(57)【要約】【課題】複数の回路基板の接続を容易にする。【解決手段】一の被連結物を厚さ方向に貫通して設けられ、この貫通方向と交差する方向に弾性変形可能に、少なくとも表面が導電性材料により形成された第１の貫通部材１と、一の被連結物との間に厚さ方向に間隔をおいて設けられた他の被連結物を厚さ方向に貫通し、貫通方向と交差する方向に弾性変形可能に、少なくとも表面が導電性材料により形成された第２の貫通部材２と、第１の貫通部材１と第２の貫通部材２とを互いに電気的に連結し、前記貫通方向に弾性変形可能に形成された連結部材３とを有する接続装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の被連結物を厚さ方向に貫通して設けられ、この貫通方向と交差する方向に弾性変形可能に、少なくとも表面が導電性材料により形成された一の貫通部材と、
前記一の被連結物との間に厚さ方向に間隔をおいて設けられた他の被連結物を厚さ方向に貫通して設けられ、この貫通方向と交差する方向に弾性変形可能に、少なくとも表面が導電性材料により形成された他の貫通部材と、
これら一の貫通部材と他の貫通部材とを互いに電気的に連結し、前記貫通方向に弾性変形可能に形成された連結部材と、
を有する接続装置。
【請求項２】
前記一の貫通部材は、互いに対向して配置され、この対向する方向に弾性変形可能に互いに連結された複数の金属部材により構成された第一のコンタクトを有し、
前記他の貫通部材は、互いに対向して配置され、この対向する方向に弾性変形可能に互いに連結された複数の金属部材により構成された第二のコンタクトを有し、
前記連結部材は、前記第一のコンタクトと第二のコンタクトとを互いに連結する金属部材により構成された第三のコンタクトを有する、
請求項１に記載の接続装置。
【請求項３】
前記第一のコンタクト、第二のコンタクトは、板状をなす請求項２に記載の接続装置。
【請求項４】
前記第三のコンタクトは、板状をなす請求項２または３のいずれか一項に記載の接続装置。
【請求項５】
前記第一のコンタクト、第二のコンタクト、第三のコンタクトは、一体の帯状金属板の一部を所定形状に成形することにより形成された請求項２〜４のいずれか一項に記載の接続装置。
【請求項６】
前記第一のコンタクト、第二のコンタクト、第三のコンタクトの少なくともいずれかは、前記貫通方向を対角線方向とする菱形をなすことを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の接続装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の接続装置と、この接続装置の一の貫通部材が貫通する一の回路基板と、他の貫通部材が貫通する他の回路基板とを有する電子部品。
【請求項８】
それぞれ貫通孔を有する一の被連結物と他の連結物とを所定の相対位置に配置する工程と、
前記一の被連結物の貫通孔に弾性変形状態で挿入可能に構成された一の貫通部材、前記他の被連結物の貫通孔に弾性変形状態で挿入可能に構成された他の貫通部材、およびこれら一の貫通部材と他の貫通部材との間を弾性変形可能に連結する連結部材を弾性変形させながら前記一の被連結物および他の被連結物の貫通孔に通す工程と、
前記一の貫通部材を一の被連結物に位置合わせし、前記他の貫通部材を他の被連結物に位置合わせする工程と、
前記連結部材を弾性変形させながら前記一の被連結物と他の被連結物とを位置合わせする工程と、
を有する電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続装置、電子部品、および電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル通信機器の高性能化や小型化・低価格化が急速に進んでおり、複数基板間をケーブルで接続するのではなく、基板同士をコネクタで直接勘合させる場合がある。この用途に用いられるコネクタとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載されたコネクタは、２枚のプリント板のスルーホールを貫通するピンを用いている。このコネクタは、ピンの頭部に形成されたスリ割を利用してピンを弾性変形させてスルーホールに貫通させ、コイルばねの付勢によって、２枚の基板スルーホールにピンを接続する構成となっている。
また特許文献２に記載されたコネクタは、ばね変形可能な導体を基板に挿入して接続する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３４２１９４号公報
【特許文献２】特開２００６−１７２９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたコネクタは、接続すべき基板相互間のさまざまな間隔に対応させようとすると、勘合距離の自由度が足りなかったり、あるいは、勘合させる両基板の位置が制約されるといった制約が生じてしまい、小型化に適した実装ができないという課題がある。また、頭部のすり割の幅に相当する微小量だけ変形させたピンを基板に貫通させ、傘形部により抜け止めする構成であることから、貫通孔、あるいはピンを所定の寸法交差で形成するには高精度の加工が必要とされ、特に、貫通孔が小径の場合には製作が困難になるという課題がある。
【０００５】
また特許文献２に記載されたコネクタは、簡単な構成で基板の貫通孔へ取り付けることができるものの、複数の基板を相互に接続しようとする場合にそのまま適用することができるものではない。
【０００６】
本発明は上記課題を解決すべく提案されたもので、多様な配置とされた複数の回路基板を容易に接続する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第１態様にかかる接続装置は、一の被連結物を厚さ方向に貫通して設けられ、この貫通方向と交差する方向に弾性変形可能であって、少なくとも表面が導電性材料により形成された一の貫通部材と、前記一の被連結物との間に厚さ方向に間隔をおいて設けられた他の被連結物を厚さ方向に貫通して設けられ、この貫通方向と交差する方向に弾性変形可能に、少なくとも表面が導電性材料により形成された他の貫通部材と、これら一の部材と他の部材とを互いに電気的に連結し、前記貫通方向に弾性変形可能に形成された連結部材とを有することを特徴とする。また第１態様にかかる接続装置により一の基板と他の基板とを互いに連結して電子部品を構成することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２態様にかかる製造方法は、それぞれ貫通孔を有する一の被連結物と他の連結物とを所定の相対位置に配置する工程と、前記一の被連結物の貫通孔に弾性変形状態で挿入可能に構成された一の貫通部材、前記他の被連結物の貫通孔に弾性変形状態で挿入可能に構成された他の貫通部材、およびこれら一の貫通部材と他の貫通部材との間を弾性変形可能に連結する連結部材を弾性変形させながら前記一の被連結物および他の被連結物の貫通孔に通す工程と、前記一の貫通部材、他の貫通部材、および連結部材を弾性変形させながら前記一の被連結物および他の被連結物の貫通孔に通す工程と、前記一の貫通部材を一の被連結物に位置合わせし、前記他の貫通部材を他の被連結物に位置合わせする工程と、前記連結部材を弾性変形させながら前記一の被連結物と他の被連結物とを位置合わせする工程とによって電子部品を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、多様に配置された複数の電子基板の接続を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る接続装置を用いて、相互間隔が大きい回路基板間を接続した場合の縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る接続装置を用いて、相互間隔が小さい回路基板間を接続した場合の縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る接続装置を用いて、面方向にずれた回路基板間を接続した場合の縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る接続装置のコンタクトの拡大断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る接続装置を用いて、相互間隔が大きい回路基板間を接続した場合の縦断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る接続装置を用いて、相互間隔が大きい回路基板間を接続した場合の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の最少構成を示す第１実施形態について図１を参照して説明する。符号１は第１の貫通部材であり、一の被連結物を厚さ方向に貫通して設けられ、この貫通方向と交差する方向、すなわち、矢印Ａ、Ｂで示す図１の左右方向へ伸縮するように弾性変形可能に構成されている。また第１の貫通部材１は、少なくとも表面が導電性材料により形成されている。符号２は第２の貫通部材であり、前記一の被連結物の厚さ方向に間隔をおいて設けられた他の被連結物を貫通して設けられ、この貫通方向と交差する方向、すなわち、矢印Ａ、Ｂで示す図１の左右方向へ伸縮するように弾性変形可能に構成されている。また第２の貫通部材２は、少なくとも表面が導電性材料により形成されている。
【００１２】
符号３は、前記第１の貫通部材１と第２の貫通部材２とを電気的および機械的に連結する連結部材である。この連結部材３は、前記貫通方向、すなわち、図１に矢印Ｃ、Ｄで示す上下方向に伸縮するように弾性変形可能に構成されている。
【００１３】
第１実施形態の連結装置にあっては、第１の貫通部材１、第２の貫通部材２が矢印Ａ、Ｂ方向へ縮むように弾性変形することによって、例えば回路基板のような被連結物の貫通孔を通過することができる。また貫通孔を通過した後は、貫通孔の内径より大きく復元して貫通孔から抜け止めされる。前記連結部材３は、矢印Ｃ、Ｄで示す方向へ弾性変形することにより、第１の貫通部材１と第２の貫通部材２との間隔を被連結物たる回路基板の間隔（図１の上下方向への間隔）に応じて調整することができる。
【００１４】
次いで、第２実施形態について図２〜図５を参照して説明する。
第２実施形態では、図２のように両端にばね性を持った、第１の貫通部材１に対応するコンタクト１１と、第２の貫通部材２に対応するコンタクト２１と、同様にばね性を持った、連結部材３に対応するコンタクト３１とを有する金属端子を使用して、第１の回路基板４と第２の回路基板５との間を接続する構成となっている。
【００１５】
前記第１の回路基板４、第２の回路基板５には、厚さ方向に貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔には金属製のグロメット６が嵌め込まれている。第２実施形態の場合、前記グロメット６の内径部分が、第１の回路基板４、第２の回路基板５を貫通するスルーホール４１、５１（図示の場合、同一内径、同一長さの貫通孔）となっている。
【００１６】
前記コンタクト１１とコンタクト３１との間、およびコンタクト２１とコンタクト３１との間は、それぞれ直線部７によって連結されている。第２実施形態における連結装置は、例えば、前記グロメット６の内径より細幅の導体板を図２に示すような側面形状に曲げ加工等によって成形することにより、コンタクト１１、２１、３１、および直線部７が一体に形成され、図２の左右方向、あるいは、上下方向へ弾性変形することができるよう構成されている。
【００１７】
上記構成の連結装置にあっては、コンタクト１１がばねとして弾性変形することにより、幅（図２の左右方向の寸法）が可変であるため、コンタクト１１がなす菱形の鋭角側の角部をスルーホール４１内へ押し込むことにより、コンタクト１１の傾斜に沿ってスルーホール４１に押し込まれ、縦長状に縮小方向へ弾性変形しながら通過することができる。そして、スルーホール４１に挿し込んだ後は、図３に示すように、スルーホール４１より上方に突出してスルーホール４１の径より大きく弾性的に復元して拡径することにより、回路基板４あるいは５から容易に抜けないためのストッパーとしての役割を果たす。
【００１８】
すなわち、図２に示すように、回路基板４と５との間隔ｌが大きい場合は、コンタクト１１が弾性変形状態でグロメット６の内面に接触し、図３に示すように、回路基板４と５との間隔ｌが小さい場合は、コンタクト１１がグロメット６の上方位置でスルーホール４１の径より大きく弾性的に復元している。
【００１９】
またコンタクト３１もコンタクト１１、２１と同様に伸縮することができるが、コンタクト１１、２１とは弾性変形容易な方向が異なり、図３に示すように、垂直方向に潰れて横長の菱形となるように弾性変形し易いばねとなっている。これら左右方向（スルーホール４１の径方向）への弾性変形が容易なコンタクト１１、２１と、上下方向（スルーホール４１の貫通方向）への弾性変形が容易なコンタクト３１とを組み合わせることで基板間の距離や水平方向の位置関係が変化しても基板間の電気的結合を維持するが出来るようになる。またコンタクト１１、２１の弾性変形により、例えば図４に示すように、回路基板４と５との面に沿って図４の左右方向へ、スルーホール４１と５１との位置がずれている場合であっても、連結装置が弾性変形することによって、コンタクト１１、２１、３１、直線部７の一部または全部がグロメット６と接触して電気的に接続することができる。
【００２０】
さらにコンタクト３１には、図５に示すように、スルーホール４１（５１）に押し込まれたときにコンタクト１１、２１のように縦長に変形してスルーホール４１（５１）内に入ってしまわないための突起３２が設けられている。これによりコンタクト１１、２１とコンタクト３１との２種のコンタクトの伸縮方向をコントロールすることができる。前記コンタクト１１、２１は、スルーホールを貫通し、貫通後のストッパーとなるような水平方向に伸縮するばねとしての役割を果たし、コンタクト３１は、２枚のプリント基板４と５との間の距離ｌに応じて垂直方向に伸縮するばねとしての役割を果たしている。前記コンタクト１１、２１、３１は、金属板を成形することにより、単純な製造工程により製造することができ、回路基板４と回路基板５とを互いに電気的に接続する金属端子として機能することができる。
【００２１】
次に、第２実施形態の連結装置を用いて複数の回路基板を連結することにより、電子部品を製造する工程について説明する。
図２に示すように、上下2枚の回路基板４、５に対して、コンタクト１１と２１とを有した金属端子のコンタクト１１を各々の回路基板４、５のスルーホール４１、５１に通過させる。これにより、このコンタクト１１、２１、３１、および直線部７により一体に構成された金属端子（導電体により構成された接続装置）を介して上下の回路基板４１，５１が電気的に結合される。
【００２２】
第２実施形態にあっては、回路基板間の距離が変わる事に対して、下記のように作用することができる。すなわち回路基板４、５間の距離ｌが長い場合は図２のようにスルーホール４１とコンタクト１１とが接点８にて接触する。さらに、回路基板４、５間の距離ｌが図２より長くなった場合であっても、中間のコンタクト３１が垂直方向に伸びることで接点８がスルーホール４１に接触することができ、距離ｌが長い配置に対応することができる。
【００２３】
また、上下の回路基板４、５を分離したい場合は、これらの回路基板間の距離ｌが長くなる方向に引っ張り続けることで、コンタクト７を水平方向に縮小させ、スルーホール４１、５１を通り抜けさせて、コンタクト１１、２１、あるいは３１と回路基板４、５との接触をなくせばよい。なお、コンタクト１１、２１がスルーホール４１、５１を通り抜けて回路基板４、５との間の接続が分離してしまうまでを限度として、回路基板４、５の間の距離を長くして配置することができる。
【００２４】
一方、基板間の距離ｌが短い場合は、図３に示すようにスルーホール４１とコンタクト３１は接点９にて接触する。基板間距離ｌが短くなったことで接点９の部分がスルーホール４１、５１によって押されるが、このコンタクト３１の弾性変形と図５に示すような突起３２の存在により、コンタクト３１が垂直方向に潰れることで、図２における接点８の接触は維持できないが、接点９によって接触を維持させることが可能になる。すなわち、コンタクト３１は、図５の（Ａ）に示すように、突起３２がグロメット６の縁に突き当たることによってグロメット６内へ入ることができないのに対し、図５の（Ｂ）に示すように、突起３２がグロメット６の面に沿ってスライドすることにより、上下方向（貫通方向）に弾性変形することができる。なお、コンタクト１１、２１を縦長の菱形状に形成して幅方向への変形を容易にし、コンタクト３１を横長の菱形状に形成して上下方向への変形を容易にしても良い。
【００２５】
さらに、図４に示すようにコンタクト１１と２１とを有しているので、回路基板４、５の横方向（面に沿う方向）の位置が変わった場合であっても、これらコンタクト１１と２１との弾性により、上下の回路基板４、５が電気的に結合し続けることが可能になる。これにより、仮に回路基板４、５が、これらを収容するケース等へのネジ止め等による固定を伴わない構造であったとしても、コンタクト１１、２１がスルーホール４１、５１を抜けない範囲内であれば接触を維持させることができる。さらに、フローティング構造の基板実装時など基板間の水平位置関係が固定されない場合、場所によっては基板間距離ｌが異なるような構造においても基板間の電気的接続を維持することができる。
【００２６】
さらに、図２〜図４ではコンタクト１１〜コンタクト３１間、コンタクト２１〜３１間を単に直線部７によって接続しているが、図６、図７に示す第３実施形態のように変更しても良い。
具体的には、第２実施形態の直線部７に代えて、弾性変形可能な屈曲状に成形された形状であって、配線基板と交差する方向に変形可能なばね構造部７Ａとすることも有効である。
【００２７】
すなわち、弾性変形可能なばね構造部７Ａを設けることにより、勘合させる回路基板４、５の位置関係（面方向へのずれや面と交差する方向への距離）による制限をできるだけ少なくして、多少のずれにかかわらず、接点８と接点９の両方で安定した接触を確保することができ、上下の配線基板４、５の間での接触抵抗等の変動に伴うインピーダンス変化が少なくなるため、比較的高速な信号を通過させることができる。
【００２８】
図６に示すように、基板間距離ｌが比較的大きい場合は、ばね構造部７Ａが縮むことで接点８と接点９を接触させることができる。基板間距離ｌが小さい時は、コンタクト３１が潰れて接点９で接触しており、且つ、ばね構造部７Ａがコンタクト３１を引っ張ることで接点９の接触も維持することができる。
【００２９】
上記第３実施形態にあっては、端子に設けたばね構造部７Ａが回路基板の厚さ方向（コンタクトの貫通方向）に変形することにより、回路基板の勘合距離に応じて簡単に伸縮できる。また、ばね構造部７Ａが回路基板の面方向にも変形することができることにより、回路基板４、５の水平方向の位置関係に、ある程度の自由度を持たせることができ、例えば、回路基板４、５が筐体に対して移動可能（あるいは相対移動可能）なフローティング構造であっても接続することが可能となる。
【００３０】
上記各実施形態にあっては、接続装置を用いて二つの回路基板を接続する場合について説明したが、幅方向へ弾性変形可能なコンタクトを回路基板の枚数に応じた数だけ設け、これらの間をスルーホールへの貫通方向へ弾性変形可能なコンタクトによって連結する構造を採用しても良い。
【００３１】
コンタクトの具体的構造は、上記実施形態のように板状の金属を曲げ成形してなる部材の弾性変形を利用する構造に限定されるものではなく、例えば、グロメットと接触する剛体状の導体をばねによって連結し、ばねの弾性変形によって所定方向への変位を可能とした構造であっても良い。
コンタクトを構成する材料は、金属等の導体に限定されるものではなく、例えば、弾性変形可能なプラスチック材の表面（例えばグロメット等の回路基板との接触面）に金属めっき等により導電体被膜を設けたものであっても良い。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、電子部品の電気的接続に使用される接続装置、接続装置により接続された電子部品、およびその製造方法に関する。
【符号の説明】
【００３４】
１  第１の貫通部材
２  第２の貫通部材
３  連結部材
４  第１の回路基板
５  第２の回路基板
６  グロメット
７  直線部
７Ａ  ばね構造部
８  接点
９  接点
１１  コンタクト
２１  コンタクト
３１  コンタクト
３２  突起
４１  スルーホール
５１  スルーホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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