JPH04312773A

JPH04312773A - 電気コネクタ・アセンブリ

Info

Publication number: JPH04312773A
Application number: JP3344607A
Authority: JP
Inventors: William L Brodsky; ウィリアム・ルイス・ブロッドスキ; Thomas G Macek; トーマス・ジョージ・マセク; John J Squires; ジョン・ジェイ・スクワイアーズ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-12-26
Publication date: 1992-11-04
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH0610998B2; US5059129A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気コネクタ・アセンブ
リに関するものであり、詳しくは、少なくとも２つの回
路構成体を電気的に接続する電気コネクタ・アセンブリ
に関する。更に詳しくは、本発明は、それら回路構成体
（例えば、プリント回路、フレキシブル回路等）の一方
ないし両方に外部から圧力を加えることによってそれら
を接触させるようにした電気コネクタ・アセンブリに関
する。

【０００２】

【従来の技術】様々な回路デバイスどうしを電気的に接
続するために電気コネクタ・アセンブリを使用するとい
うことは、いうまでもなく周知のことであり、その幾つ
かの具体例は、以下の米国特許公報ないし刊行物に示さ
れている。米国特許第３８６１１３５号−（Ｒ．　Ｅ．　Ｓｅｅｇ
ｅｒ，　Ｊｒ．　ｅｔ　ａｌ．）米国特許第３８８３２１３号−（Ｆ．　Ｊ．　Ｇｌａｉ
ｓｔｅｒ）米国特許第３９７１６１０号−（Ｌ．　Ｓ．
　Ｂｕｃｈｏｆｆ　ｅｔ　ａｌ．）米国特許第４１８４７２９号−（Ｈ．　Ｌ．　Ｐａｒｋ
ｓ　ｅｔ　ａｌ．）米国特許第４９０２２３４号−（Ｗ
．　Ｌ．　Ｂｒｏｄｓｋｙ　ｅｔ　ａｌ．）ＩＢＭ技術開示広報（ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄ
ｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎｓ）：第１８巻、第２号（１９７５年７月）、第３４０頁第２
２巻、第２号（１９７９年７月）、第４４４、第４５５
頁第２５号、第７Ａ号（１９８２年１２月）、第３４３８
〜第３４４１頁

【０００３】本発明のコネクタ・アセンブリのように、
接続しようとしている回路デバイスの一部分を成してい
る個々の電気導体（例えばプリント回路における配線や
接触用ピン等）どうしを、互いに直接に接触させること
を目的としたコネクタ・アセンブリを設計する際の重要
事項は、その接触圧力を、劣悪な環境状況（例えば高熱
や高湿度等）に耐えて、充分に長い期間に亙って、高い
信頼性をもって維持することができるようにすることで
ある。この接触圧力は、それが過大であると、アセンブ
リの組立中と動作中とのいずれか一方、もしくは両方に
おいて、アセンブリの種々の構成要素（特に導体）を損
傷するおそれがある。また、接触圧力を発生させるため
には、これまでは一般的に、アセンブリの構成要素のう
ちでも、比較的大きな構成要素（例えばコネクタ・ハウ
ジング等）を利用していたため、アセンブリの製造コス
トがそれによって不必要に押し上げられていた。更に、
上に例示した高熱や高湿度等の劣悪な環境状況におかれ
たアセンブリは、これまでは、その環境状況に耐えるこ
とができず、接触部の腐蝕、接触圧力の低下、保守コス
トの増大等の問題を生じていた。

【０００４】先に挙げた米国特許第４９０２２３４号は
、本願の基礎米国出願の譲受人に譲渡されている特許で
あり、同特許には、エラストマー製の押圧部材を用いて
、複数の回路構成体（例えばフレキシブル回路等）のう
ちの少なくとも１つの回路構成体へ、高い信頼性をもっ
て接触圧力を作用させることができるようにした、コネ
クタ・アセンブリが記載されている。この押圧部材は、
ベース・プレートと、このベース・プレートの一方の面
に取り付けた複数の個別の圧縮性部材と、このベース・
プレートの他方の面に取り付けた弾性部材とを含んでい
る。この米国特許第４９０２２３４号の開示は、この言
及をもって本願の開示に包含するものとする。

【０００５】以下に説明するように、本発明のコネクタ
・アセンブリでは、比較的小さな接触圧力によって、堅
実で信頼性の高い接触状態が得られるようにしてあり、
しかもこれを、比較的低廉でありながら非常な高熱や高
湿度等の劣悪な環境条件に耐えられる、効果的な材料を
使用して達成している。このことから分かるように、本
発明のコネクタ・アセンブリは、上述の米国特許第４９
０２２３４号に記載されている概念に対する、更なる改
良を提示するものである。斯かるコネクタ・アセンブリ
が本技術分野における顕著な進歩であることは疑いがな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の第１の
目的は、電気コネクタ・アセンブリの技術分野に進歩を
もたらすことにある。本発明の更なる目的は、堅実な接
触状態が得られる効果的な接触圧力を高い信頼性をもっ
て得ることができる、電気コネクタ・アセンブリを提供
することにある。本発明の更なる目的は、高熱や高湿度
等の比較的劣悪な環境状況の中にあっても機能すること
ができる、電気コネクタ・アセンブリを提供することに
ある。本発明の更なる目的は、特に、ここで説明する幾
つかの特徴を備え、しかも、比較的大規模に（即ち大量
生産等によって）製造することができ、そのことによっ
て、公知となっている多種多様な従来例のコネクタ・ア
センブリと比較して、その全体としてのコストを低減す
ることのできる、電気コネクタ・アセンブリを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的並びに更なる
目的は、本発明の１つの局面によれば、以下の構成とし
た電気コネクタ・アセンブリによって達成される。即ち
、その電気コネクタ・アセンブリは、複数の電気導体を
備えた第１回路構成体と、複数の電気導体を備えた第２
回路構成体と、前記第２回路構成体に所定の圧力を加え
ることによってそれら双方の回路構成体の夫々の導体ど
うしを電気接触させる押圧部材と、前記押圧部材を前記
第２回路構成体に当接した状態に保持して前記所定の圧
力を加えさせるようにする保持手段とを含んでいる。前記押圧部材は、２層式構造のエラストマー製部材から
成り、該２層式構造のエラストマー製部材は、複数の開
口を所定の配列パタンで形成してある第１層と、複数の
直立した突起を構成している第２層とを有しており、そ
れら複数の直立した突起は、前記押圧部材が前記保持手
段によって保持されているときに、前記第２回路構成体
の前記複数の電気導体の夫々１つと位置を揃えることが
でき、それによって、該第２回路構成体に前記所定の圧
力を加えることができるようにしたものである。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の好適実施例に係る電気コネ
クタ・アセンブリ１０を示した図である。このアセンブ
リ１０は、複数の電気導体１５（図２〜図４参照）を表
面に備えた第１回路構成体１３と、互いに区画された複
数の回路セクション１７を有する第２回路構成体１６と
を含んでいる。複数の回路セクション１７は、夫々が第
２回路構成体１６の一部分を構成しており、また、それ
らの各々が、表面に複数の電気導体１９を備えている。このアセンブリ１０は更に、複数の、個々に分離して形
成された押圧部材２１を含んでいる。それら押圧部材２
１の各々は、夫々に対応した１つの回路セクション１７
に、所定の大きさの圧力（ないしは所定の大きさの力）
を加えるように作用し、この所定の大きさの圧力（ない
しは所定の大きさの力）は、比較的小さなものであるが
、ただし、回路構成体１３の導体１５と回路構成体１６
の電気導体１９とを、互いに、堅実でしかも効果的な接
触状態で、接触させることができる大きさのものである
。以下の説明から理解されるように、それら押圧部材２
１の各々によって、複数の導体の各々における、堅実な
電気的接触状態が確実に得られると共に、回路構成体１
３及び回路構成体１６の、いずれか一方ないしは両方の
表面高さのばらつきも、独自の方式で補償されるように
なっている。即ち、本発明によれば、導体の厚さと、そ
の導体を支持している基板の厚さとの、いずれか一方、
ないしは両方が共に一定していない場合であっても、導
体どうしの堅実な接触状態が確実に得られる。更に、本
発明は、比較的高熱ないし高湿度等の、有害な状況の中
におかれた場合であっても、上述の所定の圧力を、比較
的長期に亙って保つことができる。

【０００９】図示例においては、第２回路構成体１６の
回路セクション１７の個数は４個であり、また、押圧部
材２１の個数も同じく４個であるが、本発明の概念はよ
り広いものであって、それらのいずれも１個ずつ備える
だけで、本発明の目的を達成することができる。

【００１０】好適実施例においては、第１回路構成体１
３は、比較的剛性が高く実質的に剛体の絶縁体製基板２
３を用いたプリント回路板から成るものとしてある。こ
の基板２３は、公知の材料（例えばエポキシ等）で製作
したものであって、その第１の面２４に複数の導体１５
を形成したものとするのが好ましい。それら導体１５の
各々は、図示の如く平坦な形状とし、また、丈夫な金属
製の導体材料（例えば銅等）で製作するようにするのが
好ましい。各導体１５は、エポキシ製基板２３の表面に
、プリント回路板の技術分野における周知の技術を用い
て形成すれば良く、この点についての、これ以上詳しい
説明は不要であろう。本発明のある実際の構成例におい
ては、基板２３は、その厚さを約０．０６２インチ（約
１．６ミリメートル）とし、銅製の導体部材１５の各々
は、その平均厚さを約０．００１インチ（約０．０２５
ミリメートル）とした。既述の如く、各導体１５は、略
々平坦な形状とし、従って、「金属製パッド」を形成す
るようにし、この金属製パッドに対して接触させるよう
にした。以下に説明するように、斯かる形状（即ち平坦
な形状）は、本発明における、第２回路構成体の導体１
９にとっても、好適な形状でもある。従って本発明は、
ここに説明する態様では、互いに対向した比較的平坦な
形状の金属製の導体どうしの堅実な接触状態を得るもの
としてある。ただし、本発明は、導体を平坦な形状にす
ることに限定されるものではない。即ち、導体を別の形
状にすることも可能であり、その場合の好適な具体例と
なるものに様々な樹枝状の形態等があり、それらの形態
は、カナダ特許第１１２１０１１号や、ＩＢＭ技術開示
広報の、第２２巻、第７号（１９７９年１２月号）、第
２７０６頁と、同じく、第２３巻、第８号（１９８０年
１月号）、第３６３１頁（ＩＢＭ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎｓ　Ｖｏ．
　２２，　Ｎｏ．　７　（Ｄｅｃ．，　１９７９），　
ｐｇ．　２７０６　ａｎｄ　Ｖｏｌ．　２３，　Ｎｏ．
　８　（Ｊａｎ．，１９８１），　ｐｇ．　３６３１　
）等の文献に示されており、これら文献の開示は、参考
開示として本明細書に包含するものとする。また、本発
明に使用するのに適した（特に導体１５に採用するのに
適した）更に別の形態には、（例えば基板２３の中に形
成してある内部回路２６に接触させるために）基板２３
に突き刺すことができるようにした、突出した形状の尾
部、即ち尖端部を備えたピン形導体がある。このピン形
導体の一例は、米国特許第４９７６６２６号に記載され
ており、この米国特許の開示はこの言及を持って本開示
に包含するものとする。内部回路２６の具体的な構成例
は図３及び図４に示してあり、それらの図に示した内部
回路は、プリント回路板（特に多層プリント回路板）の
技術分野においては公知のものである。それらの内部回
路は、信号平面、電源平面、或いは、グラウンド平面と
して構成されるものである。それらの平面は、めっきス
ルーホール（図２及び図３に引用符号２８を付して示し
てある）や、或いは、回路板の厚さの途中までしか延在
していないバイア（引用符号３０を付して示してある）
等の公知の手段を用いて、導体１５へ電気的に接続する
ことができる。回路構成体１３は更に、その表面に外部
回路２６’（図２〜図４）を備えていても良く、その場
合のその外部回路２６’も、アセンブリ１０に要求され
ている機能条件に応じて、アレイ状に設けられている複
数の導体１５のうちの、選択した夫々の導体に接続して
おくようにすれば良い。

【００１１】回路構成体１６の全体を構成している回路
セクション１７の各々は、上述の複数の導体１９をその
上面２９に形成したフレキシブル基板２７から成るもの
とするのが好ましい（図３及び図４）。既述の如く、こ
れら導体１９もまた、略々平坦な形状にすることが好ま
しく、本発明のある実際の構成例においては、これら導
体１９を銅製とし、公知のプリント回路技術を用いて基
板２７の表面に被着形成するようにした。ただし、これ
ら導体１９もまた、異なった形状（例えば樹枝状等）の
導体とすることが容易である。この構成例では、夫々の
フレキシブル基板は、電気絶縁体材料（ポリイミド）製
とし、またその厚さを、約０．００２インチから約０．
００５インチまで（約０．０５０ミリメートルから約０
．１２５ミリメートルまで）の範囲内の厚さとしたとこ
ろ、この部品に必要な可撓性が確実に得られた。

【００１２】図１に示したように、互いに区画された４
つの回路セクション１７は、キャリア即ちフレーム部材
３３の周縁部に、それらの間に隙間を設けて取り付けて
ある（図２を併せて参照されたい）。ただし、図３及び
図４では、このフレーム部材は、図を見易くするために
省略してある。このフレーム部材３３は、プラスチック
製とすることが好ましく（好適な材料にはポリカーボネ
ートがある）、また、その形状を矩形として、複数の回
路セクション１７の各々が、このフレーム部材３３の夫
々１つの側辺部の上に位置するようにすることが好まし
い。図２に示したように、フレーム部材３３は、その内
部に、同じく矩形の、開口３５を画成しており、この開
口３５は、半導体デバイス（チップ）３７を収容できる
ように設計されている（図２）。チップ３７は、フレキ
シブル基板製の共通セクション３９の下面に取り付けて
あり、この共通セクション３９は、個々の回路セクショ
ン１７の全てに連結しており、従って、それら回路セク
ション１７は、この共通セクション３９に連なるように
形成されている。このように、共通セクション３９が回
路セクション１７に連結しているため、この共通セクシ
ョン３９は、チップ３７を、アセンブリ１０の残りの構
造部分（これについては後述する）の上方に、その構造
部分から浮かせた状態で支持している。特に図１（並び
に図３と図４）から分かるように、フレキシブル回路セ
クション１７の上面には、共通セクション３９へ連なっ
ている回路４１を形成してある。回路４１はチップ３７
上の夫々のコンタクト箇所（不図示）へ接続してあり、
それによって、このアセンブリ１０の、この部分に必要
な機能特性を得ている。この回路４１は、絶縁体製の共
通セクション３９の内部を通って（例えば既述のめっき
スルーホール等を使用する）チップ３７のコンタクト箇
所に接続するようにしても良い（チップ３７のコンタク
ト箇所は、チップ３７の、共通セクション３９に対向し
てこの共通セクション３９と接している側の表面上に形
成されている）。また更には、チップ３７を、凹ませた
形状の共通セクション３９の、図示した取り付け面とは
反対側の面に取り付けて、回路４１の末端部と直接接続
するようにすることも可能である。ただし、このアセン
ブリ１０の動作中のヒート・シンク機能を、確実に強力
なものとするためには、チップ３７の取り付け方は図示
のようにすることが好ましい。尚、図示例では、チップ
３７は、アセンブリ１０の中に浮かせて取り付けてある
が、このチップ３７を、それに対向している金属製の支
持部材（この支持部材４５については後述する）に、（
伝熱ペースト等を使用して）熱的に連結することによっ
て、熱の移動を更に強化することも可能である。

【００１３】図１及び図２を参照すれば分かるように、
押圧部材２１の各々は、矩形のフレーム部材３３の夫々
の側辺部の内側の、通路状部分４３の中に配設してある
。更に、全ての押圧部材２１は、比較的剛性の高い金属
製の、共通の１つの支持部材４５の上に載せてある。この支持部材４５は、本発明の好適実施例においては、
平坦なステンレス・スチール製の板であって、その厚さ
を、約０．０２５インチ（約０．６ミリメートル）とし
てある。押圧部材２１は、この板４５の上に、互いの間
に間隔をあけ、互いの間の相対位置を精密に合わせて載
せるようにする。このようにするのは、いうまでもなく
、第２回路構成体１６の夫々の回路セクション１７の最
終的な位置に対して、それら押圧部材２１の位置を揃え
るためである。一方、複数の回路セクション１７は、そ
れらに共通の１つのフレーム部材３３の上に、精密に位
置合わせして取り付けてあり、この取り付けには、接着
剤を用いたり、ピンと孔とを嵌合させる方式の技法等を
用いるようにしている。（後者の場合には、フレキシブ
ル回路セクション１７の各々に、フレーム部材３３の上
面に設けた突出ピンが嵌合するための孔を、精密に位置
決めして形成しておく）。押圧部材２１も、同様にして
取り付けることができ、その取り付け方としては、これ
らの部材を剛性の支持部材４５に直接、周知の焼き付け
手段でもって焼き付ける。

【００１４】図１に最も良く示されており、また、図２
〜図４にも部分的に示されているように、アセンブリ１
０は、更に、キャップ部材（即ちカバー部材）５１を含
んでいる。このキャップ部材５１は、回路構成体１３上
に形成されている回路に対する相対位置を精密に合わせ
た上でこの回路構成体１３を覆う位置に固定して取り付
けられるように設計したものである。このキャップ部材
５１は、金属製（例えばステンレス・スチール等）とす
ることが好ましく、そうすれば、効果的なヒート・シン
ク機能と、構造的な剛性とが確実に得られる。また、こ
のキャップ部材５１は、複数（４本）の直立した支柱５
３を備えており、それら支柱５３は、矩形のフレーム部
材３３の四隅に形成した夫々の開口５５の中に挿通され
、更に、回路構成体１３に形成した対応する開口５７（
図１には開口５７のうちの２つだけを示してある）に挿
通される。支柱５３はステンレススチールに圧入される
のが好ましく、キャップ５１の超表面を構成する。更に
、各支柱５３は、回路構成体１３の反対側の側面におい
て「捕捉」されて、その位置に固定される。この好適実
施例においては、かなり剛性の大きな「補強」部材６１
（例えば、硫化ポリフェニレン等の適当なプラスチック
材料や、ステンレス・スチール等の金属材料で製作する
）を使用して、アセンブリ１０の、この部分における構
造的な強度を高めてあり、この補強部材６１には、支柱
５３の先端を挿通するための開口６３を形成してある。各支柱５３の先端には更に、溝部６５を形成してあり、
この溝部６５は、可動式のリテーナ６７と係合するよう
に設計してある。また、支柱５３を２本ずつ対にして２
組とし、その各組に対して１本ずつのリテーナを使用す
ることにより、合計２本のリテーナを６７を使用するよ
うにしてあり、それら各リテーナ６７は、リテーナをス
ライドさせて支柱５３と係合させる際に、支柱を「捕捉
」し易くするためのカム面６９を備えている。リテーナ
６７は、図１に矢印”Ｌ”で示したように、横方向へ、
互いに離隔する方向へ移動するようにしてあるが、ただ
し、それらリテーナ６７が、これとは反対の方向（互い
に接近する方向）へ移動するようにしても、所望の機能
が得られることはいうまでもない。

【００１５】図５及び図６は、このアセンブリ１０に使
用することのできる、押圧部材２１の好適実施例を示し
た図である。以下に詳述するように、図６に示した実施
例の方が、図５の実施例と比較して、より好適な実施例
となっている。しかしながらいずれの実施例も、本発明
における第２回路構成体へ所定の大きさの圧力（ないし
は所定の大きさの力）を加えることにより、ここで必要
な、堅実で効果的な接触状態を、容易に確実に得ること
ができるものとなっている。図５及び図６に示すように
、押圧部材２１は、第１層７１と、この第１層に隣接し
た第２層７３とを有する、２層式構造のエラストマー製
部材７０として構成されている。このエラストマー製部
材７０は、一体形の構造とすることが好ましく、従って
、単一の成形型によってモールド成形することによって
、所望の形状に形成することが好ましい（この所望の形
状については後述する）。

【００１６】本発明における圧縮性の押圧部材２１の材
料に、適当なエラストマー製材料を適切に選択すること
は、長期にわたる応力の持続、（既に述べた）比較的小
さな圧力、それに比較的高温且つ高湿度の環境における
動作性能という、所望の性能を達成するために重要なこ
とである。本発明に使用する材料として選択した好適な
材料は、ＤＯＷ・コーニング社（ＤＯＷ　Ｃｏｒｎｉｎ
ｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）が、シラスティックＬ
ＣＳ−７４５Ｕ（「シラスティック（Ｓｉｌａｓｔｉｃ
）」はＤＯＷ・コーニング社の登録商標である）という
商品名で販売している、圧縮永久歪の値が小さい、ポリ
シロキサン・ラバーである。このシラスティックという
、透明で、弾性率の値の小さいエラストマーは、高温下
で（例えば１００℃で）長期に亙って一定の変形を生じ
る荷重を負荷した場合の残留圧縮応力の残率が、７５〜
８５％の値を示す材料である。

【００１７】このシラスティックというシリコン・ラバ
ーは、ＤＯＷ・コーニング社からはストックの形態で販
売されている。プレス加硫を施した後には、その形成部
品は約−７３℃から＋２５０℃の温度範囲内において機
能可能（使用可能）となり、良好な回復性（耐熱性）、
小さな圧縮永久歪、それに、高温の油、高温の水、及び
高温のガス流に対する良好な耐性という、非常に好まし
い性能を持つようになる。このシラスティックというシ
リコン・ラバーの、モールド成形した後の特性値は、ジ
ュロメーター硬度（ショアーＡ）の値が「５２」、引張
強度が約８３０ポンド／平方インチ（約０．５８キログ
ラム／平方ミリメートル）、それに伸びが２６０％であ
る。

【００１８】エラストマー製部材７０の第１層７１は、
実質的に中実であって、ただし、複数の開口７５を、所
定の配列パタンに従って、互いの間に間隔をおいて形成
した形態（特に図７を参照されたい）とすることが好ま
しい。これら開口７５を形成することの意味については
後に説明する。これら開口７５の各々は、略々円筒形の
形状とし、第１層７１の全厚さ（図３の”Ｔ１Ｏ”）を
貫通するように形成することが好ましい。この寸法”Ｔ
１Ｏ”は、第１層７１の「原厚さ寸法」を表わしており
、この原厚さ寸法とは、導体１５のアレイと導体１９の
アレイとの間の所望の接触状態を達成するためにエラス
トマー製部材７０を圧縮する前の、厚さ寸法である。更に図７から分かるように、これら開口７５の配列パタ
ンは、実質的に、縦横方向に列を成すパタンであり、本
発明のある１つの実際の構成例においては、これら開口
７５どうしの間の間隔（図７の寸法”ＯＳ”）を、約０
．０６８インチから約０．０７４インチまで（約１．７
ミリメートルから約１．９ミリメートルまで）の範囲内
の大きさとした。また、これら円筒形状の各開口７５の
寸法はその内径を、約０．０３０インチ（約ミリメート
ル）とした。

【００１９】以上に説明した開口７５の形態と配列パタ
ンとは、図５と図６のいずれに示したエラストマー製部
材７０の実施例においても、好適に採用し得るものであ
る。更に、以上に例示した開口どうしの間の間隔の大き
さも、それらいずれの実施例においても好適に採用し得
るものである。

【００２０】図５の実施例において、エラストマー製部
材７０の第２層７３は、所定の配列パタンで形成した、
複数の直立した突起７７を備えており、この配列パタン
は、夫々のエラストマー製部材７０が係合する（従って
作用する）フレキシブル回路セクション１７上に備えら
れている、アレイを成している夫々の導体１９の配列パ
タンと、実質的に同一のパタンにしてある。本発明のあ
る実際の構成例では、１個のエラストマー製部材に、合
計４８および７８個の突起７７を形成した。そして、そ
れら突起７７を、それら突起７７が係合するフレキシブ
ル回路セクション１７上に備えられている、それら突起
７７と同数の導体１９に、位置を揃えることができるよ
うに形成した。従って、このエラストマー製部材とそれ
に組み合わされるフレキシブル回路セクションとを、４
個ずつ用いたアセンブリ１０には、全体として、合計１
９０乃至３５０個の突起７７が存在することになる。尚、図６の実施例でも、これと略々同数の突起を用いる
ようにすることが好ましい。

【００２１】容易に理解されるように、以上に説明した
突起７７は、夫々の導体１９と直接に係合するのではな
くて、フレキシブル回路セクションの、絶縁体（例えば
ポリイミド等）の背面に係合するのである。ただし、そ
れら複数の突起７７が、フレキシブル回路セクションの
、それら突起７７とは反対側の面に所定の配列パタンで
形成されている夫々の導体と、個々に位置が揃うように
してあり、最終的には前述の大きさの押圧力がそれら夫
々の導体へ加わるようにしてあるということが重要な点
である。また、このように突起と導体とで位置を揃える
ようにしてはいるものの、本発明は、突起とそれに対応
した導体との間に僅かなずれがある場合であっても、こ
のように押圧力を加えることができるものであるという
ことが、更に重要な点である。

【００２２】前述の実際の構成例においては、１個のエ
ラストマー製の押圧部材２１から加わる圧力の大きさが
、約０．７０から約３．５キログラム／平方センチメー
トル（約１０から約５０ポンド／平方インチ）の範囲内
にあるようにした。この押圧力の値は、必要とされる適
切にして堅実な接触状態を得るための、充分な大きさで
あると考えられている値である。この押圧力の印加に関
しては、次の点が重要であると考えられる。即ちそれは
、上述の範囲内の圧力が加わっているときに、直立突起
７７の各々（図６の直立突起についても同じである）が
、その無応力状態における原高さ寸法（原厚さ寸法）の
約１５から約３５％に相当する圧縮量だけ圧縮されてい
るようにすることである。（理想的には、この圧縮量は
２５％になるようにするのが良い）。この無応力状態に
おける原高さ寸法（原厚さ寸法）を、図３に、”Ｔ２Ｏ
”で表わしてある。また特に、最終的な圧縮状態におい
ては、第１層７１と第２層７３との双方が、上述の圧縮
量（即ち、無応力状態の原高さ寸法の１５〜３５％）ま
で圧縮されるようにしてある。この圧縮時のそれら層の
厚さを、図４に、”Ｔ１Ｃ”と”Ｔ２Ｃ”とで図示して
ある。更に図４から分かるように、圧縮性の直立突起７
７の各々と、それが載っている圧縮性の第１層７１とは
、それらの合計厚さが、原厚さ寸法”ＴＯ”（図３）か
ら、図４の、寸法”ＴＣ”で示した厚さになるまで圧縮
される。

【００２３】これに関する顕著な利点は、この２層式構
造によれば、エラストマー製部材に座屈等をはじめとす
る不都合な形崩れを発生させることなく、その圧縮を達
成することができるため、上述の必要な圧力が確実に得
られるということである。この無比の性能が得られてい
る要因のうちの１つに、上述した、複数の開口７５を形
成してあるということがあり、それら開口７５は、圧縮
時には、圧縮作用を受けて図４に示した形状に変形する
。即ち、圧縮時には、第１層７１を形成しているエラス
トマーが側方へ膨出しようとするが、その膨出分が、開
口７５の中へ向かってせり出すために、開口７５によっ
て吸収され、これによって、この２層式のエラストマー
製部材の各層の、垂直方向の完全性が維持されるのであ
る。

【００２４】図５の実施例は、直立突起７７の各々を略
々箱形の形状（即ち、側面断面図でも平面断面図でも、
共に略々矩形の形状）とすることが好ましい場合の、実
施例である。一方、図６の実施例では、突起７７の各々
を略々円筒形としてあり、この実施例に対応した本発明
の実際の構成例では、この突起の外径寸法を、約０．０
４７インチ（約１．２ミリメートル）にした。次に、図
７について説明すると（この図７は、図６に示したエラ
ストマー製部材７０を図示したものである）、同図は、
円筒形の突起７７の具体的な配列パタンを、隣接する開
口７５との関係において、また、それら突起７７に対応
した夫々の導体１９と共に示している。突起７７と、そ
れに隣接した開口７５とは、導体１９とは反対側に（基
板２７の裏側に）位置しているため、この図では視界か
ら隠れており、それゆえそれらは一点鎖線で描いてある
。更に図７から分かるように、１つの膨出分吸収用の開
口７５を挟んで互いにその反対側に位置している、２個
の円筒形の突起７７の間の中心間距離を、寸法”ＰＳ”
で表わしてある。本発明の１つの実際の構成例において
は、この間隔を、約０．０９８から約０．１０２インチ
まで（約２．５から約２．６ミリメートルまで）の範囲
内の大きさにした。また、この間隔の大きさに付随して
決まる、図７に示した配列パタンにおける最も近接した
２つの円筒形の突起７７の間の距離である、同図に寸法
”ＤＳ”として表わした斜め方向の間隔は、本発明の１
つの実際の構成例においては、約０．０６５から約０．
０７５インチまで（約１．６から約１．９ミリメートル
まで）の範囲内の大きさにした。本発明によれば、突起
７７の配列パタンを、図中に例示したパタンにした場合
には、夫々の基板上にそれら突起７７と同一の配列パタ
ンのアレイとして形成する導体の密度を、２００個／平
方インチとしても、それら導体どうしを互いに適切に接
触させることができる。このように導体密度が極めて高
くすることができるということは、いうまでもなく、本
発明を適用可能なマイクロエレクトロニクス等の回路に
おける、設計上の非常に望ましい特徴と成り得るもので
ある。既述の如く、この種の回路は、情報処理システム
（コンピュータ）の分野において特に有用なものである
。

【００２５】更に図７に関して詳細に説明すると、この
図７からは、導体１９の各々が略々矩形の形状である（
これに関しては導体１５も同じである）ことも見て取れ
る。即ち、各導体１９を、前述した厚さを有する、略々
矩形の金属製パッドにしてある。そして、この形状の複
数のパッドを、それらの中心間距離を上述した寸法にし
、互いに所定の相対位置関係を成すようにして、夫々の
基板の上に、図示した配列パタンで形成してある。いう
までもなく、このパッドの形状は、円筒形等をはじめと
する、その他の形状とすることも容易である。ここに教
示しているように、パッドを矩形の形状とし、突起を円
筒形の形状とした組み合わせは、アセンブリ１０の最終
的な状態（圧縮状態）において各導体に加わる押圧力を
、可及的に大きくするのに適した好適な組み合わせであ
る。

【００２６】第１層７１と第２層７３の変形量が、上述
の好適な変形量範囲内に維持されるようにするためには
、それら各層の厚さを、その層の「スプリング・レート
」の値に略々逆比例するように定めておく必要がある。ここで定義を示しておくと、個々の層のスプリング・レ
ートとは、それら各層を所与の圧縮量だけ圧縮するため
に必要な力の大きさのことである。最終的な構造におけ
る座屈の発生は、上で説明した２層式構造を採用するこ
とによって、殆ど完全に防止される。更に詳細に説明す
ると、下層（第１層）７１は、略々中実で、ただし上で
説明した配列パタンで形成した複数の開口を備えており
、しかもそれら開口は、この下層７１に隣接した第２層
７３を構成しているそれら開口に隣接した複数の直立突
起７７に対して、所定の相対位置を占めるように形成さ
れている構成としてあるため、この下層７１の座屈荷重
が大きなものとなっている上に、直立突起７７の高さ寸
法も小さくすることができることから、構造の安定性を
更に向上させることができる。この、複数の開口を形成
した一体の層とした構造を、フレキシブル回路構成体に
直接係合する層に用いるのでは、たいした効果は得られ
ず、なぜならば、アレイ状に形成した導体どうしの各々
の導体対が互いに当接している箇所以外は、力を加える
必要があるとは考えられないからである。この構造から
加えられる力の合力の大きさは、エラストマー製の突起
とフレキシブル基板との境界接触面における、そのエラ
ストマーの圧縮応力に、その境界接触面の面積を乗じた
積に等しいため、余分な接触面積が存在すると、そのこ
とによって悪影響が生じるのである。これが、略々箱形
の形状の突起と比較して、円筒形の突起の方が望ましい
ことの理由である。即ち、円筒形の形状とすれば、各部
の寸法を上述の値とした時に、外側寸法（外のり寸法）
が同一の、矩形（箱形）の突起と比較して、その接触面
積を約２０％減少させることができる。円筒形の突起を
使用することが望ましいことの、更なる理由としては、
成形型の製作が容易になること、成形型への充填が容易
になること、角部に発生する応力勾配を緩やかにできる
こと、それに、矩形の突起とした場合には、その突起の
角部のために、隣接した突起どうしが接触するおそれが
大きくなること等がある。隣接した突起どうしの接触は
、円筒形の突起にすれば、略々完全に防止することがで
きる。

【００２７】ここで説明したエラストマー製部材は、そ
の突起の形状が矩形（箱形）であると円筒形であるとを
問わず、そのエラストマー製部材が当接する回路構成体
の内部的な表面高さの不均一に順応する能力を備えてお
り、その回路構成体の、高さが低い箇所に対して、適当
な接触圧力を発生させるための充分な力を印加すること
ができるものである。容易に理解されるように、これを
可能とするためには、数％程度の圧縮がなされるだけで
、その圧縮部分の近傍の回路構成体の表面の位置が、平
坦度基準面からのずれの許容範囲内に入るよう、調節が
なされるようにエラストマーのスプリング・レートを比
較的小さな値にしておく必要がある。そうしておけば、
全体変形量を然るべき量（例えば２５％）にすることに
よって、導体のアレイの全域に亙って、均一な接触圧力
を達成することができる。

【００２８】以上に示した電気コネクタ・アセンブリは
、押圧部材を使用して、このアセンブリの中の、複数の
電気導体どうしの間の、堅実で効果的な接触状態を得る
ようにしたものであり、その押圧部材は複数の圧縮性の
シリコン・ラバー部材から成り、そのシリコン・ラバー
部材が、比較的高温等の劣悪な動作環境に耐えて、効果
的で均一な、小さな所定の圧力を確実に発生するように
したものである。本発明は、これを、簡明な、しかも比
較的低コストの方式で達成している。以上に示した好適
例のシリコン・ラバー部材の材料は、モールド成形した
エラストマーであり、この材料は、本発明における押圧
部材の弾性を発生する部分に使用するのに容易に適合さ
せることができ、それによって、本発明の組立て及び使
用を更に容易にするものである。また、以上の説明から
理解されるように、第１回路構成体と第２回路構成体と
のいずれか一方、もしくは両方を、非常に大きな単一の
回路構成体として形成し、それに、複数の押圧部材を組
み合わせて使用するようにしたものも本発明の範囲の中
に含まれ、そのようにすれば、複数の導体部材どうしを
接続する構造の全体を大形化することができる。更には
、幾つかの異なった種類の回路構成体を使用した更に大
規模な全体構造の中で、以上に説明した押圧部材を使用
することも、本発明の範囲に含まれるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電気コネクタ・アセン
ブリを示した、分解斜視図である。

【図２】組立てた状態にある図１の電気コネクタ・アセ
ンブリを、拡大断面図で示した部分側面図である。

【図３】図２に示した領域に関して、圧縮する前の本発
明の状態を図示した、拡大断面図で示した部分側面図で
ある。

【図４】図２に示した領域に関して、圧縮した後の本発
明の状態を図示した、拡大断面図で示した部分側面図で
ある。

【図５】本発明の一実施例に係るエラストマー製部材及
び支持板部材を示した部分斜視図である。

【図６】本発明の別実施例に係るエラストマー製部材を
示した部分斜視図である。

【図７】図３の７−７線から見た、更に大きく拡大した
平面図であり、本発明の一実施例に係る、第２回路構成
体の導体、直立したエラストマー製突起、及び間隔をあ
けて（エラストマー製部材に）形成した複数の開口の、
相対的な配列パタンを示した図である。

【符号の説明】

１０　　電気コネクタ・アセンブリ１３　　第１回路構成体１５　　電気導体１６　　第２回路構成体１７　　回路セクション１９　　電気導体２１　　押圧部材２３　　剛体の基板２７　　フレキシブル基板７０　　エラストマー製部材７１　　第１層７３　　第２層７５　　開口７７　　突起

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　電気コネクタ・アセンブリにおいて、
複数の電気導体を含んでいる第１回路構成体と、複数の
電気導体を含んでいる第２回路構成体と、前記第２回路
構成体に所定の圧力を加えることによって該第２回路構
成体の前記複数の電気導体の各々を前記第１回路構成体
の前記複数の電気導体の夫々１つに電気的に接触させる
ための、２層式構造のエラストマー製部材から成る押圧
部材であって、該２層式構造のエラストマー製部材は、
複数の開口を互いの間に間隔をおいて所定の配列パタン
で形成してある第１層と、該第１層に隣接した、該第１
層に形成した前記所定のパタンの前記複数の開口に対し
て所定の相対関係にある所定の配列パタンで形成されて
いる複数の直立した突起を含んでいる第２層とを有して
おり、前記複数の直立した突起の各々は、前記第２回路
構成体の前記複数の電気導体の夫々１つと位置を揃える
ことができるようにしてあると共に該第２回路構成体と
係合して該第２回路構成体に前記所定の圧力を加えるこ
とができるようにしてある、前記押圧部材と、前記押圧
部材を前記第２回路構成体に当接した状態に保持するこ
とにより、該押圧部材が該第２回路構成体に対して前記
所定の圧力を加えるようにする、保持手段と、を備えた
ことを特徴とする電気コネクタ・アセンブリ。
【請求項２】　　前記第１回路構成体が、実質的に剛体
の基板を含んでおり、該第１回路構成体の前記複数の電
気導体は、この実質的に剛体の基板の上に設けられてい
ることを特徴とする請求項１記載の電気コネクタ・アセ
ンブリ。
【請求項３】　　前記第１回路構成体の前記複数の電気
導体の各々が、金属製パッドから成ることを特徴とする
請求項２記載の電気コネクタ・アセンブリ。
【請求項４】　　前記第２回路構成体が、フレキシブル
基板を含んでおり、該第２回路構成体の前記複数の導体
は、このフレキシブル基板の上に設けられていることを
特徴とする請求項１記載の電気コネクタ・アセンブリ。
【請求項５】　　前記第２回路構成体の前記複数の電気
導体の各々が、金属製パッドから成ることを特徴とする
請求項４記載の電気コネクタ・アセンブリ。
【請求項６】　　前記第１層に形成されている前記複数
の開口のうちの選択された複数の開口の各々が、該第１
層の、前記複数の突起のうちの夫々１つの突起の近傍の
位置に、しかも、その突起とその突起に隣接した第２の
突起との略々間の位置に形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の電気コネクタ・アセンブリ。
【請求項７】　　前記複数の開口のうちの前記選択され
た複数の開口の各々が略々円筒形の形状であることを特
徴とする請求項６記載の電気コネクタ・アセンブリ。
【請求項８】　　前記複数の直立した突起が略々箱形の
形状であることを特徴とする請求項７記載の電気コネク
タ・アセンブリ。
【請求項９】　　前記複数の直立した突起が略々円筒形
の形状であることを特徴とする請求項７記載の電気コネ
クタ・アセンブリ。
【請求項１０】　　前記押圧部材から加えられる前記所
定の圧力が、約０．７０から約３．５キログラム／平方
センチメートル（約１０から約５０ポンド／平方インチ
）の範囲内の圧力であることを特徴とする請求項１記載
の電気コネクタ・アセンブリ。
【請求項１１】　　前記エラストマー製部材の前記第１
層と前記第２層の各々が、前記所定の大きさの圧力が加
わっているときに、それらの層の無応力状態の原高さ寸
法の約１５から約３５％に相当する圧縮量だけ圧縮され
ているようにしてあることを特徴とする請求項１０記載
の電気コネクタ・アセンブリ。
【請求項１２】　　前記２層式構造のエラストマー部材
が、シリコン・ラバー製であることを特徴とする請求項
１記載の電気コネクタ・アセンブリ。