JP5839099B1 - プレスフィット用コネクタ端子 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的大電流が通電可能であって、回路基板に損傷を与えず、接続安定性にも優れたプレスフィット用コネクタ端子を提供する。【解決手段】プレスフィット用コネクタ端子１００は、回路基板のスルーホールを貫通可能な長さを有する状態でピン部１０の先端側に形成された端子本体１１と、スルーホールの内周面に弾性接触可能な状態で端子本体の周囲に配置された接触部材３０と、を備えている。接触部材３０はピン部１０及び端子本体１１よりバネ性の高い導電材料で形成され、ピン部１０及び端子本体１１は接触部材３０より電気伝導率の高い材料で形成されている。コネクタ端子１００がスルーホールに挿着されたとき、端子本体１１の周囲と接触部材３０との間に両者が互いに接近・離隔可能な隙間Ｓを生じる状態で、端子本体１１及び接触部材３０を突き抜けた領域にて端子本体１１と接触部材３０とが接合されている。【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板の導電性のスルーホールに挿着して使用されるプレスフィット用コネクタ端子、特に大電流が通電可能なプレスフィット用コネクタ端子に関する。

近年、６０〜８０Ａ／ｐｉｎ程度の大電流を通電することができるプレスフィット用コネクタ端子の需要が高まっている。このような大電流を通電可能とするためにはプレスフィット用コネクタ端子の断面積を大きく、即ち、プレスフィット用コネクタ端子を形成する導電材料の板厚を大きくしなければならない。しかしながら、板厚を大きくすると、バネ性が低下して剛体化するので、回路基板のスルーホールに挿着したとき、スルーホールの内周面や回路基板自体に損傷を与える可能性が高まる。

一方、本発明に関連する従来技術として、例えば、特許文献１記載の「プレスフィット端子」がある。特許文献１の図４，図５などには、板厚が比較的大きな材料で形成された「プレスフィット端子」が記載されているが、これらのプレスフィット端子はスルーホールに挿着されたときに、スルーホールの内周に当接する弾性接触片がバネ性を発揮すると考えられる。

また、前記「プレスフィット端子」の場合、スルーホール内周面において、弾性接触片の圧接面による接触圧力を受ける範囲が広いので、弾性接触片の弾性復元力によってスルーホールとともに回路基板の埋設樹脂部がクリープ変形するのを防止することもできると考えられる。

特開２００９−２１０１６号公報

前述したように、大電流を通電可能なプレスフィット用コネクタ端子を実現するため、プレスフィット用コネクタ端子を形成する導電材料の板厚を大きくすると、バネ性が低下して剛体化するので、回路基板のスルーホールに挿着したとき、スルーホールの内周面や回路基板自体に損傷を与えるという問題が生じる。

一方、特許文献１の図４，図５などに記載されているプレスフィット端子はフローティング構造となっていないので、スルーホールに挿着されたとき、スルーホールの内周面と弾性接触片との接触圧力にバラつきが生じ、接続安定性が低下することがある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、比較的大電流が通電可能であって、回路基板に損傷を与えず、接続安定性にも優れたプレスフィット用コネクタ端子を提供することにある。

本発明のプレスフィット用コネクタ端子は、回路基板の導電性のスルーホールを貫通可能な長さを有する状態でピン部の先端側に形成された端子本体と、前記スルーホールの内周面に弾性接触可能な状態で前記端子本体の周囲に配置された接触部材と、を備え、
前記接触部材が前記ピン部及び前記端子本体よりバネ性の高い導電材料で形成され、前記ピン部及び前記端子本体が前記接触部材より電気伝導率の高い材料で形成され、
前記プレスフィット用コネクタ端子が前記スルーホールに挿着されたとき前記端子本体の周囲と前記接触部材との間に両者が互いに接近・離隔可能な隙間を生じる状態で、前記端子本体及び前記接触部材が前記スルーホールを突き抜けた領域において若しくは前記接触部材と前記ピン部との間において両者を接合する接合部を設けたことを特徴とする。

このような構成とすれば、前記ピン部及び前記端子本体が前記接触部材より電気伝導率の高い材料で形成されたことにより、比較的大電流が通電可能である。また、前記接触部材が前記ピン部及び前記端子本体よりバネ性の高い導電材料で形成されたことにより、接触部はプレスフィット機能を有するので、回路基板のスルーホールに挿入するとき、スルーホールの内周面や回路基板に損傷を与えず、接続安定性も優れている。

さらに、前記プレスフィット用コネクタ端子が前記スルーホールに挿着されたとき前記端子本体の周囲と前記接触部材との間に両者が互いに接近・離隔可能な隙間を生じる状態で、前記端子本体及び前記接触部材が前記スルーホールを突き抜けた領域において若しくは前記接触部材と前記ピン部との間において両者を接合したことにより、接触部材及び端子本体の部分にフローティング構造が形成されるので、スルーホールに挿着するときに、回路基板の位置がずれていても、そのずれを吸収して、スルーホールの内周面と接触部材との接触圧力が均等化され、優れた接続安定性を発揮する。

ここで、前記ピン部の少なくとも一部が、導電性の板材が折り重なった支持部であることが望ましい。

また、前記接触部材が、前記端子本体の周囲に外に凸をなす状態で配置された複数の接触片で形成されたものであることが望ましい。

一方、前記接触片の先端側及び基端側に、前記端子本体を包囲する断面Ｃ字状の連設部を設けることができる。

この場合、前記接触片の先端側に位置する前記連設部の先端に、前記端子本体の先端部を覆うカバー部を設けることが望ましい。

また、前記接触片の基端側の連設部から前記ピン部に向かって延設された接合部と前記ピン部とを接合することができる。

また、前記カバー部の内側と前記端子本体とを接合することもできる。

さらに、前記ピン部及び前記端子本体を形成する材料の電気伝導率が９９．９％ＩＡＣＳ以上であることが望ましい。

本発明により、比較的大電流が通電可能であって、回路基板に損傷を与えず、接続安定性にも優れたプレスフィット用コネクタ端子を提供することができる。

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正面側、平面側及び右側面側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側、底面側及び右側面側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中のＡ−Ａ線における断面図である。 図３中のＢ−Ｂ線における断面図である。 図３中のＣ−Ｃ線における断面図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子を分解した状態を示す正面側、平面側及び右側面側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を分解した状態を示す正面側、底面側及び右側面側から見た分解斜視図である。 図１に示すプレスフィット用コネクタ端子を使用した端子モジュールを示す斜視図である。 図９に示す端子モジュールに回路基板を取り付ける状態を示す一部省略斜視図である。 図９に示す端子モジュールに回路基板を取り付けた状態を示す一部省略斜視図である。 図１１中の矢線Ｄ方向から見た図である。 図１２中のＥ−Ｅ線における一部省略断面図である。 図１２中のＦ−Ｆ線における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がフローティング機能を発揮した状態を示す正面図である。 図１５中のＧ−Ｇ線における断面図である。 本発明におけるその他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正面側、上面側及び右側面側から見た斜視図である。 図１７に示すプレスフィット用コネクタ端子を正面側、平面側及び左側面側から見た斜視図である。 図１７に示すプレスフィット用コネクタ端子の右側面図である。 図１７に示すプレスフィット用コネクタ端子を分解した状態を示す正面側、平面側及び左側面側から見た斜視図である。 図１７に示すプレスフィット用コネクタ端子を分解した状態を示す正面側、底面側及び右側面側から見た斜視図である。

図１〜図１６に基づいて、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について説明する。なお、図１において、矢線Ｘ方向を左右方向（横方向）、矢線Ｙ方向を上下方向（縦方向）、矢線Ｚ方向を前後方向（正面・背面方向）とする（以下、同様とする。）。

図１〜図３及び図１０に示すように、本実施形態のプレスフィット用コネクタ端子１００（以下、「コネクタ端子１００」と略記することがある。）は、回路基板３００の導電性のスルーホール３０１を貫通可能な長さを有する状態でピン部１０の先端側に形成された端子本体１１と、スルーホール３０１の内周面３０２に弾性接触可能な状態で端子本体１１の周囲に配置された接触部材３０と、を備えている。接触部材３０はピン部１０及び端子本体１１よりバネ性の高い導電材料で形成され、ピン部１０及び端子本体１１は接触部材３０より電気伝導率の高い材料で形成されている。ピン部１０及び端子本体１１を形成する材料は限定しないが、例えば、電気伝導率が９９．９％ＩＡＣＳ以上の銅材、純銅などが好適である。

コネクタ端子１００がスルーホール３０１に挿着されたとき、端子本体１１の周囲と接触部材３０との間に両者が互いに接近・離隔可能な隙間Ｓを生じる状態で、端子本体１１及び接触部材３０がスルーホール３０１を突き抜けた領域（図７，図８に示す、端子本体１１の頂上部１１ａとカバー部３４の下面とが接触する領域）において端子本体１１と接触部材３０とが接合されている。

ピン部１０は、導電性を有する１枚の金属板に打ち抜き加工、潰し加工及び曲げ加工を施すプレス加工によって形成されたものであり、金属板をＵ字状に折り重ねて形成された支持部１２と、支持部１２の下面側からエルボ部１４を介して背面側へ延設された平板状の接続部１３と、を備え、支持部１２の上面に端子本体１１が立設されている。端子本体１１は円柱形状をなし、その上端部１１ｂは先細りの円錐台形状をなしている。接続部１３はボンディングワイヤ（図示せず）の端部が接合される部分である。

接触部材３０は、弾力性を有する１枚の金属板に曲げ加工を施すことによって形成されたものであり、鈍角に折れ曲がった形状を有する複数の接触片３１が端子本体１１（仮想中心線３０ｃ）の周囲に外に凸をなす状態に配置されている。複数の接触片３１の先端側（上端側）及び基端側（下端側）には、それぞれ端子本体１１（仮想中心線３０ｃ）を包囲する断面Ｃ字状の連設部３２，３３が設けられている。接触片３１の先端側に位置する連設部３２の先端には、端子本体１１の先端部（上端部）１１ｂを覆うカバー部３４が設けられている。複数の接触片３１は端子本体１１（仮想中心線３０ｃ）に対して弾性的に拡縮可能である。

カバー部３４は、端子本体１１の頂上部１１ａと平行をなす平板部３４ａと、平板部３４ａの外周部分から連設部３２に向かって、端子本体１１の上端部１１ｂを包囲するように延設された複数の舌片部３４ｂと、を備えている。複数の舌片部３４ｂのうちの１枚のみが連設部３２と連続している。複数の舌片部３４ｂは連設部３２に向かってスカート状に拡がった状態（平板部３４ａに向かって先細りした状態）をなすように等間隔に配置されている。

図１，図２に示すコネクタ端子１００は、図７，図８に示すように、ピン部１０の端子本体１１に対して接触部材３０を被せるように装着し、図４に示すように、カバー部３４の内側（平板部３４ａの下面側）と端子本体１１の頂上部１１ａとを溶接部Ｗにて接合することによって形成されている。コネクタ端子１００においては、端子本体１１の中心線１１ｃと接触部材３０の仮想中心線３０ｃとは一致する状態に配置されている。図３，図４に示すように、ピン部１０の支持部１２の上面と、接触部材３０の下側の連設部３３の下面とは離れた状態にある。なお、端子本体１１と接触部材３０との接合手段は、前述した溶接に限定しないので、「かしめ」によって接合することもできる。

図９に示すように、複数のコネクタ端子１００の支持部１２及びエルボ部１４付近を絶縁性樹脂のベース部材４０で一定姿勢に固定することにより端子モジュール５０が形成される。端子モジュール５０はベース部材４０と一体成形することによって形成されるが、これに限定するものではない。

コネクタ端子１００においては、ピン部１０及び端子本体１１が接触部材３０より電気伝導率の高い材料で形成されたことにより、比較的大電流が通電可能である。また、接触部材３０がピン部１０及び端子本体１１よりバネ性の高い導電材料で形成され、複数の接触片３１は端子本体１１（仮想中心線３０ｃ）に対して弾性的に拡縮可能であることにより、接触部材３０はプレスフィット機能を有する。従って、図１０に示すように、回路基板３００のスルーホール３０１に挿入するとき、スルーホール３０１の内周面３０２や回路基板３００に損傷を与えることがなく、接続安定性も優れている。

図１１〜図１４に示すように、コネクタ端子１００がスルーホール３０１に挿着されたとき、端子本体１１の周囲と接触部材３０の接触片３１との間に両者が互いに接近・離隔可能な隙間Ｓを生じる状態で接合され、両者を接合する溶接部Ｗ（図４参照）は端子本体１１と接触部材がスルーホール３０１を突き抜けた領域に位置している。このような構成としたことにより、図１５，図１６に示すように、接触部材３０の下端側（連設部３３側）は端子本体１１に対し、溶接部Ｗを中心に振れるように弾性変形可能なフローティング構造が形成される。

従って、スルーホール３０１に挿着するときに、回路基板の位置がずれていても、図１５，図１６に示すように、端子本体１１に対して接触部材３０の下端側が振れることにより、そのずれを吸収することができるので、スルーホール３０１の内周面３０２と接触部材３０の接触片３１との接触圧力が均等化され、優れた接続安定性を発揮する。

次に、図１７〜図２１に基づいて、本発明におけるその他の実施の形態であるプレスフィット用コネクタ端子２００（以下、「コネクタ端子２００」と略記することがある。）について説明する。なお、コネクタ端子２００において前述したコネクタ端子１００と共通する部分については図１〜図１６中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図１７，図１８に示すように、コネクタ端子２００においては、接触部材３０Ａの上側の連設部３２の上方に、円錐台形状のカバー部３５が連設部３２と連続して形成されている。カバー部３５の上端には、仮想中心線３０ｃ方向に貫通孔３６が形成されている。また、下側の連設部３３の一部からピン部２０に向かって（接触片３１と逆方向）にＴ字形状の接合部３７が延設されている。

図１９，図２０に示すように、ピン部２０の支持部１２の上面に端子本体２１が立設されている。端子本体２１は円柱形状であり、上端部２１ｂは平面状の頂上部２１ａを有する先細りの円錐台形状をなしている。端子本体２１の長さ（支持部１２の上面から頂上部２１ａまでの長さ）は、接触部材３０Ａの仮想中心線３０ｃ方向の長さ（若しくは連設部３２，３３の配置間隔）より小さく設定されている。

図２０，図２１に示すように、ピン部２０の端子本体２１に対して、接触部材３０Ａを被せるように配置し、接合部３７をピン部２０の支持部１２の側面に溶接にて接合することによってコネクタ端子２００が形成される。このとき、ピン部２０の支持部１２の上面と、接触部材３０Ａの下側の連設部３３の下面とは離れた状態にある。なお、接触部材３０Ａとピン部２０との接合手段は、前述した溶接に限定するものではなく、「かしめ」による接合も可能である。

また、図１７〜図１９に示すように、接触部材３０Ａの内部においては、端子本体２１と複数の接触片３１との間に隙間Ｓが形成されている。コネクタ端子２００がスルーホールに挿着されたときも、端子本体２１の周囲と接触部材３０との間に両者が互いに接近・離隔可能な隙間Ｓが維持される。

さらに、図１９に示すように、端子本体２１の頂上部２１ａとカバー部３５の下面との間には空間Ｒが形成されている。接触部材３０Ａは、図１に示す接触部材３０と同様、プレスフィット機能を有している。また、接触部材３０Ａは、下側の連設部３３と接合部３７との間に形成された境界部３８付近を中心にして、境界部３８の板厚方向に振れる方向に弾性変形可能であり、図１に示すコネクタ端子１００と同様のフローティング構造を備えている。

なお、図１〜図２１に基づいて説明したプレスフィット用コネクタ端子１００，２００は本発明を例示するものであり、本発明のプレスフィット用コネクタ端子は前述したプレスフィット用コネクタ端子１００，２００に限定されない。

本発明のプレスフィット用コネクタ端子は、大電流が通電される回路基板のスルーホールとの接続部材として、電気・電子機器産業分野や自動車産業などの分野において広く利用することができる。

１０，２０ ピン部
１１，２１ 端子本体
１１ａ，２１ａ 頂上部
１１ｂ，２１ｂ 上端部
１１ｃ 中心線
１２ 支持部
１３ 接続部
１４ エルボ部
３０，３０Ａ 接触部材
３０ｃ 仮想中心線
３１ 接触片
３２，３３ 連設部
３４，３５ カバー部
３４ａ 平板部
３４ｂ 舌片部
３６ 貫通孔
３７ 接合部
３８ 境界部
４０ ベース部材
５０ 端子モジュール
１００，２００ プレスフィット用コネクタ端子
３００ 回路基板
３０１ スルーホール
３０２ 内周面
Ｒ 空間
Ｓ 隙間
Ｗ 溶接部

Claims (8)

1. 回路基板の導電性のスルーホールを貫通可能な長さを有する状態でピン部の先端側に形成された端子本体と、前記スルーホールの内周面に弾性接触可能な状態で前記端子本体の周囲に配置された接触部材と、を備え、
   前記接触部材が前記ピン部及び前記端子本体よりバネ性の高い導電材料で形成され、前記ピン部及び前記端子本体が前記接触部材より電気伝導率の高い材料で形成され、
   当該プレスフィット用コネクタ端子が前記スルーホールに挿着されたとき前記端子本体の周囲と前記接触部材との間に両者が互いに接近・離隔可能な隙間を生じる状態で、前記端子本体及び前記接触部材が前記スルーホールを突き抜けた領域において若しくは前記接触部材と前記ピン部との間において両者を接合する接合部を設けたプレスフィット用コネクタ端子。
2. 前記ピン部の少なくとも一部が、導電性の板材が折り重なった支持部である請求項１記載のプレスフィット用コネクタ端子。
3. 前記接触部材が、前記端子本体の周囲に外に凸をなす状態で配置された複数の接触片で形成された請求項１記載のプレスフィット用コネクタ端子。
4. 前記接触部材の先端側及び基端側に、前記端子本体を包囲する断面Ｃ字状の連設部を設けた請求項１記載のプレスフィット用コネクタ端子。
5. 前記接触片の先端側に位置する前記連設部の先端に、前記端子本体の先端部を覆うカバー部を設けた請求項４記載のプレスフィット用コネクタ端子。
6. 前記接触片の基端側の連設部から前記ピン部に向かって延設された接合部と前記ピン部とを接合した請求項４記載のプレスフィット用コネクタ端子。
7. 前記カバー部の内側と前記端子本体とを接合した請求項５記載のプレスフィット用コネクタ端子。
8. 前記ピン部及び前記端子本体を形成する材料の電気伝導率が９９．９％ＩＡＣＳ以上である請求項１記載のプレスフィット用コネクタ端子。

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