JP3862870B2 - 半田レスの端子金具を備えた電気部品 - Google Patents

半田レスの端子金具を備えた電気部品 Download PDF

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  • Details Of Resistors (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続導体を半田付け無しに(半田レス)で接続できる端子金具を備えた電気部品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
フロンガスの使用制限の影響を受けて、種々の電気部品で、半田付けを用いずに端子導体やリード線等の接続導体を回路基板の接続電極に接続することが要求されるようになってきている。例えばCRT(Cathode-ray tube)等のフォーカス電圧やスクリーン電圧等を調整するために用いられるフォーカスパックと呼ばれる高電圧用電気部品にも、この要求がある。
【0003】
米国特許第4,471,339号には、一端に接続導体すなわち接続端子が挿入されるリング部を有するコイル・スプリング状の端子金具を用いて、接続電極と接続端子とを半田付け無しに接続する端子接続構造を備えた高電圧用可変抵抗器が示されている。この公知の端子金具では、接続端子をしっかりと保持することができないため、接続端子が端子金具から抜けやすい問題がある。また接続端子と端子金具との間の電気的な接続不良が発生しやすい。更に、この構造では、回路基板を絶縁ケース内に収納する前に、接続端子と接続電極とを接続しておく必要がある。そのために接続導体として長いリード線を用いる場合には、長いリード線が高電圧用可変抵抗器の組み立ての邪魔になる問題がある。特に、この端子接続構造を備えた高電圧用可変抵抗器をフライバックトランスと組み合わせる場合には、フライバックトランスのモールド樹脂を熱硬化させる際に、長いリード線を備えた高電圧用可変抵抗器を加熱炉の中に入れることになる。そのため長いリード線が作業を面倒にする上、加熱炉内に長いリード線を入れるためのスペースを確保する必要があり、製造効率が悪くなる問題が生じる。
【0004】
このような問題を解決するために、出願人は先に米国特許5,546,280号(特願平6−318669号)により、半田付けを用いずにリード線の心線を回路基板の接続電極に接続する端子金具を備えた電子部品または電気部品を提案した。この公知の端子金具は、接続導体保持部と、基部が接続導体保持部と一体になった接触端子部とを備えている。そして、接触端子部の接点部を回路基板の電極にバネ性を利用して押し付ける。接触端子部は、接続導体が挿入される方向と同じ方向に凸形に湾曲して先端部側に接点部を有する湾曲部を備えている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、米国特許5,546,280号に示された従来の電気部品では、端子金具が絶縁ケースと回路基板との間に配置されたときに、接触端子部の自由端にある接点部が回路基板の電極の表面上を滑って回路基板の電極上から外れ、接触不良を発生することがある。
【0006】
本発明の目的は、端子金具が絶縁ケースと回路基板との間に配置または挟持されたときに、接触端子部の接点部が回路基板の表面上を滑って該回路基板の表面の電極から外れるのを防止できる半田レスの端子金具を備えた電気部品を提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は、絶縁ケースと回路基板との間に確実に配置できる半田レスの端子金具を備えた電気部品を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明が改良の対象とする電気部品は、表面に電極を含む回路パターンを有する回路基板と、この回路基板の表面と内壁部との間に空間を形成するように回路基板を収納し且つ回路基板の外周部を囲む周壁部に接続導体の端部を前記空間内に案内する貫通孔を備えた絶縁ケースと、回路基板の電極と絶縁ケースの内壁部との間に配置された端子金具とを備えている。この端子金具は、絶縁ケースに形成された貫通孔を通して前記空間内に挿入された接続導体の端部を半田レスで保持する接続導体保持部及びこの接続導体保持部と一体に形成され且つ前記電極と接触する接点部を有する接触端子部を備えている。そして接触端子部は、絶縁ケースの貫通孔が形成された周壁部から離れる方向に向かって凸となるように湾曲する湾曲部(または接続導体が挿入される方向と同じ方向に向かって凸となるように湾曲する湾曲部)を備えている。そしてこの端子金具は、回路基板の表面と絶縁ケースの内壁部との間に配置されて、湾曲部が圧縮された状態でバネ力を発生し、このバネ力で接点部を電極に押し付けている。
【0009】
本発明では、接触端子部の接点部を、湾曲部の先端側に位置する接触端子部の部分の一部が回路基板の表面に向かう方向に切り起こされて形成されて先端が回路基板の表面の電極に食い込む1以上の食い込み片により構成する。この1以上の食い込み片は、先端が1以上の食い込み片の基部よりも湾曲部が凸となる方向側に位置するように傾斜している。言い方を変えると、1以上の食い込み片は、先端がその基部よりも湾曲部が凸となる方向側に位置するように切り起こされている。
【0010】
このように接触端子部の接点部を、電極に食い込む1以上の食い込み片により構成すると、接点部が回路基板の電極の表面上を滑って電極から外れるのを食い込み片が電極に食い込むことにより防止する。特に、食い込み片の先端がその基部よりも湾曲部が凸となる方向側に位置するように食い込み片を形成すると、次のような利点がある。すなわち電気部品を組み立てる際に、端子金具の接触端子部の湾曲部が圧縮されるときに(湾曲部の両端部が近付くように湾曲部が変形させられるときに)、湾曲部で発生するバネ力で食い込み片の先端が確実に電極に食い込む。そのため接触端子部の自由端である接点部が、大きく滑って、電極から外れてしまうことが無くなる。
【0011】
このような電気部品の端子金具は、一枚の導電性金属板が加工されて一体に形成されていることが好ましい。このようにすると、端子金具の成形加工が容易となり、部品点数が増えず、コストを低減でき、また絶縁ケースへの組み込みが容易となる。
【0012】
接続導体保持部の構造は任意である。典型的な、接続導体保持部は、絶縁ケースに形成された貫通孔の前記空間に向かって開口する開口部と板面が対向する平板部と、接続導体が挿入される方向に平板部が切り起こされて形成された複数のエッジ部分とを有している。複数のエッジ部分は、接続導体の端部を挟持し且つ接続導体に引抜力が加わると接続導体の端部に食い込む形状を有している。そしてこのような接続導体保持部が用いられる場合には、接触端子部の湾曲部及び1以上の食い込み片は、接続導体保持部の平板部の板面と連続する板面を有し且つ基部が平板部につながる細長い板状部に機械加工が施されて形成される。具体的には、この細長い板状部の先端側の部分に、この細長い板状部の先端側に基部を有する前述の1以上の食い込み片を形作るための食い込み片形成用打ち抜き孔が形成される。そしてこの細長い板状部に含まれ且つ食い込み片形成用打ち抜き孔の外側に位置して1以上の食い込み片を間に挟む一対の部分が、細長い板状部の基部側に折り曲げられて、1以上の食い込み片が食い込み片形成用打ち抜き孔から外側に突出する。このような構造であれば、食い込み片を形成する際に、食い込み片の基部に曲げ部が形成されることがない。そのため食い込み片の機械的強度が高くなり、電気部品を組み立てる際に、食い込み片が変形し難くなる。仮に、食い込み片の基部に曲げ部があると、食い込み片に強い力が加わったときに、その曲げ部を中心にして食い込み片が曲り易くなって、組み立て作業をより慎重に行う必要性が出てくる。
【0013】
湾曲部のバネ力を調整するために、細長い板状部には湾曲部に対応する位置に細長い板状部の長手方向に沿って延びる細長いスリットを形成する場合がある。このような場合には、細長いスリットを食い込み片形成用打ち抜き孔とつながるように形成する。このようにするとスリットと食い込み片形成用打ち抜き孔の形成が簡単になる。また食い込み片形成用打ち抜き孔もスリットの一部を構成することになり、バネ力の調整範囲を大きくすることができる。
【0014】
1以上の食い込み片の先端が、平板部の板面と平行に延び且つ平板部内を通る仮想平面内に位置するように、食い込み片の長さ及び傾斜角度を定めるのが好ましい。このようにすると、湾曲部が圧縮される過程で、食い込み片の先端が電極に確実に食い込む。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の電気部品を高電圧用可変抵抗器に適用した実施の形態の一例の要部縦断面図であり、図2は図1のII−II線断面図、図3(A)は本例で用いている端子金具の正面図、図3(B)は図3(A)の右側面図、図3(C)は図3(A)の底面図である。
【0016】
図1に示すように、この高電圧可変抵抗器は、セラミック基板の表面に複数の電極及び可変抵抗体を含む可変抵抗回路パターンが形成された回路基板1を備えている。なお図1には、複数の電極のうち、後述する端子金具6と電気的に接触する1つの電極Eだけが示されている。この電極Eは、例えばガラスペーストに銀粉末を混ぜた導電性ペーストを用いて形成された厚膜電極である。絶縁ケース2は、一面が開口した形状を有しており、回路基板1の外周部はこの絶縁ケース2の内部に形成された段部またはリブ2bにエポキシ系の接着剤8を用いて接合されている。その結果、絶縁ケース2は、回路基板1の表面と内壁部2aとの間に空間を形成するように回路基板1を収納する。そして絶縁ケース2の回路基板1の外周部を囲む周壁部2cには、リード線4の芯線即ち接続導体5の端部を絶縁ケース2の内部に案内する貫通孔3が形成されている。
【0017】
絶縁ケース2の内部には、回路基板1の表面と絶縁ケース2の内壁部2aとの間に端子金具6が挟持または配置されている。具体的には、端子金具6の接続導体保持部6aが端子金具嵌合部7に嵌合された状態にある。この端子金具嵌合部7には、絶縁ケース2の外壁部に形成された貫通孔3と連通する接続導体挿入空間7aが形成されている。接続導体挿入空間7aは絶縁ケース2の開口部側即ち回路基板1側に開口している。また端子金具嵌合部7には、接続導体挿入空間7aと直交するようにして嵌合溝7bが形成されている。嵌合溝7bには、端子金具6の接続導体保持部6aの平板部6a1 が嵌合されている。
【0018】
端子金具6は、接続導体5を保持する接続導体保持部6aと、接続導体保持部6aに一体に設けられた接触端子部6bと、この接触端子部6bを設けた側とは反対側で接続導体保持部6aの平板部6a1 の板面とほぼ直交する方向に延びる板面を有する板状部6cとから構成されている。この端子金具6は、ステレンス板や青銅等の導電性金属板にプレス加工や折り曲げ加工等の機械加工が施されて形成されており、接続導体5を半田付けを用いずに、電極Eに電気的に接続できる構造を有している。導電性金属板としては、曲げ加工を施してある程度のバネ性が発生するものが好ましく、例えば厚みが0.1 mm〜0.4 mm範囲のSUS301のステンレスや、厚みが0.2 mm〜0.5 mmの青銅等を用いることができる。
【0019】
接続導体保持部6aは、ほぼ矩形状の輪郭形状を有する平板部6a1 を有している。そして平板部6a1 にはその中心から各角部に向かって放射状に延びる4本のスリットS1〜S4が形成されている。隣接する2つのスリット間には、それぞれ挿入される接続導体5の外周部に食い込む4つの分割片またはエッジ部分6d〜6gが形成されている。スリットS1〜S4の基部側の部分には、スリットS1〜S4の幅寸法よりもかなり大きな直径の孔部S1a〜S4aが形成されている。これらのエッジ部分6d〜6gは接続導体5が挿入される挿入方向に切り起こされて傾斜している。この傾斜角度は、対向する2つのエッジ部分6dと6fまたは6eと6gの先端部間の寸法が、挿入される接続導体5の直径寸法よりも小さくなるように定められている。この様にエッジ部分6d〜6gを傾斜させておくと、接続導体5を中心に導くことができる上、接続導体5の挿入作業が容易になる。なお、エッジ部分6d〜6gを傾斜させておかなくても、接続導体5がある程度高い硬度を有していれば、これらのエッジ部分を傾斜させながら接続導体5を挿入することは可能である。エッジ部分6d〜6gの先端は、接続導体5に引き抜き力が加わったときに、接続導体の外周部に容易に食い込むように円弧形状にカットされている。接続導体保持部6aのエッジ部分6d〜6gを押し開くように接続導体5を挿入すると、接続導体5がエッジ部分6d〜6gで把持されて電気的接続状態になる。挿入された接続導体5に引抜力が加わると、エッジ部分6d〜6gが接続導体5の外周部に容易にしかも深く食い込んで、接続導体5が簡単に抜け出ることがなくなる。したがって、接続導体5は半田レスで端子金具6に電気的に接続されることになる。
【0020】
接触端子部6bは、平板部6a1 の板面と連続する板面を有し且つ基部が平板部6a1 につながる細長い板状部6b1 に、プレス加工及び曲げ加工等の機械加工が施されて形成された湾曲部6b2 と接点部6b3 とを備えている。湾曲部6b2 は、細長い板状部6b1 が、絶縁ケース2の貫通孔3が形成された周壁部2cから離れる方向に向かって凸となるように湾曲して構成されている。湾曲部6b2 には、細長い板状部6b1 に沿ってスリット6b41が形成されている。細長い板状部6b1 の先端側の部分には、細長い板状部6b1 の先端側に基部を有する1つの食い込み片6b5 を形作るための食い込み片形成用打ち抜き孔6b42が形成されている。この例では、この打ち抜き孔6b42とスリット6b41とがつながっている。
【0021】
そして細長い板状部6b1 に含まれ食い込み片形成用打ち抜き孔6b42の外側に位置して食い込み片6b5 を間に挟む一対の部分6b6 ,6b6 が、細長い板状部6b1 の基部側(接続導体保持部6a側)に折り曲げられて、食い込み片6b5 が食い込み片形成用打ち抜き孔6b42から外側に突出している。この例では食い込み片6b5 が電極Eに食い込む接点部6b3 を構成している。別の表現をすると、接点部6b3 を構成する食い込み片6b5 は、細長い板状部6b1 の先端部に形成された打ち抜き孔6b42に囲まれた部分が外側に向かって切り起こされて形成されている。この食い込み片6b5 は、その先端がその基部よりも湾曲部6b2 が凸となる方向側に位置するように形成されている。本例では、接続導体保持部6aの平板部6a1 の板面と平行に延び且つ平板部6a1 内を通る仮想平面a内に食い込み片6b5 の先端が位置するように食い込み片6b5 の長さ及び角度αが定めらている。なお角度は、仮想平面aと直交する仮想直交平面bと食い込み片6b5 との間の角度または仮想平面aと食い込み片6b5 との間の角度である。なおこの角度αは、約45°程度が好ましい。
【0022】
板状部6cは、接触端子部6bを設けた側とは反対側で平板部6a1 の板面と交わる方向に延びるている。この板状部6cは、絶縁ケース2の内壁部2aの一部を構成する接続導体挿入空間7aの奥の面に接触して、端子金具6の挿入姿勢を安定させている。
【0023】
この高電圧用可変抵抗器(電気部品)を組み立てる際には、まず絶縁ケース2をその開口部を上に向けた状態にする。そして端子金具6、図示しない操作軸、スライダを絶縁ケース2の内部に挿入した後に、絶縁ケース2のリブ2bに回路基板1を接合する。その際に、端子金具6の接触端子部6bの湾曲部6b2 が圧縮される(湾曲部6b2 の両端部が近付くように湾曲部6b2 が変形する)。このとき食い込み片6b5 の先端が電極Eに食い込んで、食い込み片6b5 からなる接点部6b3 が電極Eから外れるのが阻止される。そして接触端子部6bの接点部6b3 が回路基板1の電極にバネ性を利用して押し付けられ、半田レスで回路基板1の電極Eに端子金具6が電気的に接続される。
【0024】
上記例では、接触端子部6bは1つの食い込み片6b5 を備えているが、図4に示すように、接触端子部6bの先端部に2以上の食い込み片6b51,6b52を形成するようにしてもよい。
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、接触端子部の接点部を、電極に食い込む1以上の食い込み片により構成したので、接点部が回路基板の電極の表面上を滑って電極から外れるのを食い込み片が電極に食い込むことにより防止することができる。特に、食い込み片の先端がその基部よりも湾曲部が凸となる方向側に位置するように食い込み片を形成すると、電気部品を組み立てる際に、端子金具の接触端子部の湾曲部が圧縮されるときに、湾曲部で発生するバネ力で食い込み片の先端が確実に電極に食い込む利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電気部品における実施の形態の一例を示す要部縦断面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】(A)は図1で用いている端子金具の一例を示す正面図、(B)は図3(A)の右側面図、(C)は図3(A)の底面図である。
【図4】本発明で用いる端子金具の変形例の要部を示す図である。
【符号の説明】
1 回路基板
2 絶縁ケース
2a 内壁部
2c 周壁部
3 貫通孔
4 リード線
5 接続導体
6 端子金具
6a 接続導体保持部
6a1 平板部
6b 接触端子部
6b1 細長い板状部
6b2 湾曲部
6b3 接点部
6b4 スリット
6b5 食い込み片
6c 平板部
6d〜6g エッジ部分
7 端子金具嵌合部
7a 接続導体挿入空間
7b 嵌合溝
E 電極

Claims (10)

  1. 表面に電極を含む回路パターンを有する回路基板と、
    前記回路基板の前記表面と内壁部との間に空間を形成するように前記回路基板を収納し且つ前記回路基板の外周部を囲む周壁部に接続導体の端部を前記空間内に案内する貫通孔を備えた絶縁ケースと、
    前記回路基板の前記電極と前記絶縁ケースの内壁部との間に配置され、前記絶縁ケースに形成された前記貫通孔を通して前記空間内に挿入された前記接続導体の前記端部を半田レスで保持する接続導体保持部及び前記接続導体保持部と一体に形成され且つ前記電極と接触する接点部を有する接触端子部を備えた端子金具とを具備し、
    前記接触端子部は、前記絶縁ケースの前記貫通孔が形成された前記周壁部から離れる方向に向かって凸となるように湾曲する湾曲部を有し、前記湾曲部が圧縮されている状態で発生するバネ力で前記接点部が前記電極に押し付けられ、
    前記接触端子部の前記接点部は、前記湾曲部の先端側に位置する前記接触端子部の部分の一部が前記回路基板の前記表面に向かう方向に切り起こされて形成されて先端が前記電極に食い込む1以上の食い込み片により構成され、
    前記1以上の食い込み片は、前記先端が前記1以上の食い込み片の基部よりも前記湾曲部が凸となる方向側に位置するように傾斜していることを特徴とする半田レスの端子金具を備えた電気部品。
  2. 前記接続導体保持部は、前記絶縁ケースに形成された前記貫通孔の前記空間に向かって開口する開口部と板面が対向する平板部と、前記平板部が前記接続導体が挿入される方向に切り起こされて形成された複数のエッジ部分とを有し、前記複数のエッジ部分は前記接続導体の前記端部を挟持し且つ前記接続導体に引抜力が加わると前記接続導体の端部に食い込む形状を有している請求項1に記載の電気部品。
  3. 前記接触端子部の前記湾曲部及び前記1以上の食い込み片は、前記平板部の前記板面と連続する板面を有し且つ基部が前記平板部につながる細長い板状部に機械加工が施されて形成され、
    前記細長い板状部の先端側の部分には、前記細長い板状部の前記先端側に基部を有する前記1以上の食い込み片を形作るための食い込み片形成用打ち抜き孔が形成され、
    前記細長い板状部に含まれ前記食い込み片形成用打ち抜き孔の外側に位置して前記1以上の食い込み片を間に挟む一対の部分が、前記細長い板状部の前記基部側に折り曲げられて、前記1以上の食い込み片が前記食い込み片形成用打ち抜き孔から外側に突出している請求項2に記載の電気部品。
  4. 前記細長い板状部には前記湾曲部に対応する位置に前記細長い板状部の長手方向に沿って延びる細長いスリットが形成され、
    前記細長いスリットは前記食い込み片形成用打ち抜き孔とつながっている請求項3に記載の電気部品。
  5. 前記1以上の食い込み片の前記先端は、前記平板部の板面と平行に延び且つ前記平板部内を通る仮想平面内に位置している請求項2に記載の電気部品。
  6. 表面に電極を含む回路パターンを有する回路基板と、
    前記回路基板の前記表面と内壁部との間に空間を形成するように前記回路基板を収納し且つ前記回路基板の外周部を囲む周壁部に接続導体の端部を前記空間内に案内する貫通孔を備えた絶縁ケースと、
    前記回路基板の前記電極と前記絶縁ケースの前記内壁部との間に配置され、前記絶縁ケースに形成された前記貫通孔を通して前記空間内に挿入された前記接続導体の前記端部を半田レスで保持する接続導体保持部及び前記接続導体保持部と一体に形成され且つ前記電極と接触する接点部を有する接触端子部を備えた端子金具とを具備し、
    前記接続導体保持部は、前記絶縁ケースに形成された前記貫通孔の前記空間に向かって開口する開口部と板面が対向する平板部と、前記平板部が前記接続導体が挿入される方向に切り起こされて形成された複数のエッジ部分とを有し、前記複数のエッジ部分は前記接続導体の前記端部を挟持し且つ前記接続導体に引抜力が加わると前記接続導体の端部に食い込む形状を有しており、
    前記接触端子部は、前記平板部の前記板面と連続する板面を有し且つ基部が前記平板部につながる細長い板状部が、前記絶縁ケースの前記貫通孔が形成された前記周壁部から離れる方向に向かって凸となるように湾曲して形成された湾曲部を有し、
    前記細長い板状部の先端側の部分には前記細長い板状部の前記先端側に基部を有する1以上の食い込み片を形作るための食い込み片形成用打ち抜き孔が形成されており、
    前記細長い板状部に含まれ且つ前記食い込み片形成用打ち抜き孔の外側に位置して前記1以上の食い込み片を間に挟む一対の部分が、前記細長い板状部の前記基部側に折り曲げられ、前記1以上の食い込み片が前記突出片形成用打ち抜き孔から外側に突出して前記接点部を構成していることを特徴とする半田レスの端子金具を備えた電気部品。
  7. 前記細長い板状部には前記湾曲部に対応する位置に前記細長い板状部の長手方向に沿って延びる細長いスリットが形成され、
    前記細長いスリットは前記突出片形成用打ち抜き孔とつながっている請求項6に記載の電気部品。
  8. 前記1以上の食い込み片の前記先端は、前記平板部の板面と平行に延び且つ前記平板部内を通る仮想平面内に位置している請求項7に記載の電気部品。
  9. 前記仮想平面と前記1以上の食い込み片との間の角度が約45度である請求項8に記載の電気部品。
  10. 表面に電極を有する回路基板と、
    前記回路基板が収納される絶縁ケースと、
    前記回路基板の前記電極と前記絶縁ケースの内壁部との間に配置され、前記絶縁ケースに設けられた貫通孔を通して前記絶縁ケースの外部から挿入される接続導体の端部を保持する接続導体保持部及びバネ性を有する接触端子部を備えて前記接触端子部の接点部が前記回路基板の前記電極に前記バネ性を利用して押し付けられる端子金具とを具備し、
    前記端子金具は一枚の導電性金属板が加工されて一体に形成されており、
    前記接続導体保持部は、前記絶縁ケースに形成された前記貫通孔の前記空間に向かって開口する開口部と板面が対向する平板部と、前記平板部が前記接続導体が挿入される方向に切り起こされて形成された複数のエッジ部分とを有し、前記複数のエッジ部分が前記接続導体の前記端部を挟持し且つ前記接続導体に引抜力が加わると前記接続導体の端部に食い込む形状を有しており、
    前記接触端子部は、基部が前記接続導体保持部と一体になっており且つ前記複数のエッジ部分が切り起こされる方向と同じ方向に向かって凸となるように湾曲して先端部側に前記接点部を有する湾曲部を備え、
    前記接触端子部の前記接点部は、前記湾曲部の先端部の一部が前記回路基板側に向かって切り起こされて形成されて先端が前記電極に食い込む食い込み片により構成され、
    前記食い込み片の前記先端がその基部よりも前記湾曲部が凸となる方向側に位置していることを特徴とする電気部品。
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