(57)【要約】      （修正有）【課題】個別の座屈を、外観によらず電気的に検出することができる圧入端子を提供する。【解決手段】この圧入端子２０（コネクタリード）は、接続対象たる対象端子１１（スルーホール）に電気的に接続される。圧入端子は、圧入時において最初に対象端子に接触して変形する変形部３１と、圧入方向において変形部に連結され対象端子と電気的に接触する通電部３２と、変形部の表面を膜状に被覆する被膜部３３と、を備える。そして、被膜部と対象端子との接触抵抗は、通電部と対象端子との接触抵抗よりも抵抗値が大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続対象たる対象端子（１１ａ，４６，５６）に電気的に接続される圧入端子であって、
圧入時において最初に前記対象端子に接触して変形する変形部（３１，４１，５１）と、
圧入方向において前記変形部に連結され前記対象端子と電気的に接触する通電部（３２，４２，５２）と、
前記変形部の表面を膜状に被覆する被膜部（３３，４３，５３）と、を備え、
前記被膜部と前記対象端子との接触抵抗は、前記通電部と前記対象端子との接触抵抗よりも抵抗値が大きい圧入端子。
【請求項２】
前記被膜部は絶縁体である請求項１に記載の圧入端子。
【請求項３】
前記絶縁体は樹脂である請求項２に記載の圧入端子。
【請求項４】
前記被膜部はめっき層である請求項１に記載の圧入端子。
【請求項５】
前記めっき層は不動態である請求項４に記載の圧入端子。
【請求項６】
前記変形部および前記通電部はニードルアイ形状を成す請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧入端子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧入端子（３０，４０，５０）と、
前記圧入端子が電気的に接続された回路基板（１０）と、を備える電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧入端子、および、その圧入端子が用いられた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧入端子は、対となる２つの端子間を接続する際に圧入により両者を接合するものである。圧入端子には例えばプレスフィット端子がある。プレスフィット端子は、回路基板に形成されたスルーホールに挿入されて電気的接続を確保する端子である。プレスフィット端子は、スルーホールの直径よりも幅が大きくされた部分を有しており、この部分がスルーホールへの挿入により弾性的に変形してスルーホールの壁面を付勢することによって固定と導通とを実現する。すなわち、プレスフィット端子をスルーホールに圧入することによって端子と回路基板との固定と導通とを実現するのである。
【０００３】
ところで、圧入端子が回路基板に対して正常に挿入されているか否かを判定する検査が一般的に行われている。端子の圧入時において、例えば圧入位置や挿入角度のずれなどによって圧入のための荷重が大きくなり、端子が座屈することがある。例えばプレスフィット端子において座屈が発生した場合には、端子がスルーホールを貫通せず、端子の先端が回路基板の裏面側に突き出ないことを以って不良を発見できる。このような検査は外観に基づく検査であるが、近年の電子装置の小型化の要請から回路基板を外部から視認できない場合があり、外観検査によって座屈を発見できない状況がうまれつつある。
【０００４】
これに対して、特許文献１に記載のコネクタ圧入機は、圧入荷重を電気信号として検出することで座屈の発生を発見する。具体的には、圧入荷重が規定の基準値よりも大きい場合に不良が発生していると判断するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３３０７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のコネクタ圧入機では、コネクタが有するすべてのピンに対して総合的に生じる圧入荷重を検出するため、例えば複数のピンのうち一部のピンに座屈が発生していても、基準値を満たしてしまい不良判定にならない虞がある。
【０００７】
なお、個別の圧入荷重を識別するために、圧入荷重に応じて変形する部材を端子の受圧面に設けて判定する記述があるが、これには外観検査が必要であるため、回路基板を外部から視認できない場合には採用することができない。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、個別の座屈を、外観によらず電気的に検出することができる圧入端子、およびその圧入端子を用いた電子装置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】
【０００９】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として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ものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、接続対象たる対象端子（１１ａ，４６，５６）に電気的に接続される圧入端子であって、圧入時において最初に対象端子に接触して変形する変形部（３１，４１，５１）と、圧入方向において変形部に連結され対象端子と電気的に接触する通電部（３２，４２，５２）と、変形部の表面を膜状に被覆する被膜部（３３，４３，５３）と、を備え、被膜部と対象端子との接触抵抗は、通電部と対象端子との接触抵抗よりも抵抗値が大きい。
【００１１】
圧入端子の座屈時は、正常時のように圧入端子における通電部と対象端子とが接触することなく、変形部と対象端子とが接触することになる。上記構成を採用すれば、正常時における対象端子と圧入端子との導通抵抗よりも抵抗値が高く検出されるため、個別の座屈を電気的に検出することができる。これには、単純に通電による検査を行えば良いから、従来の電気的検査と同一の設備で実施可能であり、新たな検査設備を設ける必要もない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態にかかる電子装置および圧入端子の概略構成を示す断面図である。
【図２】圧入端子の圧入前における構成を示す断面図である。
【図３】圧入端子の圧入後における構成を示す断面図である。
【図４】圧入端子の座屈発生時における構成を示す断面図である
【図５】変形例にかかる電子装置および圧入端子の概略構成を示す断面図である。
【図６】第２実施形態にかかる電子装置および圧入端子の概略構成を示す断面図である。
【図７】第３実施形態にかかる電子装置および圧入端子の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。
【００１４】
（第１実施形態）
最初に、図１を参照して、本実施形態に係る圧入端子および電子装置の概略構成について説明する。
【００１５】
本実施形態における圧入端子は、例えばニードルアイ形状を有するプレスフィット端子である。この端子は、例えばエンジン制御用電子装置を構成する回路基板と外部機器との間の電気的接続を仲介する。ニードルアイ形状のプレスフィット端子は、回路基板に設けられたスルーホールに圧入されてその接続を確立する。
【００１６】
図１に示すように、電子装置１００は、回路基板１０と、コネクタリード２０と、を備えている。
【００１７】
回路基板１０は、複数のスルーホール１１を有するプリント基板である。回路基板１０の一面には抵抗器やコンデンサ、あるいはＩＣチップといった素子１２が実装されている。回路基板１０は、素子１２の実装面とは反対の面において、接着材１３を介してベース部材１４に支持されている。スルーホール１１は、回路基板１０において接着材１３が接触していない裏面から実装面に亘って貫通しており、スルーホール１１に後述のコネクタリード２０が挿通される。なお、本実施形態におけるベース部材１４は金属製であるが、樹脂で構成されていても良い。
【００１８】
コネクタリード２０は、図１におけるＡ−Ａ断面に示すように、先端に圧入端子３０を有している。コネクタリード２０は先端の圧入端子３０がスルーホール１１に圧入されて接続されるとともに、他端が図示しない外部の機器に接続される。すなわち、コネクタリード２０は、回路基板１０と外部機器とを仲介している。コネクタリード２０は、コネクタハウジング２１内にインサート成形もしくはアウトサート成形により固定されている。コネクタリード２０における圧入端子３０を形成しない他端は、コネクタハウジング２１に形成されたソケット部２１ａに突出するようになっており、ソケット部２１ａに図示しないプラグが接続される。
【００１９】
コネクタリード２０における圧入端子３０が形成された先端は回路基板１０に向かってコネクタハウジング２１から突出している。圧入端子３０は、実装面を正面視したときスルーホール１１の形成位置に対応して配置されている。圧入端子３０のスルーホール１１への圧入は、コネクタリード２０がコネクタハウジング２１と一体的に回路基板１０に向けて押し込まれることによって実現される。圧入端子３０のスルーホール１１への圧入と同時にコネクタハウジング２１がベース部材１４に接触して内部空間を形成し、コネクタハウジング２１とベース部材１４により形成される内部空間に回路基板１０が収容され保護される。
【００２０】
圧入端子３０およびその接続対象たるスルーホール１１まわりの構造について、図２および図３を参照して詳しく説明する。なお、図２は圧入端子３０が圧入される前の状態を示す断面図であり、図３は圧入端子３０が圧入された後の状態を示す断面図である。
【００２１】
図２に示すように、回路基板１０におけるスルーホール１１は内壁が導体１１ａで被覆されている。この導体１１ａが図示しない配線等と電気的に接続されており、スルーホール１１に圧入された圧入端子３０と配線の先の素子１２と接続されることになる。つまり、導体１１ａは、特許請求の範囲に記載の接続対象たる対象端子に相当する。なお、回路基板１０の実装面およびその裏面はレジスト１５により保護されている。
【００２２】
本実施形態における圧入端子３０はニードルアイ形状のプレスフィット端子である。
【００２３】
圧入端子３０は、その先端側であってスルーホール１１への圧入の際に最初に挿入される部分として、スルーホール１１の内径よりも幅が小さい部分と、最初にスルーホール１１の内壁の導体１１ａに接触して変形する部分とを含む変形部３１を有している。図３に示すように、変形部３１は圧入端子３０のうち先端側に位置し、一部がスルーホール１１を構成する導体１１ａに接触して変形する部分である。
【００２４】
変形部３１は、正面断面においては略Ｖ字形を成し、鋭角部分が圧入方向に進出してスルーホール１１に挿入される。変形部３１の進出が進んでスルーホール１１の内径よりも幅の広い部分に到達すると、変形部３１はスルーホール１１の内壁に付勢されて変形しつつ、圧入荷重を生じながらスルーホール１１の内部にさらに進出する。スルーホール１１の付勢による変形部３１の変形方向は、正面断面図を参照した際の紙面左右方向である。
【００２５】
また、圧入端子３０は、圧入端子３０の圧入方向（挿入方向）において変形部３１に連結される通電部３２を有している。通電部３２と変形部３１とは連続的、且つ、一体的に形成されている。通電部３２は、Ｖ字形に開いた変形部３１の２つの脚の部分にそれぞれ連結されており、圧入端子３０がスルーホール１１に圧入される前の状態では、互いにスルーホール１１の内径よりも大きく開いた状態になっている。
【００２６】
圧入後の通電部３２は、図３に示すように、スルーホール１１を構成する導体１１ａに圧接される。なお、図１に示すようなコネクタリード２０と回路基板１０とが接続された状態においては、圧入端子３０は図３に示すような状態にある。すなわち、通電部３２が導体１１ａに接触して電気的に接続が確立された状態である。
【００２７】
変形部３１および通電部３２は、例えば変形に係るバネ性と導電性を兼ね備えた材料で構成されることが好ましく、例えばリン青銅を採用することができる。
【００２８】
さらに、圧入端子３０は、変形部３１を膜状に被覆する被膜部３３を有している。本実施形態における被膜部３３は変形部３１を全面に亘って被覆するように形成されている。被膜部３２は変形部３１および通電部３２に較べて電気抵抗率が高い材料によって構成され、導体１１ａとの接触に際して、被膜部３３が形成されていない場合に較べて接触抵抗が大きい状態となっている。
【００２９】
被膜部３３は、通電部３２よりも導体１１ａとの接触抵抗が大きければ任意の材料を用いることができる。つまり、被膜部３３には、樹脂や繊維質材料などの絶縁体のほか、通電部３２よりも電気抵抗率の高い金属めっきを採用することができる。具体的には、樹脂であれば、セラック、ロジンなどの天然樹脂や、ポリエチレン、塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、フェノール、メラミン、エポキシ、シリコーンなどの合成樹脂、天然ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴムなどのゴム系材料、上記樹脂を溶剤に溶かして生成したコイルワニス、エナメルワニスを採用できる。また、金属めっきであれば、Ｎｉめっき、Ａｌめっき、Ｃｒめっき、酸化Ｃｕめっき、などを採用できる。なお、金属めっきを採用する場合には不動態であると好ましい。さらには、紙、綿糸、絹およびポリエステル、ナイロンなどの有機繊維質材料を採用しても良い。
【００３０】
次に、図３および図４を参照して、本実施形態に係る圧入端子３０および電子装置１００を採用することによる作用効果について説明する。
【００３１】
被膜部３３は通電部３２の表面には被覆されていない。よって、圧入端子３０が座屈することなくスルーホール１１に正常に圧入された際には、図３に示すように、通電部３２が導体１１ａに直接接触するので、コネクタリード２０と回路基板１０との電気的導通を確保することができる。
【００３２】
ところで、圧入端子３０に座屈が発生した場合には、図４に示すように、コネクタリード２０が折れ曲がる。折れ曲がる方向は、コネクタリード２０の曲げモーメントに依存するものの、変形部３１および通電部３２の変形方向に直交する向きである頻度が高いことが知られている。この方向は、図４に示す正面断面図の紙面奥行き方向であり、側面断面図紙面内方向である。また、座屈は、変形部３１がスルーホール１１の導体１１ａに接触した後、圧入荷重が掛かり始める時点で発生することがほとんどであり、圧入が進んでから座屈することは稀である。
【００３３】
上記のように、変形部３１がスルーホール１１の導体１１ａに接触した後、圧入荷重が掛かり始める時点で座屈が発生したと仮定すると、コネクタリード２０は図４に示すように座屈する。このとき、導体１１ａには、変形部３１を被覆する被膜部３３のみが導体１１ａに接触することになる。
【００３４】
上記したように被膜部３３と対象端子たる導体１１ａとの接触抵抗は、通電部３２と導体１１ａとの接触抵抗よりも抵抗値が高くされている。したがって、例えばコネクタリード２０と導体１１ａとの間に定電圧を印加した場合、コネクタリード２０と導体１１ａとの間に流れる電流について、図３に示すように正常に通電部３２と導体１１ａが接触した場合に較べて、図４に示すように座屈が発生した場合の電流値が小さくなる。このように、単一の圧入端子３０の座屈を電気的に検出することができる。
【００３５】
通常、コネクタリード２０と回路基板１０との接続後には、電気的な導通検査を実施することが一般的であるが、本実施形態の圧入端子３０が備えるような被膜部３３を有しない従来の形態では、座屈が発生しても導通が成り立つ場合があるため、座屈を発見できない。これに対して、本実施形態に係る圧入端子３０および電子装置１００を採用すれば、接触抵抗の大きさに基づいて座屈の発生を検出することができる。また、この検査は、通常の導通検査と同一の設備で実施可能であり、新たな検査設備を設ける必要がない。
【００３６】
（変形例）
第１実施形態における圧入端子３０は、変形部３１の表面にのみ被膜部３３が形成される例であるが、被膜部３３は、少なくとも変形部３１の表面が被覆すればよく、スルーホール１１の導体１１ａとの電気的接触が必須である通電部３２を除く部分であれば、追加で被膜部３３が形成されていても良い。
【００３７】
図５に示すように、圧入端子３０のうち通電部３２を除き、変形部３１を含めてコネクタハウジング２１から露出したコネクタリード２０の全面に亘って被膜部３３を形成しても良い。
【００３８】
座屈の形態によっては、通電部３２に対して変形部３１と反対側のコネクタリード２０が導体１１ａに接触する虞がある。本変形例のように通電部３２を除く部分を被膜部３３が覆う形態を採用することにより、そのような形態の座屈に対しても接触抵抗を大きくできるから、電気的に座屈の発生を検出することができる。
【００３９】
なお、本変形例に係るコネクタリード２０ひいては圧入端子３０は、被膜部３３の被覆面積が第１実施形態に記載の圧入端子３０に較べて大きくなるため、コストの増大が懸念される。低コストで座屈の電気的検出を実現する場合には、第１実施形態における圧入端子３０および電子装置１００を採用することが好適である。
【００４０】
（第２実施形態）
第１実施形態およびその変形部では、圧入端子３０がプレスフィット端子である例について説明したが、圧入端子はプレスフィット端子に限定されるものではない。
【００４１】
図６に示すように、本実施形態における圧入端子４０はいわゆる音叉端子である。音叉端子としての圧入端子４０は、一端が回路基板１０に固定されつつ、他端が変形部４１と通電部４２を有し、変形部４１の表面に被膜部４３を有する構造になっている。
【００４２】
具体的に説明する。図６に示すように、圧入端子４０は、一端が回路基板１０に形成されたスルーホール１１に挿通され、はんだ４５を介して導体１１ａと電気的に接続されている。圧入端子４０は、スルーホール１１に挿入された一端側の部分に対して他端側が略直角に曲げられて、延設されている。なお、略直角に曲げられた部分は強度確保と安定性確保の目的で樹脂ハウジング４４にインサートされた状態で回路基板１０に実装される。
【００４３】
そして、回路基板１０の実装面に沿って延びた先の先端部は二又に分かれて形成されている。二又に分かれた部分は弾性を有しており、回路基板１０の厚さ方向に別の部材を挟持できるようになっている。例えば図６に示すように、回路基板１０の外部から延びた外部端子４６を挟持できるようになっている。本実施形態では、この外部端子４６が、特許請求の範囲に記載の接続対象たる対象端子に相当する。
【００４４】
圧入端子４０は、外部端子４６の圧入に際して最初に接触する部分としての変形部４１と、圧入後に外部端子４６と電気的接触を確立する通電部４２とを有している。２つの変形部４１の対向距離は外部端子４６の径よりも小さくされている。また、２つの通電部４２の対向距離は外部端子４６の径よりも小さくされている。これにより、外部端子４６が圧入に際して変形部４１に接触したとき、圧入荷重を生じることになる。
【００４５】
圧入端子４０は、変形部４１の表面に被膜部４３を有している。被膜部４３は、第１実施形態と同様に、変形部４１および通電部４２に較べて電気抵抗率が高い材料によって構成され、外部端子４６との接触に際して、被膜部４３が形成されていない場合に較べて接触抵抗が大きい状態となっている。
【００４６】
本実施形態において座屈が発生し得るのは対象端子たる外部端子４６である。本実施形態に係る圧入端子４０を採用すると、圧入に際して外部端子４６に座屈が発生したとき、外部端子４６は被膜部４３にのみ接触して通電部４２には接触しない。つまり、第１実施形態と同様に、座屈が発生した場合は、正常に圧入が完了した場合に較べて圧入端子４０と外部端子４６との間の接触抵抗が大きく検出される。よって、圧入端子４０ごとに、対応する外部端子４６の座屈を電気的に検出することができる。
【００４７】
（第３実施形態）
圧入端子は、プレスフィット端子および音叉端子のほか、圧接端子も含む。図７に示すように、本実施形態における圧入端子５０は、バスバー５６に設けられた穴部５６ａに圧入されて電気的接続と固定とを確立する。本実施形態においてはバスバー５６、ひいては穴部５６ａが接続対象たる対象端子に相当し、圧入端子５０は変形部５１、通電部５２および被膜部５３を有している。
【００４８】
具体的に説明する。図７に示すように、圧入端子５０は、先端が二又に分かれたΠ状の形状を成している。二又に分かれたそれぞれの先端には、圧入端子５０が後述の穴部５６ａに挿入された際に最初にバスバー５６と接触する変形部５１と、圧入端子５０の圧入方向において変形部５１と連結し、穴部５６ａよりも径が大きくされた通電部５２と、変形部５１の表面を覆うように被覆する被膜部５３とが形成されている。
【００４９】
対象端子たるバスバー５６は、一部が回路基板１０のスルーホール１１に挿入され、はんだ５５により電気的に接続されている。本実施形態におけるバスバー５６は、２枚の回路基板１０に接続および固定され、２つの回路基板１０を仲介するバスバー５６のほぼ中央に圧入端子５０が圧入されるべき穴部５６ａが２つ形成されている。なお、図７に示すように、バスバー５６のうち、回路基板１０から延び、２つの回路基板１０を連結している部分において、穴部５６ａの近傍の部分を除く部分は、樹脂ハウジング５４にインサートされている。穴部５６ａ近傍は樹脂ハウジング５４が一部除去されており、穴部５６ａが外部に露出するようになっている。
【００５０】
圧入端子５０が圧入される際には、変形部５１のうち穴部５６ａよりも径が大きい部分まで進出が進むと、変形部５１が穴部５６ａに接触する。これにより圧入荷重が生じることになる。そして、さらに進出することによって穴部５６ａの内壁面と通電部５２とが接触して電気的接続を確立する。
【００５１】
圧入端子５０は、変形部５１の表面に被膜部５３を有している。被膜部５３は、第１実施形態および第２実施形態と同様に、変形部５１および通電部５２に較べて電気抵抗率が高い材料によって構成され、バスバー５６との接触に際して、被膜部５３が形成されていない場合に較べて接触抵抗が大きい状態となっている。
【００５２】
本実施形態において座屈が発生し得るのは圧入端子５０である。本実施形態に係る圧入端子５０を採用すると、圧入に際して圧入端子５０に座屈が発生したとき、穴部５６ａの内壁は被膜部５３にのみ接触して通電部５２には接触しない。つまり、第１実施形態と同様に、座屈が発生した場合は、正常に圧入が完了した場合に較べて圧入端子５０とバスバー５６との間の接触抵抗が大きく検出される。よって、圧入端子５０ごとに、座屈を電気的に検出することができる。
【００５３】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００５４】
圧入端子の方式は、各実施形態において説明したプレスフィット方式、音叉方式、圧接方式に限定されることはない。
【００５５】
また、被膜部３３，４３，５３を構成する材料は、例示した材料に限定されず、対応する通電部よりも対象端子との接触抵抗が大きければ任意の材料を用いることができる。
【００５６】
また、上記した各実施形態では、座屈の検査方法について、定電圧を印加して電流値を検出する例を示したが、これに限定されない。例えば定電流を印加して圧入端子に生じる電圧値を検出しても良いし、接触抵抗を直接検出しても良い。また、外観検査が可能な環境下であれば電気的な検査とともに外観検査を実施することで、より確実に座屈の発生を検出することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０…回路基板，１１…スルーホール，２０…コネクタリード，３０…圧入端子（プレスフィット端子），３１…変形部，３２…通電部，３３…被膜部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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