JPH10228936A - 導電性繊維を用いたコネクタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】導電性繊維を固めてコネクタを形成することで
電気抵抗が小さく、かつ弾力性を有したコネクタを形成
し、このコネクタにより接触接続した電気回路素子間で
大電流を流せるようにし、かつ熱や外力等によって接触
部分に歪みが発生しても導通不良が発生しないようにす
る。 【解決手段】導電性繊維１１を不織布状に固めて導電パ
ッド１を形成する。導電パッド１はその一部を表裏に露
出させた状態でエラストマ成形体で成る絶縁性弾性シー
ト２に封止する。導電パッド１の絶縁性弾性シート２か
ら表裏に露出した露出部分１２は、絶縁性弾性シート２
の表面から略球面状に突出しており、導電パッド１が電
極に接触する際に接触圧力が露出部分１２の頂点及びそ
の周辺に集中し、導電パッド１と電極３１，４１，４２
との間の接触力が大きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子、回
路基板、ターミナル、液晶ディスプレイ素子といった各
種の電気回路素子同士を半田付けを用いず接触によって
接続する場合に好適な導電性繊維を用いたコネクタ及び
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種の電気回路素子同士を半田付
けを用いず接触によって接続するコネクタとして、いわ
ゆるゴムコネクタが知られている。このゴムコネクタ
は、ゴムに金属粉末、カーボン粉末などを添加して形成
した導電性ゴム接続部材を絶縁性ゴム支持部材に洞貫し
た洞貫型コネクタや、導電性ゴム接続部材と絶縁性ゴム
支持部材とを交互に積層して一体化したゼブラ型コネク
タが一般的であった。例えば前者の洞貫型コネクタは、
特開昭５５−１０５９８５号公報等に示したものが有っ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術のゴムコネクタは、電流を通電する導電性ゴ
ム接続部材がゴムに金属粉末、カーボン粉末などを添加
して形成したものであるために電気抵抗が比較的高く、
例えば自動車のターンシグナルランプに流れる数［アン
ペア］〜十数［アンペア］程度の大電流を通電すると、
自己発熱によってゴムコネクタが焼損するとか電気抵抗
によってランプが点灯しない問題が有った。換言する
と、従来のゴムコネクタは微少電流を流すことを主とす
るものであり、ランプ電流のような大電流を流すには不
向きなものであった。

【０００４】尚、前記ゴムコネクタ以外にこの種のコネ
クタとして、ポリイミドシートに半田ボールを設けて構
成した導電シートが知られているが、このものはＩＣ素
子のように電極間ピッチが極めて短い電気回路素子同士
を接続するために開発されたものであり、電流を通電す
る部材である半田ボール自体に弾力性が無いため、大き
な電流を通電した場合の接触抵抗による自己発熱や、自
動車に搭載した場合にエンジンや太陽等から受ける熱に
よって接触部分に歪みが発生し導通不良が発生する危険
が有った、この導電シートも、やはり前記ゴムシートと
同様に微少電流を流すことを主とするものであり、ラン
プ電流のような大電流を流すには不向きなものであっ
た。

【０００５】この発明は、上記した課題を解決するもの
であり、各種の電気回路素子同士を半田付けを用いず接
触によって接続するコネクタとして、自動車ランプの通
電電流のごとく大きな電流を通電することが可能なよう
に電気抵抗を低くし、かつ熱や外力等によって接触部分
に歪みが発止しても導通不良が発生しないように弾力性
をもたせた導電性繊維を用いたコネクタを提供し、また
その製造方法を提供することを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、まず請求項１記載の発明は、導電性繊維を固めて形
成した導電パッドと、その一部を表裏に露出させた状態
で該導電パッドを封止した絶縁性弾性シートとを具備し
た導電性繊維を用いたコネクタを提供する。

【０００７】また請求項２記載の発明は、導電性繊維を
不織布状に固めて前記導電パッドを形成した導電性繊維
を用いたコネクタを提供する。

【０００８】また請求項３記載の発明は、導電パッドの
絶縁性弾性シートから表裏に露出した露出部分が絶縁性
弾性シートの表面から略球面状に突出した形状と成って
いる導電性繊維を用いたコネクタを提供する。

【０００９】また請求項４記載の発明は、前記導電性繊
維が金属繊維及び金属メッキ樹脂繊維の少なくとも一方
で成る導電性繊維を用いたコネクタを提供する。

【００１０】また請求項５記載の発明は、前記絶縁性弾
性シートがエラストマ成形体で成る導電性繊維を用いた
コネクタを提供する。

【００１１】また請求項６記載の発明は、導電パッドが
接触することで電気的に導通される電極が粗化接触面を
備えた導電性繊維を用いたコネクタを提供する。

【００１２】また請求項７記載の発明は、導電性繊維を
不織布状に固めて形成した導電パッドを成形型に装着す
る第１工程と、該第１工程に続き前記成形型内の導電パ
ッドの周囲に液状のエラストマ材料を流し入れて硬化す
ることで絶縁性弾性シートを形成する第２工程と、該第
２工程に続き前記成形型から絶縁性弾性シートを取り出
す第３工程と、で成る導電性繊維を用いたコネクタの製
造方法を提供する。

【００１３】また請求項８記載の発明は、導電パッドが
有する弾力に抗して該導電パッドを成形型間に挟持する
ことで導電パッドを成形型に装着する第１工程を備えた
導電性繊維を用いたコネクタの製造方法を提供する。

【００１４】また請求項９記載の発明は、導電性繊維を
固めて弾力を有した球状に形成した導電パッドを具備し
た導電性繊維を用いたコネクタを提供する。

【００１５】また請求項１０記載の発明は、導電性繊維
をエラストマ成形体により固めて弾力を有した球状に形
成するとともに、該エラストマ成形体の表面の随所に導
電性繊維を露出させて前記導電パッドを構成した導電性
繊維を用いたコネクタを提供する。

【００１６】また請求項１１記載の発明は、前記導電性
繊維が金属繊維及び金属メッキ樹脂繊維の少なくとも一
方で成る導電性繊維を用いたコネクタを提供する。

【００１７】また請求項１２記載の発明は、導電パッド
が接触することで電気的に導通される電極が凹みを有す
るとともに、該凹みのエッジを弾力を有した導電パッド
に食い込ませるようにした導電性繊維を用いたコネクタ
を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】まずこの発明にかかる第１実施形
態を図１に基づき説明する。図１（ａ）（ｂ）に符号１
で示す構成は導電パッドである。該導電パッド１は、
金、銅、銅合金、アルミニウム、ステンレス等の金属材
料からなる金属繊維や、アクリル樹脂、ナイロン樹脂等
の樹脂繊維の表面に金属メッキを施した金属メッキ樹脂
繊維から成る導電性繊維１１を不織布状に固めて形成し
たものである。

【００１９】上記導電パッド１は、後述する第２実施形
態で説明する製造方法等を用いて絶縁性弾性シート２に
封止するが、図１（ａ）（ｂ）に図示するようにその一
部が絶縁性弾性シート２の表裏に露出した状態と成って
おり、この露出部分１２が絶縁性弾性シート２の表面か
ら略球面状に突出した形状と成っている。

【００２０】上記絶縁性弾性シート２は、シリコンゴ
ム、ブタジエン系合成ゴム、オレフィン系合成ゴム等の
常温でゴム弾性を示す高分子物質、すなわちエラストマ
成形体で形成しており、後述する第２実施形態の製造方
法を用いて導電パッド１と結合する際に、硬化前の液状
のエラストマ材料が導電パッド１の導電性繊維１１間の
隙間にも浸透し、その結果、エラストマ材料が硬化した
後は導電パッド１と絶縁性弾性シート２とが強固に結合
することと成る。

【００２１】上記導電パッド１と絶縁性弾性シート２と
で構成したコネクタＡは、図１（ｂ）に示すごとく上部
から観ると絶縁性弾性シート２に複数の導電パッド１を
並べて配置した形状と成っている。該コネクタＡは、図
１（ａ）に示すごとく大電流通電用の半導体素子３と収
納体４との間にサンドウィッチ状に挟み込むようにして
使用される。

【００２２】ここで半導体素子３を説明する。該半導体
素子３は、例えば自動車のターンシグナルランプを無接
点方式で点滅制御するためのパワーＭＯＳＦＥＴといっ
た半導体スイッチ（図示せす）を内蔵した素子であり、
ターンシグナルランプに流れる大電流が収納体４の電極
４１，４２、コネクタＡの導電パッド１、及び半導体素
子３の電極３１を介して半導体素子３内の半導体スイッ
チに通電される。尚、該半導体素子３の電極３１は導電
パッド１との接触力を強化するために表面を粗化して粗
化接触面３１１を形成している。

【００２３】また収納体４は、半導体素子３を収納する
部分に金属板をプレス成形して形成した電極４１，４２
を設けており、電極４２の端を収納体４の外に設けたコ
ネクタハウジング４３に突出させて雄端子４４を構成し
ている。また該収納体４の各電極４１，４２は、孔を打
ち抜くことで発生させたバリを粗化接触面４１１，４２
１としており、前記半導体素子３の電極３１に形成した
粗化接触面３１１と同様に導電パッド１との接触力を強
化する機能が有る。そして、コネクタＡの導電パッド１
と各電極３１，４１，４２との接触能力を最大限発揮す
るために、該収納体４に収納したコネクタＡ及び半導体
素子３は、カバー４５と収納体４本体とで所定の圧接力
をもって挟み込むようにしている。尚、カバー５４の内
面、すなわち半導体素子３との接触面にはクサビ状の突
起４５１を形成しており、カバー４５を組み付ける際に
該突起４５１の先端が潰れることで寸法公差を吸収して
いる。

【００２４】次にこの発明にかかる第２実施形態を図２
に基づき説明する。該第２実施形態は、前記第１実施形
態で説明したコネクタＡを製造する製造方法の一例を示
したものであり、次にその各工程を説明する。

【００２５】まず第１工程は、図２（ａ）に示すように
導電性繊維１１を不織布状に固めて形成した導電パッド
１を成形型５，６に装着する工程である。導電パッド１
は、金属繊維等の導電性繊維１１を不織布状に固めたも
のであり、弾力を有している。該第１工程では、導電パ
ッド１が有する該弾力に抗して該導電パッド１を成形型
５，６間に挟持することで導電パッド１を成形型５，６
に装着するようにしている。

【００２６】次に第２工程は、上記第１工程に続く工程
であり、図２（ｂ）に示すように前記成形型５，６内の
導電パッド１の周囲に液状のエラストマ材料を流し入れ
て硬化することで絶縁性弾性シート２を形成する工程で
ある。

【００２７】次に第３工程は、上記第２工程に続く工程
であり、図２（ｃ）に示すように前記成形型５，６から
絶縁性弾性シート２を取り出す工程である。絶縁性弾性
シート２を成形型５，６から取り出すと、成形型５，６
で挟持することにより導電パッド１に加えられていた押
圧力が無くなり、導電パッド１は自己の弾力によって膨
張し、図２（ｃ）で示すように絶縁性弾性シート２の表
裏に露出した露出部分１２が絶縁性弾性シート２の表面
から略球面状に突出した形状と成る。

【００２８】次にこの発明にかかる第３実施形態を図３
〜図５に基づき説明する。該第３実施形態は、前記第１
実施形態で説明したコネクタＡとは異なった形態のもの
を示しており、図３に示すごとく導電性繊維７１をエラ
ストマ成形体７２により固めて弾力を有した形状に形成
するとともに、該エラストマ成形体７２の表面の随所に
導電性繊維７１を露出させて導電パッド７を構成してい
る。

【００２９】導電性繊維７１は、金、銅、銅合金、アル
ミニウム、ステンレス等の金属材料からなる金属繊維
や、アクリル樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂繊維の表面に
金属メッキを施した金属メッキ樹脂繊維から成る材料で
あり、不織布状に丸めた導電性繊維７１の隙間をエラス
トマ成形体７２によって埋めた構造に成っている。

【００３０】該導電パッド７は、図４に示すごとく大電
流通電用の半導体素子８と収納体９との間に挟み込むよ
うにして使用される。半導体素子８は、前記半導体素子
３と同様に半導体スイッチ（図示せず）を内蔵した素子
であり、該半導体スイッチによって制御された大電流が
収納体９の電極９１，９２、導電パッド７、及び半導体
素子８の電極８１を介して半導体素子８内の半導体スイ
ッチに通電される。

【００３１】また収納体９は、半導体素子８を収納する
部分に金属板をプレス成形して形成した電極９１，９２
を設けており、電極９２の端を収納体９の外に設けたコ
ネクタハウジング９３に突出させて雄端子９４を構成し
ている。

【００３２】導電パッド７が接触することで電気的に導
通される上記各電極８１，９１，９２は、それぞれ凹み
８１１，９１１，９２１を有しており、該凹み８１１，
９１１，９２１のエッジを弾力を有した導電パッド７に
食い込ませることで、各電極８１，９１，９２と導電パ
ッド７との接触力を強化するとともに、導電パッド７が
所定の位置からずれないように位置決めすることができ
る。

【００３３】そして、導電パッド７と各電極８１，９
１，９２との接触能力を最大限発揮するために、該収納
体９に収納した導電パッド７及び半導体素子８は、カバ
ー９５と収納体９本体とで所定の圧接力をもって挟み込
むようにしている。そして、カバー９５の内面、すなわ
ち半導体素子８との接触面にはクサビ状の突起９５１を
形成しており、カバー９５を組み付ける際に該突起９５
１の先端が潰れることで寸法公差を吸収している。

【００３４】尚、この発明は導電性繊維を固めてゴムの
ような弾力性を備えた大電流通電用のコネクタを形成し
たものであり、上記した各実施形態は勿論のこと、各種
の変形例を包含するものである。

【００３５】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、導電性繊維を固
めて形成した導電パッドと、その一部を表裏に露出させ
た状態で該導電パッドを封止した絶縁性弾性シートとを
具備した導電性繊維を用いたコネクタであるので、電気
抵抗が小さく、かつ弾力性を有したコネクタを形成する
ことができ、このコネクタにより接触接続した電気回路
素子間で大電流を流すことができ、かつ熱や外力等によ
って接触部分に歪みが発生しても導通不良が発生しない
効果がある。

【００３６】また前記請求項１の従属である請求項２記
載の発明は、導電性繊維を不織布状に固めて前記導電パ
ッドを形成した導電性繊維を用いたコネクタであるの
で、前記効果に加えて、導電性繊維間の隙間が大きく成
り必要な弾力性を得易くすることができる効果がある。

【００３７】また前記請求項１の従属である請求項３記
載の発明は、導電パッドの絶縁性弾性シートから表裏に
露出した露出部分が絶縁性弾性シートの表面から略球面
状に突出した形状と成っている導電性繊維を用いたコネ
クタであるので、前記効果に加えて、導電パッドが電極
に接触する際に接触圧力が露出部分の頂点及びその周辺
に集中し、導電パッドと電極との間の接触力が大きくな
る効果がある。

【００３８】また前記請求項１の従属である請求項４記
載の発明は、前記導電性繊維が金属繊維及び金属メッキ
樹脂繊維の少なくとも一方で成る導電性繊維を用いたコ
ネクタであるので、前記効果に加えて、導電性繊維を不
織布状に固め易いのみならず、電気抵抗を低くすること
や弾力性をもたせることが容易である。

【００３９】また前記請求項１の従属である請求項５記
載の発明は、前記絶縁性弾性シートがエラストマ成形体
で成る導電性繊維を用いたコネクタであるので、前記効
果に加えて、不織布状に固めた導電性繊維間の隙間に液
状のエラストマ成形体が浸透して固体化した後も導電パ
ッドの弾力性を維持することができる効果がある。

【００４０】また前記請求項１の従属である請求項６記
載の発明は、導電パッドが接触することで電気的に導通
される電極が粗化接触面を備えた導電性繊維を用いたコ
ネクタであるので、導電パッドと電極との接触力を強化
できる効果がある。

【００４１】請求項７記載の発明は、導電性繊維を不織
布状に固めて形成した導電パッドを成形型に装着する第
１工程と、該第１工程に続き前記成形型内の導電パッド
の周囲に液状のエラストマ材料を流し入れて硬化するこ
とで絶縁性弾性シートを形成する第２工程と、該第２工
程に続き前記成形型から絶縁性弾性シートを取り出す第
３工程と、で成る導電性繊維を用いたコネクタの製造方
法であるので、導電性繊維を不織布状に固めて形成した
導電パッドを絶縁性弾性シートに封止することができる
効果がある。

【００４２】また前記請求項７の従属である請求項８記
載の発明は、導電パッドが有する弾力に抗して該導電パ
ッドを成形型間に挟持することで導電パッドを成形型に
装着する第１工程を備えた導電性繊維を用いたコネクタ
の製造方法であるので、前記効果に加えて、導電パッド
の一部を表裏に露出させた状態で絶縁性弾性シートに封
止することができるのみならず、成形型で挟持すること
により導電パッドに加えられていた押圧力が成形型から
取り出した際に無くなり、導電パッドが自己の弾力によ
って膨張し、絶縁性弾性シートの表裏に略球面状に突出
させることができる効果がある。

【００４３】請求項９記載の発明は、導電性繊維を固め
て弾力を有した球状に形成した導電パッドを具備した導
電性繊維を用いたコネクタであるので、電気抵抗が小さ
く、かつ弾力性を有した球状のコネクタを形成すること
ができ、このコネクタにより接触接続した電気回路素子
間で大電流を流すことができ、かつ熱や外力等によって
接触部分に歪みが発生しても導通不良が発生しない効果
があるのみならず、絶縁性弾性シートのごとき導電パッ
ドを支持する支持部材が必要なく、また接続対象である
電極の数に関係なく１種類の導電パッドを共用すること
ができる効果がある。

【００４４】また前記請求項９の従属である請求項１０
記載の発明は、導電性繊維をエラストマ成形体により固
めて弾力を有した球状に形成するとともに、該エラスト
マ成形体の表面の随所に導電性繊維を露出させて前記導
電パッドを構成した導電性繊維を用いたコネクタである
ので、前記効果に加えて、導電性繊維のみを固めて球状
に形成したものより球状状態を維持し易く、形が崩れに
くいのみならず、弾力が強くなる効果がある。

【００４５】また前記請求項９の従属である請求項１１
記載の発明は、前記導電性繊維が金属繊維及び金属メッ
キ樹脂繊維の少なくとも一方で成る導電性繊維を用いた
コネクタであるので、前記効果に加えて、導電性繊維を
球状に固め易いのみならず、電気抵抗を低くすることや
弾力性をもたせることが容易である。

【００４６】また前記請求項９の従属である請求項１２
記載の発明は、導電パッドが接触することで電気的に導
通される電極が凹みを有するとともに、該凹みのエッジ
を弾力を有した導電パッドに食い込ませるようにした導
電性繊維を用いたコネクタであるので、前記効果に加え
て、各電極と導電パッドとの接触力が強化するととも
に、導電パッドが所定の位置からずれないよう位置決め
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を示す図面であり、
（ａ）は（ｂ）に図示したコネクタを使用したものの断
面図、（ｂ）は導電パッドと絶縁性弾性シートで成るコ
ネクタの上面図である。

【図２】この発明の第２実施形態を示す図面であり、
（ａ）は図１に示すコネクタを製造する第１工程を、
（ｂ）は同じく第２工程を、（ｃ）は同じく第３工程を
それぞれ示す断面図である。

【図３】この発明の第３実施形態を示す図面であり、球
状の導電パッドの一部を切欠して断面を表した斜視図で
ある。

【図４】図３に示す導電パッドを使用して、半導体素子
と収納体との各電極間を接続する状態を示した断面図で
ある。

【図５】図４に示した導電パッドを使用して、半導体素
子と収納体との各電極間を接続した状態の拡大断面図で
ある。

【符号の説明】 １，７ 導電パッド ２ 絶縁性弾性シート ３，８ 半導体素子 ４，９ 収納体 ５，６ 成形型 １１．７１ 導電性繊維 １２ 露出部分 ３１，４１，４２，８１，９１，９２ 電極 ７２ エラストマ成形体

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性繊維（１１）を固めて形成した導
   電パッド（１）と、その一部を表裏に露出させた状態で
   該導電パッド（１）を封止した絶縁性弾性シート（２）
   とを具備した導電性繊維を用いたコネクタ。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の発明において、 導電性繊維（１１）を不織布状に固めて前記導電パッド
   （１）を形成した導電性繊維を用いたコネクタ。
3. 【請求項３】 前記請求項１又は２記載の発明におい
   て、 導電パッド（１）の絶縁性弾性シート（２）から表裏に
   露出した露出部分（１２）が絶縁性弾性シート（２）の
   表面から略球面状に突出した形状と成っている導電性繊
   維を用いたコネクタ。
4. 【請求項４】 前記請求項１、２又は３記載の発明にお
   いて、 前記導電性繊維（１１）が金属繊維及び金属メッキ樹脂
   繊維の少なくとも一方で成る導電性繊維を用いたコネク
   タ。
5. 【請求項５】 前記請求項１、２、３又は４記載の発明
   において、 前記絶縁性弾性シート（２）がエラストマ成形体で成る
   導電性繊維を用いたコネクタ。
6. 【請求項６】 前記請求項１、２、３、４又は５記載の
   発明において、 導電パッド（１）が接触することで電気的に導通される
   電極（３１，４１，４２）が粗化接触面（３１１，４１
   １，４２１）を備えた導電性繊維を用いたコネクタ。
7. 【請求項７】 導電性繊維（１１）を不織布状に固めて
   形成した導電パッド（１）を成形型（５，６）に装着す
   る第１工程と、 該第１工程に続き前記成形型（５，６）内の導電パッド
   （１）の周囲に液状のエラストマ材料を流し入れて硬化
   することで絶縁性弾性シート（２）を形成する第２工程
   と、 該第２工程に続き前記成形型（５，６）から絶縁性弾性
   シート（２）を取り出す第３工程と、で成る導電性繊維
   を用いたコネクタの製造方法。
8. 【請求項８】 前記請求項７記載の発明において、 導電パッド（１）が有する弾力に抗して該導電パッド
   （１）を成形型（５，６）間に挟持することで導電パッ
   ド（１）を成形型（５，６）に装着する第１工程を備え
   た導電性繊維を用いたコネクタの製造方法。
9. 【請求項９】 導電性繊維（７１）を固めて弾力を有し
   た球状に形成した導電パッド（７）を具備した導電性繊
   維を用いたコネクタ。
10. 【請求項１０】 前記請求項９記載の発明において、 導電性繊維（７１）をエラストマ成形体（７２）により
    固めて弾力を有した球状に形成するとともに、該エラス
    トマ成形体（７２）の表面の随所に導電性繊維（７１）
    を露出させて前記導電パッド（７）を構成した導電性繊
    維を用いたコネクタ。
11. 【請求項１１】 前記請求項９又は１０記載の発明にお
    いて、 前記導電性繊維（７１）が金属繊維に及び金属メッキ樹
    脂繊維の少なくとも一方で成る導電性繊維を用いたコネ
    クタ。
12. 【請求項１２】 前記請求項９、１０又は１１記載の発
    明において、 導電パッド（７）が接触することで電気的に導通される
    電極（８１，９１，９２）が凹み（８１１，９１１，９
    ２１）を有するとともに、該凹み（８１１，９１１，９
    ２１）のエッジを弾力を有した導電パッド（７）に食い
    込ませるようにした導電性繊維を用いたコネクタ。