JP2016219151A - プレスフィット端子 - Google Patents
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Abstract
【課題】より簡素な構造の圧接部により、スルーホールに対する接圧の向上と、回路基板におけるプレスフィット端子の立直性の向上を両立して達成することができる、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の一端部14に対して、棒状金具12とは別体の金属部材16が組み付けられることにより、回路基板58のスルーホール60に圧入される圧接部36が形成されてなるプレスフィット端子10において、金属部材16が、棒状金具12に固定される固定部30a,bと、固定部30a,bに一端部が連結されて他端部が自由端とされることで弾性変形可能とされた平板状の舌片部34を備える一方、舌片部34が棒状金具12の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回されることにより圧接部36が構成されているようにした。【選択図】図1
Description
本発明は、回路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、プリント基板やバスバー基板等の回路基板の導電路と外部の電気部品とを電気的に接続するために用いられる接続端子の一種として、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には、棒状金具の一端部にばね性を有する圧接部が形成されており、圧接部を回路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回路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、棒状金具の一端部では、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。そのような接続端子に、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棒状金具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部材を棒状金具の一端部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。それ故、圧接部のスルーホールに対する挿入力を低減でき、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、圧接部の構造の簡素化やスルーホールに対する圧接部の接圧の向上等に関し、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。
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、より簡素な構造の圧接部により、スルーホールに対する接圧の向上と、回路基板におけるプレスフィット端子の立直性の向上を両立して達成することができる、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、棒状金具の一端部に対して、該棒状金具とは別体の金属部材が組み付けられることにより、回路基板のスルーホールに圧入される圧接部が形成されてなるプレスフィット端子において、前記金属部材が、前記棒状金具に固定される固定部と、該固定部に一端部が連結されて他端部が自由端とされることで弾性変形可能とされた平板状の舌片部を備える一方、前記舌片部が前記棒状金具の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回されることにより前記圧接部が構成されていることを特徴とする。
本態様によれば、棒状金具と別体の金属部材を用いてスルーホールへの圧接部が構成されていることから、特許文献1の如き棒状金具に貫通孔を設けて一対のアーチ状の圧接部を形成する場合に比して、圧接部の充分な弾性変形量を確保することが容易となる。しかも、金属部材が有する片持ち梁状の舌片部を棒状金具の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回する簡単な構造によって弾性変形量の増大された圧接部を形成することができる。それゆえ、特許文献2のプレスフィット端子に比して圧接部の構造の簡素化を図ることができる。
また、平板状の舌片部を棒状金具の周方向に隙間を隔てて巻回することにより圧接部が構成されており、かかる舌片部は弾性変形可能であることから、舌片部を広い範囲でスルーホールに当接させることができる。これにより、特許文献2のように金属部材の一部を突出させて圧接部を設ける構造に比して、圧接部のスルーホールに対する接触面積を増大させることができ、導通安定性や回路基板におけるプレスフィット端子の立直性の向上をも図ることができる。
加えて、圧接部を構成する舌片部は、棒状金具に固定される固定部に一端部が連結されていることから、圧接部をスルーホールに圧入させた際にも圧接部を所定の位置に安定して保持することができ、スルーホールへの接圧によって圧接部が移動して圧接状態が不安定となることも未然に防止されている。
なお、本発明のプレスフィット端子の圧接部が圧接される回路基板のスルーホールには、回路基板のスルーホールや、バスバー回路体によって構成されるバスバー基板において、バスバーに貫通されたスルーホール等、種々の回路基板において導体が露呈するスルーホールを含むものである。
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、前記金属部材が、前記固定部から前記棒状金具の軸方向に延びる連結部をさらに含んでおり、前記舌片部の一端部が、前記連結部を介して前記固定部に連結されているものである。
本態様によれば、舌片部と固定部が棒状金具の軸方向に延びる連結部を介して連結されていることから、固定部の棒状金具への固定工程と舌片部の棒状金具の周囲への湾曲工程を相互への影響を低減して容易に行うことができ、作業性の向上を図ることができる。
本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記連結部の両側縁部に対して一対の前記舌片部の一端部が連結されており、前記一対の前記舌片部が、前記周方向で互いに反対方向に延出しているものである。
本態様によれば、一対の舌片部が連結部の両側縁部から棒状金具の周方向で互いに反対方向に延出して形成されている。これにより、圧接部を構成する各舌片部がスルーホールに対してより均等に圧接力を加えることができ、プレスフィット端子の回路基板上における立直性を一層安定して確保することができる。
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、前記棒状金具の軸方向において、前記舌片部の両側に、一対の前記固定部が設けられているものである。
本態様によれば、圧接部を構成する舌片部を挟んだ軸方向両側に固定部が設けられて、金属部材が棒状金具に対してかかる2つの固定部を介して固定されている。それゆえ、舌片部を棒状金具の軸方向の所定位置に一層確実かつ安定的に配設することが可能となり、プレスフィット端子の導通安定性や回路基板上での立直性を一層安定して確保することができる。
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、前記棒状金具の軸方向における相互に離隔する複数箇所に、前記舌片部によって構成された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、舌片部によって構成された圧接部が、棒状金具の軸方向で相互に離隔した複数箇所に設けられていることから、例えば、表面にバスバーが載置されているような回路基板に対して本発明のプレスフィット端子を用いることにより、バスバーと回路基板配線間の接続も同時に行うことができる。また、バスバーと回路基板配線間の接続だけでなく、例えば回路基板配線の表裏2層間の接続も同時に行うことが可能となる。
本発明の第六の態様は、前記第一乃至第五の何れか1つの態様に記載のものにおいて、前記固定部が前記棒状金具の先端部に固定されており、前記固定部の先端部が先細形状とされて端子挿入端部を構成しているものである。
本態様によれば、棒状金具の先端側に固定された固定部の先端部が先細形状とされて、プレスフィット端子自体の端子挿入端部が構成されている。これにより、棒状金具の先端部を先細形状にして端子挿入端部を構成する場合に比して、端子挿入端部の設計自由度の向上を図ることができ、スルーホールへの圧入作業を一層安定的かつ効率的に行うことができる。
本発明によれば、棒状金具と別体の金属部材を用いて圧接部が構成されていることから、特許文献1の如き棒状金具に貫通孔を設けて一対のアーチ状の圧接部を形成する場合に比して、圧接部の充分な弾性変形量を確保できる。しかも、片持ち梁状の舌片部を棒状金具の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回する簡単な構造により、弾性変形量の増大された圧接部を形成できる。それゆえ、特許文献2のプレスフィット端子に比して圧接部の構造の簡素化を図ることができる。また、平板状の舌片部を棒状金具の周方向に隙間を隔てて巻回することにより、舌片部が弾性変形可能とされていることから、舌片部を広い範囲でスルーホールに当接できる。これにより、特許文献2のように金属部材の一部を突出させて圧接部を設ける構造に比して、圧接部のスルーホールに対する接触面積を増大でき、導通安定性や立直性の向上をも図ることができる。加えて、圧接部を構成する舌片部は、固定部に一端部が連結されていることから、圧接部をスルーホールに圧入させた際にも圧接部を所定の位置に安定して保持でき、スルーホールへの接圧によって圧接部が移動して圧接状態が不安定となることも未然に防止されている。
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1〜4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。なお、以下の説明において、軸方向及び上下方向とは、図4における上下方向を言い、幅方向とは、図4における左右方向を言うものとする。
プレスフィット端子10は、図1に示されているように、棒状金具12と、棒状金具12の一端部14に対して組み付けられる棒状金具12とは別体の金属部材16と、を含んで構成されている。棒状金具12は、例えば金属線材が所定長さに切断されることによって一体的に形成された棒状の線材端子とされている。金属線材は、例えばタフピッチ銅や黄銅等の銅合金、鉄等から形成された、一定の略矩形断面形状をもって延びる線材とされており、金属線材の周上の表面には、全面に亘ってめっき層が施されている。棒状金具12の一端部14の表面18及び裏面20には、図3(b)に示されているように、軸方向に相互に離隔する部位に平面視及び底面視で略矩形状の一対の凹部22,22が設けられている。一方、棒状金具12の他端部24には、図1に示されているように、図示しない相手側のコネクタ端子等の他部材に接続される接続部26が設けられていると共に、その基端縁部には、テーパ状の基端先細部28が形成されている。
金属部材16は、図1に示されているように、棒状金具12の一端部14の周囲を覆う略筒形状とされており、棒状金具12の軸方向において相互に離隔する箇所に設けられ棒状金具12に固定される略角筒状の一対の固定部30a,30bと、かかる一対の固定部30a,30bから棒状金具12の軸方向に延び出して一対の固定部30a,30bを軸方向に連結する略縦長平板状の連結部32(図2および図3(a)参照)と、を備えて構成されている。さらに、図2に示されているように、一対の略平板状の舌片部34,34は、幅方向の一端部が連結部32の幅方向の両側縁部に対して連結されると共に幅方向の他端部が自由端とされることにより弾性変形可能とされており、かかる一対の舌片部34,34が棒状金具12の周方向で互いに反対方向に延出するように設けられている。すなわち、舌片部34の一端部が連結部32を介して一対の固定部30a,30bに連結されている一方、棒状金具12の軸方向における舌片部34の両側に一対の固定部30a,30bが設けられているのである。
より詳細には、図2に示されているように、一対の舌片部34,34は棒状金具12の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回されている。そして、かかる一対の舌片部34,34によって圧接部36が構成されている。これにより、圧接部36が棒状金具12の周方向および径方向(軸直角方向)に対して弾性拡縮可能とされている。なお、理解を容易とするために、図2では後述する圧接部36がスルーホールに60に挿通配置されて棒状金具12の周方向および径方向(軸直角方向)に対して弾性圧縮された状態を仮想線で併記してある。また、圧接部36の先端部には、棒状金具12の軸方向において、先端側から基端側(図1中、下側から上側)に向かうに従って次第に外方に突出するテーパ面37が形成されている。これにより、圧接部36の先端部は、全体として先細形状を呈している。
また、図1および図3(b)(c)に示されているように、一対の固定部30a,30bの表面38と裏面40には、棒状金具12の一端部14の表面18及び裏面20に設けられた一対の凹部22,22に対応する部位において、一対の凹部22,22に向かってそれぞれ凹まされて一対の凹部22,22に嵌合される平面視及び底面視で略矩形状の一対の嵌合部42,42が設けられている。かかる一対の凹部22,22に対して一対の嵌合部42,42が嵌合することにより、金属部材16の一対の固定部30a,30bが一対の凹部22,22に固定されるようになっているのである。
加えて、棒状金具12の先端部(図1中、下側)に固定された固定部30aの先端部には、棒状金具12の四角部に対応する部位から先端側斜め内方に向かって延び出す略矩形平板状の4つのガイド片44が設けられている。これにより、固定部30aの先端部は、全体として先細形状を有しており、かかるガイド片44によって端子挿入端部46が構成されている。
次に、図3を用いて、このような構造とされたプレスフィット端子10の製造方法について説明する。はじめに、図3(a)に示されているように、銅板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た平板部材48を準備する。平板部材48は、金属部材16を形成する個々の金属平板50が、ブリッジ部52を介してキャリア部54に連結されると共に連鎖状に配設されて構成されている。また、かかるプレス打ち抜き加工の際には、同時に、圧接部36の先端部を構成する金属平板50の部位に、テーパ面37が形成されている。
続いて、図3(b)に示されているように、棒状金具12を準備して、その一端部14を金属平板50の幅方向中央部上に載置後、金属平板50を略円筒状に屈曲して棒状金具12の一端部14に組み付ける。より詳細には、図3(c)に示されているように、一対の固定部30a,30bを構成する金属平板50の部位において、一対の周方向端面56,56が略当接した状態で、かかる当接部位及びその裏面40側における棒状金具12の凹部22に対応する位置を凹部22に向かって凹むように潰して加締め加工を行う。これにより、一対の固定部30a,30bを構成する金属平板50の部位が棒状金具12の凹部22に向って凹まされて、一対の嵌合部42,42が形成されるのである。この結果、棒状金具12の一端部14の両面38,40において、一対の凹部22,22に対して一対の嵌合部42,42が嵌合されて、金属部材16の一対の固定部30a,30bが一対の凹部22,22に固定されるのである。加えて、舌片部34を構成する金属平板50の部位が、棒状金具12の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回されることにより、圧接部36が構成されるようになっている。
このような構造とされたプレスフィット端子10が、図4に示されているように、一端部14の金属部材16側から、回路基板であるプリント基板58のスルーホール60に挿入される。なお、理解を容易とするために、プリント基板58は仮想線で記載されている。金属部材16の先端部には、ガイド片44により全体として先細形状とされた端子挿入端部46が形成されていることから、金属部材16の先端部がガイドとなってプレスフィット端子10のスルーホール60への挿入作業を安定してかつ効率よく行うことができるようになっている。また、端子挿入端部46を構成するガイド片44が棒状金具12とは別体の金属部材16に形成されていることから、従来のように棒状金具12の先端部自体を先細形状にして端子挿入端部46を構成する場合に比して、端子挿入端部46の設計自由度の向上を図ることができる。プレスフィット端子10がスルーホール60に対してさらに押し込まれて、金属部材16の圧接部36の先端部がプリント基板58の表面に当接すると、テーパ面37によって圧接部36の先端部が先細形状とされていることから、圧接部36が棒状金具12の周方向および径方向に対して弾性変形されて、スルーホール60への挿入が許容されるのである。そして、圧接部36全体がスルーホール60内に挿通配置されることにより、プレスフィット端子10のプリント基板58のスルーホール60への挿入が完了する。
かかる状態において、図4に示されているように、プレスフィット端子10の金属部材16の圧接部36が、スルーホール60への挿入時の弾性変形に基づく弾性復元力によりスルーホール60の内壁に圧接されている、すなわちプレスフィット端子10の圧接部36がスルーホール60に対して圧入固定されているのである。これにより、プレスフィット端子10が、圧接部36とスルーホール60の内壁に設けられためっき層を介して図示しないプリント基板58の内部配線に導通されるようになっているのである。
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、プリント基板58のスルーホール60に圧入される圧接部36が、棒状金具12とは別体の金属部材16に形成されている一方、金属部材16が有する片持ち梁状の舌片部34を棒状金具12の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回する簡単な構造によって構成されている。それゆえ、特許文献1の如き棒状金具に貫通孔を設けて一対のアーチ状の圧接部を形成する場合に比して、充分な弾性変形量を確保することが容易となると共に、特許文献2のプレスフィット端子に比して、圧接部36の構造の簡素化を図ることが可能となる。
また、圧接部36が、一対の舌片部34,34を棒状金具12の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回することにより構成されている一方、棒状金具12の周方向および径方向(軸直角方向)に対して弾性拡縮可能とされていることから、圧接部36を広い範囲でスルーホール60の内壁に圧接させることができる。それゆえ、特許文献2のように金属部材の一部を突出させて圧接部を設ける構造に比して、圧接部36のスルーホール60の内壁に対する接触面積を増大させることができ、導通安定性やプリント基板58におけるプレスフィット端子10の立直性の向上をも図ることができる。しかも、一対の舌片部34,34が、連結部32の幅方向の両側縁部から棒状金具12の周方向で互いに反対方向に延出するように設けられている。これにより、圧接部36を構成する各舌片部34がスルーホール60に対してより均等に圧接力を加えることができることから、プレスフィット端子10のプリント基板58上における立直性を一層安定して確保することができる。
また、圧接部36を構成する舌片部34の一端部が、連結部32を介して一対の固定部30a,30bに連結されている。これにより、圧接部36がスルーホール60に圧入された際にも圧接部36を所定の位置に安定して保持することができることから、スルーホール60への接圧によって圧接部36が移動して圧接状態が不安定となることも未然に防止されている。さらに、一対の固定部30a,30bの棒状金具12への固定工程と舌片部34の棒状金具12の周囲への湾曲工程を相互への影響を低減して容易に行うことができることから、作業性の向上を図ることができる。加えて、棒状金具12の軸方向における舌片部34の両側に一対の固定部30a,30bが設けられている。これにより、舌片部34を棒状金具12の軸方向の所定位置に一層確実かつ安定的に配設することが可能となることから、プレスフィット端子10の導通安定性やプリント基板58上での立直性を一層安定して確保することができる。
次に、図5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62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62は、棒状金具64が、例えば、銅板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ることによって形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。本実施形態では、棒状金具64の接続部66を幅広形状にすることができることから、接続部66の形状に多様性を持たせることが可能となる。また、本実施形態のプレスフィット端子62は、上記実施形態と比べて接続部66の形状が異なるだけであることから、上記実施形態と略同様の効果を勿論得ることができる。
続いて、図6〜7を用いて、本発明の第三の実施形態としてのプレスフィット端子68について詳述するが、上記第一の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、上記第一の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68は、棒状金具12の軸方向における相互に離隔する2箇所に、舌片部70a,70bによって構成された圧接部72a,72bが設けられている点に関して、上記第一の実施形態と異なる実施形態を示すものである。これにより、図7に示されているように、プリント基板58上に平板状の絶縁板74を介してバスバー76を配設した回路基板たるバスバー基板78に対して、プレスフィット端子68を、バスバー76の挿通孔80および絶縁板74の挿通孔82を挿通して、プリント基板58のスルーホール60に挿入配置することにより、一対の舌片部70a,70aによって構成された圧接部72aをスルーホール60の内壁に圧入固定できると共に、一対の舌片部70b,70bによって構成された圧接部72bがバスバー76の挿通孔80の内壁に圧入固定できる。それゆえ、プレスフィット端子68を用いることにより、プリント基板58の内部配線とバスバー76間の接続を行うことが可能となる。なお、本実施形態のプレスフィット端子68においても、上記第一の実施形態と比べて2つの圧接部72a,72bが設けられている点が異なるだけであることから、上記第一実施形態と略同様の効果を勿論得ることができる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、上記第一の実施形態では、一対の固定部30a,30bが連結部32により連結されかつ一対の舌片部34,34が連結部32を介して一対の固定部30a,30bに接続されていたが、一対の舌片部34,34が連結部32を介さずに一対の固定部30a,30bに直接接続されていてもよい。また、上記第一の実施形態では、一対の固定部30a,30bが設けられていたが、固定部30aをなくして固定部30bだけとしてもよいし、さらに連結部32をなくしてもよい。さらに、上記第一の実施形態では、一対の舌片部34,34により圧接部36が構成されていたが、1つの舌片部34により圧接部36が構成されていてもよい。
加えて、上記第三の実施形態では、プリント基板58の内部配線とバスバー76間の接続が可能とされていたが、例えばプリント基板58の表裏2層の内部配線間の接続を行うことも可能である。さらに、圧接部36、72a,72bの個数は1つや2つに限定されるものでなく、3つ以上設けてもよい。
10,62,68:プレスフィット端子、12,64:棒状金具、14:一端部、16:金属部材、30a,b:固定部、32:連結部、34,70a,b:舌片部、36,72a,b:圧接部、46:端子挿入端部、58:プリント基板(回路基板)、60:スルーホール、78:バスバー基板(回路基板)
Claims (6)
- 棒状金具の一端部に対して、該棒状金具とは別体の金属部材が組み付けられることにより、回路基板のスルーホールに圧入される圧接部が形成されてなるプレスフィット端子において、
前記金属部材が、前記棒状金具に固定される固定部と、該固定部に一端部が連結されて他端部が自由端とされることで弾性変形可能とされた平板状の舌片部を備える一方、
前記舌片部が前記棒状金具の外周側に隙間を隔てて周方向に巻回されることにより前記圧接部が構成されている
ことを特徴とするプレスフィット端子。 - 前記金属部材が、前記固定部から前記棒状金具の軸方向に延びる連結部をさらに含んでおり、前記舌片部の一端部が、前記連結部を介して前記固定部に連結されている請求項1に記載のプレスフィット端子。
- 前記連結部の両側縁部に対して一対の前記舌片部の一端部が連結されており、前記一対の前記舌片部が、前記周方向で互いに反対方向に延出している請求項2に記載のプレスフィット端子。
- 前記棒状金具の軸方向において、前記舌片部の両側に、一対の前記固定部が設けられている請求項1〜3の何れか1項に記載のプレスフィット端子。
- 前記棒状金具の軸方向における相互に離隔する複数箇所に、前記舌片部によって構成された前記圧接部が設けられている請求項1〜4の何れか1項に記載のプレスフィット端子。
- 前記固定部が前記棒状金具の先端部に固定されており、前記固定部の先端部が先細形状とされて端子挿入端部を構成している請求項1〜5の何れか1項に記載のプレスフィット端子。
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