JPS6330741B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規かつ改良されたエラスチツクコネ
クタ、特にはより小な押圧荷重で良好なる導通状
態を得ることができ、しかも環状雰囲気によつて
その導電性部材が悪影響を受けることがないエラ
スチツクコネクタの構造に関するものである。

従来より、導電性ゴム状弾性部材と絶縁性ゴム
状弾性部材とを種々形態のもとに一体化成形して
なる異方導電構造を有するエラスチツクコネクタ
が数多く知られ、これらは電子時計、卓上式電子
計算機、各種家電製品、自動車用部品など各種の
電子、電気機器に広く用いられている。

また、上記エラスチツクコネクタにおける導電
性ゴム状弾性部材は、通常、ゴム状弾性材料中に
導電性付与剤として多量のカーボンブラツク粉末
を充填配合してなるものをもつて成形されている
が、これはその成形性が良好でゴム弾性にすぐれ
たものとされるが、その抵抗値が比較的高いの
で、この種のエラスチツクコネクタをその導電性
ゴム部材に流れる電流容量の大きな用途に用いる
ときには、その導電性付与剤として上記カーボン
ブラツクの他に、各種の金属粉末とかガラスビー
ズの表面に貴金属めつきを施してなる粒子を充填
した導電性ゴム状弾性部材を採用したり、あるい
は各種の金属細線ないし導電性の繊維状体を成形
体中に分散配向させることによつてその抵抗値を
低減させてなる非等方導電性ゴム状弾性部材が採
用されている。

しかしながら、その低抵抗化を計るために各種
金属粉末ないし金属めつきを施してなるガラスビ
ーズ等を多量に充填配合してなる導電性ゴム状弾
性部材は、当然のことながら硬度が高くゴム弾性
に劣るものとなるほか、成形性も悪くなり、この
ような導電性ゴム状弾性部材を採用するエラスチ
ツクコネクタでは、その実装にあたつてこれをた
とえば被接続体間に圧接挾持するときに相当大き
な圧接荷重を必要とし、また、被接続体の強度を
上記荷重に耐え得るものとしなければならないと
いう難点があつた。

また、特に導電性付与剤として各種の金属粉末
を充填配合してなる導電性部材のもう一つの大き
な欠点は、該各種の金属粉末が環境雰囲気に犯さ
れやすいということであり、たとえば金属粉末の
表面に硫化皮膜、酸化皮膜あるいは亜硫酸塩等が
生成されやすく、これによつて導電性部材の導通
抵抗が著しく上昇して機能障害を起すほか、たと
えば導電性付与剤として銀粉末などを充填配合し
てなる導電性部材では、高湿度雰囲気下にいわゆ
るマイグレーシヨン現象を起しやすく、これによ
つて被接続体の端子電極間に短絡を生じさせてし
まうという問題があつた。

一方、ゴム状弾性材料からなる成形体中に各種
の金属細線や導電性の繊維状体を分散配向させて
なる非等方導電性ゴム状弾性部材の場合には、そ
の低抵抗化を容易になし得るけれども、しかしこ
の導電性部材では、その導電性の線状体ないし繊
維状体が成形体を実質的に貫通した状態とされて
いるために、そのクツシヨン性に乏しく、したが
つてこのような導電性ゴム部材を用いるエラスチ
ツクコネクタでも、その実装に際して大きな圧接
荷重を要するほか、このようなコネクタでは過大
な押圧力の印加に伴なつて成形体中に分散配向さ
せた導電性線状体ないし繊維状体が座屈変形を起
しやすく、繰返しの押圧力印加に伴なつて該線状
体ないし繊維状体の露出端面が成形体の圧接作用
面下に埋没してゆき、次第にその機能が損なわれ
るようになつてしまうという不利、欠点があつ
た。

本発明はかかる従来のエラスチツクコネクタに
おける種々問題点を解決してなる新規かつ改良さ
れたエラスチツクコネクタを提供するものであつ
て、これは導電性ゴム状弾性材料からなる成形体
中に、その長さが該成形体の圧縮方向高さより実
質的に短い多数の導電性線状体ないし繊維状体を
分散配向させ、該成形体の圧縮方向にほゞ直角な
表面に少なくとも一部の該線状体ないし繊維状体
の端部を突出させてなる導電性部材と、絶縁性ゴ
ム状弾性材料からなる絶縁性部材とを交互に一体
化した異方導電構造体からなり、該構造体の少な
くとも該導電性部材が露出する面に絶縁性の薄層
を施してなることを特徴とするものである。

以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

第１図〜第５図はいずれも本発明になるエラス
チツクコネクタの実施例を例示してなるものであ
つて、第１図は導電性ゴム部材１と絶縁性ゴム部
材２とを交互にかつ多重に積層一体化してなる棒
状のコネクタであり、第２図は第１図のものを積
層方向に薄くスライスし、その両側面に絶縁性ゴ
ム層３，４を接合一体化してなるコネクタ、第３
図は導電性ゴムシートと絶縁性ゴムシートを交互
にかつ多重に積層一体化したブロツク状体をシー
ト状に薄くスライスしてなるシート状のコネクタ
第４図は第３図に示すようなシート状体を、たと
えば絶縁性のゴムチユーブ５ないしロツドの周面
に巻付け一体化してなるチユーブ状ないし丸棒状
のコネクタであり、第５図は絶縁性ゴムシート状
部材に導電性ゴム部材の複数個を配列して一体化
してなるシート状のコネクタであり、上記第１図
〜第５図に示すコネクタはすべて少なくとも導電
性部材１の露出する面に絶縁性の薄層６を施して
なるものである。

しかして、本発明になるエラスチツクコネクタ
において特徴とするところは、その導電性ゴム状
弾性部材１の構成、ならびにコネクタの上記導電
性部材１が露出する面に絶縁性の薄層６を施して
なる点にある。

すなわち、まず、本発明のコネクタにおける導
電性ゴム状弾性部材１の構成についてみると、こ
れは第６図に示すように、導電性ゴム状弾性材料
からなる成形体１１中に、導電性線状体ないし繊
維状体１２を分散配向してなり、該線状体ないし
繊維状体１２の長さを、該成形体１１の該配向方
向の高さより実質的に短いものとすると共に、該
成形体１１の該配向方向にほゞ直角な表面に少な
くとも一部の該線状体ないし繊維状体１２の端部
を突出させてなるものを使用するものである。な
お、第６図には導電性線状体１２を成形体１１中
に均一に分散配向したものの場合を例示したが、
この線状体は上下の表面近くに片寄つた状態のも
とに偏在したものとしてもよいことはもちろんで
ある。

この成形体１１を構成する導電性ゴム状弾性材
料は、天然ゴム、各種合成ゴムあるいは成形硬化
後にゴム状弾性を呈する各種合成樹脂に、導電性
付与剤としてカーボンブラツク粉末や各種の金属
粉末を所定量分散配合してなる、この種従来公知
の導電性ゴム状弾性体組成からなるものであり、
一方、導電性線状体ないし繊維状体１２について
もカーボン繊維や各種の金属繊維ないし細線から
なる、やはりこの種従来公知の非等方導電性部材
に用いられるものとほゞ同様のものからなるもの
である。

上記導電性線状体ないし繊維状体１２の形体、
太さ、長さ等については特に限定されるものでは
ないが、その太さは一般に１〜200μｍ、またそ
の長さはこれを導電性ゴム状弾性材料に添加配合
する前の状態で0.1〜６mm程度のものとすること
がよい。また、この導電性部材１において、上記
導電性ゴム状弾性材料に対する導電性線状体１２
の配合割合についても特に限定されないが、後述
する所期の効果を発揮するために、これは通常前
者の100重量部に対して１〜100重量部程度とされ
る。

また、上記導電性ゴム状弾性部材１を製造する
方法についてみると、これはたとえば絶縁性ゴム
状弾性材料中に粉末状の各種導電性付与剤と共
に、上記導電性線状体１２を分散配合し、これを
通常の押出法あるいはカレンダー法等により所望
の形に成形するものであり、該導電性線状体１２
はその成形過程において適当に切断されて細かく
されると共にせん断応力を受けて均一に分散配向
され、このようにして得られた導電性成形体は、
成形後の冷却硬化時にゴム状弾性体が硬化収縮
（たとえばシリコーンゴムの場合180℃から常温に
冷却すると約2.5％収縮する）するにもかかわら
ず、成形体中に分散配向された導電性線状体はほ
とんど収縮しないので、この導電性線状体にはそ
の長手方向にある程度の緊縮力が作用しているこ
とになる。したがつて、この導電性成形体を所望
の形状に切断加工すれば、導電性線状体の配向方
向にほゞ直角な切断面においては上記緊縮力が解
除され、その結果該切断面には第６図に示すよう
に一部の導電性線状体１２の端部が突出するよう
になるのである。

第７図に示す導電性部材１は、上記のようにし
て得られた導電性部材の少なくとも表裏両面に適
当な絶縁性の薄層６を施してなるものであつて、
この絶縁性薄層６は通常の各種合成樹脂、合成ゴ
ム材料からなる絶縁性塗料のほか、たとえばウレ
タン系、ジエン系、シリコーン系の合成ゴムから
なる接着剤とか、ホツトメルト系接着剤を浸漬
法、印刷法、ハケ塗り法、スプレー法等によつて
塗布することにより形成することができる。ま
た、この薄層６は予め別途フイルム状に成形して
なる接着剤フイルムを導電性部材の表面に載置一
体化することによつて設けることもできるもので
ある。

上記導電性部材１における導電性線状体１２の
成形体１１表面からの突出量については、通常５
〜500μｍ程度とされ、また、上記絶縁性の薄層
６の厚さについて、好ましくは上記導電性線状体
１２の突出高さより小さいものとされるが、しか
し後述するように本発明のコネクタの使用に際し
てこれを被接続体表面に接触して押圧力を印加す
るとき、絶縁性薄層６が塑性流動して、導電性線
状体１２の突出端部を被接続体の表面に容易に接
触させることができるような場合には、この絶縁
層６の厚さが導電性線状体１２の突出高さより大
きいものとされてもよい。

なお、本発明のコネクタにおいては、絶縁性薄
層６を通して突出する導電性線状体１２を介して
のみその導通が達成されるのであるが、この場合
上記層６上に突出する導電性線状体１２の密度を
大きくすることによつて良好なる導通状態の得ら
れることを理解すべきである。

上記導電性ゴム状弾性部材１の最大の特徴点
は、成形体１１中に導電性線状体１２を分散配向
させ、該導電性線状体１２の長さを該成形体１１
の高さないし厚さ寸法より実質的に短いものと
し、さらに該成形体１１の表面に一部の線状体１
２の端部を突出させた点にあり、その結果この導
電性部材１は、第１図〜第５図に示すように絶縁
性ゴム状弾性部材２と種々の形態で一体化成形し
てエラスチツクコネクタとして使用するとき、次
のような挙動を示すのである。

すなわち、第８図はたとえば第１図に示す本発
明になる積層型のエラスチツクコネクタを、たと
えば液晶表示装置とその駆動用回路基板など被接
続体７，８の平行導電路からなる接続端子電極
９，１０間に圧接挾持して、コネクタに所定の押
圧荷重を印加すると、まず、導電性ゴム状弾性部
材１の上下の面（圧接作用面）の絶縁性薄層６を
通して突出した導電性線状体１２の端部が端子電
極９，１０の表面に接触し、該線状体の端部は折
れることなく導電性部材１の内部に押し込まれる
ことになる。この場合、端子電極９，１０の表面
に対向して導電性部材１の上下面に絶縁性の薄層
６を通して突出している線状体１２の端部の長さ
は不揃いであるが上記のように電極９，１０の表
面間に圧接挾持するときには長いものはより深
く、また短いものは浅く導電性部材１内に押し込
まれ、結果的に電極９，１０に対向して突出して
いる線状体１２の端部はそのすべてが電極表面に
接触することになる。この状態でコネクターにさ
らに大きな押圧荷重を加えると、電極９，１０の
表面に絶縁性薄層６の表面が密接し、さらに大き
な押圧荷重を加えるときにはコネクタが若干圧縮
変形するようになると共に絶縁性の薄層６が端子
電極間に膨出するようになるが、この際導電性線
状体１２はその長さが実質的にコネクタの高さよ
り短いものとされているから、コネクタの圧縮変
形が妨げられることなく、より低い圧縮荷重で良
好なる導通状態を得ることができるのである。

本発明のコネクタでは、上記絶縁性の薄層６を
接着剤をもつて構成するときには、これを適当な
圧接荷重の作用下に被接続体７，８と接着一体化
し、該接着剤が硬化した後に該圧接荷重を取り除
いても、被接続体との間に良好なる導通状態を維
持できるのである。すなわち、これは圧接荷重の
作用下に導電性線状体１２の突出端部を接着剤層
６を介して被接続体の表面に接触させると、その
導電性線状体１２は導電性ゴム状弾性部材１中に
押し込まれるようになり、換言すれば導電性線状
体１２の突出端部は被接続体の端子電極９，１０
の表面に弾発的に接触され、この状態で接着剤が
硬化して固定されるから、該圧接荷重を取り除い
ても導電性線状体１２の突出端部は該端子電極表
面に弾発的に接触された状態を維持するためであ
る。このことは所定の狭間隙内で適当な押圧荷重
を必要としないで装着を可能にすることを意味す
るものであり、したがつて、この場合には圧接用
の治具なども全く必要としなくなるので、その実
用的価値はすこぶる大きいものである。

また、本発明のエラスチツクコネクタに関し
て、これをその導通に関与する一方の面と他方の
面のそれぞれに加熱溶融温度の異なるホツトメル
ト系接着剤層を設けてなるものとすれば、その実
装に当り、まず高い温度で溶融する接着剤層を介
して一方の接続端子部に接着し、ついで低い温度
で溶融する接着剤層を介して他方の接続端子部に
接着するというように実装を段階的に行なうよう
にすることができるので、このことは実装作業を
自動化する上に大きく寄与するものであり、上記
接着剤としてそれぞれ硬化速度あるいは硬化温度
の異なるものを使用するときにも同様の効果が得
られるのである。

以上説明した通り、本発明のコネクタはその導
電性ゴム状弾性部材として、その内部にその長さ
がコネクタの高さより実質的に短い多数の導電性
線状体ないし繊維状体を分散配向させ、その表面
に少なくとも一部の該線状体ないし繊維状体の端
部を絶縁性薄層を通して突出させてなるものを採
用するものであり、したがつてこのコネクタによ
れば、 導電性線状体１２の端部が突出しているコネ
クタの圧接作用面における被接続体の表面との
電気的接触状態が極めて安定し、押圧荷重の変
動に伴なう接触抵抗値変化が極めて小さい。

コネクタの圧接作用面およびまたは被接続体
の接触面に汚れや薄い酸化皮膜、硫化皮膜等が
あつても、これらの汚れや絶縁皮膜は、圧接狭
持に際して導電性線状体の突出端部によつて容
易に貫通ないし突き破られるので、その電気的
接続の信頼性は極めて高い。

導電性線状体の長さが実質的に成形体１の高
さより短いものとされ、押圧荷重の印加に伴な
うコネクタの圧縮変形が容易に行なわれるか
ら、より低い荷重のもとに良好なる導通状態を
得ることができる。

ゴム状弾性体が本来有するゴム弾性を生かす
ことができるから、振動、衝撃の作用下にも良
好なる導通状態を維持することができ、また被
接続体の表面に対する密着性が良好ですぐれた
シール効果が得られる。

少なくともコネクタの導電性部材の表面が絶
縁性の薄層によつて被われているから、この導
電性部材が各種金属粉末を分散配合してなるも
のであつても、苛酷な環境雰囲気下にも上記金
属粉末が悪影響を受けることなく、長期間にわ
たつてその導通抵抗が安定し、信頼性の高い導
電状態を維持できる。

コネクタ表面の絶縁性薄層として接着剤を採
用するときには、この種従来のエラスチツクコ
ネクタにおいて必須とされていた圧接挾持が不
要とされ、コネクタの実装作業性を著しく高め
ることができる。

など顕著な作用効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はいずれも本発明になるコネク
タを示すものであつて、それぞれ異なる実施例の
斜視図である。第６図は上記コネクタにおける導
電性ゴム状弾性部材の断面図、第７図はこの導電
性部材の上下面に絶縁性薄層を施してなるものの
断面図である。第８図は本発明のコネクタを被接
続体間に圧接挾持した状態の要部断面図である。 １……導電性ゴム状弾性部材、１１……導電性
ゴム成形体、１２……導電性線状体、２……絶縁
性ゴム状弾性部材、３，４……絶縁性ゴム層、５
……絶縁性ゴムチユーブ、６……絶縁性薄層（接
着剤層）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 導電性ゴム状弾性材料からなる成形体中に、
   その長さが該成形体の圧縮方向高さより実質的に
   短い多数の導電性線状体ないし繊維状体を分散配
   合させ、該成形体の圧縮方向にほゞ直角な表面に
   少なくとも一部の該線状体ないし繊維状体の端部
   を突出させてなる導電性部材と、絶縁性ゴム状弾
   性材料からなる絶縁性部材とを交互に一体化した
   異方導電構造体からなり、該構造体の少なくとも
   該導電性部材が露出する面に絶縁性の薄層を施し
   てなり、押圧力を印加したときに電極に導電性線
   状体ないし繊維状体が接触して導通させることを
   特徴とするエラスチツクコネクタ。