JP2021044124A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁信頼性を維持した上で圧入端子とスルーホールとの導通接続の確保と、圧入端子とスルーホールとの機械的な接続強度の確保とを適切に両立させる。【解決手段】プリント基板２に形成されているスルーホール４に圧入端子３が圧入される電子装置１において、圧入端子は、平板面９と、平板面に連なる板厚面１０と、平板面から突出する凸部１１とを有する。スルーホールは、壁面に金属膜６が付着されている導通部７と、壁面に金属膜が付着されていない固定部８とを有する。スルーホールに圧入端子が圧入された状態で、凸部が導通部に接触すると共に、板厚面が固定部に固定される。【選択図】図１

Description

本発明は、電子装置に関する。

従来より、プリント基板に形成されているスルーホールに圧入端子が圧入され、圧入端子がスルーホールの壁面に接触することで、圧入端子とスルーホールとが導通接続される構成が供されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１８−１３３１５６号公報

圧入端子がスルーホールの壁面に接触する構成では、スルーホールの壁面に対する圧入端子の接圧が過大になると、スルーホールの壁面でクラックの発生が懸念され、白化現象の発生が懸念される。白化現象が発生すると、加湿環境下において電圧を印加したときにマイグレーションの発生が懸念され、絶縁信頼性の低下が懸念される。反対に、スルーホールの壁面に対する圧入端子の接圧が過小になると、圧入端子とスルーホールとの機械的な接続強度の低下が懸念される。このような事情から、絶縁信頼性を維持した上で圧入端子とスルーホールとの導通接続の確保と、圧入端子とスルーホールとの機械的な接続強度の確保とを両立させる構造が望まれている。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁信頼性を維持した上で圧入端子とスルーホールとの導通接続の確保と、圧入端子とスルーホールとの機械的な接続強度の確保とを適切に両立させることができる電子装置を提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、プリント基板に形成されているスルーホール（４，６４，８４）に圧入端子（３，２１，３１，４１，５１，６３，８３）が圧入される。圧入端子は、平板面（９，６９，８９）と、平板面に連なる板厚面（１０，７０，９０）と、平板面から突出する凸部（１１，２２，３２，３３，７１，９１）と、を有する。スルーホールは、壁面に金属膜が付着されている導通部（７，６７，８７）と、壁面に金属膜が付着されていない固定部（８，６８，８８）と、を有する。スルーホールに圧入端子が圧入された状態で、凸部が導通部に接触すると共に、板厚面が固定部に固定される。

スルーホールに圧入端子が圧入された状態で、凸部が導通部に接触する導通箇所と、板厚面が固定部に固定される固定箇所とを分離する構成とした。導通箇所では、スルーホールの壁面に対する圧入端子の接圧を適度に抑えることで、白化現象が発生する懸念を解消することができ、絶縁信頼性を維持した上で圧入端子とスルーホールとの導通接続を確保することができる。固定箇所では、圧入端子とスルーホールとの間の導通接続が不要であるので、仮にスルーホールの壁面にクラックが発生したとしても、加湿環境下におけるマイグレーションの発生を考慮する必要がない。これにより、絶縁信頼性を維持した上で圧入端子とスルーホールとの導通接続の確保と、圧入端子とスルーホールとの機械的な接続強度の確保とを適切に両立させることができる。

第１実施形態を示す圧入端子及びプリント基板の斜視図 プリント基板の平面図 凸部の斜視図 スルーホールに圧入端子が圧入された状態を示す平面図 第２実施形態を示す凸部の斜視図 第３実施形態を示す凸部の斜視図 スルーホールに圧入端子が圧入された状態を示す平面図 第４実施形態を示す圧入端子の正面図 第５実施形態を示す圧入端子の正面図 第６実施形態を示す圧入端子及びプリント基板の斜視図 スルーホールに圧入端子が圧入された状態を示す平面図 第７実施形態を示す圧入端子及びプリント基板の斜視図 スルーホールに圧入端子が圧入された状態を示す平面図

以下、電子装置の幾つかの実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態において、先行する実施形態で説明した内容に対応する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略することがある。

（第１実施形態）
第１実施形態について図１から図４を参照して説明する。図１に示すように、電子装置１は、プリント基板２と、圧入端子３とを備える。プリント基板１にはスルーホール４が形成されている。スルーホール４は、その開口面５が長穴形状である。開口面５の長手方向の寸法（図１中Ａ１にて示す）は、圧入端子３の先端側の幅方向の寸法（図１中Ｂ１にて示す）より僅かに長く且つ圧入端子３の後端側の幅方向の寸法（図１中Ｂ２にて示す）より僅かに短く、開口面５の長手方向に対して面方向において直交する方向の寸法（図１中Ａ２にて示す）は、圧入端子３の厚さ方向の寸法（図１中Ｂ３にて示す）より僅かに長い。

スルーホール４は、複数の穴が連結する態様で形成されている。スルーホール４の中央側の壁面４ａは、例えばドリル加工により穴が形成されることで、粗く形成されている。スルーホール４の端側の壁面４ｂは、例えばルータ加工により穴が形成されることで、寸法精度が比較的高く、平滑に形成されている。

図２にも示すように、スルーホール４において、中央側の壁面４ａは凹んでおり、その凹んだ壁面４ａには金属膜６が付着されている。スルーホール４の壁面は、金属膜６が付着されている中央側の壁面４ａが導通部７とされ、金属膜６が付着されていない両端側の壁面４ｂが固定部８とされている。金属膜６は例えばめっき膜であり、上記したようにドリル加工により壁面４ａが粗く形成されていることで、めっきシード層が壁面４ａに付着し易くなり、金属膜６を形成し易くなっている。

圧入端子３は、全体が矩形状であり、平板面９と、平板面９に連なる板厚面１０と、平板面９から面方向において直交する方向に突出する凸部１１とを備える。板厚面１０は、圧入端子３が条材等からプレス加工で成型される際にせん断されることで形成される。圧入端子３は、先端側の幅方向の寸法がスルーホール４の長手方向の寸法より短いことで、スルーホール４に圧入され易くなっている。

図３にも示すように、平板面９には圧入方向に延びる穴１２ａ，１２ｂが形成されており、穴１２ａ，１２ｂに挟まれている箇所がプレス加工等により押圧されることで、圧入方向に滑らかな曲面を有する凸部１１が形成される。即ち、凸部１１は、その中央部１１ａが曲面に形成されており、その端子先端側１１ｂと端子後端側１１ｃとの両方が平板面９に連なっている。

凸部１１の高さ、即ち、凸部１１において平板面９から突出している部分の寸法（図３中Ｈ１にて示す）は、後述するようにスルーホール４に圧入端子３が圧入されたときに中央部１１ａの接触部１３，１４が導通部７に接触する程度の寸法である。又、接触部１３，１４は、コイニング処理が施されており、鋭角な形状ではなく、滑らかな曲線の形状になっている。尚、本実施形態では、圧入方向に滑らかな曲面を有する凸部１１が形成される構成を説明したが、面方向において圧入方向に対して直交する方向に滑らかな曲面を有する凸部１１が形成される構成でも良い。その場合、凸部１１をエンボス形状としても良い。又、スルーホール４に圧入端子３が圧入されたときに中央部１１ａの２箇所の接触部１３，１４が導通部７に接触する構成を説明したが、中央部１１ａの１箇所の接触部が導通部７に接触する構成でも良い。即ち、凸部１１の中央部１１ａの接触部が導通部７に接触する態様は、凸部１１の設計次第である。

上記した構成では、スルーホール４に圧入端子３が圧入されることで、プリント基板２に圧入端子３が組付けられる。スルーホール４に圧入端子３が圧入された状態では、図４に示すように、圧入端子３の凸部１１において接触部１３，１４がスルーホール４の導通部７に接触すると共に、圧入端子３の板厚面１０がスルーホール４の固定部８に固定される。このとき、圧入端子３の凸部１１がスルーホール４の導通部７に接触することで、圧入端子３とスルーホール４との導通接続を確保することができると共に、圧入端子３の板厚面１０がスルーホール４の固定部８に固定されることで、圧入端子３とスルーホール４との機械的な接続強度を確保することができる。又、凸部１１において接触部１３，１４にコイニング処理が施されているので、圧入端子３を滑らかに圧入させることができると共に、接触部１３，１４と導通部７とが面接触することで、圧入端子３とスルーホール４との導通接続を確実に確保することができる。

第１実施形態によれば、次に示す作用効果を得ることができる。プリント基板２に形成されているスルーホール４に圧入端子３が圧入される構造において、圧入端子３の凸部１１がスルーホール４の導通部７に接触する導通箇所と、圧入端子３の板厚面１０がスルーホール４の固定部８に固定される固定箇所とを分離する構成とした。導通箇所では、スルーホール４の壁面に対する圧入端子３の接圧を適度に抑えることで、白化現象が発生する懸念を解消することができ、絶縁信頼性を維持した上で圧入端子３とスルーホール４との導通接続を確保することができる。固定箇所では、圧入端子３とスルーホール４との間の導通接続が不要であるので、仮にスルーホール４の壁面にクラックが発生したとしても、加湿環境下におけるマイグレーションの発生を考慮しなくても良い。これにより、絶縁信頼性を維持した上で圧入端子３とスルーホール４との導通接続の確保と、圧入端子３とスルーホール４との機械的な接続強度の確保とを適切に両立させることができる。

凸部１１が圧入方向に曲面を有し、その曲面が導通部７に接触するようにした。凸部１１の曲面が導通部７に接触することで、凸部１１と導通部７との接触応力を分散することができ、白化現象の発生をより抑制することができる。

凸部１１が圧入方向で平板面９に連なるようにした。凸部１１が圧入方向で平板面９に連なることで、凸部１１と導通部７との接触による応力増加を分散することができ、白化現象の発生をより抑制することができる。

スルーホール４の開口面５が長穴形状であり、開口面５の長手方向の中央側で凸部１１が導通部７に接触し、開口面５の長手方向の両端側で板厚面１０が固定部８に固定されるようにした。スルーホール４の開口面５が長穴形状であることで、導通箇所と固定箇所との間にある程度の距離を確保することができ、導通箇所への発生応力を低減することができ、絶縁信頼性を高めることができる。

導通部７及び固定部８が別の穴に設けられているようにした。導通部７となる穴を例えばドリル加工により形成することで、金属膜６となる例えばめっきのシードを付着させ易くすることができる。又、固定部８となる穴を例えばルータ加工により形成することで、寸法精度が比較的高い平滑な壁面とし、過剰な圧入荷重の発生を抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について図５を参照して説明する。第２実施形態は、前述した第１実施形態に対し、圧入端子における凸部と平面部との接続態様が異なる。図５に示すように、圧入端子２１において、凸部２２は、その中央部２２ａが曲面に形成されており、その端子先端側２２ｂが平板面９に連なっているが、その端子後端側２２ｃが平板面９に連なっておらず、端子先端側２２ｂのみが平板面９に連なる片持ち梁構造である。凸部２２の高さ、即ち、凸部２２において平板面９から突出している部分の寸法も、後述するようにスルーホール４に圧入端子２１が圧入されたときに中央部２２ａの左右の接触部２３，２４が導通部７に接触する程度の寸法である。又、接触部２３，２４も、コイニング処理が施されており、鋭角な形状ではなく、滑らかな曲線の形状になっている。

第２実施形態によれば、凸部２２を、端子先端側２２ｂのみが平板面９に連なる片持ち梁構造とした。凸部２２の剛性を低減することができ、凸部２２と導通部７との接触応力をより低減することができ、白化現象の発生をより抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について図６及び図７を参照して説明する。第３実施形態は、前述した第１実施形態に対し、圧入端子における凸部の個数が異なる。図６に示すように、圧入端子３１は、平板面９から面方向に対して直交する方向に突出する凸部３２，３３を備える。平板面９には穴３４ａ〜３４ｃが形成されており、上記した凸部３２，３３は、例えば穴３４ａ〜３４ｃとの間の箇所がプレス加工により押圧されることで面方向において圧入方向に対して直交する方向に並んで形成される。凸部３２，３３は、第１実施形態で説明した凸部１１と同等の形状である。

第３実施形態によれば、２個の凸部３２，３３が面方向において圧入方向に対して直交する方向に並ぶ構造とした。圧入端子３１と導通部７との間を多点接続する構造とし、スルーホール４に圧入端子３１が圧入される際に圧入端子３１の位置ずれにより回転方向の力が加わった場合でも、少なくとも一つの接点が導通部７と必ず接触することで、導通不良のリスクを低減することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態について図８を参照して説明する。第４実施形態は、前述した第１実施形態に対し、圧入端子の形状が異なる。図８に示すように、圧入端子４１は、平板面９において凸部１１が形成されている位置の左右に、圧入方向に延びる穴４２ａ，４２ｂが形成されている。

第４実施形態によれば、穴４２ａ，４２ｂが形成されていることで、スルーホール４に圧入端子４１が圧入される際の応力を緩和することができ、過剰な圧入荷重の発生を抑制することができる。

（第５実施形態）
第５実施形態について図９を参照して説明する。第５実施形態も、前述した第１実施形態に対し、圧入端子の形状が異なる。図９に示すように、圧入端子５１は、平板面９において凸部１１が形成されている位置の先端側に、圧入方向に延びるスリット５２が形成されている。

第５実施形態によれば、スルーホール４に圧入端子５１が圧入される際にはスルーホール４の上端部に対する接触時に最も大きな応力が発生するが、スリット５２が形成されていることで、その接触時の応力を緩和することができ、過剰な圧入荷重の発生を抑制することができる。

（第６実施形態）
第６実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。第６実施形態は、前述した第１実施形態に対し、凸部及びスルーホールの形状が異なる。図１０に示すように、電子装置６１は、プリント基板６２と、圧入端子６３とを備える。プリント基板６１にはスルーホール６４が形成されている。スルーホール６４は、その開口面６５が長穴形状である。開口面６５の長手方向の寸法（図１０中Ａ１１にて示す）は、圧入端子６３の先端側の幅方向の寸法（図１０中Ｂ１１にて示す）より僅かに長く且つ圧入端子６３の後端側の幅方向の寸法（図１０中Ｂ１２にて示す）より僅かに短く、開口面６５の長手方向に対して面方向において直交する方向の寸法（図１０中Ａ１２にて示す）は、圧入端子６３の厚さ方向の寸法（図１０中Ｂ１３にて示す）より僅かに長い。

スルーホール６４は、第１実施形態で説明したスルーホール４に対し、中央側の壁面が凹んでいない点で異なり、その他の構成はスルーホール４と同様である。即ち、スルーホール６４の壁面は、金属膜６６が付着されている中央側の壁面６４ａが導通部６７とされ、金属膜６６が付着されていない両端側の壁面６４ｂが固定部６８とされている。

圧入端子６３は、第１実施形態で説明した圧入端子３に対し、凸部の形状が異なり、その他の構成は圧入端子３と同様である。即ち、圧入端子６３は、全体が矩形状であり、平板面６９と、平板面６９に連なる板厚面７０と、平板面６９から面方向において直交する方向に突出する凸部７１とを備える。凸部７１の高さ、即ち、凸部７１において平板面６９から突出している部分の寸法は、後述するようにスルーホール６４に圧入端子６３が圧入されたときに上端部７１ａが導通部６７に接触する程度の寸法である。

上記した構成では、スルーホール６４に圧入端子６３が圧入されることで、プリント基板６２に圧入端子６３が組付けられる。スルーホール６４に圧入端子６３が圧入された状態では、図１１に示すように、圧入端子６３の凸部７１がスルーホール６４の導通部６７に接触すると共に、圧入端子６３の板厚面７０がスルーホール６４の固定部６８に固定される。このとき、圧入端子６３の凸部７１がスルーホール６４の導通部６７に接触することで、圧入端子６３とスルーホール６４との導通接続を確保することができると共に、圧入端子６３の板厚面７０がスルーホール６４の固定部６８に固定されることで、圧入端子６３とスルーホール６４との機械的な接続強度を確保することができる。

第６実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができ、絶縁信頼性を維持した上で圧入端子６３とスルーホール６４との導通接続の確保と、圧入端子６３とスルーホール６４との機械的な接続強度の確保とを適切に両立させることができる。

（第７実施形態）
第７実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。第７実施形態は、前述した第１実施形態に対し、圧入端子及びスルーホールの形状が異なる。図１２に示すように、電子装置８１は、プリント基板８２と、圧入端子８３とを備える。プリント基板８２にはスルーホール８４が形成されている。スルーホール８４は、その開口面８５が円形状である。スルーホール８４の壁面は、金属膜８６が付着されている壁面８４ａが導通部８７とされ、金属膜８６が付着されていない壁面８４ｂが固定部８８とされている。

圧入端子８３は、全体が棒形状であり、平板面８９と、平板面８９に連なる板厚面９０と、平板面８９から面方向において直交する方向に突出する凸部９１とを備える。凸部９１の高さ、即ち、凸部９１において平板面８９から突出している部分の寸法は、後述するようにスルーホール８４に圧入端子８３が圧入されたときに上端部９１ａが導通部８７に接触する程度の寸法である。

上記した構成では、スルーホール８４に圧入端子８３が圧入されることで、プリント基板８２に圧入端子８３が組付けられる。スルーホール８４に圧入端子８３が圧入された状態では、図１２に示すように、圧入端子８３の凸部９１がスルーホール８４の導通部８７に接触すると共に、圧入端子８３の板厚面９０がスルーホール８４の固定部８８に固定される。このとき、圧入端子８３の凸部９１がスルーホール８４の導通部８７に接触することで、圧入端子８３とスルーホール８４との導通接続を確保することができると共に、圧入端子８３の板厚面９０がスルーホール８４の固定部８８に固定されることで、圧入端子８３とスルーホール８４との機械的な接続強度を確保することができる。

第７実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができ、絶縁信頼性を維持した上で圧入端子８３とスルーホール８４との導通接続の確保と、圧入端子８３とスルーホール８４との機械的な接続強度の確保とを適切に両立させることができる。

（その他の実施形態）
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、更には、それらに一要素のみ、それ以上、或いはそれ以下を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１，６１，８１は電子装置、２，６２，８２はプリント基板、３，２１，３１，４１，５１，６３，８３は圧入端子、４，６４，８４はスルーホール、６，６６，８６は金属膜、７，６７，８７は導通部、８，６８，８８は固定部、９，６９，８９は平板面、１０，７０，９０は板厚面、１１，２２，３２，３３，７１，９１は凸部、４２ａ、４２ｂは穴、５２はスリットである。

Claims (10)

1. プリント基板に形成されているスルーホール（４，６４，８４）に圧入端子（３，２１，３１，４１，５１，６３，８３）が圧入される電子装置において、
   前記圧入端子は、平板面（９，６９，８９）と、前記平板面に連なる板厚面（１０，７０，９０）と、前記平板面から突出する凸部（１１，２２，３２，３３，７１，９１）と、を有し、
   前記スルーホールは、壁面に金属膜が付着されている導通部（７，６７，８７）と、壁面に金属膜が付着されていない固定部（８，６８，８８）と、を有し、
   前記スルーホールに前記圧入端子が圧入された状態で、前記凸部が前記導通部に接触すると共に、前記板厚面が前記固定部に固定される電子装置。
2. 前記凸部は、圧入方向に曲面を有し、前記曲面が前記導通部に接触する請求項１に記載した電子装置。
3. 前記凸部は、圧入方向で前記平板面に連なる請求項１又は２に記載した電子装置。
4. 前記凸部は、端子先端側が前記平板面に連なる片持ち梁構造である請求項３に記載した電子装置。
5. 前記凸部が複数設けられている請求項１から４の何れか一項に記載した電子装置。
6. 前記複数の凸部は、圧入方向に対して面方向において直交する方向に並んで設けられている請求項５に記載した電子装置。
7. 前記スルーホールは、開口面が長穴形状であり、
   前記凸部は、前記開口面の長手方向の中央側で前記導通部に接触し、
   前記板厚面は、前記開口面の長手方向の両端側で前記固定部に固定される請求項１から６の何れか一項に記載した電子装置。
8. 前記スルーホールは、複数の穴が連結して構成され、
   前記導通部及び前記固定部は、それぞれ連結する別の穴に設けられている請求項１から７の何れか一項に記載した電子装置。
9. 前記圧入端子は、前記平板面において前記凸部と前記板厚面との間に、穴が形成されている請求項１から８の何れか一項に記載した電子装置。
10. 前記圧入端子は、前記平板面において前記凸部と端子先端との間に、スリットが形成されている請求項１から９の何れか一項に記載した電子装置。

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