JP2002270271A - 圧接型コネクタ及びその接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高さ寸法を小さくして導通経路を短縮し、低
荷重でも接続できる圧接型コネクタ及びその接続構造を
提供する。 【解決手段】 ハウジング１に並設される貫通孔４と、
各貫通孔４に挿入されてハウジング１下面から露出する
導電トーピン９と、各導電トーピン９内に嵌入されてハ
ウジング１上面からスライド可能に突出する導電ヘッド
ピン１１とを備える。各導電トーピン９と導電ヘッドピ
ン１１の周面からフランジ１０・１２を外方向に突出さ
せ、フランジ１２の下面１３を貫通孔４の軸線に直角な
面に対して所定の角度で傾斜させ、各導電トーピン９と
導電ヘッドピン１１のフランジ１０・１２間にコイルば
ね１４を介在して導電ヘッドピン１１をハウジング１上
面方向に弾圧付勢し、各導電トーピン９内に導電ヘッド
ピン１１を傾けて接触させ、これら９・１１を導通経路
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話やＰＤＡ
等の小型通信機器やその他の電子機器の表示部に使用さ
れる液晶パネル(ＣＯＧ、ＣＯＦ)と回路基板間の電気的
な接続、あるいは機器内部の回路基板間の電気的な接続
(ＦＰＣ‐ＰＣＢ、ＰＣＢ‐ＰＣＢ)等に使用される圧接
型コネクタ及びその接続構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯電話用の回路基板と液晶モジ
ュールとを電気的に導通する場合には、断面略半小判形
の弾性エラストマーの表面に複数本の導電金属ワイヤを
並べ備えた圧接型コネクタを使用している。具体的に
は、回路基板と液晶モジュールとに圧接型コネクタを挟
持させ、回路基板に液晶モジュールを押圧して圧接型コ
ネクタを圧縮し、導電金属ワイヤで回路基板と液晶モジ
ュールとを導通するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の携帯
電話は、薄型化、小型化、軽量化が鋭意進められている
ので、これに伴い圧接型コネクタの高さ寸法も小さくす
る必要がある。しかしながら、従来の圧接型コネクタ
は、以上のように構成されているので、高さ寸法(５ｍ
ｍ程度)を小さくするのはきわめて困難であり、これに
より導通経路の短縮を図ることもできない。さらに、圧
接型コネクタには、低荷重による接続が強く要望されて
いる。

【０００４】本発明は、上記に鑑みなされたもので、高
さ寸法を小さくして導通経路を短縮し、低荷重でも接続
することのできる圧接型コネクタ及びその接続構造を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、ハウジングに並べて
設けられる複数の貫通孔と、各貫通孔に挿入されて該ハ
ウジングの一面から露出する中空の導電トーピンと、各
導電トーピン内に嵌め入れられて該ハウジングの他面か
らスライド可能に突出する導電ヘッドピンとを含んでな
るものであって、上記各導電トーピンと上記導電ヘッド
ピンの外周面からそれぞれフランジを外方向に突出さ
せ、該各導電トーピンのフランジに対向する該導電ヘッ
ドピンのフランジの対向面を上記貫通孔の軸線に直角な
面に対して所定の角度で傾斜させ、該各導電トーピンの
フランジと該導電ヘッドピンのフランジの間にばね部材
を介在して少なくとも導電ヘッドピンを上記ハウジング
の他面方向に勢い付かせ、該各導電トーピン内に該導電
ヘッドピンを傾けた状態で接触させるとともに、これら
接触した導電トーピンと導電ヘッドピンとを導通経路と
するようにしたことを特徴としている。

【０００６】また、請求項２記載の発明においては、上
記課題を達成するため、ハウジングに並べて設けられる
複数の貫通孔と、各貫通孔に挿入されて該ハウジングの
一面から露出する中空の導電トーピンと、各導電トーピ
ン内に嵌め入れられて該ハウジングの他面からスライド
可能に突出する導電ヘッドピンとを含んでなるものであ
って、上記各導電トーピンと上記導電ヘッドピンの外周
面からそれぞれフランジを外方向に突出させ、該各導電
トーピンのフランジに対向する該導電ヘッドピンのフラ
ンジの対向面に段差部を形成し、該各導電トーピンのフ
ランジと該導電ヘッドピンのフランジの間にばね部材を
介在して少なくとも導電ヘッドピンを上記ハウジングの
他面方向に勢い付かせ、該各導電トーピン内に該導電ヘ
ッドピンを傾けた状態で接触させるとともに、これら接
触した導電トーピンと導電ヘッドピンとを導通経路とす
るようにしたことを特徴としている。

【０００７】さらに、請求項３記載の発明においては、
上記課題を達成するため、相対向する電極の間に、請求
項１又は２記載の圧接型コネクタを介在して導通するよ
うにしたことを特徴としている。

【０００８】ここで、特許請求の範囲におけるハウジン
グは、長方形、正方形、小判形等と自由に変更すること
ができる。導電トーピンは、ハウジングの一面から露出
するものであれば、突出していても良いし、ばね部材に
より突出してスライド可能でも良い。ばね部材は、コイ
ルばねが主であるが、同様の機能を期待できるのであれ
ば、他種類のばねを選択することも可能である。さら
に、電極を備えた電気接合物としては、少なくとも各種
の回路基板(例えば、プリント基板、フレキシブル基
板、ビルドアップ配線板、検査回路基板)、液晶ディス
プレイ、電気音響部品(例えば、スピーカや各種のマイ
クロホン)、各種ＩＣパッケージ等が含まれる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して請求項１記
載の発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態
における圧接型コネクタ及びその接続構造は、図１ない
し図６に示すように、第一、第二の電気接合物の間に介
在されるハウジング１と、このハウジング１に並設され
る複数の貫通孔４と、各貫通孔４に挿入されてハウジン
グ１の下面から露出する中空の導電トーピン９と、各導
電トーピン９内に嵌入されてハウジング１の上面からス
ライド可能に突出する導電ヘッドピン１１とを備え、各
導電トーピン９と導電ヘッドピン１１からフランジ１０
・１２をそれぞれ突出させるとともに、導電ヘッドピン
１１のフランジ１２における導電トーピン９のフランジ
１０に対向する対向面を傾斜させ、各導電トーピン９と
導電ヘッドピン１１のフランジ１０・１２間にコイルば
ね１４を介在して導電ヘッドピン１１をハウジング１の
上面方向に弾圧付勢するようにしている。

【００１０】第一の電気接合物としては、図示しない
が、例えば携帯電話の回路基板が使用される。第二の電
気接合物としては、図示しないが、例えば携帯電話の液
晶モジュールが使用される。これら第一、第二の電気接
合物の対向面には、相対向する電極がそれぞれ並べて形
成され、この対向する複数の電極に導電トーピン９と導
電ヘッドピン１１が接触することにより、電気的な導通
が確保される。

【００１１】ハウジング１は、図１ないし図３に示すよ
うに、細長い一対の薄いプレート板２・３が上下に重ね
て積層されることにより、平面長方形に形成され、長手
方向には小径の貫通孔４が所定のピッチ(例えば、０．
５〜１．２７ｍｍ)で横一列に並べて穿孔されている。
このハウジング１の両端部には、下方向に指向する位置
決めピン(図示せず)がそれぞれ選択的に植設され、各位
置決めピンが第一の電気接合物の位置決め孔に挿入され
ることにより、ハウジング１が位置決め固定される。各
プレート板２・３は、耐熱性、寸法安定性、成形性等に
優れる汎用のエンジニアリングプラスチック、具体的に
はＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、塩
ビ、ポリエチレン等を使用して板形に成形されている。
これらの材料の中でも、加工性やコストに優れるＡＢＳ
樹脂が最適である。

【００１２】各貫通孔４は、図１や図２に示すように、
下方のプレート板２に穿孔される縮径孔５と、この縮径
孔５の上方に段差を介して連続する拡径孔６と、上方の
プレート板３に穿孔されて下方のプレート板２の拡径孔
６に連続する拡径孔７と、この拡径孔７の上方に段差を
介して連続する縮径孔８から形成されている。

【００１３】各導電トーピン９は、図１や図２に示すよ
うに、金メッキされた導電性の材料、例えば銅、真鍮、
アルミニウム等を使用して断面略Ｕ字の有底円筒形に形
成されている。この中空の導電トーピン９の平坦な底面
は、下方のプレート板２の底面から僅かに(例えば、
０．１〜１．５ｍｍ、好ましくは０．１〜１．０ｍｍ程
度)突出し、第一の電気接合物の電極にハンダ層やＡＣ
Ｆ等を介し固定されて導通を確実化する。また、導電ト
ーピン９の外周面下部からはリング形のフランジ１０が
半径外方向に突出し、このフランジ１０がプレート板２
の縮径孔５と拡径孔６との段差部に係止することによ
り、導電トーピン９の下降や脱落が有効に規制される。

【００１４】各導電ヘッドピン１１は、図１ないし図６
に示すように、金メッキされた導電性の材料、例えば
銅、真鍮、アルミニウム等を使用して基本的には円柱形
に形成されている。この導電ヘッドピン１１の外周面か
らはリング形のフランジ１２が半径外方向に突出し、こ
のフランジ１２がプレート板３の拡径孔７と縮径孔８と
の段差部に係止することにより、導電ヘッドピン１１の
抜け等が規制される。

【００１５】フランジ１２の下面１３は、図２、図４な
いし図６に示すように、貫通孔４や導電ヘッドピン１１
の軸線に直角な面に対して所定の角度θで傾斜してい
る。具体的には、３°〜３０°の角度θ、好ましくは１
０°〜２０°の角度θ、より好ましくは約１５°の角度
θで斜めに傾斜している。また、導電ヘッドピン１１の
上部は、半円形、半球形に湾曲形成され、上方のプレー
ト板３から(例えば、０．１〜１．５ｍｍ、好ましくは
０．１〜１．０ｍｍ程度)突出し、第二の電気接合物の
電極に弾接して導通を確保する。

【００１６】さらに、各コイルばね１４は、りん青銅、
銅、ステンレス、ベリリウム銅、ピアノ線、あるいはこ
れらの線条に金メッキを施した金属細線等を使用して形
成され、導電トーピン９と導電ヘッドピン１１に嵌通さ
れてこれらのフランジ１０・１２間に介在される。この
コイルばね１４は、直径３０〜１００μｍ、好ましくは
３０〜８０μｍの直径を有する金属細線が例えば５０μ
ｍの等ピッチで巻回されることにより簡易な構造に形成
され、例えば０．５ｍｍの圧縮時に３０〜６０ｇの荷重
を発生させる。コイルばね１４の径を３０〜１００μｍ
の範囲とするのは、この範囲を選択すれば、低コストや
低荷重接続の実現が容易となるからである。コイルばね
１４の圧縮時における荷重は、接続状況に応じて適宜選
択される。

【００１７】各コイルばね１４の長さとしては、０．５
〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜１．５ｍｍ程度が良
い。この範囲であれば、外部からのノイズによる悪影響
を回避し、弾性特性を維持することが可能になるからで
ある。

【００１８】上記構成において、第一、第二の電気接合
物を導通する場合には、第一の電気接合物に圧接型コネ
クタを位置決め固定し、第一、第二の電気接合物の間に
圧接型コネクタを挟持させ、第一の電気接合物に第二の
電気接合物を少々加圧押圧すれば良い。すると、導電ヘ
ッドピン１１がコイルばね１４に抗して下降し、導電ト
ーピン９の内周面に導電ヘッドピン１１の周面がごく僅
かに傾いた状態(図２の矢印参照)で接触し、これら接触
した導電トーピン９と導電ヘッドピン１１が高抵抗の原
因となるコイルばね１４を介することなく、電流の導通
経路を形成して第一、第二の電気接合物を導通させる。

【００１９】上記構成によれば、導電ヘッドピン１１と
コイルばね１４とを一体化し、導電トーピン９内に導電
ヘッドピン１１を往復動可能に嵌入するので、高さ寸法
を著しく小さく(例えば、１．５０〜２．００ｍｍ程度)
することができ、これにより導通経路を短縮することが
できる。また、導電ヘッドピン１１のフランジ１２を所
定の角度θで傾斜させることにより、導電トーピン９に
導電ヘッドピン１１を垂直ではなく、重心が移動した傾
斜状態で接続時に接触させるので、接触不良を防止し、
導電トーピン９と導電ヘッドピン１１とで低抵抗の導通
経路を形成することができる。したがって、螺旋状に巻
かれた長いコイルばね１４を導通経路とする場合と異な
り、導通経路を短縮してインダクタンスの著しい低下、
すなわち優れた高周波特性を実現することができる。具
体的には、従来の１／３程度の安定した低抵抗や低荷重
接続(例えば、３０〜６０ｇ／ピン程度)が大いに期待で
きる。

【００２０】また、フランジ１２の下面１３を所定の角
度θで傾ければ、各導電ヘッドピン１１の回転を規制し
てピッチの不揃いを有効に抑制防止することもできる。
この点を図７に基づいて説明すると、フランジ１２の下
面１３を所定の角度θで傾斜させることなく、導電ヘッ
ドピン１１の上端面を斜めに傾斜形成した場合には、各
導電ヘッドピン１１が図７の矢印方向に回転しやすくな
る。したがって、導電ヘッドピン１１の回転に伴い、尖
った最上端部が前後左右に位置ずれし、結果として隣接
する導電ヘッドピン１１の上端面とのピッチが変わり、
導通に不都合を生じるおそれが少なくない。

【００２１】これに対し、本実施形態によれば、フラン
ジ１２の下面１３を一方向に傾斜させて方向性を付与
し、これ１３にコイルばね１４の端部を斜めに沿わせて
強く圧接するので、各導電ヘッドピン１１が滑りにく
く、回転しにくくなる。したがって、導電ヘッドピン１
１の尖った最上端部が前後左右に位置ずれすることがな
く、隣接する導電ヘッドピン１１とのピッチが変わった
り、導通に不都合を生じるおそれがない。

【００２２】また、導電トーピン９内を導電ヘッドピン
１１が接触した状態で擦り動くので、簡易な構成で接触
部分に付着した塵埃、酸化皮膜を速やかに除去するクリ
ーニング効果を得ることが可能となる。また、導電トー
ピン９と導電ヘッドピン１１のフランジ１０・１２にコ
イルばね１４を支持させるので、組み付けが極めて容易
となる。さらに、第一、第二の電気接合物の間にハウジ
ング１を介在するので、第一の電気接合物自体に圧接型
コネクタを簡単に組み込んだり、実装することができ、
位置決め精度やアセンブリ性を大幅に向上させることが
可能になる。さらにまた、一対のプレート板２・３で導
電部分を上下から挟んで圧接型コネクタを組み立てるの
で、簡易な構成で導電トーピン９、導電ヘッドピン１
１、コイルばね１４の位置ずれ、脱落、抜け等をきわめ
て有効に抑制防止することが可能になる。

【００２３】次に、図８ないし図１３は請求項２記載の
発明の好ましい実施形態を示すもので、この場合におけ
る圧接型コネクタ及びその接続構造は、第一、第二の電
気接合物の間に介在されるハウジング１と、このハウジ
ング１に横一列に並設される小径の貫通孔４と、各貫通
孔４に挿入されてハウジング１の下面から露出する有底
円筒形の導電トーピン９と、各導電トーピン９内に嵌入
されてハウジング１の上面からスライド可能に突出する
導電ヘッドピン１１とを備えている。

【００２４】各導電トーピン９の外周面下部と導電ヘッ
ドピン１１の外周面からはそれぞれリング形のフランジ
１０・１２が半径外方向に突出し、各導電トーピン９の
フランジ１０に対向する導電ヘッドピン１１のフランジ
１２の下面１３には、断面略Z字の段差部１５が区画形
成されている(図１１ないし図１３参照)。これら各導電
トーピン９のフランジ１０とフランジ１２の段差部１５
の間には、コイルばね１４が介在され、このコイルばね
１４が導電ヘッドピン１１をハウジング１の上面方向に
弾圧付勢する。

【００２５】上記構成において、第一、第二の電気接合
物を導通する場合には、各導トーピン９内に導電ヘッド
ピン１１が僅かに傾斜(図９の矢印参照)して接触し、か
つこれら接触した導電トーピン９と導電ヘッドピン１１
とが電流の導通経路を形成する。その他の部分について
は、請求項１記載の発明の実施形態と同様であるので説
明を省略する。

【００２６】本実施形態においても、上記実施形態と同
様の作用効果が期待でき、フランジ１２の下面１３に凹
凸の段差部１５を形成し、これ１５にコイルばね１４の
端部を強く圧接して噛み合わせるので、各導電ヘッドピ
ン１１が滑りにくく、回転しにくくなる。したがって、
導電ヘッドピン１１の最上端部が図７のように傾斜して
尖っている場合、最上端部が前後左右に位置ずれするこ
とがなく、隣接する導電ヘッドピン１１とのピッチが変
わったり、導通に不都合を生じるおそれがない。さら
に、フランジ１２の下面１３を所定の角度θで傾斜させ
ることができない場合にきわめて有益である。

【００２７】なお、上記実施形態ではハウジング１の長
手方向に貫通孔４を横一列に並べたものを示したが、二
列、三列、四列等と配列を自由に変更することができ
る。また、導電トーピン９と導電ヘッドピン１１の数は
適宜増減することができる。また、断面Ｕ字で有底円筒
形の導電トーピン９を示したが、なんらこれに限定され
るものではない。例えば、中空の導電トーピン９を有底
角筒形等に形成したり、導電トーピン９の底部を円錐
形、円錐台形、断面略半円形等と適宜変更することがで
きる。また、製造時に導電トーピン９の底部に孔を開
け、この孔を利用して導電トーピン９の内部に金メッキ
を施せば、簡単に金メッキ処理することができる。

【００２８】また、導電トーピン９の外周面上部等から
フランジ１０を外方向に突出させても良い。さらに、導
電ヘッドピン１１を角柱形等としたり、中実ではなく中
空に形成しても良い。さらにまた、導電ヘッドピン１１
の先端部である上端面を傾斜させる場合、貫通孔４や導
電ヘッドピン１１の軸線に直角な面に対して３°〜３０
°の角度θ、好ましくは１０°〜２０°の角度θ、より
好ましくは約１５°の角度θで傾斜させると良い。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、高さ寸法
を小さくして導通経路を短縮し、しかも、低荷重でも常
に安定した接続状態を維持することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明に係る圧接型コネクタ及び
その接続構造の実施形態を示す一部断面説明図である。

【図２】図１の断面説明図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】請求項１記載の発明に係る圧接型コネクタ及び
その接続構造の実施形態における導電ヘッドピンを示す
正面図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】請求項１記載の発明に係る圧接型コネクタ及び
その接続構造の実施形態における導電ヘッドピンを示す
側面図である。

【図７】請求項１記載の発明に係る圧接型コネクタ及び
その接続構造の実施形態における問題点を説明する図で
ある。

【図８】請求項２記載の発明に係る圧接型コネクタ及び
その接続構造の実施形態を示す一部断面説明図である。

【図９】図８の断面説明図である。

【図１０】図８の平面図である。

【図１１】請求項２記載の発明に係る圧接型コネクタ及
びその接続構造の実施形態における導電ヘッドピンを示
す正面図である。

【図１２】図１１の平面図である。

【図１３】請求項２記載の発明に係る圧接型コネクタ及
びその接続構造の実施形態における導電ヘッドピンを示
す側面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ４ 貫通孔 ９ 導電トーピン １０ フランジ １１ 導電ヘッドピン １２ フランジ １３ 下面(対向面) １４ コイルばね(ばね部材) １５ 段差部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに並べて設けられる複数の貫
   通孔と、各貫通孔に挿入されて該ハウジングの一面から
   露出する中空の導電トーピンと、各導電トーピン内に嵌
   め入れられて該ハウジングの他面からスライド可能に突
   出する導電ヘッドピンとを含んでなる圧接型コネクタで
   あって、 上記各導電トーピンと上記導電ヘッドピンの外周面から
   それぞれフランジを外方向に突出させ、該各導電トーピ
   ンのフランジに対向する該導電ヘッドピンのフランジの
   対向面を上記貫通孔の軸線に直角な面に対して所定の角
   度で傾斜させ、該各導電トーピンのフランジと該導電ヘ
   ッドピンのフランジの間にばね部材を介在して少なくと
   も導電ヘッドピンを上記ハウジングの他面方向に勢い付
   かせ、該各導電トーピン内に該導電ヘッドピンを傾けた
   状態で接触させるとともに、これら接触した導電トーピ
   ンと導電ヘッドピンとを導通経路とするようにしたこと
   を特徴とする圧接型コネクタ。
2. 【請求項２】 ハウジングに並べて設けられる複数の貫
   通孔と、各貫通孔に挿入されて該ハウジングの一面から
   露出する中空の導電トーピンと、各導電トーピン内に嵌
   め入れられて該ハウジングの他面からスライド可能に突
   出する導電ヘッドピンとを含んでなる圧接型コネクタで
   あって、 上記各導電トーピンと上記導電ヘッドピンの外周面から
   それぞれフランジを外方向に突出させ、該各導電トーピ
   ンのフランジに対向する該導電ヘッドピンのフランジの
   対向面に段差部を形成し、該各導電トーピンのフランジ
   と該導電ヘッドピンのフランジの間にばね部材を介在し
   て少なくとも導電ヘッドピンを上記ハウジングの他面方
   向に勢い付かせ、該各導電トーピン内に該導電ヘッドピ
   ンを傾けた状態で接触させるとともに、これら接触した
   導電トーピンと導電ヘッドピンとを導通経路とするよう
   にしたことを特徴とする圧接型コネクタ。
3. 【請求項３】 相対向する電極の間に、請求項１又は２
   記載の圧接型コネクタを介在して導通するようにしたこ
   とを特徴とする圧接型コネクタの接続構造。