(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】5692346
(24)【登録日】2015年2月13日
(45)【発行日】2015年4月1日
(54)【発明の名称】プレスフィット用コネクタ端子およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01R 12/58 20110101AFI20150312BHJP
H01R 43/16 20060101ALI20150312BHJP
【FI】
H01R12/58
H01R43/16
【請求項の数】5
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2013-259436(P2013-259436)
(22)【出願日】2013年12月16日
【審査請求日】2013年12月16日
(73)【特許権者】
【識別番号】592028846
【氏名又は名称】第一精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099508
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 久
(74)【代理人】
【識別番号】100093285
【弁理士】
【氏名又は名称】久保山 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100182567
【弁理士】
【氏名又は名称】遠坂 啓太
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 隆吉
(72)【発明者】
【氏名】八木 境
(72)【発明者】
【氏名】武田 拓也
【審査官】
武山 敦史
(56)【参考文献】
【文献】
特開2013−065543(JP,A)
【文献】
特開2004−039262(JP,A)
【文献】
特開2013−196864(JP,A)
【文献】
特開2007−250549(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01R 12/58
H01R 43/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
プリント回路基板のスルーホールに挿入される接触部であって、等厚の金属板から打ち抜き加工により形成される前記接触部を有し、
前記接触部は、前記スルーホールと接触する複数の接触片と、前記複数の接触片を所定間隔ごとに繋げ、前記接触片の接触面を前記スルーホールの内周面に向けた状態とする連設部とから成るプレスフィット用コネクタ端子において、
前記接触片は、前記金属板を加圧して薄板状とすることで幅広板状に形成され、
前記連設部は、前記接触片を延長した前記連設部との交差した位置も薄板状に形成されているプレスフィット用コネクタ端子。
【請求項2】
前記接触片が、一方の板面側から加圧されて、他方の板面を前記連設部の板面の位置に合った段差のない、薄板状に形成された請求項1記載のプレスフィット用コネクタ端子。
【請求項3】
前記連設部が、前記接触片の加圧された一方の板面側を、前記スルーホールの内周面に向けた状態とする請求項2記載のプレスフィット用コネクタ端子。
【請求項4】
前記連設部が、前記接触片の加圧された一方の板面側を、前記スルーホールの中心側に向けた状態とする請求項2記載のプレスフィット用コネクタ端子。
【請求項5】
プリント回路基板のスルーホールに挿入される接触部であって、等厚の金属板から打ち抜き加工により形成される前記接触部が、前記スルーホールと接触する複数の接触片と、前記複数の接触片を所定間隔ごとに繋げ、前記接触片の接触面を前記スルーホールの内周面に向けた状態とする連設部とから成るプレスフィット用コネクタ端子の製造方法において、
前記金属板から前記複数の接触片と前記連設部との輪郭形状を打ち抜く工程と、
前記接触片に対応する位置と、前記接触片を延長した前記連設部との交差した位置とを加圧して薄板状とすることで、前記接触片を幅広板状に形成する工程と、
前記連設部を折り曲げて前記接触部とする工程とを含むプレスフィット用コネクタ端子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント回路基板の導電性のスルーホールに挿入して使用されるプレスフィット用コネクタ端子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プレスフィット用コネクタ端子については、従来、端子接触部断面の形状がニードルアイやC型,N型,Σ型など様々な種類があるが、本発明に関連するものして、特許文献1記載の「プレスフィット用コネクタ端子」が知られている。
【0003】
特許文献1に記載の「プレスフィット用コネクタ端子」は、
図9に示す弾力性を有する1枚の金属板10xに所定の曲げ加工を施すことによって形成されたものであり、
図10に示すように、横断面がU字形状をなすピン部11xおよびその先端側に設けられた中軸部12xと、く字形状をなす複数の接触片13xをその長手方向を中軸部12xの長手方向Lに沿わせ且つ外に凸をなす状態で中軸部12xを囲繞するように配置して形成された接触部14xと、を備えたものである。この接触部14xを構成する複数の接触片13xの先端側および基端側には、それぞれ中軸部12xを包囲する横断面C字形状の連設部15x,16xが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2013−65543号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の「プレスフィット用コネクタ端子」の接触片13xは板ばねとして機能するものであるが、板ばねのばね定数における板厚と板幅との関係は、板厚の3乗に比例すると共に、板幅に比例する。従って、ばね定数は、板厚の変動よりも、板幅の変動の方が、影響が小さい。また、板ばねのたわみ量に影響を与えるプリント回路基板のスルーホール孔径のばらつき量が同じとした場合、接触荷重は、板ばねの板厚の厚い方が薄いものよりも増減量が大きくなる。
これは、プレスフィット用コネクタ端子の接触部が、プリント基板のスルーホールに挿入されるときに、スルーホールの内周面に接触する接触部の接触片の接触荷重を、なるべく高く、かつ所定の範囲内に収めるためには、板厚が薄い方が接触荷重の不安定さを改善できることを示している。
【0006】
しかし、特許文献1に記載の「プレスフィット用コネクタ端子」の接触部14xでは、連設部15x,16xが複数の接触片13xを所定間隔ごとに繋げているため、接触荷重を大きくするために、できるだけ接触片13xの板幅を広くしようとすると、その間隔が狭くなり、金属板10xを打ち抜き加工する際の打ち抜き金型におけるパンチの厚みが薄くなることで、パンチ強度が低下してしまう。従って、接触部14xは、接触片13xの板幅をなるべく広く形成することで接触荷重を高めようとしても、パンチ強度の確保の面から、接触片13xの板幅には限界がある。また、接触片13xの板厚は連設部15x,16xと同じ厚みとなっているため、プリント回路基板におけるスルーホール孔径のばらつきにより接触荷重が不安定となる虞がある。
【0007】
そこで、本発明は、接触片を加圧して薄板状とすることで、プリント回路基板におけるスルーホール孔径の公差(ばらつき)による接触荷重の不安定さを改善することができるプレスフィット用コネクタ端子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のプレスフィット用コネクタ端子は、プリント回路基板のスルーホールに挿入される接触部であって、等厚の金属板から打ち抜き加工により形成される前記接触部を有し、前記接触部は、前記スルーホールと接触する複数の接触片と、前記複数の接触片を所定間隔ごとに繋げ、前記接触片の接触面を前記スルーホールの内周面に向けた状態とする連設部とから成るプレスフィット用コネクタ端子において、前記接触片は、前記金属板を加圧して薄板状とすることで幅広板状に形成され
、前記連設部は、前記接触片を延長した前記連設部との交差した位置も薄板状に形成されていることを特徴とする。
【0009】
本発明のプレスフィット用コネクタ端子によれば、接触片の板厚が加圧により薄板状とすることで幅広板状に形成されているため、板厚が薄くなることによる接触荷重の低下を、板幅を拡げることで抑えつつ、接触荷重をコントロールして所定の範囲内に収めることができるだけでなく、プリント回路基板におけるスルーホール孔径のばらつきによる接触荷重の不安定さを改善することができる。また、金属板を加圧して幅広板状の接触片としているため、一枚の金属板を打ち抜く際には、接触片同士の間のスリットの幅を十分に確保することができる。従って、打ち抜き加工を施す際に、スリットを形成するためのパンチの金型に、十分な厚みが確保できるので、パンチ強度の低下を抑えることができる。
【0010】
前記連設部が、前記接触片を延長した位置も薄板状に形成されている
ため、連設部の薄板状の部分から曲折しやすいため、連設部の長さが短くても、連設部を容易に折り曲げることができる。
【0011】
前記接触片が、一方の板面側から加圧されて、他方の板面を前記連設部の板面の位置に合った段差のない、薄板状に形成されていると、他方の板面S2側の金型を平板状とすることができ、一方の板面S1側から押圧する金型の押圧力により接触片の板厚を決定することができる。従って、接触片の板厚を容易にコントロールすることができる。
【0012】
前記連設部が、前記接触片の加圧された一方の板面側を、前記スルーホールの内周面に向けた状態とすると、接触部の直径が大きく取れ、対向する接触片同士の間隔を幅広く取れるため、スルーホールの内周面に接触したときの接触片の弾性変形の変形幅を大きくすることができる。
【0013】
前記連設部が、前記接触片の加圧された一方の板面側を、前記スルーホールの中心側に向けた状態とすると、接触部の直径を抑えることができるため、小径のスルーホールでも接触部を挿入することができる。
【0014】
本発明のプレスフィット用コネクタ端子は、プリント回路基板のスルーホールに挿入される接触部であって、等厚の金属板から打ち抜き加工により形成される前記接触部が、前記スルーホールと接触する複数の接触片と、前記複数の接触片を所定間隔ごとに繋げ、前記接触片の接触面を前記スルーホールの内周面に向けた状態とする連設部とから成るプレスフィット用コネクタ端子の製造方法において、前記金属板から前記複数の接触片と前記連設部との輪郭形状を打ち抜く工程と、
前記接触片に対応する位置
と、前記接触片を延長した前記連設部との交差した位置とを加圧して薄板状とすることで
、前記接触片を幅広板状に形成する工程と、前記連設部を折り曲げて前記接触部とする工程とを含むプレスフィット用コネクタ端子の製造方法により製造することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明により、打ち抜き加工の際のパンチ強度の低下を抑えて、接触片を打ち抜くことができ、接触片を加圧することで、接触片を幅広板状とすることができる。また、接触片を加圧して薄板状とすることで、プリント回路基板におけるスルーホール孔径のばらつきによる接触荷重の不安定さを改善するプレスフィット用コネクタ端子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】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斜視図である。
【
図2】
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子を
図1と異なる方向から見た斜視図である。
【
図3】
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子の左側面図である。
【
図4】
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子の平面図である。
【
図5A】
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子の材料である金属板の展開した状態の正面図である。
【
図5C】
図5Aに示す金属板の展開した状態の右側面図である。
【
図6】
図5Bに示す金属板の展開した状態の接触部形成領域の拡大図である。
【
図7】
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子をプリント回路基板の導電性スルーホールに挿入する直前の状態を示す一部省略断面図である。
【
図8】
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子をプリント回路基板の導電性スルーホールに挿入した状態を示す一部省略断面図である。
【
図9】従来のプレスフィット用コネクタ端子の材料である金属板の展開図である。
【
図10】
図9に示す金属板を折り曲げて製造された従来のプレスフィット用コネクタ端子の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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は、プリント基板に形成されたスルーホールに挿入されてプリント基板の電気回路と電気的に接続するものである。
図1〜
図4に示すように、プレスフィット用コネクタ端子100は、横断面がU字形状をなすピン部11およびこのピン部11と反対側に設けられた中軸部12と、く字形状をなす複数の接触片13をその長手方向を中軸部12の長手方向に沿わせ且つ外に凸をなす状態で中軸部12を囲繞するように等間隔に配置して形成された接触部14と、を備えている。
【0018】
また、接触部14を構成する弾性片である複数の接触片13の先端側および基端側にはそれぞれ、複数の接触片13を所定間隔ごとに繋げ、環状に折り曲げられて、中軸部12を包囲することで、接触片13の接触面をスルーホールの内周面に向けた状態とする横断面C字形状の連設部15,16が設けられている。接触部14は弾性的に縮径・拡径可能な構造をなしている。
【0019】
接触片13の先端側に位置する連設部15の先端には、先細り形状の傾斜部17が設けられている。ピン部11の長手方向の接触部14寄りの部分には、ピン部11の外周より突出した部分を有するショルダ部18が設けられている。
【0020】
一方、プレスフィット用コネクタ端子100は、
図5Aから
図5Cに示すような、弾力性を有する1枚の金属板10に曲げ加工を施すことによって形成されている。
金属板10は、帯形状のピン部形成領域1と、ピン部形成領域1の先端側に連なるピン部形成領域1の幅1wより広い幅5wを有する略長方形状をなすとともにピン部形成領域1の長手方向と平行な複数のスリット4、片部5cおよび片部5cの両端部をそれぞれ繋ぐ辺縁部5a,5bを有する接触部形成領域5と、接触部形成領域5の先端側に連なる接触部形成領域5の幅5wより狭い幅2wを有する帯形状の中軸部形成領域2と、を備えている。
ピン部形成領域1の基端側には、ピン部形成領域1とT字形状に交差するショルダ部形成領域7が設けられている。また、辺縁部5aには、傾斜部17となる台形部5eが形成されている。
【0021】
ピン部形成領域1からピン部11が形成され、中軸部形成領域2から中軸部12が形成され、接触部形成領域5から接触部14の接触片13および連設部15,16が形成される。また、ショルダ部形成領域7からショルダ部18が形成される。
【0022】
中軸部形成領域2の幅2wはピン部形成領域1の幅1wより狭く、折り返し部3の幅3wは中軸部形成領域2の幅2wより狭く(幅3wは幅2wの半分)、接触部形成領域5の幅5wは中軸部形成領域2の幅2wより広く、接触部形成領域5には、中軸部形成領域2の長手方向L(
図3参照)と平行な複数のスリット4が形成されている。
【0023】
ここで、プレスフィット用コネクタ端子100の製造方法について、図面に基づいて説明する。
まず、等厚の金属板から打ち抜き加工により、
図5Aから
図5Cに示す金属板10の輪郭形状を形成する。
次に、接触片13となる接触部形成領域5の片部5c部分を第1金型(図示せず)で一方の板面S1側から押圧する。このとき、接触部形成領域5の他方の板面S2側は、平板状の第2金型(図示せず)で、接触部形成領域5を支持させる。
【0024】
片部5cを一方の板面S1側から加圧すると、片部5cの他方の板面S2が辺縁部5a,5bの板面の位置に合った同一平面で、片部5cの他方の板面S2と辺縁部5a,5bの板面とが段差のない状態で、ピン部形成領域1や中軸部形成領域2、ショルダ部形成領域7などの他の領域の板厚より、薄板状になる。そうすることで、片部5cは、肉厚が薄くなった分、スリット4側へ拡がり、スリット4は狭くなる反面、片部5cは幅広板状に形成される。
薄板状とするのは少なくとも片部5cであればよいが、本実施の形態では、接触片13に対応する片部5cだけでなく、片部5c(接触片13)を延長した連設部15,16となる接触部形成領域5の辺縁部5a,5b上の位置(交差部5d)も薄板状に形成している。
【0025】
図6に示すように、片部5cと、片部5cを延長して辺縁部5a,5bと交差する交差部5dとを薄板状とすることで、接触部14の一方の端部から他方の端部までに渡る直線状の薄板部5fが形成される。
薄板部5fは、他方の板面S2を連設部15,16となる辺縁部5a,5bの板面の位置に合わせるようにして、一方の板面S1側から等厚の金属板を加圧して薄板状に形成することで、薄板部5fは、加圧前の板幅より幅広板状に形成される。
【0026】
図5Cに示すように、片部5cは、一方の板面S1側から加圧されて、他方の板面S2を辺縁部5a,5bの板面の位置に合わせて、薄板状に形成されているため、他方の板面S2側の第2金型は平板状とすることができ、一方の板面S1側から押圧する第1金型の押圧力により片部5cの板厚を決定することができる。従って、片部5cの板厚を容易にコントロールすることができる。
【0027】
次に、
図5Aから
図5Cに示す金属板10において、ピン部形成領域1および中軸部形成領域2をその長手方向Lに連続する折り曲げ部6を中心に横断面がU字形状をなすように折り曲げた後、折り返し部3を横切る折り返し位置3aを中心に中軸部形成領域2を接触部形成領域5に向かって180度折り曲げる。
【0028】
この後、長手方向Lと平行をなす接触部形成領域5の片部5cがく字形状となるように曲げ加工を施し、長手方向Lと交差する方向に位置する接触部形成領域5の辺縁部5a,5bがC字形状となるように曲げ加工を施し、接触部形成領域5が中軸部12を囲繞する樽形状をなすようにすれば、
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子100が完成する。
【0029】
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子100では、接触部形成領域5の辺縁部5a,5bをC字形状に曲げ加工を施す際に、片部5c(接触片13)の加圧された一方の板面S1側を内側(スルーホールの中心側)に、その反対側である他方の板面S2側をスルーホールに接触するように、スルーホールの内周面に向けた状態としている。しかし、一方の板面S1側をスルーホールの内周面に向けるようにして、辺縁部5a,5bをC字形状に折り曲げて、接触部14を形成してもよい。
【0030】
図1に示すプレスフィット用コネクタ端子100のように、片部5cの加圧された一方の板面S1側を、スルーホールの中心側に向けた状態(他方の板面S2側が外側に向いた状態)では、接触部14の直径が大きく取れ、対向する接触片13同士の間隔を幅広く取れるため、スルーホールの内周面に接触したときの接触片13の弾性変形の変形幅を大きくすることができる。
また、片部5cの加圧された一方の板面S1側を、スルーホールの内周面に向けて、一方の板面S1側がスルーホールに接触するようにした状態では、接触部14の直径を抑えることができるため、小径のスルーホールでも接触部14を挿入することができる。従って、スルーホールがプリント基板に占める面積を小さいものとすることができるので、プリント基板の小型化を図ることができる。
【0031】
なお、
図5Aから
図5Cに示す金属板10では、中軸部形成領域2が折り曲げ部6を中心に横断面がU字形状をなすように折り曲げて、
図2および
図3に示す中軸部12が形成されているが、横断面をU字形状としなくても、中軸部形成領域に十分な強度が確保できるのであれば、中軸部形成領域を二つ折りしない帯状の金属板片としてもよい。
【0032】
このようにして製造されるプレスフィット用コネクタ端子100をプリント回路基板のスルーホールに挿入した状態を、図面に基づいて説明する。
図7および
図8に示すように、プリント回路基板20においてスルーホールめっき22が施されたスルーホール21に接触部14を挿入するとき、接触部14を構成する複数の接触片13がそれぞれ中軸部12に接近するように弾性変形してスルーホール21内に収まるので、挿入するときの挿入力を低減することができる。また、接触部14からスルーホール21の内周面に向かって過大な押圧力(接触圧力)が加わることがなくなるので、スルーホール21のめっき面を劣化させることがなく、プリント回路基板20の白化も防止することができる。さらに、仮にピン部11が傾いても、接触片13の弾性変位は、中軸部12と接触することで抑制され、弾性変位以上の過度な変位をおこさないので、接触片13は塑性変形し難い。
【0033】
また、スルーホール21内に挿入された接触部14を構成する複数の接触片13はそれぞれ拡径方向の付勢力を保持した状態でスルーホール21の内周面の複数個所に均等に当接するので、接触不良が発生し難く、接触信頼性も優れている。
【0034】
さらに、
図1および
図2に示すように、複数の接触片13の先端側および基端側にそれぞれ、中軸部12を包囲する断面C字形状の連設部15,16を設けているため、
図7および
図8に示すように、接触部14をスルーホール21内に挿入するとき、および、挿入した後のいずれのときにおいても、複数の接触片13の配置状態が安定しており、接触信頼性の向上に有効である。
【0035】
ここで、プレスフィット用コネクタ端子100の接触部14について詳細に説明する。
接触部14の板ばねとして機能する接触片13は、上述したように、スルーホール21の内周面に接触する際の接触荷重を所定の範囲内に収めるためには、板厚でコントロールするよりも板幅でコントルロールする方が、接触荷重の変化の度合いが小さいためコントロールしやすい。
【0036】
本実施の形態に係る接触部14では、接触片13の板厚が薄板状に形成されて板幅を拡げているため、板厚が薄くなることによる接触荷重の低下を、板幅を拡げることで抑えつつ、接触荷重を所定の範囲内に収めることができるだけでなく、プリント回路基板20におけるスルーホール21孔径のばらつきによる接触荷重の不安定さを改善することができる。
【0037】
また、金属板の打ち抜き後に、金属板を加圧して薄板状とすることで幅広板状の接触片13(薄板部5f)としているため、一枚の金属板を打ち抜く際には、片部5c同士の間のスリット4の幅が、十分に確保できる。従って、打ち抜き加工を施す際に、スリット4を形成するための打ち抜き金型のパンチに、十分な厚みが確保できるので、パンチ強度の低下を抑えることができる。
【0038】
また、薄板部5fとして、接触片13だけでなく、片部5c(接触片13)を延長して辺縁部5a,5bと交差する交差部5dも薄板状に形成されているため、薄板状に形成されたそれぞれの交差部5dによる段差部分から曲折しやすいので、連設部15,16の長さが短くても、連設部15,16を容易に折り曲げることができる。従って、従来と同等の接触圧力を維持しつつ、接触部14の小径化を図ることが可能である。
更に、プレスフィット用コネクタ端子100は、弾力性を有する1枚の金属板10に曲げ加工を施すことによって形成されるので、部品点数が削減され、製造コストを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明に係るプレスフィット用コネクタ端子は、プリント回路基板のスルーホールに挿入する部材として、電気・電子機器産業や自動車産業などにおいて広く利用することができる。
【符号の説明】
【0040】
1 ピン部形成領域
1w,2w,3w,5w 幅
2 中軸部形成領域
3 折り返し部
3a 折り返し位置
4 スリット
5 接触部形成領域
5a,5b 辺縁部
5c 片部
5d 交差部
5e 台形部
5f 薄板部
6 折り曲げ部
7 ショルダ部形成領域
10 金属板
11 ピン部
12 中軸部
13 接触片
14 接触部
15,16 連設部
17 傾斜部
18 ショルダ部
20 プリント回路基板
21 スルーホール
22 スルーホールめっき
100 プレスフィット用コネクタ端子
L 長手方向
S1 一方の板面
S2 他方の板面
【要約】
【課題】接触片を加圧して薄板状とすることで、プリント回路基板におけるスルーホール孔径の公差(ばらつき)による接触荷重の不安定さを改善することができるプレスフィット用コネクタ端子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】プレスフィット用コネクタ端子は、ピン部11(ピン部形成領域1)および中軸部12(中軸部形成領域2)と、複数の接触片13(片部5c)を外に凸をなす状態で中軸部12を囲繞するように配置された接触部13(接触部形成領域5)とを備えている。また、接触部14を構成する複数の接触片13の先端側および基端側には、中軸部12を包囲する断面C字形状の連設部15,16(辺縁部5a,5b)が設けられている。接触片13は、金属板を加圧して薄板状とすることで幅広板状に形成されている。そのため、金属板に打ち抜き加工を施す際に、スリット4の間隔を十分に確保できるので、パンチ強度を確保することができる。
【選択図】
図5B