JPS62501458A - 積層弾性コネクタおよびその製造方法 - Google Patents

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】 Ｖ４層弾性コネクタおよびその製造方法この発明は、電気的相互接続における改 良に関する。さらに詳細には、本発明は、絶縁性エラストマーおよび導電性の繊 維マットの交互に固定された層を備える積層されたエラストマー状コネクタと、 そのためのハウジング構造とに関する。

電子的組立体およびコンピュータ技術に関して複雑さと小型化が増大する結果と して、より精巧で信頼性のあるコネクタに対する要求が増大してきている。より 小さい寸法の、より！Ｉ量のパッケージング（包装）、および信頼性に対する増 大する必要性は、工業の多くの領域にお（）る時代遅れの個々にロウ付けされる コネクタを事実上反映している。例えば、印刷回路基板、ディジタル時計、ポー タプル計算機等は、より接近した中心上の多数の導電痕跡をコンパクトな領域内 に信頼性を以て接続する能力のあるコネクタに対する必要性を生じさせている。

決して徹底したものではないが、次のリストはコネクタにとって望ましい成る特 性を定義している。すなわち、低接触抵抗、接近した接点間隔、撮動減衰、周囲 の密閉の形成、精密な整列に対する必要性の排除、本来の小さい接点挿入力、容 易に変更される形状および仕様に合致する寸法、低製造費等である。

新しい種類のＥＪ掌りりが、これらの特性を満足させるために発展している。″ ぞれらは、ｖ４４層弾口字ネクタ　１．、、　ｆＥ　Ｃ）である、、ＬＥＣは、 一般に、絶縁エラストマー、およびシｊ電材料を充満ししくは塗布されたエラス トマーの層を交互に配置ブることで構成され、前記導布材料としては、銀粒子、 黒鉛粒子、導電織物、ワイヤ等がある。前記絶縁エクス１−マ〜の層は、前記各 伝導層間に挾持され、且つ前記各伝導層を豆いから絶縁Ｊるのに充分な厚さを右 し、それゆえ前記各伝導層間の導電もしくは漏れ通路の形成を防、＋Ｊゾづる。

使用のために入手可能な多くのエクス１−マーの中で、シリコン・ゴムが、ＬＥ Ｃの製造ト二適する材料特性を発揮づると判断されている。

シリコン・ゴムは低い硬度を有し、温度に非富に安定で、低い圧縮凝固および合 理的な化学的不活性を有し、そしてＲ後に、処理および製造がかなり容易である １、絶縁シリコン・ゴムおよび伝導粒子を充満されたシリコン・エラストマーの 層を交Ｈに配置し″Ｃ，構成されたＬＥＣは、接近した接点間隔を得るため小体 積中に多数の化Ｓ経路を右するコネクタを提供し、前記接近した接点間隔は、同 一の電気的痕跡に対して余剰の接点を用意することもできる。前記エラストマー の本来の振動減算性により、脆い構成要素を接続する１、、−Ｅ　Ｃは、特に擦 り剥き９食および磨滅に抗する保護特性を発揮することになる。また、ＬＥＣの 圧縮可能性は、電子的痕跡上へ圧縮された際、接触領域において周囲を密閉し、 はこりおよび湿気の有害な作用を減少させる。

Ｌ　Ｅ　Ｃｉ、ｔ　、幾何学的形状および特定の用途の仕様に合蚊プる寸法の両 方を容易に変更し得？）という追加の利点もｙ〉揮づ−る。前記した伯の特徴の 中でも、Ｉ−Ｆ　Ｃのこの適合性ならびに整合の低コスｈ　ａ３よび容易性は、 ＬＥＣに対する増大する需要を喚起している。

これらの特徴を発揮覆る１［Ｃの例は、英国特許第２０８７６５５号に記載され ている。その中には、２つの反対向きの周面からの一連のウィスカー（ひげ）状 突起を（Ｇえる不蜆則な断面を持ったＩＥｃの多数の実施例が開示されている。

前記突起は、別々の一方向に整列さねた線状カーボン繊維、または伝導粒子を充 満された］−ラス１−マー中に埋設された金属ワイヤ体で構成されている。ＩＥ Ｃの他の図解が、ＬＥＣを開示した米国特許第４，２９５，７００号において％ されており、ここでは前記交互に配置された導電層が、伝導粒子を充満されたエ クス１−７−１または木繊麓が伝導性で縦糸繊維が絶縁性である場合の織布、ま たは前記英国特ム１に記載されたものと同一の実施例で構成されることができる 。

多くの利点を発揮づ−るけれども、ＬＥＣの適用に関して成る限定が存在する。

第一に、曲型的な粒子を充満されたエラスト？−の接触抵抗がかなり高いことで ある。この接触抵抗は、前記痕跡および前記コネクタおよびその逆開の界面を横 切る電流の伝達から生じるものである。接触抵抗が約３ＯＡ−ムｃＩｌ＋と測定 される場合、高インピーダンスで低電流の装置、例えば液晶装置に対するＬＥＣ の適合性は低減される。さらに、高接触抵抗により発生される熱は、コネクタ自 体、もしくは近くの電気要素のいずれをも損傷させるほど、コネクタ領域の温度 を充分に上昇させる可能性がある。

前記した各特許は、接触抵抗を減少させるＪ：う、突起またはファイバー（繊維 ）を採用している変更されたＬＥＣ構造を含んでいる。しかし、ファイバーまた は突出体を使用することＩｊ、当該ファイバーまたは突出体が突出する表面に沿 う接続を限定することにより、これらのＬＥＣの幾何学的形状および適合性を制 限する。

既知のＬＥＣの他の欠点は価格である。ＬＥＣのための従来の販売価格の見積Ｓ ゆ、１インチ当たりほぼ１ドルである。コネクタが、特に平坦な表示パネルの出 現に関して、多量に使用される場合、この価格は過度に高くなる。例えば８イン チ×４インチのパネルは、はぼ２フイートの直線的コネクタを必要とする。２０ ０ドルの突出した販売価格に基づき、コネクタだけで２４ドルの材料費となり、 ￥Ｊ造は高過ぎるのみとなる。それゆえ、経済的観点からは、より低価格のＬＥ Ｃを開発するのが望ましい。

したがって、この発明の目的は、ＬＥＣの全般に関する望ましい特性を右すると ともに、それの承認された限界を克服するＬＥＣを提供することにある。

この発明の伯の目的は、最小の接点間隔を右し、最小の接点挿入力のみを必要と し、振動減衰特性を１１シ、そして無数の幾何学的断面形状で使用し得るＬ　Ｅ 　Ｃを提供で−ることにある。

この発明の伯の目的は、既知のＬＥＣに対して同等および／または超越する特性 を有するＬＥＣを提供することにある。

この発明のさらに伯の目的は、余剰の接点のための接点間隔、周囲の密閉、減少 された接触抵抗、および低い製造コストを含む改善された特性を発揮ｊるＬＦＣ を提供づることにある。

これらと伯の目的は、少なくとも２つの別個の電気経路を接続するための以下の ようなＶ４４層弾シネネクタより満足される。すなわち、このｆＩ層弾性コネク タは、少なくとも２つの電気導体が横切って互いに接続されるようにする当該コ ネクタの断面と同一の広がりをもつ複数のｉ＃電織繊維マツ８層、複数の絶縁エ クス１−マ一層とを備え、これらの絶縁エラストマ一層の各々は、前記マット層 の２つの間に配置され、且つそれらの間の電気伝導を防止するよう前記各マット 層を分離し、前記マット層Ｊ５よび前記エクス１〜マ一層は、成層コネクタを形 成するよう互いに融合されている。

これらの目的と他のものは、Ｌ　Ｅ　Ｃを製造する方法によりさらに満足され、 この方法は、少なくとも２つの別個の電気導体間に電気的接触を設立するため積 層弾性コネクタを製造する工程を備えるとともに、複数の導電繊維マットと、熱 接名性があり且つ不Ｓ電性でほぼ等しい断面寸法を有するエラストマーからなる 複数のシートとを選択する工程と、前記エラストマー・シートおよび前記繊維マ ットを交互に積み重ねて積層構造を形成する工程と、そして前記積み重ねられた シートおよびマットを加熱し、それにより前記季賊矛生マットおよび前記エラス トマーを接着して単一の成層コネクタにする工程とを備えている。

さらに他の目的ならびに上で列挙されたものは、ＬＥＣ内に併合されるコネクタ 組立体により満足され、積層された弾力的で圧縮性を有するエラストマー状コネ クタであるインサートは、同コネクタの断面と同一の広がりをもつ複数の可撓性 導電繊維シートと、複数の絶縁性の圧縮可能なエラストマ一層とを具備し、前記 複数のエラストマ一層は、前記コネクタの断面と同一の面積に亘って延在すると ともに、前記繊組シートの各々を分離し、前記エラストマー状シートおよび前記 繊維シートは、前記エラストマ一層の各々の間に導電体を有する単一の成層体を 形成し、また前記インサートは、同コネクタのためのハウジングを具備し、この ハウジングは前記コネクタをほぼ包囲するとともに、前記コネクタを同コネクタ の断面に垂直に圧縮する手段と、前記コネクタおよび第１電気伝達表面間の電気 的接触を可能にする第１手段と、前記コネクタおよび第２電気経路の表面間の電 気的接触を可能にする第２手段とを備え、前記第２手段は、前記電気経路の第１ のものの表面の少なくとも一部が前記ハウジング内へ挿入されて前記コネクタと 当接されるのを可能にし、その後、前記ハウジング内への前記第２表面の挿入を 可能にするように構成され、前記コネクタは、さらに圧縮されて、同コネクタお よび前記第２軽路の表面間に電気的接触を設立する。

シリコン・エラストマーおよび高伝導性黒鉛カーボン繊Ｎ紙の商業的入手可能性 、ならびに、それらをＬＥＣ内へ併合さゼることの相対的容易性は、より安価で 、伝導粒子を充満された積層エラストマー・コネクタよりもさらに効果的とする 。ＬＥＣ内に使用される黒鉛カーボン４８１紙は、かなり高価な銀を充満された エラストマー・コネクタのそれと匹敵する体積抵抗を有するとともに、低い接触 抵抗を右する。もし、前記カーボン繊維紙の露出表面が、ニッケル、倹ｎ等でメ ッキされると、接触抵抗は、黒鉛（石墨）を充満されたエラストマーに比べて大 幅に減少される。また、カーボン繊維紙は、接近した接点間隔を可能にし、例え ば各ユニットを１０ミル毎に繰り返し、それにより多数の余剰接点のための場所 を用意する。前記伝導繊維紙マットも、高い可撓性および圧縮性を有し、それに より、前記エラストマーの振動減衰特性に対して最小的に影響を及ぼすのみであ るとともに、前記エラストマ一層における歪を回避し、それと同時に、前記コネ クタの断面を通る導電経路の多様性を維持する。さらに、前記伝導紙は、それの 導電性を向上させる限り、種々な金属で電気メッキを施されることによって、変 更をなされることが可能である。

要約すると、この発明により企図された積層弾性コネクタ（ＬＥＣ）は、特に前 記カーボンｍ雑紙が特別の金属で無電子的に電子メッキされている場合に、接触 抵抗を大幅に減少させ、また振動および衝撃力を減衰させることにより、接触擦 り剥きおよび磨滅を減少させ、さらに非常に密接に離間された接点中心を有する ことができ、そして低い製造コストで容易に生産される。

この発明のこれらと他の利点おＪ：び目的が、以下の好ましい実施例を吟味する ことで当業者には明らかであろう。

第１図は、本発明の好ましい一実施例における交互の層の分解斜視図である。

第２図は、好ましい一実施例による層を成づ一親ロンドの斜視図である。

第３図は、この発明の一実施例によるＬ　Ｅ　Ｃの斜視図である。

第４図〜第７図は、前記積層コネクタの自動生産のための製造工程を概略的に示 している。

第８図は、ＬＥＣ，およびこれの本発明により企図された補完的ハウジングの切 除した斜視図である。

第９図は、組立てられるときの本発明の一実施例の部分斜視図である。

第１０図および第１１図は、本発明により企図されている電気的痕跡を担持した ２つの表面間の低挿入力での相互接続を連続的に示している。

以下、第１図を参照すると、これは、交互に位置する導電性１１組マット１０と 弾性シート１２の分解斜視図である。繊維マット１０は、導電性１１ｉ雑の帯紐 から構成されている。好ましくは、マット１０は、２０ミルよりも少ない厚さを 有し、さらに好ましくは、ぼぼ５ミルまたはそれ以下の厚さを有している。積層 弾性コネクタにおいては、前記各層がより薄くなると、電気接点の応答がより大 きくなる。換言すると、もし２ミルのマットおよび４ミルの絶縁材料が使用され れば、接点領域が前記コネクタの長手に沿って６ミル毎に存在することになる。

電気接点の過剰分は、２つの１＃７ｆｉ鋒路間の適切な接続の確保を助長する。

前記繊維１イ料のオーム抵抗は、この発明において使用するためのその望ましさ を支配する。好ましくは、前記マットは、０．１オームα以下の固有抵抗を有す べきであり、この値は、カーボン粒子を充満された弾性材料により発揮さ、れる ものよりも１００倍良く、且つ銀を充満されたエラストマーの固有抵抗に接近し ている。上記の特別の基準に合致する材料は、カーボン繊＃Ｉ！′紙である。カ ーボン繊Ｈ紙は、カーボンｍ雑からなる結合帯材を構成し、それにより当該紙に 沿い且つ当該紙に亘って連続的な導電経路を構成する。

繊維を互いの上に交差させることにより、前記紙は、カーボン粒子を充満された エラストマーよりもかなり低い抵抗を呈するようになる。カーボン繊維紙も軒量 で可撓性があり、両方とも弾性コネクタにとって望ましい特徴である。

力・−ボン繊維紙またはこれの代りの導電Ｕ＆随マットの抵抗をさらに減少させ るため、前記マットに電気メッキを流して導電性にかなり貞献することが決定さ れた。より高価な従来の銀を充満された弾性Ｌ　Ｅ　Ｃとは反対に、錫またはニ ッケルのようなより安い金属で電気メッキを施されたカーボン繊ａｔ紙を使用す るごとにより、比較し得る導電性が達成される。もし、銀を電気メッキされたカ ーボン繊維紙が選択されたならば、それは、銀粒子を充満されたエラストマーを 追かに超える顕茗な導電性を発揮することに留意すべきである。

この発明において使用することを企図された１つのそのような好ましい石墨（黒 鉛）質のカーボン紙は、住所をＬ−ｏｗｅｌｌ　、　Ｍａｓｓａｃｈｕｃｔｔｓ に有する５ｔａｃｋｐｏｌｅ　Ｆ　１ｂｅｒ　Ｃ：。

０、により￥Ｊ造されたＰ　ａｎｅｘ　ＣＦ　Ｐ　３Ｏ−０５ｒある。８ミクロ ンの直径のフィラメントから構成されたｐａｎｅｘ　ＣＦｐ　３０−０５は、軽 ＦＪ　（１，７３’Ｊ　／　ｃｃ　）で、５ミルの厚さを有し、月つ０．０３オ 一ムｃｍのオーム抵抗をイアしている。上記したように、この石墨貧化された紙 の￥！導電性、導電性金属で電気メッキを施すことにより、大幅に向上される。

このような金属は、ニッケル、銅、錫および銀および鉛のψ体または組合わせか らなる。好ましい実施例ではｐ　１１ｎｅＸＣＦ　Ｐ　３０−０５であるマット −１０に連続メッキを施すため、前記紙は、８インヂ×１インヂの帯片に切面さ れ、ぞして陽極へ接続されるとともに、メッキ液の中へ浸）へされる。同メッキ 液は、前記した金属の１つまたはそれ以上のものの塩類を包含し、これらは、前 記帯片上で電流の使用にまり全屈元素に還元される。電気メッキの間に、全屈元 素のｊａ積物が、最初に個々の繊維の交差部で観察され、続いて繊維それ自体に 沿うて観察され、８．表１は、メッキをされない紙により？されるものを超える メッキされた紙の体積抵抗の減少度を強調している。

（カーボンを充満された紙に電気メッキを施すことにより作られた積層弾性コネ クタ内の伝Ｓ層のもの）力−ボ看■を紙　０．８オームｃａ＋（Ｄン１〜ロール ）銅でメッキされた　０．ＩＪ−ムＣ。

ニッケルでメッキされた　０．４オーム側錫でメッキされた　０．０７オームｊ ｕ１１銀でメッキされた　０．０１オームα 減少を測定可能にするために、前記金属メッキの厚さは最小でよい。前記金属ｊ １積物または前記紙繊維がより厚くなると、減少がより大きくなる。しかし、も し、前記金属メッキが２５０マイクロインチの限度以上に厚過ぎると、前記繊維 は硬くなり、゛これは可撓性が減少することになるので、この発明の目的にとっ て望ましくないものである。前記ｍ雑紙の１つの好ましい実施例は、錫でメッキ されたＰａｎｅｘ　ＣＦ　Ｐ　３Ｏ−Ｏ５であり、この場合、前記体積抵抗の平 均測定値は約０．０７オームαで、電流搬送能力は１アンペアの範囲にある。も し、さらに高い電力回路が含まれると、前記錫は、錫よりもかなり小さい抵抗を 有する銀または他の高伝導金属で置換されることが可能である。しかし、一般に 、錫でメッキされた繊維の前記した特性は、許容し得るだ（プでなく、従来の銀 を充満された弾性コネクタまζは打ち抜かれた金属接点を超えるか、あるいは少 なくともそれらと比較し得るものであり、また大幅に安価である。

曲がり易く（低いシ」アＡ硬反）、弾力的で、電気絶縁体を持つべきである。ポ リエステル・ウレタン、スチレン・ブタジェン・エラストマー、重合ボンエステ ル−エーテル、エラストマーの１ような、多数の有機および無機材料が、これら の特性を呈する。しかし、それらの入手可能性により、シリコン・ゴムを好まし い実施例において使用することが企図されている。

試験用ナンブルを作るための好ましい実施例の１つにおいては、半透明の絶縁性 シリコン・ゴムである２００グラムのＤ　ｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ　＄　ｉ　Ｉａ ｓ目ｃＲＧＰ−４５が、前記エラストマーの弾性を助長する硫化剤である２、４ グラムのＣａｄＯＸ　Ｔ　Ｓ　−５０と、室温で２本ロールの粉砕機上で混合さ れた。その結果として粉砕された混合物の５０グラムが、１０インヂ×１２イン ヂの額の空洞内に拡散された。当該額は、摂氏１７１度（華氏３４０度）で１０ 分間成形および部分的養生を行われた。解放シートを用いると、前記部分的に養 生された額を型から取り外すのが容易になることが判定された。

それゆえ、２つのテフロン・ガラス・シートが前記弾性混合物の導入の前に前記 空洞の中に置かれた。

これらの養生条件は、製造者の勧告には従わないけれども、結果として得られる １ラス１−マーの特性は、本発明の意図づ−る目的にとって望ましいものである 。当該エラストマーは、４５Δの硬瓜（シコアＡデュロメーター）と、２３パー セントの圧縮凝結と、５７０パーセントの伸長とを有している。前記比較的薄い 弾性フィルム（１０ミル）は、除去されるとぎ、紙カッターで１インチ四方に切 断される。

以下の技術が、エラストマーおよびｐ＆維伝導紙の交互の層からＬＥＣを発生さ けるために採用された。

金属メッキを施されたｐ　ａｎｅｘ紙の帯片が、１−ａｕｒ２０１シリコン・ゴ ムの分散槽の中へ浸漬される６１　ａｕｒ２０１は、カーボン繊維紙１０を、養 生されたＳ　ｔｌａｓｔｉｃ　Ｇ　Ｐ−４５のシート１２へ接着するために使用 されるプライマー（下塗剤）であッテ、住所を３　ｅａｖｅｒｔｒｏｎ　、　Ｍ 　ｉｃｈｉｇａｎに有する１−ａｕｒｓｉｌｉｃｏｎｃ　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｃｏｍ ｐｏｕｎｄｉｎｇ、ｌ　ｎｃ、から入手可能である。前記拡散物は、熱的に活性 化される交差結合した助触媒を含み、且つ１，１．１トリクロロ工タン混合物中 に拡散された２０パーセントの固体である。前記紙が前記プライマーで飽和され た後、それは前記槽から取り出され、水気を切られる。次に、前記帯片は、前記 交差結合した助触媒を活性化させるため、摂氏１００度で１０〜１５分間オーブ ン内に懸架され、それによって前記プライマーを部分的に養生させ、同プライマ ーは、前記紙の外表面に、滑らかで頑丈な灰色のコーティングを形成する。乾燥 して粘性のない前記帯片は、前記オーブンからの取り出しの際、１インチ四方に 切断されて、組立の用意をされる。

ｌ　ａｕｒ２０１プライマーの改良は、前記カーボン繊維に対するシリコン・エ ラストマーの浸透および接着を改良するため、シリコンをベースとするアミノ作 用基結合剤を使用することである。例えば、［）ｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ’　ｓ　 Ｚ６０２０、すなわち水またはイソプロパツール（１ｓｏｐｒｏｐａｎｏｌ　） からの１パーセントのＮ−β−アモエエチ（ａｍｏｅｔｈｙｌ　）−γ−アミ／ −プロピル・トリメトオキシシロン（ｔｒｉｍｃｔｈｏｘｙｓｉ　１ｏｎｅ）の 溶液が、適切に接着をｔｔ４することが見出された。接着剤のための他の可能な 候補物は、ＬＩＣＡ−３８のような、住所をＢａｙｏｎｎｅ、　Ｎｅｗ　Ｊｅｒ ｓｅｙ　ニ有するＫ　ｅｎｒｉｃｈ　ｐ　ｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ　、ｌ　 ｎｃ、から入手可能なタイプのチタン酸塩接着合成物を包含している。

個々の層を積層配列の中へ組付けることは、所望の長さが達成されるまで、エラ ストマーおよびｕ＆Ｎｗ、の四角形の物を交互に積み重ねること、すなわち１つ のものを他のものの上へ積み重ねることにより達成される。前記各層は、Ｃクラ ンプにより上部および下部の端部で最小の圧力を以て互いに締付けられる。前記 積み重ねられた材料は１．摂氏２００度で１５〜２０分間オーブンの中へ置かれ る。上昇された温度において、対面する前記プライマーおよびエラストマーは、 結合するとともに養生し、それにより交互の各層を固く接着して単一の固形の成 層（Ｍ造とする。第２図は、層を成す親ロッド１４を示す、これは互いに接着さ れたｐａｎｅＸ繊維紙１０とサイラスティック（５ｉｌａｓｔｉｃ　）・エラス トマー１２の１インチ四方のものを交互に配性したもので構成されている。次に 、親ロッド１４は、所望の厚さおよび長さに切断される。

親ロッド１４を使用することと、続いてそれの切断を行うことは、個々の各構成 要素を構築した養生させる必要を回避することにより、製品の均一性を保証づ′ るとともに、製造費を減少させることとなる。親ロッド１４を僅かな圧力下に保 持するとともに、粉砕機械上に取り付けられた鋭く、且つ一側に傾斜を有する切 断刃で切断することにより、親ロッド・１４から薄く切り取られた部分の厚さの 精密で容易な調節が達成される。切断刃の一側の傾斜面は、凹凸のない切断を行 うとともに、親ロッド１４から薄く切断された区域を剥離することにより分離お よび除去を容易にするものとして注目されてきている。次に、前記薄切り部分の 各々は、親ロッド１４の断面の平面において所望の長さに切断される。

第２図に示されているように、そこではロッド１４がこの技術に従い線１５Ａお よび１５Ｂに沿って切断されており、結果として、４つの木質的に同一の４分の １インチ四方の第３図に示された積層弾性コネクタ１６が得られる。

ＬＥＣを基礎とする上記の伝導繊維マットを形成するための代わりの方法は、ｖ ４ｍされた絶縁性のエクス］〜マー状シート１２（スペーサ）の必要性に先行す ることである。ＰａｎｅｘｌＪ帷紙からなる帯片が、液体シリコン・ゴム（ＬＳ Ｒ）の槽の中への浸漬によりシリコン樹脂で皮膜を施される。

前記槽液の粘度を減少させるためにトルエンで希釈された０　０Ｗ　Ｃｏｒｎｉ ｎｇのシリコン・ゴム５９５が、この目的にとつ満足なものであることが見出さ れた。液状シリコン・ゴムは、急速に作用する肖金属（プラチナ）で触媒化され たゴムを含む２部分からなるシステムとして特徴付けられている。したがって、 過酸化物養生剤の必要性が排除される。

前記帯片は、一旦被膜を施されると、２本の螺合されたボルト間で引っ張られ、 これらは、同帯片の両面−Ｆに均一なコーティングを確保するため、ドクター・ ブレードとしての役目をする。前記帯片は、一旦引っ張られると、オーブン内で １５分間、摂氏１００度で乾燥され、そして１インチ四方に切断される。前記エ ラストマーをコーティングされた繊維紙は、上記と同様の方法で、積み重ねられ 、締付けられ、そして摂氏２００度でオーブン内でほぼ半時間に亘り養生される 。上記のコネクタと同様、この方法は均一に溶過剰な接点が好ましいときに有利 であることを証明する。

なぜなら、当該方法は、より厚い弾性シートの必要性を排除するからである。し たがって、接点の間隔、伝導繊維の分離が減少され、前記コネクタの効率が向− ヒされる。

第４〜７図は、コネクタ１６を生産するだめの製造システムを連続的に示してい る。スプール５０は、１８インチ幅のポリエステル・フィルム担持シート５２（ 例えばＭＹＬＡＲ）からなるロールを固定する。シート５２が繰り出される際、 それは、Ｌ　Ｓ　Ｒ５５（上記したものを収容している供給室５４の下を通過づ る。Ｄ　ｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎｇ°５ＬＳＲ５９５が好ましいけれども、例えばＤ 　ｏｗ　Ｃｏｒｎｉｎａ’　ｓ　５９１のような、伯の２部分ＬＳＲを使用する ことができる。前記２部分は、供給室５４内に置かれるときに空気に触れないよ うに保証するため、好ましくは等しい部分に混合される。ローラ５Ｇは、シート ５２を支持し、シート５２は、ドクター・ブレード５８の下を通過するその上部 表面上に液体ＬＳＲを所持し、それにより、厚さを制御するとともに、３ミル層 のＬＳＲを製造する。次に担持シート５２は、華氏３００度（摂氏１４８度）の オーブン６０内へ移動し、これはＬＳＲ５５を養生させる。

養生されたＬＳＲ層を所持した担持シート５２は、オーブン６０から通過して巻 取りスプール６６側へ移動する。付属スブ−ル６４が、滑りシート６２（ポリエ チレン）からなるロールを担持し、滑りシー１−６２は、巻取りスプール６Ｇ土 の巻付けられたシー１−６８と相ηに積層される。滑りシー１−６２は、その後 のシー１−６８の繰り出し、を容易にする。

次の作桑は、供給［１−ラフ０上のシート６ｇを繰り出すことを含んでいる。滑 りシート６２を巻取るローラ７２は、相互に積層された滑りシート６２を前記担 持シートの上部表面から取り外す。し３　Ｒ５５の第２層は、それが６ミルの厚 さであることを条件として、初めに最初のものと同様の方法でコーティングを施 される。５ミルの厚さを有する石墨貧化されたカーボン紙７６が、付属の源スプ ール７４から繰り出されるとともに、ｉ７６の下面が浸透され月つその上面が露 出されるように、ニッパ−７８により液体ＬＳＲ層の中へ押圧される。担持シー ト５２は、積層された材料を摂氏１７６度（華氏３３０度）に設定されたオーブ ン６０内へ移動さ１！−１これは完全な養生に導いてｌ−Ｓ　Ｒのコーディング を互いに接着させる。滑りシーｌ〜６２を供給して相互にＶ４層１−る工程は、 積層されたシート８０の巻取りの際に採用される。上記した二ｆｆ！積層技術は 、紙７Ｇが前記第２層内へ圧縮されるとき、紙７ＧがＬＳＲ５５を通って完全に 真通しないように保工１する。

第６図１よ６、積層シート・８０のためのプライマーに：］＝アイングを施す補 足の工程を示している。間に積層された滑りシート６２が除去され、ｆｉ層シー ト８０が１−ａｔｌｒ　２０１で：］−ティングされる。、Ｌ　ａｕｒ２０１は 、その低粘性と、積層シート８０の浸透の容易性とにより好ましいプライマーで ある１、溶剤は、］、工ぼ摂氏９３度（華氏２００投）のオーブン６０内でのエ アー、真空蒸発Ｊ：たは加温により前記プライマーから除去される。プライマー を施され、■１゛〕積層された合成シート８４は、巻取り［コールＧ６上に巻付 けられ１、ぞして再び滑りシーｌへ６２を間に積層される。この点では、シート ８４が１７４．インチ幅のテープ８Ｇに細長く裁断されるのが好：ｔしい。

次にテープ８Ｇは、次の装置Ｊ３よびｆｍＡを採用する積層コネクタ中へ進行さ れる。寸なわら、間に８！ｉ層されたテープ８Ｇはスプール８８中へ積載され、 スプール８８からは付属スプール９２が、ローラ９０を通過した後の滑りシート ６４をさ取る。

担持シー１−５２は、符号９４で示されたローラの周囲から巻取りスプール５２ 」−へ通過する際、積層された合成層８６から除去される。次に、チー１８６は 、弛緩タワー９６内へ通過して、ロー５９８を越え、バネ絹立体１０４にＩＮす （＝ｊけられた張ローラ１００の下を通り、で＝れから出［］ローラ　１０２上 へ達する。

テープ８Ｇは、弛緩タワー９Ｇからの人出に続い′Ｃ％複数の緊張用挾みθ−ラ ［６を通過して、打出１ノブ１ノス　１１０内へ入る。打出しプレス１１０１． ｔ、■、復する打出し休１１２と、基礎フレーム部材１１４を収容する１インｆ −四１）の開口とを備えている。打出し体１１２は、チー１８Ｇに衝突１ノで１ ．インヂ四方体１１６に切断する。前記チー・ブ８Ｇの前記打出しプレス１１０ 内への移送は、伯の１ノ法も使用し１りるけれども好ましくは電気的ステッパー ・モーターにより、前記プレス１１２のス！・ローラと同期される。テープ８Ｇ の残りの部分は、複数の緊張用挾みローラ１０８を通過するとともに、巻取りロ ーラ１０９Ｊ１へ収束される。同時に、四方体１１Ｇは、１インチ四方の管１２ ０内に集まるとともに、その中で、往復する打出し休１１２の繰り返すピストン 動作により圧縮される。警１２０は・摂氏１４８Ｎ（華氏３００瓜）のオーブン １２２を通過し、オーブン　Ｉ２ｔでは、前記プライマーが活性化されて、。

各合成四方体１１Ｇを固めて層を成す単一のロッド１２４にし、ロッド１２４は 管１１Ｇの端部から人出する。次に、ロッド１２４は、切断されるとともに、上 記した親ロッド１４とほとｌυど同じ方法で処理される。

第８図は、Ｖ３層コネクタ１６と、それの補完的な接続ハウジング１８とを概略 的に示している。ハウジング１Ｂは、ポリエチレン・ノーイロン、ポリブチレン ・テレフトレート（ｐ。

１ｙｂｕｔｙｌｅｎｅ　ｔｅｒｅｐｈｔｈｏｌａｔｅ）のような、前回ｆｆｉ　 ｆｆ材料テＩＭ成され、それゆえ、イれは形状の安定性と、コネクタ・ハウジン グにとって必要４家強度とを有する。ハウジング１Ｂは、コネクタ１６と、回路 基板のような他の物品との間の適切な接触を保証するように選択される形態を呈 する。

ハウジング１８は、６面を有する長尺の長四角形の容器であり、この容器は、上 部の長尺孔２０と、下部の長尺孔２２と、くり抜き穴２４と、空洞２６とを備え ている。空洞２６は、ハウジング１８の端壁を除き、実質的に全長に亘って延在 する。

上部の長尺孔２０および下部の長尺孔２２は、空洞２６と実質的に同一長さであ る。上部孔２０は、外壁２８と平行に走り、且つそれと隣接している。土壁２１ を形成する残りの上部表面は、コネクタ１６のそれとほぼ等しい幅のものである 。下部孔２２は、ハウジング１８の下部壁の長手軸に沿って中央に配置されてい る。それゆえ、孔２０および２２は、ハウジング１８内の同一の垂直平面内には 位置しない。孔２０および２２を偏心させることの重要性は、以下において明ら かになるであろう。壁２８は内部隆起２９を特徴とし、これは空洞２６の全長に 亘って延在する。隆起２９は、コネクタ１６に面する空洞２６の範囲内で望２８ から突出している。

第９図にざらに明確に示されているように、コネクタ１Ｇは空洞２Ｇ内に収容さ れる。コネクタ１Ｇの長さは、空洞２Ｇのそれとほぼ等しいが、空洞２Ｇの高さ はコネクタ１６の幅よりも僅かに小さく、それゆえ、コネクタ１Ｇの空洞２６内 に着座させるとぎには、コネクタ１Ｇを僅かに圧縮する必要がある。

コネクタ１６をハウジング１８内に着座させるために必要な僅かな圧縮を行うこ とと、コネクタ１６の弾性の性質とにより、その中では幾らか変位が生じる。さ らに詳記すると、コネクタ１Ｇを圧縮すると、これは下部孔２２内で膨張して、 ・隆起２９に面するスペース内へ突出する。したがって、コネクタ１Ｇは、ハウ ジング１８内に適切に着座するとき、完全には長四角形にはならず、２方向、す なわち下部孔２２の中および隆起２９側へ変位される。

第１０および１１図は、この発明を使用することによりＭ気接点を設立する手段 を粉面に示している。コネクタ１６を収容しているハウジング１８は、ネジ３０ により回路基板４０へ取り付けられ、ネジ３０は、ハウジング１８内の穴２４お よび基板４０内に設けられた補完的穴を貫通ずる。ネジ３０は、ナツト３１と一 緒にハウジング１８を基板４０へ固定する。コネクタ１６は、第１０図で示され ているように、基板４０の上部表面上に設置された導電部材４１と軽く接触する 位Ｕにある。−表面に沿って導電部材４３を包含している第２基板４２は、孔２ ０を通して空洞２６の基部へ挿入され、その結果部材４３はコネクタ１６と接触 する。第１１図に明瞭に示されているように、基板４２を空洞２６内へ挿入する ことは圧縮ノ〕を発生し、この力は弾性コネクタ１６をさらに変形させ、孔２２ の中へさらに大きく膨張させる。孔２２の中へコネクタ１６がさらに膨張するこ とは、接触表面領域を増大させるとともに、それゆえ、コネクタ１６と伝導部材 ４１との間にさらに大幅な接触を止じさせることが理解できる。さらに、この構 成によりコネクタ１Ｇおよび部材４１間の接触領域は、大気から周囲を密閉され る。隆起２９は、基板４２の背部と！１！２８との間でスペーサを構成し、それ により、弾性コネクタ１６上にさらに大きい圧縮力を発生させ、この力は、次に 、コネクタ１６と伝導部材４３との間での、多大で完全な接触、ならびに周囲の 密閉を保証する。

コネクタ１６および伝導部材４３間に設立される接触は、基板４２を空洞２６内 のコネクタ１６に沿って摺動させることにより発生される摩擦係合により設立さ れる。前記擦り接触、さらに一般的には払拭接触と呼ばれる接触は、コネクタ１ ６を形成ブーる導電繊維と伝導部材４３間の接触を怠味している。

前記払拭接触は、前記伝導部材４３から酸化物等を払拭する役目をするだけでな く、最終的な接触位置を有害な大、気の要素から密閉する役目もする。さらに、 接触抵抗は、伝導部材４１および４３および層１０間で減少される。

コネクタ１Ｇおよび空洞２Ｇがほぼ同一の長さであるので、ハウジング１８内に コネクタ１６が着座するときの圧縮性は、コネクタ１６を垂直のく断面の）平面 内でのみ変形させる。

この垂直方向の変形は、非等方性の変位と対照的に、交互の￥！ｉ１０および１ ２を平行に且つ垂直な関係に保持し、それにより、部材４３および部材４１間の 垂直平面における調和した接触を確保ザる。したがって、単一の伝導部材４１は 、それの対応する伝導部材４３へ伝導コネクタ層１０を介して満足に接続される ことになる。実際、この発明により企図された特別の溝込は、余分の接触表面を 用意することを意図されている。すなわち、基板４０および４２上の伝導部材４ １Ｊ５よび対応する部材４３のそれぞれに対応する複数のコネクタ繊維伝導Ｆｊ ｉｏを用意するように意図されている。

均一・性を課し且つ質のコントロールを保証するため、ＬＥＣｌＧのための試験 および評価手法が設立された。前記コネクタの抵抗は、ＬＥＣｌＧを２つの金メ ッキされた電極間に締付けることにより測定される。前記各電極は、Ｈｅｗ＋ｅ ｔｔ　Ｐ　ａｃｋａｒｄにより製造されたような１００ミリグラムの定電流電力 源へ接続される。一定の電流的に、前記各電極間で電圧計により電圧下降を測定 することは、前記抵抗の計算を可能にする。各伝Ｓ繊維届の体積抵抗（ρ）も、 計粋された抵抗（Ｒ）を前記ＬＥＣの断面領域により１１）算し、次いでその結 果を伝導経路長さく　ＣＰ　Ｌ’）で割算することにより決定されることが可能 である。前記ＬＥＣの体積抵抗は、包含される伝導痕跡の数（１１位長さ当たり の伝導層の数）により変化し得る。それゆえ、絶対的な測定よりも比抵抗の決定 が望ましい。以下の式は、各導電層が等しい抵抗のものであると仮定される限り 、この目的に使用し１ｇるものである。

ＲＸＮＸＷＸ＋−１ ρ一体積抵抗 Ｒ−計算された抵抗（電圧降下により決定される）八−伝導層の平均された過剰 数 Ｎ−伝導層の数 Ｗ−伝導層の幅 Ｈ−伝導層の高さ ＣＰＬ−伝導経路の長さ 次の計算例は、前記式の使用を説明するために用意されている。

既知：　Ｒ＝　０，０７７：ｔ　Ａ　（Ｆｉｌ算されたもの）Ｎ＝１７（要素の 数） Ｗ＝　１．２７　Ｘ　１０４ａｎ 仮定　Ｒ１−Ｒｌｑ ＲＲ１Ｒ２Ｒ１７ ゆえに：ＲＮ Ｒ＝　− ＲＮ＝１７Ｒ（１７ｘ　Ｏ，０７７）　−１，３１オームおよび： １．３１オームＸ　１，２７　Ｘ　１０ｃｍＸ　０．７ｃｍ上記した好ましい実 施例は、説明のためのもので限定を意図したものではない。例えば、長方形のコ ネクタが記載されている。しかし、上記したコネクタは、多くの幾何的断面形状 、例えば円筒状Ｃ形、Ｔ形、ならびに特別の目的にとって望まし、い他の不ノ、 ９則な形状を有し１！′７ることが理解される。

本発明の仙のその、Ｊ２・うｒｒ変形例および変更態様は、今は当業者には明ら かなはずであり、また以下の特許請求の範囲により定義された本発明の精神ａ３ 　Ｊ：ぴ範囲内に入る。

ニ際調萱報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　’ｎ’、：Ｅ　工ＮＴＥＲＮＡＴ工０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨ ＲＥＰＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎ ｏ、　ＰＣτ／υＳ　８５１０２２６３　（Ｓ八　１１３５５）υ５−Ａ−１３ １３２２０８Ｎｏｎａ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．絶縁性のエラストマー状材料（１２）で形成された長尺部材（１６）と伝導 部材（１０）からなる第１および第２部材の伝導領域を電気的に接続するための 電気コネクタにおいて、 前記伝導部材（１０）は、伝導繊維マット層の形態であり、前記絶縁性エラスト マー状材料（１２）は、前記繊維マット層の各々の各側に配置された弾性シート の形態であり、前記繊維マット層および前記弾性シートは、互いに接着されて前 記長尺部材（１６）を形成していることを特徴とする電気コネクタ。
2. ２．前記マット層（１０）を形成している繊維は、導電金属でメッキされている ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気コネクタ。
3. ３．前記マット層（１０）を形成している繊維は、黒鉛カーボンからなることを 特徴とする請求の範囲第１項記載の電気コネクタ。
4. ４．前記マット層（１０）が、可撓性を有していることを特徴とする請求の範囲 第１項記載の電気コネクタ。
5. ５．前記弾性シート（１２）が、同弾性シート（１２）のエラストマー状材料に より前記マット層（１０）へ接着されていることを特徴とする請求の範囲第１項 記載の電気コネクタ。
6. ６．前記伝導繊維メイ層（１０）および前記弾性シート（１２）間の接着を結合 剤が促進し、同結合剤は、シリコン・ゴム分散体、Ｎ−β−アモエチル−γ−ア ミノ・プロビルトリメトキシシロン（Ｎ−β−ａｍｏｅｔｙｌ−γ−ａｍｉｎｏ ｐｒｏｐｙｌ　ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｏｎｅ）のようなアミノーシリコン作 用基結合剤（ａｍｉｎｏ−ｓｉｌｉｃｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｃｏｕｐｌ ｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）またはチタン酸塩係合剤よりなるグループから選択される ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の電気コネクタ。
7. ７．前記弾性シート（１２）がシリコン・ゴムであることを特徴とする請求の範 囲第１項記載の電気コネクタ。
8. ８．前記弾性シートが、硫化されたシリコン・ゴムであることを特徴とする請求 の範囲第１項記載の電気コネクタ。
9. ９．前記長尺部材（１６）が配置されるスペースをハウジング部材（１８）が有 し、同ハウジング部材は、伝導部材（４１）を有する第１回路基板（４０）上へ 取り付けることが可能であり、前記ハウジング部材（１８）に第１開口（２２） が設けられ、これを通って前記長尺部材（１６）の一部が突出し、その結果、前 記繊維マット層（１０）の伝導繊維が、前記伝導部材（４１）に電気的に係合し 、前記ハウジング部材（１８）に第２開口（２０）が設けられ、これを、伝導部 材（４３）を持つ第２回路基板（４２）の端部が通過し、その結果、前記伝導部 材（４３）が、前記繊維マット層の伝導繊維と電気的に係合し得ることを特徴と する請求の範囲第１項記載の電気コネクタ。
10. １０．前記ハウジング部材（１８）が、その内表面上に弓形区域（２９）を有し 、この弓形区域は、前記第２回路基板（４２）の端部を前記長尺部材（１６）と 係合させるように押圧することを特徴とする請求の範囲第９項記載の電気コネク タ。
11. １１．エラストマー状材料（１２）および伝導部材（１０）で形成された長尺部 材（１６）の形態となっている電気コネクタを製造する方法において、 伝導繊維部材（７６）の層をエラストマー状材料の表面上へ当てる工程であって 、前記表面が流動可能な状態にあり、その結果、前記伝導繊維部材が前記エラス トマー状材料により浸透される工程と、 前記伝導繊維部材およびエラストマー状材料の層を養生（６０）させ、それによ り積層シートを形成する工程と、熱により活性化される接着剤（８２）を前記積 層シート上へ当てる工程と、 前記積層シートを選択されたサイズの個々の積層部材に切断（１１０）する工程 と、 前記個々の積層部材を１つの成層構造（１１６）に積み重ねる工程と、および、 前記成層構造を加熱（１２２）して前記熱により活性化される接着剤を流動させ 、それにより前記個々の積層部材を互いに接着して単一のロッド（１２４）にす る工程と、を特徴とする電気コネクタの製造方法。
12. １２．前記伝導繊維部材（７６）の層を、これの上に前記流動可能なエラストマ ー状材料を当てる前に、金属でメッキをする工程を特徴とする請求の範囲第１１ 項記載の方法。
13. １３．前記エラストマー状材料の層が、担持シート（５２）上に配置され、前記 エラストマー状材料の表面が、流動可能なエラストマー状材料（５４）をエラス トマー状材料（５４）の養生された層上へ当てることにより、流動可能にされる ことを特徴とする請求の範囲第１１項記載の方法。
14. １４．前記積層シート（８６）から前記担持シート（５２）を除去する追加の工 程を特徴とする請求の範囲第１３項記載の方法。
15. １５．前記成層構造へ圧力（１１２）を加える追加の工程を特徴とする請求の範 囲第１１項記載の方法。
16. １６．前記切断工程が、打出し部材（１１２）と収集管（１２０）とを包含し、 前記収集管（１２０）内には、前記切断された個々の積層部材が収集されるとと もに、前記打出し部材（１１２）を介して互いに打ち出されることを特徴とする 請求の範囲第１１項記載の方法。
17. １７．前記エラストマー状材料が、シリコン・ゴムであることを特徴とする請求 の範囲第１１項記載の方法。
18. １８．前記伝導繊維材料の層が、織られていない個々のカーボン繊維で構成され 、前記個々のカーボン繊維は、前記層に亘って不規則に分配されているとともに 、不規則に相互に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の方 法。 １８．前記織られていない個々のカーボン繊維が、金属メッキされていることを 特徴とする請求の範囲第１７項記載の方法。
19. １９．前記熱により活性化される接着剤が、シリコン・ゴム分散体Ｎ−Ｂ−ａｍ ｏｅｔｙｌ−−ａｍｉｎｏ　ｐｒｏｐｙｌ　ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌｏｎｅ のようなアミノーシリコン作用基結合剤またはチタン酸塩結合剤のグループから 選択されることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の方法。