JP2011049387A - シールドフィンガーおよび電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの導体間の電気的導通を図るシールドフィンガーにおいて、２つの導体間の電気的導通の安定化を図る。
【解決手段】第１および第２の導体間の電気的導通を行うシールドフィンガーにおいて、第１の導体に接続されるベース片と、一端がベース片に接続して形成され、他端に第２の導体と接触される第１接触部を有する第１のバネ片と、一端が第１接触部に接続して形成された第２のバネ片と、一端が第２のバネ片の他端に接続され、第２の導体と接触される第２接触部を有する可動片とを備え、第１および第２の導体間の距離が狭まることによる第１のバネ片および第２のバネ片の弾性圧縮変形に伴って、可動片がバネ片の幅方向を中心として回動され、第２接触部が第２の導体と接触する。よって、第２の導体に対して、第１接触部に加えて、第２接触部を接触させることができる。
【選択図】図４Ｂ

Description

本発明は、２つの導体間の電気的導通を図るシールドフィンガー、およびシールドフィンガーを用いた電気的接続構造を備える電子機器に関する。

近年電子機器のデジタル化と信号周波数の高周波化が進むにつれて、不要輻射対策が困難化している。回路のグランドには多くの高周波電流が流れて不安定になり、金属ケースによる電磁シールドや機器筐体との電気的接続によりグランド電位の安定化を図ることが行われている。

例えば、信号処理回路のグランドを強化して不要輻射を低減する目的で回路基板のグランドを筐体等に接地させたり、液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置におけるパネル（液晶パネルやプラズマディスプレイパネル）を覆う金属製ケースと回路基板のグランドとを接続させたりする場合には、回路基板のアースパターンに半田付けして表面実装されるコンタクト部材として、図１Ａおよび図１Ｂに示すようなシールドフィンガー５０が多用されている。

図１Ａおよび図１Ｂに示す従来のシールドフィンガー５０は、板バネ構造を有し、回路基板等の第１の導体１上に半田付けにて実装されるベース片５１と、ベース片５１の一端より延在するバネ片５２と、バネ片の他端に接続された接触片５３とを備えた構造を有する。第１の導体１に実装された状態のシールドフィンガー５０において、接触片５３の図示上面（接触面）に接触するように第２の導体２を配置し、第１および第２の導体１、２間の距離が狭められると、バネ片５２が弾性圧縮変形され、第１および第２の導体１、２間の導通が得られる。

しかしながら、このような従来のシールドフィンガー５０では、図１Ｂに示すように、第１および第２の導体１、２間の距離が狭められ、バネ片５２が弾性圧縮変形された場合に、接触片５３が傾斜される構造となっているため、接触片５３は、面接触ではなく線接触状態にて第２の導体２と接触されることになる。そのため、従来のシールドフィンガー５０では、第１および第２の導体間の電気的導通を確実かつ安定して得ることができないという課題があった。

このような従来の課題を解決するため、シールドフィンガーのバネ片が弾性圧縮変形された際に、第２の導体の表面に対して接触片が傾かないように板バネ構造の変形方向を制限するガイドを設けた構成のシールドフィンガーが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この板バネの変形方向を制限するガイドを設けた構成の従来のシールドフィンガー６０について、図２Ａおよび図２Ｂの模式図を用いて説明する。

図２Ａおよび図２Ｂに示す従来のシールドフィンガー６０は、第２の導体２と接触される天面６２と、天面６２の一部を垂直に折り曲げて形成したガイド部６２ａと、ガイド部６２ａに設けられた突起部６２ｂと、バネ片６３と、底面６４と、底面６４の一部を垂直に折り曲げて形成したヒンジ部６４ａと、ヒンジ部６４ａに形成された孔部６４ｂとを備えている。また、孔部６４ｂは突起部６２ｂが無理なく入る幅で天面６２および底面６４に対して垂直方向に長い長方形状に形成されている。

このような構成を有する従来のシールドフィンガー６０において、第１および第２の導体１、２間の間隔が狭くなると、突起部６２ｂが孔部６４ｂに案内されて、天面６２および底面６４に対して垂直方向に移動するようにバネ片６３が変形する。そのため、天面６２は第２の導体２に対して傾くことなく、面接触状態を維持することが可能となり、第１および第２の導体１、２間の電気的接続の安定化を図ることができる。

特開２００７−２５０３２０号公報

しかしながら、このような従来のシールドフィンガー６０では、２つの導体１および２が互いに平行な面を有することが前提となっており、第２の導体２が第１の導体１に対して少しでも傾いているような場合、あるいは第２の導体２における天面６２との接触表面が凹凸面であるような場合には、第２の導体２と天面６２との接触は線接触または点接触となり、２つの導体間の電気的接続が不安定になるという課題がある。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、２つの導体間の電気的導通を図るシールドフィンガーにおいて、２つの導体間の電気的導通の安定化を図ることができるシールドフィンガーおよび電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、板バネ構造を有し、第１の導体と第２の導体との間に配置されて、第１および第２の導体間の電気的導通を行うシールドフィンガーにおいて、第１の導体に接続されるベース片と、一端がベース片に接続して形成され、他端に第２の導体と接触される第１接触部を有する第１のバネ片と、一端が第１接触部に接続して形成された第２のバネ片と、一端が第２のバネ片の他端に接続され、第２の導体と接触される第２接触部を有する可動片とを備え、第１および第２の導体間の距離が狭まることによる第１のバネ片が弾性圧縮変形に伴って、第２のバネ片および可動片がバネ片の幅方向を中心として回動され、第２接触部が第２の導体と接触する、シールドフィンガーを提供する。

本発明の第２態様によれば、板バネ構造を有し、第１の導体と第２の導体との間に配置されて、第１および第２の導体間の電気的導通を行うシールドフィンガーにおいて、第１の導体に接続されるベース片と、一端がベース片に接続して形成され、他端に第２の導体と接触される第１接触部を有する第１のバネ片と、一端が第１接触部に接続して形成された第２のバネ片と、一端が第２のバネ片の他端に接続され、第２の導体と接触される第２接触部を有する可動片とを備え、第１および第２の導体間の距離が狭まることによる第１のバネ片および第２のバネ片の弾性圧縮変形に伴って、可動片がバネ片の幅方向を中心として回動され、第２接触部が第２の導体と接触する、シールドフィンガーを提供する。

本発明の第３態様によれば、板バネ構造を有し、第１の導体と第２の導体との間に配置されて、第１および第２の導体間の電気的導通を行うシールドフィンガーにおいて、第１の導体に接続されるベース片と、一端がベース片に接続して形成され、他端に第２の導体と接触される第１接触部を有する第１のバネ片と、一端が第１接触部に接続して形成された第２のバネ片と、一端が第２のバネ片の他端に接続され、第２の導体と接触される第２接触部を有する可動片とを備え、第１および第２の導体間の距離が狭まることにより、第１接触部が第２の導体と接触するとともに、第１のバネ片が弾性圧縮変形し、第１のバネ片が弾性圧縮変形に伴って、第２のバネ片がバネ片の幅方向を中心として回動されるとともに、第１および第２の導体間で第２のバネ片が弾性圧縮変形し、第２のバネ片の弾性圧縮変形に伴って、可動片がバネ片の幅方向を中心として回動されて、第２接触部が第２の導体と接触する、シールドフィンガーを提供する。

本発明の第４態様によれば、第１および第２の導体間の距離が狭まることにより、第２のバネ片の他端がベース片に接触する、第１から第３態様のいずれか１つに記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第５態様によれば、第２のバネ片の弾性圧縮変形に伴って、第２のバネ片の他端がベース片に接触した状態でスライド移動される、第４態様に記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第６態様によれば、第２接触部は、可動片の他端に配置されている、第１から第５態様のいずれか１つに記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第７態様によれば、可動片の他端が複数の分割片に分割され、それぞれの分割片に第２接触部が配置されている、第６態様に記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第８態様によれば、第２接触部を第２の導体に対して付勢する第３のバネ片が、可動片に設けられている、第１から第７態様のいずれか１つに記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第９態様によれば、第１のバネ片のバネ定数が、第２のバネ片のバネ定数よりも小さく設定されている、第１から第８態様のいずれか１つに記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第１０態様によれば、シールドフィンガーは、導電性の金属材料により形成されている、第１から第９態様のいずれか１つに記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第１１態様によれば、シールドフィンガーは、非導電性材料を基材として形成され、基材の表面に導電性材料が被覆されている、第１から第９態様のいずれか１つに記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第１２態様によれば、シールドフィンガーは、一枚の帯状部材を、同一方向に複数回折り曲げ加工することにより形成されている、第１から第１１態様のいずれか１つに記載のシールドフィンガーを提供する。

本発明の第１３態様によれば、第１から第１２態様のいずれか１つに記載のシールドフィンガーと、シールドフィンガーを介して電気的に導通される第１および第２の導体とを備える、電子機器を提供する。

本発明によれば、シールドフィンガーにおいて、一端がベース片に接続して形成され、他端に第２の導体と接触される第１接触部を有する第１のバネ片と、一端が第１接触部に接続して形成された第２のバネ片と、一端が第２のバネ片の他端に接続され、第２の導体と接触される第２接触部を有する可動片とを備え、第１および第２の導体間の距離が狭まることによる第１のバネ片および第２のバネ片の弾性圧縮変形に伴って、可動片がバネ片の幅方向を中心として回動され、第２接触部が第２の導体と接触する構成が採用されている。したがって、第２の導体に対して、第１接触部に加えて、第２接触部も接触させることができる。よって、２つの導体が平行でない場合（例えば、平行度にズレが生じているような場合）、あるいは、第２の導体におけるシールドフィンガーとの接触表面に凹凸が存在するような場合であっても、第１および第２接触部により第２の導体に対して電気的導通を確実かつ安定して得ることができる。

また、このようなシールドフィンガーによる２つの導体間の電気的導通を電子機器等における不要輻射対策として用いるような場合には、不要輻射の悪化を抑制することができる。

従来のシールドフィンガーにおける一の形態を示す模式図 従来のシールドフィンガーにおける一の形態を示す模式図（押圧時） 従来のシールドフィンガーにおける別の一の形態を示す模式図（斜視図） 従来のシールドフィンガーにおける別の一の形態を示す模式図（側面図） 本発明の実施形態にかかるシールドフィンガーの模式斜視図 図３のシールドフィンガーの模式図 図３のシールドフィンガーの模式図（押圧時）

以下に、本発明にかかる実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の一の実施形態にかかるシールドフィンガー１０の構造を、図３の模式斜視図に示す。また、本実施形態のシールドフィンガー１０が、２つの導体間に配置され、導体間の電気的導通が得られた状態の模式図を図４Ａおよび図４Ｂ（押圧時）に示す。

図３に示すように、本実施形態のシールドフィンガー１０は、第１の導体１上に配置され、半田付け部４を介して第１の導体１に実装されるベース片３と、ベース片３の端部から延在して形成された第１のバネ片５と、第１のバネ片５の端部から延在して形成された第２のバネ片６と、第２のバネ片６の端部から延在して形成された第３のバネ片７と、第３のバネ片７の端部から延在して形成された可動片８とを備えている。また、ベース片３の他端の一部が垂直に折り曲げられることにより、ベース片３の他端にヒンジ部９が形成されている。また、シールドフィンガー１０は、例えば、導電性の金属材料により形成された１枚の帯状部材を、帯状の長手方向において、例えば同一方向（図４Ａにおいて反時計方向）に複数回折り曲げ加工することにより形成されている。また、この帯状部材は、実質的に一定の幅にて形成されており、後述する切り欠き部の形成箇所などを除いて、ベース片３、第１のバネ片５、第２のバネ片６、第３のバネ片７、および可動片８は実質的に同じ幅を有している。

図４Ａに示すように、第１のバネ片５の他端、すなわち、第２のバネ片６との接続部分は、第２の導体２と接触される第１接触部１１となっている。また、可動片８の先端は、後述するように第２の導体２と接触される第２接触部１２となっている。また、第３のバネ片７の下端が第３接触部１３となっており、後述するように、ベース片３と接触可能とされている。なお、第１接触部１１は、第１のバネ片５の端部でもあり、第３接触部１３は、第２のバネ片６の端部でもある。

また、図３に示すように、可動片８の先端は、２枚の分割片８ａ、８ｂに分割されており、それぞれの分割片８ａ、８ｂの先端は、第２接触部１２となっている。なお、第１のバネ片５の両側端の一部に切り欠き部５ａが形成されており、それぞれの切り欠き部５ａ内に、それぞれの分割片８ａ、８ｂが配置され、後述するように可動片８が回動する際に、分割片８ａ、８ｂと第１のバネ片５との干渉が防止されている。

さらに、図３に示すように、第１のバネ片５は、その帯状部材の中央部に切り欠き部５ｂが形成されている。これにより、第１のバネ片５のバネ定数が、第２のバネ片６のバネ定数よりも小さく設定され、第２のバネ片６よりも第１のバネ片５の方が弾性圧縮変形し易くなっている。

このように、ベース片３、複数のバネ片５、６、７、および可動片８を備えた板バネ構造を有する本実施形態のシールドフィンガー１０において、２つの導体１、２の間の電気的導通を得る方法について、図４Ａおよび図４Ｂを用いて具体的に説明する。

まず、図４Ａに示すように、第１の導体１上に半田付け部４を介して実装された状態のシールドフィンガー１０を間に挟むように、第２の導体２を配置する。図４Ａに示す例では、第２の導体２は、第１の導体１に対して少し傾斜された状態（すなわち、両者の平行度にズレが生じた状態）にある。そのため、第２の導体２は、シールドフィンガー１０の第１接触部１１と接触された状態、すなわち線接触状態にある。また、この図４Ａに示す状態において、可動片８の先端の第２接触部１２は、第２の導体２の近傍に位置されているものの、互いに接触されていない状態にある。また、第３のバネ片における第３接触部１３は、ベース片３の近傍に位置されているものの、ベース片３とは接触されていない状態にある。

このような状態において、図４Ｂに示すように、第２の導体２に対して図示下方に押し下げるように外力が付加されると、第１の導体１と第２の導体２との間隔が狭められる。このとき、まず、バネ定数の小さな第１のバネ片５が弾性圧縮変形される。この第１のバネ片５の弾性圧縮変形により、第２のバネ片６、第３のバネ片７、および可動片８が、全体的に図示下方に押し下げられるとともに、バネ片の幅方向を回転中心として図示反時計方向に回動される。

やがて、第３接触部１３がベース片３に接触すると、第２のバネ片６の弾性圧縮変形が開始される。この第２のバネ片６の弾性圧縮変形により、第３接触部１３が、ベース片３上を図示右向きにスライド移動されながら、第３のバネ片７および可動片８がさらに図示反時計方向に回動される。

このように可動片８が回動されることにより、可動片８の先端（すなわち、それぞれの分割片８ａ、８ｂの先端）である第２接触部１２が、第２の導体２に接触される。さらに第１および第２の導体１、２の間の間隔が狭められると、第３のバネ片７の弾性力により第２接触部１２が第２の導体２に付勢された状態とされる。

したがって、第１の導体１と第２の導体２とが互いに平行状態とされていない場合であっても、シールドフィンガー１０は、第１接触部１１にて第２の導体２と線接触状態を得ながら、それぞれの第２接触部１２にても第２の導体２と接触状態を得ることができる。したがって、互いの平行度にズレが生じた状態の２つの導体間の電気的導通を、本実施形態のシールドフィンガー１０により確実かつ安定して得ることができる。

また、第２の導体２の表面（シールドフィンガー１０と接触される側の表面）に凹凸が存在するような場合でも、第２のバネ片６、さらに第３のバネ片７の弾性変形により、可動片８の第２接触部１２を凹凸形状に応じて追従させることができ、確実かつ安定した電気的導通を得ることができる。特に、可動片８の先端に複数の分割片８ａ、８ｂが形成されていることにより、凹凸形状への追従性をより高めることができる。

また、このようなシールドフィンガーによる２つの導体間の電気的導通を電子機器等における不要輻射対策として用いるような場合には、不要輻射の悪化を抑制することができる。

上述の説明では、シールドフィンガーが導電性の金属材料にて形成されている場合を例として説明したが、このような場合に代えて、例えば、シールドフィンガーが、樹脂等の非導電性材料を基材として形成され、基材の表面を導電性メッキや導電塗料等により被覆して、導電性処理を施すこともできる。

また、シールドフィンガー１０に第３のバネ片７が設けられている場合を例として説明したが、このような場合に代えて、第３のバネ片７が設けられず、第２のバネ片６の端部に延在するように可動片８が形成されるような場合であっても良い。

また、第１のバネ片５のバネ定数が、第２のバネ片６のバネ定数よりも小さい場合を例として説明したが、両者バネ定数の大小関係のこのような場合のみに限定されない。ただし、第１のバネ片５のバネ定数を、第２のバネ片６のバネ定数よりも小さく設定することで、第１のバネ片５を第２のバネ片６よりも先に弾性変形させることができ、各バネ片の弾性変形を円滑に行うことができる。なお、各バネ片におけるバネ定数の大小関係の設定は、上述のように帯状部材の幅方向に切り欠き部を設ける他、帯状部材の厚みや材質を変えることにより設定することもできる。

また、シールドフィンガー１０が、１枚の帯状部材を同一方向に折り曲げ加工することにより形成される場合を例として説明したが、このような場合に代えて、複数の帯状部材を接続することにより形成しても良い。ただし、製造における簡易性および構造の簡素化という点では、１枚の帯状部材からシールドフィンガーが形成されることが好ましい。

また、帯状部材を同一方向ではなく異方向に折り曲げ加工することでシールドフィンガーを形成しても良い。すなわち、第１のバネ片５、および第２のバネ片６は、図３に示す形態に限られず、第１および第２のバネ片５、６の弾性変形に伴って、可動片８の第２接触部１２が第２の導体２に接触する形態であれば、その他様々な形態を適用することができる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明によれば、２つの導体間の電気的導通を図るシールドフィンガーにおいて、２つの導体間の電気的導通の安定化を図ることができ、このようなシールドフィンガーを用いた導体間接続が利用される様々な電子機器において、電気的導通を安定化することができる。特に、画像表示装置の表示パネルの電磁シールド構造において、本発明のシールドフィンガーを適用することにより電気的導通を安定化させて、不要輻射の悪化を抑制することができ、有用である。

１ 第１の導体
２ 第２の導体
３ ベース片
４ 半田付け部
５ 第１のバネ片
６ 第２のバネ片
７ 第３のバネ片
８ 可動片
９ ヒンジ部
１０ シールドフィンガー
１１ 第１接触部
１２ 第２接触部
１３ 第３接触部

Claims (13)

1. 板バネ構造を有し、第１の導体と第２の導体との間に配置されて、第１および第２の導体間の電気的導通を行うシールドフィンガーにおいて、
   第１の導体に接続されるベース片と、
   一端がベース片に接続して形成され、他端に第２の導体と接触される第１接触部を有する第１のバネ片と、
   一端が第１接触部に接続して形成された第２のバネ片と、
   一端が第２のバネ片の他端に接続され、第２の導体と接触される第２接触部を有する可動片とを備え、
   第１および第２の導体間の距離が狭まることによる第１のバネ片が弾性圧縮変形に伴って、第２のバネ片および可動片がバネ片の幅方向を中心として回動され、第２接触部が第２の導体と接触する、シールドフィンガー。
2. 板バネ構造を有し、第１の導体と第２の導体との間に配置されて、第１および第２の導体間の電気的導通を行うシールドフィンガーにおいて、
   第１の導体に接続されるベース片と、
   一端がベース片に接続して形成され、他端に第２の導体と接触される第１接触部を有する第１のバネ片と、
   一端が第１接触部に接続して形成された第２のバネ片と、
   一端が第２のバネ片の他端に接続され、第２の導体と接触される第２接触部を有する可動片とを備え、
   第１および第２の導体間の距離が狭まることによる第１のバネ片および第２のバネ片の弾性圧縮変形に伴って、可動片がバネ片の幅方向を中心として回動され、第２接触部が第２の導体と接触する、シールドフィンガー。
3. 板バネ構造を有し、第１の導体と第２の導体との間に配置されて、第１および第２の導体間の電気的導通を行うシールドフィンガーにおいて、
   第１の導体に接続されるベース片と、
   一端がベース片に接続して形成され、他端に第２の導体と接触される第１接触部を有する第１のバネ片と、
   一端が第１接触部に接続して形成された第２のバネ片と、
   一端が第２のバネ片の他端に接続され、第２の導体と接触される第２接触部を有する可動片とを備え、
   第１および第２の導体間の距離が狭まることにより、第１接触部が第２の導体と接触するとともに、第１のバネ片が弾性圧縮変形し、
   第１のバネ片が弾性圧縮変形に伴って、第２のバネ片がバネ片の幅方向を中心として回動されるとともに、第１および第２の導体間で第２のバネ片が弾性圧縮変形し、
   第２のバネ片の弾性圧縮変形に伴って、可動片がバネ片の幅方向を中心として回動されて、第２接触部が第２の導体と接触する、シールドフィンガー。
4. 第１および第２の導体間の距離が狭まることにより、第２のバネ片の他端がベース片に接触する、請求項１から３のいずれか１つに記載のシールドフィンガー。
5. 第２のバネ片の弾性圧縮変形に伴って、第２のバネ片の他端がベース片に接触した状態でスライド移動される、請求項４に記載のシールドフィンガー。
6. 第２接触部は、可動片の他端に配置されている、請求項１から５のいずれか１つに記載のシールドフィンガー。
7. 可動片の他端が複数の分割片に分割され、それぞれの分割片に第２接触部が配置されている、請求項６に記載のシールドフィンガー。
8. 第２接触部を第２の導体に対して付勢する第３のバネ片が、可動片に設けられている、請求項１から７のいずれか１つに記載のシールドフィンガー。
9. 第１のバネ片のバネ定数が、第２のバネ片のバネ定数よりも小さく設定されている、請求項１から８のいずれか１つに記載のシールドフィンガー。
10. シールドフィンガーは、導電性の金属材料により形成されている、請求項１から９のいずれか１つに記載のシールドフィンガー。
11. シールドフィンガーは、非導電性材料を基材として形成され、基材の表面に導電性材料が被覆されている、請求項１から９のいずれか１つに記載のシールドフィンガー。
12. シールドフィンガーは、一枚の帯状部材を、同一方向に複数回折り曲げ加工することにより形成されている、請求項１から１１のいずれか１つに記載のシールドフィンガー。
13. 請求項１から１２のいずれか１つに記載のシールドフィンガーと、シールドフィンガーを介して電気的に導通される第１および第２の導体とを備える、電子機器。

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