JP2002100431A

JP2002100431A - 圧接挟持型コネクタ

Info

Publication number: JP2002100431A
Application number: JP2000288907A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Sasaki; 勇一郎佐々木
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-04-05

Abstract

(57)【要約】【課題】位置決め精度やアセンブリ性を向上させ、高
さを低くし、しかも、低荷重で接続できる圧接挟持型コ
ネクタを提供する。【解決手段】平坦な電子回路基板１と電気接合物１０
との間に、絶縁性のハウジング２０を介在してその複数
の貫通孔２１に導電性のスプリング素子２６をそれぞれ
嵌入し、各スプリング素子２６の一端部である下端部か
ら中央部に亘る径を他端部である上端部の径よりも拡径
に形成し、スプリング素子２６の中央部から上端部をハ
ウジング２０の表面から突出させる。そして、各スプリ
ング素子２６の下端部にキャップ２７を嵌着し、各スプ
リング素子２６の上端部に栓２８を嵌着支持させ、各キ
ャップ２７を電子回路基板１の電極２に、各栓２８を電
気接合物１０の電極１１にそれぞれ接触させる。電子回
路基板１と電気接合物１０との間に圧接挟持型コネクタ
をハウジング２０を介して介在するので、電子回路基板
１自体に圧接挟持型コネクタを組み込んだり、実装で
き、位置決め精度やアセンブリ性を向上させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路基板と液
晶モジュール、電子回路基板と電子回路基板、各種ＩＣ
パッケージと電子回路基板、電子回路基板と携帯電話用
のマイクやスピーカ等との電気的な接続に用いられる圧
接挟持型コネクタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話用の電子回路基板と液晶
モジュールとを電気的に導通する場合には、図示しない
が、断面略半小判形あるいは断面略Ｕ字形を呈した弾性
エラストマーの湾曲した表面に複数本の金属細線を一列
に並べ備えた圧接挟持型コネクタを使用したり、又は特
開平７‐１６１４０１号公報の電気接続用コネクタピン
を使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧接挟持型コネクタや電気接続用コネクタピンは、ホル
ダを省略した状態で電子回路基板と液晶モジュールとの
間に介在されるので、電子回路基板自体に実装すること
ができず、位置決め精度やアセンブリ(ａｓｓｅｍｂｌ
ｙ)性の悪化を招くおそれが少なくない。さらに、近年
における携帯電話の薄型化、軽量化、小型化に伴い、圧
接挟持型コネクタや電気接続用コネクタピンの高さ寸法
を小さくする必要があるが、高さ寸法(現在は５ｍｍ程
度)を問題なく小さくするのは非常に困難であり、低荷
重で接続することも同様に困難である。

【０００４】本発明は、上記に鑑みなされたもので、位
置決め精度やアセンブリ性を向上させ、高さ寸法を小さ
くし、しかも、低荷重の接続をも可能とする圧接挟持型
コネクタを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、対向する電極の間に
挟持されるものであって、厚さ方向に配向された複数の
貫通孔を有する絶縁性のハウジングの各貫通孔に、少な
くとも一端部の径が他端部の径よりも大きく形成され、
一端部にキャップ又は栓を有し、他端部が上記ハウジン
グの表面から突出するようにして設けられた導電性のス
プリング素子を嵌め入れてなることを特徴としている。

【０００６】なお、少なくとも一端部の径が他端部の径
よりも大きく形成された上記スプリング素子に代え、一
端部と他端部の径が共にこれらをつなぐ中央部の径より
も小さく形成されたスプリング素子を使用することがで
きる。また、上記各貫通孔を、縮径孔、最縮径孔、及び
これら縮径孔と最縮径孔とを連接するテーパ孔から構成
することができる。また、上記スプリング素子の一端部
に設けられたキャップ又は栓を、上記ハウジングよりも
突出させることができる。

【０００７】ここで、特許請求の範囲における電極を有
する電気的接合物としては、液晶モジュール、表面実装
型(ＱＦＰ、ＢＧＡ、ＬＧＡ等)等の各種ＩＣパッケー
ジ、各種回路基板、携帯電話や電子機器用のマイク、ス
ピーカ等の各種電子部品が含まれる。ハウジングは、長
方形、正方形、多角形、楕円形、小判形等に形成するこ
とができる。また、栓の端部は、湾曲していても良い
し、断面略へ字状に屈曲傾斜していても良い。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明すると、本実施形態における圧接
挟持型コネクタは、図１ないし図３に示すように、平坦
な電子回路基板１と電気接合物１０との間に、絶縁性の
ハウジング２０を介在してその複数の貫通孔２１には導
電性のスプリング素子２６をそれぞれ嵌入し、各スプリ
ング素子２６の一端部である下端部から中央部に亘る径
を他端部である上端部の径よりも拡径に形成し、このス
プリング素子２６の中央部から上端部をハウジング２０
の表面から突出させ、各スプリング素子２６の下端部に
キャップ２７を嵌着するとともに、各スプリング素子２
６の上端部に栓２８を嵌着支持させ、各キャップ２７を
電子回路基板１の電極２に、各栓２８を電気接合物１０
の電極１１にそれぞれ接触させるようにしている。

【０００９】電子回路基板１は、図１に示すように、例
えばプリント配線板からなり、表面に複数の電極２が平
坦に配列されている。電気接合物１０は、同図に示すよ
うに、例えば液晶モジュールからなり、下方の電子回路
基板１の表面に近接対向する。この電気接合物１０は、
ＩＴＯ電極からなる複数の電極１１を並べ備えている。

【００１０】ハウジング２０は、図１や図２に示すよう
に、所定の材料を使用して薄い単層あるいは複層の平面
長方形に成形され、長手方向に小径の貫通孔２１が所定
のピッチ(例えば、０．５ｍｍ〜１．２７ｍｍ)で一列に
並べて上下厚さ方向に穿孔されている。細長い板状のハ
ウジング２０は、耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れ
る汎用のエンジニアリングプラスチック(例えば、ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、塩ビ、ポ
リエチレン等)を使用して成形されている。これらの材
料の中でも、加工性やコスト等を考慮すると、ＡＢＳ樹
脂が最適である。各貫通孔２１は、図３に示すように、
電子回路基板１側に位置するテーパ状の拡径孔２２、縮
径孔２３、テーパ孔２４、及び電気接合物１０側に位置
する最縮径孔２５から一体連続的に形成され、キャップ
２７や栓２８の挿入の容易化を確保したり、抜けを防止
する。

【００１１】複数本のスプリング素子２６は、電子回路
基板１、検査回路基板、表面実装型のＩＣパッケージ、
液晶モジュール(ＩＴＯ、ＴＡＢ、ＣＯＦ電極)との接続
の場合には、これらの電極数と同本数とされる。各スプ
リング素子２６は、図３に示すように、例えば直径３０
〜１００μｍ、好ましくは３０〜７０μｍの金属細線が
等ピッチ(例えば、５０μｍ)で巻回されることで略円錐
状を呈した弾性のコイル状に形成され、貫通孔２１から
脱落しないようになっている。このスプリング素子２６
を形成する金属細線としては、リン青銅、銅、ステンレ
ス、ベリリウム銅、ピアノ線等の金属線、あるいはこれ
らの金属線に金メッキした金属細線があげられる。金属
細線の直径を３０〜７０μｍとするのは、この値の範囲
を選択すれば、低コストや低荷重接続の実現が容易とな
るからである。

【００１２】各スプリング素子２６の長さとしては、例
えば１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜１．８ｍ
ｍが良く、長さの半分程度がハウジング２０の表面から
露出するのが望ましい。係る範囲とすれば、外部からの
ノイズによる悪影響を回避し、弾性特性を維持すること
が可能になる。また、各スプリング素子２６のリング状
を呈した上端部の径は、下端部から中央部の径よりも縮
径に形成される。具体的には、最近の電極１１の低ピッ
チ化を考慮し、下端部や中央部の径の０．５〜０．８
倍、０．６〜０．８倍程度、より具体的には０．２〜
０．４ｍｍ、好ましくは０．３〜０．４ｍｍ程度に形成
される。

【００１３】各キャップ２７は、図２や図３に示すよう
に、例えば金メッキされた導電性の材料を用いて断面略
Ｕ字形に形成され、ハウジング２０から僅かに突出した
部分(突出量は、０．１〜０．３ｍｍ、好ましくは０．
１〜０．２ｍｍ程度)が電子回路基板１の電極２に接触
したり、電子回路基板１の電極２にクリームハンダから
なるハンダ層等を介して適宜固定されて導通を確実化す
る。さらに、各栓２８は、同図に示すように、例えば金
メッキされた導電性の真鍮や導電性エラストマー等を用
いて基本的には略ピン状、略螺子状に形成され、電気接
合物１０の電極１１に接触する拡径の頭部上端面が半円
弧状に湾曲形成されている。この栓２８の頭部上端面
は、３〜５本の複数の小円錐状、小角錐状等に形成する
こともできる。

【００１４】上記構成において、電子回路基板１に圧接
挟持型コネクタを位置決め固定し、電子回路基板１と電
気接合物１０とに圧接挟持型コネクタを位置決め挟持さ
せ、電子回路基板１の各電極２とスプリング素子２６の
キャップ２７を面接触させるとともに、電気接合物１０
の各電極１１とスプリング素子２６の栓２８を面接触さ
せる。そして、電子回路基板１に対して電気接合物１０
を少々加圧圧縮すれば、各スプリング素子２６が圧縮変
形し、電子回路基板１と電気接合物１０をスプリング素
子２６を介して電気的に導通することができる(図１参
照)。

【００１５】上記構成によれば、電子回路基板１と電気
接合物１０との間に圧接挟持型コネクタをハウジング２
０を介して介在するので、電子回路基板１自体に圧接挟
持型コネクタを簡単に組み込んだり、実装することがで
き、位置決め精度やアセンブリ性を著しく向上させるこ
とが可能となる。また、圧接挟持型コネクタの高さ寸法
を問題なく小さくする(１．５０ｍｍ〜１．７５ｍｍ程
度)ことができ、低抵抗、低荷重接続(例えば、４０ｇ〜
６０ｇ／ｐｉｎ程度)も大いに期待できる。

【００１６】また、各貫通孔２１の縮径孔２３に安定性
と実装性に優れるキャップ２７を嵌着して塞ぎ、かつ栓
２８を電気接合物１０の電極１１に面接触させるので、
安定した導通が大いに期待できる。また、栓２８の頭部
を半球状、半楕球状とするので、例えスプリング素子２
６が前後左右に少々傾斜していても、導通の安定性を確
保することができる。さらに、各栓２８の頭部を複数の
小円錐状、小角錐状とすれば、電子回路基板１間の接続
等、特に電極２に半田メッキされている場合等、半田の
酸化膜を破り、確実な導通が可能となる。さらにまた、
栓２８の頭部付近の周面にエンドレスの溝を凹み成形
し、この溝にスプリング素子２６の端部を嵌着するの
で、スプリング素子２６が実に外れにくい。

【００１７】次に、図４ないし図６は本発明の第２の実
施形態を示すもので、本実施形態においては、電子回路
基板１と電気接合物１０との間にハウジング２０を介在
してその複数の貫通孔２１にはスプリング素子２６をそ
れぞれ嵌入し、各スプリング素子２６の上下両端部の径
よりも中央部の径を拡径に形成し、このスプリング素子
２６の上下両端部をハウジング２０の表面から突出させ
て断面略凸字形の栓２８をそれぞれ嵌着支持させ、ハウ
ジング２０から突出した下方の栓２８を電子回路基板１
の電極２に、ハウジング２０から突出した上方の栓２８
を電気接合物１０の電極１１にそれぞれ面接触させるよ
うにしている。

【００１８】ハウジング２０は、同図に示すように、組
立の便宜を図るため、一対のハウジング板２９を備え、
この一対のハウジング板２９が上下に積層されることに
より平面長方形に成形されている。各貫通孔２１は、図
６に示すように、電子回路基板１側に位置するテーパ孔
２４、縮径孔２３、及びテーパ孔２４から一体連続的に
形成されている。その他の部分については、上記実施形
態と同様であるので説明を省略する。本実施形態におい
ても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しか
も、各貫通孔２１の両端部に位置するテーパ孔２４がそ
れぞれ狭くなっているので、スプリング素子２６の脱落
等をきわめて有効に防止することができる。

【００１９】次に、図７ないし図９は本発明の第３の実
施形態を示すもので、この場合には、平坦な電子回路基
板１と電気接合物１０との間に、絶縁性のハウジング２
０を介在してその複数の貫通孔２１には導電性のスプリ
ング素子２６をそれぞれ嵌入し、各スプリング素子２６
の下端部から中央部に亘る径を上端部の径よりも拡径に
形成するとともに、このスプリング素子２６の中央部か
ら上端部をハウジング２０の表面から突出させ、各スプ
リング素子２６の下端部に栓２８を嵌着し、この栓２８
の突出部分を電子回路基板１の電極２に、各スプリング
素子２６の上端部を電気接合物１０の電極１１にそれぞ
れ接触させるようにしている。その他の部分について
は、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

【００２０】次に、図１０(ａ)、(ｂ)は本発明の第４の
実施形態を示すもので、この場合には、ハウジング２０
の両側面に略三角形状のスリット３０をスプリング素子
２６の本数に応じてそれぞれ切り欠き形成し、ハウジン
グ２０をスプリング素子２６毎に分割することができる
ようにしている。その他の部分については、上記実施形
態と同様であるので説明を省略する。本実施形態におい
ても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しか
も、スリット３０を用いてハウジング２０をスプリング
素子２６毎に容易に割り、不要なスプリング素子２６を
ユーザが簡単に省くことができるので、組立性、実装
性、及び作業性を大幅に向上させることが可能になる。

【００２１】次に、図１１は本発明の第５の実施形態を
示すもので、この場合には、電子回路基板１に図示しな
い一対の位置決め孔を穿孔するとともに、ハウジング２
０の下面両端に位置決めピン３１をそれぞれ植設し、こ
れら位置決め孔と位置決めピン３１を用いて電子回路基
板１に圧接挟持型コネクタを位置決め嵌合固定するよう
にしている。その他の部分については、上記実施形態と
同様であるので説明を省略する。本実施形態によれば、
簡易な構成で圧接挟持型コネクタの位置決め精度や実装
性をさらに向上させることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明に係る圧接挟持型コネクタの実
施例を説明する。実施例１電子回路基板に第１の実施形態の圧接挟持型コネクタを
ハンダクリームを用いて位置決め固定し、電子回路基板
と電気接合物とに圧接挟持型コネクタを位置決め挟持さ
せ、電子回路基板の各電極とキャップを面接触させると
ともに、電気接合物の各電極と栓を面接触させた。

【００２３】圧接挟持型コネクタのハウジングはＡＢＳ
樹脂を用いて高さ０．９５ｍｍに成形し、複数の貫通孔
は１．０ｍｍピッチで一列に１０個並べて穿孔成形し
た。各貫通孔は、拡径孔φ０．７５ｍｍ、縮径孔φ０．
６０ｍｍ、テーパ孔φ０．６０ｍｍ〜φ０．４０ｍｍ、
及び最縮径孔φ０．４０ｍｍの大きさに形成した。ま
た、ハウジングの複数の貫通孔には、スプリング素子を
高さ１．５０ｍｍで組み込んだ。

【００２４】各スプリング素子を形成する金属細線とし
ては、真鍮からなる金属線に金メッキをニッケル下地メ
ッキを介し施した金属細線を用いた。各スプリング素子
は、長さ１．７５ｍｍとし、ハウジングの表面から０．
８ｍｍ露出させた。各スプリング素子の下端部から中央
部の径はφ０．６０ｍｍとし、上端部の径はφ０．４０
ｍｍとした。さらに、キャップと栓とを各スプリング素
子と同様の材料で形成し、圧接挟持型コネクタの高さを
１．７５ｍｍとした。

【００２５】電子回路基板と電気接合物とに圧接挟持型
コネクタを位置決め挟持させたら、電子回路基板に対し
て電気接合物を加圧圧縮し、電子回路基板と電気接合物
とを電気的に導通した。この際の圧接挟持型コネクタの
圧縮量と荷重の関係を図１２のグラフにまとめた。同図
において、縦軸は荷重を示し、横軸は圧縮量を示す。

【００２６】図１２からも明らかなように、本実施例の
圧接挟持型コネクタによれば、１０本のスプリング素子
を０．５ｍｍ圧縮した場合の荷重を６Ｎ前後、すなわ
ち、スプリング素子１本当たりの荷重を６０ｇ前後とす
ることができ、低荷重で接続することができた。これに
対し、従来の圧接挟持型コネクタの場合、図示しない
が、１０本の接続子を０．５ｍｍ圧縮した場合の荷重は
１０Ｎ、接続子１本当たりの荷重は１００ｇになり、こ
れ以下の低荷重で接続することはできなかった。

【００２７】実施例２電子回路基板に第３の実施形態の圧接挟持型コネクタを
ハンダクリームを用いて位置決め固定し、電子回路基板
と電気接合物とに圧接挟持型コネクタを位置決め挟持さ
せ、電子回路基板の各電極とスプリング素子のキャップ
を面接触させるとともに、電気接合物の各電極とスプリ
ング素子の上端部を面接触させた。

【００２８】圧接挟持型コネクタのハウジングはＡＢＳ
樹脂を用いて高さ０．９５ｍｍに成形し、複数の貫通孔
は１．０ｍｍピッチで一列に１０個並べて穿孔成形し
た。各貫通孔は、拡径孔φ０．７５ｍｍ、縮径孔φ０．
６０ｍｍ、テーパ孔φ０．６０ｍｍ〜φ０．４０ｍｍ、
及び最縮径孔φ０．４０ｍｍの大きさに形成した。ま
た、ハウジングの複数の貫通孔には、スプリング素子を
高さ１．７５ｍｍで組み込んだ。

【００２９】各スプリング素子を形成する金属細線とし
ては、真鍮からなる金属線に金メッキをニッケル下地メ
ッキを介し施した金属細線を用いた。各スプリング素子
は、長さ１．７５ｍｍとし、ハウジングの表面から０．
８ｍｍ露出させた。各スプリング素子の下端部から中央
部の径はφ０．６０ｍｍとし、上端部の径はφ０．４０
ｍｍとした。さらに、キャップは各スプリング素子と同
様の材料で形成した。

【００３０】電子回路基板と電気接合物とに圧接挟持型
コネクタを位置決め挟持させたら、電子回路基板に対し
て電気接合物を加圧圧縮し、電子回路基板と電気接合物
とを電気的に導通した。この際の圧接挟持型コネクタの
圧縮量と荷重の関係を図１２のグラフにまとめた。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、圧接挟持
型コネクタの位置決め精度やアセンブリ性等を向上させ
ることができるという効果がある。また、圧接挟持型コ
ネクタの高さ寸法を小さくし、しかも、低荷重接続も可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧接挟持型コネクタの実施形態を
示す部分断面説明図である。

【図２】本発明に係る圧接挟持型コネクタの実施形態を
示す斜視説明図である。

【図３】本発明に係る圧接挟持型コネクタの実施形態を
示す要部断面説明図である。

【図４】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第２の実施
形態を示す部分断面説明図である。

【図５】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第２の実施
形態を示す斜視説明図である。

【図６】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第２の実施
形態を示す要部断面説明図である。

【図７】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第３の実施
形態を示す部分断面説明図である。

【図８】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第３の実施
形態を示す斜視説明図である。

【図９】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第３の実施
形態を示す要部断面説明図である。

【図１０】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第４の実
施形態を示す説明図で、(ａ)図は平面図、(ｂ)図は側面
図である。

【図１１】本発明に係る圧接挟持型コネクタの第５の実
施形態を示す側面図である。

【図１２】本発明に係る圧接挟持型コネクタの実施例を
示すグラフである。

【符号の説明】

１電子回路基板２電極１０電気接合物１１電極２０ハウジング２１貫通孔２２拡径孔２３縮径孔２４テーパ孔２５最縮径孔２６スプリング素子２７キャップ２８栓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する電極の間に挟持される圧接挟持
型コネクタであって、厚さ方向に配向された複数の貫通孔を有する絶縁性のハ
ウジングの各貫通孔に、少なくとも一端部の径が他端部
の径よりも大きく形成され、一端部にキャップ又は栓を
有し、他端部が上記ハウジングの表面から突出するよう
にして設けられた導電性のスプリング素子を嵌め入れて
なることを特徴とする圧接挟持型コネクタ。
【請求項２】請求項１記載の圧接挟持型コネクタにお
いて、少なくとも一端部の径が他端部の径よりも大きく
形成された上記スプリング素子に代え、一端部と他端部
の径が共にこれらをつなぐ中央部の径よりも小さく形成
されたスプリング素子を用いた圧接挟持型コネクタ。
【請求項３】上記各貫通孔が、縮径孔、最縮径孔、及
びこれら縮径孔と最縮径孔とを連接するテーパ孔からな
る請求項１又は２記載の圧接挟持型コネクタ。
【請求項４】上記スプリング素子の一端部に設けられ
たキャップ又は栓が上記ハウジングよりも突出している
請求項１、２、又は３記載の圧接挟持型コネクタ。