JP2016225173A - プレスフィット端子、電子装置、及びプレスフィット端子の圧入方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スルーホールの損傷を抑制しつつ、基板のスルーホールに対する接触荷重を確保することのできるプレスフィット端子を提供する。
【解決手段】ニードルアイ形状のプレスフィット端子5は、基板2のスルーホール20に圧入される圧入部51を有する。圧入部51は、その幅が狭められるように塑性変形させられた後、スルーホール20に圧入されている。
【選択図】図2
【解決手段】ニードルアイ形状のプレスフィット端子5は、基板2のスルーホール20に圧入される圧入部51を有する。圧入部51は、その幅が狭められるように塑性変形させられた後、スルーホール20に圧入されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、基板のスルーホールに圧入される圧入部を有するニードルアイ形状のプレスフィット端子、当該プレスフィット端子を用いた電子装置、及びプレスフィット端子の圧入方法に関する。
近年、電子装置には、基板のスルーホールの接続端子としてプレスフィット端子が用いられたものがある。この種の電子装置としては、特許文献1に記載の装置がある。特許文献1に記載の電子装置では、基板に形成されたスルーホールに筒状の治具を挿入した後、当該治具にプレスフィット端子の圧力保持部が挿入される。圧力保持部は、筒状の治具に挿入される際に押し狭められる。プレスフィット端子の圧力保持部が所定位置に圧入されたとき、治具が引き抜かれることにより、圧力保持部の弾性力によりプレスフィット端子がスルーホールに密着し、基板に対するプレスフィット端子の接続が完了する。このようなプレスフィット端子の圧入方法によれば、基板のスルーホールに圧力保持部を直接圧入する場合と比較すると、スルーホールの損傷を抑制することができる。
ところで、特許文献1に記載の電子装置では、スルーホールの内径よりも治具の内径の方が小さい。したがって、プレスフィット端子の圧力保持部を治具に挿入すると、プレスフィット端子をスルーホールにそのまま挿入した場合と比較して、プレスフィット端子の塑性変形量が大きくなる。結果的に、スルーホールに対する圧力保持部の接触荷重が小さくなるため、基板からプレスフィット端子が抜け易くなるおそれがある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スルーホールの損傷を抑制しつつ、基板のスルーホールに対する接触荷重を確保することのできるプレスフィット端子、電子装置、及びプレスフィット端子の圧入方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、基板(2)のスルーホール(20)に圧入される圧入部(51)を有するニードルアイ形状のプレスフィット端子(5)において、圧入部は、その幅が狭められるように塑性変形させられた後、スルーホールに圧入されている。
また、プレスフィット端子(5)が接続される基板(2)を有する電子装置(1)は、上記のプレスフィット端子を用いている。
さらに、基板(2)のスルーホール(20)に圧入される圧入部(51)を有するニードルアイ形状のプレスフィット端子(5)の圧入方法において、圧入部の幅が狭められるように圧入部を塑性変形させた後、圧入部をスルーホールに圧入する。
これらの構成及び方法によれば、圧入部を塑性変形させる際、その塑性変形量を適宜調整することにより、必要な接触荷重を確保することができる。また、スルーホールに圧入部を圧入する前に圧入部を塑性変形させるため、圧入部を塑性変形させない場合と比較すると、圧入部をスルーホールに圧入する際にスルーホールに過度な接触荷重が生じ難くなる。そのため、スルーホールの損傷を抑制することができる。
なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
本発明によれば、スルーホールの損傷を抑制しつつ、基板のスルーホールに対する接触荷重を確保することができる。
<第1実施形態>
以下、電子装置及びプレスフィット端子の第1実施形態について説明する。
図1に示されるように、本実施形態の電子装置1は、基板2と、ケース3と、カバー4と、プレスフィット端子5とを備えている。
以下、電子装置及びプレスフィット端子の第1実施形態について説明する。
図1に示されるように、本実施形態の電子装置1は、基板2と、ケース3と、カバー4と、プレスフィット端子5とを備えている。
基板2には各種電子部品6が実装されている。基板2にはプレスフィット端子5が電気的に接続されている。プレスフィット端子5は導電性材料により形成されている。
ケース3は、基板2の周囲を覆うことで基板2を外部環境から保護している。ケース3は、底面側に開口部30を有する箱状の樹脂部材又は金属部材からなる。基板2は開口部30からケース3の内部に収容される。ケース3の上面にはコネクタ部31が形成されている。プレスフィット端子5は、基板2に接続された部分から上方に向かってケース3の上壁の内部に延びるとともに、当該ケース3の上壁の内部からコネクタ部31に延びている。プレスフィット端子5の基端部はコネクタ部31の内部に導出されている。このコネクタ部31に、図示しない外部機器が接続されることにより、電子装置1と外部機器とが電気的に接続されることになる。
カバー4はケース3の開口部30を閉塞している。カバー4は平板状の樹脂部材又は金属部材からなる。
次に、基板2とプレスフィット端子5との接続部分の構造について詳しく説明する。
図2に示されるように、基板2にはスルーホール20が形成されている。スルーホール20は基板2を厚さ方向に貫通している。スルーホール20の内周面及び開口周縁には導電層21が形成されている。導電層21は銅めっき等により形成されている。導電層21は、基板2の表面に形成された配線に電気的に接続されている。
図2に示されるように、基板2にはスルーホール20が形成されている。スルーホール20は基板2を厚さ方向に貫通している。スルーホール20の内周面及び開口周縁には導電層21が形成されている。導電層21は銅めっき等により形成されている。導電層21は、基板2の表面に形成された配線に電気的に接続されている。
プレスフィット端子5はニードルアイ形状を有している。プレスフィット端子5は端子本体部50と圧入部51とを有している。
圧入部51は端子本体部50の先端部に形成されている。すなわち、端子本体部50及び圧入部51は繋がっている。圧入部51はスルーホール20に圧入される部分である。圧入部51は、スルーホール20に対して図中に矢印Aで示される方向に圧入される。圧入部51は一対の弾性圧接部510,511により構成されている。一対の弾性圧接部510,511は、開口部512を挟んで互いに対向して配置されている。開口部512は、圧入部51を厚さ方向に貫通するように形成されている。一対の弾性圧接部510,511のそれぞれの両端部は互いに連結されている。各弾性圧接部510,511は、その圧入方向Aの中央部がスルーホール20の径方向外側に突出するように略円弧状に形成されている。各弾性圧接部510,511における圧入方向Aの中央部の外面には平面状の接触面510a,511aが形成されている。接触面510a,511aはスルーホール20の内周面に接触する部分である。スルーホール20への圧入部51の挿入前における一対の接触面510a,511a間の幅Hはスルーホール20の内径d1よりも大きい値に設定されている。以下、一対の接触面510a,511a間の幅を「圧入部51の幅」とも称する。
端子本体部50は、圧入部51からコネクタ部31の内部へと延びる棒状の部材からなる。
プレスフィット端子5は、端子本体部50及び圧入部51とは別体からなる樹脂部材52を有している。樹脂部材52は筒状に形成されている。樹脂部材52の内径d2は、スルーホール20の内径d1よりも大きく、且つ圧入部51の幅Hよりも小さい値に設定されている。
次に、プレスフィット端子5を基板2のスルーホール20に圧入する方法について説明する。
図3に示されるように、プレスフィット端子5をスルーホール20に圧入する前に、まず、プレスフィット端子5の先端部を樹脂部材52の内部に挿入した後、一対の弾性圧接部510,511の外面に樹脂部材52の内面を接触させることにより、一対の弾性圧接部510,511を僅かに弾性変形させる。これにより、樹脂部材52は一対の弾性圧接部510,511の弾性力で仮保持される。このとき、図3のIV−IV線に沿った断面構造は、図4に示されるようになっている。
その後、樹脂部材52が仮保持されたプレスフィット端子5を矢印Aで示される方向にスルーホール20に圧入すると、図5に示されるように、樹脂部材52が基板2に接触する。これにより、基板2の圧入方向Aへの移動が規制される。この状態でプレスフィット端子5を更に圧入すると、樹脂部材52に対してプレスフィット端子5が矢印Aで示される方向に相対移動する。この際、図6に示されるように、プレスフィット端子5の一対の弾性圧接部510,511が、樹脂部材52の内面に接触しつつ移動することにより、内側に向けて塑性変形する。すなわち、圧入部51の幅が狭められるように圧入部51が塑性変形する。
さらにプレスフィット端子5をスルーホール20に挿入すると、圧入部51が樹脂部材52を通過してスルーホール20に圧入される。樹脂部材52を通過することにより、圧入部51は、予め定められた狙いの撓み量と同等又はそれよりも小さく塑性変形する。圧入部51が樹脂部材52を通過してスルーホール20に圧入される際、一対の弾性圧接部510,511のそれぞれの接触面510a,511aがスルーホール20の導電層21の内周面に接触しながら移動する。これにより、図7に示されるように、圧入部51が導電層21を僅かに削りながらスルーホール20に圧入され、スルーホール20に対するプレスフィット端子5の圧入が完了する。すなわち、基板2に対するプレスフィット端子5の接続が完了する。スルーホール20へのプレスフィット端子5の圧入が完了した際、圧入部51は狙いの撓み量まで変形する。このとき、図8に示されるように、樹脂部材52の内面とプレスフィット端子5の端子本体部50との間には所定の隙間が形成されている。
以上説明した本実施形態のプレスフィット端子5、電子装置1、及びプレスフィット端子5の圧入方法によれば、以下の(1)〜(3)に示される作用及び効果を得ることができる。
(1)図9は、プレスフィット端子5のストロークを横軸に、スルーホール20に発生する荷重を縦軸にとって、それらの関係を示したものである。なお、プレスフィット端子5のストロークは、図2に示される位置から矢印Aで示される方向へのプレスフィット端子5の移動距離を示す。樹脂部材52を用いずにプレスフィット端子5をスルーホール20に圧入した場合、スルーホール20に発生する荷重は一点鎖線で示されるように変化する。すなわち、スルーホール20に発生する荷重は最大値Lmax1を一旦示した後に所定値L1に収束する。
これに対し、樹脂部材52を用いてスルーホール20にプレスフィット端子5を圧入した場合、スルーホール20に発生する荷重は実線で示されるように変化する。すなわち、スルーホール20への圧入前にプレスフィット端子5の圧入部51が樹脂部材52によって塑性変形させられるため、スルーホール20に発生する最大荷重が値Lmax1から値Lmax2に低下する。したがって、樹脂部材52を用いずにプレスフィット端子5をスルーホール20に圧入した場合と比較すると、スルーホール20に過度な接触荷重が生じ難くなる。そのため、スルーホール20の損傷を抑制することができる。
また、樹脂部材52を用いてプレスフィット端子5をスルーホール20に圧入した場合でも、スルーホール20への圧入が完了した際に圧入部51を狙いの撓み量まで変形させることができるため、スルーホール20に発生する荷重を所定値L1に収束させることができる。すなわち、樹脂部材52を用いずにプレスフィット端子5をスルーホール20に圧入した場合と略同等の接触荷重を得ることができるため、必要な接触荷重を得ることができる。
(2)圧入部51をスルーホール20に圧入する際、圧入部51が導電層21を僅かに削るため、導電層21と圧入部51との接触面積を大きくすることができる。また、導電層21の酸化皮膜を除去することもできる。結果的に、プレスフィット端子5と基板2との電気的な接続の信頼性を向上させることができる。
(3)樹脂部材52の内径d2を適宜変更することにより、圧入部51の塑性変形量を調整することができる。よって、圧入部51の撓み量の調整、換言すればスルーホール20に対するプレスフィット端子5の接触荷重の調整が容易である。
(変形例1)
次に、第1実施形態の電子装置1及びプレスフィット端子5の第1変形例について説明する。
次に、第1実施形態の電子装置1及びプレスフィット端子5の第1変形例について説明する。
図10に示されるように、本変形例の樹脂部材52は、原型時に、内径d3に設定された部分を有している。なお、原型時とは、樹脂部材52がプレスフィット端子5に仮保持される前の時点を示す。内径d3は、端子本体部50の厚み方向の長さD1よりも小さい値に設定されている。これにより、基板2へのプレスフィット端子5の圧入が完了した際、図11に示されるように、樹脂部材52の内面により端子本体部50を挟み込むことができるため、樹脂部材52の振動による異音の発生を抑制することができる。
(変形例2)
次に、第1実施形態の電子装置1及びプレスフィット端子5の第2変形例について説明する。
次に、第1実施形態の電子装置1及びプレスフィット端子5の第2変形例について説明する。
図12に示されるように、本変形例における樹脂部材52は、その内面に一対の突出部520,521を有している。一対の突出部520,521は互いに対向するように配置されている。一対の突出部520,521間の距離d4は、樹脂部材52の原型時、端子本体部50の厚み方向の厚さD1よりも小さい値に設定されている。これにより、基板2へのプレスフィット端子5の圧入が完了した際、図13に示されるように、一対の突出部520,521により端子本体部50を挟み込むことができるため、第1変形例と同様に樹脂部材52の振動による異音の発生を抑制することができる。
(変形例3)
次に、第1実施形態の電子装置1及びプレスフィット端子5の第3変形例について説明する。
次に、第1実施形態の電子装置1及びプレスフィット端子5の第3変形例について説明する。
図14に示されるように、本変形例のプレスフィット端子5は、樹脂部材52の外周に嵌め込まれる筒状の金属部材53を更に備えている。これにより、プレスフィット端子5の圧入部51を樹脂部材52に接触させて圧入部51を塑性変形させる際、樹脂部材52の変形を抑制することができる。
<第2実施形態>
次に、電子装置及びプレスフィット端子の第2実施形態について説明する。
本実施形態では、樹脂部材52に代えて、図15に示される治具7を用いてプレスフィット端子5の圧入部51を塑性変形させる。治具7は筒状に形成されている。治具7の内径d5は、スルーホール20の内径d1よりも大きく、且つ圧入部51の幅Hよりも小さい値に設定されている。
次に、電子装置及びプレスフィット端子の第2実施形態について説明する。
本実施形態では、樹脂部材52に代えて、図15に示される治具7を用いてプレスフィット端子5の圧入部51を塑性変形させる。治具7は筒状に形成されている。治具7の内径d5は、スルーホール20の内径d1よりも大きく、且つ圧入部51の幅Hよりも小さい値に設定されている。
次に、プレスフィット端子5を基板2のスルーホール20に圧入する方法について説明する。
図16に示されるように、プレスフィット端子5をスルーホール20に圧入する前に、まず、プレスフィット端子5の圧入部51を治具7の内部に挿入する。これにより、圧入部51は、予め定められた狙いの撓み量と同等又はそれよりも小さく塑性変形する。そして、治具7からプレスフィット端子5を取り外した後、図17に示されるように、プレスフィット端子5の圧入部51をスルーホール20に圧入する。
以上説明した本実施形態のプレスフィット端子5、電子装置1、及びプレスフィット端子5の圧入方法によれば、第1実施形態の(1),(2)の作用及び効果に加え、以下の(4)に示される作用及び効果を得ることができる。
(4)治具7の内径d2を適宜変更することにより、圧入部51の塑性変形量を調整することができる。よって、圧入部51の撓み量の調整、換言すればスルーホール20に対するプレスフィット端子5の接触荷重の調整が容易である。
(変形例)
次に、第2実施形態の電子装置1及びプレスフィット端子5の変形例について説明する。
次に、第2実施形態の電子装置1及びプレスフィット端子5の変形例について説明する。
図18に示されるように、本変形例では、コンタクトオイル8の中でプレスフィット端子5の圧入部51を治具7の内部に挿入する。コンタクトオイル8は、プレスフィット端子5の圧入部51をスルーホール20に圧入する際にそれらの間に発生する摩擦抵抗を軽減するための潤滑油として機能する。このような製造方法によれば、治具7によりプレスフィット端子5の圧入部51を塑性変形させるのと同時に、圧入部51にコンタクトオイルを塗布することができるため、それらの工程を別々に行う場合と比較すると、製造工数を低減することができる。
<他の実施形態>
なお、本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
なお、本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
1:電子装置
2:基板
5:プレスフィット端子
7:治具
8:コンタクトオイル
20:スルーホール
50:端子本体部
51:圧入部
52:樹脂部材
53:金属部材
2:基板
5:プレスフィット端子
7:治具
8:コンタクトオイル
20:スルーホール
50:端子本体部
51:圧入部
52:樹脂部材
53:金属部材
Claims (9)
- 基板(2)のスルーホール(20)に圧入される圧入部(51)を有するニードルアイ形状のプレスフィット端子(5)であって、
前記圧入部は、その幅が狭められるように塑性変形させられた後、前記スルーホールに圧入されていることを特徴とするプレスフィット端子。 - 請求項1に記載のプレスフィット端子において、
前記スルーホールの内径よりも大きい内径を有する筒状の樹脂部材(52)を備え、
前記圧入部は、前記樹脂部材の内面に接触することにより塑性変形させられた上で、前記スルーホールに圧入されていることを特徴とするプレスフィット端子。 - 請求項2に記載のプレスフィット端子において、
前記圧入部に繋がる端子本体部(50)は、前記樹脂部材の内面により挟み込まれていることを特徴とするプレスフィット端子。 - 請求項2又は3に記載のプレスフィット端子において、
前記樹脂部材の外周に嵌め込まれる金属部材(53)を更に備えることを特徴とするプレスフィット端子。 - プレスフィット端子(5)が接続される基板(2)を有する電子装置(1)であって、
前記プレスフィット端子として、請求項1〜4のいずれか一項に記載のプレスフィット端子が用いられていることを特徴とする電子装置。 - 基板(2)のスルーホール(20)に圧入される圧入部(51)を有するニードルアイ形状のプレスフィット端子(5)の圧入方法であって、
前記圧入部の幅が狭められるように前記圧入部を塑性変形させた後、前記圧入部を前記スルーホールに圧入することを特徴とするプレスフィット端子の圧入方法。 - 請求項6に記載のプレスフィット端子の圧入方法であって、
前記スルーホールに前記圧入部を圧入する前に、前記スルーホールの内径よりも大きい内径を有する筒状の樹脂部材(52)の内面に前記圧入部の外面を接触させて前記圧入部を塑性変形させた上で、前記スルーホールに前記圧入部を圧入することを特徴とするプレスフィット端子の圧入方法。 - 請求項6に記載のプレスフィット端子の圧入方法であって、
前記スルーホールに前記圧入部を圧入する前に、前記スルーホールの内径よりも大きい内径を有する筒状の治具(7)の内面に前記圧入部を接触させて前記圧入部を塑性変形させた上で、前記スルーホールに前記圧入部を圧入することを特徴とするプレスフィット端子の圧入方法。 - 請求項8に記載のプレスフィット端子の圧入方法であって、
前記治具により前記圧入部を塑性変形させるのと同時に、前記圧入部にコンタクトオイル(8)を塗布することを特徴とするプレスフィット端子の圧入方法。
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