(57)【要約】【課題】第１の接続対象物と第２の接続対象物とを導通接続する複数の電極部を有する弾性コネクタについて、低荷重で好適な導電接続が可能であり、また、抵抗値の上昇を少なくすること。【解決手段】複数の電極部１３は、導電性粒子が数珠繋ぎに連続しており、前記第１の接続対象物に接触する一方の端面と、前記第２の接続対象物に接触する他方の端面とを有する導電路１１と、当該導電路１１の側面を保護する絶縁性のゴム状弾性体でなる保護被覆１２と、を有しており、前記複数の電極部１３は、一の電極部１３ａと他の電極部１３ｂとで前記両端面間の高さが異なるように形成しつつ、前記第1の接続対象物と前記第２の接続対象物の間に挟持された状態で当該一の電極部と当該他の電極部とで前記両端面間での圧縮率が前記両端面間の高さの高い電極部ほど大きくなるように配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の接続対象物と第２の接続対象物とを導通接続する複数の電極部を有する弾性コネクタにおいて、
前記複数の電極部は、その何れの電極部も導電性粒子が数珠繋ぎに連続しており、前記第１の接続対象物に接触する一方の端面と、前記第２の接続対象物に接触する他方の端面とを有する導電路と、当該導電路の側面を保護する絶縁性のゴム状弾性体でなる保護被覆と、を有しており、
前記複数の電極部は、一の電極部と他の電極部とで前記両端面間の高さが異なるように形成されつつ、前記第1の接続対象物と前記第２の接続対象物の間に挟持された状態で当該一の電極部と当該他の電極部とで前記両端面間での圧縮率が前記両端面間の高さの高い電極部ほど大きくなるように配置されることを特徴とする弾性コネクタ。
【請求項２】
前記第1の接続対象物と前記第２の接続対象物の間に挟持された状態で当該一の電極部と当該他の電極部とで前記両端面間の高さが同じになるように配置される請求項１記載の弾性コネクタ。
【請求項３】
前記複数の電極部の間には、前記複数の電極部を繋ぐ絶縁性のゴム状弾性体でなる連結部を有する請求項１または請求項２記載の弾性コネクタ。
【請求項４】
前記電極部の側面方向に当該電極部から突出する絶縁性のゴム状弾性体でなるベース部を有する請求項１〜請求項３何れか１項記載の弾性コネクタ。
【請求項５】
前記複数の電極部は、その一方側に位置する端面が互いに面一に形成されている請求項１〜請求項４何れか１項記載の弾性コネクタ。
【請求項６】
前記複数の電極部は２つである請求項１〜請求項５何れか１項記載の弾性コネクタ。
【請求項７】
前記複数の電極部を形成する複数の導電路のうち、露出した両端面間の高さが最も高い導電路の直径に対して、当該導電路の当該両端面間の高さが０．５〜４倍の長さである請求項１〜請求項６何れか１項記載の弾性コネクタ。
【請求項８】
前記複数の電極部を形成する複数の導電路のうち、前記高さの最も異なる２個の導電路の当該高さは、高さの高い方に比べて低い方が３０〜９０％の高さである請求項１〜請求項７何れか１項記載の弾性コネクタ。
【請求項９】
前記複数の電極部を形成する複数の導電路の直径が同じ長さである請求項１〜請求項８何れか１項記載の弾性コネクタ。
【請求項１０】
前記絶縁性のゴム状弾性体の硬度が、Ａ硬度で２０〜３０である請求項１〜請求項９何れか１項記載の弾性コネクタ。
【請求項１１】
前記連結部よりも前記複数の電極部の前記一方の端面側の保護被覆が前記導電路の導電方向に突出している請求項３記載の弾性コネクタ。
【請求項１２】
前記複数の電極部の一方の端面には金属部が形成されている請求項１〜請求項１１何れか１項記載の弾性コネクタ。
【請求項１３】
複数の電極部を有する弾性コネクタによって第１の接続対象物と第２の接続対象物とを導通接続する導通接続方法において、
前記複数の電極部は、その何れの電極部も導電性粒子が数珠繋ぎに連続しており、前記第１の接続対象物に接触する一方の端面と、前記第２の接続対象物に接触する他方の端面とを有する導電路と、当該導電路の側面を保護する絶縁性のゴム状弾性体でなる保護被覆と、を有し、当該端面間の高さが一の電極部と他の電極部とで異なるように形成されており、
前記第1の接続対象物または前記第２の接続対象物に対して前記複数の電極部が段階的に接触していくことを特徴とする弾性コネクタによる導通接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続対象物間を導電接続するための弾性コネクタと、その弾性コネクタを用いた接続対象物間の導通接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対向する回路基板の電極間や回路基板と電子部品との電極間などを電気的に接続したり、回路基板上の電子部品に溜まった静電気や電磁波のノイズを逃がすアース目的で回路基板と金属製筺体との間に挟んだりして用いる弾性コネクタが知られている。
【０００３】
こうした接続対象物間に弾性コネクタを設置する場合、接続対象物による押圧荷重が高すぎると弾性コネクタが座屈したり、筐体などの接続対象物の一部が反ったりするなどの不具合を生じるため、押圧荷重が低くても適切な導電接続が可能となるように、弾性コネクタのゴム材料を低硬度にする改良がなされている。しかしながら、ゴム材料が柔らかすぎると、弾性コネクタに対する圧縮が進むにつれて導電性粒子の配向が乱れ抵抗値が上昇する問題がある。この弾性コネクタの座屈の問題を回避するため、ある一定の高さまで硬質の補強芯材を弾性コネクタ内に設ける技術が特開２０１３−２６１４０号公報（特許文献１）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２６１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、弾性コネクタ内に補強芯材が組み込まれると、弾性コネクタが硬くなるために、圧縮した時の荷重値が上昇し、筐体の反り解消のための圧縮荷重の低下には繋がらなかった。
【０００６】
そこで本発明は、低荷重で好適な導電接続が可能であり、また、抵抗値の上昇の少ない弾性コネクタを提供することを目的とする。また、こうした弾性コネクタを用いた接続対象物間の導通接続方法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】
上記目的を達成するため、本発明は次の弾性コネクタを提供する。即ち、本発明は、第１の接続対象物と第２の接続対象物とを導通接続する複数の電極部を有する弾性コネクタについて、前記複数の電極部は、その何れの電極部も導電性粒子が数珠繋ぎに連続しており、前記第１の接続対象物に接触する一方の端面と、前記第２の接続対象物に接触する他方の端面とを有する導電路と、当該導電路の側面を保護する絶縁性のゴム状弾性体でなる保護被覆と、を有しており、前記複数の電極部は、一の電極部と他の電極部とで前記両端面間の高さが異なるように形成されつつ、前記第1の接続対象物と前記第２の接続対象物の間に挟持された状態で当該一の電極部と当該他の電極部とで前記両端面間での圧縮率が前記両端面間の高さの高い電極部ほど大きくなるように配置されることを特徴とした構成を備えている。
【０００８】
前記弾性コネクタは、第１の接続対象物と第２の接続対象物とを導通接続する複数の電極部を有することとして構成したため、弾性コネクタの特性の指標となる抵抗値や押圧荷重を複数の電極部の備える特徴の総和として表出させることができる。そのため、電極部ごとに特性を変化させることができる。
【０００９】
また前記弾性コネクタの複数の電極部は、導電性粒子が数珠繋ぎに連続しており、前記第１の接続対象物に接触する一方の端面と、前記第２の接続対象物に接触する他方の端面とを有する導電路と、当該導電路の側面を保護する絶縁性のゴム状弾性体でなる保護被覆と、を有するものとして構成したため、電極部ごとに接続対象物に接続できる。また、導電路を絶縁性の保護被覆で覆っているため、複数の導電路を互いに絶縁するとともに、押圧により配向が乱れ易い導電路を保護することができる。
【００１０】
前記弾性コネクタの複数の電極部は、一の電極部と他の電極部とで前記両端面間の高さが異なるように形成されつつ、前記第1の接続対象物と前記第２の接続対象物の間に挟持された状態で当該一の電極部と当該他の電極部とで前記両端面間での圧縮率が前記両端面間の高さの高い電極部ほど大きくなるように配置されるため、弾性コネクタを圧縮し続ける組み付け時に、抵抗値を下げることができるので接続対象物間の安定した導通を維持することができる。加えて、押圧荷重の大きな上昇を抑えることができるので組み付け時やその後の接続対象物の反りのおそれを無くすことができる。
【００１１】
前記弾性コネクタは、換言すれば、高さのある第１電極部とそれより高さの低い第２電極部とをセットにして一の電極を形成するので、接続対象物と接続対象物の間の組み付け許容範囲の大きな弾性コネクタとすることができる。即ち、厚みが大きなデバイスは製造公差が大きくなり易く、中央値よりも厚みが薄い場合には弾性コネクタの座屈や荷重上昇の問題を起こし易く、厚みが厚い場合には弾性コネクタに対する十分な押圧ができず、何れの場合も好適な組み付けができないおそれがある。しかしながら、本発明の弾性コネクタは、接続対象物間の厚みに対する許容範囲を大きくし得るので、接続対象物間の長さの公差が大きくなりがちな大きなデバイスについても好適に適用できる。また、スマートフォンやノートＰＣ等の携帯機器を落とした時の衝撃に対する許容性が高く、接続対象物のズレによる接点不良が生じ難い。こうした弾性コネクタの一の実施態様としては、接続対象物間の公差が０．５±０．３ｍｍである接続対象物間に挟持できる弾性コネクタとすることができる。
【００１２】
前記弾性コネクタは、前記第1の接続対象物と前記第２の接続対象物の間に挟持された状態で当該一の電極部と当該他の電極部とで前記両端面間の高さが同じになるように配置されるものとして構成できる。前記第1の接続対象物と前記第２の接続対象物の間に挟持された状態で当該一の電極部と当該他の電極部とで前記両端面間の高さが同じになるように配置されるため、弾性コネクタを組み付ける抵抗値を下げることができ接続対象物間の安定した導通を維持することができる。加えて、押圧荷重の大きな上昇を抑えることができるので組み付け時やその後の接続対象物の反りのおそれを無くすことができる。
【００１３】
前記弾性コネクタは、複数の電極部の間にその複数の電極部を繋ぐ絶縁性のゴム状弾性体でなる連結部を有するものとして構成できる。複数の電極部の間にその複数の電極部を繋ぐ絶縁性のゴム状弾性体でなる連結部を有する構成としたため、２つの電極部間に適当な距離をおき、互いの導電路を平行に維持することができる。更に、連結部を絶縁性のゴム状弾性体とすることで、弾性コネクタを圧縮した時の荷重をより低く抑えることができる。仮に、連結部を銀フィラーにした場合に、導通性は良くなるかもしれないが、弾性コネクタ全体が硬くなり、荷重が急激に上昇する恐れがある。また、材料コストも嵩みデメリット要素が大きくなる。
【００１４】
前記弾性コネクタは、電極部の側面方向に当該電極部から突出する絶縁性のゴム状弾性体でなるベース部を有するものと構成できる。前記弾性コネクタは電極部の側面方向に当該電極部から突出する絶縁性のゴム状弾性体でなるベース部を有するため、弾性コネクタの取扱い性を高め、また電極部の折れ曲がりや座屈を生じ難くすることができる。
【００１５】
前記弾性コネクタは、前記複数の電極部をその一方側に位置する端面が互いに面一に形成されているものとして構成できる。前記弾性コネクタの複数の電極部をその一方側に位置する端面が互いに面一に構成したため、接続対象物の一方にはんだ付け等で設置し、固定し易く、もう一方の接続対象物による弾性コネクタへの押圧方向を好適な方向とし易い。そのため、好適な組み付けを行い易い。
【００１６】
前記弾性コネクタは、前記複数の電極部を２つとすることができる。前記弾性コネクタは、前記複数の電極部を２つとしたため、互いに高さの異なる電極部を２つ設けただけで、低荷重であり、抵抗値の上昇し難い弾性コネクタとすることができる。また、簡単に２つの電極部を形成することができる。
【００１７】
前記弾性コネクタは、前記複数の電極部を形成する複数の導電路のうち、露出した両端面間の高さが最も高い導電路の直径に対して、当該導電路の当該両端面間の高さが０．５〜４倍の長さであるものと構成できる。電極高さの最も高い導電路の高さをその導電路の直径に対して０．５〜４倍の長さに構成したため、折れ曲がりや座屈を起こし難く、低荷重で接続対象物間の導電接続が可能となる。
【００１８】
前記弾性コネクタは、前記複数の電極部を形成する複数の導電路のうち、前記高さの最も異なる２個の導電路の当該高さは、高さの高い方に比べて低い方が３０〜９０％の高さに構成できる。前記弾性コネクタは、高さの低い方の導電路を高い方の導電路に比べて３０〜９０％の高さにしたため、高さの高い方の電極部が押圧されすぎる前に高さの低い方の電極部に押圧荷重を分配することができる。そのため、押圧による抵抗値の上昇を抑えることができる。
【００１９】
前記弾性コネクタは、前記複数の電極部を形成する複数の導電路の直径が同じ長さであるものとして構成できる。前記複数の電極部を形成する複数の導電路の直径が同じ長さであるものとして構成したため、導電路の形成が容易である。
【００２０】
前記弾性コネクタは、絶縁性のゴム状弾性体の硬度をＡ硬度で２０〜３０に構成できる。前記弾性コネクタの絶縁性のゴム状弾性体の硬度をＡ硬度で２０〜３０に構成したため、３Ｎ以下の低荷重で押圧でき折れ曲がりや座屈を起こさずに接続対象物間を導電接続する弾性コネクタとすることができる。
【００２１】
前記弾性コネクタは、前記連結部よりも前記複数の電極部の前記一方の端面側の保護被覆が前記導電路の導電方向に突出しているものとして構成できる。前記弾性コネクタについて前記連結部よりも前記複数の電極部の前記一方の端面側の保護被覆が前記導電路の導電方向に突出しているものとして構成したため、前記保護被覆が前記連結部よりも導電方向に突出した導電路の端部では、電極部のみが接続対象物と接触するため、弾性コネクタに対する押圧荷重を抑制することができる。反対に電極部だけでなく連結部も接続対象物に接触すると連結部を押圧するための荷重が余分にかかり押圧荷重が高くなることになるため、連結部よりも電極部を突出させてこうした押圧荷重の上昇を抑えている。
【００２２】
前記弾性コネクタは、前記第１電極部の導電路の高さが６０％圧縮された際の押圧荷重が３Ｎ以下である弾性コネクタとすることができる。前記第１電極部の導電路の高さが６０％圧縮された際の押圧荷重が３Ｎ以下である弾性コネクタとしたため、押圧荷重が３Ｎ以下という低荷重で６０％圧縮できる弾性コネクタである。
【００２３】
上記構成によれば、圧縮率が６０％の時点で荷重が３Ｎ以下であるので、弾性コネクタの組み付け時に筐体等の接続対象物を反らせるリスクを低減することができる。一般的に弾性コネクタは、圧縮率１０〜２０％の範囲で使用することが多くこの時点で荷重は１〜２Ｎ程度であるが、圧縮率をこれよりも大きくすると荷重がかなり大きくなるのに対して、荷重を３Ｎ以下に抑えて圧縮率の６０％を達成できる点で好適である。
【００２４】
また、前記弾性コネクタは、押圧を受けると圧縮開始から圧縮終わりまで、抵抗値が下がり続けるとともに、圧縮率６０％時点で、抵抗値が０．１５Ω以下とすることができる。圧縮率が６０％時点で抵抗値が０．１５Ω以下を達成できれば、大きなサイズのデバイス等であって、接続対象物間の間隔に大きなバラツキがあるようなＡＳＳＹ品であっても、弾性コネクタの組み付け時に、圧縮率が６０％となるような大きな圧縮がなされても安定的な導電性を維持することができるため、このバラツキに対する許容性を高めることができる。
【００２５】
前記弾性コネクタは、前記複数の電極部の一方の端面には金属部が形成されているものとして構成できる。前記弾性コネクタは、前記複数の電極部の一方の端面には金属部が形成されているものとして構成したため、はんだ付けを利用して接続対象物に組み付けし易い弾性コネクタである。
【００２６】
また本発明は弾性コネクタによる次の導通接続方法を提供する。即ち、複数の電極部を有する弾性コネクタによって第１の接続対象物と第２の接続対象物とを導通接続する導通接続方法について、前記複数の電極部は、その何れの電極部も導電性粒子が数珠繋ぎに連続しており、前記第１の接続対象物に接触する一方の端面と、前記第２の接続対象物に接触する他方の端面とを有する導電路と、当該導電路の側面を保護する絶縁性のゴム状弾性体でなる保護被覆と、を有し、当該端面間の高さが一の電極部と他の電極部とで異なるように形成されており、前記第1の接続対象物または前記第２の接続対象物に対して前記複数の電極部が段階的に接触していくことを特徴とする弾性コネクタによる導通接続方法である。
【００２７】
弾性コネクタには高さの異なる複数の電極部を備え、前記第1の接続対象物または前記第２の接続対象物に対して前記複数の電極部が段階的に接触していくため、弾性コネクタへの圧縮に対する押圧荷重を低く抑えることができ、また抵抗値の上昇を抑えることができる。加えて、接続対象物に対して高さが異なる複数の接続部の一部が接触しただけでも導通接続させることができる。したがって、この導通接続方法を、多段階センサーに応用したり、複数の電極部のうちのいくつかのみを導通接続するように利用したりすることも可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の弾性コネクタによれば、圧縮に対する押圧荷重を低く、抵抗値の上昇を抑えることができる弾性コネクタである。
【００２９】
また、本発明の導通接続方法によれば、圧縮に対する押圧荷重を低く、抵抗値の上昇を抑えることができ、また接続対象物に対して高さが異なる複数の接続部の一部が接触しただけでも導通接続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態の弾性コネクタの平面図である。
【図２】図１の弾性コネクタのII−II線断面図である。
【図３】図１の弾性コネクタを接続対象物間に組み付ける前の状態を説明する説明図である。
【図４】図１の弾性コネクタを接続対象物間に組み付ける途中の状態を説明する説明図である。
【図５】図１の弾性コネクタを接続対象物間に組み付けた状態を説明する説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態の弾性コネクタの変更形態の図２相当断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の弾性コネクタを示し、分図７（ａ）は一の弾性コネクタの図２相当断面図、分図７（ｂ）は別の一の弾性コネクタの図２相当断面図、分図７（ｃ）はさらに別の一の弾性コネクタの図１相当平面図である。
【図８】比較のための弾性コネクタの平面図である。
【図９】図８の弾性コネクタのIX−IX線断面図である。
【図１０】本発明の弾性コネクタの押圧−抵抗、荷重関係を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の別の弾性コネクタの押圧−抵抗、荷重関係を示すグラフ図である。
【図１２】本発明のまた別の弾性コネクタの押圧−抵抗、荷重関係を示すグラフ図である。
【図１３】本発明のさらにまた別の弾性コネクタの押圧−抵抗、荷重関係を示すグラフ図である。
【図１４】比較のための２本の電極部の高さが等しい弾性コネクタの押圧−抵抗、荷重関係を示すグラフ図である。
【図１５】比較のための１本の電極部のみを有する弾性コネクタの押圧−抵抗、荷重関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の弾性コネクタについて実施形態に基づいて詳しく説明する。各実施形態において重複する部位には同じ符号を付け、また重複する機能、材質、製造方法、作用効果等についてはその説明を省略する。
【００３２】
第１実施形態[図１〜図５]：
【００３３】
本実施形態の弾性コネクタ１０の平面図を図１に、その断面図を図２に示す。この弾性コネクタ１０は、導電性粒子が数珠繋ぎに、図２の上下方向に配向する導電路１１ａと、当該導電路１１ａの側面を保護する絶縁性のゴム状弾性体でなる保護被覆１２ａとで形成される第１電極部１３ａと、この第１電極部１３ａと同様の材質からなる導電路１１ｂと保護被覆１２ｂとで形成される第２電極部１３ｂを有している。そして、この２つの電極部１３ａ，１３ｂの間には、この２つの電極部１３ａ，１３ｂを繋ぐ連結部１４を備えており、また、２つの電極部１３ａ，１３ｂには、これら電極部１３ａ，１３ｂから側面方向に突出するベース部１５を有している。なお、保護被覆１２ａ，１２ｂと同様に連結部１４やベース部１５は絶縁性のゴム状弾性体で形成されており、これらの部位は同一の材質から一体成形で形成したものである。これらの部位をまとめて絶縁部１６とも言うものとする。また、図２では保護被覆１２ａ，１２ｂと、連結部１４、ベース部１５の部位を区別するための境界を破線で示している。
【００３４】
第１電極部１３ａの両端面ａ１，ａ２は外部に露出し、第２電極部１３ｂの両端面ｂ１，ｂ２もまた外部に露出している。そして、その一方側の端面、即ち図２における下側端面ａ２，ｂ２が互いに面一に形成されている。こちら側の面を弾性コネクタ１０の底面とすると、底面が面一である方が接続対象物の一方にはんだ付け等で設置し易く、その後、高さが異なる第１電極部１３ａの上面をもう一方の接続対象物で圧接し易くなる。
【００３５】
電極を形成する２つの導電路１１ａ，１１ｂは、その両端面ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２で露出する導電路の直径が何れも等しく形成されており、０．３〜１．５ｍｍとすることができる。直径が０．３ｍｍよりも小さいと、その取扱いが困難であり作業性が劣る。また、直径が１．５ｍｍよりも大きいと、弾性コネクタ１０の大きさが大きくなりすぎ、基板間の導通や基板と電子部品との導通目的のために過大品質となる。
【００３６】
前記導電路１１ａ，１１ｂのうちの高さの高い方の導電路１１ａの高さ、即ち、下側端面ａ２から上側端面ａ１までの長さは、０．５〜６ｍｍとすることができる。高さが０．５ｍｍよりも低いと、その取扱いが困難であり作業性が劣る。また、高さが６ｍｍよりも大きいと、接続対象物間で座屈し易く、適正に配置させることができず、好適な接続対象物間の導電接続を損なうおそれがある。
【００３７】
そしてまた第１電極部１３ａ側の導電路１１ａの高さはその端面ａ２に露出する導電路１１ａの直径に対して、０．５〜４倍の長さの範囲にあることが好ましい。０．５倍の長さよりも低いと、その取扱いが困難であり作業性が劣る。また、４倍の長さよりも高いと、接続対象物間で座屈し易く、適正に配置させることができず、好適な接続対象物間の導電接続を損なうおそれがある。この導電路１１ａの直径に対する高さの比は、第２電極部１３ｂにおける導電路１１ｂにおいても概ね同様である。
【００３８】
２つの導電路１１ａ，１１ｂのうち、高さの高い方の導電路１１ａの高さに対して、高さの低い方の導電路１１ｂの高さは３０〜９０％の高さに設定されることが好ましい。その高さの割合が３０％よりも低いと、２つの導電路１１ａ，１１ｂの間で高さの差がありすぎて、高さの低い導電路１１ｂが好適に接続対象物間で押圧を受ける以前に高さの高い導電路１１ａが押圧されすぎて抵抗値の上昇が起こるおそれがあるからである。一方、その高さの割合が９０％よりも大きいと、高さの低い導電路１１ｂと高さの高い導電路１１ａとの間で高さの違いが少なく、２つの導電路１１ａ，１１ｂの高さを変えた効果が生じ難いからである。
【００３９】
こうした弾性コネクタ１０は、図３で示すように、第１電極１３ａの上側端面ａ１と第２電極１３ｂの上側端面ｂ１は一の接続対象物Ｆａの一の接続面Ｆ１に対向して配置し、第１電極１３ａの下側端面ａ２と第２電極１３ｂの下側端面ｂ２は他の一の接続対象物Ｆｂの一の接続面Ｆ２に対向して配置される。接続面Ｆ１や接続面Ｆ２は平坦面であることが好ましい。こうした平坦面に対して、そこからの距離の異なる端面を接触させることが弾性コネクタ１０の特徴の一つであるからである。
【００４０】
２つの接続対象物Ｆａ，Ｆｂ間に弾性コネクタ１０を組み付けるには、第１電極部１３ａと第２電極部１３ｂそれぞれの下側端面ａ２，ｂ２を他の一の接続対象物Ｆｂの一の接続面Ｆ２に接触させた状態から、図４で示すように、第１電極部１３ａの上側端面ａ１を一の接続対象物Ｆａの一の接続面Ｆ１に接触させる。そして、一の接続対象物Ｆａと他の一の接続対象物Ｆｂとで第１電極部１３ａを押圧して圧縮し、一の接続対象物Ｆａの一の接続面Ｆ１と第２電極部１３ｂの上側端面ｂ１も接触させる。このように第１電極部１３ａと第２電極部１３ｂが段階的に一の接続対象物Ｆａと他の一の接続対象物Ｆｂとの間に挟持されるようになる。
【００４１】
こうして弾性コネクタ１０を２つの接続対象物Ｆａ，Ｆｂ間に組み付けた状態を図５で示す。第１電極部１３ａの上側端面ａ１と第２電極部１３ｂの上側端面ｂ１が一の接続対象物Ｆａの一の接続面Ｆ１に接触し、第１電極部１３ａの下側端面ａ２と第２電極部１３ｂの下側端面ｂ２が他の一の接続対象物Ｆｂの一の接続面Ｆ２に接触する。そして弾性コネクタ１０が一の接続対象物Ｆａと他の一の接続対象物Ｆｂとを導電接続する。したがって接続対象物側からみれば、接続対象物Ｆａの一の接続面Ｆ１である平坦面に高さの異なる第１電極部１３ａの端面ａ１と第２電極部１３ｂの端面ｂ１が接触するのであり、弾性コネクタ１０では、第１電極部１３ａと第２電極部１３ｂとで１つの電極１７を形成する。
【００４２】
導電路１１は、ゴム状基材に分散させた導電粒子（導電体）が導電方向（図２では上下方向）に数珠繋ぎに配向しており、導通路となる部位である。導電体の材質には、金属、セラミックなどによる粒子状、繊維状、細線状のものが挙げられる。導電体には磁性導電体を用いる場合には、例えば、ニッケル、コバルト、鉄、フェライト、またはそれらを多く含む合金などが挙げられる。他にも良導電性の金、銀、白金、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、パラジウム、コバルト、クロムなどの金属類、ステンレス、真鍮などの合金類、樹脂、絶縁性セラミックなどからなる粉末や細線を磁性導電体でめっきしたもの、あるいは磁性導電体に良導電性の金属をめっきしたものなどを用いることができる。また、他の導電路の構成として、絶縁性のゴム状基材に導電体を均一分散させた導電ゴムとすることができる。この場合の導電体の材質としては、良電性の金属、樹脂、セラミック、カーボンブラックなどが挙げられる。
【００４３】
絶縁部１６である保護被覆１２や連結部１４、ベース部１５は、絶縁性のゴム状弾性体で形成される。その材質には、熱硬化性ゴムや熱可塑性エラストマーが使用できる。例えば、天然ゴム、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロプレンゴム、クロロスルホンゴム、ポリエチレンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル熱可塑性エラストマー、フッ化系樹脂熱可塑性エラストマー、イオン架橋系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。後述するように金型中で加熱硬化する場合は熱硬化性ゴムが好ましく、なかでも耐熱性の高いシリコーンゴム、フッ素ゴムがより好ましい。
【００４４】
絶縁部１６のゴム状弾性体の硬度は、ＪＩＳＫ６２５３に準じてＡ硬度で２０〜３０に構成することは好ましい。ゴム状弾性体の硬度をＡ硬度で２０〜３０とすれば、１電極を複数の電極部で形成する弾性コネクタを得ることができる。Ａ硬度で２０よりも低ければ、最も高さの高い電極部の折れ曲がりや座屈による絶縁不良を招くおそれがある。Ａ硬度で３０よりも高ければ、圧縮による荷重上昇が大きくなり筐体などの接続対象物に反りを生じさせるおそれがある。
【００４５】
第１実施形態の変形例[図６]：
【００４６】
図６には変形形態である弾性コネクタ２０を示す。この弾性コネクタ２０は、前記弾性コネクタ１０と比較して第１電極部１３ａと第２電極部１３ｂの一方側端面ａ２，ｂ２側、即ち、弾性コネクタ２０の底面に銅箔からなる金属部１７を設けた点が異なる。金属部１７を設けることで導電路１１ａ，１１ｂを相互に導通させるとともに、はんだ付けして容易に接続対象物Ｆｂに組み付けることができる。
【００４７】
弾性コネクタ１０，２０を製造するには、導電路１１となる磁性導電性粒子をゴム状弾性体中に磁場配向させる方法を採用することができる。硬化してゴム状弾性体となる液状ゴム中に磁性導電性粒子を分散させた原料組成物と、磁性ピンを配した上型と下型からなる金型を準備する。そして、この金型に原料組成物を注入し、磁場を印加して液状ゴム中に磁性導電性粒子を磁場配向させる。そして液状ゴムを硬化させることで弾性コネクタ１０を得ることができる。電極部１３の一方の端面に金属部１７を形成する場合には予め金属部１７となる金属片を金型内にインサートしておくことで、金属部１７が一体化した弾性コネクタ２０を得ることができる。金属部１７を有する弾性コネクタ２０は、金属部１７を接続対象物Ｆｂにはんだ付けすることで弾性コネクタ２０の接続対象物Ｆｂ上への表面実装を行うことができる。
【００４８】
第２実施形態[図７(ａ)]：
【００４９】
図７(ａ)には本実施形態の弾性コネクタ３０ａを示す。第１実施形態の弾性コネクタ１０，２０では第１電極部１３ａと第２電極部１３ｂの２つの電極部を有していたのに対し、本実施形態の弾性コネクタ３０ａでは、さらに第３電極部１３ｃを有し３つの電極部を備えている。弾性コネクタ３０ａでは、第３電極部１３ｃの導電路が３つの電極部の中で最も短いものとして形成しており、第１電極部１３ａから第３電極部１３ｃまで横一列にこの順に並んだ形状に構成されている。弾性コネクタ３０ａもまた、低荷重で好適な導電接続が可能であり、また、抵抗値の上昇の少ない弾性コネクタである。
【００５０】
第２実施形態の変形例[図７(ｂ)，図７(ｃ)]：
【００５１】
図７(ｂ)には第２実施形態の変形例の弾性コネクタ３０ｂを示す。弾性コネクタ３０ａと比較して３つの電極部１３ａ〜１３ｃの並び方が異なり、導電路の最も長い第１電極部１３ａが横に並んだ３つの電極部の中心に形成されている。
【００５２】
図７(ｃ)には第２実施形態の別の変形例の弾性コネクタ３０ｃを示す。弾性コネクタ３０ａ，３０ｂでは３つの電極部が横一列に形成されていたのと比較して、この弾性コネクタ３０ｃでは、各電極部１３ａ〜１３ｃが三角形の頂点位置を占めるように形成されている。こうした弾性コネクタ３０ｂ，３０ｃもまた、低荷重で好適な導電接続が可能であり、抵抗値の上昇の少ない弾性コネクタである。
【実施例】
【００５３】
弾性コネクタの製造：
【００５４】
図１で示す形状の弾性コネクタを製造した。この弾性コネクタの大きさは、第１電極部の導電路の高さを１．３ｍｍ、その導電路の直径を０．５ｍｍ、この導電路に保護被覆を含めた端面の直径を０．８ｍｍ、第２電極部の導電路の高さを１．０ｍｍ、その導電路の直径を０．５ｍｍ、この導電路に保護被覆を含めた端面の直径を０．８ｍｍ、連結部の高さを０．５ｍｍとし、２つの導電路の中心間距離を１．３ｍｍ（導電路の末端間距離０．８ｍｍ）、端面が面一となっている側の底面の幅を２．５ｍｍ、この底面の奥行きを１．０ｍｍとした。底面にはさらに同じ大きさで厚さ３５μｍの金属部を設けた。材質は、導電路には磁性導電粒子として銀被覆ニッケルフィラーを用い、絶縁部はＡ硬度３０である液状シリコーンゴムの硬化物で形成した。金属部には銅板を用いた。この弾性コネクタを試料１とした。
【００５５】
また、第１電極部の導電路の高さを０．９５ｍｍ、第２電極部の導電路の高さを０．６５ｍｍとする以外は試料１と同じ大きさ、形状で、絶縁部の硬度をＡ硬度２５とした弾性コネクタを試料２とした。
【００５６】
さらに、第１電極部の導電路の高さを０．９５ｍｍ、第２電極部の導電路の高さを０．８ｍｍとする以外は試料１と同じ大きさ、形状で、絶縁部の硬度をＡ硬度２５とした弾性コネクタを試料３とした。
【００５７】
さらにまた、第１電極部の導電路の高さを０．９５ｍｍ、第２電極部の導電路の高さを０．８ｍｍとする以外は試料１と同じ大きさ、形状で、絶縁部の硬度もＡ硬度３０とした弾性コネクタを試料４とした。
【００５８】
比較のため、試料１の第２電極部を第１電極部と同じ大きさ、形状のものに代替させて高さの等しい２本の電極部を備える弾性コネクタを製造した。この弾性コネクタを試料５とした。
【００５９】
また、比較のため、１本の電極部のみを備える図８および図９で示す形状の弾性コネクタＲを製造した。この弾性コネクタの大きさは、第１電極部の導電路の高さを１．３ｍｍ、その導電路の直径を０．７ｍｍ、この導電路に保護被覆を含めた端面の直径を１ｍｍとし、底面の幅を２．５ｍｍ、この底面の奥行きを１．０ｍｍとした。底面にはさらに試料１と同様に金属部を設けた。材質は試料１と同じである。この弾性コネクタを試料６とした。
【００６０】
荷重抵抗測定試験：
【００６１】
荷重測定機（AIKOH ENGINEERING社製）を用いて、前記試料１〜試料６の弾性コネクタを押圧したときの導電路の高さの変化に基づく荷重値を求め、抵抗測定機（ＮＥＣ社製「REMOTE SCANNER Jr.DC3100」）を用いて抵抗値の変化を求めた。試料１に対する結果を図１０、試料２に対する結果を図１１、試料３に対する結果を図１２、試料４に対する結果を図１３、試料５に対する結果を図１４、試料６に対する結果を図１５に示す。図１０〜図１５において、左縦軸は抵抗値（Ω）、右縦軸は荷重値（Ｎ）、横軸は、第１電極部の導電路の高さ変化を示す。
【００６２】
考察：
【００６３】
電極部が１つの試料６では、弾性コネクタを押し始めると、暫くは抵抗値が下がり続けるが、その後、抵抗値が上昇してくる。これは、導電路が潰されて広がることで導電路を構成する導電性粒子の配向が乱れることが原因であると考えられる。更に押圧を続けると、抵抗値の上昇がピークに達した後、抵抗値はまた低下する。抵抗値が下がる原因は、接続対象物間の距離が短くなることで導電路も短くなり導電性粒子の配向の乱れの影響を上回る導電性を獲得したためと考えられる。試料６では、押圧過程で抵抗値が上昇する範囲が長く抵抗値の下がり具合が安定せず、適用できる範囲の圧縮率は小さく、接続対象物間の長さのバラツキが大きなものには適用し難いことがわかる。
【００６４】
次に、同じ高さの２つの電極部を有する試料５では、弾性コネクタを押し始めて暫くは抵抗値が下がり続けるが、試料６と同様にある程度の圧縮が過ぎると抵抗値が上昇してくる。この抵抗値の上昇は試料６よりも大きいのは、同じ高さの電極部が２つあるが原因と考えられる。その後は抵抗値が下がるが、試料６と同様に、抵抗値が上昇する範囲が長く、接続対象物間の長さのバラツキが大きなものには適用し難いことがわかる。
【００６５】
一方で、高さの異なる２つの電極部を有する試料１では、最初は第１電極部が押圧されて抵抗値が下がるが、弾性コネクタを押し始めて０．３ｍｍのところでこの下がり方は徐々になだらかになってくる。この時点で背の低い第２電極部に接続対象物が接するので更に抵抗値が下がっていく。更に、押圧を続けると、若干抵抗値が上がっているところが見られるが、抵抗値の極端な上昇を抑えて、結果的に弾性コネクタを押し始めてから押し終わりまで、概ね抵抗値を下げ続ける結果となっている。
【００６６】
このことは、押圧により背の高い第１電極部の導電路を形成する導電性粒子が配向の乱れを生じ、抵抗値の上昇が認められるものの背の低い第２電極部はその導電性粒子の配向が乱れることなく抵抗値が下がるため、結果的に大きな抵抗値の上昇は見られないものと考えられる。この試料１では、第１導電路に対する圧縮率が５４％程度で抵抗値が若干上昇しているが、圧縮率が６１％程度での押圧荷重が３Ｎ以下であり、その際の抵抗値も０．１５Ω以下であって押圧荷重、抵抗値とも好ましい範囲にあった。
【００６７】
また、高さの異なる２つの電極部を有する試料２〜試料４もまた、図１１〜図１３で示すように、試料１と概ね同様の結果となっている。
【００６８】
上記実施形態は例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、１電極を２つや３つの電極部で形成するだけでなく、それ以上で形成することもできる。また、第１電極部の導電路と第２電極部の導電路とを同じ直径としたが、異なる直径としても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１０，２０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  弾性コネクタ
１１，１１ａ，１１ｂ  導電路
１２，１２ａ，１２ｂ  保護被覆
１３  電極部
１３ａ  第１電極部
ａ１，ａ２  （第１電極部の）端面
１３ｂ  第２電極部
ｂ１，ｂ２  （第２電極部の）端面
１３ｃ  第３電極部
ｃ１，ｃ２  （第３電極部の）端面
１４  連結部
１５  ベース部
１６  絶縁部
１７  金属部
Ｆａ  一の接続対象物
Ｆ１  一の接続面
Ｆｂ  他の一の接続対象物
Ｆ２  一の接続面
Ｒ  （比較のための）弾性コネクタ
【図１】
2019012629.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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