JP2021163525A - プレスフィット端子及びコネクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入力を小さくすることと、保持力を大きくすることの両立性を高めることを目的とする。【解決手段】アイホール３１を隔てて対向する２つの接触片３４を含むプレスフィット部３０を備え、前記２つの接触片３４のそれぞれは、互いに平行な平行部３６と、前記平行部３６から前記プレスフィット部３０が挿入される向きに延びる前ばね部３５と、前記平行部３６から前記プレスフィット部３０が挿入される向きとは逆向きに延びる後ばね部３７とを含み、前記プレスフィット部３０の厚みは、０．３mm以上０．５mm以下であり、前記アイホール３１の長さをＬｅ［ｍｍ］とし、前記平行部３６の長さをＬｓ［ｍｍ］としたとき、Ｌｓ／Ｌｅが０．５７以上０．６５以下であり、前側ばね強さをＧ１［ｍｍ３］、後側ばね強さをＧ２［ｍｍ３］としたとき、Ｇ１／Ｇ２が０．５５以上１．４５以下であるプレスフィット端子２０である。【選択図】図１

Description

本開示は、プレスフィット端子及びコネクタ装置に関する。

特許文献１は、表裏を貫通する幅のあるスリット部と該スリット部を挟んで対向する二本の梁部材とから構成される接続部を有するプレスフィット端子を開示している。特許文献１では、梁部材の太さが、接続部中心の太さに対して接続部先端側及び接続部後端側の太さが細く形成され、スリット部の長さが、接続部中心から先端側までの長さに対して接続部中心から後端側までの長さが短く形成されている。

特許文献２は、スルーホール内に導入される導入部と、当該導入部に連結され、前記スルーホール内に圧入保持される圧力保持部と、当該圧力保持部に連結された本体部とを有し、前記圧力保持部の中央から前記本体部側及び導入部側に長手方向に延びた開口部が形成されたプレスフィット端子を開示している。特許文献２では、圧力保持部の中央から本体部側の開口部一方端までの長手方向の長さと、圧力保持部の中央から導入部側の開口部他方端までの長手方向の長さとの比が、８０：２２０〜１２０：１８０の範囲内に規定されている。

国際公開第２００８／０３８３３１号 特開２００８−１６５９８７号公報

プレスフィット端子は、例えば、挿入力と保持力とにより評価される。挿入力とは、スルーホールにプレスフィット端子を挿入するために必要な荷重である。保持力は、スルーホールからプレスフィット端子を引抜くために必要となる荷重である。プレスフィット端子としては、スルーホールに挿入し易く、かつ、スルーホールから抜け難いことが望まれる。このため、プレスフィット端子に対して、挿入力を小さくすること、及び、保持力を大きくすることが要請されている。

また、近年、プレスフィット端子が組込まれるコネクタの小型化、プレスフィット端子が圧入される基板の小型化、プレスフィット端子の高密度化が要請されている。これにより、スルーホールの細径化、さらには、プレスフィット端子の薄型化が要請されている。

このように、薄型化したプレスフィット端子については、挿入力を小さくすることと、保持力を大きくすることを両立することに関して、さらに改善の余地がある。

そこで、本開示は、挿入力を小さくすることと、保持力を大きくすることの両立性を高めることを目的とする。

本開示のプレスフィット端子は、基板に形成されたスルーホール内に圧入されるプレスフィット端子であって、アイホールを隔てて対向する２つの接触片を含むプレスフィット部を備え、前記２つの接触片のそれぞれは、互いに平行な平行部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きに延びる前ばね部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きとは逆向きに延びる後ばね部とを含み、前記プレスフィット部の厚みは、０．３mm以上０．５mm以下であり、前記プレスフィット部について、前記アイホールの長さをＬｅ［ｍｍ］とし、前記平行部の長さをＬｓ［ｍｍ］としたとき、Ｌｓ／Ｌｅが０．５７以上０．６５以下であり、前記プレスフィット部について、下記条件で算出される前側ばね強さをＧ_１［ｍｍ^３］、後側ばね強さをＧ_２［ｍｍ^３］としたとき、Ｇ_１／Ｇ_２が０．５５以上１．４５以下である、プレスフィット端子。
［条件］
・前記プレスフィット端子が挿入される向きを前向きとし、挿入される向きと逆向きを後ろ向きとする。
・前記アイホールの前端から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準とし、前記アイホールの後端から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準とする。
・前記前基準における前記前ばね部の内縁から前記前ばね部の外縁に対して垂直な前基準面を仮定し、この前基準面における前記前ばね部の断面二次モーメントをＩ_１［ｍｍ^４］とする。
・前記後基準における前記後ばね部の内縁から前記後ばね部の外縁に対して垂直な後基準面を仮定し、この後基準面における前記後ばね部の断面二次モーメントをＩ_２［ｍｍ^４］とする。
・前記平行部における直線状の外縁のうち前記前ばね部側の端から前記アイホールの前端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_１［ｍｍ］とする。
・前記平行部における直線状の外縁のうち前記後ばね部側の端から前記アイホールの後端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_２［ｍｍ］とする。
・前側ばね強さＧ_１をＩ_１／Ｌ_１［ｍｍ^３］とし、後側ばね強さＧ_２をＩ_２／Ｌ_２［ｍｍ^３］とする。

本開示によれば、挿入力を小さくすることと、保持力を大きくすることの両立性が高められる。

図１は実施形態に係るプレスフィット端子を示す正面図である。 図２はプレスフィット部がスルーホールに挿入される状態を示す説明図である。 図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は他のプレスフィット端子を示す断面図である。 図５は前基準面における前ばね部の断面形状を示す説明図である。 図６はコネクタ装置を示す概略図である。 図７はプレスフィット端子の評価結果を示す図である。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

本開示のプレスフィット端子は、次の通りである。

（１）基板に形成されたスルーホール内に圧入されるプレスフィット端子であって、アイホールを隔てて対向する２つの接触片を含むプレスフィット部を備え、前記２つの接触片のそれぞれは、互いに平行な平行部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きに延びる前ばね部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きとは逆向きに延びる後ばね部とを含み、前記プレスフィット部の厚みは、０．３mm以上０．５mm以下であり、前記プレスフィット部について、前記アイホールの長さをＬｅ［ｍｍ］とし、前記平行部の長さをＬｓ［ｍｍ］としたとき、Ｌｓ／Ｌｅが０．５７以上０．６５以下であり、前記プレスフィット部について、下記条件で算出される前側ばね強さをＧ_１［ｍｍ^３］、後側ばね強さをＧ_２［ｍｍ^３］としたとき、Ｇ_１／Ｇ_２が０．５５以上１．４５以下である、プレスフィット端子である。
［条件］
・前記プレスフィット端子が挿入される向きを前向きとし、挿入される向きと逆向きを後ろ向きとする。
・前記アイホールの前端から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準とし、前記アイホールの後端から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準とする。
・前記前基準における前記前ばね部の内縁から前記前ばね部の外縁に対して垂直な前基準面を仮定し、この前基準面における前記前ばね部の断面二次モーメントをＩ_１［ｍｍ^４］とする。
・前記後基準における前記後ばね部の内縁から前記後ばね部の外縁に対して垂直な後基準面を仮定し、この後基準面における前記後ばね部の断面二次モーメントをＩ_２［ｍｍ^４］とする。
・前記平行部における直線状の外縁のうち前記前ばね部側の端から前記アイホールの前端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_１［ｍｍ］とする。
・前記平行部における直線状の外縁のうち前記後ばね部側の端から前記アイホールの後端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_２［ｍｍ］とする。
・前側ばね強さＧ_１をＩ_１／Ｌ_１［ｍｍ^３］とし、後側ばね強さＧ_２をＩ_２／Ｌ_２［ｍｍ^３］とする。

Ｌｓ／Ｌｅが０．５７以上０．６５以下であり、Ｇ_１／Ｇ_２が０．５５以上１．４５以下であるため、挿入力を小さくすることと、保持力を大きくすることとの両立性を高めることができる。

（２）（１）のプレスフィット端子であって、ばね強さＧ［ｍｍ^３］をＧ１＋Ｇ２としたとき、Ｇが０．０３ｍｍ^３以上０．０４ｍｍ^３以下であってもよい。挿入力を小さくすることと、保持力を大きくすることを両立性がさらに改善される。

（３）（１）又は（２）のプレスフィット端子であって、前記前ばね部の外縁は、前に向うにつれて前記プレスフィット部の幅方向内側に向うように傾斜し、前記後ばね部の外縁は、後ろに向うにつれて前記プレスフィット部の幅方向内側に向うように傾斜してもよい。前ばね部及び後ばね部が変形し易くなる。

（４）（１）から（３）のいずれか１つの態様に係るプレスフィット端子であって、前記平行部の外向き部分が、前記挿入方向に沿って見て弧状形状に形成されていてもよい。スルーホールの内周面との接触面積が大きくなる。

（５）（４）のプレスフィット端子を含むコネクタと、スルーホールが形成された基板と、を備え、前記プレスフィット端子の前記プレスフィット部が前記スルーホールに圧入され、前記挿入方向に沿って見て、前記平行部の外向き部分の曲率半径が、前記スルーホールの内周半径と同じか小さい、コネクタ装置とされてもよい。プレスフィット部とスルーホールの内周面との接触面積が大きくなる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示のプレスフィット端子及びコネクタ装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

なお、本開示のプレスフィット端子は下記の背景下において有意義である。すなわち、プレスフィット端子では、保持力、接触面積及び挿入力の全ての特性について、高い次元で満足することが要請される。ここで、保持力及び挿入力は既に述べた通りである。接触面積は、プレスフィット端子が基板のスルーホールに挿入された状態における、プレスフィット端子とスルーホールとの接触面積である。電気的な接続を良好にするため、接触面積はなるべく大きいことが望まれる。プレスフィット端子がスルーホールに挿入された状態で、プレスフィット端子は一種のばねとなって、プレスフィット端子の両側部がスルーホールに押付けられる。プレスフィット端子によるばねが硬いほど保持力及び接触面積が大きくなるが、挿入力は大きくなってしまう。逆に、プレスフィット端子によるばねが柔らかいほど挿入力は小さくなるが、保持力及び接触面積は小さくなってしまう。このように、保持力及び接触面積と、挿入力とは、ばねの硬さによって左右され、保持力及び接触面積に対する要求と、挿入力に対する要求とは、トレードオフの関係にある。

保持力、接触面積及び挿入力の全ての特性について、高い次元で満足するための形状が提案されている。ここで、従来のプレスフィット端子の厚みは、０．６４ｍｍ程度である。プレスフィット端子の小型化、多極化等の要請に鑑み、プレスフィット端子の厚みを小さくすることが要請されている。

厚みの薄い（例えば、厚み０．４ｍｍ）のプレスフィット端子の形状を検討する場合、例えば、１から設計するのではなく、既存の形状を縮小した相似形とすることが考えられる。しかしながら、厚みの薄いプレスフィット端子は、厚みだけではなく、正面視における大きさも小さい。また、金属板からプレス加工等によってプレスフィット端子を製造する場合において、加工のサイズ限界がある。このため、プレスフィット端子を、既存の形状を縮小した相似形に加工することは困難となり得る。このため、厚みの薄いプレスフィット端子については、新たに形状を検討する必要がある。

上記のような背景下、本開示では、厚みの薄いプレスフィット端子に関し、保持力、接触面積及び挿入力を高い次元で満足できる形状について検討され、その結果、以下に示すプレスフィット端子の形状が想到された。

[実施形態]
以下、実施形態に係るプレスフィット端子について説明する。図１はプレスフィット端子２０を示す正面図である。図２はプレスフィット部３０がスルーホール１３に挿入される状態を示す説明図である。図２ではスルーホール１３に挿入される前のプレスフィット端子２０及びスルーホール１３に挿入されたプレスフィット端子２０が示されている。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

プレスフィット端子２０は、基板１２に形成されたスルーホール１３内に圧入される端子である。ここで、基板１２は、ガラスエポキシ板等の絶縁板等によって形成されている。基板１２には、表裏に貫通するスルーホール１３が形成されている。スルーホール１３は、円形の孔である。スルーホール１３は、四角い孔等であってもよい。スルーホール１３の内面には、銅等の金属による導電層１３ｆが形成される。プレスフィット端子２０がスルーホール１３に圧入された状態で、プレスフィット端子２０が導電層１３ｆに接触して、当該導電層１３ｆに電気的に接続される。導電層１３ｆは、基板１２の表面等に形成された回路に接続されていてもよい。

プレスフィット端子２０は、銅、銅合金等の金属によって形成される。プレスフィット端子２０は、例えば、金属板をプレス加工することによって形成されてもよい。プレスフィット端子２０の表面には、錫、錫合金等のめっきが形成されてもよい。

プレスフィット端子２０は、プレスフィット部３０を備える。本実施形態では、プレスフィット部３０の一端部に先端部２２が連なり、プレスフィット部３０の他端部に基端部２６が連なる。先端部２２は、プレスフィット端子２０がスルーホール１３に挿入される際に、最初にスルーホール１３に挿入される部分である。基端部２６は、スルーホール１３側の導電層１３ｆの電気的な接続先となる部分が連なる部分である。後述する図６に示す例では、基端部２６はコネクタ端子部５４に連なる。プレスフィット部３０が挿入される向きを前向き、挿入される向きとは逆向きを後ろ向きとする。

プレスフィット部３０は、先端部２２と基端部２６との間に設けられる部分である。プレスフィット部３０の幅Ｗ２（ここでは最大幅）は、先端部２２の最大幅Ｗ１よりも大きく、さらに、スルーホール１３の径φよりも大きい。このため、プレスフィット部３０は、スルーホール１３の内周面に対して接触することができる。プレスフィット部３０は、スルーホール１３の内周面に対する接触状態を保つことで、導電層１３ｆに対して電気的な接触を得るための部分であると把握されてもよい。

より具体的には、プレスフィット端子２０は、全体として直線状に延びる細長い板状に形成されている。

先端部２２は、同幅部分が連続する長方形板状部分を含む。この長方形板状部分の両側の縁は互いに平行である。先端部２２の幅Ｗ１は、スルーホール１３の径（直径）φよりも小さい。先端部２２における長方形板状部分の先端部（プレスフィット部３０とは反対側の端部）に、先端側に向けて徐々に細幅となる最先端部２２ａが設けられる。最先端部２２ａの存在により、プレスフィット端子２０がスルーホール１３内に容易に挿入される。先端部２２は、スルーホール１３の内周面に対して隙間をあけた状態でスルーホール１３に挿入され得る。

基端部２６は、同幅部分が連続する長方形板状部分を含む。この長方形板状部分の両側の縁は互いに平行である。基端部２６の幅は、プレスフィット部３０の幅Ｗ２よりも小さい。ここでは、基端部２６の幅は、先端部２２の最大幅Ｗ１と同じである。基端部２６の幅は、先端部２２の幅とは異なっていてもよい。

プレスフィット部３０は、先端部２２と基端部２６との間に設けられる。プレスフィット部３０は、アイホール３１を隔てて対向する２つの接触片３４を含む。アイホール３１は、先端部２２と基端部２６とを結ぶ方向に細長い孔である。アイホール３１の形状としては、具体的には、真円、オーバル形状、立方体、直方体等が挙げられる。アイホール３１は、プレスフィット端子が挿入される方向に細長いことが好ましい。接触片３４は、細長い板状に形成されている。２つの接触片３４の一端部は、先端部２２に連なっている。２つの接触片３４の他端部は、基端部２６に連なっている。

２つの接触片３４のそれぞれは、平行部３６と、前ばね部３５と、後ばね部３７とを備える。

２つの接触片３４のそれぞれの平行部３６は、互いに平行に並んでいる。より具体的には、２つの平行部３６の外縁３６ａが、前後方向に沿って直線状に、かつ、互いに平行に並ぶ。２つの平行部３６の内縁も、前後方向に沿って直線状に、かつ、互いに平行に並んでいてもよい。もっとも、アイホール３１の形状によっては、２つの平行部３６の内縁の一部又は全部が曲線を描くこともあり得る。

前ばね部３５は、平行部３６からプレスフィット端子２０が挿入される向き（前向き）に延びる部分である。前ばね部３５は、プレスフィット部３０がスルーホール１３に挿入される際に、平行部３６よりも容易に変形する部分である。前ばね部３５の外縁３５ａは、前に向うにつれてプレスフィット部３０の幅方向内側に向うように傾斜している。つまり、前ばね部３５の外縁３５ａは、後端で上記平行部３６の外縁３６ａに連なっており、前に向うに連れて徐々にプレスフィット部３０の幅方向内側に向い、前端で先端部２２の外縁に連なる。

前ばね部３５の外縁３５ａは、全体が直線状であってもよいし、全体が曲線であってもよいし、直線と曲線とが複合した形状であってもよい。前ばね部３５の外縁３５ａと平行部３６の外縁３６ａとは、曲線をなして連なってもよいし、角をなして連なってもよい。同様に、前ばね部３５の外縁３５ａと先端部２２の外縁とは、曲線をなして連なってもよいし、角をなして連なってもよい。ここでは、前ばね部３５の外縁３５ａの中間部が直線をなし、その両端側部分が曲線をなしている。

後ばね部３７は、平行部３６からプレスフィット端子２０が挿入される向きとは逆向き（後ろ向き）に延びる部分である。後ばね部３７は、プレスフィット部３０がスルーホール１３に挿入される際に、平行部３６よりも容易に変形する部分である。平行部３６の前後で、前ばね部３５及び後ばね部３７が容易に変形することで、平行部３６が大きく傾かずに内側に変位することができる。後ばね部３７の外縁３７ａは、後ろに向うにつれてプレスフィット部３０の幅方向内側に向うように傾斜している。つまり、後ばね部３７の外縁３７ａは、前端で上記平行部３６の外縁３６ａに連なっており、後ろに向うに連れて徐々にプレスフィット部３０の幅方向内側に向い、後端で基端部２６の外縁に連なる。

後ばね部３７の外縁３７ａは、全体が直線状であってもよいし、全体が曲線であってもよいし、直線と曲線とが複合した形状であってもよい。後ばね部３７の外縁３７ａと平行部３６の外縁３６ａとは、曲線をなして連なってもよいし、角をなして連なってもよい。同様に、後ばね部３７の外縁３７ａと基端部２６の外縁とは、曲線をなして連なってもよいし、角をなして連なってもよい。ここでは、後ばね部３７の外縁３７ａの中間部が直線をなし、その両端側部分が曲線をなしている。

プレスフィット端子２０の挿入方向に沿って見て、平行部３６の外向き部分は、外向きに凸となる弧状の弧状面３６ｆに形成されている。平行部３６の外向き部分は、弧状面３６ｆに形成されていれば、当該弧状面３６ｆがスルーホール１３の内周面に対して大きい面積で接触することが期待される。

この弧状面３６ｆの曲率半径ｒは、プレスフィット端子２０が挿入されるスルーホール１３の内周半径（φ／２）と同じか、当該内周半径（φ／２）よりも小さいことが好ましい。弧状面３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）と同じであれば、弧状面３６ｆの全体がスルーホール１３の内周面に接触することが期待される。なお、弧状面３６ｆの曲率半径ｒとスルーホール１３の内周半径（φ／２）とが同じとは、製造誤差範囲で同じである場合を含んでもよい。例えば、弧状面３６ｆの曲率半径ｒはスルーホール１３の内周半径（φ／２）に対して±２０％以内の誤差範囲内で同じであってもよい。また、弧状面の曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）よりも小さい場合でも、弧状面１３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）より大きい場合と比較して、弧状面３６ｆの中央の曲面部分が大きい面積でスルーホール１３の内周面に接触することが期待される（図３の範囲Ｅ１参照）。例えば、図４に示すように、弧状面１３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）より大きければ、弧状面１３６ｆの両縁部分が上記の場合よりも小さい面積でスルーホール１３の内周面に接触することが想定されるからである（図４の範囲Ｅ２参照）。弧状面の曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）よりも小さいとしても、弧状面の曲率半径ｒは、スルーホール１３の内周半径（φ／２）に対して７０％以上であることが好ましい。

前ばね部３５及び後ばね部３７の外向き部分も上記と同様に弧状面に形成されている。

プレスフィット端子２０の挿入方向に沿って見て、平行部３６、前ばね部３５及び後ばね部３７の外向き部分が上記形状に形成されていることは必須では無い。例えば、平行部３６、前ばね部３５及び後ばね部３７の外向き部分は、平面に形成されていてもよい。また、図４に示すように、弧状面１３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）よりも大きい場合を排除するものではない。

プレスフィット部３０の厚みは、０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下に形成されている。好ましくは、プレスフィット部３０の厚みは、０．４ｍｍである。このように、プレスフィット部３０の厚みが０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下と小さく形成されることで、小型のスルーホール１３に対応可能となる。スルーホール１３及びプレスフィット部３０の小型化が実現されれば、プレスフィット端子２０の密集化、多極化等の要請に応えることができる。

かかるプレスフィット部３０に関し、各部の大きさ、形状は、以下の構成とされている。

まず、プレスフィット部３０について、アイホール３１の長さをＬｅ［ｍｍ］とし、平行部３６の長さをＬｓ［ｍｍ］としたとき、Ｌｓ／Ｌｅが０．５７以上０．６５以下である。ここで、アイホール３１の長さＬｅ［ｍｍ］は、前後方向に沿った方向において、アイホール３１のうち最も前寄りにある前端と、最も後ろ寄りにある後端との距離である。また、平行部３６の長さＬｓ［ｍｍ］は、平行部３６のうち前後方向に沿った直線状の外縁３６ａの長さである。

また、プレスフィット部３０について、下記条件で算出される前側ばね強さをＧ_１［ｍｍ^３］、後側ばね強さをＧ_２［ｍｍ^３］としたとき、Ｇ_１／Ｇ_２が０．５５以上１．４５以下である。
［条件］
まず、アイホール３１の前端から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準ＳＦとする。図１において、前基準ＳＦは、前後方向に対して直交する直線として示される。同様に、アイホール３１の後端から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準ＳＲとする。図１において、後基準ＳＲは、前後方向に対して直交する直線として示される。

前基準ＳＦにおける前ばね部３５の内縁から前ばね部３５の外縁３５ａに対して垂直な前基準面ＴＦを仮定する。ここで、前ばね部３５の外縁３５ａに対して垂直な前基準面ＴＦとは、プレスフィット部３０をその厚み方向に沿って見た場合に観察され得る前ばね部３５の外縁３５ａに対して垂直な前基準面ＴＦを意味する。この前基準面ＴＦにおける前ばね部３５の断面二次モーメントをＩ_１［ｍｍ^４］とする。

同様に、前記後基準ＳＲにおける後ばね部３７の内縁から後ばね部３７の外縁３７ａに対して垂直な後基準面ＴＲを仮定し、この後基準面ＴＲにおける後ばね部３７の断面二次モーメントをＩ_２［ｍｍ^４］とする。

さらに、平行部３６における直線状の外縁３６ａのうち前ばね部３５側の端からアイホール３１の前端までのプレスフィット部３０の挿入方向の長さをＬ_１［ｍｍ］とする。

また、平行部３６における直線状の外縁３６ａのうち後ばね部３７側の端からアイホール３１の後端までのプレスフィット部３０の挿入方向の長さをＬ_２［ｍｍ］とする。

そして、前側ばね強さＧ_１をＩ_１／Ｌ_１［ｍｍ^３］とし、後側ばね強さＧ_２をＩ_２／Ｌ_２［ｍｍ^３］と定義する。

［断面二次モーメントについて］
上記前基準面ＴＦ、後基準面ＴＲにおける断面二次モーメントは、例えば、次のようにして求められ得る。

前基準面ＴＦにおける前ばね部３５の断面形状は、例えば、図５に示すように、長方形状の第１部分Ａと、円の一部を直線でカットした第２部分Ｂとを合成した形状である。このため、前基準面ＴＦにおける断面二次モーメントは、第１部分Ａの断面二次モーメントと、第２部分Ｂの断面二次モーメントとの和であると考えることができる。

この断面形状において、プレスフィット部３０の厚みをｔ[ｍｍ]、プレスフィット部３０の外向き部分の曲率半径をｒ[ｍｍ]、アイホール３１側の内向き部分から外向き部分までの寸法をばね厚みｈ[ｍｍ]とすると、前基準面ＴＦにおける断面二次モーメントは、下記式により算出される。

なお、上記式において、Ｉ_ａは第１部分Ａの断面二次モーメントであり、Ｉ_ｂは第２部分Ｂの断面二次モーメントである。また、Ｓ_ａは第１部分Ａの断面積であり、Ｓ_ｂは第２部分Ｂの断面積である。さらに、ｙ_ａは第１部分Ａの中立軸の位置であり、ｙ_ｂは第２部分Ｂの中立軸の位置であり、ｙは第１部分Ａと第２部分Ｂとを合わせた全体の中立軸の位置である。

後基準面ＴＲにおける断面二次モーメントについても、上記と同様に求められ得る。

上記断面二次モーメントの求め方は一例である。前基準面ＴＦにおける前ばね部３５の断面形状、後基準面ＴＲにおける後ろばね部３７の断面形状等に基づく計算方法によって、断面二次モーメントが求められ得る。

このように構成されたプレスフィット端子２０によると、Ｌｓ／Ｌｅが０．５７以上０．６５以下であり、Ｇ_１／Ｇ_２が０．５５以上１．４５以下であるため、挿入力を小さくすることと、保持力を大きくすることとの両立性が高まる。

上記プレスフィット端子２０において、ばね強さＧ［ｍｍ^３］をＧ１＋Ｇ２としたとき、Ｇが０．０３ｍｍ^３以上０．０４ｍｍ^３以下とされていてもよい。これにより、挿入力を小さくすることと、保持力を大きくすることを両立性がさらに改善される。

また、前ばね部３５の外縁３５ａは、前に向うにつれてプレスフィット部３０の幅方向内側に向うように傾斜し、後ばね部３７の外縁３７ａは、後ろに向うにつれてプレスフィット部３０の幅方向内側に向うように傾斜している。このため、プレスフィット端子２０をスルーホール１３に圧入すると、平行部３６に対して傾斜する外縁３５ａ、３７ａを有する前ばね部３５及び後ばね部３７が、平行部３６の両端側で容易に変形できる。

また、平行部３６の外向き部分が弧状面３６ｆに形成されているため、平行部３６がスルーホール１３の内周面に大きい面で接触し易くなり、接触面積をより大きくできる。

特に、弧状面３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の半径と同じか小ければ、弧状面３６ｆの中央部が比較的大きい面積でスルーホール１３の内周面に接触し易くなり、接触面積をより大きくできる。

図６は上記プレスフィット端子２０が基板１２に圧入されたコネクタ装置５０を示す図である。コネクタ装置５０は、基板１２と、コネクタ６０とを備える。コネクタ６０は、上記プレスフィット端子２０を含む。図６では、プレスフィット端子２０の基端部２６にコネクタ端子部５４が一体的に繋がっている。コネクタ端子部５４は、基端部２６に対して曲った状態（ここでは直角に曲った状態）で連なっている。プレスフィット端子２０のうち基端部及びコネクタ端子部５４は、コネクタ６０のコネクタハウジング６１内に組込まれている。基端部はコネクタハウジング６１から出ていてもよい。コネクタ端子部５４は、コネクタハウジング６１内の空間の底から開口に向けて突出するように配置される。ここでは、コネクタハウジング６１には、複数のプレスフィット端子２０が組込まれている。このため、コネクタハウジング６１内には、複数のコネクタ端子部５４が間隔をあけて立並ぶ。また、コネクタハウジング６１の外面から複数のプレスフィット端子２０が突出する。そして、コネクタハウジング６１の外面から突出する複数のプレスフィット端子２０が同時に複数のスルーホール１３に圧入される。複数のプレスフィット端子２０が複数のスルーホール１３に圧入された状態で、コネクタ６０が基板１２に実装固定される。

ケース５２は、基板１２を収容可能な空間を有する筺状に形成されている。ケース５２には、コネクタハウジング６１を外部に露出させる開口５３が形成されている。コネクタハウジング６１が開口５３内に配設された状態で、基板１２がケース５２内に固定される。ケース５２内における基板１２の固定は、ネジ止構造、嵌め込み構造、それらの複合構造等が利用され得る。

上記のようなコネクタ装置５０において、コネクタ６０に多数のコネクタ端子部５４が組込まれることがあり得る。この場合には、多数のプレスフィット端子２０を同時にスルーホール１３に圧入する作業が生じ得る。このような場合において、多数のプレスフィット端子２０について、接触荷重を大きくしつつ、挿入力の最大値を小さくできるという点で有効である。

また、平行部３６の外向き部分の曲率半径ｒが、スルーホール１３の内周半径と同じか小さければ、プレスフィット部３０とスルーホール１３の内周面との接触面積が大きくなる。

［実施例］
本実施例では、上記実施形態で説明したプレスフィット端子２０について、挿入量、保持力、及び、接触面積の評価が説明される。評価は、有限要素法を用いたＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析により導きだされた。

プレスフィット端子２０については、Ｌｓ／Ｌｅ、Ｇ_１／Ｇ_２、Ｇ（＝Ｇ_１＋Ｇ_２）の値を変えて、評価が行われた。なお、プレスフィット端子２０の厚みは、０．４ｍｍであり、スルーホール１３の径φは０．５５ｍｍである。

図７に評価結果が示される。同図に示すように、Ｌｓ／Ｌｅが０．５７以上０．６５以下となり、かつ、Ｇ_１／Ｇ_２が０．５５以上１．４５となる実施例１及び２の場合において、挿入力を低くすることと、保持力及び接触面積を大きくすることとが、高い次元で両立していることがわかる。例えば、これらの実施例１及び２であれば、挿入力６３N以下、保持力２０N以上、接触面積０．４９mm^２以上を実現できることがわかる。当該条件に加えて、Ｇ（＝Ｇ_１＋Ｇ_２）が０．０３ｍｍ^３以上０．０４ｍｍ^３以下となっていても、挿入力を低くすることと、保持力及び接触面積を大きくすることとが、高い次元で両立し得る。さらに、Ｇ（＝Ｇ_１＋Ｇ_２）が０．０３４ｍｍ^３以上０．０３７ｍｍ^３以下となっていると、挿入力を低くすることと、保持力及び接触面積を大きくすることとが、高い次元で両立し得ると推測される。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

１２ 基板
１３ スルーホール
１３ｆ 導電層
２０ プレスフィット端子
２２ 先端部
２２ａ 最先端部
２６ 基端部
３０ プレスフィット部
３１ アイホール
３４ 接触片
３５ 前ばね部
３５ａ、３６ａ、３７ａ 外縁
３６ 平行部
３６ｆ、１３６ｆ 弧状面
３７ 後ばね部
５０ コネクタ装置
５２ ケース
５３ 開口
５４ コネクタ端子部
６０ コネクタ
６１ コネクタハウジング
Ａ 第１部分
Ｂ 第２部分
ＴＦ 前基準面
ＴＲ 後基準面

Claims (5)

1. 基板に形成されたスルーホール内に圧入されるプレスフィット端子であって、
   アイホールを隔てて対向する２つの接触片を含むプレスフィット部を備え、
   前記２つの接触片のそれぞれは、互いに平行な平行部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きに延びる前ばね部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きとは逆向きに延びる後ばね部とを含み、
   前記プレスフィット部の厚みは、０．３mm以上０．５mm以下であり、
   前記プレスフィット部について、前記アイホールの長さをＬｅ［ｍｍ］とし、前記平行部の長さをＬｓ［ｍｍ］としたとき、Ｌｓ／Ｌｅが０．５７以上０．６５以下であり、
   前記プレスフィット部について、下記条件で算出される前側ばね強さをＧ_１［ｍｍ^３］、後側ばね強さをＧ_２［ｍｍ^３］としたとき、Ｇ_１／Ｇ_２が０．５５以上１．４５以下である、プレスフィット端子。
   ［条件］
   ・前記プレスフィット端子が挿入される向きを前向きとし、挿入される向きと逆向きを後ろ向きとする。
   ・前記アイホールの前端から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準とし、前記アイホールの後端から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準とする。
   ・前記前基準における前記前ばね部の内縁から前記前ばね部の外縁に対して垂直な前基準面を仮定し、この前基準面における前記前ばね部の断面二次モーメントをＩ_１［ｍｍ^４］とする。
   ・前記後基準における前記後ばね部の内縁から前記後ばね部の外縁に対して垂直な後基準面を仮定し、この後基準面における前記後ばね部の断面二次モーメントをＩ_２［ｍｍ^４］とする。
   ・前記平行部における直線状の外縁のうち前記前ばね部側の端から前記アイホールの前端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_１［ｍｍ］とする。
   ・前記平行部における直線状の外縁のうち前記後ばね部側の端から前記アイホールの後端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_２［ｍｍ］とする。
   ・前側ばね強さＧ_１をＩ_１／Ｌ_１［ｍｍ^３］とし、後側ばね強さＧ_２をＩ_２／Ｌ_２［ｍｍ^３］とする。
2. 請求項１に記載のプレスフィット端子であって、
   ばね強さＧ［ｍｍ^３］をＧ１＋Ｇ２としたとき、Ｇが０．０３ｍｍ^３以上０．０４ｍｍ^３以下である、プレスフィット端子。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプレスフィット端子であって、
   前記前ばね部の外縁は、前に向うにつれて前記プレスフィット部の幅方向内側に向うように傾斜し、
   前記後ばね部の外縁は、後ろに向うにつれて前記プレスフィット部の幅方向内側に向うように傾斜する、プレスフィット端子。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプレスフィット端子であって、
   前記平行部の外向き部分が、前記挿入方向に沿って見て弧状形状に形成されている、プレスフィット端子。
5. 請求項４に記載のプレスフィット端子を含むコネクタと、
   スルーホールが形成された基板と、
   を備え、
   前記プレスフィット端子の前記プレスフィット部が前記スルーホールに圧入され、
   前記挿入方向に沿って見て、前記平行部の外向き部分の曲率半径が、前記スルーホールの内周半径と同じか小さい、コネクタ装置。

Images