JP7413967B2 - プレスフィット端子及びコネクタ装置 - Google Patents

Description

本開示は、プレスフィット端子及びコネクタ装置に関する。

特許文献１は、表裏を貫通する幅のあるスリット部と該スリット部を挟んで対向する二本の梁部材とから構成される接続部を有するプレスフィット端子を開示している。特許文献１では、梁部材の太さが、接続部中心の太さに対して接続部先端側及び接続部後端側の太さが細く形成され、スリット部の長さが、接続部中心から先端側までの長さに対して接続部中心から後端側までの長さが短く形成されている。

特許文献２は、スルーホール内に導入される導入部と、当該導入部に連結され、前記スルーホール内に圧入保持される圧力保持部と、当該圧力保持部に連結された本体部とを有し、前記圧力保持部の中央から前記本体部側及び導入部側に長手方向に延びた開口部が形成されたプレスフィット端子を開示している。特許文献２では、圧力保持部の中央から本体部側の開口部一方端までの長手方向の長さと、圧力保持部の中央から導入部側の開口部他方端までの長手方向の長さとの比が、８０：２２０～１２０：１８０の範囲内に規定されている。

国際公開第２００８／０３８３３１号 特開２００８－１６５９８７号公報

プレスフィット端子は、例えば、挿入力と保持力と接触面積とにより評価される。挿入力とは、スルーホールにプレスフィット端子を挿入するために必要な荷重である。保持力は、スルーホールからプレスフィット端子を引抜くために必要となる荷重である。接触面積は、プレスフィット端子がスルーホールに挿入された状態で、当該プレスフィット端子がスルーホールの内面に接触する面積である。

挿入力が小さければ、プレスフィット端子をスルーホールに挿入し易くなり、また、プレスフィット端子をスルーホールに挿入する際に、基板に与えられるダメージが抑えられる。また、保持力及び接触面積が大きければ、プレスフィット端子が基板に対してしっかりと保持され、かつ、プレスフィット端子と基板に形成された回路との電気的な接続信頼性も向上する。このため、プレスフィット端子に対して、挿入力を小さくし、かつ、保持力と接触面積とを大きくすることが要請されている。

一般的には、挿入力を小さくすることと、保持力と接触面積とを大きくすることとは、相反する要請となる。このため、プレスフィット端子の形状を検討するにあたっては、挿入力と保持力と接触面積とを高い次元でバランスをとるようにすることが重要である。

特に、厚みが大きい板厚０．７５～０．８５ｍｍのプレスフィット端子については、挿入力が大きくなりがちである。挿入力が大きくなりすぎると、基板にダメージが加わる恐れが生じる。このため、厚みが大きい板厚０．７５～０．８５ｍｍのプレスフィット端子については、基板への過大なダメージを抑えることができる範囲で、挿入力と保持力と接触面積とを高い次元でバランスをとるようにすることがより重要となる。

そこで、本開示は、板厚０．７５～０．８５ｍｍのプレスフィット端子に関し、挿入力と保持力と接触面積とを高い次元でバランスをとれるようにすることを目的とする。

本開示のプレスフィット端子は、基板に形成されたスルーホール内に圧入されるプレスフィット端子であって、アイホールを隔てて対向する２つの接触片を含むプレスフィット部を備え、前記２つの接触片のそれぞれは、互いに平行な平行部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きに延びる前ばね部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きとは逆向きに延びる後ばね部とを含み、前記プレスフィット部の厚みは、０．７５mm以上０．８５mm以下であり、前記プレスフィット部について、下記条件で算出される前側ばね強さをＧ_１［ｍｍ^３］、後側ばね強さをＧ_２［ｍｍ^３］としたとき、Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０以上、０．０８０以下であり、さらに、前記プレスフィット部の挿入方向に対する前記前ばね部の傾きをθとしたとき、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２４以上、０．００７０以下である、プレスフィット端子である。
［条件］
・前記プレスフィット端子が挿入される向きを前向きとし、挿入される向きと逆向きを後ろ向きとする。
・前記アイホールの前端から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準とし、前記アイホールの後端から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準とする。
・前記前基準における前記前ばね部の内縁から前記前ばね部の外縁に対して垂直な前基準面を仮定し、この前基準面における前記前ばね部の断面二次モーメントをＩ_１［ｍｍ^４］とする。
・前記後基準における前記後ばね部の内縁から前記後ばね部の外縁に対して垂直な後基準面を仮定し、この後基準面における前記後ばね部の断面二次モーメントをＩ_２［ｍｍ^４］とする。
・前記前基準面と前記前ばね部の外縁との交点から前記前基準面に対して垂直な方向に延長した直線と前記平行部の外縁に沿って延長した直線との交点から前記アイホールの前端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_１［ｍｍ］とする。
・前記後基準面と前記後ばね部の外縁との交点から前記後基準面に対して垂直な方向に延長した直線と前記平行部の外縁に沿って延長した直線との交点から前記アイホールの後端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_２［ｍｍ］とする。
・前記前側ばね強さＧ_１をＩ_１／Ｌ_１［ｍｍ^３］とし、前記後側ばね強さＧ_２をＩ_２／Ｌ_２［ｍｍ^３］とする。

本開示によれば、板厚０．７５～０．８５ｍｍのプレスフィット端子に関し、挿入力と保持力と接触面積とを高い次元でバランスをとることができる。

図１は実施形態に係るプレスフィット端子を示す正面図である。 図２はプレスフィット部がスルーホールに挿入される状態を示す説明図である。 図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図４は他のプレスフィット端子を示す断面図である。 図５は前基準面における前ばね部の断面形状を示す説明図である。 図６はコネクタ装置を示す概略図である。 図７はプレスフィット端子の評価結果を示す図である。 図８はプレスフィット端子の評価結果を示す図である。

［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。

本開示のプレスフィット端子は、次の通りである。

（１）基板に形成されたスルーホール内に圧入されるプレスフィット端子であって、アイホールを隔てて対向する２つの接触片を含むプレスフィット部を備え、前記２つの接触片のそれぞれは、互いに平行な平行部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きに延びる前ばね部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きとは逆向きに延びる後ばね部とを含み、前記プレスフィット部の厚みは、０．７５mm以上０．８５mm以下であり、前記プレスフィット部について、下記条件で算出される前側ばね強さをＧ_１［ｍｍ^３］、後側ばね強さをＧ_２［ｍｍ^３］としたとき、Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０以上、０．０８０以下であり、さらに、前記プレスフィット部の挿入方向に対する前記前ばね部の傾きをθとしたとき、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２４以上、０．００７０以下である、プレスフィット端子である。
［条件］
・前記プレスフィット端子が挿入される向きを前向きとし、挿入される向きと逆向きを後ろ向きとする。
・前記アイホールの前端から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準とし、前記アイホールの後端から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準とする。
・前記前基準における前記前ばね部の内縁から前記前ばね部の外縁に対して垂直な前基準面を仮定し、この前基準面における前記前ばね部の断面二次モーメントをＩ_１［ｍｍ^４］とする。
・前記後基準における前記後ばね部の内縁から前記後ばね部の外縁に対して垂直な後基準面を仮定し、この後基準面における前記後ばね部の断面二次モーメントをＩ_２［ｍｍ^４］とする。
・前記前基準面と前記前ばね部の外縁との交点から前記前基準面に対して垂直な方向に延長した直線と前記平行部の外縁に沿って延長した直線との交点から前記アイホールの前端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_１［ｍｍ］とする。
・前記後基準面と前記後ばね部の外縁との交点から前記後基準面に対して垂直な方向に延長した直線と前記平行部の外縁に沿って延長した直線との交点から前記アイホールの後端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_２［ｍｍ］とする。
・前記前側ばね強さＧ_１をＩ_１／Ｌ_１［ｍｍ^３］とし、前記後側ばね強さＧ_２をＩ_２／Ｌ_２［ｍｍ^３］とする。

このプレスフィット端子によると、Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０以上、０．０８０以下であり、さらに、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２４以上、０．００７０以下であるため、厚みが０．７５mm以上０．８５mm以下であるプレスフィット端子について、挿入力と保持力と接触面積とを高い次元でバランスをとることができる。

（２）（１）のプレスフィット端子であって、Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０以上、０．０６０以下であり、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２８以上、０．００６０以下であってもよい。厚みが０．７５mm以上０．８５mm以下であるプレスフィット端子について、挿入力と保持力と接触面積とをさらに高い次元でバランスをとることができる。

（３）（１）又は（２）のプレスフィット端子であって、前記プレスフィット部の厚みは、０．８mmであってもよい。

（４）（１）又は（２）のプレスフィット端子であって、前記前ばね部の外縁は、前に向うにつれて前記プレスフィット部の幅方向内側に向うように傾斜し、前記後ばね部の外縁は、後ろに向うにつれて前記プレスフィット部の幅方向内側に向うように傾斜していてもよい。これにより、前ばね部及び後ばね部が変形し易くなる。

（５）（１）から（４）のいずれか１つのプレスフィット端子であって、前記平行部の外向き部分が、前記挿入方向に沿って見て弧状形状に形成されていてもよい。これにより、平行部とスルーホールの内周面との接触面積が大きくなる。

（６）（５）のプレスフィット端子を含むコネクタと、スルーホールが形成された基板と、を備え、前記プレスフィット端子の前記プレスフィット部が前記スルーホールに圧入され、前記挿入方向に沿って見て、前記平行部の外向き部分の曲率半径が、前記スルーホールの内周半径と同じか小さい、コネクタ装置とされていてもよい。これにより、平行部とスルーホールの内周面との接触面積が大きくなる。

［本開示の実施形態の詳細］
本開示のプレスフィット端子及びコネクタ装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ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。

[実施形態]
以下、実施形態に係るプレスフィット端子について説明する。図１はプレスフィット端子２０を示す正面図である。図２はプレスフィット部３０がスルーホール１３に挿入される状態を示す説明図である。図２ではスルーホール１３に挿入される前のプレスフィット端子２０及びスルーホール１３に挿入されたプレスフィット端子２０が示されている。図３は図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。

プレスフィット端子２０は、基板１２に形成されたスルーホール１３内に圧入される端子である。ここで、基板１２は、ガラスエポキシ板等の絶縁板等によって形成されている。基板１２には、表裏に貫通するスルーホール１３が形成されている。スルーホール１３は、円形の孔である。スルーホール１３は、四角い孔等であってもよい。スルーホール１３の内面には、銅等の金属による導電層１３ｆが形成される。プレスフィット端子２０がスルーホール１３に圧入された状態で、プレスフィット端子２０が導電層１３ｆに接触して、当該導電層１３ｆに電気的に接続される。導電層１３ｆは、基板１２の表面等に形成された回路に接続されていてもよい。

プレスフィット端子２０は、銅、銅合金等の金属によって形成される。プレスフィット端子２０は、例えば、金属板をプレス加工することによって形成されてもよい。プレスフィット端子２０の表面には、錫、錫合金等のめっきが形成されてもよい。

プレスフィット端子２０は、プレスフィット部３０を備える。本実施形態では、プレスフィット部３０の一端部に先端部２２が連なり、プレスフィット部３０の他端部に基端部２６が連なる。先端部２２は、プレスフィット端子２０がスルーホール１３に挿入される際に、最初にスルーホール１３に挿入される部分である。基端部２６は、スルーホール１３側の導電層１３ｆの電気的な接続先となる部分が連なる部分である。後述する図６に示す例では、基端部２６はコネクタ端子部５４に連なる。プレスフィット部３０が挿入される向きを前向き、挿入される向きとは逆向きを後ろ向きとする。

プレスフィット部３０は、先端部２２と基端部２６との間に設けられる部分である。プレスフィット部３０の幅Ｗ２（ここでは最大幅）は、先端部２２の幅Ｗ１よりも大きく、さらに、スルーホール１３の径φよりも大きい。このため、プレスフィット部３０は、スルーホール１３の内周面に対して接触することができる。プレスフィット部３０は、スルーホール１３の内周面に対する接触状態を保つことで、導電層１３ｆに対して電気的な接続を得るための部分であると把握されてもよい。

より具体的には、プレスフィット端子２０は、全体として直線状に延びる細長い板状に形成されている。

先端部２２は、先端側に向けて徐々に細幅となる先細り形状部分を含む。先細り形状部分の存在により、プレスフィット端子２０がスルーホール１３内に容易に挿入される。先端部は、同幅部分が連続する長方形板状部分を含んでもよい。この場合、長方形板状部分より先端側に先細り形状部分が形成されていてもよい。先端部２２は、スルーホール１３の内周面に対して隙間をあけた状態でスルーホール１３に挿入され得る。

基端部２６は、同幅部分が連続する長方形板状部分を含む。この長方形板状部分の両側の縁は互いに平行である。基端部２６の幅は、プレスフィット部３０の幅Ｗ２よりも小さい。基端部は、長方形板状でなくてもよい。例えば、基端部はプレスフィット部に向けて徐々に狭くなる又は広くなる形状であってもよい。基端部は、プレスフィット部の幅よりも大きい部分を有していてもよい。

プレスフィット部３０は、先端部２２と基端部２６との間に設けられる。プレスフィット部３０は、アイホール（eye hole）３１を隔てて対向する２つの接触片３４を含む。アイホール３１は、先端部２２と基端部２６とを結ぶ方向に細長い孔である。アイホール３１の形状としては、具体的には、真円、オーバル形状、正方形、長方形等が挙げられる。アイホール３１は、プレスフィット端子が挿入される方向に細長いことが好ましい。接触片３４は、細長い板状に形成されている。２つの接触片３４の一端部は、先端部２２に連なっている。２つの接触片３４の他端部は、基端部２６に連なっている。

２つの接触片３４のそれぞれは、平行部３６と、前ばね部３５と、後ばね部３７とを備える。

２つの接触片３４のそれぞれの平行部３６は、互いに平行に並んでいる。より具体的には、２つの平行部３６の外縁３６ａが、前後方向に沿って直線状に、かつ、互いに平行に並ぶ。２つの平行部３６の内縁も、前後方向に沿って直線状に、かつ、互いに平行に並んでいてもよい。もっとも、アイホール３１の形状によっては、２つの平行部３６の内縁の一部又は全部が曲線を描くこともあり得る。

前ばね部３５は、平行部３６からプレスフィット端子２０が挿入される向き（前向き）に延びる部分である。前ばね部３５は、プレスフィット部３０がスルーホール１３に挿入される際に、平行部３６よりも容易に変形する部分である。前ばね部３５の外縁３５ａは、前に向うにつれてプレスフィット部３０の幅方向内側に向うように傾斜している。つまり、前ばね部３５の外縁３５ａは、後端で上記平行部３６の外縁３６ａに連なっており、前に向うに連れて徐々にプレスフィット部３０の幅方向内側に向い、前端で先端部２２の外縁に連なる。

前ばね部３５の外縁３５ａは、全体が直線状であってもよいし、全体が曲線であってもよいし、直線と曲線とが複合した形状であってもよい。前ばね部３５の外縁３５ａと平行部３６の外縁３６ａとは、曲線をなして連なってもよいし、角をなして連なってもよい。ここでは、前ばね部３５の外縁３５ａと平行部３６の外縁３６ａとは、外向きに凸となる曲線をなして連なっている。前ばね部３５の外縁３５ａと先端部２２の外縁とは、曲線をなして連なってもよいし、角をなして連なってもよいし、直線的に連なっていてもよい。ここでは、前ばね部３５の外縁３５ａは、先端部２２の外縁に直線的に連なっている。

後ばね部３７は、平行部３６からプレスフィット端子２０が挿入される向きとは逆向き（後ろ向き）に延びる部分である。後ばね部３７は、プレスフィット部３０がスルーホール１３に挿入される際に、平行部３６よりも容易に変形する部分である。平行部３６の前後で、前ばね部３５及び後ばね部３７が容易に変形することで、平行部３６が大きく傾かずに内側に変位することができる。後ばね部３７の外縁３７ａは、後ろに向うにつれてプレスフィット部３０の幅方向内側に向うように傾斜している。つまり、後ばね部３７の外縁３７ａは、前端で上記平行部３６の外縁３６ａに連なっており、後ろに向うに連れて徐々にプレスフィット部３０の幅方向内側に向い、後端で基端部２６の外縁に連なる。

後ばね部３７の外縁３７ａは、全体が直線状であってもよいし、全体が曲線であってもよいし、直線と曲線とが複合した形状であってもよい。後ばね部３７の外縁３７ａと平行部３６の外縁３６ａとは、曲線をなして連なってもよいし、角をなして連なってもよい。同様に、後ばね部３７の外縁３７ａと基端部２６の外縁とは、曲線をなして連なってもよいし、角をなして連なってもよい。ここでは、後ばね部３７の外縁３７ａの中間部が直線をなし、その両端側部分が曲線をなしている。

プレスフィット端子２０の挿入方向に沿って見て、平行部３６の外向き部分は、外向きに凸となる弧状面３６ｆに形成されている。平行部３６の外向き部分は、弧状面３６ｆに形成されていれば、当該弧状面３６ｆがスルーホール１３の内周面に対して大きい面積で接触することが期待される。

この弧状面３６ｆの曲率半径ｒは、プレスフィット端子２０が挿入されるスルーホール１３の内周半径（φ／２）と同じか、当該内周半径（φ／２）よりも小さいことが好ましい。弧状面３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）と同じであれば、弧状面３６ｆの全体がスルーホール１３の内周面に接触することが期待される。なお、弧状面３６ｆの曲率半径ｒとスルーホール１３の内周半径（φ／２）とが同じとは、製造誤差範囲で同じである場合を含んでもよい。例えば、弧状面３６ｆの曲率半径ｒはスルーホール１３の内周半径（φ／２）に対して±２０％以内の誤差範囲内で同じであってもよい。また、弧状面の曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）よりも小さい場合でも、弧状面１３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）より大きい場合と比較して、弧状面３６ｆの中央の曲面部分が大きい面積でスルーホール１３の内周面に接触することが期待される（図３の範囲Ｅ１参照）。例えば、図４に示すように、弧状面１３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）より大きければ、弧状面１３６ｆの両縁部分が上記の場合よりも小さい面積でスルーホール１３の内周面に接触することが想定されるからである（図４の丸囲み部分Ｅ２参照）。弧状面の曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）よりも小さいとしても、弧状面の曲率半径ｒは、スルーホール１３の内周半径（φ／２）に対して７０％以上であることが好ましい。

前ばね部３５及び後ばね部３７の外向き部分も上記と同様に弧状面に形成されている。

プレスフィット端子２０の挿入方向に沿って見て、平行部３６、前ばね部３５及び後ばね部３７の外向き部分が上記形状に形成されていることは必須では無い。例えば、平行部３６、前ばね部３５及び後ばね部３７の外向き部分は、平面に形成されていてもよい。また、図４に示すように、弧状面１３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の内周半径（φ／２）よりも大きい場合を排除するものではない。

プレスフィット部３０の厚みは、０．７５ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下に形成されている。好ましくは、プレスフィット部３０の厚みは、０．８ｍｍである。ここで、厚みが０．８ｍｍとは、当業者の技術常識から理解されるように、製造誤差範囲内のものを含む。製造誤差は、例えば、０．８ｍｍ±４０μｍである。

このように、プレスフィット部３０の厚みが０．７５ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下と厚い場合、それよりも薄いプレスフィット部に適用されている形状そのまま又は相似形状として適用したプレスフィット端子を形成すると、スルーホールへの挿入力が過大になることが考えられる。プレスフィット部の厚み増加分がそのまま挿入力の増大に繋がるためである。一方、基板自体は、必ずしもプレスフィット部の厚み増大に応じて補強されたり、強度にすぐれたものが使用されたりするわけではない。このため、プレスフィット部３０の厚みが０．７５ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下と厚い場合には、基板への過大なダメージを抑えることができる範囲で、挿入力と保持力と接触面積とを高い次元でバランスをとるようにすることがより重要となる。

かかる観点から、プレスフィット部３０に関し、各部の大きさ、形状は、以下の構成とされている。

まず、プレスフィット部３０について、下記条件で算出される前側ばね強さをＧ_１［ｍｍ^３］、後側ばね強さをＧ_２［ｍｍ^３］としたとき、Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０以上、０．０８０以下である。

また、プレスフィット部３０の挿入方向に対する前ばね部３５の傾きをθとしたとき、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２４以上、０．００７０以下である。

［条件］
まず、アイホール３１の前端から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準ＳＦとする。図１において、前基準ＳＦは、前後方向に対して直交する直線として示される。同様に、アイホール３１の後端から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準ＳＲとする。図１において、後基準ＳＲは、前後方向に対して直交する直線として示される。

前基準ＳＦにおける前ばね部３５の内縁から前ばね部３５の外縁３５ａに対して垂直な前基準面ＴＦを仮定する。ここで、前ばね部３５の外縁３５ａに対して垂直な前基準面ＴＦとは、プレスフィット部３０をその厚み方向に沿って見た場合に観察され得る前ばね部３５の外縁３５ａに対して垂直な前基準面ＴＦを意味する。この前基準面ＴＦにおける前ばね部３５の断面二次モーメントをＩ_１［ｍｍ^４］とする。

同様に、前記後基準ＳＲにおける後ばね部３７の内縁から後ばね部３７の外縁３７ａに対して垂直な後基準面ＴＲを仮定し、この後基準面ＴＲにおける後ばね部３７の断面二次モーメントをＩ_２［ｍｍ^４］とする。

さらに、プレスフィット部３０をその厚み方向に沿った方向で観察した正面視において、前基準面ＴＦと前ばね部３５の外縁３５ａとの交点から前基準面ＴＦに対して垂直な方向に直線Ｍ１を延長する。また、平行部３６の外縁３６ａに沿って直線Ｍ２を延長する。直線Ｍ１と直線Ｍ２との交点Ｐ１からアイホール３１の前端までのプレスフィット部３０の前記挿入方向の長さをＬ_１［ｍｍ］とする。同様に、プレスフィット部３０の正面視において、後基準面ＴＲと後ばね部３７の外縁３７ａとの交点から後基準面ＴＲに対して垂直な方向に直線Ｎ１を延長する。直線Ｎ１と平行部３６の外縁３６ａに沿って延長された直線Ｎ２（Ｍ２）との交点Ｐ２からアイホール３１の後端までのプレスフィット部３０の前記挿入方向の長さをＬ_２［ｍｍ］とする。

そして、前側ばね強さＧ_１をＩ_１／Ｌ_１［ｍｍ^３］とし、後側ばね強さＧ_２をＩ_２／Ｌ_２［ｍｍ^３］と定義する。

［断面二次モーメントについて］
断面二次モーメントは、断面形状に応じた部材の変形のし難さを表す量である。上記前基準面ＴＦ、後基準面ＴＲにおける断面二次モーメントは、例えば、次のようにして求められ得る。

前基準面ＴＦにおける前ばね部３５の断面形状は、例えば、図５に示すように、長方形状の第１部分Ａと、円の一部を直線でカットした第２部分Ｂとを合成した形状である。このため、前基準面ＴＦにおける断面二次モーメントは、第１部分Ａの断面二次モーメントと、第２部分Ｂの断面二次モーメントとの和であると考えることができる。

この断面形状において、プレスフィット部３０の厚みをｔ[ｍｍ]、プレスフィット部３０の外向き部分の曲率半径をｒ[ｍｍ]、アイホール３１側の内向き部分から外向き部分までの寸法をばね厚みｈ[ｍｍ]とすると、前基準面ＴＦにおける断面二次モーメントは、下記式により算出される。

なお、上記式において、Ｉａは第１部分Ａの断面二次モーメントであり、Ｉｂは第２部分Ｂの断面二次モーメントである。また、Ｓａは第１部分Ａの断面積であり、Ｓｂは第２部分Ｂの断面積である。さらに、ｙａは第１部分Ａの中立軸の位置であり、ｙｂは第２部分Ｂの中立軸の位置であり、ｙは第１部分Ａと第２部分Ｂとを合わせた全体の中立軸の位置である。

後基準面ＴＲにおける断面二次モーメントについても、上記と同様に求められ得る。

上記断面二次モーメントの求め方は一例である。前基準面ＴＦにおける前ばね部３５の断面形状、後基準面ＴＲにおける後ろばね部３７の断面形状等に基づく計算方法によって、断面二次モーメントが求められ得る。

このように構成されたプレスフィット端子２０によると、Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０［ｍｍ^３］以上、０．０８０［ｍｍ^３］以下であり、さらに、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２４以上、０．００７０以下であるため、厚みが０．７５mm以上０．８５mm以下であるプレスフィット端子２０について、挿入力と保持力と接触面積とを高い次元でバランスをとることができる。

このようなプレスフィット端子２０は、振動が加わる箇所に設けられる場合、電力供給箇所においてプレスフィット端子２０を基板１２にしっかりと保持したい場合等において、好適に用いられ得る。

上記プレスフィット端子２０において、Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０［ｍｍ^３］以上、０．０６０［ｍｍ^３］以下であり、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２８以上、０．００６０以下であってもよい。これにより、厚みが０．７５mm以上０．８５mm以下であるプレスフィット端子２０について、挿入力と保持力と接触面積とをさらに高い次元でバランスをとることができる。

また、前ばね部３５の外縁３５ａは、前に向うにつれてプレスフィット部３０の幅方向内側に向うように傾斜し、後ばね部３７の外縁３７ａは、後ろに向うにつれてプレスフィット部３０の幅方向内側に向うように傾斜している。このため、プレスフィット端子２０をスルーホール１３に圧入すると、平行部３６に対して傾斜する外縁３５ａ、３７ａを有する前ばね部３５及び後ばね部３７が存在することによって、プレスフィット部３０が容易に変形できる。

また、平行部３６の外向き部分が弧状面３６ｆに形成されているため、平行部３６がスルーホール１３の内周面に大きい面で接触し易くなり、接触面積をより大きくできる。

特に、弧状面３６ｆの曲率半径ｒがスルーホール１３の半径と同じか小ければ、弧状面３６ｆの中央部が比較的大きい面積でスルーホール１３の内周面に接触し易くなり、接触面積をより大きくできる。

図６は上記プレスフィット端子２０が基板１２に圧入されたコネクタ装置５０を示す図である。コネクタ装置５０は、基板１２と、コネクタ６０とを備える。コネクタ６０は、上記プレスフィット端子２０を含む。図６では、プレスフィット端子２０の基端部２６にコネクタ端子部５４が一体的に繋がっている。コネクタ端子部５４は、基端部２６に対して曲った状態（ここでは直角に曲った状態）で連なっている。コネクタ端子部５４は、基端部２６に対して直線的に連なっていてもよい。プレスフィット端子２０のうち基端部及びコネクタ端子部５４は、コネクタ６０のコネクタハウジング６１内に組込まれている。基端部はコネクタハウジング６１から出ていてもよい。コネクタ端子部５４は、コネクタハウジング６１内の空間の底から開口に向けて突出するように配置される。ここでは、コネクタハウジング６１には、複数のプレスフィット端子２０が組込まれている。このため、コネクタハウジング６１内には、複数のコネクタ端子部５４が間隔をあけて立並ぶ。また、コネクタハウジング６１の外面から複数のプレスフィット端子２０が突出する。そして、コネクタハウジング６１の外面から突出する複数のプレスフィット端子２０が同時に複数のスルーホール１３に圧入される。複数のプレスフィット端子２０が複数のスルーホール１３に圧入された状態で、コネクタ６０が基板１２に実装固定される。コネクタ６０が基板１２に実装固定された物は、コネクタ付基板１０と称されてもよい。

ケース５２は、基板１２を収容可能な空間を有する筺状に形成されている。ケース５２には、コネクタハウジング６１を外部に露出させる開口５３が形成されている。コネクタハウジング６１が開口５３内に配設された状態で、基板１２がケース５２内に固定される。ケース５２内における基板１２の固定は、ネジ止構造、嵌め込み構造、それらの複合構造等が利用され得る。

上記のようなコネクタ装置５０において、厚みが０．７５mm以上０．８５mm以下であるプレスフィット部３０が、過大な挿入力を要することなく、スルーホール１３に挿入されるため、基板１２にダメージを与えることが抑制される。また、挿入後において、保持力及び接触面積も良好なものとされているため、プレスフィット部３０が基板１２にしっかりと保持され、かつ、プレスフィット端子２０と基板１２の回路との電気的な接続信頼性も良好なものとすることができる。

また、平行部３６の外向き部分の曲率半径ｒが、スルーホール１３の内周半径と同じか小さければ、プレスフィット部３０とスルーホール１３の内周面との接触面積が大きくなる。

［実施例］
本実施例では、上記実施形態で説明したプレスフィット端子２０を前提として、Ｇ（Ｇ_１＋Ｇ_２）及びＧ_１ｔａｎθを変化させた例Ａ１－Ａ４、Ｂ１－Ｂ５、Ｃ１－Ｃ５、Ｄ１－Ｄ４について、挿入力、保持力、及び、接触面積の評価が説明される。評価は、有限要素法を用いたＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析により導きだされた。

例Ａ１－Ａ４のＧ（Ｇ_１＋Ｇ_２）は０．０７７であり、例Ｂ１－Ｂ５のＧ（Ｇ_１＋Ｇ_２）は０、０５２であり、例Ｃ１－Ｃ５のＧ（Ｇ_１＋Ｇ_２）は０．０３３であり、例Ｄ１－Ｄ４のＧ（Ｇ_１＋Ｇ_２）は０．０２７である。それぞれの例Ａ１－Ａ４、Ｂ１－Ｂ５、Ｃ１－Ｃ５、Ｄ１－Ｄ４の群において、Ｇ_１ｔａｎθの値が変えられている。なお、プレスフィット端子２０の厚みは、０．８ｍｍであり、スルーホール１３の径φは１．４５ｍｍである。

図７及び図８に評価結果が示される。同図に示すように、Ｇ（Ｇ_１＋Ｇ_２）が０．０３０以上、０．０８０以下であり、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２４以上、０．００７０以下である例Ａ１、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の場合において、挿入力と保持力と接触面積とを高い次元でバランスをとることができていることがわかる。例えば、挿入力１０４．８Ｎ以下、保持力４２．４Ｎ以上、接触面積１．０１ｍｍ^２ 以上を実現できていることがわかる。

また、Ｇ（Ｇ_１＋Ｇ_２）が０．０３０以上、０．０６０以下であり、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２８以上、０．００６０以下である例Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５の場合において、挿入力と保持力と接触面積とをさらに高い次元でバランスをとることができていることがわかる。例えば、挿入力１００．１Ｎ以下、保持力４３．４Ｎ以上、接触面積１．０１ｍｍ^２ 以上を実現できていることがわかる。

なお、上記実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。

１０ コネクタ付基板
１２ 基板
１３ スルーホール
１３ｆ 導電層
２０ プレスフィット端子
２２ 先端部
２６ 基端部
３０ プレスフィット部
３１ アイホール
３４ 接触片
３５ 前ばね部
３５ａ 外縁
３６ 平行部
３６ａ 外縁
３６ｆ、１３６ｆ 弧状面
３７ 後ばね部
３７ａ 外縁
５０ コネクタ装置
５２ ケース
５３ 開口
５４ コネクタ端子部
６０ コネクタ
６１ コネクタハウジング
Ａ 第１部分
Ｂ 第２部分
ＴＦ 前基準面
ＴＲ 後基準面

Claims (6)

1. 基板に形成されたスルーホール内に圧入されるプレスフィット端子であって、
   アイホールを隔てて対向する２つの接触片を含むプレスフィット部を備え、
   前記２つの接触片のそれぞれは、互いに平行な平行部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きに延びる前ばね部と、前記平行部から前記プレスフィット部が挿入される向きとは逆向きに延びる後ばね部とを含み、
   前記プレスフィット部の厚みは、０．７５mm以上０．８５mm以下であり、
   前記プレスフィット部について、下記条件で算出される前側ばね強さをＧ_１［ｍｍ^３］、後側ばね強さをＧ_２［ｍｍ^３］としたとき、Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０以上、０．０８０以下であり、
   さらに、前記プレスフィット部の挿入方向に対する前記前ばね部の傾きをθとしたとき、Ｇ_１ｔａｎθが０．００２４以上、０．００７０以下である、プレスフィット端子。
   ［条件］
   ・前記プレスフィット端子が挿入される向きを前向きとし、挿入される向きと逆向きを後ろ向きとする。
   ・前記アイホールの前端から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準とし、前記アイホールの後端から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準とする。
   ・前記前基準における前記前ばね部の内縁から前記前ばね部の外縁に対して垂直な前基準面を仮定し、この前基準面における前記前ばね部の断面二次モーメントをＩ_１［ｍｍ^４］とする。
   ・前記後基準における前記後ばね部の内縁から前記後ばね部の外縁に対して垂直な後基準面を仮定し、この後基準面における前記後ばね部の断面二次モーメントをＩ_２［ｍｍ^４］とする。
   ・前記前基準面と前記前ばね部の外縁との交点から前記前基準面に対して垂直な方向に延長した直線と前記平行部の外縁に沿って延長した直線との交点から前記アイホールの前端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_１［ｍｍ］とする。
   ・前記後基準面と前記後ばね部の外縁との交点から前記後基準面に対して垂直な方向に延長した直線と前記平行部の外縁に沿って延長した直線との交点から前記アイホールの後端までの前記プレスフィット部の挿入方向の長さをＬ_２［ｍｍ］とする。
   ・前記前側ばね強さＧ_１をＩ_１／Ｌ_１［ｍｍ^３］とし、前記後側ばね強さＧ_２をＩ_２／Ｌ_２［ｍｍ^３］とする。
2. 請求項１に記載のプレスフィット端子であって、
   Ｇ_１＋Ｇ_２が０．０３０以上、０．０６０以下であり、
   Ｇ_１ｔａｎθが０．００２８以上、０．００６０以下である、プレスフィット端子。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプレスフィット端子であって、
   前記プレスフィット部の厚みは、０．８mmである、プレスフィット端子。
4. 請求項１又は請求項２に記載のプレスフィット端子であって、
   前記前ばね部の外縁は、前に向うにつれて前記プレスフィット部の幅方向内側に向うように傾斜し、
   前記後ばね部の外縁は、後ろに向うにつれて前記プレスフィット部の幅方向内側に向うように傾斜する、プレスフィット端子。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプレスフィット端子であって、
   前記平行部の外向き部分が、前記挿入方向に沿って見て弧状形状に形成されている、プレスフィット端子。
6. 請求項５に記載のプレスフィット端子を含むコネクタと、
   スルーホールが形成された基板と、
   を備え、
   前記プレスフィット端子の前記プレスフィット部が前記スルーホールに圧入され、
   前記挿入方向に沿って見て、前記平行部の外向き部分の曲率半径が、前記スルーホールの内周半径と同じか小さい、コネクタ装置。

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