WO2019159628A1 - プレスフィット端子 - Google Patents

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WO2019159628A1
WO2019159628A1 PCT/JP2019/002235 JP2019002235W WO2019159628A1 WO 2019159628 A1 WO2019159628 A1 WO 2019159628A1 JP 2019002235 W JP2019002235 W JP 2019002235W WO 2019159628 A1 WO2019159628 A1 WO 2019159628A1
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press
fit
cross
fit terminal
section
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PCT/JP2019/002235
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Inventor
秀紀 後藤
Original Assignee
住友電装株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
    • H01R12/58—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals terminals for insertion into holes
    • H01R12/585—Terminals having a press fit or a compliant portion and a shank passing through a hole in the printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/02—Contact members
    • H01R13/04—Pins or blades for co-operation with sockets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/10—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation effected solely by twisting, wrapping, bending, crimping, or other permanent deformation

Definitions

  • This disclosure relates to a press-fit terminal that is press-fitted into a through-hole of a circuit board.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-024375 filed on Feb. 14, 2018, and incorporates all the description content described in the above Japanese application.
  • a terminal For electrical connection between an electronic component mounted on a circuit board and an electronic component outside the board, a terminal (press-fit terminal) whose dimensions are slightly larger than the through-hole provided in the circuit board Press-fit connection that press fits may be used.
  • the press-fit terminal is required to be firmly held in the through hole with a simple configuration.
  • the press-fit terminal disclosed in Patent Document 1 includes a press-fit portion that is connected to a rod-shaped main body portion and is press-fitted into a through hole of a circuit board.
  • the press-fitting portion has a plurality of contact pieces projecting in a rib shape from the center of the cross section toward the outside.
  • the press-fit part has a spindle shape, and the overhang length of each contact piece gradually increases from the base end to the longest at the center part and gradually decreases toward the tip in the length direction of the press-fit part. is there.
  • a press-fit terminal is a press-fit terminal having a press-fit portion that is press-fitted into a through hole of a circuit board, and the press-fit portion includes a plurality of projecting portions extending outward from the center of the cross section. The distance between the outer edge of the projecting portion and the center of the cross section is continuously reduced toward the tip.
  • the press-fit portion of the press-fit terminal of Patent Document 1 has a spindle shape, and the center portion with the longest protruding length of the contact piece is most strongly pressed against the inner peripheral surface of the through hole.
  • a spindle shape it is necessary to strictly manage the dimensional tolerance of the contact piece.
  • the contact piece damages the inner peripheral surface of the through hole.
  • the holding force of the contact piece on the through hole is insufficient.
  • An object of the present disclosure is to provide a press-fit terminal that realizes a stable holding force with a simple configuration.
  • a press-fit terminal is a press-fit terminal having a press-fit portion that is press-fitted into a through hole of a circuit board, and the press-fit portion has a plurality of portions extending outward from the center of the cross section. An overhang is provided, and the distance between the outer edge of the overhang and the center of the cross section is continuously reduced toward the tip.
  • the distance from the cross-sectional center of the outer edge of the overhang portion is continuously small toward the tip, the distance from the cross-sectional center to the outer edge on the base end side is set to be larger than the inner diameter of the through hole. It can be designed large enough.
  • the cross section on the tip end side of the press-fit portion has a polygonal shape corresponding to the number of the protruding portions.
  • a press-fit portion by forging a side surface of a polygonal rod-shaped material with a mold or the like. Moreover, a process can be simplified by forming so that an overhang
  • projection part may become a position corresponding to a polygonal side edge. Due to the simplification of processing, even when the plating layer is formed on the surface before processing, the influence on the plating layer can be reduced.
  • the cross-section of the press-fitting portion is a cross shape on the proximal end side and a substantially square shape on the distal end side.
  • the ridge line of the overhanging portion is in a twisted position with respect to the axial center of the press-fitting portion.
  • the ridge line connecting the tops of the overhang portions is in a twisted position with respect to the axial center of the press-fit portion. Can be reduced.
  • the overhanging portion is formed between recesses that increase in depth and width from the distal end of the press-fit portion toward the base portion.
  • FIG. 1 is a perspective view of a press-fit terminal 1 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a front view
  • FIG. 3 is a side view.
  • the press-fit terminal 1 is a component connected to a connector portion or the like of an electronic device (not shown), and includes a main body portion 10, a connection portion 12, and a press-fit portion 11.
  • the main body part 10, the connection part 12, and the press-fit part 11 are all made of conductive metal.
  • the main body 10 has a rod shape and a substantially square cross section.
  • the connecting portion 12 is connected to one end of the main body portion 10 so as to have the same cross section as the main body portion 10. A distal end portion of the connecting portion 12 from the main body portion 10 is chamfered.
  • the press-fit terminal 1 is electrically connected to the connector part of the electronic device via the connection part 12.
  • a shoulder portion 101 is provided at the end of the main body 10 opposite to the connection portion 12 so as to protrude from each of the pair of opposing surfaces.
  • the shoulder portion 101 has a surface orthogonal to the length direction of the main body portion 10 on the distal side from the connection portion 12.
  • the press-fit portion 11 is connected to the other end side of the main body portion 10.
  • the cross-sectional shape of the press-fit portion 11 is not uniform, and continuously changes from the base portion continuous to the main body portion 10 toward the tip portion. Further, a tapered surface 111 having a reduced tip is formed at the tip.
  • 4A, 4B, 4C, and 4D are cross-sectional views of the press-fit portion 11.
  • FIG. 4A to 4D sequentially show changes in the cross-sectional shape at four locations in the length direction of the press-fit portion 11 from the base portion toward the tip.
  • the front end portion of the press-fit portion 11 has a square cross section in which four corners are chamfered. As shown in FIG.
  • the base of the press-fitting portion 11 has four concave portions (concave portions 1113) recessed from the center of each side of the cross section shown in FIG. 4D, and each corner portion protrudes outward. It has a substantially cross-shaped cross section provided with an overhang portion 112.
  • 4B and 4C show a cross section of the intermediate portion. 4A to 4D, the line connecting the tops of the overhanging portions 112 in each of the cross sections, that is, the ridge line, is in a twisted position with respect to the axial center of the press-fit portion 11 as shown in FIG.
  • the recessed part 113 which dented each cross-sectional side is increasing the depth and the width
  • the number of the overhang portions 112 is not limited to four, and may be three or more.
  • the cross section on the tip side is a triangle, and when it is 5, the cross section is a pentagon.
  • the press-fitting part 11 is formed as follows, for example.
  • a rod-shaped substrate obtained by cutting a metal wire having a substantially square cross section into a predetermined length is used.
  • a mold having a corner corresponding to the shape of the recess 113 at a position displaced from the center of each side of each side of the cross-section of the rod-shaped substrate so that the pressing depth on the base side becomes deeper. It is formed by pressing and forging from all sides.
  • the portion with which the corner is in contact is recessed to form the recess 113, and the recessed portion flows toward the corner and swells and protrudes outward to form the protruding portion 112.
  • Such a press-fit portion 11 can integrally form the main body portion 10 having the shoulder portion 101 on the other end side of the rod-like base material and the connection portion 12 by forging pressure using a common base material.
  • the metal wire may be preliminarily plated with a highly conductive plating material such as tin. You may make it perform a plating process after completion
  • FIG. 5 is a perspective sectional view showing a press-fit state of the press-fit terminal 1 of the present disclosure.
  • reference numeral 2 denotes a circuit board.
  • the circuit board 2 includes a through hole 20 provided in an insulating substrate.
  • the through-hole 20 is a round hole that penetrates the substrate in the thickness direction and whose inner surface is covered with a conductor, and is continuous with the conductor pattern formed on the substrate.
  • the press-fit terminal 1 is used by press-fitting the press-fitting portion 11 into the through hole 20.
  • the inner diameter of the through hole 20 of the circuit board 2 is, for example, 0.85 ( ⁇ 0.05) millimeter.
  • the press-fit terminal 11 of the press-fit terminal 1 uses a rod-shaped material having a cross-sectional diagonal length of about 0.80, that is, an inner diameter of the through hole 20 or less, and the maximum dimension M is 0.95 ( ⁇ 0.05). Made with a target of millimeters.
  • the press-fit portion 11 of the press-fit terminal 1 can be easily inserted into the through hole 20 with the tapered surface 111 formed at the tip as a guide.
  • the press-fit portion 11 is introduced into the through-hole 20 by the tapered surface 111 without any resistance until the distance L from the cross-sectional center O of the outer edge of the overhang portion 112 coincides with half of the inner diameter of the through-hole 20.
  • the press-fit portion 11 is deformed so that the overhang portion 112 falls down into the concave portion therebetween, and enters the through hole 20.
  • the press-fit portion 11 is pushed in until the reaction force against the push-in becomes a predetermined value.
  • the press-fit terminal 1 is not pushed further into the through hole 20 due to the function as a stopper on the surface of the shoulder portion 101 on the press-fitting portion 11 side.
  • the press-fit terminal 1 is pressed against the inner peripheral surface of the through hole 20 by the elastic restoring force of the overhanging portion 112 of the press-fitting portion 11 and is in good contact, and is firmly fixed by the frictional force.
  • the distance L from the cross-sectional center O of the outer edge of the overhang portion 112 is set to be simply reduced without increasing or decreasing continuously from the base portion to the tip end of the press-fit portion 11.
  • the press-fit portion 11 is inserted so that the overhang portion 112 is bent and falls into the concave portion 113, so that the maximum length can be set sufficiently long with respect to the inner diameter of the through hole 20, and is too small with respect to the inner diameter. Insufficient holding power can be avoided. Even when the length is set sufficiently long and the length becomes excessive, the inner peripheral surface of the through hole 20 is not unnecessarily damaged by bending and pushing the overhanging portion 112 until the reaction force reaches a predetermined value.
  • the straight line connecting the tops in each cross section of the overhanging portion 112 is inclined with respect to the length direction, and the concave portion 113 increases in depth and width from the tip toward the base portion, The overhang 112 is easily bent on the base side, and damage to the inner peripheral surface is reduced.

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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

簡易な構成で安定的な保持力を実現するプレスフィット端子を提供する。プレスフィット端子は、回路基板のスルーホールに圧入される圧入部を備える。前記圧入部は、断面中心から外に向けて延びる複数の張出部を有し、該張出部の外縁と前記断面中心との距離は先端に向けて連続的に小さくしてある。

Description

プレスフィット端子
　本開示は、回路基板のスルーホールに圧入されるプレスフィット端子に関する。本出願は、２０１８年２月１４日出願の日本出願第２０１８－０２４３７５号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　回路基板に実装されている電子部品と、基板外の電子部品との間の電気接続には、回路基板に設けられたスルーホールに、該スルーホールよりも少し寸法が大きい端子（プレスフィット端子）を圧入するプレスフィット接続が採用されることがある。プレスフィット端子には、簡易な構成でスルーホールに強固に保持されることが求められる。
　特許文献１に開示されているプレスフィット端子は、棒状の本体部に連設され、回路基板のスルーホールに圧入される圧入部を備える。該圧入部は、断面中心から外側に向けてリブ状に張り出した複数の接触片を有している。そして圧入部は紡錘形状をなし、各接触片の張出長は、圧入部の長さ方向に対し、基端から徐々に大きくなり中央部で最長となって先端に向けて徐々に小さくしてある。
特開２０１４－２２００９２号公報
　本開示の一態様に係るプレスフィット端子は、回路基板のスルーホールに圧入される圧入部を有するプレスフィット端子であって、前記圧入部は、断面中心から外に向けて延びる複数の張出部を有し、該張出部の外縁と前記断面中心との距離は先端に向けて連続的に小さくしてある。
本開示の一実施形態のプレスフィット端子の斜視図である。 一実施形態のプレスフィット端子の正面図である。 一実施形態のプレスフィット端子の側面図である。 圧入部の断面図である。 圧入部の断面図である。 圧入部の断面図である。 圧入部の断面図である。 本開示のプレスフィット端子の圧入状態を示す斜視断面図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　特許文献１のプレスフィット端子の圧入部は、上述したように、紡錘形状であって、接触片の張出長が最長である中央部が最も強くスルーホールの内周面に押し当てられる。紡錘形状とする場合、接触片の寸法公差を厳密に管理する必要がある。寸法がスルーホールに対して過大である場合には接触片がスルーホールの内周面を傷つけ、過小である場合には接触片のスルーホールへの保持力が不足する。
　本開示の目的は、簡易な構成で安定的な保持力を実現するプレスフィット端子を提供することである。
［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。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
　（１）本開示の一態様に係るプレスフィット端子は、回路基板のスルーホールに圧入される圧入部を有するプレスフィット端子であって、前記圧入部は、断面中心から外に向けて延びる複数の張出部を有し、該張出部の外縁と前記断面中心との距離は先端に向けて連続的に小さくしてある。
　本開示の一態様にあっては、張出部の外縁の断面中心からの距離が先端に向けて連続的に小さいので、基端側で断面中心から外縁までの距離をスルーホールの内径よりも十分に大きく設計することができる。
　（２）本開示の一態様に係るプレスフィット端子は、前記圧入部の先端部側の断面は、前記張出部の数に対応する多角形状である。
　本開示の一態様にあっては、多角形状の棒状材料に対し、金型等によって側面を鍛圧することで圧入部を成形することが可能である。また張出部が多角形状の側縁に対応する位置となるように形成することで加工を簡素化することができる。加工の簡素化により、加工前に表面にメッキ層が形成されている場合でもメッキ層への影響を低減することができる。
　（３）本開示の一態様に係るプレスフィット端子は、前記圧入部の断面は、基端側で十字状であり、先端側で略正方形である。
　本開示の一態様にあっては、断面が略正方形状の棒状材料からの形成が容易である。
　（４）本開示の一態様に係るプレスフィット端子は、前記張出部の稜線は、前記圧入部の軸心に対してねじれの位置にある。
　本開示の一態様にあっては、張出部の各頂部を結ぶ稜線は、圧入部の軸心に対しねじれの位置にあるので、圧入時に張出部が倒れ易くなり、スルーホールへの損傷を低減できる。
　（５）本開示の一態様に係るプレスフィット端子は、前記張出部は、前記圧入部の先端から基部に向けて深さ及び幅を増す凹部の間に形成されている。
　本開示の一態様にあっては、先端から基端に向けて深く且つ幅を増す凹部により、基端に近い程、張出部の張り出し長さが大きくなり倒れ易く、スルーホールへの損傷を低減できる。
［本開示の効果］
　上記のプレスフィット端子によれば、簡易な構成でより安定的な保持力を発揮し、歩留まりを向上させることが可能である。
［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の実施形態に係るプレスフィット端子の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及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。
　図１は、本開示の一実施形態のプレスフィット端子１の斜視図であり、図２は正面図、図３は側面図である。プレスフィット端子１は、図示しない電子機器のコネクタ部等に接続される部品であり、本体部１０、接続部１２及び圧入部１１を備える。本体部１０、接続部１２及び圧入部１１はいずれも導電性の金属製である。
　本体部１０は、棒状をなし略正方形断面を有している。接続部１２は本体部１０の一端に、本体部１０と同形の断面を有して連設されている。接続部１２の本体部１０から遠位側の端部は面取りされている。プレスフィット端子１は電子機器のコネクタ部に接続部１２を介して電気接続される。
　本体部１０の接続部１２と反対側の端部には、１組の対向面夫々から張り出す肩部１０１が設けられている。肩部１０１は、接続部１２から遠位側に、本体部１０の長さ方向に直交する面を有している。
　圧入部１１は、本体部１０の他端側に連設されている。圧入部１１の断面形状は一様ではなく、本体部１０に連続する基部から先端部に向けて連続的に変化している。先端部には更に、先端が縮小されたテーパ面１１１が形成されている。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄは、圧入部１１の断面図である。なお図４Ａから図４Ｄは、圧入部１１の長さ方向における４箇所での断面形状の変化を、基部から先端に向けて順に示している。図４Ｄに示すように圧入部１１の先端部は、４つの角部がＲ面取りされた正方形断面を有している。図４Ａに示すように圧入部１１の基部は、図４Ｄに示した断面の各辺の中央から角部寄りの位置を凹ませ（凹部１１１３）、各角部を外向きに突出させて４つの張出部１１２を設けた略十字形状の断面を有する。図４Ｂ及び図４Ｃは、中間部分の断面を示している。図４Ａから図４Ｄに示した各断面における張出部１１２の頂部を結ぶ線、即ち稜線は、図１に示したように圧入部１１の軸心に対してねじれの位置にある。また断面各辺を凹ませた凹部１１３は、圧入部１１の先端（図４Ｄ）から基部（図４Ａ）に向けて深さ及び幅を増している。
　なお張出部１１２の数は４つに限らず、３つ以上であるとよい。張出部１１２の数が３である場合、先端部側の断面は三角形であり、５である場合は五角形である。
　圧入部１１は例えば、以下のようにして形成される。例えば略正方形断面の金属線材を所定の長さに切断して得られる棒状基材を用いる。該棒状基材の断面の各辺夫々の中央から一側に偏位した位置に、凹部１１３の形状に対応する角部を有した金型を、基部側の押し当て深さが深くなるように四方から押し当て、鍛圧して形成される。角部が当接した部分が上述したように凹んで凹部１１３を形成し、その凹み分が角部側に流れて膨らみ、外向きに張り出すことで張出部１１２が形成される。このような圧入部１１は、前記棒状基材の他端側に肩部１０１を有する本体部１０と、接続部１２とを、共通の基材を用いた鍛圧によって一体的に形成できる。なお金属線材には予め、例えば錫等の良導電性のメッキ材によりメッキ処理が施しておくとよい。加工完了後にメッキ処理を施すようにしてもよい。
　図５は、本開示のプレスフィット端子１の圧入状態を示す斜視断面図である。図５において符号２は回路基板を示している。回路基板２は、絶縁性の基板に設けられたスルーホール２０を備える。スルーホール２０は、基板を厚さ方向に貫通し、内面を導体により被覆させた丸孔であり、基板上に形成された導体パターンに連続している。プレスフィット端子１は、圧入部１１をスルーホール２０に圧入して使用される。
　回路基板２のスルーホール２０の内径は、例えば０．８５（±０．０５）ミリメートルである。これに対しプレスフィット端子１の圧入部１１は、断面対角線の長さが０．８０程度即ちスルーホール２０の内径以下の棒状材料を用いて、最大寸法Ｍが０．９５（±０．０５）ミリメートルを目標にして作製される。
　プレスフィット端子１の圧入部１１は、先端に形成されているテーパ面１１１をガイドとしてスルーホール２０の内側に容易に挿入できる。圧入部１１は、張出部１１２の外縁の断面中心Ｏからの距離Ｌがスルーホール２０の内径の半分と合致する箇所までは抵抗なく、テーパ面１１１によってスルーホール２０内に導入される。プレスフィット端子１の本体部１０に対しその長さ方向に力を加えることで、圧入部１１は、張出部１１２がその間の凹部へ倒れるようにして変形してスルーホール２０内部に入り込む。圧入部１１は、押し込みに対する反力が所定となるまで押し込まれる。プレスフィット端子１は、肩部１０１の圧入部１１側の面のストッパーとしての機能により、それ以上にスルーホール２０に押し込まれない。プレスフィット端子１は、圧入部１１の張出部１１２の弾性復元力によりスルーホール２０の内周面に押し付けられて良好に密着し、摩擦力によって強固に固定される。
　上述したように張出部１１２の外縁の断面中心Ｏからの距離Ｌは、圧入部１１の基部から先端へ向けて連続的に、増減することなく、単純に小さくなるように設定されている。圧入部１１は、張出部１１２が撓んで凹部１１３に倒れるようにして入り込むから、最大長をスルーホール２０の内径に対して十分に長く設定することができ、内径に対して過小となって保持力が不足することを回避できる。充分に長く設定して過大となった場合でも、張出部１１２の撓みと、押し込みを反力が所定となるまでとすることによってスルーホール２０の内周面を無用に損傷することはない。また張出部１１２の各断面における頂部を結ぶ直線は長さ方向に対して傾斜しており、更に凹部１１３は先端から基部に向けて深さ及び幅は増しているから、押し込む力に対して張出部１１２が基部側で撓み易く、内周面の損傷が低減される。これにより、回路基板２のスルーホール２０及びプレスフィット端子１の張出部１１２の両者についての厳密な管理を不要となる。したがってプレスフィット端子１の製作が容易になり、歩留まりも向上する。
　１　プレスフィット端子
　１０　本体部
　１０１　肩部
　１２　接続部
　１１　圧入部
　１１１　テーパ面
 

Claims (5)

  1. 　回路基板のスルーホールに圧入される圧入部を有するプレスフィット端子であって、
    　前記圧入部は、断面中心から外に向けて延びる複数の張出部を有し、
    　該張出部の外縁と前記断面中心との距離は先端に向けて連続的に小さくしてある
    　プレスフィット端子。
  2. 　前記圧入部の先端部側の断面は、前記張出部の数に対応する多角形状である
    　請求項１に記載のプレスフィット端子。
  3. 　前記圧入部の断面は、基端側で十字状であり、先端側で略正方形である
    　請求項１又は２に記載のプレスフィット端子。
  4. 　前記張出部の稜線は、前記圧入部の軸心に対しねじれの位置にある
    　請求項１から３のいずれか１項に記載のプレスフィット端子。
  5. 　前記張出部は、前記圧入部の先端から基部に向けて深さ及び幅を増す凹部の間に形成されている
    　請求項４に記載のプレスフィット端子。
     
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