JP5831509B2 - プレスフィット用コネクタ端子およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント回路基板の導電性のスルーホールに挿入して使用されるプレスフィット用コネクタ端子およびその製造方法に関する。

プレスフィット用コネクタ端子については、従来、端子接触部断面の形状がニードルアイやＣ型，Ｎ型，Σ型など様々な種類があるが、本発明に関連するものして、特許文献１記載の「プレスフィット用コネクタ端子」が知られている。

特許文献１に記載の「プレスフィット用コネクタ端子」は、図１２に示す弾力性を有する１枚の金属板１０ｘに所定の曲げ加工を施すことによって形成されたものであり、図１３に示すように、横断面がＵ字形状をなすピン部１１ｘおよびその先端側に設けられた中軸部１２ｘと、く字形状をなす複数の接触片１３ｘをその長手方向を中軸部１２ｘの長手方向Ｌに沿わせ且つ外に凸をなす状態で中軸部１２ｘを囲繞するように配置して形成された接触部１４ｘと、を備えたものである。この接触部１４ｘを構成する複数の接触片１３ｘの先端側および基端側には、それぞれ中軸部１２ｘを包囲する断面Ｃ字形状の連設部１５ｘ，１６ｘが設けられている。

特開２０１３−６５５４３号公報

プレスフィット用コネクタ端子は、接触部１４ｘがプリント回路基板の導電性のスルーホールに挿入されることから、接触部１４ｘの直径は約１．７ｍｍと非常に小さい。また、スルーホールの更なる小径化は、益々進むものと思われるため、接触部１４ｘを更に細くすることが要求される。
特許文献１に記載の「プレスフィット用コネクタ端子」は、１枚の金属板を打ち抜き加工したり、折り曲げ加工をしたりして形成されるが、金属板は厚みが約０．４ｍｍもあれば、中軸部を包囲する断面Ｃ字形状円弧状に、連設部を折り曲げ加工することは困難である。

そこで、本発明は、従来のコネタク端子の接触部と同等の接触圧力を維持しつつ、接触部の小径化を図ることが可能なプレスフィット用コネクタ端子およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、弾性力を有する金属板から形成され、プリント回路基板のスルーホールに接触する複数の接触片と、前記複数の接触片の先端側および基端側を連設する連設部であり、前記接触片となる金属板の板面の接触面を外側に向ける断面Ｃ字形状の連設部とを有し、前記接触片が外に凸をなす湾曲状態に形成された接触部を有し、前記接触部が前記スルーホールに挿入されると、前記複数の接触片が外に凸をなす湾曲状態から弾性変形して伸張状態となって、前記接触面が前記スルーホールの内周面に接触するプレスフィット用コネクタ端子であって、前記連設部と前記接触片とは、前記接触片の端部の厚みをＴ１１、前記接触片の中央部の厚みをＴ１２、前記連設部の厚みをＴ１３としたときに、Ｔ１２＞Ｔ１１＞Ｔ１３の関係に形成されていることを特徴とする。

本発明のプレスフィット用コネクタ端子によれば、連設部の板厚が、接触片の板厚より薄く形成されているため、連設部を細く折り曲げることが容易である。従って、接触部の径を細く形成することができる。

本発明のプレスフィット用コネクタ端子は、弾力性を有する１枚の金属板から、プリント回路基板のスルーホールに挿入される接触部となる、複数の接触片と、前記複数の接触片の先端側および基端側を連設する連設部とを打ち抜き、前記連設部を、前記スルーホールに接触する前記接触片となる金属板の板面を接触面として外側を向くように断面Ｃ字形状に折り曲げて、前記接触片が外に凸をなす湾曲状態に形成された前記接触部であり、前記スルーホールに挿入されると、前記複数の接触片が、外に凸をなす湾曲状態から弾性変形して伸張状態となって、前記接触面が前記スルーホールの内周面に接触する前記接触部を形成するプレスフィット用コネクタ端子の製造方法であって、
前記接触片の端部の厚みをＴ１１、前記接触片の中央部の厚みをＴ１２、前記連設部の厚みをＴ１３としたときに、Ｔ１２＞Ｔ１１＞Ｔ１３の関係になるように、前記連設部と前記接触片とを形成し、前記連設部を折り曲げ、前記接触部を形成するプレスフィット用コネクタ端子の製造方法により製造することができる。

本発明のプレスフィット用コネクタ端子の製造方法によれば、連設部の板厚の厚みを薄くする工程を備えているため、１枚の金属板から、接触片より板厚の薄い連設部を形成することができる。

本発明により、連設部が短くても、容易に連設部を折り曲げることができるため、従来のコネタク端子の接触部と同等の接触圧力を維持しつつ、接触部の小径化を図ることが可能である。

本発明の実施の形態であるプレスフィット用コネクタ端子を示す斜視図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子を図１と異なる方向から見た斜視図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子の正面図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 図３における矢印Ｂ方向から見た図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子をプリント回路基板の導電性スルーホールに挿入する直前の状態を示す一部省略断面図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子をプリント回路基板の導電性スルーホールに挿入した状態を示す一部省略断面図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子の材料である金属板の展開図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子の接触部を展開した状態の正面図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子の接触部を展開した状態の側面図である。 接触部の第１変形例を製造するための金属板の展開図である。 図１０Ａに示す金属板の側面図である。 接触部の第２変形例を製造するための金属板の展開図である。 図１１Ａに示す金属板の側面図である。 従来のプレスフィット用コネクタ端子の材料である金属板の展開図である。 図１２に示す金属板を折り曲げて製造された従来のプレスフィット用コネクタ端子の斜視図である。

本発明の実施の形態であるプレスフィット用コネクタ端子１００は、図８に示すような弾力性を有する１枚の金属板１０に曲げ加工を施すことによって形成されたものである。
図１〜図３に示すように、プレスフィット用コネクタ端子１００は、横断面がＵ字形状をなすピン部１１およびその先端側に設けられた中軸部１２と、く字形状をなす複数の接触片１３をその長手方向を中軸部１２の長手方向に沿わせ且つ外に凸をなす状態で中軸部１２を囲繞するように等間隔に配置して形成された接触部１４と、を備えている。また、接触部１４を構成する弾性片である複数の接触片１３の先端側および基端側にはそれぞれ、プレスフィット用コネクタ端子１００の軸線を囲って、中軸部１２を包囲する断面Ｃ字形状の連設部１５，１６が設けられている。接触部１４は弾性的に縮径・拡径可能な構造をなしている。

従って、図６，図７に示すように、プリント回路基板２０においてスルーホールめっき２２が施されたスルーホール２１に接触部１４を挿入するとき、接触部１４を構成する複数の接触片１３がそれぞれ中軸部１２に接近するように弾性変形してスルーホール２１内に収まるので、挿入するときの挿入力を低減することができる。また、接触部１４からスルーホール２１の内周面に向かって過大な押圧力（接触圧力）が加わることがなくなるので、スルーホール２１のめっき面を劣化させることがなく、プリント回路基板２０の白化も防止することができる。さらに、仮にピン部１１が傾いても、接触片１３の弾性変位は、中軸部１２と接触することで抑制され、弾性変位以上の過度な変位をおこさないので、接触片１３は塑性変形し難い。

また、スルーホール２１内に挿入された接触部１４を構成する複数の接触片１３はそれぞれ拡径方向の付勢力を保持した状態でスルーホール２１の内周面の複数個所に均等に当接するので、接触不良が発生し難く、接触信頼性も優れている。

さらに、図１，図２に示すように、複数の接触片１３の先端側および基端側にそれぞれ、中軸部１２を包囲する断面Ｃ字形状の連設部１５，１６を設けているため、図６，図７に示すように、接触部１４をスルーホール２１内に挿入するときおよび挿入した後のいずれのときにおいても、複数の接触片１３の配置状態が安定しており、接触信頼性の向上に有効である。

一方、プレスフィット用コネクタ端子１００は、図８に示すような、弾力性を有する１枚の金属板１０に曲げ加工を施すことによって形成されている。金属板１０は、帯形状のピン部形成領域１と、ピン部形成領域１の先端側に連なる帯形状の中軸部形成領域２と、中軸部形成領域２の先端側に折り返し部３を介して連なる接触部形成領域５と、を備えている。

図１および図８を参照して、ピン部形成領域１から、ピン部１１が形成され、中軸部形成領域２から中軸部１２が形成され、接触部形成領域５から接触部１４の接触片１３および連設部１５，１６が形成される。

中軸部形成領域２の幅２ｗはピン部形成領域１の幅１ｗより狭く、折り返し部３の幅３ｗは中軸部形成領域２の幅２ｗより狭く（幅３ｗは幅２ｗの半分）、接触部形成領域５の幅５ｗは中軸部形成領域２の幅２ｗより広く、接触部形成領域５には、中軸部形成領域２の長手方向Ｌ（図３参照）と平行な複数のスリット４が形成されている。また、折り返し部３は、中軸部形成領域２の片方の側縁２ａに寄せた位置に設けられている。

接触部１４は、図６に示すスルーホール２１の更なる小径化に伴い、外径を更に細くすることが要求される。そこで連設部１５，１６の板厚を接触片１３より薄く形成する。そうすることで、連設部１５，１６の長さが短くても厚みが薄いため、連設部１５，１６の折り曲げによる径を小さくすることが容易である。

本実施の形態では、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、プレスフィット用コネクタ端子の長手方向において、接触片１３を形成する板厚は、中央部１３ａから端部１３ｂに向かうに従って徐々に厚みが薄くなるように形成されている。連設部１５，１６を形成する板厚は、幅方向および長さ方向（周方向）ともに均等な厚みであり、接触片１３の端部１３ｂの厚みと同じに形成されていることで、少なくとも接触片１３の中央部１３ａより薄く形成されている。

図７に示すように、接触部１４がスルーホール２１の内周面に接触するときには、接触片１３が外に凸をなす湾曲状態から、スルーホール２１の内周面によって接触部１４が絞られることで接触片１３が弾性変形して伸張状態となる。しかし、図９Ｂに示すように、接触片１３の中央部１３ａの厚みが端部１３ｂより厚いため、接触片１３のばね性の低下を抑制することができるので、連設部１５，１６の折り曲げを容易としつつ、接触片１３の接触荷重を維持することができる。

次に、プレスフィット用コネクタ端子１００の製造方法について、図面に基づいて説明する。
まず、図９Ｂに示すように、一面側の中央部１３ａを頂部として端部１３ｂに向かって山の裾野が拡がるように徐々に厚みが薄くなるような接触片１３と、接触片１３の端部１３ｂと同じ厚みの連設部１５，１６とを象った形成空間を有する一方の金型と、平板状の他方の金型とにより、打ち抜き加工前の１枚の金属板を挟み込む。
そして、形成空間を有する一方の金型を、他方の金型に押圧して、接触片１３および連設部１５，１６に対応する位置を薄くする加工を施す。連設部１５，１６および接触片１３をプレス加工する際に、片面側を押圧して板厚を薄くしているため、打ち抜き加工前の１枚の金属板を平板状の金型に載置してプレス加工することができるので、加工が容易である。また、一方の金型により、中央部１３ａから端部１３ｂへ連続的に薄くすることができるので、短い加工時間で製造することができる。
次に、厚みを薄くする加工を施した金属板を打ち抜き加工して、図８に示す金属板１０を形成する。

次に、図８に示す金属板１０において、ピン部形成領域１および中軸部形成領域２をその長手方向Ｌに連続する折り曲げ部６を中心に横断面がＵ字形状をなすように折り曲げた後、折り返し部３を横切る折り返し位置３ａを中心に接触部形成領域５を中軸部形成領域２に向かって１８０度折り曲げる。

この後、長手方向Ｌと交差する方向に位置する接触部形成領域５の辺縁部５ａ，５ｂがＣ字形状となるように曲げ加工を施し、長手方向Ｌと平行をなす接触部形成領域５の片部５ｃがく字形状となるように曲げ加工を施し、接触部形成領域５が中軸部１２を囲繞する樽形状をなすようにすれば、図１に示すプレスフィット用コネクタ端子１００が完成する。

このように、プレスフィット用コネクタ端子１００は、折り曲げ加工されてＣ字形状に形成される連設部１５，１６を薄くしているため、連設部１５，１６の長さが短くても、連設部１５，１６の折り曲げが容易なので、従来と同等の接触圧力を維持しつつ、接触部１４の小径化を図ることが可能である。
また、連設部１５，１６の厚みが均等であるため、連設部１５，１６が容易に折り曲げられると共に、折り曲げ時の応力集中を起こしにくく、折曲強度を確保することができる。
更に、プレスフィット用コネクタ端子１００は、弾力性を有する１枚の金属板１０に曲げ加工を施すことによって形成されるので、部品点数が削減され、製造コストを低減することができる。

次に、接触部の変形例について、図面に基づいた説明する。
図１０Ａおよび図１０Ｂに示す第１変形例に係る接触部１４ｓにおける接触片１３ｓと、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す第２変形例に係る接触部１４ｔにおける接触片１３ｔとは、図９Ｂに示す接触片１３と同様に、中央部１３ａから端部１３ｂに向かうに従って徐々に板厚の厚みが薄くなるように形成されている。また、連設部１５ｓ，１６ｓは、幅方向および長さ方向（周方向）ともに均等な厚みである。
しかし、図１０Ｂに示すように、第１変形例における接触片１３ｓは、端部１３ｂの厚みＴ１１が、中央部１３ａの厚みＴ１２より薄く、更に、連設部１５ｓ，１６ｓの厚みＴ１３が、均等な厚みであるが、接触片１３ｓの中央部１３ａおよび端部１３ｂの厚みＴ１１，Ｔ１２より薄く形成されている（Ｔ１２＞Ｔ１１＞Ｔ１３）。

このように、連設部１５ｓ，１６ｓの板厚が全体的に接触片１３ｓの板厚より薄く形成されていることで、接触片１３ｓの板厚の厚い部分が多くなるため、接触荷重の確保が容易である。

また、図１１Ｂに示すように、第２変形例における接触片１３ｔは、第１変形例と同様に、端部１３ｂの厚みＴ２１が中央部１３ａの厚みＴ２２より薄く形成されている。
しかし、接触片１３ｔの中央部１３ａから端部１３ｂを越えて連設部１５ｔ，１６ｔの端部に至るまで、傾斜面を設けて徐々に薄くしたことにより、連設部１５ｔ，１６ｔにおいては、接触片１３ｔ側の厚みＴ２１が厚く、接触片１３ｔ側とは反対側の厚みＴ２３が薄くなっている（Ｔ２２＞Ｔ２１＞Ｔ２３）。

このように、接触片１３ｔの中央部１３ａから連設部１５ｔ，１６ｔに至るまで傾斜面にて連続的に厚みを薄くしたことにより、厚みの変化が緩やかで、厚みの境目がないため、応力集中を起こしにくい。

前述したプレスフィット用コネクタ端子はいずれも本発明を例示するものであり、本発明に係るプレスフィット用コネクタ端子はこれらの実施形態に限定されない。

本発明に係るプレスフィット用コネクタ端子は、プリント回路基板のスルーホールに挿入する部材として、電気・電子機器産業や自動車産業などにおいて広く利用することができる。

１ ピン部形成領域
１ｗ，２ｗ，３ｗ，５ｗ 幅
２ 中軸部形成領域
２ａ 側縁
３ 折り返し部
３ａ 折り返し位置
４ スリット
５ 接触部形成領域
５ａ，５ｂ 辺縁部
５ｃ 片部
６ 折り曲げ部
１０ 金属板
１１ ピン部
１２ 中軸部
１３，１３ｓ，１３ｔ 接触片
１３ａ 中央部
１３ｂ 端部
１４，１４ｓ，１４ｔ 接触部
１５，１５ｓ，１５ｔ，１６，１６ｓ，１５ｔ 連設部
２０ プリント回路基板
２１ スルーホール
２２ スルーホールめっき
１００ プレスフィット用コネクタ端子
Ｌ 長手方向

Claims (2)

1. 弾性力を有する金属板から形成され、プリント回路基板のスルーホールに接触する複数の接触片と、前記複数の接触片の先端側および基端側を連設する連設部であり、前記接触片となる金属板の板面の接触面を外側に向ける断面Ｃ字形状の連設部とを有し、前記接触片が外に凸をなす湾曲状態に形成された接触部を有し、前記接触部が前記スルーホールに挿入されると、前記複数の接触片が外に凸をなす湾曲状態から弾性変形して伸張状態となって、前記接触面が前記スルーホールの内周面に接触するプレスフィット用コネクタ端子であって、
   前記連設部と前記接触片とは、前記接触片の端部の厚みをＴ１１、前記接触片の中央部の厚みをＴ１２、前記連設部の厚みをＴ１３としたときに、Ｔ１２＞Ｔ１１＞Ｔ１３の関係に形成されているプレスフィット用コネクタ端子。
2. 弾力性を有する１枚の金属板から、プリント回路基板のスルーホールに挿入される接触部となる、複数の接触片と、前記複数の接触片の先端側および基端側を連設する連設部とを打ち抜き、前記連設部を、前記スルーホールに接触する前記接触片となる金属板の板面を接触面として外側を向くように断面Ｃ字形状に折り曲げて、前記接触片が外に凸をなす湾曲状態に形成された前記接触部であり、前記スルーホールに挿入されると、前記複数の接触片が、外に凸をなす湾曲状態から弾性変形して伸張状態となって、前記接触面が前記スルーホールの内周面に接触する前記接触部を形成するプレスフィット用コネクタ端子の製造方法であって、
   前記接触片の端部の厚みをＴ１１、前記接触片の中央部の厚みをＴ１２、前記連設部の厚みをＴ１３としたときに、Ｔ１２＞Ｔ１１＞Ｔ１３の関係になるように、前記連設部と前記接触片とを形成し、前記連設部を折り曲げ、前記接触部を形成するプレスフィット用コネクタ端子の製造方法。

Images