外径に設定された紡錘形状に形成されている。そして、ホール嵌合部１２０は、スルーホール２１０に圧入すると、スルーホール２１０の内周面と干渉する部位が弾性変形して緊密嵌合し、接触圧によってスルーホール２１０の内周面の導電体層２１１（図８参照）に導通接続される。

なお、プレスフィット端子１００の端子嵌合部１３０は、例えば雄端子部で、外部のコネクタに保持されている雌端子金具と嵌合することで、外部の回路に接続される。

ホール嵌合部１２０は、図８に示すように、横断面形状が矩形で、角部１２１が、スルーホール２１０の内周面の導電体層２１１に接触することで、導電体層２１１に導通接続される。

特許文献１では、角部１２１と導電体層２１１との接触面積を増大させて導通接続の信頼性を向上させるために、角部１２１は、スルーホール２１０の内周面の曲率に近い曲率の円弧状曲面に仕上げている。

特開２０１０−１２３３１０号公報

ところで、プリント回路基板は、通常、導体表面の酸化を防止するために、スルーホールなどの導体表面にプリフラックス層（防錆皮膜）が形成されている。

ところが、前述した特許文献１のプレスフィット端子１００の場合は、スルーホール２１０にホール嵌合部１２０を圧入した際、スルーホール２１０の導電体層２１１に接触するホール嵌合部１２０の角部１２１が滑らかな円弧面状である。従って、接触圧があまり大きくならないため、圧入時の接触圧によってプリフラックス層を除去しきれず、接触部にプリフラックス層が残存することで、接続不良が発生するおそれがあった。

このような不都合を防止するために、ホール嵌合部１２０の圧入前に、プリント回路基板２００に対してポストフラックス処理を施して、プリフラックス層の除去を行う方法もある。しかし、この場合、ポストフラックス処理の分、処理工程が増えて、コストの増大や生産性の低下を招くという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消することに係り、ホール嵌合部の圧入時の擦れによって、スルーホールの内周面を覆っているプリフラックス層を確実に除去することができ、ポストフラックス処理を施さなくとも、ホール嵌合部とスルーホール内周面との間に安定した導通接続を確保することのできるプレスフィット端子を提供することにある。

本発明の前述した目的は、下記の構成により達成される。
（１） 回路基板のスルーホールに圧入されて、接触圧によって前記スルーホールとの導通接続を果たすホール嵌合部を有するプレスフィット端子であって、
前記ホール嵌合部は、前記スルーホールへの挿入方向に沿って延在して前記スルーホールの内周面に接触する角部に、前記スルーホールへの挿入方向と交差する方向に延在して挿入時に接触する前記スルーホールの前記内周面の被膜を削るエッジを備えたことを特徴とするプレスフィット端子。

（２） 前記エッジは、前記角部上の前記スルーホールへの挿入方向に間隔を空けた複数箇所に具備されたことを特徴とする上記（１）に記載のプレスフィット端子。

（３） 前記エッジは、前記スルーホールへの挿入方向と交差する方向に前記角部に形成された切れ込みの縁部であることを特徴とする上記（１）に記載のプレスフィット端子。

上記（１）の構成によれば、プレスフィット端子のホール嵌合部を回路基板のスルーホールに圧入する際には、スルーホールの内周面に接触するホール嵌合部の稜線部が、スルーホールの内周面に形成されているプリフラックス層上を摺動して、プリフラックス層を傷付け、剥離させる。しかし、ホール嵌合部の稜線部は、スルーホールへの挿入方向に沿って延在しているため、スルーホールの内周面への接触が、スルーホールへの挿入方向に沿う直線状となる。そのため、スルーホールの内周面に直接接触してプリフラックス層を削り取る面積が小さく、プリフラックス層の一部が残存するおそれがある。

しかし、稜線部に備えたエッジは、スルーホールへの挿入方向と交差する方向に延在していて、スルーホールの内周面への接触が、スルーホールへの挿入方向に交差する線状になり、稜線部よりも大きな幅で、且つ、稜線部よりも強い力でスルーホール内周面に引っかかる（食い込む）。そのため、稜線部の摺動で取り残したプリフラックス層を確実に削り取って（掻き取って）、スルーホールの内周面上からプリフラックス層を確実に除去することができる。

したがって、ホール嵌合部の圧入時の擦れによって、スルーホールの内周面を覆っているプリフラックス層を確実に除去することができ、ポストフラックス処理を施さなくとも、ホール嵌合部とスルーホール内周面との間に安定した導通接続を確保することができる。

上記（２）の構成によれば、スルーホールの内周面上のプリフラックス層を削り取るエッジが、スルーホールへの挿入方向に間隔を空けて複数箇所に具備されているため、スルーホールの内周面を覆っているプリフラックス層に対して、エッジによる掻き取り動作を複数回繰り返して加えることができる。従って、エッジによるプリフラックス層の除去を更に確実にすることができ、ホール嵌合部とスルーホール内周面との間の導通接続の信頼性を向上させることができる。

上記（３）の構成によれば、エッジの形成に必要な複数の切れ込みは、ホール嵌合部のプレス成形処理で簡単に形成することができ、複数のエッジを簡単に具備することができる。

そして、エッジが、切れ込みの縁部である場合には、エッジで削り取ったプリフラックス層を切れ込みの溝内に回収して、プリフラックス層の削りかすが周囲に飛散することを防止することができる。

本発明によるプレスフィット端子によれば、ホール嵌合部の圧入時の擦れによって、スルーホールの内周面を覆っているプリフラックス層を確実に除去することができ、ポストフラックス処理を施さなくとも、ホール嵌合部とスルーホール内周面との間に安定した導通接続を確保することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明に係るプレスフィット端子の一実施形態の要部の斜視図である。 図２は、図１のＢ部の拡大図である。 図３は、本発明の一実施形態のプレスフィット端子が回路基板のスルーホールに対して圧入される前の状態の説明図である。 図４は、本発明の一実施形態のプレスフィット端子が回路基板のスルーホールに対して圧入途中の状態の説明図である。 図５は、本発明の一実施形態のプレスフィット端子が回路基板のスルーホールに対して圧入完了した状態の説明図である。 図６は、従来のプレスフィット端子が回路基板のスルーホールに嵌合している状態の説明図である。 図７は、図６に示したプレスフィット端子の斜視図である。 図８は、図６のＡ矢視図である。

以下、本発明に係るプレスフィット端子の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図５は本発明に係るプレスフィット端子の一実施形態を示したもので、図１は本発明に係るプレスフィット端子の一実施形態の要部の斜視図、図２は図１のＢ部の拡大図、図３は本発明の一実施形態のプレスフィット端子が回路基板のスルーホールに対して圧入される前の状態の説明図、図４は本発明の一実施形態のプレスフィット端子が回路基板のスルーホールに対して圧入途中の状態の説明図、図５は本発明の一実施形態のプレスフィット端子が回路基板のスルーホールに対して圧入完了した状態の説明図である。

この一実施形態のプレスフィット端子４は、金属材料のプレス成形等で形成される端子金具で、図１及び図５に示すように、プリント回路基板２００のスルーホール２１０に嵌合するホール嵌合部４１と、このホール嵌合部４１から前方に延出した端子前端部４２と、ホール嵌合部４１から後方に延出した端子後端部４３と、を備えている。

ホール嵌合部４１が嵌合するプリント回路基板２００のスルーホール２１０は、図３に示すように、３層構造に形成された基板本体２０１に貫通形成された孔２０２の内周面を覆う導電体層２１１と、孔２０２の開口縁を覆うリング状の導電体層であるランド２１２と、を備えている。なお、図３及び図４に示す矢印Ｘ３は、スルーホール２１０に対するプレスフィット端子４の挿入方向を示している。

基板本体２０１を構成している各絶縁基板２０１ａ，２０１ａｂ，２０１ｃの表面には、スルーホール２１０の導電体層２１１又はランド２１２に導通接続される回路パターンが印刷形成される。

また、プリント回路基板２００の導電体層２１１及びランド２１２の上には、図３に示すように、導体表面の酸化を防止するために、これらの導体の表面を覆うプリフラックス層（防錆皮膜）２２０が形成されている。プリフラックス層２２０は、通常、絶縁性の被膜である。

本実施形態のプレスフィット端子４における端子前端部４２及び端子後端部４３は、横断面形状が四角形で、ホール嵌合部４１よりも幅寸法の小さな棒状で、ワイヤーラッピングや雌端子金具の嵌合接続によって、他の回路に接続することができる。

このプレスフィット端子４は、プレス成形後に、メッキ処理が施され、母材が表面に露出しないように、表面に、導電性に優れた金属層が形成される。

プレスフィット端子４のホール嵌合部４１は、幅方向の中央に、長円形の孔４１１が貫通形成されていて、孔４１１を挟む２本のアーム部４１２，４１３が端子前端部４２や端子後端部４３との接続部で、一つに合流する形状になっている。２本のアーム部４１２は、横断面形状が四角形である。

また、ホール嵌合部４１のそれぞれのアーム部４１２，４１３の外側の角部４１２ａ，４１３ａは、ホール嵌合部４１のスルーホール２１０への挿入方向（図１では、矢印Ｘ１方向）に沿って延在する稜線部となっている。

本実施形態のホール嵌合部４１は、スルーホール２１０に挿入した際に、稜線部である４つの角部４１２ａ，４１３ａがスルーホール２１０の内周面と当たって弾性変形し、ホール嵌合部４１がスルーホール２１０に緊密嵌合するように、ホール嵌合部４１の外形寸法が設定されている。

即ち、本実施形態のホール嵌合部４１は、スルーホール２１０に圧入した際に、スルーホール２１０の内周面と４つの角部４１２ａ，４１３ａが干渉することで弾性変形する。これにより、ホール嵌合部４１は、スルーホール２１０に緊密嵌合し、接触圧によってスルーホール２１０の内周面の導電体層２１１（図３参照）に導通接続される。

本実施形態のホール嵌合部４１の場合、それぞれの角部４１２ａ，４１３ａには、図１及び図２に示すように、複数のエッジ４５ａが具備されている。

エッジ４５ａは、図２に示すように、スルーホール２１０への挿入方向（図２では、矢印Ｘ２方向）と交差（直交）する方向（図２では、矢印Ｙ２方向）に角部４１２ａ，４１３ａに形成された切れ込み４５の一方の縁部である。

切れ込み４５は、ホール嵌合部４１の挿入方向の手前側に位置する縁部であるエッジ４５ａと、挿入方向の先方側に位置する縁部であるエッジ４５ｂと、を備えている。

切れ込み４５の挿入方向の手前側に位置するエッジ４５ａは、スルーホール２１０への挿入方向と交差する方向に延在していて、図４及び図５に示すように、ホール嵌合部４１のスルーホール２１０への挿入時に、スルーホール２１０の内面に食い込み、当該エッジ４５ａに接触するスルーホール２１０の内面のプリフラックス層２２０を削り取る。

なお、図４は、ホール嵌合部４１が嵌合途中で、挿入方向先端のエッジ４５ａが進んだ位置まで、プリフラックス層２２０の削り取りが進んでいる。

切れ込み４５の挿入方向の先方側に位置するエッジ４５ｂは、スルーホール２１０への挿入方向と交差する方向に延在していて、ホール嵌合部４１をスルーホール２１０から抜き出すときに、スルーホール２１０の内面に食い込み、スルーホール２１０の内面のプリフラックス層２２０を削り取る。

本実施形態の場合、エッジ４５ａ及びエッジ４５ｂを有した切れ込み４５は、各角部４１２ａ，４１３ａ上で、スルーホール２１０への挿入方向に間隔を空けた複数箇所に具備されている。

言い換えると、本実施形態の場合、エッジ４５ａは、角部４１２ａ，４１３ａ上のスルーホール２１０への挿入方向に間隔を空けた複数箇所に具備されている。

また、本実施形態の場合、エッジ４５ａ及びエッジ４５ｂを有した切れ込み４５は、ホール嵌合部４１を成形する際のプレス成形処理によって形成する。

以上に説明した一実施形態のプレスフィット端子４では、図４に示すように、ホール嵌合部をプリント回路基板２００のスルーホール２１０に圧入すると、スルーホール２１０の内周面に接触するホール嵌合部４１の４隅の稜線部である角部４１２ａ，４１３ａが、スルーホール２１０の内周面に形成されているプリフラックス層２２０上を摺動して、プリフラックス層２２０を傷付け、剥離させる。

しかし、ホール嵌合部４１の角部４１２ａ，４１３ａは、スルーホール２１０への挿入方向に沿って延在している稜線部であるため、スルーホール２１０の内周面のプリフラックス層２２０への接触が、スルーホール２１０への挿入方向に沿う直線状となる。そのため、スルーホール２１０の内周面に直接接触してプリフラックス層２２０を削り取る面積が小さく、プリフラックス層２２０の一部が残存するおそれがある。

しかし、角部４１２ａ，４１３ａに備えたエッジ４５ａは、スルーホール２１０への挿入方向と交差する方向に延在していて、スルーホール２１０の内周面のプリフラックス層２２０への接触が、スルーホール２１０への挿入方向に交差する線状になり、角部４１２ａ，４１３ａよりも大きな幅で、且つ、角部４１２ａ，４１３ａよりも強い力でスルーホール２１０内周面に引っかかる（食い込む）。そのため、角部４１２ａ，４１３ａの摺動で取り残したプリフラックス層２２０を確実に削り取って（掻き取って）、図４及び図５に示したように、スルーホール２１０の内周面上からプリフラックス層２２０を確実に除去することができる。

したがって、ホール嵌合部４１の圧入時の擦れによって、スルーホール２１０の内周面を覆っているプリフラックス層２２０を確実に除去することができ、ポストフラックス処理を施さなくとも、ホール嵌合部４１とスルーホール２１０内周面との間に安定した導通接続を確保することができる。

また、一実施形態のプレスフィット端子４の構成によれば、スルーホール２１０の内周面上のプリフラックス層２２０を削り取るエッジ４５ａが、スルーホール２１０への挿入方向に間隔を空けて複数箇所に具備されているため、スルーホール２１０の内周面を覆っているプリフラックス層２２０に対して、エッジ４５ａによる削り取り（掻き取り）動作を複数回繰り返して加えることができる。従って、エッジ４５ａによるプリフラックス層２２０の除去を更に確実にすることができ、ホール嵌合部４１とスルーホール２１０内周面との間の導通接続の信頼性を向上させることができる。

また、一実施形態のプレスフィット端子４の構成によれば、エッジ４５ａの形成に必要な複数の切れ込み４５は、ホール嵌合部４１のプレス成形処理で一括して簡単に形成することができ、複数のエッジ４５ａを簡単に具備することができる。

そして、エッジ４５ａが、切れ込み４５の縁部である場合には、エッジ４５ａで削り取ったプリフラックス層２２０を切れ込みの溝内に回収して、プリフラックス層２２０の削りかすが周囲に飛散することを防止することができる。

また、本実施形態のプレスフィット端子４の構成によれば、エッジ４５ａを提供する切れ込み４５は、エッジ４５ａとは逆向きのエッジ４５ｂも有している。そのため、ホール嵌合部４１をスルーホール２１０に挿抜する操作を繰り返すと、ホール嵌合部４１を挿入する動作と抜き出す動作のそれぞれで、各エッジ４５ａ，４５ｂがプリフラックス層２２０を削るため、より確実にプリフラックス層２２０を除去することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、プレスフィット端子のホール嵌合部の角部（稜線部）に形成するエッジは、切れ込みの縁に限るものではなく、例えば、ホール嵌合部の角部に突出形成するリブ状の突起の縁とすることも可能である。

また、プレスフィット端子におけるホール嵌合部の外郭形状は、図７のホール嵌合部１２０のような滑らかな紡錘形状に形成することも可能である。

また、プレスフィット端子のホール嵌合部の前後に位置する端子前端部や端子後端部の構造も、前述した実施形態に限定されない。例えば、プレスフィット端子の端子前端部や端子後端部は、外部の雌型の端子金具が嵌合するタブ端子状の構造にすることも考えられる。

ここで、上述した本発明に係るプレスフィット端子の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］〜［３］に簡潔に纏めて列記する。

［１］ 回路基板（２００）のスルーホール（２１０）に圧入されて、接触圧によって前記スルーホール（２１０）との導通接続を果たすホール嵌合部（４１）を有するプレスフィット端子（４）であって、
前記ホール嵌合部（４１）は、前記スルーホール（２１０）への挿入方向に沿って延在して前記スルーホール（２１０）の内周面に接触する角部（４１２ａ，４１３ａ）に、前記スルーホール（２１０）への挿入方向と交差する方向に延在して挿入時に接触する前記スルーホール（２１０）の前記内周面の被膜（プリフラックス層２２０）を削るエッジ（４５ａ）を備えたことを特徴とするプレスフィット端子（４）。

［２］ 前記エッジ（４５ａ）は、前記角部（４１２ａ，４１３ａ）上の前記スルーホール（２１０）への挿入方向に間隔を空けた複数箇所に具備されたことを特徴とする上記［１］に記載のプレスフィット端子（４）。

［３］ 前記エッジ（４５ａ）は、前記スルーホール（２１０）への挿入方向と交差する方向に前記角部（４１２ａ，４１３ａ）に形成された切れ込み（４５）の縁部であることを特徴とする上記［１］に記載のプレスフィット端子（４）。

４ プレスフィット端子
４１ ホール嵌合部
４５ 切れ込み
４５ａ エッジ
２００ プリント回路基板
２１０ スルーホール
４１２ａ，４１３ａ 角部（稜線部）

Claims (3)

1. 回路基板のスルーホールに圧入されて、接触圧によって前記スルーホールとの導通接続を果たすホール嵌合部を有するプレスフィット端子であって、
   前記ホール嵌合部は、前記スルーホールへの挿入方向に沿って延在して前記スルーホールの内周面に接触する角部に、前記スルーホールへの挿入方向と交差する方向に延在して挿入時に接触する前記スルーホールの前記内周面の被膜を削るエッジを備えたことを特徴とするプレスフィット端子。
2. 前記エッジは、前記角部上の前記スルーホールへの挿入方向に間隔を空けた複数箇所に具備された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. 前記エッジは、前記スルーホールへの挿入方向と交差する方向に前記角部に形成された切れ込みの縁部であ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。

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