JP2018206616A - プレスフィット端子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレスフィット取付対象に対する保持力を維持しつつ、プレスフィット取付対象の取付部分への挿入力を小さくすることができるプレスフィット端子及びその製造方法を提供する。【解決手段】プレスフィット端子１は、括れ部１１を有する円柱状のピン１０と、コンタクト２０と、を有する。ピン１０は、括れ部１１よりも径が大きい大径部１１Ｃが設けられている。コンタクト２０は、プレスフィット取付対象である回路基板ＢのスルーホールＨに接触する弾性接触片４０を有し、回路基板Ｂへの取付時における、弾性接触片４０が大径部１１Ｃに接触しない第１位置と、回路基板Ｂからの離脱時における、弾性接触片４０が大径部１１Ｃに当接する第２位置との間を移動可能に括れ部１１に組み付けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、プレスフィット端子及びその製造方法に関する。

プレスフィット端子は、ガイドピンとコンタクトとを有し、例えば、回路基板に形成されたスルーホールに挿入されて用いられる。特許文献１には、この種のプレスフィット端子が開示されている。コンタクトが、スルーホール内の電極に接触することにより、プレスフィット端子とスルーホールとが電気的に接続される。

特許第４４５８１８１号公報

このようなプレスフィット端子には、スルーホールに挿入する際の挿入力が小さいことと、回路基板に対する保持力が高いこととの双方が求められる。しかしながら、スルーホールへの挿入力と、回路基板に対する保持力とは、トレードオフの関係にあり、挿入力を小さくすると、保持力も小さくなり、逆に、保持力を大きくすると、挿入力も大きくなる。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、プレスフィット取付対象に対する保持力を維持しつつ、プレスフィット取付対象の取付部分への挿入力を小さくすることができるプレスフィット端子及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るプレスフィット端子は、
括れ部を有し、前記括れ部よりも径が大きい大径部が設けられている円柱状のピンと、
プレスフィット取付対象に接触する弾性接触片を有し、前記プレスフィット取付対象への取付時における、前記弾性接触片が前記大径部に接触しない第１位置と、前記プレスフィット取付対象からの離脱時における、前記弾性接触片が前記大径部に当接する第２位置との間を移動可能に前記括れ部に組み付けられるコンタクトと、
を備える。

前記プレスフィット端子は、
複数の前記弾性接触片を有し、
少なくとも１つの前記弾性接触片は、前記プレスフィット取付対象に係止する係止部を有していてもよい。

前記ピンは、前記括れ部の両端から延設するピン本体部及び先端部と、前記ピン本体部と前記括れ部との境界部分に設けられている第１の段差部と、前記括れ部と前記先端部との境界部分に設けられている第２の段差部と、を有し、
前記第１位置は、前記コンタクトが前記第１の段差部に接触する位置であり、前記第２位置は、前記コンタクトが前記第２の段差部に接触する位置であってもよい。

前記ピンは、単一の部品から構成されていてもよい。

前記先端部は、前記括れ部と別の部品から構成されていてもよい。

本発明の第２の観点に係るプレスフィット端子の製造方法は、
第１の観点に係るプレスフィット端子の製造方法であって、
単一の部材から形成される前記ピンを用意する工程と、
円筒状から少なくとも一部が展開されている前記コンタクトを用意する工程と、
前記括れ部に、前記コンタクトを巻き付ける工程と、
を含む。

本発明の第３の観点に係るプレスフィット端子の製造方法は、
第１の観点に係るプレスフィット端子の製造方法であって、
前記括れ部を有する第１ピン構成部材と、前記第１ピン構成部材とは別体の第２ピン構成部材と、を用意する工程と、
円筒状の前記コンタクトを用意する工程と、
前記括れ部に、前記コンタクトを嵌め込む工程と、
前記第１ピン構成部材に、前記第２ピン構成部材を取り付け、前記ピンを形成する工程と、
を含む。

前記第２ピン構成部材は、加締め又は溶着によって前記第１ピン構成部材の先端に固定されていてもよい。

本発明では、コンタクトが第１位置にある場合には、弾性接触片が大径部に接触しないため、弾性接触片の可撓性が維持されつつ、コンタクトが第２位置にある場合には、弾性接触片が大径部に当接するため、弾性接触片が撓みにくくなる。このため、プレスフィット取付対象に対するプレスフィット端子の保持力を維持しつつ、プレスフィット取付対象の取付部分へのプレスフィット端子の挿入力を小さくすることができる。

本発明の実施の形態１に係るプレスフィット端子の斜視図である。 プレスフィット端子の断面図である。 プレスフィット端子の分解斜視図である。 ピンの断面図である。 コンタクトが第１位置に配置されている場合のピン及びコンタクトの断面図である。 コンタクトが第２位置に配置されている場合のピン及びコンタクトの断面図である。 展開したコンタクトの斜視図である。 回路基板のスルーホールへのプレスフィット端子の取付方法を説明するための断面図（その１）である。 回路基板のスルーホールへのプレスフィット端子の取付方法を説明するための断面図（その２）である。 回路基板のスルーホールへのプレスフィット端子の取付方法を説明するための断面図（その３）である。 回路基板のスルーホールへのプレスフィット端子の取付方法を説明するための断面図（その４）である。 プレスフィット端子の作用を説明するための断面図である。 プレスフィット端子の製造方法を説明するための斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るプレスフィット端子の断面図である。 実施の形態２に係るプレスフィット端子の製造方法を説明するための斜視図である。 実施の形態２におけるコンタクトが第１位置に配置されている場合のピン及びコンタクトの断面図である。 実施の形態２におけるコンタクトが第２位置に配置されている場合のピン及びコンタクトの断面図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係るプレスフィット端子１について、図を用いて説明する。なお、理解を容易にするために、プレスフィット端子１のピン１０の中心軸Ａ１方向に平行な方向をＺ軸方向とするＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。また、図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。

プレスフィット端子１は、例えば、６０Ａ〜８０Ａの大電流を通電することができる車載用部品の端子であり、例えば、プレスフィット取付対象である回路基板ＢのスルーホールＨに電気的に接続されて用いられる。図１に示すように、プレスフィット端子１は、ピン１０と、ばね性を有するコンタクト２０とを備える。

図２及び図３に示すように、ピン１０は、括れ部１１を有する円柱状の部材であり、例えば、図示しない端子モジュールの外部接続用端子として機能する。ピン１０は、括れ部１１に加えて、ピン本体部１２と、先端部１３と、第１の段差部１４と、第２の段差部１５とを有する。

図４に示すように、括れ部１１は、コンタクト２０が組み付けられる部位である。括れ部１１は、Ｚ軸方向に長い略円柱形状に形成されている。括れ部１１には、小径部１１Ａと、小径部１１Ａの両端部に形成されている大径部１１Ｂ、１１Ｃと、が設けられている。大径部１１Ｂ、１１Ｃは、小径部１１Ａの直径よりも大きな直径となるように形成されている。＋Ｚ側の大径部１１Ｂと、−Ｚ側の大径部１１Ｃとは、同径となるように形成されている。括れ部１１の先端からは、取付軸部１６が−Ｚ方向に延在している。

ピン本体部１２は、括れ部１１よりも径が大きい円柱形状に形成されている。ピン本体部１２の上端（＋Ｚ側の端部）近傍には、例えば金属ワイヤがボンディングされる。ピン本体部１２と括れ部１１と取付軸部１６とは、一つの素材に加工が施されることで、一体に形成されている一つの部品である。

先端部１３は、本実施の形態１においては、ピン本体部１２、括れ部１１及び取付軸部１６とは別体の部品である。先端部１３は、−Ｚ側の先端側が円錐面となっている円筒形状に形成されている。先端部１３は、加締め又は溶着によって、取付軸部１６に嵌め込まれて固着されている。先端部１３は、コンタクト２０がピン１０から離脱することを防ぐストッパーとして機能する。

第１の段差部１４は、ピン本体部１２と括れ部１１との境界部分、詳しくは、ピン本体部１２と括れ部１１の大径部１１Ｂとの境界部分に設けられている。

第２の段差部１５は、括れ部１１と先端部１３との境界部分、詳しくは、括れ部１１の大径部１１Ｃと先端部１３との境界部分に設けられている。

図４に示すように、コンタクト２０は、略円筒形状に形成されている導電性の部品である。コンタクト２０は、Ｚ軸方向の長さＬ１が、括れ部１１のＺ軸方向Ｌ２の長さよりも小さくなるように形成されている。これにより、コンタクト２０は、図５に示す第１位置と、図６に示す第２位置との間を、ピン１０に対して相対的に移動可能に括れ部１１に組み付けられる。なお、第１位置は、コンタクト２０の上側端面と第１の段差部１４とが接触する位置であり、第２位置は、コンタクト２０の下側端面と第２の段差部１５とが接触する位置である。コンタクト２０の移動可能距離は、長さＬ２から長さＬ１を減じた値（Ｌ２−Ｌ１）である。また、本発明で、「コンタクトが移動可能に括れ部に組み付けられる」ことは、コンタクト自身が移動しなくとも、ピン又は括れ部に対して相対的に移動することを含むものとする。

図３に示すように、コンタクト２０は、上側連結部３０と、４本の弾性接触片４０と、下側連結部５０とを備える。

上側連結部３０は、弾性接触片４０の上端（＋Ｚ側の端部）に連結されることにより、４本の弾性接触片４０を支持する。上側連結部３０は、そのＸＹ断面が、一部が開放されたＣ字形状となるように形成されている。上側連結部３０のＣ字形状の開放部分は、内部から外部に通じるスリット３１として構成されている。なお、実施の形態１においては、上側連結部３０には、スリット３１が１つ形成されている。

この上側連結部３０は、内径が、括れ部１１の大径部１１Ｂの外形とほぼ等しく、若しくは、やや大きめとなるように形成されている。これにより、上側連結部３０は、大径部１１Ｂに摺動可能に配置される。

弾性接触片４０は、プレスフィット取付対象である回路基板ＢのスルーホールＨ（図１参照）の内壁面に接触する部位である。弾性接触片４０は、ピン１０の中心軸Ａ１から外側に膨らんだ形状にそれぞれ形成され、スルーホールＨへのプレスフィット端子１の挿入に伴って、内側に撓むように設けられている。

図７に示すように、４本の弾性接触片４０のうち、２本の弾性接触片４０は、係止部４１を有する。係止部４１は、プレスフィット取付対象である回路基板Ｂに係止する。

図３に示すように、下側連結部５０は、弾性接触片４０の下端（−Ｚ側の端部）に連結されることにより、４本の弾性接触片４０を、上側連結部３０と共に支持する。下側連結部５０は、そのＸＹ断面が、一部が開放されたＣ字形状となるように形成されている。下側連結部５０のＣ字形状の開放部分は、内部から外部に通じるスリット５１として構成されている。なお、実施の形態１においては、下側連結部５０には、スリット５１が１つ形成されている。

この下側連結部５０は、内径が、括れ部１１の大径部１１Ｃの外形とほぼ等しく、若しくは、やや大きめとなるように形成されている。これにより、下側連結部５０は、大径部１１Ｃに摺動可能に配置される。

次に、プレスフィット取付対象へのプレスフィット端子１の取付方法を、図を用いて説明する。本実施の形態１においては、プレスフィット取付対象は、回路基板Ｂであり、プレスフィット取付対象の取付部分は、回路基板ＢのスルーホールＨである。

図８に示すように、プレスフィット端子１を挿入方向Ｄ１に移動させていくと、図９に示すように、コンタクト２０がスルーホールＨに挿入され、弾性接触片４０の係止部４１が、スルーホールＨの開口の上側縁Ｅ１に接触する。このとき、コンタクト２０は、括れ部１１に沿って＋Ｚ方向に摺動し、コンタクト２０の上側端面と第１の段差部１４とが接触する第１位置に移動する。

さらに、コンタクト２０がスルーホールＨに挿入されていくと、図１０に示すように、係止部４１が開口の上側縁Ｅ１に案内されて、弾性接触片４０が内側に撓む。このとき、コンタクト２０は、第１位置にあるため、コンタクト２０の弾性接触片４０は、大径部１１Ｃに接触していない。これにより、弾性接触片４０は、内側に撓むことが可能になっている。

さらに、コンタクト２０がスルーホールＨに挿入されていくと、図１１に示すように、係止部４１が、スルーホールＨを通過して、弾性接触片４０の弾性が復帰し、スルーホールＨの開口の下側縁Ｅ２に係止する。以上により、回路基板ＢのスルーホールＨへのプレスフィット端子１の取付けが完了する。

次に、図１２に示すように、回路基板ＢのスルーホールＨに取り付けられたプレスフィット端子１に、離脱方向Ｄ２への引抜力が働くと、コンタクト２０は、係止部４１の係止効果によって、回路基板Ｂに対して移動しないが、プレスフィット端子１のピン１０は、大径部１１Ｂと上側連結部３０とが摺動すると共に、大径部１１Ｃと下側連結部５０とが摺動して、コンタクト２０の下側端面と第２の段差部１５とが接触する第２位置に移動する。このとき、コンタクト２０の弾性接触片４０は、大径部１１Ｃに当接している。これにより、弾性接触片４０は、内側に撓むことができず、スルーホールＨの開口の下側縁Ｅ２への係止部４１の係止が外れにくくなる。

上述のように構成されているプレスフィット端子１は、以下のように製造される。

図１３に示すように、先ず、第１の工程では、括れ部１１を有する第１ピン構成部材１０−１と、第１ピン構成部材１０−１とは別体の第２ピン構成部材１０−２とを用意する。

続いて、第２の工程では、円筒状のコンタクト２０を用意する。

続いて、第３の工程では、第１ピン構成部材１０−１の括れ部１１に、コンタクト２０を嵌め込む。嵌め込まれたコンタクト２０は、括れ部１１に配置される。

続いて、第４の工程では、第１ピン構成部材１０−１の先端の取付軸部１６に、第２ピン構成部材１０−２を取り付け、図４に示すピン１０を形成する。第２ピン構成部材１０−２は、加締め又は溶着によって第１ピン構成部材１０−１の取付軸部１６に固定される。なお、第２ピン構成部材１０−２の固定方法は、これに限られない。第２ピン構成部材１０−２は、加締め及び溶着以外の方法によって第１ピン構成部材１０−１の取付軸部１６に固定されていてもよい。以上により、プレスフィット端子１が完成する。

以上、説明したように、本実施の形態１においては、図５及び図６に示すように、コンタクト２０が第１位置にある場合には、弾性接触片４０が大径部１１Ｃに接触しないため、弾性接触片４０の可撓性が維持されつつ、コンタクト２０が第２位置にある場合には、弾性接触片４０が大径部１１Ｃに当接するため、弾性接触片４０が撓みにくくなる。このため、回路基板Ｂに対するプレスフィット端子１の保持力を維持しつつ、回路基板ＢのスルーホールＨへのプレスフィット端子１の挿入力を小さくすることができる。

本実施の形態１においては、回路基板ＢのスルーホールＨへのプレスフィット端子１の挿入力を小さくできることから、プレスフィット取付対象である回路基板Ｂへのダメージを軽減させることができる。ひいては、プレスフィット端子１の取付けに伴って生ずることがある回路基板Ｂの白化やひずみの発生を抑えることができる。また、回路基板Ｂへの組付効率を向上させることができる。

また、本実施の形態１においては、離脱時にコンタクト２０は、回路基板ＢのスルーホールＨの摩擦力が働き、回路基板Ｂに対して移動しないものの、スルーホールＨとの摩擦力と、係止部４１の係止効果とによって、プレスフィット端子１は回路基板Ｂから容易に離脱しにくくなる。また、離脱時にはコンタクト２０は第２位置にあるため、弾性接触片４０は、括れ部１１の大径部１１Ｂとの当接により、バネ部（実質的に撓むことが可能な部分）が短くなり、プレスフィット端子１は回路基板Ｂから離脱しにくくなる。

弾性接触片４０は、回路基板Ｂに係止する係止部４１を有する。この係止部４１が、スルーホールＨの開口の下側縁Ｅ２に係止することにより、回路基板Ｂに対するプレスフィット端子１の保持力を向上させることができる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係るプレスフィット端子２について、図１４及び図１５を用いて説明する。なお、以下の実施の形態２では、理解を容易にするため、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付し説明を省略すると共に、実施の形態１と異なる点を主に説明する。

図１４に示すように、プレスフィット端子２は、ピン１０と、ばね性を有するコンタクト２０とを備える。ピン１０は、括れ部１１に加えて、ピン本体部１２と、先端部１３と、第１の段差部１４と、第２の段差部１５とを有する。実施の形態２に係るピン１０においては、実施の形態１と異なり、括れ部１１、ピン本体部１２、及び先端部１３は、単一の部材から構成されている。

上述のように構成されているプレスフィット端子２は、以下のように製造される。

図１５に示すように、先ず、第１の工程では、単一の部材から形成されるピン１０を用意する。

続いて、第２の工程では、円筒状から平板状に展開されているコンタクト２０を用意する。第２の工程で用意されるコンタクト２０は、完全に平板状に展開されている必要はない。

続いて、第３の工程では、ピン１０の括れ部１１に、平板状に展開されているコンタクト２０を巻き付けて、コンタクト２０を円筒状に形成する。

以上により、プレスフィット端子２が完成する。

以上、説明したように、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に、コンタクト２０が第１位置にある場合（図１６）には、弾性接触片４０が大径部１１Ｃに接触しないため、弾性接触片４０の可撓性が維持されつつ、コンタクト２０が第２位置にある場合（図１７）には、弾性接触片４０が大径部１１Ｃに当接するため、弾性接触片４０が撓みにくくなる。このため、図１４に示す回路基板Ｂに対するプレスフィット端子２の保持力を維持しつつ、回路基板ＢのスルーホールＨへのプレスフィット端子２の挿入力を小さくすることができる。

本実施の形態２においては、回路基板ＢのスルーホールＨへのプレスフィット端子２の挿入力を小さくできることから、プレスフィット取付対象である回路基板Ｂへのダメージを軽減させることができる。ひいては、プレスフィット端子２の取付けに伴って生ずることがある回路基板Ｂの白化やひずみの発生を抑えることができる。また、回路基板Ｂへの組付効率を向上させることができる。

また、本実施の形態２においては、離脱時にコンタクト２０は、回路基板ＢのスルーホールＨの摩擦力が働き、回路基板Ｂに対して移動しないものの、スルーホールＨとの摩擦力と、係止部４１の係止効果とによって、プレスフィット端子２は回路基板Ｂから容易に離脱しにくくなる。また、離脱時にはコンタクト２０は第２位置にあるため、弾性接触片４０は、括れ部１１の大径部１１Ｃとの当接により、バネ部（実質的に撓むことが可能な部分）が短くなり、プレスフィット端子２は回路基板Ｂから離脱しにくくなる。

弾性接触片４０は、回路基板Ｂに係止する係止部４１を有する。この係止部４１が、スルーホールＨの開口の下側縁Ｅ２に係止することにより、回路基板Ｂに対するプレスフィット端子２の保持力を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。

例えば、本発明の実施の形態１、２では、４本の弾性接触片４０のうち、２本の弾性接触片４０が係止部４１を有している。しかしながら、これに限られない。４本の弾性接触片４０の全てが係止部４１を有していてもよいし、４本の弾性接触片４０の全てが係止部４１を有さなくてもよい。しかしながら、回路基板Ｂに対するプレスフィット端子１、２の保持力の観点から、少なくとも１本の弾性接触片４０が係止部４１を有していることが好ましい。また、保持力の安定性の観点から、対向する２本の弾性接触片４０が係止部４１を有していることが好ましい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１，２：プレスフィット端子、１０：ピン、１０−１：第１ピン構成部材、１０−２：第２ピン構成部材、１１：括れ部、１１Ａ：小径部、１１Ｂ，１１Ｃ：大径部、１２：ピン本体部、１３：先端部、１４：第１の段差部、１５：第２の段差部、１６：取付軸部、２０：コンタクト、３０：上側連結部、３１，５１：スリット、４０：弾性接触片、４１：係止部、５０：下側連結部、Ａ１：中心軸、Ｂ：回路基板（プレスフィット取付対象）、Ｈ：スルーホール（プレスフィット取付対象の取付部分）、Ｅ１：上側縁、Ｅ２：下側縁、Ｄ１：挿入方向、Ｄ２：離脱方向。

Claims (8)

1. 括れ部を有し、前記括れ部よりも径が大きい大径部が設けられている円柱状のピンと、
   プレスフィット取付対象に接触する弾性接触片を有し、前記プレスフィット取付対象への取付時における、前記弾性接触片が前記大径部に接触しない第１位置と、前記プレスフィット取付対象からの離脱時における、前記弾性接触片が前記大径部に当接する第２位置との間を移動可能に前記括れ部に組み付けられるコンタクトと、
   を備える、プレスフィット端子。
2. 複数の前記弾性接触片を有し、
   少なくとも１つの前記弾性接触片は、前記プレスフィット取付対象に係止する係止部を有する、請求項１に記載のプレスフィット端子。
3. 前記ピンは、前記括れ部の両端から延設するピン本体部及び先端部と、前記ピン本体部と前記括れ部との境界部分に設けられている第１の段差部と、前記括れ部と前記先端部との境界部分に設けられている第２の段差部と、を有し、
   前記第１位置は、前記コンタクトが前記第１の段差部に接触する位置であり、前記第２位置は、前記コンタクトが前記第２の段差部に接触する位置である、請求項１又は２に記載のプレスフィット端子。
4. 前記ピンは、単一の部品から構成されている、請求項３に記載のプレスフィット端子。
5. 前記先端部は、前記括れ部と別の部品から構成されている、請求項３に記載のプレスフィット端子。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のプレスフィット端子の製造方法であって、
   単一の部材から形成される前記ピンを用意する工程と、
   円筒状から少なくとも一部が展開されている前記コンタクトを用意する工程と、
   前記括れ部に、前記コンタクトを巻き付ける工程と、
   を含むプレスフィット端子の製造方法。
7. 請求項１から５のいずれか一項に記載のプレスフィット端子の製造方法であって、
   前記括れ部を有する第１ピン構成部材と、前記第１ピン構成部材とは別体の第２ピン構成部材と、を用意する工程と、
   円筒状の前記コンタクトを用意する工程と、
   前記括れ部に、前記コンタクトを嵌め込む工程と、
   前記第１ピン構成部材に、前記第２ピン構成部材を取り付け、前記ピンを形成する工程と、
   を含むプレスフィット端子の製造方法。
8. 前記第２ピン構成部材は、加締め又は溶着によって前記第１ピン構成部材の先端に固定される、請求項７に記載のプレスフィット端子の製造方法。

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