JP6172255B2 - プレスフィット端子 - Google Patents
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Description
本発明は、プレスフィット端子に関する。
回路基板に形成されたスルーホールに挿入されるプレスフィット端子が提案されている（例えば特許文献１参照）。このプレスフィット端子は、棒状の端子本体と、端子本体の先端部から端子本体の側方に延出しスルーホールに挿入された状態でスルーホール内の電極に接触する複数の接触片と、を備える。
回路基板を備える製品の製造過程等では、プレスフィット端子を回路基板に接続する際に回路基板の位置ずれが生ずることがある。回路基板の位置ずれが生じた場合、プレスフィット端子は、その端子本体の中心軸がスルーホールの中心軸からずれた状態で挿入される。このとき、特許文献１に記載されたプレスフィット端子では、その中心軸のずれ方向において接触片からスルーホールの内周面に加わる接触圧力に偏りが生じてしまう。そして、接触圧力が小さいところでは、スルーホールの内周面と接触片との間に隙間が生じてスルーホールの内周面と接触片との間の抵抗が高くなり、電気的な接続不良が発生し易くなる。
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、電気的な接続不良が発生しにくいプレスフィット端子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係るプレスフィット端子は、
電極に接触する接触部材を有するプレスフィット端子であって、
前記接触部材は、
前記電極に接触する複数の接触片と、
前記複数の接触片を纏めて支持する連設部と、
ピン部に固定され可撓部を介して前記連設部を支持する固定部と、を備える。
電極に接触する接触部材を有するプレスフィット端子であって、
前記接触部材は、
前記電極に接触する複数の接触片と、
前記複数の接触片を纏めて支持する連設部と、
ピン部に固定され可撓部を介して前記連設部を支持する固定部と、を備える。
本発明によれば、可撓部が撓むことにより、複数の接触片および連設部全体が固定部を中心にして傾斜するようになっている。これにより、プレスフィット端子が、例えば回路基板の貫通ビアにその中心軸がピン部の中心軸からずれた状態で挿入された場合に、可撓部が撓んで複数の接触片全体が上記ずれを相殺する方向へ傾斜するので、貫通ビアの内周面に設けられた電極に対する複数の接触片それぞれの押圧力が均一化される。従って、プレスフィット端子と貫通ビアとの間に隙間が発生しにくくなり電気的な接続不良が発生しにくくなる。
以下に、本発明の一実施形態に係るプレスフィット端子について添付図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係るプレスフィット端子は、６０〜８０Ａ程度の大電流を通電することができるものであり、端子モジュール（図示せず）の外部接続用端子として機能するピン部と一体に設けられる。図１に示すように、プレスフィット端子１００は、端子本体１１と接触部材３０とを備える。端子本体１１は、長尺のピン部１０の長手方向における一方の端部でピン部１０と一体に設けられている。
ピン部１０は、細長い板状に形成された主片１２と、細長の板状であり主片１２の幅よりも広い部分を有する幅広片１３と、主片１２と幅広片１３との間に介在する接続片１４とを有する。接続片１４は、Ｓ字状に屈曲している。幅広片１３の接続片１４側とは反対側の端部には、例えば金属ワイヤがボンディングされる。
端子本体１１は、図２に示すように、円柱状に形成されている。また、端子本体１１は、その中心軸Ｊ１がピン部１０の中心軸に一致するように配置されている。端子本体１１の先端部１１ｂは、円錐台状の形状を有する。この端子本体１１とピン部１０を形成する材料としては、銅やアルミニウムのような金属が挙げられ、電気伝導率が９９．９％ＩＡＣＳ以上の金属が好ましい。
接触部材３０（プレスフィット部材）は、図１に示すように、複数の接触片３１と、連設部３２、３３と、頭部３４と、固定部３６と、を備える。この接触部材３０は、ピン部１０および端子本体１１を形成する材料よりも高弾性な金属から形成されている。接触部材３０は、１枚の金属板に打ち抜き加工及び曲げ加工を施すことにより形成される。
複数の接触片３１はそれぞれ細長板状であり、各接触片３１は中心軸Ｊ１方向に延在しており全体として周方向に等間隔に配列されている。また、接触片３１は、その長手方向における中央部が鈍角に折曲した形状を有する。各接触片３１は、その長手方向において中央部が両端部よりも端子本体１１から離れて位置するように配置されている。
連設部３３は、複数の接触片３１の一端を支持して各接触片３１の相対位置を維持している。また、連設部３２は、複数の接触片３１の他端を支持している。そして、連設部３２、３３により、複数の接触片３１全体が紡錘型で維持されている。連設部３２、３３は、Ｃ字状、即ち、円筒体の周方向の一部に切欠部３２ａ、３３ａが形成されてなる形状を有し、端子本体１１を囲繞するように配置されている。連設部３２は、図２に示すように、その内周面と端子本体１１の先端部１１ｂとの間に少なくとも幅Ｗの隙間が生じるように形成されている。
頭部３４は、図１に示すように、連設部３２と一体に設けられ、円筒体の周方向の２箇所に切欠部３４ａ、３４ｂが形成されてなる形状を有する。
固定部３６は、２つの長方形板状の脚片３６ａ、３６ｂと、２つの脚片３６ａ、３６ｂの長手方向における一端部同士を連結する連結片３６ｃと、を有する。固定部３６は、図３に示すように、可撓部３７を介して連設部３３に連結されている。図１に示すように、２つの脚片３６ａ、３６ｂは、ピン部１０の主片１２をその厚さ方向における両側から挟持する。この２つの脚片３６ａ、３６ｂは、ピン部１０の主片１２に固定される前は開いた状態であり、主片１２が２つの脚片３６ａ、３６ｂの間に配置された状態で２つの脚片３６ａ、３６ｂを閉じてから加熱する熱かしめを行うことによりピン部１０に固定される。
以上説明したように、固定部３６が可撓部３７を介して連設部３３を支持し、連設部３３が、複数の接触片３１を纏めて支持している。これにより、可撓部３７が撓むことにより、連設部３３、複数の接触片３１、連設部３２および頭部３４の全体が、固定部３６を中心にして傾斜するようになっている。
このプレスフィット端子１００は、図１の矢印ＡＲ１に示すように、回路基板３００の貫通ビア３０１の電極３０２と電気的に接続されるために、貫通ビア３０１が設けられた回路基板３００の貫通ビア３０１に挿入される。貫通ビア３０１は、回路基板３００を貫通する貫通孔の内周面全体に電極３０２が形成されてなるものである。そして、プレスフィット端子１００は、図２に示すように貫通ビア３０１内に配置される。このとき、接触片３１が貫通ビア３０１の電極３０２に接触することにより、貫通ビア３０１の電極３０２とピン部１０とがプレスフィット端子１００を介して電気的に接続される。また、ピン部１０は、端子モジュールの基台（図示せず）に固定されており、外部機器から導出されたケーブル（図示せず）に電気的に繋がれている。そして、プレスフィット端子１００が回路基板３００の貫通ビア３０１に挿入されると、ケーブルと回路基板３００の配線とが、ピン部１０、固定部３６、可撓部３７、連設部３３、接触片３１を介して電気的に接続される。
また、図４に示すように、端子本体１１の中心軸Ｊ１が貫通ビア３０１の中心軸Ｊ２からずれた状態で、プレスフィット端子１００が貫通ビア３０１に挿入されたとする。この場合、可撓部３７が撓むことにより、接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体が固定部３６を中心にして中心軸Ｊ１から中心軸Ｊ２に向かう方向に傾斜した状態で貫通ビア３０１内に配置される。このとき、接触片３１が貫通ビア３０１の電極３０２に接触することにより、貫通ビア３０１の電極３０２とピン部１０とがプレスフィット端子１００を介して電気的に接続される。更に、このプレスフィット端子１００では、図２に示すように、端子本体１１の長さＬ２が接触片３１と連設部３３とを合わせた部分の長さＬ１よりも長く設定されている。これにより、図４に示すように、接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体がある程度傾くと、端子本体１１の先端部１１ｂが接触片３１に当接する。従って、接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体が過度に傾いてしまうことが防止される。
次に、本実施の形態に係るプレスフィット端子１００の組立方法について説明する。プレスフィット端子１００を組み立てるに先立て、予め接触部材３０を作製しておく。この接触部材３０は、固定部３６の脚片３６ａ、３６ｂが開いた状態で作製される。また、ピン部１０と端子本体１１とが一体になった部材も用意しておく。プレスフィット端子１００の組立方法では、まず、図５の矢印ＡＲ１１に示すように、端子本体１１の先端部１１ｂを接触部材３０の内側に挿入する。そして、端子本体１１を接触部材３０の頭部３４側へ挿入すると図６に示すような状態になる。
その後、固定部３６の脚片３６ａ、３６ｂを閉じた状態で加熱する熱かしめを行うことにより、ピン部１０の主片１２を２つの脚片３６ａ、３６ｂの間に挟持させる。こうして、プレスフィット端子１００が完成する。
次に、本実施の形態に係るプレスフィット端子１００の特徴について、プレスフィット端子１００と同様に、端子本体１１に対して接触片３１、連設部３２、３３全体が傾斜可能な比較例と比較しながら説明する。比較例に係るプレスフィット端子９１００は、図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、連設部３２と一体に設けられたカバー部９０３４を備える。なお、図７（Ａ）および（Ｂ）においてプレスフィット端子１００と同様の構成については同一の符号を付している。カバー部９０３４は、平板部９０３４ａと、平板部９０３４ａの周部から連設部３２に向かって延出する複数の舌片部９０３４ｂと、平板部９０３４ａの周部と連設部３２と連結する連結部９０３４ｃと、を有する。平板部９０３４ａは、図７（Ｂ）の破線で囲んだ部分Ｃ１に示すように、端子本体１１の頂上面１１ａに溶接されている。そして、接触部材９０３０は、端子本体１１に溶接された平板部９０３４ａを中心にして傾斜するようになっている。
この比較例の組立工程では、比較的面積の小さい端子本体１１の頂上面１１ａを平板部９０３４ａに溶着するという高い精度が要求される工程が含まれるため製造に手間を要する。
これに対して、本実施の形態に係るプレスフィット端子１００では、開いた状態の２つの脚片３６ａ、３６ｂの間にピン部１０の主片１２が配置された状態で２つの脚片３６ａ、３６ｂを閉じてから加熱する熱かしめを行うだけで、固定部３６をピン部１０の主片１２に固定できる。従って、比較例に比べて簡単にプレスフィット端子１００を製造できる。
以上説明したように、本実施形態に係るプレスフィット端子１００によれば、可撓部３７が撓むことにより、複数の接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体が固定部３６を中心にして揺動可能となっている。これにより、プレスフィット端子１００が、貫通ビア３０１に中心軸Ｊ２が端子本体１１の中心軸Ｊ１からずれた状態で挿入された場合に複数の接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体が上記ずれを相殺する方向へ傾斜する。従って、貫通ビア３０１の電極３０２に対する複数の接触片３１それぞれの押圧力が均一化されるので、プレスフィット端子１００と貫通ビア３０１との間に隙間が発生しにくくなり電気的な接続不良が発生しにくい。
更に、本実施の形態に係る固定部３６は、ピン部１０の主片１２を挟持する２つの脚片を有する。そして、開いた状態の２つの脚片３６ａ、３６ｂの間にピン部１０の主片１２が配置された状態で２つの脚片３６ａ、３６ｂを閉じてから加熱する熱かしめを行うだけで、固定部３６をピン部１０の主片１２に固定できる。従って、プレスフィット端子１００が比較的簡単に組み立てられるという利点がある。
また、本実施の形態に係るプレスフィット端子１００は、端子本体１１を備える。そして、複数の接触片３１および連設部３２、３３は、端子本体１１の中心軸Ｊ１周りで端子本体１１を囲繞するように配置されている。そして、複数の接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体がある程度傾くと、端子本体１１が連設部３２や接触片３１の一部に当接する。従って、複数の接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体が過度に傾くことが防止される。
更に、本実施の形態に係るプレスフィット端子１００は、端子本体１１の中心軸Ｊ１周りで端子本体１１を囲繞するように配置され接触片３１と一体に設けられた連設部３２を備える。これにより、複数の接触片３１は、それらの長手方向における両端部が連設部３２、３３により補強され、塑性変形しにくくなるという利点がある。また、接触片３１は、長手方向における中央部が折曲した形状を有し、長手方向における中央部が長手方向における両端部よりも端子本体１１から離れて位置するように配置されている。これにより、複数の接触片３１は、貫通ビア３０１の電極３０２に接触する。
（変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、図８に示すように、端子本体２０１１の長さＬ２２が接触片３１および連設部３３の長さＬ１よりも短いものであってもよい。或いは、図９に示すような端子本体が省略された構成であってもよい。ここで、連設部３３は、可撓部３７を介して固定部３６に連結されている。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、図８に示すように、端子本体２０１１の長さＬ２２が接触片３１および連設部３３の長さＬ１よりも短いものであってもよい。或いは、図９に示すような端子本体が省略された構成であってもよい。ここで、連設部３３は、可撓部３７を介して固定部３６に連結されている。
本構成によれば、可撓部３７の可撓範囲を大きくすることができるので、複数の接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体をより大きく傾けることができる。従って、端子本体２０１１の中心軸Ｊ１と貫通ビア３０１の中心軸Ｊ２とが大きくずれている場合でも複数の接触片３１、連設部３２、３３および頭部３４全体が傾斜することによりずれが相殺される。
前述の実施の形態では、連設部３２および頭部３４を有する接触部材３０について説明した。但し、接触部材は連設部３２および頭部３４を有する構成に限定されるものではない。例えば図１０に示すプレスフィット端子３１００のように、連設部３２および頭部３４が無い接触部材３０３０を備える構成であってもよい。本構成によれば、接触部材３０３０の構成の簡素化を図ることができる。
前述の実施の形態では、開いた状態の２つの脚片３６ａ、３６ｂの間にピン部１０の主片１２が配置された状態で２つの脚片３６ａ、３６ｂを閉じてから加熱する熱かしめを行うことにより、２つの脚片３６ａ、３６ｂでピン部１０が挟持される例について説明した。しかしながら、これに限らず、熱溶着、超音波溶着、レーザ溶着、高周波溶着等、熱かしめとは異なる方法で、固定部３６は、ピン部１０に固定されていてもよい。
前述の実施の形態のプレスフィット端子１００について、その可撓部３７がバネから構成されていてもよい。このバネとしては、板バネやコイルバネが挙げられる。
前述の実施の形態では、連設部３２、３３が、接触片３１と同一の金属から形成されている例について説明したが、これに限らず、例えば連設部３２、３３がプラスチック等の金属とは異なる材料から形成されていてもよい。この場合、連設部３３と可撓部３７とを電気的に接続する金属ワイヤ等の導電部材を設ければよい。
以上、本発明の各実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。以下、同様。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態及び変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。
本発明のプレスフィット端子は、大電流が通電される回路基板の貫通ビアに接続される端子として電気電子機器産業分野や自動車産業分野において広く利用される。
１０：ピン部、１１，２０１１：端子本体、１１ａ：頂上面、１１ｂ：先端部、３２ａ，３３ａ，３４ａ，３４ｂ：切欠部、１２：主片、１３：幅広片、１４：接続片、３０，３０３０：接触部材、３１：接触片、３２，３３：連設部、３４：頭部、３６：固定部、３６ａ，３６ｂ：脚片、３６ｃ：連結片、３７：可撓部、１００，２１００，３１００：プレスフィット端子、３００：回路基板、３０１：貫通ビア、３０２：電極、Ｊ１，Ｊ２：中心軸
Claims (3)
- 電極に接触する接触部材を有するプレスフィット端子であって、
前記接触部材は、
前記電極に接触する複数の接触片と、
前記複数の接触片を纏めて支持する連設部と、
ピン部に固定され可撓部を介して前記連設部を支持する固定部と、を備える、
プレスフィット端子。 - 前記固定部は、前記ピン部を挟持する２つの脚片を有する、
請求項１に記載のプレスフィット端子。 - 柱状であり中心軸が前記ピン部の中心軸に一致するように配置されている端子本体を更に備え、
前記接触片および前記連設部は、前記端子本体を前記端子本体の中心軸周りに囲繞するように配置されている、
請求項１または２に記載のプレスフィット端子。
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