JP2004281064A - ゼブラ型コネクタおよびそれを組み付けた音響部品用ホルダ - Google Patents

Abstract

【課題】従来のゼブラ型異方導電性ゴムコネクタの大量生産性、製造の簡便性を継承しながら、近接する傾向にある電極間に短絡等を起こすことがないコネクタを提供する。
【解決手段】該ゼブラ型コネクタの電極に接触する導電部分７が導電層の単一層であるかまたは薄層の導電層と薄層の絶縁層からなる単一の部分的ゼブラ型導電部分からなることを特徴とする。前記導電部分７の厚さが前記電極の幅よりも小さく、導電部分７間の絶縁層部分の層厚が前記電極間の間隙よりも大きくすることが望ましい。また、音響部品を内部に収容するホルダに前記のゼブラ型コネクタを一体的に組み付けたことを特徴とする。前記音響部品が、同心円形式の電極を有する小型マイクロフォン１であり、前記ゼブラ型コネクタ６の前記導電部分７が導電層の単一層であり、両端と中央に導電部分７を有する５層構造を有する音響部品用ホルダであることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゼブラ型コネクタおよびそれを組み付けた音響部品用ホルダに関し、特には携帯電話等の手持ち移動通信機器用の小型マイクロフォンに適するゼブラ型コネクタを組み込んだホルダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型電子部品を実装するに際して、電極間をはんだ付けする操作を必要としないことから、導電層と絶縁層を積層した異方導電性ゴムコネクタ（「ゼブラ型異方導電性ゴムコネクタ」ともいわれる）が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。ゼブラ型異方導電性ゴムコネクタは、通常、多数の同一層厚を有する導電層と多数の同一層厚を有する絶縁層とが一定のピッチで交互に積層されている。そして、一つの電極に異方導電性ゴムコネクタ中の複数の導電層が接触するように設計されている。
接続されるべき回路等の電極に複数の導電層が接触することにより、電極とコネクタとの位置決め操作に余裕を持たせており、回路等の電極間に存在する非導通部分を広めにしておくことによって、回路の複数の電極間で短絡が起きないようにしている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示される携帯電話等のマイクロフォン２１においては、図４に示すように、同心円形式の電極の中心円電極２２とリング状電極２３との間の非導通部分２４の広めの設定に合わせて、導電層２５と絶縁層２６とが積層されてなるゼブラ型異方導電性ゴムコネクタ２７の形状をその導電層２５が小型マイクロフォン２１の二つ（以上）の電極２２・２３に同時に接触しないような形態にされている。そして、そしてゼブラ型異方導電性ゴムコネクタ２７は、小型マイクロフォン２１を収納するホルダ２８の収納孔内に押し込まれて狭持固定されている。ここでは、小型マイク組立品の大きさが、直径６〜１０ｍｍ、高さ２〜５ｍｍのものが例示されている。
【０００４】
益々小型化するマイクロフォンにおいても、その直径が４ｍｍ程度のものまでは、従来の、例えば導電層膜厚１００μｍ、ピッチ２００μｍのゼブラ型異方導電性ゴムコネクタで、その形状を適宜に設定することによって対応できている。しかし、最近では、携帯電話の小型化が益々図られていて、マイクロフォンの直径も４ｍｍを切るものが使用されつつある。
直径が４ｍｍ以下ともなると、ゼブラ型異方導電性ゴムコネクタの導電層膜厚を減少させ、ピッチを細かくし、形状を狭小な幅のものとしても、導電層が小型マイクロフォンの二つ以上の電極に同時に接触しないような形態にすることが困難になってきており、何とか対応可能なものを製造できるとしても、導電層の層厚の薄層化、コネクタの幅の狭幅化等によって、ゼブラ型異方導電性ゴムコネクタの製造費が増大し、取扱い勝手も悪化してくる。
【０００５】
ゼブラ型異方導電性ゴムコネクタを用いる方式でないものとして、複数の孤立する導電媒体がホルダーの底面部を貫通し、その端部が底面部の表面および／または裏面に突出してなることを特徴とするホルダーも試みられている（特許文献２参照）。
その一例を図５に示す。
図５は、従来の孤立した導電媒体を利用した小型マイクロフォンホルダー組立体の例を示す説明図であって、図５（ａ）は導電媒体の配置を示す説明図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線におけるホルダの断面説明図である。
【０００６】
図５において、磁性導電体を磁場によってモールド内の所定位置に磁場配向させて導電媒体２９とし、絶縁性ゴム状弾性体を注入して硬化させて一体型のホルダ３０が形成される。導電媒体２９は、マイクロフォン３１の同心円状に配置された中心円電極３２およびリング状電極３３に対応する位置に個別に離隔して配置されている。なお、３４はマイクロフォン３１を収容する凹部空所であり、３５は導電媒体２９に沿う立ち上がり筒部とされている。
この例においては、導電媒体の形状・配置を適宜に設計することによって、直径がより小さい小型マイクロフォンにも対応が可能となり得るが、ホルダ毎に導電媒体群をその成形型内の所定位置で個別に形成しなければならず、結局ホルダは導電媒体を形成しながら個別に形成されることになり、大量生産に適さず、高コストに繋がらざるを得ない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−７５２７９号公報
【特許文献２】
特開２００２−５７７７２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑み、従来のゼブラ型異方導電性ゴムコネクタの大量生産性、製造の簡便性を継承しながら、回路基板、電子部品等の近接する傾向にある電極間に短絡等を起こすことがないコネクタを提供し、そのコネクタを組み込んだホルダを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のゼブラ型コネクタは、該ゼブラ型コネクタの電極に接触する導電部分が導電層の単一層であるかまたは薄層の導電層と薄層の絶縁層からなる単一の部分的ゼブラ型導電部分からなることを特徴とする。前記導電部分の厚さが前記電極の幅よりも小さく、導電部分間の絶縁層部分の層厚が前記電極間の間隙よりも大きくすることが望ましい。
また、本発明の音響部品用ホルダは、音響部品を内部に収容するホルダに前記のゼブラ型コネクタを一体的に組み付けたことを特徴とする。前記音響部品が、同心円形式の電極を有する小型マイクロフォンであり、前記ゼブラ型コネクタの前記導電部分が導電層の単一層であり、両端と中央に導電部分を有する５層構造を有する音響部品用ホルダであることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
従来のゼブラ型異方導電性ゴムコネクタは、導電層の膜厚と絶縁層の膜厚とを薄いものとし、一つの電極に接する導電層の数を複数にすることによって、各導電層の性能のバラツキを相殺すると共に、電極とコネクタとの位置合わせに組ずれをカバーする自由度を付与していたのであるが、本発明は、発想を逆転させて、導電部分とその間に介在する絶縁層の厚さを大きくし、電極に接触する導電部分の数を単一とし、導電部分による導電性能の確保と位置合わせに組ずれをカバーする自由度とを同時に満足させるものである。
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、小型マイクロフォンを例とする本発明の一実施の形態を示す説明図であって、図１（ａ）は、小型マイクロフォンの電極部を示す平面図、図１（ｂ）は、本発明のゼブラ型コネクタを組み込んだ小型マイクロフォンを収納するゴムホルダーの縦断面説明図、図１（ｃ）は、ゴムホルダーの上面説明図である。図２は、同心円型電極配置の小型マイクロフォンを例とした、電極と本発明の他の実施の形態のゼブラ型コネクタとの接触関係を例示する説明図であり、図３は、本発明の更に別の実施の形態のゼブラ型コネクタを例とする図２と同様の説明図である。
図１において、小型マイクロフォン１の裏面には、同心円形式の電極の中心円電極２とリング状電極３とが同心円状に形成されている（図１（ａ）参照）。そして、小型マイクロフォン１を収納するホルダ４は、絶縁性弾性部材で袋状に形成され、一方の面には集音用の窓５が形成され、他方の面には、ゼブラ型コネクタ６が組み込まれている。ゼブラ型コネクタ６は、導電部分７と絶縁層部分８とが交互に積層して形成されている（図１（ｂ）参照）。
【００１２】
ゼブラ型コネクタ６は、押圧圧縮されて導通が確保されることから、押圧力・圧縮長さをホルダ４部分に干渉されないように、厚みがホルダ４の厚みより大きくされていることが好ましい。
例示される小型マイクロフォンの場合、その外径が４ｍｍ以下、例えば、３〜４ｍｍとすると、中心円電極２の直径は０．５〜１．０ｍｍ、リング状電極３の幅は０．５〜１．０ｍｍ、電極間間隙は０．１〜０．９ｍｍ程度となることが考えられている。
これらの各寸法に適合するものとして、ゼブラ型コネクタ６の導電部分の厚さ０．２〜０．７ｍｍ、絶縁層部分の層厚０．３〜１．３ｍｍ、幅は０．２〜１．０ｍｍ程度が実現される必要がある。
【００１３】
図２に、同心円型電極配置を有する電子部品（この図示例では、小型マイクロフォン）を例として、電極と本発明の他の実施の形態のゼブラ型コネクタとの接触関係を、図３には本発明の更に別の実施の形態のゼブラ型コネクタを例とする図２と同様の接触関係を、それぞれ例示する。図１においては導電部分と絶縁層部分とが交互に積層された典型的なゼブラ型コネクタの例を図示しているが、図２においては、導電部分の四囲が絶縁性材料で囲繞されている広義のゼブラ型コネクタが例示されている。
図２において、小型マイクロフォン１の中心円電極２の幅（直径）に対して、ゼブラ型コネクタ６の導電部分７の厚さは相対的に小さいので、ゼブラ型コネクタ６の小型マイクロフォン１に対する位置の多少のズレは対応が可能であり、また、小型マイクロフォン１の電極間間隙に対するゼブラ型コネクタ６の絶縁層部分８の層厚は相対的に大きくなされているので、小型マイクロフォン１の電極間で短絡する危険性は極めて小さくなる。
図３に示される本発明の更に別の実施の形態のゼブラ型コネクタ９は、導電部分をなす部分的ゼブラ型導電部分１０間の絶縁層部分１１の層厚が部分的ゼブラ型導電部分１０中の薄層の絶縁層の層厚よりも大きい層厚を有する。
図２に示されるのと異なり、図１（ｃ）および図３に示されるように、導電部分７の幅は、電極２、３の幅（直径）よりも大きくすることも可能である。
【００１４】
本発明のゼブラ型コネクタを構成する導電部分および絶縁層部分の材料は、絶縁性エラストマ材料に導電粒子を配合した導電性組成物と絶縁性エラストマ材料からなる。
＜絶縁性エラストマ材料＞
絶縁層を構成する絶縁性エラストマ材料と、導電部分の構成成分をなす絶縁性エラストマ材料とは、同一のものでも異なるものでも良い。
絶縁性エラストマ材料としては、硬化前に流動性を有し、硬化されることにより架橋構造を形成する各種のエラストマ（常温付近でゴム状弾性を有するものの総称）が好ましい。例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリウレタンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系ゴム、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、天然ゴム等が該当する。エラストマは、単一のものであっても２種以上の混合物であっても良い。また、絶縁層部分として用いる場合には、これらの独立及び連泡の発泡体等も該当する。これらの中では電気絶縁性、耐熱性、圧縮永久歪、加工性等に優れているシリコーンゴムが好ましい。
【００１５】
＜導電粒子＞
導電部分を構成する導電粒子は、粒状あるいはフレーク状のものが挙げられ、充分な導電性を有している必要があるため、少なくとも表面が金属で被覆されているものであることが好ましく、例えば、金、銀、銅、プラチナ、パラジウム、ニッケル、アルミニウム等の金属単体あるいはこれらの合金からなる粒状もしくはフレーク状の粒子を始めとして、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性有機材料や、これらの焼成品、また、カーボン、セラミックス、シリカ等の無機材料の粒子を核材として、その表面を前記金属によりめっき、蒸着、スパッタ等の方法で被覆したもの等が挙げられる。常法に従って、導電性粒子の粒子径・添加量等を調整して、導電部分の電気伝導度を適宜調整し、かつ、ゼブラ型コネクタのゴム硬度を調整する。
【００１６】
＜ゼブラ型コネクタ部のゴム硬度＞
このゼブラ型コネクタのゴム硬度は、ゼブラ型コネクタが上下方向から圧縮されて電気的接合を要する物の電極を電気的に接続することから、５０〜８０、好ましくは６０〜８０のゴム硬さ（ＪＩＳ Ｋ６２５３ デュロメータ硬さタイプＡ）がよい。ゴム硬さ５０未満では十分な反発荷重が得られず、接続が安定しない。またゴム硬さ８０より大きいと圧縮に要する荷重が大きくなり電気的接合物を破壊してしまう恐れがある。
＜ホルダ材料＞
ホルダ材料は、従来公知のものが用いられ得る。例えば、ホルダーに用いられる絶縁性弾性部材としては、シリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ふっ化系熱可塑性エラストマー、イオン架橋系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。なかでも電気絶縁性、耐候性からシリコーンゴムが好ましい。また、これらの独立及び連泡の発泡体等も該当する。
【００１７】
本発明で用いるゼブラ型コネクタは、絶縁性エラストマ材料からなる絶縁層材料と、絶縁性エラストマ材料に導電粒子を所望量均一に混入した導電部分用材料とで、各々所定の膜厚で所望段数積層して作製した積層部材から、所要の大きさに切断して、常法に準じて作製する。導電部分用に、常法に従って導電層と絶縁層とを交互に積層して切り出されたゼブラ型の薄板状物を用いることもできる。別法として、導電層材料から、所要の太さ（接続対象物の電極の幅（径）よりも若干小さい）の径または１辺を有する円柱状または角柱状の細線を作製し、その細線を所定の間隔を有して配列して、細線間に絶縁層材料を注入・固化して作製したコネクタ素材から所要の大きさに切断して作製することもできる。細線自体をゼブラ状線材とすることもできる。
この場合には、コネクタの導電性部分の全周が絶縁性材料で囲繞されているので、厳密な意味では「ゼブラ」状とは言い難い面もあるが、本発明においてはこの後者の形態のものも、広義に解して、「ゼブラ型コネクタ」と呼ぶこととする。
【００１８】
後者の、導電性部分の全周が絶縁性材料で囲繞されているタイプのゼブラ型コネクタの場合、接続されるべき電極との位置合わせに組ずれをカバーする自由度が増す利点があり、特に導電部分の断面形状が円形である場合には、短絡の虞が非常に減少する利点がある。また、ゼブラ型コネクタの幅が相対的に大きくなるので、取扱い勝手が向上する。
本発明のゼブラ型コネクタを小型電子部品、例えば携帯電話等の手持ち移動通信機器のマイクロフォン等に適用する場合、小型電子部品をホルダに収容することがある。この場合、小型電子部品の電極に接続するコネクタは、ホルダに一体的に組み込まれていることが好ましい。
【００１９】
本発明のゼブラ型コネクタをホルダに一体的に組み込むのは、常法に準じて、次のようにして、行われる。金型内の所定位置にゼブラ型コネクタを設置し、金型内の残余の空隙にホルダ材料を注入して固化して一体化する。その際、ホルダ材料を発泡させることがあり得ることは前述したとおりである。
また、別法としては、成型済みのホルダに設けられたゼブラ型コネクタ組込用の孔に弾性的にゼブラ型コネクタを押し込み、ホルダに弾性的に狭持させることもできる。その際に、ホルダとゼブラ型コネクタとを接着することもできる。本発明では、このような弾性を利用した孔内へ押し込まれたものも、一体型と呼ぶこととする。
【００２０】
本発明のホルダについて、主として小型マイクロフォンを例にして説明してきたが、本発明はこれに限られるものではない。
電気的接続を要する電極が、グループ毎になっているか否かを問わず、分散して配置されている例えば回路基板等に対して、複数のゼブラ型コネクタを用いるような場合に、それら複数のゼブラ型コネクタを基板単位に広い面積を有する絶縁板体に一体的に配列するようなものも、ホルダの概念に含まれるものとする。また、隣接する電極間間隔が狭小な小型電子部品に適用されるものとして、本発明のゼブラ型コネクタは極めて有利に適用され得るが、ゼブラ型コネクタ中の単一の導電部分のみが接触することは、必ずしも小型電子部品の電気的接続の場合に限られるものではない。
【００２１】
【実施例】
ゼブラ型コネクタの絶縁層の絶縁性エラストマ材料としてシリコーンエラストマ：ＫＥ−９７１Ｕ（信越化学工業（株）製商品名）、導電部分の絶縁性エラストマ材料としてジメチルシロキサン単位９９．８５モル％とメチルビニルシロキサン単位０．１５モル％とからなる平均重合度が約８０００のメチルビニルポリシロキサン１００重量部に、導電粒子として平均粒径１０μｍの球状シリカ：ＵＳ−１０（三菱レーヨン（株）製、商品名）にニッケルメッキ、更に金メッキを施した金メッキシリカ３００重量部を配合した導電性組成物を用いて、図２に示すゼブラ型コネクタを製造した。導電部分の寸法は０．２５×０．５ｍｍ、導電部分間間隔０．９ｍｍとし、ゼブラ型コネクタの寸法は２．７×１ｍｍのものを作製した。ゼブラ型コネクタのゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３ デュロメータ硬さタイプＡで７０であった。なお、小型マイクロフォンの外径４ｍｍ、中心円電極２の直径０．７ｍｍ、リング状電極の幅０．７５ｍｍ、電極間間隔０．４５ｍｍを想定した。
【００２２】
絶縁性弾性材料としてシリコーンエラストマ：ＫＥ１９５０−４０（信越化学工業（株）、商品名）を用いて、先に作製したゼブラ型コネクタを金型内で一体成形してホルダとした。
想定した小型マイクロフォンをホルダに組み込んで電極間のリーク抵抗を計測したところ、全て規格内に収まり、ショートしているものはなかった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ゼブラ型異方導電性ゴムコネクタの製造技術と大差のない生産性と取扱い勝手の良さを維持しながら、直径が４ｍｍ以下の小型マイクロフォンにリーク・ショートの心配のないコネクタおよびホルダを製造することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】小型マイクロフォンを例とする本発明の一実施の形態を示す説明図であって、図１（ａ）は、小型マイクロフォンの電極部を示す平面図、図１（ｂ）は、本発明のゼブラ型コネクタを組み込んだ小型マイクロフォンを収納するゴムホルダーの縦断面説明図、図１（ｃ）は、ゴムホルダーの上面説明図である。
【図２】同心円型電極配置の小型マイクロフォンを例とした、電極と本発明の他の実施の形態のゼブラ型コネクタとの接触関係を例示する説明図である。
【図３】本発明の更に別の実施の形態のゼブラ型コネクタを例とする図２と同様の説明図である。
【図４】従来のゼブラ型異方導電性ゴムコネクタを利用した小型マイクロフォンホルダー組立体の例を示す説明図である。
【図５】従来の孤立した導電媒体を利用した小型マイクロフォンホルダー組立体の例を示す説明図であって、図５（ａ）は導電媒体の配置を示す説明図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線におけるホルダの断面説明図である。
【符号の説明】
１：小型マイクロフォン
２：中心円電極
３：リング状電極
４：ホルダ
５：（集音用の）窓
６：ゼブラ型コネクタ
７：導電部分
８：絶縁層部分
９：ゼブラ型コネクタ
１０：部分的ゼブラ型導電部分
１１：絶縁層部分
２１：マイクロフォン
２２：中心円電極
２３：リング状電極
２４：非導通部分
２５：導電層
２６：絶縁層
２７：ゼブラ型異方導電性ゴムコネクタ
２８：ホルダ
２９：導電媒体
３０：ホルダ
３１：マイクロフォン
３２：中心円電極
３３：リング状電極
３４：凹部空所
３５：立ち上がり筒部

Claims (4)

1. 回路基板等の電極と電子部品等の電極等とを導電接続するゼブラ型コネクタであって、前記電極に接触する導電部分が導電層の単一層であるかまたは薄層の導電層と薄層の絶縁層からなる単一の部分的ゼブラ型導電部分からなることを特徴とするゼブラ型コネクタ。
2. 前記導電部分の厚さが前記電極の幅よりも小さく、導電部分間の絶縁層部分の層厚が前記電極間の間隙よりも大きい前記請求項１に記載のゼブラ型コネクタ。
3. 音響部品を内部に収容するホルダに請求項１または請求項２に記載のゼブラ型コネクタを一体的に組み付けたことを特徴とする音響部品用ホルダ。
4. 前記音響部品が、同心円形式の電極を有する小型マイクロフォンであり、前記ゼブラ型コネクタの前記導電部分が導電層の単一層であり、両端と中央に導電部分を有する５層構造を有する請求項３に記載の音響部品用ホルダ。

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