JP4925355B2

JP4925355B2 - コネクタ

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Publication number: JP4925355B2
Application number: JP2008104787A
Authority: JP
Inventors: 誠也松尾
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 2008-04-14
Filing date: 2008-04-14
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2028-04-14
Also published as: JP2009259486A

Description

本発明は、接続対象物を電気的にかつ相互に接続するためのコネクタに関する。

関連技術１としては、図９に示したように、２つの接続対象物１７１，１８１の間に挟み込み、２つの接続対象物１７１，１８１を接続するコネクタ４１１が知られている。

コネクタ４１１は、図１０にも示すように、複数のコンタクトユニット４２１と、コンタクトユニット４２１を保持している板状のフレーム４３１とを有する。

コンタクトユニット４２１は、弾性体４２３と、弾性体４２３の周面に配設されている複数のコンタクト４２５とを有する。

弾性体４２３は、角柱状をなし、周面を構成する上下で対向する第１の面４２３ａ及び第２の面４２３ｂ、左右で対向する第３の面４２３ｃ及び第４の面４２３ｄを有する。

コンタクト４２５は、第１の面４２３ａ、第３の面４２３ｃ及び第２の面４２３ｂに連続するように形成されている。コンタクト４２５は弾性体４２３に長手方向に所定のピッチで複数形成されている。

フレーム４３１は、図９に示したフレーム４３１を平面で見た場合の形状が四角形となっている。フレーム４３１には、フレーム４３１の表裏面を貫通しかつ所定のピッチで縦方向（Ｙ方向）に配列された複数のスリット４３２が形成されている。

スリット４３２は、フレーム４３１の横方向（Ｘ方向）に長い形状となっている。各スリット４３２間は、フレーム４３１の板部によって形成されている細いリブ４３２ａとなっている。

各スリット４３２には、弾性体４２３の第１の面４２３ａ及び第２の面４２３ｂがフレーム４３１の表裏面から突出するようにコンタクトユニット４２１が保持されている。第１の面４２３ａ及び第２の面４２３ｂ上のコンタクト４２５は、フレーム４３１の表裏面から突出している。なお、図９においては、フレーム４３１から複数のコンタクトユニット４２１のうちの一部のコンタクトユニット４２１を取り外した状態で示している。

さらに、フレーム４３１の表面には、フレーム４３１の周囲面で１つの対角線上の両側に一対の上側位置決めピン４３６ａが設けられている。フレーム４３１の裏面には、フレーム４３１の周囲面で１つの対角線上の両側に一対の下側位置決めピン４３６ｂが設けられている。

図１０は、コネクタ４１１の上下に２つの接続対象物１７１，１８１を配置し、コネクタ４１１に２つの接続対象物１７１，１８１を接続する直前の状態を示している。なお、一方の接続対象物１７１のコネクタ４１１への位置決めは、図９に示した枠体１９１をフレーム４３１の表面に配置し、この枠体１９１に接続対象物１７１を嵌め込むことによって行う。

枠体１９１のフレーム４３１表面への設置は、フレーム４３１の表面に設けた上側位置決めピン４３６ａを枠体１９１の内周壁面のコーナーに設けた位置決め穴１９１ａに嵌め込むことにより行う。

他方の接続対象物１８１のコネクタ４１１への位置決めは、フレーム４３１の裏面に設けた下側位置決めピン４３６ｂを接続対象物１８１に設けた位置決め穴１８１ａに嵌め込むことにより行う。

図１０の状態からコネクタ４１１を上下から挟み込むように接続対象物１７１，１８１を上方（Ｚ方向）及び下方（−Ｚ方向）に押圧すると、図１１で示すような接続状態になる。接続時には、図１１に示すように、コンタクトユニット４２１が圧縮変形され、弾性体４２３の第１の面４２３ａ側のコンタクト４２５部分が接続対象物１７１の導電パッド１７２に弾性的に接触し、第２の面４２３ｂ側のコンタクト４２５部分が接続対象物１８１の導電パッド１８２に弾性的に接触する。これにより２つの接続対象物１７１，１８１間が電気的に接続される。（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００５−２２８５０４号公報

図９〜図１１に示すコネクタ４１１のコンタクトユニット４２１は、接続時、接続対象物１７１，１８１により上下から押圧圧縮すると、図１１に示すように、その上部及び下部が、コンタクト４２５が形成されていない第４の面４２３ｄ側（−Ｙ方向）に倒れ込み、コンタクト４２５が形成されている第３の面４２３ｃがその外方、すなわち図１１の矢印Ｈ´により示した第４の面４２３ｄと反対側（Ｙ方向）に膨出するように変形する。

図９〜図１１に示すコネクタ４１１においては、このようなコンタクトユニット４２１の上部及び下部の倒れ込みによる隣り合うコンタクトユニット４２１とのコンタクト４２５間の短絡を防止するために、コンタクトユニット４２１は全て第３の面４２３ｃ（又は第４の面４２３ｄ）が一方向（Ｙ方向又は−Ｙ方向）を向くようにして各スリット４３２に挿入保持されている。

接続時にコンタクトユニット４２１を上下から圧縮変形させた場合には、第３の面４２３ｃに上下方向（Ｚ方向又は−Ｚ方向）と垂直な縦方向（Ｙ方向）の力Ｈが各リブ４３２ａに掛かり、その力が累積して大きな力となりフレーム４３１の細いリブ４３２ａを撓ませたり、リブ４３２ａが折れたり、フレーム４３１全体に歪みを生じさせてしまう恐れがある。

リブ４３２ａが撓んだり、折れたり、フレーム４３１全体に歪みが生じると、コンタクトユニット４２１が移動し、接続対象物１７１，１８１と接触不良を引き起こすという問題が生じる。

特に、１０００芯を超えるような多芯数のコンタクトによりコネクタを構成する場合には、多数のコンタクトユニット４２１を使用するため、特に大きな問題となる。

それ故に、本発明の課題は、コンタクトユニットの圧縮変形によるフレームのリブやフレーム全体の撓みを減少させることができるコネクタを提供することにある。

本発明の他の課題は、安定接続が得られ、高精度な位置決めを可能とするコネクタを提供することにある。

本発明の例示的態様に係るコネクタは、２つの接続対象物間に挟み込み、２つの該接続対象物を電気的に相互接続するためのコネクタであって、複数のコンタクトユニットと平板状の絶縁性フレームとを有し、前記コンタクトユニットは、絶縁性を有する柱状の弾性体と、該弾性体の周面にかつ該弾性体の長手方向に所定のピッチで配設された導電性の複数のコンタクトとを有し、前記フレームは、前記フレームの表裏面を貫通しかつ所定のピッチで平行に配列形成された複数のスリットを有し、前記スリットには、前記コンタクトを前記接続対象物に対して接触させるよう前記フレームの前記表裏面から突出するようにして前記コンタクトユニットを保持してなるコネクタにおいて、複数の前記スリットは、縦方向に長い複数の縦向きスリットによりスリット群を形成する第１のブロックと、該縦方向と直交する横方向に長い複数の横向きスリットによりスリット群を形成する第２のブロックとに分けられており、前記第１のブロックと前記第２のブロックとは互いに隣接して配置されており、前記第１のブロックと前記第２のブロックは、同じ大きさ及び同じ形状の領域からなり、前記第１のブロックの前記スリットの数と前記第２のブロックの前記スリットの数とが同数であり、前記フレームには、前記第１のブロック及び前記第２のブロックがそれぞれ複数設けられており、前記第１のブロック及び前記第２のブロックはそれぞれ前記縦方向及び前記横方向において交互に隣接して配置されていることを最も主要な特徴とする。

本発明の例示的態様のコネクタによれば、第１のブロックと第２のブロックとでコンタクトユニットの保持する方向を変え、一方向に向くコンタクトユニットの数を減らしたので、接続時に各コンタクトユニットの膨出によりフレームに累積的に掛かる一方向の力が半減される。

したがって、フレーム全体の撓みが抑制され、接続対象物との信頼性ある接続が可能となるという利点がある。

また、本発明の例示的態様のコネクタによれば、コンタクトユニットの膨出により生じる力としてフレームを斜め方向に動かすような力が発生し位置決めピンの周面が位置決めピンにクリアランスをもって対向する接続対象物の位置決め穴の内周面に突き当たるので、高精度に位置決めできるコネクタが得られる。

さらに、本発明の例示的態様のコネクタによれば、コンタクトユニットの膨出により生じる力としてフレームを斜め方向に僅かに移動させる力が発生し、微少な回転成分が寄与されたコンタクトユニットのコンタクトの接触面が僅かに回転することにより摺動効果が生じるので、コンタクトの接触面に介在する汚染物が除去されることから安定した接続が得られる。

本発明のコネクタは、２つの接続対象物間に挟み込み、２つの該接続対象物を電気的に相互接続するためのコネクタであって、複数のコンタクトユニットと平板状の絶縁性フレームとを有し、前記コンタクトユニットは、絶縁性を有する柱状の弾性体と、該弾性体の周面にかつ該弾性体の長手方向に所定のピッチで配設された導電性の複数のコンタクトとを有し、前記フレームは、前記フレームの表裏面を貫通しかつ所定のピッチで平行に配列形成された複数のスリットを有し、前記スリットには、前記コンタクトを前記接続対象物に対して接触させるよう前記フレームの前記表裏面から突出するようにして前記コンタクトユニットを保持してなるコネクタにおいて、複数の前記スリットは、縦方向に長い複数の縦向きのスリットによりスリット群を形成する第１のブロックと、該縦方向と直交する横方向に長い複数の横向きスリットによりスリット群を形成する第２のブロックとに分けられており、前記第１のブロックと前記第２のブロックとは互いに隣接して配置されていることにより実現した。

図１は、本発明に係るコネクタの実施例１を示している。図２は、コネクタに配設されるコンタクトユニットの１つを拡大して示している。

図１及び図２を参照して、コネクタ１１は、複数のコンタクトユニット２１と、コンタクトユニット２１を保持している平板状の絶縁性フレーム３１とを有する。

コンタクトユニット２１は、絶縁性の部材によって作られている角柱状の弾性体２３と、弾性体２３の周面にかつ弾性体２３の長手方向に所定のピッチで形成された複数の導電性コンタクト２５とを有する。

弾性体２３は、第１の面２３ａと、第１の面２３ａと対向する第２の面２３ｂと、第１の面２３ａ及び第２の面２３ｂの一方端間を接続している第３の面２３ｃと、第３の面２３ｃと対向し第１の面２３ａ及び第２の面２３ｂの他方端間を接続している第４の面２３ｄとを有する。

第１の面２３ａと第２の面２３ｂとは上下方向で対向し、第３の面２３ｃと第４の面２３ｄは左右方向で対向している。第１乃至第４の面２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、これらで角柱状の周面を規定しており、弾性体２３の第１の面２３ａ、第３の面２３ｃ及び第２の面２３ｂに連続するようにコンタクト２５が配設されている。第１の面２３ａ及び第２の面２３ｂに配設されるコンタクト２５部分は、後述する接続対象物との接触面を構成している。

コンタクト２５は、導体パターンのような金属薄膜である。なお、実施例１においては、１つの弾性体２３に４つのコンタクト２５を備えているコンタクトユニット２１を示している。

さらに、弾性体２３には、複数の溝部２３ｇが形成されている。複数の溝部２３ｇは、コンタクト２５間において弾性体２３の第１の面２３ａ及び第２の面２３ｂを下方向及び上方向に溝状に切り欠くように切除することによって形成されている部分である。溝部２３ｇは、弾性体２３の上部と下部とで一対が互いに対向するように形成されている。

また、弾性体２３の第４の面２３ｄの上下方向中央部には、弾性体２３の全長に亘って長板形状の金属支柱２６が埋設されている。

図３は、図１に示したフレーム３１から複数のコンタクトユニット２１のうちの一部のコンタクトユニット２１を取り外した状態を示している。

図３をも参照して、フレーム３１は、平面において見た場合、四角形に形成されている形状となっている。フレーム３１には、このフレーム３１の表裏面を貫通している複数のスリット３２，３３が形成されている。

スリット３２，３３には、コンタクト２５の上下部分がフレーム３１の表裏面から上下方向にそれぞれ突出するようにして、複数のコンタクトユニット２１がフレーム３１に保持されている。スリット３２，３３は、図３にも示したように、縦方向（Ｙ方向）に長い縦向きスリット３２と、横方向（Ｘ方向）に長い横向きスリット３３とからなる。

スリット３２はフレーム３１の板部に形成されており、縦向きに長い複数のスリット３２間がフレーム３１の板部によって形成されている縦向きに長い複数のリブ３２ａとなっている。また、スリット３３はフレーム３１の板部に形成されており、横向きに長い複数のスリット３３間がフレーム３１の板部によって形成されている複数のリブ３３ａとなっている。

フレーム３１においては、縦向きに長い複数のスリット３２により一塊のスリット３２群を形成する第１のブロックＡと、横向きに長い複数のスリット３３により一塊のスリット３３群を形成する第２のブロックＢとに分けられている。

第１のブロックＡ及び第２のブロックＢは、横長長方形で同じ大きさ及び同じ形状の領域からなる。また、第１のブロックＡのスリット３２の数と第２のブロックＢのスリット３３の数とは同数である。

フレーム３１には、複数の第１のブロックＡ及び複数の第２のブロックＢが縦方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）に行列状に配置されている。第１のブロックＡと第２のブロックＢとは、フレーム３１において互いに隣接するようにして同じ数配置されている。即ち、第１のブロックＡ及び第２のブロックＢは、それぞれ縦方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）において互いに隣り合うように交互に配置されている。

図１及び図３に示したフレーム３１においては、６つの第１のブロックＡと６つの第２のブロックＢとが縦６行、横２列の行列になって交互に配置されている。

第１のブロックＡには１２個の縦向きのスリット３２が横方向（Ｘ方向）に所定ピッチで配設されており、第２のブロックＢには１２個の横向きのスリット３３が縦方向（Ｙ方向）に４行、横方向（Ｘ方向）に３列の行列に所定ピッチで配設されている。

第１のブロックＡ及び第２のブロックＢの各スリット３２，３３のそれぞれには、コンタクトユニット２１が弾性体２３の第３の面２３ｃを同一方向（スリット３２ではＸ方向、スリット３３ではＹ方向）に向けて挿入保持されている。

コンタクトユニット２１は、第３の面２３ｃと第４の面２３ｄの上下方向の中央部がＸ方向で対向するスリット３２の内側壁面（リブ３２ａの壁面）、及びＹ方向で対向するスリット３３の内側壁面（リブ３３ａの壁面）で挟み込まれるようにして保持されている。第１の面２３ａ及び第２の面２３ｂに配設されているコンタクト２５は、フレーム３１の表裏面から上下方向へ延びてフレーム３１の上下方向へそれぞれ突出している。

第１のブロックＡのスリット３２及び第２のブロックＢのスリット３３のそれぞれには、コンタクト２５が配設された弾性体２３の第３の面２３ｃが隣り合う第１のブロックＡ及び第２のブロックＢ間で互いに９０度回転した方向を向くようにしてコンタクトユニット２１が保持されている。

したがって、フレーム３１には、第１のブロックＡのスリット３２に保持された複数のコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃと第２のブロックＢのスリット３３に保持された複数のコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃとは、互いに９０度回転した方向を向いている。

さらに、フレーム３１の外周部３４表面には、フレーム３１の１つの対角線上の両側に位置決めピン３５が設けられている。また、フレーム３１の外周部３４の裏面には、フレーム３１の１つの対角線上の両側に位置決めピン３６が設けられている。即ち、フレーム３１には、フレーム３１の表裏面で同じ位置に位置決めピン３５，３６が設けられている。

図４は、接続対象物７１，８１によって挟まれたコンタクトユニット２１のコンタクト２５が互いに近づく向きで押されて少し変形している接続途中の状態を示している。

コネクタ１１は、図４に示すように、上下方向で平行に位置させる２つの接続対象物７１，８１間に挟み込まれ、２つの接続対象物７１，８１を電気的に相互接続する。

接続対象物７１には、位置決めピン３５が挿入される位置決め穴７１ａが設けられている。位置決めピン３５と位置決め穴７１ａとは、フレーム３１と接続対象物７１との間で水平方向（Ｘ―Ｙ平面）において微少の相対移動ができるようなクリアランスをもつように設計されている。

また、接続対象物８１には、位置決めピン３６が挿入される位置決め穴８１ａが設けられている。位置決めピン３６と位置決め穴８１ａとは、フレーム３１と接続対象物８１との間に水平方向（Ｘ―Ｙ平面）において微少の相対移動ができるようなクリアランスをもつように設計されている。

接続時、位置決めピン３５を位置決め穴７１ａに挿入することにより、コンタクトユニット２１の第１の面２３ａのコンタクト２５部分と接続対象物７１の導電パッド７２とが対向するように位置決めする。また、位置決めピン３６を位置決め穴８１ａに挿入することにより、コンタクトユニット２１の第２の面２３ｂのコンタクト２５部分を接続対象物８１の導電パッド８２が対向するよう位置決めする。

なお、実施例１におけるコネクタ１１と接続対象物７１，８１との接続は、図９の構成図と略同じようにして行われる。ただし、図９の構成図のように、接続対象物１７１が枠体１９１に保持される構成ではない。

接続対象物７１，８１をコネクタ１１により接続する際には、図４の状態から位置決めピン３５，３６及び位置決め穴７１ａ，８１ａをガイドにして接続対象物７１，８１をフレーム３１の表面及び裏面に押し付けることにより接続が完了する。

図４に示したコネクタ１１と接続対象物７１，８１との接続途中及び接続完了時においては、コンタクトユニット２１は上下から圧縮され、その上部及び下部が第４の面２３ｄ側に（−Ｙ方向）に倒れ込み、同時に第３の面２３ｃが反対側（Ｙ方向）に膨出するように変形する。このとき、コンタクトユニット２１の第３の面２３ｃが膨出し変形することにより生じる力はスリット３２間のフレーム３１のリブ３２ａ及び外周部３４に掛る。

図５は、このときの第１のブロックＡ及び第２のブロックＢにおけるコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃの膨張により生じる力の方向を、接続対象物７１，８１を除いて示している。同図に示すように、第１のブロックＡのコンタクトユニット２１には横方向（Ｘ方向）の力Ｇ１が生じ、第２のブロックＢのコンタクトユニット２１には力Ｇ１とは９０度回転した縦方向（Ｙ方向）の力Ｇ２が生じる。

このように、実施例１のコネクタ１１では、コンタクトユニット２１を保持するスリット３２，３３を、縦向き（Ｙ方向）のスリット３２群からなる複数の第１のブロックＡと、横向き（Ｘ方向）のスリット３３群からなる複数の第２のブロックＢとに分け、第１のブロックＡと第２のブロックＢとでコンタクトユニット２１の保持する方向を変え、一方向に向くコンタクトユニット２１の数を減らしたので、接続時に各コンタクトユニット２１の第３の面２３ｃの膨出によりリブ３２ａ，３３ａやフレーム３１に累積的に掛かる一方向の力が半減される。

したがって、リブ３２ａ，３３ａやフレーム３１全体の撓みが抑制され、接続対象物７１，８１との信頼性ある接続が可能となる。

また、複数の第１のブロックＡ及び第２のブロックＢは互いに隣り合うように縦横に交互に配置され、第１のブロックＡ及び第２のブロックＢのコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃに生じる力Ｇ１，Ｇ２によりリブ３２ａ，３３ａに掛かる力を、隣接する第１のブロックＡ及び第２のブロックＢのコンタクトユニット２１の長手方向端面及びフレーム３１の外周面３４で受けるようなコンタクトユニット配列になっている。

コンタクトユニット２１は長手方向に金属支柱２６が埋設されて、その長手方向には変形しにくい構成になっている。また、外周部３４は剛性が高いので、リブ３２ａ，３３ａに掛かる力を確実に受け止め、リブ３２ａ，３３ａやフレーム３１全体の撓みを有効に抑制する。なお、コンタクトユニット２１の金属支柱２６はあるほうが好ましいが、なくてもよい。

また、実施例１のコネクタ１１では、図５に示すように、フレーム３１にコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃの膨出により生じる力Ｇ１，Ｇ２の合力としてフレーム３１を斜め方向に僅かに移動させるような力Ｆが発生する。

フレーム３１の移動により、コンタクトユニット２１のコンタクト２５の接続対象物７１，８１との接触面は、接続対象物７１，８１の導電パッド７２，８２上を僅かに摺動すると共に、図６に示すように接触面に微少な回転成分が付与され同図に点線で示すように僅かに回転する。

したがって、コンタクト２５の接触面に介在する汚染物が除去され安定した接続が得られる。

また、フレーム３１の斜め方向の力Ｆにより、位置決めピン３５，３６の周面がそれに対向する接続対象物７１，８１の位置決め穴７１ａ，８１ａの内周面に突き当たるので高精度に位置決めされる。

図７は、実施例２のコネクタ１１１を示している。実施例１のコネクタ１１と異なるところは、フレームにおける第１のブロックＡと第２のブロックＢの構成のみで、その他の構成は同じである。図７ではコンタクトユニット２１を取外してフレーム１３１のみを示している。

図７のフレーム１３１においては、第１のブロックＡと第２のブロックＢを実施例１のそれより細分化している。すなわち、第１のブロックＡと第２のブロックＢは、正方形の同じ大きさの領域からなり、第１のブロックＡには４個の縦向きのスリット３２が横方向（Ｘ方向）に所定ピッチで配設されており、第２のブロックＢには、４個の横向きのスリット３３が縦方向（Ｙ方向）に所定ピッチで配設されている。

フレーム１３１には、１８個の第１のブロックＡと１８個の第２のブロックＢが、縦方向（Ｙ方向）に６行、横方向（Ｘ方向）に６列の行列になるように配設されている。第１のブロックＡと第２のブロックＢとは、縦方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）において互いに隣り合うように交互に配置されている。

このように構成したフレーム１３１のスリット３２，３３には、実施例１と同様にして、コンタクトユニット２１を挿入保持させる。その際に、第１のブロックＡのスリット３２には、コンタクトユニット２１をその第３の面２３ｃが一方向（Ｘ方向）を向くように保持させる。また、第２のブロックＢの各スリット３３には、コンタクトユニット２１をその第３の面２３ｃが一方向（Ｙ方向）を向くように保持させる。これにより、コネクタ１１１が完成する。

このコネクタ１１１に接続対象物を接続するには、実施例１のコネクタ１１と同様、コネクタ１１１の上下に接続対象物を配置し、位置決めピン３５，３６を接続対象物の位置決め穴に挿入してこれをガイドにして接続対象物をコネクタ１１１の表裏面に押し付ける。

このとき、コンタクトユニット２１は上下から圧縮され、コンタクトユニット２１の第３の面２３ｃがその外方に膨出する。

図７の矢印Ｇ１，Ｇ２は、このときの第１のブロックＡ及び第２のブロックＢにおけるコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃの膨出により生じる力の方向を示す。また、矢印Ｆは、矢印Ｇ１，Ｇ２の合力の方向を示す。

実施例２のコネクタ１１１では、実施例１のコネクタ１１と同様、コンタクトユニット２１を保持するスリット３２，３３を、縦向き（Ｙ方向）のスリット３２群からなる第１のブロックＡと、横向き（Ｘ方向）スリット３３群からなる第２のブロックＢとに分け、第１のブロックＡと第２のブロックＢとでコンタクトユニット２１とでコンタクトユニット２１の保持する方向を変え、一方向に向くコンタクトユニット２１の数を減らし、接続時、第３の面２３ｃの膨出によりリブ３２ａ，３３ａやフレーム３１に累積的に掛かる一方向の力を半減している。

また、第１のブロックＡ及び第２のブロックＢのコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃに生じる力Ｇ１，Ｇ２を、隣接する第１のブロックＡ及び第２のブロックＢのコンタクトユニット２１の長手方向端面及びフレーム１３１の外周面３４で受けるようなコンタクトユニット配列している。

したがって、リブ３２ａ，３３ａやフレーム１３１の撓みを抑制することができる。

また、力Ｇ１，Ｇ２の合力としてフレーム１３１を斜め方向に移動させるような力Ｆが発生し、コンタクトユニット２１のコンタクト２５の接触面が接続対象物７１，８１の導電パッド７２，８２上を摺動すると共に、位置決めピン３５，３６の周面が接続対象物７１，８１の位置決め穴７１ａ，８１ａの内周面に突き当たる。

したがって、コンタクト２５の接触面の汚染物を除去すると共に接続対象物７１，８１に対する位置決めを正確に行うことができる。

このように実施例２のコネクタ１１１によれば、実施例１と同様、接続対象物７１，８１との信頼性ある接続が可能である。

なお、実施例２のコネクタ１１１では、実施例１のコネクタ１１よりも、第１のブロックＡ及び第２のブロックＢをより細分化し、１ブロック内のコンタクトユニット２１の数を減らし、リブ３２ａ，３３ａに掛かるコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃの膨出により生じる力が一方向に累積するのを小さくしている。したがって、リブ３２ａ、３３ａやフレーム３１の撓みをより有効に制御することができる。

図８は実施例３のコネクタ２１１を示している。実施例１のコネクタ１１と異なるところは、フレームにおける第１のブロックＡ及び第２のブロックＢの構成とコンタクトユニットの各ブロックへの配置構成のみで、その他の構成は同じである。図８では、コンタクトユニット２１を取り外してフレーム２３１のみを示している。

図８のフレーム２３１においては、第１のブロックＡと第２のブロックＢを実施例１のコネクタ１１のそれよりも大きくしている。すなわち、第１のブロックＡと第２のブロックＢとは、正方形の同じ大きさの領域からなり、２個の第１のブロックＡと２個の第２のブロックＢとを縦方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）において互いに隣接するように交互に配置している。すなわち、２個の第１のブロックＡと２個の第２のブロックＢとは、それぞれ対角に位置するように田の字状に配置されている。

第１のブロックＡには、３６個の縦向きのスリット３２が縦方向（Ｙ方向）に３行、横方向（Ｘ方向）に１２列の行列に配置されている。また、第２のブロックＢには３６個の縦向きのスリット３２が縦方向（Ｘ方向）に１２行、横方向（Ｙ方向）に３列の行列に配置されている。

このように構成したフレーム２３１の各スリット３２，３３には、第３の面２３ｃが縦横で隣り合うブロック間で互いに９０度回転した方向を向くようにしてコンタクトユニット２１を保持させる。すなわち、図８に示すように左下の第１のブロックＡには横方向の一方側（Ｘ方向）に、右下の第２のブロックＢには縦方向の一方側（Ｙ方向）に、右上の第１のブロックＡには横方向の他方側（−Ｘ方向）に、左下の第２のブロックＢには縦方向に他方側（−Ｙ方向）に第３の面２３ｃが向くようにしてコンタクトユニット２１を保持させる。これにより、コネクタ２１１が完成する。

コネクタ２１１に接続対象物を接続するには、実施例１のコネクタと同様、コネクタ２１１の上下に接続対象物を配置し、位置決めピン３５，３６を接続対象物７１，８１の位置決め穴７１ａ，８１ａに挿入し、これをガイドにして接続対象物７１，８１をコネクタ２１１の表裏面に押し付ける。

図８の矢印Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４は、このときの２個の第１のブロックＡ及び２個の第２のブロックＢにおけるコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃの膨出により生じる力の方向を示す。

同図から分かるように、コンタクトユニット２１の第３の面２３ｃの膨出により生じる力は、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の４方向に分散される。また、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４の合力としてフレーム２３１を反時計回りに回転させる力Ｈが発生する。

実施例３のコネクタ２１１では、実施例１のコネクタ１１と同様、コンタクトユニット２１を保持するスリット３２，３３を、縦向き（Ｙ方向）のスリット３２群を形成する第１のブロックＡと、横向き（Ｘ方向）スリット３３群を形成する第２のブロックＢとに分け、第１のブロックＡと第２のブロックＢとでコンタクトユニット２１の保持する方向を変え、一方向に向くコンタクトユニット２１の数を減らしている。

また、２個の第１のブロックＡ及び第２のブロックＢを互いに隣り合うように縦横に交互に配置し第１のブロックＡ及び第２のブロックＢのコンタクトユニット２１の第３の面２３ｃに生じる力Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４を、隣接する第１のブロックＡ及び第２のブロックＢのコンタクトユニット２１の長手方向端面とフレーム２３１の外周面３４で受けるようなコンタクトユニット配列にしている。したがって、リブ３２ａ，３３ａやフレーム２３１の撓みを抑制することができる。

なお、実施例３のコネクタ２１１では、実施例１のコネクタ１１と異なり、接続対象物との接続時、フレーム２３１を反時計回りに回転するようにしているが、実施例１のコネクタ１１と同様、フレーム２３１の回転によりコンタクトユニット２１のコンタクト２５の接触面が接続対象物の導電パッド上を摺動すると共に、位置決めピン３５，３６の周面が位置決め穴７１ａ，８１ａの内周面に突き当たる動作をする。

したがって、コンタクト２５の接触面の汚染物を除去するとともに接続対象物に対する位置決めを正確に行うことができる。

このように実施例３のコネクタ２１１によれば、実施例１と同様、接続対象物との信頼性ある接続が可能である。

なお、上記実施例３では、フレーム２３１を反時計回りに回転するよう構成したが、コンタクトユニット２１の第３の面２３ｃを上記実施例３とは反対方向に向けてフレーム２３１の各スリット３２，３３に保持させ、フレーム２３１を時計回りに回転するように構成してもよい。

また、実際例１乃至３に示した位置決めピン３５，３６を、フレーム３１（１３１又は２３１）の表面又は裏面の何れか一方に設け、接続対象物７１の位置決め穴７１ａ又は接続対象物８１の位置決め穴８１ａに嵌め込み、フレーム３１（１３１又は２３１）と接続対象物７１，８１とのいずれかと位置決めするようにしてもよい。

さらに、弾性体２３の材料としては、ＩＣソケットの実装制約やコンタクトに要求される特性に応じて選定される。一例として、弾性体２３としてゲル材料を採用した場合には、弾性体２３のゲルのポアソン比を０．４とすると、たとえば自然状態での厚みが１．０ｍｍ、の弾性体２３を厚み０．５ｍｍになるまで圧縮した場合、高さは０．２ｍｍ延びる。このように弾性体２３は、押圧によって発生する上下の伸びを利用して接続するようにすることができる。

弾性部材２３は、コロイド溶液中の粒子がゼリー状に固化したものや、シリコン系、もしくはアクリル系の部材を採用する。コンタクト２５は、弾性率が大きい薄い板厚寸法の金属板によって作ることができる。コンタクト２５の金属材料としては、ニッケル、ニッケル合金、モネル、ニッケルパナジウム、銅、燐青銅などを採用する。

また、コンタクト２５は、弾性体２３の周面に導電材である金属粒子をスパッタリングすることにより配設することができる。コンタクト２５は、スパッタリングに代えて、弾性体２３に無電解メッキ等を施すことにより配設できる。コンタクト２５の厚さは、いずれも数ミクロンの厚さにすることが可能である。

なお、接続対象物７１が高温下で使用される場合、又はコンタクト２５に高い耐久性が要求される場合には、弾性体２３を耐久性に優れ、圧縮留歪が少ないゴムによって作ることが望ましい。ゴム材を採用した場合には、シリコン系の耐熱性を有するゴム材とする。

また、弾性体２３の溝部２３ｇは、一定の荷重状態において変形能力を向上させる役目を果たす。さらに、弾性体２３は、溝部２３ｇを形成したことによって凹凸形状となっていることから高い変形能力が得られる。

本発明のコネクタは、ＬＧＡ（ランド・グリッド・アレイ）もしくはＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）チップ用のコネクタ、もしくはＩＣチップ、可撓性印刷配線基板などの配線基板とサブキャリアなどとを接続するために用いる電気接続用のコネクタとしての用途に適用できる。

本発明に係るコネクタの実施例１を示す斜視図である。図１に示したコネクタのコンタクトユニットを示した斜視図である。図１に示したコネクタからコンタクトユニットの一部を取り外した形態を示す平面図である。図１に示したコネクタと２つの接続対象物との接続途中の状態の一部を示した側面図である。図４に示したコネクタの接続時におけるコンタクトユニットの膨出により発生する力の方向を説明するための説明図である。図４に示したコネクタの接続時におけるコンタクトユニットのコンタクトの接触面の回転方向を示した平面図である。本発明に係るコネクタの実施例２を示す平面図である。本発明に係るコネクタの実施例３を示す平面図である。本発明の関連技術１を示しており、コネクタ及び接続対象物との接続構成を分解して示した斜視図である。図９に示したコネクタと接続対象物との接続直前の状態を示した側面図である。図９に示したコネクタと接続対象物との接続状態を示した側面図である。

符号の説明

１１，１１１，２１１，４１１コネクタ
２１，４２１コンタクトユニット
２３，４２３弾性体
２３ａ，４２３ａ第１の面
２３ｂ，４２３ｂ第２の面
２３ｃ，４２３ｃ第３の面
２３ｄ，４２３ｄ第４の面
２５，４２５コンタクト
３１，１３１，２３１，４３１フレーム
３２，３３，４３２スリット
３２ａ，３３ａ，４３２ａリブ
３４外周部
３５，３６位置決めピン
７１，８１，１７１，１８１接続対象物
７２、８２，１７２，１８２導電パッド
７１ａ，８１ａ位置決め穴
Ａ第１のブロック
Ｂ第２のブロック

Claims

２つの接続対象物間に挟み込み、２つの該接続対象物を電気的に相互接続するためのコネクタであって、複数のコンタクトユニットと平板状の絶縁性フレームとを有し、
前記コンタクトユニットは、絶縁性を有する柱状の弾性体と、該弾性体の周面にかつ該弾性体の長手方向に所定のピッチで配設された導電性の複数のコンタクトとを有し、
前記フレームは、前記フレームの表裏面を貫通しかつ所定のピッチで平行に配列形成された複数のスリットを有し、
前記スリットには、前記コンタクトを前記接続対象物に対して接触させるよう前記フレームの前記表裏面から突出するようにして前記コンタクトユニットを保持してなるコネクタにおいて、
複数の前記スリットは、縦方向に長い複数の縦向きスリットによりスリット群を形成する第１のブロックと、該縦方向と直交する横方向に長い複数の横向きスリットによりスリット群を形成する第２のブロックとに分けられており、前記第１のブロックと前記第２のブロックとは互いに隣接して配置されており、
前記第１のブロックと前記第２のブロックは、同じ大きさ及び同じ形状の領域からなり、前記第１のブロックの前記スリットの数と前記第２のブロックの前記スリットの数とが同数であり、
前記フレームには、前記第１のブロック及び前記第２のブロックがそれぞれ複数設けられており、前記第１のブロック及び前記第２のブロックはそれぞれ前記縦方向及び前記横方向において交互に隣接して配置されていることを特徴とするコネクタ。
前記弾性体は、角柱状に周面を規定する第１の面と、該第１の面と対向する第２の面と、該第１の面及び前記第２の面の一方端間を接続している第３の面と、該第３の面と対向し前記第１の面及び前記第２の面の他方端間を接続している第４の面とを有し、前記コンタクトは、前記第１の面、前記第３の面及び前記第２の面に連続して形成した金属薄膜からなり、前記第３の面及び前記第４の面が前記スリットの内側壁面に対向して保持されており、前記第１の面及び前記第２の面に配設されている前記コンタクトが前記フレームの前記表裏面からそれぞれ突出し、２つの前記接続対象物にそれぞれ接続することを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記コンタクトユニットは、前記コンタクトが形成された前記弾性体の前記第３の面が一方向を向くようにして前記第１のブロック及び前記第２のブロックの前記スリットのそれぞれに保持されていることを特徴とする請求項２記載のコネクタ。
前記フレームには、２個の前記第１のブロック及び２個の前記第２のブロックを有し、前記第１のブロック及び前記第２のブロックが前記縦方向及び前記横方向で互いに隣り合うように田の字に配置されておりかつ前記コンタクトが形成された前記弾性体の前記第３の面が隣り合う前記第１のブロック及び前記第２のブロック間で互いに９０度回転した方向を向くようにして前記第１のブロック及び前記第２のブロックの前記スリットのそれぞれに保持されていることを特徴とする請求項２記載のコネクタ。
前記フレームの表面及び／又は裏面の周囲には、位置決めピンが設けられており、前記接続対象物には前記位置決めピンが挿入される位置決め穴が設けられており、前記位置決めピンと前記位置決め穴とには、前記フレームと前記接続対象物との間に微少の相対移動ができるクリアランスが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４記載のコネクタ。