(57)【要約】  電気絶縁性ゴム(2)の厚さ方向に多数本の導電性金属ワイヤ(1)が表裏面に貫通して配列され、導電性金属ワイヤ(1)は表裏面の所定の位置に配置される電気端子に電気接続可能に局在化しているワイヤ配列ゴムコネクタ(10)であって、電気絶縁性ゴム(2)はＵＬ−９４規格でＶ−０の難燃性ゴムである。このワイヤ配列ゴムコネクタ(10)は液状の熱硬化性の電気絶縁性ゴム材料に所定長さの導電性金属ワイヤ多数本を混合し、前記ゴム材料の厚さ方向から所定のパターンにパターニングされた電磁石により磁界をかけて前記ワイヤを厚さ方向に配列させるとともに局在化させ、前記ゴム材料を加熱硬化させて得る。これにより、難燃性が高く高周波領域における伝送損失の低いワイヤ配列ゴムコネクタを提供する。
2012132092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性ゴムの厚さ方向に多数本の導電性金属ワイヤが表裏面に貫通して配列され、
前記導電性金属ワイヤは表裏面の所定の位置に配置される電気端子に電気接続可能に局在化しているワイヤ配列ゴムコネクタであって、
前記電気絶縁性ゴムは、ＵＬ−９４規格でＶ−０の難燃性ゴムであることを特徴とするワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項２】
前記難燃性ゴムは難燃性ウレタンゴムである請求項１に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項３】
前記ワイヤ配列ゴムコネクタの伝送損失は、周波数６ＧＨｚで３ｄＢ以下である請求項１又は２に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項４】
前記ワイヤ配列ゴムコネクタのゴム部分には位置決め穴又は位置決め凹部が形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項５】
前記ワイヤ配列ゴムコネクタは、ハードディスク装置用プリント基板間の電気接続をするためのコネクタである請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項６】
前記ワイヤ配列ゴムコネクタは、エンボステープに収納されているか又はトレーに収納されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項７】
液状の熱硬化性の電気絶縁性ゴム材料に所定長さの導電性金属ワイヤ多数本を混合し、
前記ゴム材料の厚さ方向から、所定のパターンにパターニングされた電磁石により磁界をかけて前記導電性金属ワイヤを厚さ方向に配列させるとともに局在化させ、
この状態で前記ゴム材料を加熱硬化させ、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のワイヤ配列ゴムコネクタを製造することを特徴とするワイヤ配列ゴムコネクタの製造方法。
【請求項８】
前記難燃性ゴムは難燃性ウレタンゴムである請求項７に記載のワイヤ配列ゴムコネクタの製造方法。
【請求項９】
前記液状の熱硬化性電気絶縁性ゴム材料の粘度は、１００〜１６００ｍＰａ・ｓの範囲である請求項７又は８に記載のワイヤ配列ゴムコネクタの製造方法。
【請求項１０】
前記磁界をかけて導電性金属ワイヤを厚さ方向に配列させる際の磁場強度は４０〜３００ｍＴの範囲である請求項７〜９のいずれか１項に記載のワイヤ配列ゴムコネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムの中に金属ワイヤを一方向に配列させたワイヤ配列ゴムコネクタ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板同士又はプリント配線基板と他の電子部品などとの間を電気接続するためにゴムコネクタは従来から使用されている。ゴムコネクタとしては、導電ゴムと電気絶縁ゴムを積層したタイプ、電気絶縁ゴムの中に導電性粒子を磁界により配列させたタイプ、電気絶縁ゴムの中に導電性金属ワイヤを磁界により配列させたタイプなどが知られている。このうち、積層タイプは導電ゴムにカーボン粒子を使用するため電気抵抗が高いという問題がある。また、導電性粒子を配列させたタイプは、導電性粒子の接続が完全ではない部分があり、導通安定性に問題がある。導電性金属ワイヤを配列したタイプは導通安定性が高い長所がある。このタイプのコネクタは例えば特許文献１に提案されている。【０００３】
しかし、特許文献１に提案のコネクタは難燃性がないか又は乏しく、難燃性の高いコネクタの開発が要望されていた。加えて、高周波領域における伝送損失の低いコネクタの開発も要望されていた。例えば図４に示すハードディスク用の従来のコネクタは厚みが３．２ｍｍであり、周波数６ＧＨｚで５〜８ｄＢであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−０６２７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、難燃性が高く、高周波領域における伝送損失の低いワイヤ配列ゴムコネクタ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のワイヤ配列ゴムコネクタは、電気絶縁性ゴムの厚さ方向に多数本の導電性金属ワイヤが表裏面に貫通して配列され、前記導電性金属ワイヤは表裏面の所定の位置に配置される電気端子に電気接続可能に局在化しているワイヤ配列ゴムコネクタであって、前記電気絶縁性ゴムは、ＵＬ−９４規格でＶ−０の難燃性ゴムであることを特徴とする。【０００７】
本発明のワイヤ配列ゴムコネクタの製造方法は、液状の熱硬化性の電気絶縁性ゴム材料に所定長さの導電性金属ワイヤ多数本を混合し、前記ゴム材料の厚さ方向から、所定のパターンにパターニングされた電磁石により磁界をかけて前記導電性金属ワイヤを厚さ方向に配列させるとともに局在化させ、この状態で前記ゴム材料を加熱硬化させ、前記のワイヤ配列ゴムコネクタを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のワイヤ配列ゴムコネクタの電気絶縁性ゴムはＵＬ−９４規格でＶ−０の難燃性であることにより、難燃性の高いものとすることができる。さらに導電性ワイヤの長さを短くすることができ、高周波領域における伝送損失の低いコネクタとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは本発明の一実施例におけるコネクタの斜視図、図１Ｂは同コネクタの平面図、図１Ｃは図１ＢのＩ−Ｉ線断面図である。
【図２】図２Ａは本発明の別の実施例におけるコネクタの斜視図、図２Ｂは同コネクタの平面図、図２Ｃは図２ＢのII−II線断面図である。
【図３】図３は本発明の一実施例におけるコネクタの製造装置の模式的説明図である。
【図４】図４は従来例のワイヤコネクタの断面図である。
【図５】図５は本発明の実施例１におけるコネクタの伝送損失のデータを示すグラフである。
【図６】図６は本発明の実施例２におけるコネクタの伝送損失のデータを示すグラフである。
【図７】図７は本発明の実施例３におけるコネクタの伝送損失のデータを示すグラフである。
【図８】図８は本発明の比較例１におけるコネクタの伝送損失のデータを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のコネクタは電気絶縁性ゴムを使用する。難燃性のレベルはＵＬ−９４規格でＶ−０である。ＵＬ規格とは米国のアンダーライタース  ラボラトリー(Underwriters Laboratories)社が定めたもので、国際規格となっている。Ｖ−０の試験方法は、垂直燃焼試験により、垂直に保持した試料の下端に１０秒間ガスバーナーを接炎させ、燃焼が３０秒以内に止まったならば、さらに１０秒間接炎させる。その結果の判断基準は次の全項を満足しなければならない。
（１）いずれの接炎の後も１０秒以上燃焼を続ける試料がない。
（２）５個の試料について１０回の接炎に対する総燃焼時間が５０秒を超えない。
（３）固定用クランプの位置までに燃焼する試料がない。
（４）試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼する粒子を落下させる試料がない。
（５）２回目の接炎の後、３０秒以上赤熱を続ける試料がない。
【００１１】
以上のＵＬ−９４規格でＶ−０の電気絶縁性ゴムとしては、例えばウレタンゴムがある。具体的にはペルノックス社製商品名“ＭＵ−２０４Ａ／Ｂ”、“ＸＵ−１９６６２”及び“ＸＵ−１９６６３”がある。本発明においてもこれらのウレタンゴムを使用するのが好ましい。
【００１２】
ＵＬ−９４規格でＶ−０のウレタンゴムを使用する利点としては、高い難燃性に加えて使用時にオリゴマーなどの脱落物が出ないことが挙げられる。シリコーンゴムは耐熱性が高い利点があるが、使用時にオリゴマーなどの脱落物が出ることが懸念される。脱落物はハードディスク装置などの電子機器に好ましくない影響を与えることが考えられる。加えて、ウレタンゴムのゴム弾性を利用して圧接して電子機器に組み込むことができる。
【００１３】
本発明のコネクタはゴムの厚さ方向に多数本の導電性金属ワイヤが表裏面に貫通して配列され、電気端子に電気接続可能な位置に局在化している。これにより、ゴムの厚さ方向のみに電気を通電させ、他の方向には通電させない。このことから異方導電性ゴムコネクタとも呼ばれる。電気接続に使われない部分には金属ワイヤは存在させないのが好ましい。
【００１４】
本発明のコネクタの厚みは１〜５ｍｍの範囲で製造できる。好ましい厚みは２〜３ｍｍである。コネクタの厚み、すなわち金属ワイヤの長さが３ｍｍ以下の範囲になると、伝送損失は周波数６ＧＨｚで３ｄＢ以下とすることができる。好ましい伝送損失は周波数６ＧＨｚで２ｄＢ以下であり、さらに好ましくは１ｄＢ以下である。これにより高周波領域における伝送損失の低いコネクタとすることができる。従来品は５〜８ｄＢであったので、大幅に低い伝送損失とすることができる。
【００１５】
コネクタのゴム部分には位置決め穴又は位置決め凹部が形成されていてもよい。これにより電子部品に自動装着できる。
【００１６】
コネクタの厚み方向に配列させた金属ワイヤは、磁性金属ワイヤであり、例えばステンレススチールＳＵＳ３０４細線、Ｎｉ細線などが好ましい。線直径は１０〜５０μｍが好ましい。表面にめっきをすることが好ましく、例えば下地めっきとしてニッケルをめっきし、その上に金めっきするのが好ましい。このようにすると化学的安定性が高く、防錆性も高い。
【００１７】
本発明のコネクタは、ハードディスク装置（ＨＤＤ）用プリント基板間の電気接続をするために好適に使用できる。特に本発明のコネクタは厚みを薄くできるので、ＨＤＤの厚みを薄くし、コンパクト化できる。
【００１８】
次に図面を用いて説明する。図１Ａは本発明の一実施例におけるコネクタ１０の斜視図、図１Ｂは同コネクタ１０の平面図、図１Ｃは図１ＢのＩ−Ｉ線断面図である。このコネクタ１０は、金属ワイヤ１が厚さ方向に配列しており、かつ所定の位置に局在化している。この例では１８電極に対応する位置に存在しているが、電極数は１８〜２２極とすることもできる。電気絶縁性ゴム２は難燃性のウレタンゴムが好ましい。位置決め穴３又は位置決め凹部が形成されている。位置決め穴３の場合は厚さ方向に貫通しており、凹部の場合は貫通していない。位置決め穴３又は位置決め凹部は、キリ(ドリル）又はボーラーで穴あけしてもよいし、高温の金属棒をあてて溶解しても良い。コネクタの寸法は任意のものとすることができる。図１の例は縦７．０ｍｍ、横１２．０ｍｍ、厚み３．０ｍｍ、金属ワイヤ１の局在部は縦１．１ｍｍ、横０．６ｍｍの大きさとした。金属ワイヤの直径が１２〜２５μｍの場合、１電極に相当する部分に１０〜１００本集中しているのが好ましい。位置決め穴３の直径は１〜２ｍｍが好ましい。
【００１９】
図２Ａは本発明の別の実施例におけるコネクタ１１の斜視図、図２Ｂは同コネクタ１１の平面図、図２Ｃは図２ＢのII−II線断面図である。図１の例と異なるところは、金属ワイヤ４の局在部がベルト状になっている点である。本発明の金属ワイヤ４は１本１本が独立して電気絶縁性ゴム５内で存在しているので、ベルト状に配列していても問題ない。この例のように金属ワイヤ４がベルト状に配列していると、上下に配置するプリント配線基板や電子部品の電極数が変化しても対応できる。６は位置決め穴又は位置決め凹部である。
【００２０】
図３は本発明の一実施例におけるコネクタの製造装置の模式的説明図である。この製造装置は電磁石１７と巻き線１８と上金型１５と下金型１６を含む磁場成形装置１２とする。上金型１５の下面は、金属ワイヤ１４を垂直に配列させかつ局在化させるために凹凸に形成されている。本発明のコネクタを製造するには、まず、液状の熱硬化性電気絶縁性ゴム材料１３に所定長さの導電性金属ワイヤ１４多数本を混合し、これをポリエステル(PET)フィルム１９ｃ上に置いたベークライト樹脂枠内（１９ａ，１９ｂ）に流し込み、上からＰＥＴフィルム１９ｄで挟んで一定厚さのプレフォームにし、シート状のカプセルシートにする。次に、前記磁場成形装置１２で熱硬化性電気絶縁性ゴム１３材料の厚さ方向の上下面から、磁界をかけてワイヤを厚さ方向に配列させるとともに局在化させる。磁界をかけながら液状の熱硬化性ウレタンゴム材料を加熱硬化させ、厚みを整えながらシートにする。その後所定の大きさに打ち抜いて製品とする。位置決め穴又は位置決め凹部は成形時に同時に形成してもよいし、後に形成してもよい。液状の熱硬化性電気絶縁性ゴム材料の好ましい粘度は、１００〜１６００ｍＰａ・ｓの範囲である。また、磁場成形装置における好ましい磁場強度は４０〜３００ｍＴの範囲である。
【００２１】
ワイヤ配列ゴムコネクタは、エンボステーピングか又はトレーに収納されているのが好ましい。電子部品に組み込む際の自動供給に都合が良いからである。
【実施例】
【００２２】
以下実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。【００２３】
（１）難燃性
ＵＬ９４にしたがって評価した。
（２）伝送損失
Agilent社製ネットワークアナライザ：Agilent E5071、同軸ケーブル：SUCOFLEX 104を使用し、２枚のプリント配線基板の間に試料を挟み、Port-1から信号を出力し、Port-2で信号強度を測定した。測定周波数は０〜６ＧＨｚ（0〜6000MHz）とした。【００２４】
（実施例１）
（１）熱硬化性ウレタンゴム材料
液状の熱硬化性ウレタンゴム材料としてペルノックス社製商品名“ＭＵ−２０４Ａ／Ｂ”を使用した。この熱硬化性ウレタンゴム材料の混合初期粘度は２６０ｍＰａ・ｓであった。
（２）導電性金属ワイヤ
長さ３．０ｍｍ、直径１２μｍのステンレススチールＳＵＳ３０４線に下地めっきとして厚み０．５μｍのニッケルめっきし、その上に厚み０．２μｍの金めっきした。
（３）コネクタ材料の準備
前記液状の熱硬化性ウレタンゴム材料を１２０ｇと前記金属ワイヤ２．４ｇを採取し、容器内で混合して脱泡し、これを図３に示すようにポリエステル(PET)フィルム１９ｃ上に置いたベークライト樹脂枠内（１９ａ，１９ｂ）に流し込み、上からＰＥＴフィルム１９ｄで挟んで一定厚さのプレフォームにし、シート状のカプセルシートにした。
（４）磁場成形
前記磁場成形装置１２で前記カプセルシートの厚さ方向の上下面から、磁界をかけてワイヤを厚さ方向に配列させるとともに局在化させた。巻き線１８には３７Ｖ，２Ａの直流電流を流し、金型１５，１６間には１２０ｍＴの磁界をかけた。磁界をかけながら液状の熱硬化性ウレタンゴム材料を室温から０．５時間で５０℃まで昇温し、その温度で２時間保持して加熱硬化させた。硬化の進行に応じて厚みを整えながらシートにし、最終厚みを３．０ｍｍとした。次に、縦７ｍｍ、横１２ｍｍに打ち抜いた。その後、図１に示すように直径１．５ｍｍの位置決め穴２個をボーラーであけた。
（５）評価
得られたコネクタは１Ａ印加（ＡＣ）で合格であった。難燃性はＵＬ−９４規格でＶ−０であった。伝送損失は周波数６ＧＨｚで１ｄＢであった。伝送損失のデータを図５に示す。ウレタンゴム自体の特性は、色：透明〜半透明、硬度：２８(shore A)、引張強度：１．８ＭＰａ、体積抵抗率：６．０×１０１３Ω・ｃｍであった。【００２５】
（実施例２）
実施例１において、難燃性ウレタンゴムとしてペルノックス社製商品名“ＸＵ−１９６６２”、金属ワイヤとして長さ２．０ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同様に実施した。得られたコネクタは１Ａで２５０ＶのＡＣ用に合格であった。難燃性はＵＬ−９４規格でＶ−０であった。伝送損失は周波数６ＧＨｚで０ｄＢであった。伝送損失のデータを図６に示す。ウレタンゴム自体の特性は、色：透明〜半透明、硬度：３５(shore A)、引張強度：１．８ＭＰａ、体積抵抗率：６．０×１０１３Ω・ｃｍであった。【００２６】
（実施例３）
実施例２において、金属ワイヤとして長さ２．０ｍｍ、直径２５μｍのものを用いた以外は実施例１と同様に実施した。得られたコネクタは１Ａで２５０ＶのＡＣ用に合格であった。難燃性はＵＬ−９４規格でＶ−０であった。伝送損失は周波数６ＧＨｚで０ｄＢであった。伝送損失のデータを図７に示す。【００２７】
（比較例１）
図４に示す従来のハードディスク用コネクタ２０を用いて難燃性と伝送損失を評価した。図４に示す従来のコネクタ２０は、厚みが３．２ｍｍ、縦７ｍｍ、横１２ｍｍであり、ワイヤ２１と２２は固定部２３で固定されかつ絶縁されており、クロスに配列されている。ワイヤ２１，２２の先端部２１ａ，２２ａは下方にやや突出しており、圧接したときに上側に逃げるスペースが開いている。２４，２５は電極である。コネクタ母体２６は硬質樹脂で成形されている。この従来のコネクタの難燃性はＶ−０であり、伝送損失は周波数６ＧＨｚで７．７ｄＢであった。伝送損失のデータを図８に示す。【００２８】
以上の実施例１〜３及び比較例１に示すとおり、本発明の実施例品は難燃性が高く、かつ高周波領域における伝送損失の低いコネクタであることが確認できた。【００２９】
（実施例４）
実施例１において、金属ワイヤとして長さ３．１５ｍｍ、直径２５μｍのものを用いた以外は実施例１と同様に実施した。得られたコネクタは１Ａ印加（ＡＣ）で合格であった。難燃性はＵＬ−９４規格でＶ−０であった。伝送損失は周波数６ＧＨｚで１ｄＢであった。実施例１〜３に比較して伝送損失は高かったが従来品よりは低く、難燃性は合格であった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の導電ゴム部品は、ハードディスク装置以外にも携帯電話、パソコン、電子辞書、ナビゲーター、電卓、携帯ゲーム機、液晶表示装置、プラズマ表示装置、録画装置、録音装置などの電子部品に適用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１，４，１４  金属ワイヤ
２，５  電気絶縁性ゴム
３，６  位置決め穴又は位置決め凹部
１０，１１  コネクタ
１２  磁場成形装置
１３  液状熱硬化性ウレタンゴム材料
１５  上金型
１６  下金型
１７  電磁石
１８  巻き線
１９ａ〜１９ｂ  ベークライト樹脂枠
１９ｃ〜１９ｄ  ポリエステルフィルム
【図１】
2012132092.tif 000003
【図２】
2012132092.tif 000004
【図３】
2012132092.tif 000005
【図４】
2012132092.tif 000006
【図５】
2012132092.tif 000007
【図６】
2012132092.tif 000008
【図７】
2012132092.tif 000009
【図８】
2012132092.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月28日(2012.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性ゴムの厚さ方向に多数本の導電性金属ワイヤが表裏面に貫通して配列され、
前記導電性金属ワイヤは表裏面の所定の位置に配置される電気端子に電気接続可能に局在化しているワイヤ配列ゴムコネクタであって、
前記電気絶縁性ゴムは、ＵＬ−９４規格でＶ−０の難燃性ゴムであり、
前記難燃性ゴムは難燃性ウレタンゴムであることを特徴とするワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項２】
前記ワイヤ配列ゴムコネクタの伝送損失は、周波数６ＧＨｚで３ｄＢ以下である請求項１に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項３】
前記ワイヤ配列ゴムコネクタのゴム部分には位置決め穴又は位置決め凹部が形成されている請求項１又は２に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項４】
前記ワイヤ配列ゴムコネクタは、ハードディスク装置用プリント基板間の電気接続をするためのコネクタである請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項５】
前記ワイヤ配列ゴムコネクタは、エンボステープに収納されているか又はトレーに収納されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤ配列ゴムコネクタ。
【請求項６】
液状の熱硬化性の電気絶縁性ゴム材料に所定長さの導電性金属ワイヤ多数本を混合し、
前記ゴム材料の厚さ方向から、所定のパターンにパターニングされた電磁石により磁界をかけて前記導電性金属ワイヤを厚さ方向に配列させるとともに局在化させ、
この状態で前記ゴム材料を加熱硬化させ、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のワイヤ配列ゴムコネクタを製造することを特徴とするワイヤ配列ゴムコネクタの製造方法。
【請求項７】
前記液状の熱硬化性電気絶縁性ゴム材料の粘度は、１００〜１６００ｍＰａ・ｓの範囲である請求項６に記載のワイヤ配列ゴムコネクタの製造方法。
【請求項８】
前記磁界をかけて導電性金属ワイヤを厚さ方向に配列させる際の磁場強度は４０〜３００ｍＴの範囲である請求項６又は７に記載のワイヤ配列ゴムコネクタの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明のワイヤ配列ゴムコネクタは、電気絶縁性ゴムの厚さ方向に多数本の導電性金属ワイヤが表裏面に貫通して配列され、前記導電性金属ワイヤは表裏面の所定の位置に配置される電気端子に電気接続可能に局在化しているワイヤ配列ゴムコネクタであって、前記電気絶縁性ゴムは、ＵＬ−９４規格でＶ−０の難燃性ゴムであり、前記難燃性ゴムは難燃性ウレタンゴムであることを特徴とする。
【国際調査報告】
2012132092.tif 000011
2012132092.tif 000012
2012132092.tif 000013
2012132092.tif 000014