JPH04116374U - 弾性コネクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】基板に圧接する際の圧縮荷重を軽減し、繰返し
使用を可能にする。 【構成】絶縁性弾性体１中に、複数のらせん状導電線２
が相互に絶縁を保って平行に埋設され、少なくとも一部
の導電線２が両端を外部に露出している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電気回路基板（以下基板という）間や表示装置と駆動回路板の接続 に用いられる弾性コネクターに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来絶縁性弾性体中に複数の直線状導電線を厚さ方向に平行に絶縁を保って埋 設した弾性コネクターが、液晶表示装置と駆動回路等との接続電極間に圧接され て用いられているが、導電線端面に高い圧縮荷重を加えて基板の入出力電極の良 好な接続を図っていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら前記従来の弾性コネクターでは、導電線が挫屈したり、圧縮を繰 り返すと導通不良を起こし、さらに断線するという事故を起こし易かった。これ を防止するため導電線を圧縮方向に対し傾斜させたり、「く」の字形に成形した りしたが、圧縮時に導電線の有効接触面積が減少するため、適性荷重範囲が狭く なったり、絶縁性弾性体の厚さや導電線の埋設ピッチが制限されるという不利が あった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記不利を解決するもので、これは絶縁性弾性体中に、複数のらせん 状導電線が相互に絶縁を保って平行に埋設され、少なくとも一部の導電線が両端 を外部に露出してなることを特徴とする弾性コネクターである。

【０００５】 以下図面によって本考案の弾性コネクターを説明すると、図１（ａ）、（ｂ） に示すように、ブロック状絶縁性弾性体１の中に、複数のらせん状導電線２が一 定ピッチで導通方向に平行に絶縁を保って埋設され、外部に露出したそれらの端 面に耐腐食性、導通性向上のため金メッキ３を施している。（ｃ）では絶縁性部 材として未加硫ゴム４（必要に応じ圧接接続後に加硫する）を用いた場合で、コ ネクターの側面に弾性体からなるサポート層５が貼り合わせられ、未加硫ゴム４ の変形防止の効果がある。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）では、それぞれ図１（ａ ）、（ｂ）、（ｃ）のらせん状導電線２を２列に埋設し、図３ではシート状絶縁 性弾性体６中にます目（例えば０．５ｍｍの格子状）に規則正しくらせん状導電 線２が埋設されており、図４（ａ）、（ｂ）ではランダムに埋設されている。ま た図５（ａ）、（ｂ）では図２（ｃ）のコネクターの周囲にサポート層５が貼り 合わせられている。 このように絶縁性弾性体中に埋設された導電線をらせん状にすることにより圧 縮されて挫屈するのを防止し、繰返し使用にも耐え、圧縮時に導電線が挫屈して 端面が傾斜して電極と導電線の接触する面積が減少することがなく、したがって 適性荷重範囲を広くすることができる。

【０００６】 本考案の弾性コネクターに用いる導電線自体としては、抵抗率が低く、安定な 点で金、銀、銅が望ましいが、圧縮強度、コストの面では問題がある。一般に回 路基板どうしあるいは液晶表示装置やプラズマディスプレイ等の表示装置との接 続にあたっては、導電線の有効荷重範囲は０〜０．３ｋｇｆ／ｍｍ²とされるか ら、圧接接続時の圧縮率の最大限を８０％とすると、１本あたり約３７５ｍｇｆ ／１０％の荷重に耐えれば充分であるので、ばね鋼、モリブデン鋼、ニッケル、 黄銅等の各種金属材料および炭素繊維が好適である。さらに接触抵抗の安定化、 耐硫化、耐酸化、耐湿化の向上のため、導電線が外部に露出し基板の入出力電極 と接触する端面に金メッキを施して耐環境特性を良くすることが望ましい。

【０００７】 またらせんの形状としては、各種の形状のものが用途に応じて適宜選択使用さ れるが、低ピッチかつ平行度を高めるためには平均外径を０．２ｍｍ以下、線径 は０．０８ｍｍ以下が望ましく、巻数は、ばね特性を維持するために最低でも２ 以上とするのが好ましい。 導電線をらせん状に成形するには、溶融した金属を金型に入れて成形する方法 、金属線を軸方向に移動させながら回転ドラムに巻き付けて成形する方法や２本 以上の導電線を相互に絡ませてらせん状にし、焼付けした後分離する方法や、導 電線の両端を固定し、１端を回転させてらせん状にし、窒素、ネオン、ヘリウム 等の不活性ガス中で焼き入れした後、同じく不活性ガス中で焼きなましてから両 端を開放する方法等が例示されるが、用いるらせん状導電線が、外径、線径が非 常に小さい場合には、２本の導電線を絡ませる方法が好ましい。

【０００８】 絶縁性弾性体としては、ソリッド（非発泡体）のエラストマーが好ましく、特 に多数回の使用に対し圧縮永久歪特性と、電気絶縁性に優れたシリコーンゴム系 が望ましいが、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＢＲ）等のエ ラストマーも使用できる。また、従来公知の未加硫ゴムあるいはゲル状ゴムの周 囲を加硫済ゴムで囲んで使用することもでき、この場合には弾性体自体の圧縮荷 重を低減させることができる。

【０００９】 絶縁性弾性体は、公知のコネクターを構成する主材料のゴム組成物を押出成形 、射出成形、圧縮成形等を組合せてシート状あるいはブロック状にして得られる 。絶縁性弾性体中にらせん状導電線を等間隔で平行かつ低ピッチで配列埋設させ るには、回転ドラム上に貼着された未加硫のゴムシート上にらせん状導電線を定 ピッチに巻き付ける方法や、あらかじめらせん状導電線を金型中の溝部に配列保 持した後、金型に絶縁性ゴムを注入し圧縮成形する方法があり、後者の方がピッ チ間隔の寸法精度が高いため望ましい。 あるいは上記方法に用いる金型と同型の治具にらせん状導電線を配置し、ポリ エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のシートの上にトッピングした未加硫ゴム にこのらせん状導電線を転写し、さらにその上に未加硫ゴムを貼りあわせて加硫 する方法もある。これらの方法で得られたものを導電線の配向方向に対し、所定 の角度好ましくは直角に所定寸法に切断することにより導電部位の端面が絶縁性 弾性体より露出したコネクターを得る。なお、このようにして得られたらせん状 導電線の端部は絶縁性ゴム表面から突出したもの、あるいは面一のいずれであっ てもよいが、突出したものにあっては突出量が大きすぎて圧接時に端部が横倒し になって隣接するらせん状導電線と接触しないよう、らせん状導電線の材質、形 状および絶縁性ゴムの種類を適宜組合せるのがよい。必要に応じ目的に応じて幅 、長さ等をさらに任意の形状にカットしてもよい。

【００１０】

【作用】

本考案の弾性コネクターを、接続しようとする基板の入出力電極間に挟んで圧 縮すると、コネクターの露出しているらせん状導電線の両端が両入出力電極に接 触する。導電線はらせん状であるから、弾性的に接触して両入出力電極を接続し 、圧縮使用を繰返しても抵抗値はほとんど変化しない。また導電線の端面を金メ ッキ等することにより耐環境特性の向上に効果がある。

【００１１】

【実施例】

下記のらせん状導電線と絶縁性弾性体を実施例１〜５で使用した。 （イ）らせん状導電線 直径０．０３ｍｍのニッケル線２本を、らせんピッチが０．０５ｍｍになる よう相互に絡ませて巻き、窒素ガス中で約１０００℃で焼き入れした後、水中で 急冷し、４００〜５００℃の窒素ガス中で焼きなましをしてから放冷し、らせん 状導電線を分離して、ばね定数が２２５ｍｇｆ／１０％のらせん状導電線を得た 。 （ロ）らせん状導電線 （イ）のらせん状導電線をプライマー（信越化学工業（株）製ＫＢＭ４０３を エタノールで希釈したもの）に５分間浸し、１８０℃で２時間焼付けする。 （ハ）絶縁性弾性体 シリコーンゴムＫＥ１５１ｋｕ（信越化学工業（株）製、商品名）と加硫剤Ｃ −２（信越化学工業（株）製、商品名）をミキシングロールで混練する。 （ニ）絶縁性弾性体 シリコーンゴムＫＥ１５１ｋｕ（信越化学工業（株）製、商品名）

【００１２】 実施例１ 間隔０．２ｍｍで０．０５ｍｍの深さに形成した金型の溝に、長さ１．２ｍｍ の前記（イ）のらせん状導電線を配置し、そこに前記（ハ）の未加硫の絶縁性弾 性体を押出機を用いて注入し、１８０℃で１５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力を５分間加 えて圧縮成形した後、前記プライマーに１５分間浸し１８０℃で２時間の焼付け をして、厚さ０．４ｍｍのらせん状導電線入りゴムシートを得た。このゴムシー ト上に、ＰＥＴフィルム面に生ゴムを厚さ０．４ｍｍにトッピングしたものを貼 り合わせた後ＰＥＴフィルムをはがし、さらにその上に別途用意した前記と同様 のらせん状導電線入りゴムシートを貼り合わせ、厚さ１．２ｍｍの３層のゴムシ ートをつくり、これを１２０℃で２時間加硫する。ついでらせん状導電線がなら んでいる方向と直角に切断し図２（ａ）、（ｂ）に示すような形状（ただし金メ ッキ３はないもの）のコネクターを得た。 このコネクターに圧縮繰返し試験（圧縮率２０％）を１００回繰り返したが、 抵抗値の上昇はほとんどみられなかったが、比較例として従来の直線状導電線を 用いた他は同じ弾性コネクターを試験したところ、繰返し回数を重ねる毎に抵抗 値が上昇し３回で導通が切れた。

【００１３】 実施例２ ５０ｍｍ×２００ｍｍ×３００ｍｍの直方体の金型に、前記未加硫の絶縁性弾 性体（ハ）を押出機で注入し、間隔０．５ｍｍで格子状に前記（イ）のらせん状 導電線を挿入し、実施例１と同様の条件で圧縮成形し、これを３０分プライマー に浸し、このプライマーを１８０℃で５時間焼付けするとともに前記（ハ）の弾 性体を加硫し、らせん状導電線入りのゴムブロックを得た。これをらせん状導電 線の方向と直角に厚さ２ｍｍになるようスライスし、図３の形状（ただし金メッ キ３はない）のシート状コネクターを得た。このコネクターに実施例１と同様の 繰返し試験を行ったが結果は実施例１と同じであった。

【００１４】 実施例３ 前記（ハ）の未加硫絶縁性弾性体５ｋｇと、長さ２ｍｍの前記（ロ）のらせん 状導電線４ｋｇをミキシングロールで１０分間混練し、２ｍｍ厚さのシートにし た後、１辺３００ｍｍの正方形に打抜き、ついでこれに含まれるらせん状導電線 １個あたり厚さ方向に１０ｋｇｆの力が加わるように磁界を１時間かけて導電線 を配向させた後、このものを１２０℃で２時間常圧で加硫してから、導電線端面 を金メッキ処理し、図４（ａ）、（ｂ）の形状のシート状コネクターを得た。こ のコネクターに実施例１と同様の繰返し試験を行ったが結果は実施例１と同じで あった。

【００１５】 実施例４ 実施例２で用いた金型と同型の治具に、前記（ロ）のらせん状導電線を配置し 、これに、ＰＥＴフィルム上に厚さ０．２ｍｍにトッピングした前記（ニ）のシ リコーンゴムシートを押しつけて、らせん状導電線をシリコーンゴムシートに転 写する。ついでこのらせん状導電線を覆うようにして、別のこの上に同じ（ニ） のシリコーンゴムシートを貼り合わせ（これを（ホ）とする）たもの２個の間に ０．４ｍｍの厚さの（ニ）のシリコーンゴムシートを介在させ（以下これを（ヘ ）とする）、ついでこの（ヘ）の両面に前記（ハ）からなる０．５ｍｍ×５ｍｍ ×３００ｍｍのシートを貼り合わせた後、このブロック体の導通に関与しない側 周面に、前記（ハ）からなる厚さ０．５ｍｍのシート部材を図５のように設け、 これを１８０℃で１５０ｋｇ／ｃｍ²、２時間圧縮成形加硫し、端面を金メッキ して図５（ａ）、（ｂ）の形状のコネクターを得た。このコネクターについて実 施例１と同様の繰返し試験を行ったところ結果は実施例１と同じであった。

【００１６】 実施例５ 実施例２で用いた金型と同型の治具に、前記（イ）のらせん状導電線を配置し 、ＰＥＴフィルム上に厚さ０．３ｍｍにトッピングされた前記（ニ）のゴムシー ト（３００ｍｍ×３００ｍｍ）に転写した後、導電線が露出している面に別の前 記（ニ）のゴムシートを貼り合わせ、クリアランス０．３ｍｍのピンチローラに 通した。ついで６ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で冷間プレスし、導電線の方向と垂直に ５ｍｍ幅にカットしてから加硫処理して、図１（ａ）、（ｂ）の形状のコネクタ ーを得た。このコネクターに実施例１と同様の繰返し試験を行ったが結果は実施 例１と同じであった。 実施例４、５における抵抗値−圧縮率および荷重−圧縮率関係曲線を図６、７ に示す。このことから本考案のコネクターは圧縮率が大きく変わっても抵抗値の 変化がきわめて小さいことがわかる。

【００１７】

【考案の効果】

らせん状導電線のばね特性により、本考案の弾性コネクターが比較的高い圧縮 を受けても挫屈することなく、基板の入出力電極と低抵抗で接触し、かつ多数回 の使用にも十分耐えるとができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本考案のブロック状弾性コネクターの
斜視図、（ｂ）は（ａ）のコネクターにおけるらせん状
導電線の絶縁性弾性体中に埋没した状態の説明図、
（ｃ）は（ａ）、（ｂ）のコネクターにサポート層を貼
り合わせたときの説明図である。

【図２】（ａ）は本考案の他の例のブロック状弾性コネ
クターの斜視図、（ｂ）は（ａ）のコネクターにおける
らせん状導電線の絶縁性弾性体中に埋没した状態の説明
図である。（ｃ）は（ｂ）のコネクターにサポート層を
貼り合わせたときの説明図である。

【図３】本考案のらせん状導電線が規則正しく埋設され
ているシート状弾性コネクターの斜視図である。

【図４】（ａ）は本考案のらせん状導電線がランダムに
埋設されているシート状弾性コネクターの斜視図、
（ｂ）は（ａ）のコネクターにおけるらせん状導電線の
絶縁性弾性ゴム中に埋没した状態の説明図である。

【図５】（ａ）は本考案の周囲をサポート層で囲まれた
ブロック状弾性コネクターの斜視図、（ｂ）は（ａ）の
コネクターにおけるらせん状導電線の絶縁性弾性体中に
埋没した状態の説明図である。

【図６】実施例１、４と比較例における圧縮率と圧縮力
の関係曲線図である。

【図７】実施例１、４と比較例における圧縮率と抵抗値
の関係曲線図である。

【符号の説明】

１ ブロック状絶縁性弾性体 ２ らせん状導電線 ３ 金メッキ ４ 未加硫（ゲル状）ゴム ５ サポート層 ６ シート状絶縁性弾性体

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性弾性体中に、複数のらせん状導電線
   が相互に絶縁を保って平行に埋設され、少なくとも一部
   の導電線が両端を外部に露出してなることを特徴とする
   弾性コネクター。