(57)【要約】【課題】保持力及び接触面積と、挿入力というトレードオフの関係にある物性について、保持力を３７Ｎ以上とし、接触面積を０．７２ｍｍ２以上とし、挿入力を９０Ｎ以下とする。【解決手段】回路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、プレスフィット部は、梁と、前記梁に囲まれて構成されるアイホールとを備え、前記梁は互いに平行な２つの平行部を備え、前記プレスフィット部について、前側ばね強さをＧ１［ｍｍ３］、後側ばね強さをＧ２［ｍｍ３］としたとき、Ｇ１／Ｇ２が０．２０以上１．０５以下であり、ばね強さＧ［ｍｍ３］をＧ１＋Ｇ２としたとき、Ｇが０．００７ｍｍ３以上０．０１２ｍｍ３以下である、プレスフィット端子。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路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、
プレスフィット部は、梁と、前記梁に囲まれて構成されるアイホールとを備え、
前記梁は互いに平行な２つの平行部を備え、
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Ｇ１［ｍｍ３］、後側ばね強さをＧ２［ｍｍ３］としたとき、Ｇ１／Ｇ２が０．２０以上１．０５以下であり、
ばね強さＧ［ｍｍ３］をＧ１＋Ｇ２としたとき、Ｇが０．００７ｍｍ３以上０．０１２ｍｍ３以下である、プレスフィット端子。
（条件）
・当該プレスフィット端子が前記スルーホールに挿入される向きを前向きとし、前記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。
・前記前基準から前記梁の外縁に対する垂線Ｐ１の長さをばね厚みｈ１［ｍｍ］とし、前記後基準から前記梁の外縁に対する垂線Ｐ２の長さをばね厚みｈ２［ｍｍ］とする。
・前記前基準における、当該プレスフィット端子の厚みを板厚ｔ１［ｍｍ］とし、前記後基準における、当該プレスフィット端子の厚みを板厚ｔ２［ｍｍ］とする。
・前記梁を断面視したとき、前記梁の外縁のＲ面取りを半径ｒ［ｍｍ］とする。
・ｔ＝ｔ１、ｈ＝ｈ１として下記（式）により算出される、前基準の断面二次モーメントＩをＩ１［ｍｍ４］とする。ｔ＝ｔ２、ｈ＝ｈ２として下記（式）により算出される、後基準の断面二次モーメントＩをＩ２［ｍｍ４］とする。
【数１】
2020166954.tif 000007
・前記垂線Ｐ１及び前記梁の外縁の交点から前記垂線Ｐ１と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挿入方向の長さをＬ１［ｍｍ］とする。
・前記垂線Ｐ２及び前記梁の外縁の交点から前記垂線Ｐ２と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挿入方向の長さをＬ２［ｍｍ］とする。
・前側ばね強さＧ１をＩ１／Ｌ１［ｍｍ３］とし、後側ばね強さＧ２をＩ２／Ｌ２［ｍｍ３］とする。
【請求項２】
請求項１に記載のプレスフィット端子であって、
当該プレスフィット端子は、信号系の回路に用いられる、プレスフィット端子。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のプレスフィット端子であって、
前記板厚ｔ１は０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であり、
前記板厚ｔ２は０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である、プレスフィット端子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプレスフィット端子であって、
当該プレスフィット端子の厚さは、０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である、プレスフィット端子。
【請求項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、
前記プレスフィット部のうち、前記アイホールを囲む部分は面取りされていない、プレスフィット端子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプレスフィット端子であって、
前記プレスフィット部の幅をＷ１［ｍｍ］とし、前記アイホールの幅をＷ２［ｍｍ］としたときＷ２／Ｗ１は、０．２５より大きく０．３５以下である、プレスフィット端子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のプレスフィット端子であって、
当該プレスフィット端子の先端は、テーパ形状を備える、プレスフィット端子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプレスフィット端子と、前記プレスフィット端子が配置されるコネクタとを備える、基板用コネクタ。
【請求項９】
請求項８に記載の基板用コネクタであって、
前記プレスフィット端子のピッチ間隔は、２．０ｍｍより大きく３．０ｍｍ以下である、基板用コネクタ。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の基板用コネクタであって、
前記プレスフィット部の幅をＷ１［ｍｍ］とし、前記スルーホールの径をφ［ｍｍ］としたとき、Ｗ１／φは１．０５以上１．３５以下である、基板用コネクタ。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の基板用コネクタであって、
当該コネクタの極数は２０極以上である、基板用コネクタ。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の基板用コネクタであって、
コントロールユニット用に用いられる、基板用コネクタ。
【請求項１３】
請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の基板用コネクタと、回路基板とを備える、基板付きコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プレスフィット端子、基板用コネクタ、及び基板付きコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００８−１６５９８７号公報には、先端に形成され、回路基板に形成されたスルーホール内に導入される導入部と、導入部に連結され、スルーホール内に圧入保持される圧力保持部と、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が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６５９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
振動等の外力によってスルーホールからプレスフィット端子が離脱することを抑制するためには、プレスフィット端子の保持力は大きい方が好ましい。なお、プレスフィット端子の保持力とは、スルーホールからプレスフィット端子を引き抜く試験を行い、プレスフィットを引き抜くために必要な荷重である。
【０００５】
また、回路基板とプレスフィット端子との電気的な接続信頼性を向上させるためには、プレスフィット端子の接触面積は大きい方が好ましい。なお、プレスフィット端子の接触面積とは、プレスフィット端子を回路基板に挿入した際に、回路基板のスルーホールの内面とプレスフィット端子とが接触する面積である。
【０００６】
また、プレスフィット端子の挿入時における回路基板の損傷を抑制させるためには、プレスフィット端子の挿入力は小さい方が好ましい。なお、プレスフィット端子の挿入力とは、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。
【０００７】
保持力及び接触面積と、挿入力とは、プレスフィット部の硬さを介したトレードオフの関係にある。具体的には、プレスフィット部のばねが硬いほど保持力及び接触面積は大きくできるが、挿入力は大きくなってしまう。また、プレスフィット部のばねが柔らかいほど挿入力は小さくできるが、保持力及び接触面積は小さくなってしまう。
なお、ばねが硬いとは、プレスフィット部を狭めるのに必要な荷重が大きいことを意味し、ばねが柔らかいとは、プレスフィット部を狭めるのに必要な荷重が小さいことを意味する。
【０００８】
近年、プレスフィット端子は小型化し、また、１つのコネクタに実装されるプレスフィット端子の個数は増えることが求められている。なぜなら、自動車の電装化の進行に伴い、自動車内でやり取りされる信号は増加傾向にあるためである。ここで、コネクタを回路基板に配置する際の荷重は、簡単には、プレスフィット端子の挿入力と、１つのコネクタに配置されるプレスフィット端子の個数とを乗じた値になる。
容易にコネクタを回路基板に配置するため、１つのコネクタに実装される端子の個数は増える一方、コネクタを回路基板に配置する際の荷重は低減することが求められている。これにより、プレスフィット端子の挿入力は低減することが求められている。
【０００９】
挿入力の低減が求められる一方で、保持力及び接触面積の向上も同時に求められている。
プレスフィット端子は、例えば、エンジンルームといった振動の多い環境のコントロールユニット用途、エアバッグといった高度な電気接続の信頼性の求められるコントロールユニット用途に用いられる。このような用途に用いられることを想定して、プレスフィット端子には、保持力及び接触面積の向上が求められる。
【００１０】
従来のプレスフィット端子では、例えば、保持力を３７Ｎ以上とし、接触面積を０．７２ｍｍ２以上とし、挿入力を９０Ｎ以下とすることはできなかった。しかしながら、近年の自動車業界の要求に応えるため、保持力及び接触面積と、挿入力というトレードオフの関係にある物性について、当該数値を満たすことが求められている。
以上より、本開示は、保持力及び接触面積と、挿入力というトレードオフの関係にある物性について、保持力を３７Ｎ以上とし、接触面積を０．７２ｍｍ２以上とし、挿入力を９０Ｎ以下とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示は、回路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、プレスフィット部は、梁と、前記梁に囲まれて構成されるアイホールとを備え、前記梁は互いに平行な２つの平行部を備え、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Ｇ１［ｍｍ３］、後側ばね強さをＧ２［ｍｍ３］としたとき、Ｇ１／Ｇ２が０．２０以上１．０５以下であり、ばね強さＧ［ｍｍ３］をＧ１＋Ｇ２としたとき、Ｇが０．００７ｍｍ３以上０．０１２ｍｍ３以下である、プレスフィット端子。
（条件）
・当該プレスフィット端子が前記スルーホールに挿入される向きを前向きとし、前記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。
・前記前基準から前記梁の外縁に対する垂線Ｐ１の長さをばね厚みｈ１［ｍｍ］とし、前記後基準から前記梁の外縁に対する垂線Ｐ２の長さをばね厚みｈ２［ｍｍ］とする。
・前記前基準における、当該プレスフィット端子の厚みを板厚ｔ１［ｍｍ］とし、前記後基準における、当該プレスフィット端子の厚みを板厚ｔ２［ｍｍ］とする。
・前記梁を断面視したとき、前記梁の外縁のＲ面取りを半径ｒ［ｍｍ］とする。
・ｔ＝ｔ１、ｈ＝ｈ１として下記（式）により算出される、前基準の断面二次モーメントＩをＩ１［ｍｍ４］とする。ｔ＝ｔ２、ｈ＝ｈ２として下記（式）により算出される、後基準の断面二次モーメントＩをＩ２［ｍｍ４］とする。
【数１】
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・前記垂線Ｐ１及び前記梁の外縁の交点から前記垂線Ｐ１と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挿入方向の長さをＬ１［ｍｍ］とする。
・前記垂線Ｐ２及び前記梁の外縁の交点から前記垂線Ｐ２と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挿入方向の長さをＬ２［ｍｍ］とする。
・前側ばね強さＧ１をＩ１／Ｌ１［ｍｍ３］とし、後側ばね強さＧ２をＩ２／Ｌ２［ｍｍ３］とする。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、保持力及び接触面積と、挿入力というトレードオフの関係にある物性について、保持力を３７Ｎ以上とし、接触面積を０．７２ｍｍ２以上とし、挿入力を９０Ｎ以下としたプレスフィット端子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係る基板付きコネクタを備えたコントロールユニットの側断面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る基板付きコネクタの平面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るプレスフィット端子における、プレスフィット部の拡大平面図である。
【図４】図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るプレスフィット端子がスルーホールに挿入された状態の断面図である。
【図６】図６は、実施例１から３、比較例１から９の保持力である。
【図７】図７は、実施例１から３、比較例１から９の接触面積である。
【図８】図８は、実施例１から３、比較例１から９の挿入力である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様が列挙されて説明される。
【００１５】
（１）本開示は、回路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、プレスフィット部は、梁と、前記梁に囲まれて構成されるアイホールとを備え、前記梁は互いに平行な２つの平行部を備え、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Ｇ１［ｍｍ３］、後側ばね強さをＧ２［ｍｍ３］としたとき、Ｇ１／Ｇ２が０．２０以上１．０５以下であり、ばね強さＧ［ｍｍ３］をＧ１＋Ｇ２としたとき、Ｇが０．００７ｍｍ３以上０．０１２ｍｍ３以下である、プレスフィット端子。
（条件）
・当該プレスフィット端子が前記スルーホールに挿入される向きを前向きとし、前記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。
・前記前基準から前記梁の外縁に対する垂線Ｐ１の長さをばね厚みｈ１［ｍｍ］とし、前記後基準から前記梁の外縁に対する垂線Ｐ２の長さをばね厚みｈ２［ｍｍ］とする。
・前記前基準における、当該プレスフィット端子の厚みを板厚ｔ１［ｍｍ］とし、前記後基準における、当該プレスフィット端子の厚みを板厚ｔ２［ｍｍ］とする。
・前記梁を断面視したとき、前記梁の外縁のＲ面取りを半径ｒ［ｍｍ］とする。
・ｔ＝ｔ１、ｈ＝ｈ１として下記（式）により算出される、前基準の断面二次モーメントＩをＩ１［ｍｍ４］とする。ｔ＝ｔ２、ｈ＝ｈ２として下記（式）により算出される、後基準の断面二次モーメントＩをＩ２［ｍｍ４］とする。
【数２】
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・前記垂線Ｐ１及び前記梁の外縁の交点から前記垂線Ｐ１と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挿入方向の長さをＬ１［ｍｍ］とする。
・前記垂線Ｐ２及び前記梁の外縁の交点から前記垂線Ｐ２と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挿入方向の長さをＬ２［ｍｍ］とする。
・前側ばね強さＧ１をＩ１／Ｌ１［ｍｍ３］とし、後側ばね強さＧ２をＩ２／Ｌ２［ｍｍ３］とする。
【００１６】
本発明者らは、従来のプレスフィット端子の形状では、保持力及び接触面積と、挿入力というトレードオフの関係にある物性について、保持力を３７Ｎ以上とし、接触面積を０．７２ｍｍ２以上とし、挿入力を９０Ｎ以下とできないことを知見した。そこで、本発明者らは、保持力、接触面積、及び、挿入力のすべてが所望の値を満たすためにプレスフィット端子の設計因子について検討した。その結果、本発明者らは、プレスフィット部を形成する梁の曲げにくさの指標として、「ばね強さ」という指標を採用することを考えた。
ばね強さとは、フィレットの形状まで勘案した場合における、梁の断面二次モーメントを、梁の長さで除した値である。これにより、「ばね強さ」は、梁が長いとプレスフィット部が柔らかくなり、梁が短いとプレスフィット部が硬くなるという要素を勘案した断面二次モーメントと理解できる。従来、梁の断面二次モーメントの計算において、フィレットの形状因子までは計算されていなかった。しかしながら、本発明者らは、プレスフィット端子の小型化に伴い、フィレットの微細な形状による、プレスフィット端子の曲げにくさに対する影響が大きくなると考え、フィレットの形状因子をばね強さの計算に導入することを考えた。
本発明者らは、プレスフィット部のばね強さを計算するための断面二次モーメントを算出する位置について、アイホールの端から特定の距離だけ離れた位置とすることを考えた。そして、断面二次モーメントＩ１と、Ｉ２とをそれぞれ、プレスフィット部の長さで除することで、プレスフィット部の前側、後側の強さに相当する前側ばね強さＧ１と、後側ばね強さＧ２とした。そして、本発明者らが、後ろ側ばね強さに対する前側ばね強さに相当すると推測されるＧ１／Ｇ２を０．２０以上１．０５以下とし、プレスフィット部全体のばね強さに相当すると推測されるＧ１＋Ｇ２を０．００７ｍｍ３以上０．０１２ｍｍ３以下とすることで、保持力、接触面積、及び、挿入力のすべてが所望の値を満たすことができることを発見し、本願発明は完成した。
【００１７】
（２）当該プレスフィット端子は、信号系の回路に用いられることが好ましい。信号系の回路に用いられる端子は、電源系の回路に用いる端子と比べて、薄く、小さい。このような薄く、小さい信号系の回路に用いられる端子において、フィレットの形状因子のばね強さに対する寄与は、電源系の回路に用いる端子と比べて大きくなる。これにより、信号系の回路に用いられる端子において、Ｇ１／Ｇ２と、Ｇ１＋Ｇ２とを適切な範囲とすることで、所望の保持力及び接触面積と、挿入力とを実現できる。
【００１８】
（３）前記板厚ｔ１は０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であり、前記板厚ｔ２は０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
板厚ｔ１および板厚ｔ２が０．５ｍｍ以上であることにより、前側ばね強さＧ１および後側ばね強さＧ２が大きくなる。これにより、保持力および接触面積を所望の数値範囲に調整できるので好ましい。板厚ｔ１および板厚ｔ２が０．７ｍｍ以下であることにより、前側ばね強さＧ１および後側ばね強さＧ２が小さくなる。これにより、挿入力を所望の数値範囲に調整できるので好ましい。
【００２０】
（４）当該プレスフィット端子の厚さは、０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
近時、車両搭載される電気部品は高度に電子制御されるようになっている。このため、車両内の通信における信号の量はますます増加する傾向にある。一方、車両に搭載される電気部品は軽量化、小型化が求められている。このため、車両内で信号を通信するためのコネクタおよびコネクタに配されるプレスフィット端子については、更なる小型化と高密度化が求められる。プレスフィット端子の厚さを０．５ｍｍ以上０．７ｍｍ以下とすることにより、このプレスフィット端子を車両に搭載された信号系の回路に好適に用いることができる。
【００２２】
（５）前記プレスフィット部のうち、前記アイホールを囲む部分は面取りされていないことが好ましい。
【００２３】
本開示の断面二次モーメントは、梁を断面視したときに、梁の外縁がＲ面取りされており、梁のアイホールを囲む部分が面取りされていないことを前提としている。これにより、梁のアイホールを囲む部分が面取りされていないことにより、保持力および接触面積と、挿入力を所望の値とできるので好ましい。
【００２４】
（６）前記プレスフィット部の幅をＷ１［ｍｍ］とし、前記アイホールの幅をＷ２［ｍｍ］としたときＷ２／Ｗ１は、０．２５より大きく０．３５以下であることが好ましい。
【００２５】
Ｗ２／Ｗ１が上記下限値より大きいことにより、プレスフィット部を柔軟にすることができる。これにより、挿入力を低減し、所望の数値範囲とできる観点で好ましい。
Ｗ２／Ｗ１が上記上限値以下であることにより、プレスフィット部を硬くすることができる。これにより、保持力及び接触面積を向上し、所望の数値範囲とできる観点で好ましい。
なお、W1と、W2とは、それぞれ、プレスフィット部と、アイホールとの幅が最大の位置の長さを意図する。また、幅とは、挿入方向と垂直な方向の長さを意図する。
【００２６】
（７）当該プレスフィット端子の先端は、テーパ形状を備えることが好ましい。これにより、コネクタの寸法誤差、スルーホールの寸法誤差がある場合でも、テーパ形状に沿ってプレスフィット端子を回路基板に対して挿入することができる。これにより、基板用コネクタの量産時において、寸法誤差によって挿入力が向上するのを抑制できる観点で好ましい。
【００２７】
（８）本開示に係る基板用コネクタは、本開示に係るプレスフィット端子と、前記プレスフィット端子が配置されるコネクタとを備える。
【００２８】
（９）前記プレスフィット端子のピッチ間隔は、２．０ｍｍより大きく３．０ｍｍ以下であることが好ましい。
プレスフィット端子を挿入する場合、回路基板にダメージが生じる。ダメージとしては、例えば、回路基板を構成する層間の剥離である。層間の剥離が大きい場合、近い位置の回路同士が、例えば、高湿度において短絡し、回路基板の絶縁性能が低下するといった事情があった。ピッチ間隔が上記下限値より大きいことで、隣り合うスルーホール間の距離に対する剥離の距離を小さくできる。これにより、層間の剥離が生じたとしても、回路基板の絶縁性能の低下を抑制できる観点で好ましい。なお、回路基板の層とは、銅箔、ガラス繊維、絶縁性の樹脂といった材料の層を意図する。
ピッチ間隔が上記上限値以下であることによって、コネクタの端子の極数が増えたとしても、コネクタのサイズを小さくできる観点で好ましい。
【００２９】
（１０）前記プレスフィット部の幅をＷ１［ｍｍ］とし、前記スルーホールの径をφ［ｍｍ］としたとき、Ｗ１／φは１．０５以上１．３５以下であることが好ましい。
【００３０】
スルーホールの径φに対するプレスフィット部の幅Ｗ１の比Ｗ１／φが１．０５以上であると、プレスフィット部がアイホールに接する頻度を向上できる。これにより、保持力及び接触面積を向上し、所望の数値範囲とできる観点で好ましい。
スルーホールの直径φに対するプレスフィット部の最大幅Ｗ１の比Ｗ１／φが１．３５以下であると、プレスフィット部がアイホールに接する頻度を低減できる。これにより、挿入力を低減し、所望の数値範囲とできる観点で好ましい。
【００３１】
（１１）当該コネクタの極数は２０極以上であることが好ましい。
【００３２】
上記のように、高度に電子制御化されることにより自動車内の信号数が増加している。これにより、コネクタに用いられる端子の極数が増える需要が増している。本開示のプレスフィット端子は、保持力および接触面積を向上しつつ、挿入力を低減できる。これにより、本開示のコネクタは、極数が２０極以上と多極の場合でも、コネクタを回路基板に簡単に配置することができる観点で好ましい。
【００３３】
（１２）本開示に係る基板用コネクタは、コントロールユニット用に用いられることが好ましい。コントロールユニットに用いられる基板用コネクタは、近年、信号数の増加に伴って、端子の極数が増加している。これにより、基板用コネクタを回路基板に挿入する総入力が大きくなってしまうという不都合があった。しかしながら、本実施形態に係るプレスフィット端子は総入力を低減できる。これにより、コネクタの端子極数が増加した場合でも、挿入力を低減できる観点で好ましい。
【００３４】
（１３）本開示に係る基板付きコネクタは、本開示に係る基板用コネクタと、回路基板とを備える。
【００３５】
上記したように、近時、車両においては、通信される信号数が増加するとともに、部品の小型化が求められる。このため、回路基板においては、導電パターンの高密度化が求められる。導電パターンを高密度化するためにはスルーホールを狭ピッチ化する必要がある。本開示にかかるプレスフィット端子は挿入力が低下するので、回路基板の導電パターンが狭ピッチ化された場合でも、回路基板へ基板用コネクタを設置する際の作業性を向上させることができる。
【００３６】
［本開示の実施形態の詳細］
以下に、本開示の実施形態について説明する。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全ての変更が含まれることが意図される。
【００３７】
本開示の実施形態（以下、本実施形態）のプレスフィット端子１０、基板用コネクタ１１および基板付きコネクタ４２が、図１から図９を用いて説明される。以下の説明では、複数の同一部材については一部の部材にのみ符号を付し、他の部材については符号を省略する場合がある。
【００３８】
［基板付きコネクタ４２］
図１および図２に示すように、本実施形態の基板付きコネクタ４２は、基板用コネクタ１１と、回路基板１２とを備える。
【００３９】
［用途］
本実施形態に係る基板付きコネクタ４２は、自動車用のコントロールユニット４０に用いられる。コントロールユニット４０としては、例えば、リアライトのコントロールユニット、エアバッグのコントロールユニット、エンジンコントロールユニット、Ｂｏｄｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｏｄｕｌｅ  （ＢＣＭ）が挙げられる。
図１に示すとおり、コントロールユニット４０は、例えば、ケース４１と、基板付きコネクタ４２とによって構成される。
ケース４１は、ボス４３を備える。基板付きコネクタ４２は、例えば、ボス４３に対して回路基板１２をネジ止めすることで固定される。
【００４０】
［基板用コネクタ１１］
本実施形態に係る基板用コネクタ１１は、プレスフィット端子１０と、コネクタ１３とを備える。
コネクタ１３は、例えば、射出成形されてなる射出成形体である。
コネクタ１３は、例えば、フード部１４と、端子圧入孔１５とを備える。
フード部１４は、相手方コネクタを収容し、コネクタ同士を繋げる。
端子圧入孔１５は、プレスフィット端子１０が圧入される孔である。
【００４１】
［プレスフィット端子１０］
本実施形態に係るプレスフィット端子１０は、嵌合部１６と、プレスフィット部１９と、連結部２０、テーパ部２５を備える。
【００４２】
［嵌合部１６］
嵌合部１６は、プレスフィット端子１０が他の端子と電気的に接続する部位である。嵌合部１６の形状としては、例えば、板状の雄端子形状とすることができる。
【００４３】
［プレスフィット部１９］
プレスフィット部１９は、回路基板１２のスルーホール１７に挿入されて、回路基板１２と電気的に接続する部位である。図５に示すとおり、スルーホール１７の内周には、導電部１８が設けられており、プレスフィット部１９と電気的に接続する。これにより、上述した接触面積が、電気接続の信頼性に寄与する。
なお、本実施形態において、スルーホール１７の直径としては限定されないが、例えば、０．９４ｍｍ以上１．０９ｍｍ以下とすることができる。本実施形態においては、スルーホール１７の直径を、スルーホール１７の幅としても定義する。
【００４４】
図３に示すとおり、プレスフィット部１９は、梁２２によって構成されている。
梁２２は、閉じているスリットであるアイホール２４を形成している。このアイホール２４が変形することによって、プレスフィット端子１０は、スルーホール１７に挿入したり、回路基板１２と接触して電気的接続を形成したりできる。
本実施形態に係る梁２２は、互いに平行な２つの平行部２１を備える。この平行部２１と接続する梁２２の形状因子を制御することで、本実施形態に係るプレスフィット端子１０は、保持力、接触面積、及び、挿入力のすべてが所望の範囲となるものである。
【００４５】
［連結部２０］
連結部２０は、嵌合部１６と、プレスフィット部１９とを連結する部位である。
【００４６】
［テーパ部２５］
テーパ部２５は、プレスフィット端子１０のうち、スルーホール１７に挿入される先端に設けられる。テーパ部２５の形状は、例えば、先端に向かって厚みまたは幅が減少する形状とすることができる。
【００４７】
［前側ばね強さＧ１、後ろ側ばね強さＧ２の計算方法］
以下、前側ばね強さＧ１、後ろ側ばね強さＧ２の計算方法について、図３〜４を参照して説明する。
前提として、プレスフィット端子１０がスルーホール１７に挿入される向きを前向きとする。また、挿入される向きと逆向きを後ろ向きとする。
【００４８】
＜前基準５１、後基準５３＞
図３に示すように、アイホール２４の前端５０から後ろ向きに０．１ｍｍの位置を前基準５１と定義する。ここで、０．１mmとは、アイホール２４の縁に沿ってではなく、後ろ向きに０．１mmである。同様に、アイホール２４の後端５２から前向きに０．１ｍｍの位置を後基準５３と定義する。
【００４９】
＜前基準５１の断面二次モーメントＩ１＞
図３に示すように、前基準５１から梁の外縁に対する垂線Ｐ１を仮定する。この垂線Ｐ１による梁２２の断面における、断面二次モーメントが前基準の断面二次モーメントＩ１［ｍｍ４］である。
ここで、図３に示すＩＶ−ＩＶ断面である図４について考える。図４に示すとおり、垂線Ｐ１の長さhをばね厚みｈ１［ｍｍ］とし、前基準５１におけるプレスフィット端子１０の板厚tをｔ１［ｍｍ］とする。
また、同じく図４に示すとおり、垂線Ｐ１による梁２２の断面における梁の外縁のＲ面取りを半径ｒ［ｍｍ］とする。ｒ［ｍｍ］は、例えば、図４において、面取りされた角の曲率半径と定義することもできる。
下記（式）において、ｔ＝ｔ１［ｍｍ］、ｈ＝ｈ１［ｍｍ］、ｒ＝ｒ［ｍｍ］としたとき、前基準の断面二次モーメントＩ１［ｍｍ４］を算出することができる。
【００５０】
【数３】
2020166954.tif 000005
【００５１】
＜後基準５３の断面二次モーメントＩ２＞
前基準５１の断面二次モーメントＩ１と同様に後基準５３の断面二次モーメントＩ２を算出する。
図３に示すように、後基準５３から梁の外縁に対する垂線Ｐ２を仮定する。この垂線Ｐ２による梁の断面における、断面二次モーメントが後基準５３の断面二次モーメントＩ２［ｍｍ４］である。
前基準５１の断面二次モーメントＩ１を求める場合と同様に、垂線Ｐ２による梁の断面における、垂線Ｐ２の長さｈをばね厚みｈ２［ｍｍ］とし、プレスフィット端子１０の板厚ｔをｔ２［ｍｍ］とし、垂線Ｐ２による梁の断面における梁の外縁のＲ面取りを半径ｒ［ｍｍ］とする。
上記（式）において、ｔ＝ｔ２［ｍｍ］、ｈ＝ｈ２［ｍｍ］、ｒ＝ｒ［ｍｍ］としたとき、前基準の断面二次モーメントＩ２［ｍｍ４］を算出することができる。
【００５２】
＜前側ばね強さＧ１＞
上述の方法で求めた前基準の断面二次モーメントＩ１から、前側ばね強さＧ１を算出する。
前提として、垂線Ｐ１及び梁の外縁の交点５４から垂線Ｐ１と垂直な方向に延長した直線５５と、平行部２１の外縁に沿って延長した直線５６との交点５７を定義する。この交点５７からアイホール２４の前端５０までの挿入方向の長さをＬ１［ｍｍ］とする。このL１は、プレスフィット部１９の前側の長さを意図する。
このＬ１により、前側ばね強さＧ１がＩ１／Ｌ１［ｍｍ３］として算出される。
【００５３】
＜後側ばね強さＧ２＞
上述の方法で求めた後基準の断面二次モーメントＩ２から、後側ばね強さＧ２を算出する。
前提として、垂線Ｐ２及び梁の外縁の交点５８から垂線Ｐ２と垂直な方向に延長した直線５９と、平行部２１の外縁に沿って延長した直線５６との交点６０を定義する。この交点６０からアイホール２４の後端５２までの挿入方向の長さをＬ２［ｍｍ］とする。このＬ２は、プレスフィット部１９の後側の長さを意図する。
このＬ２により、後側ばね強さＧ２がＩ２／Ｌ２［ｍｍ３］として算出される。
【００５４】
［プレスフィット端子１０の材料］
プレスフィット端子１０の母材の材料は、例えば、銅、銅合金といった金属材料を選択することができる。
プレスフィット端子１０の母材の表面には、例えば、めっきがされていてもよい。
めっきは、例えば、スズ、ニッケル、銅、亜鉛といった金属によって構成される。
【００５５】
［プレスフィット端子１０の製造方法］
プレスフィット端子１０の製造方法としては限定されないが、例えば、プレス加工によって製造することができる。
まず、板材を打ち抜いてプレスフィット端子１０の外形を作製した後、所望の形状に連結部２０を折り曲げることによって、プレスフィット端子１０を作成することができる。
【００５６】
［プレスフィット端子１０の用途］
プレスフィット端子１０の用途としては、上述した基板付きコネクタ４２、基板用コネクタ１１の他に、例えば、回路基板と、回路基板とを接続するためのコネクタ用の端子、すなわち、ボードｔｏボードコネクタ用の端子としても好適に用いることができる。この場合、プレスフィット端子１０は、嵌合部１６の代わりにもう一つのプレスフィット部１９を備える。
なお、プレスフィット端子の用途としては、プレスフィット端子をコネクタなしで電線に接続した電線付き端子の形態としてもよい。
【００５７】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例、比較例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【００５９】
（実施例、比較例）
以下の表１に示す形状のプレスフィット端子１０を作成し、保持力、接触面積、挿入力を測定した。なお、いずれのプレスフィット端子１０についても、プレスフィット端子１０の幅Ｗ１は１．２ｍｍであった。また、アイホール２４の幅Ｗ２は０．４ｍｍであった。また、プレスフィット端子１０の厚さは０．６４ｍｍであった。
【００６０】
（保持力）
直径１．００ｍｍのスルーホール１７が形成された回路基板１２を準備した。
このスルーホール１７に対して、プレスフィット端子１０を挿入し、引き抜く際の荷重［Ｎ］の最大値を測定し、保持力とした。各実施例、比較例の保持力の測定結果を図６に示す。なお、図６において、白抜きのシンボルは実施例を示し、黒塗りのシンボルは比較例を示す。
【００６１】
（接触面積）
直径１．００ｍｍのスルーホール１７が形成された回路基板１２を準備した。
このスルーホール１７に対して、プレスフィット端子１０を挿入し、スルーホール１７の内面とプレスフィット端子１０とが接触する面積を接触面積［ｍｍ２］とした。各実施例、比較例の接触面積の測定結果を図７に示す。なお、図７において、白抜きのシンボルは実施例を示し、黒塗りのシンボルは比較例を示す。
【００６２】
（挿入力）
直径１．００ｍｍのスルーホール１７が形成された回路基板１２を準備した。
このスルーホール１７に対して、プレスフィット端子１０を挿入する際の荷重［Ｎ］の最大値を測定し、挿入力とした。各実施例、比較例の挿入力の測定結果を図８に示す。なお、図８において、白抜きのシンボルは実施例を示し、黒塗りのシンボルは比較例を示す。
【００６３】
【表１】
2020166954.tif 000006
【００６４】
実施例のプレスフィット端子１０は、保持力を３７Ｎ以上とし、接触面積を０．７２ｍｍ２以上とし、挿入力を９０Ｎ以下とできることが確認された。
一方、比較例１から４は保持力が３７Ｎ未満であった。
また、比較例１、５は接触面積が０．７２ｍｍ２未満であった。
また、比較例６から９は挿入力が９０Ｎより大きかった。
【００６５】
実施例のプレスフィット端子は、ピッチ間隔が２．５mmの基板付きコネクタとしても、回路基板の回路同士が短絡しないことを確認した。
【符号の説明】
【００６６】
１０  プレスフィット端子
１１  基板用コネクタ
１２  回路基板
１３  コネクタ
１４  フード部
１５  端子圧入孔
１６  嵌合部
１７  スルーホール
１８  導電部
１９  プレスフィット部
２０  連結部
２１  平行部
２２  梁
２４  アイホール
２５  テーパ部
４０  コントロールユニット
４１  ケース
４２  基板付きコネクタ
４３  ボス
５０  アイホールの前端
５１  前基準
５２  アイホールの後端
５３  後基準
５４  垂線Ｐ１及び梁の外縁の交点
５５  垂線Ｐ１及び梁の外縁の交点から垂線Ｐ１と垂直な方向に延長した直線
５６  平行部の外縁に沿って延長した直線
５７  直線５５と直線５６との交点
５８  垂線Ｐ２及び梁の外縁の交点
５９  垂線Ｐ２及び梁の外縁の交点から垂線Ｐ２と垂直な方向に延長した直線
６０  直線５９と直線５６との交点
【図１】
2020166954.tif 000008
【図２】
2020166954.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020166954.tif 000012
【図６】
2020166954.tif 000013
【図７】
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【図８】
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