WO2016136496A1

WO2016136496A1 - 弾性コネクタ

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Publication number: WO2016136496A1
Application number: PCT/JP2016/054111
Authority: WO
Inventors: 彬人竹内
Original assignee: ポリマテック・ジャパン株式会社
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2016-09-01
Also published as: JP6782884B2; CN107251339A; JPWO2016136496A1; CN107251339B

Abstract

簡易な構成でありながら同軸接続可能な弾性コネクタの提供。弾性コネクタ１０のゴム状弾性体でなるベース１２には、中心導体１３と、外側導体１４と、金属薄板１５とを備える。金属薄板１５は、外側導体１４の端部に設けられており、ここで回路基板にはんだ付けされる。

Description

弾性コネクタ

　本発明は弾性コネクタに関する。より具体的には、電子機器に使用される回路基板に実装する同軸接続に用いることができる弾性コネクタに関する。

　高周波信号を伝送する同軸ケーブル用のコネクタに対する従来技術として、特開２００２－１９８１３７号公報（特許文献１）には、同軸ケーブルと回路基板とを接続する同軸コネクタが開示されている。より具体的には、導電ゴム部材と、スプリングコネクタと外側導電部材とを組合せた構成からなる。その導電ゴム部材はシリコーンゴムの基材内に金メッキ等が施された多数の金属細線が高密度で配置された構成となっている（同公報図３、段落００２７）。

　また、特表２００９－５０２０１４号公報（特許文献２）にも、同軸ケーブルと基板とを接続する同軸コネクタが開示されている。これによれば、弾性ブロック（同軸コネクタ）は、導電性エラストマーからなる内部導体と、絶縁性エラストマーからなる誘電体と、導電性エラストマーからなる一対の導電板とで構成されており、全ての部材がエラストマーで構成されている（同公報段落００１７、００１８）。

特開２００２－１９８１３７号公報特表２００９－５０２０１４号公報

　しかしながら、特開２００２－１９８１３７号公報（特許文献１）に記載の発明は、スプリングを用いており、衝撃が加わったときに導通接続が瞬断するおそれがある。また、スプリングコネクタとゴムコネクタを組合せるため、接触点が多くなり、抵抗値が増すおそれがある。さらに、複数の部材を用いるため、構成が複雑であるとともに、コネクタ部分の厚みが厚くなり薄型化が要求される電子機器には不向きである。

　また、特表２００９－５０２０１４号公報（特許文献２）に記載の発明は、特許文献１のようなスプリングコネクタを用いるものではないが、ゴムコネクタを実装できないため、基板にはんだ付けされた中空導体が必要であり、やはりコネクタ部分の厚みが厚くなり薄型化が要求される電子機器には不向きである。

　そこで本発明は、簡易な構成でありながら同軸接続可能な弾性コネクタの提供を目的とする。また本発明は同軸接続可能な弾性コネクタを回路基板に簡易に実装できるようにすることを目的とする。

　上記目的を達成すべく本発明は、ゴム状弾性体でなるベースを備え、該ベースに、中心導体と、中心導体を囲む外側導体と、中心導体と外側導体とを隔てる絶縁部とを備える弾性コネクタについて、中心導体と外側導体が前記ベースの一方面から他方面に貫通して形成されており、中心導体または外側導体の何れかの端部に回路基板に接続する金属接続部を備えることを特徴とする弾性コネクタを提供する。

　本発明は中心導体と外側導体とを有するため、それらを同軸ケーブルの導線の端末や、同軸ケーブルの端末に取付けたコネクタに備える中心導体用接続部と外側導体用接続部や、回路基板の接点部と導通接続することができる。そして、中心導体または外側導体の何れかの端部には回路基板に接続する金属接続部を備えており、そうした簡易な構造でありながらも金属接続部を介して回路基板に対しはんだ付けが可能である。したがって、リフロー炉を用いた表面実装プロセスによって回路基板に弾性コネクタをはんだ付けにより実装可能であり、弾性コネクタの実装作業を簡略化できる。

　前記本発明の金属接続部には前記絶縁部を露出させる孔を設けることができる。前記孔によって金属接続部が外側導体に導通し中心導体に導通しないものとすることができる。また、孔の部分以外の広い面積ではんだと接合することができる。

　前記本発明は、金属接続部に設けた前記孔と外側導体の内径とに対する中心導体からの距離が等距離とすることができる。金属接続部に設けた前記孔と外側導体の内径に対する中心導体からの距離を等距離としたため、金属接続部を設けても金属接続部を有しない場合と同様のインピーダンス特性を有する弾性コネクタとすることができる。また、中心導体と、中心導体から等距離に設けられた外側導体との間を所望のインピーダンスに設定できるため高周波の伝送に好適に用いることができる。

　前記本発明は、中心導体が外側導体よりも突出する突出部を有することができる。中心導体の突出部が外側導体よりも突出するため、中心導体を確実に被接続対象物に圧接することができる。より詳細に説明すると、例えば、被接続対象物の回路基板の接点部に対して弾性コネクタの外側導体のみをはんだ付けする場合、はんだの厚みだけ中心導体と回路基板の接点部の間に間隔が生じる。しかしながら、弾性コネクタには中心導体が突出した突出部を有するため、突出部によってこうした間隔を解消しながらも中心導体を確実に圧縮変形させることができ、信頼性のある導通接続を実現することができる。

　前記本発明は、前記絶縁部にベースの厚み方向に凹んだ凹部を有することができる。絶縁部に凹部を設けることで、凹部の周囲と比べて柔らかく変形できる凹部で絶縁部（ベース）を容易に弾性変形させることができる。これにより例えば中心導体と外側導体とを弾性変形可能な凹部で連結することで、それぞれ独立して弾性変形させることが可能である。

　前記絶縁部の表裏両面にベースの厚み方向に凹む薄肉部を有する弾性コネクタとすることができる。ベースにおける外側導体と中心導体との間に位置する介在部の表裏両面に厚み方向に凹ませて薄肉とした薄肉部を設けたため、絶縁部に薄肉部を設けることで、薄肉部で絶縁部（ベース）を容易に変形させることができる。被接続対象物の回路基板の接点部に対して弾性コネクタの外側導体のみをはんだ付けする場合、中心導体は、外側導体よりもはんだの厚みの分だけ圧縮する必要がある。しかし、こうした中心導体と外側導体の圧縮量の違いにより、圧縮時に各導体が傾いたり、捻じれたりするような予期しない変形を誘発し、信頼性のある導通接続が損なわれることがある。そこで本発明のように中心導体と外側導体の間に薄肉部を備えていれば、薄肉部はその厚みが薄いため、他の厚肉の部分に比べて容易に変形することができる。そのため、こうした圧縮量の違いに起因する中心導体と外側導体の意図しない変形を抑制し、信頼性の高い導通接続を実現することができる。

　前記本発明は、金属接続部の表面と、この金属接続部を設けていない中心導体または外側導体の表面とが面一にすることができる。金属接続部の表面と、この金属接続部に導通しない中心導体または外側導体の表面とが面一であるため、金属接続部をベースに埋め込むようにすることができ、弾性コネクタの高さを低背化することができ、ベースとの接触面積を大きく確保してベースに対してしっかりと固着させることができる。こうした構成は、平坦な成形用金型に金属薄板をインサートして一体成形することで形成できる。また、その成形用金型の構造も簡易であり、容易に製造できる。さらに、孔を空けた金属薄板を樹脂フィルム等のセパレータに貼付したものを成形用金型にインサートして一体成形することができる。こうして製造する場合でも平坦なフィルムを用いることができるので、フィルムを絞り成形して立体形状にする必要がなく、比較的容易に製造することができる。

　前記本発明は、外側導体が中心導体を囲む無端の環状導体とすることができる。外側導体の形状が中心導体を囲む無端環状であるため、無端環状の外側導体によって外部への電磁波漏れを遮蔽して、信号の劣化を抑制できる。

　前記本発明は、外側導体が中心導体を囲む位置に配置された少なくとも３つ以上の柱状導体とすることができる。外側導体を３つ以上の柱状導体で構成すれば、無端環状に形成した場合よりも圧縮荷重を低くすることができる。また、外側導体を形成するために使う材料も少なくすることができるため、コストの低い弾性コネクタを提供することができる。

　さらに本発明は、ゴム状弾性体でなるベースを備え、該ベースに、中心導体と、中心導体を囲む外側導体と、中心導体と外側導体とを隔てる絶縁部とを備え、中心導体と外側導体が前記ベースの一方面から他方面に貫通する弾性コネクタの製造方法であって、複数の孔を有する金属接続部材を成形用金型内に配置し、磁性導電体が分散した液状ゴムからなる混合物をこの成形金型内に注入し、孔の部分に中心導体が位置し、孔を除く部分に外側導体が位置するように前記成形用金型内で磁性導電体を磁場配向させて複数の前記中心導体と外側導体とを形成し、液状ゴムを硬化させてコネクタシートを形成し、次いで所定の形状にこのコネクタシートを裁断する弾性コネクタの製造方法を提供する。

　複数の孔を有する金属接続部材は、例えば金属薄板やシート状の金属材料の抜き加工で中心導体とその周囲の絶縁部に対応する部分の大きさ形状の孔を設けた金属接続部材を形成すれば良く、この金属接続部材は成形用金型にインサートするだけで容易にベースや中心導体及び外側導体と一体に成形することができ、こうして得たコネクタシートを分割するだけで複数の所望の弾性コネクタを得ることができる。

　中心導体と金属接続部材とが接合する構成の弾性コネクタを製造する場合は、周りを囲む外側導体からは絶縁させる必要があるため、いわゆる島部（周囲から孤立した形状）となる金属接続部材を形成する必要がある。したがって、抜き型によるカット工程で金属接続部材を得ると、抜き取られた金属接続部材を一つずつ成形用金型に配置する必要があり、その作業は困難である。ところが、外側導体をはんだ固定する弾性コネクタとしたため、中心導体に対応する部分はカット工程で除外しその周囲の枠の部分を成形用金型にインサートすれば良く、複数個分となる一枚の金属接続部材を一度の操作で成形用金型内に配置できる。

　そして、外側導体は金属接続部材の孔に沿って形成し、中心導体はこの孔の中心に形成する弾性コネクタの製造方法とすることができる。外側導体は金属接続部材の孔に沿って形成し、中心導体はこの孔の中心に形成したため、金属接続部材を備えていても金属接続部材が無い場合とインピーダンス特性が同様の弾性コネクタを得ることができる。

　なお、本発明の弾性コネクタは同軸接続用の弾性コネクタとして構成できることはもちろんのこと、同軸接続ではない電気接続用の弾性コネクタとしても構成することができる。

　本発明の弾性コネクタによれば、簡易な構成でありながら中心導体と外側導体によって同軸接続が可能であり、さらに金属接続部によって回路基板にはんだ付けが可能であり、簡易に回路基板に実装することができる。また本発明の弾性コネクタの製造方法によれば、製造が容易である。

第１実施形態の弾性コネクタを示し、分図（Ａ）は平面図、分図（Ｂ）は分図（Ａ）のＳＡ－ＳＡ線断面図、分図（Ｃ）は底面図である。第１実施形態の弾性コネクタの製造過程を示し、分図（Ａ）は抜き型で金属薄板を抜いて孔の開いた金属薄板を設ける様子を示す説明図、分図（Ｂ）は成形用金型に金属薄板を配置してベース等になる混合物を注入した状態を示す説明図である。第１実施形態の弾性コネクタの製造過程を示し、分図（Ａ）は成形用金型内で中心導体と外側導体を形成した様子を示す説明図、分図（Ｂ）は成形した弾性コネクタが連なったコネクタシートを示す説明図である。第１実施形態の弾性コネクタの製造過程を示し、分図（Ａ）は抜き型でコネクタシートを分割する様子を示す説明図、分図（Ｂ）は分割された弾性コネクタを示す説明図である。第１実施形態の変形例である弾性コネクタを示し、分図（Ａ）は平面図、分図（Ｂ）は分図（Ａ）のＳＢ－ＳＢ線断面図、分図（Ｃ）は底面図である。第２実施形態の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第２実施形態の弾性コネクタのプリント回路基板への固着、圧着過程を示し、分図（Ａ）は固着前の状態を示す説明図、分図（Ｂ）は反対側の被接続体で圧縮された初期の状態を示す説明図である。第２実施形態の弾性コネクタのプリント回路基板への固着、圧着過程を示し、分図（Ａ）は中心導体が回路パターンに接触するまで圧縮された状態を示す説明図、分図（Ｂ）は被接続部品どうしを接続するまで圧縮された状態を示す説明図である。第２実施形態の変形例の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第３実施形態の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第３実施形態の弾性コネクタのプリント回路基板への固着、圧着過程を示し、分図（Ａ）は固着前の状態を示す説明図、分図（Ｂ）は反対側の被接続体で圧縮された初期の状態を示す説明図である。第３実施形態の弾性コネクタのプリント回路基板への固着、圧着過程を示し、分図（Ａ）は中心導体が回路パターンに接触するまで圧縮された状態を示す説明図、分図（Ｂ）は被接続部品どうしを接続するまで圧縮された状態を示す説明図である。第３実施形態の変形例の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第４実施形態の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第４実施形態の弾性コネクタのプリント回路基板への固着、圧着過程を示し、分図（Ａ）は固着前の状態を示す説明図、分図（Ｂ）は反対側の被接続体で圧縮された初期の状態を示す説明図である。第４実施形態の弾性コネクタのプリント回路基板への固着、圧着過程を示し、分図（Ａ）は中心導体が回路パターンに接触するまで圧縮された状態を示す説明図、分図（Ｂ）は被接続部品どうしを接続するまで圧縮された状態を示す説明図である。第４実施形態の変形例の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第５実施形態の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第５実施形態の変形例の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第６実施形態の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第７実施形態の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第８実施形態の弾性コネクタを示し、図１（Ｂ）相当の断面図である。第９実施形態の弾性コネクタを示し、分図（Ａ）は平面図、分図（Ｂ）は分図（Ａ）のＳＣ－ＳＣ線断面図、分図（Ｃ）は底面図である。第１１実施形態の弾性コネクタを示し、分図（Ａ）は平面図、分図（Ｂ）は分図（Ａ）のＳＤ－ＳＤ線断面図、分図（Ｃ）は底面図である。

　図面を参照して本発明の実施形態について詳しく説明する。なお、以下の各実施形態において、共通する材料、製造方法、効果等について重複する部分についてはその説明を省略する。

　第１実施形態［図１～図４］：
　本実施形態の弾性コネクタ１０を図１に示す。弾性コネクタ１０は、ベース１２に、中心導体１３と、外側導体１４と、「金属接続部材」としての金属薄板１５とを備えている。

　弾性コネクタ１０のベース１２は絶縁性のゴム状弾性体でなり平面視で円形である。また、その内部には厚み方向を導通方向とする中心導体１３と外側導体１４とを備えている。このような弾性コネクタ１０の「一方面」となる下面ｓ１は、中心導体１３とその周囲のベース１２が露出しており、その外側となる外側導体１４とベース１２の外縁は金属薄板１５で覆われている。特に金属薄板１５の内周と外側導体１４の内周とは一致し、外側導体１４と中心導体１３との間に位置する絶縁部１２ｂ（ベース１２の一部）の全体が露出している。この露出する絶縁部１２ｂの表面と金属薄板１５とは面一な平坦面に形成されている。他方、弾性コネクタ１０の「他方面」となる上面ｓ２は、中心導体１３と外側導体１４が露出しており、ベース１２の表面とともに平坦面を形成している。

　ベース１２に用いるゴム状弾性体としては、絶縁性の熱硬化性ゴム、絶縁性の熱可塑性エラストマーを例示できる。より具体的には、熱硬化性ゴムでは、シリコーンゴム、天然ゴム、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・プロピレンゴム、クロロスリホンゴム、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、ウレタンゴムなどが挙げられる。なかでも、成形加工性、電気絶縁性、耐候性などが優れるシリコーンゴムが好ましい。熱可塑性エラストマーでは、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、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、フッ化系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。

　そして後述するように、中心導体１３と外側導体１４（両者を合せて「導体」ともいう）を粒子状の磁性導電体が数珠繋ぎに配向した構成とするためには、ベース１２には液状ゴムを硬化した絶縁性のゴム状弾性体、又は加熱溶融可能な絶縁性のゴム状弾性体を用いることが好ましい。例えば、液状ゴムを硬化したゴム状弾性体では、シリコーンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、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、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。加熱溶融可能なゴム状弾性体では、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、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、フッ化系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。

　液状ゴム又は加熱溶融時の粘度は、含有された磁性導電体が磁場によって移動可能な粘度である１Ｐａ・ｓ～２５０Ｐａ・ｓが好ましく、１０Ｐａ・ｓ～５０Ｐａ・ｓがより好ましい。また、高周波伝送用の場合には、これらの材料の中でも誘電率が低い材料を用いることが好ましい。具体的にはシリコーンゴムやフッ素ゴムが好適である。

　中心導体１３と外側導体１４の各導体は、ベース１２となる絶縁性のゴム状弾性体に磁性導電粒子（磁性導電体）を分散させた後、磁場をかけてこの磁性導電粒子を数珠繋ぎに配向させて形成する。磁性導電体の材質としては、例えば、ニッケル、コバルト、鉄、フェライト、又はこれらの合金が挙げられ、形状としては粒子状、繊維状、細片状、細線状などである。さらに良電性の金属、樹脂、セラミックに磁性導電体を被覆したもの、磁性導電体に良電性の金属を被覆したものも用いることができる。良電性の金属には、金、銀、白金、アルミニウム、銅、鉄、パラジウム、クロム、ステンレスなどが挙げられる。磁性導電体の平均粒径は１μｍ～２００μｍであれば、磁場配向によって連鎖状態を形成し易くすることができ、効率よく導体を形成することができるため好ましい。

　「金属接続部材」としての金属薄板１５には、例えば圧延形成された金属板、電解形成された金属板を用いることができる。その金属としては、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、これらの合金などが挙げられる。はんだ付けの密着性、加工性から、金、銅などを用いた金属板、銅やニッケルに金や銀のめっき処理を施した金属板が好ましい。このような金属薄板１５の厚みとしては、５μｍ～２００μｍが好ましい。５μｍより薄いと成形用金型への配置が困難になる。また、２００μｍを越えると弾性コネクタ自体の厚みが厚くなる。

　このように弾性コネクタ１０は、上記金属薄板１５を有しているため、この金属薄板１５をはんだで固定さえすれば、回路基板に固定することができ、初期の目的を達成することができる。そのため、中心導体１３に対応する部分に金属薄板を設ける必要がなく、中心導体１３に対応する部分の金属薄板を抜き型によるカット工程で取り除いても問題が無い。そのため、製造が容易でありコストを低く抑えることができる。また、中心導体１３に対応して中心導体１３と導通する金属薄板を備えないため、そうした金属薄板を設けたとしたら小面積となって剥がれ易いという予想される問題を回避することができる。さらに金属薄板１５は柔軟なベース１１に対する形状保持部材として機能することから、弾性コネクタ１０の歪み等の意図しない変形を抑止する効果を有する。そして金属薄板１５は弾性コネクタ１０の下面ｓ２に埋め込むように一体化しているため、弾性コネクタ１０はその下面ｓ２の全面を平坦面になり、金属薄板１５の板厚が突出しないことから弾性コネクタ１０を低背化することができる。

　弾性コネクタ１０の製造方法について図２～図４を参照して説明する。

　まず、金属薄板１５の材料となる金属板１と抜き型２ａを準備し、孔１６の開いた金属薄板１５を作製する（図２（Ａ））。

　また、ベースや導体を成形する成形用金型３を準備する。成形用金型３は非磁性体で形成されており、中心導体１３と外側導体１４を形成するために強磁性体でなる配向ピン（図示せず）を埋め込んである。この配向ピンの一端は導体を形成する位置のキャビティー面に露出している。この成形用金型３のキャビティー内に金属薄板１５を配置し、磁性導電体を分散した液状ゴムでなる混合物４を注入する（図２（Ｂ））。

　そして、成形用金型３に磁場をかけ磁性導電体を配向させて中心導体１３と外側導体１４とを形成した後、液状ゴムを加熱硬化させて、ベース１２の形成と同時に金属薄板１５と一体化する（図３（Ａ））。こうして複数の弾性コネクタ１０が連なったコネクタシート５を得る（図３（Ｂ））。そして、このコネクタシート５を裁断刃２ｂでカットし、個々の弾性コネクタ１０を得る（図４）。

　なお、本実施形態のベース１２の成形用金型３では配向ピンの一端がキャビティー面に露出しているが、配向ピンの一端がキャビティー面に露出していない成形用金型でも導体を形成することができる。また、上記説明では金属薄板１５を成形用金型３の下面に配置したが、上面に配置しても良い。また、金属薄板１５を単独で配置した例を示したが、金属薄板１５にセパレータを貼合せて配置することもできる。セパレータを用いれば成形用金型３と金属薄板１５の隙間に液状ゴムが流れ込んで形成される薄バリの発生を抑制することができる。なお、セパレータには種々の材質を用いることができるが、表面が微粘着性の樹脂フィルムが好適である。また、金属薄板１５とベース１２の接着力を高めるために、金属薄板１５にはプライマーを塗布してもよい。

　金属薄板１５を用いずにセパレータと金属層が積層した積層フィルムを用い、この金属層をエッチングして接点パターンを形成した後、成形用金型にインサートする製造方法によっても目的とする弾性コネクタを得ることができる。しかしながら、このエッチング工程を経る製造方法では、エッチングによる接点パターンの形成が高コストになるのに対し、金属薄板１５を用いる製造方法では抜き型によるカット工程のみで電極形状に形成することができ、より低コストで弾性コネクタ１０を製造することができる。

　弾性コネクタ１０の実装方法について説明する。ここでは被接続対象部材の一例として回路基板を例に説明する。

　回路基板はガラスエポキシでなり、銅箔でなる回路パターンがその表面に形成されている。この回路パターンのうち電子部品などを固定する部分以外にはレジストインクでなる絶縁層が形成されている。こうした回路基板に対し、金属薄板１５に対応する回路パターンの接点部にペースト状のはんだを塗布する。そして、そのはんだの上に弾性コネクタ１０を置く。これをリフロー炉に投入することで、弾性コネクタ１０を回路基板に実装する。実装された弾性コネクタ１０は、はんだで固定されている金属薄板１５を通して外側導体１４と回路パターンの接点部とが電気的に接続される。

　弾性コネクタ１０を挟んで回路基板とは反対側の被接続対象部材は、同軸ケーブルの導線の端末や、同軸ケーブルの端末に取付けたコネクタに備える中心導体用接続部及び外側導体用接続部や、回路基板の接点部等の導通接続部であり、弾性コネクタ１０と接合できるように予め機器の筐体や他の電子部品等に固定しておく。そして、この機器の筐体や他の電子部品等をプリント回路基板に対して所定の位置で結合することで、同軸ケーブル等の導通接続部弾性コネクタ１０のもう一方端とが押圧接触して中心導体１３と外側導体１４のそれぞれが被接続対象部材と電気的に接続される。

　こうした弾性コネクタ１０によれば、金属薄板１の形状を、図１（Ｃ）で示すように、中央に孔１６を備える無端環状とし、中心導体１３と金属薄板１５の内径を一致させたため、金属薄板１５を設けても中心導体１３と外側導体１４の間隔とベース１２の材質とに依存するインピーダンスを変化させずに弾性コネクタ１０を作製することができる。よって高周波の伝送に適している。

　また、中心導体１３と絶縁部１２ｂ以外の全面を覆う金属薄板１５を備えているため、リフロー炉によって回路基板の回路パターンの接点部に対してはんだで表面実装することができる。さらに、金属薄板１５によりベース１２の形状を保持することができ、弾性コネクタ１０に対する意図しない変形（歪み等）を抑えることができ、また弾性コネクタ１０の取扱い性を高めることができる。そして、手作業時の折れ曲がり、自動搬送機での脱落などが起き難い弾性コネクタ１０を実現することができる。

　加えて、無端環状の外側導体１４が中心導体１３を囲んでいるため、弾性コネクタ１０の外部への電磁波漏れを遮蔽して、中心導体１３の伝送信号の劣化を抑制できる。また、中心導体１３には金属薄板１５を導通させていないため、回路パターンの接点部との導通抵抗が小さく、低抵抗に導通させることができる。

　こうした弾性コネクタ１０を直径が１．０ｍｍ～１０ｍｍ、厚みが０．１ｍｍ～２．０ｍｍ程度の大きさに形成することは好ましい態様の一つである。

　変形例１－１［図５］：
　上記弾性コネクタ１０の変形例である弾性コネクタ１０ａを図５に示す。弾性コネクタ１０ａは、弾性コネクタ１０と異なり、金属薄板１５ａの内径が外側導体１４の内径よりも内側に突出している点が相違している（図５（Ｂ）の拡大部分を参照）。弾性コネクタ１０ａに比べればインピーダンス変化を起こし易いものの、金属薄板１５の面積を広くすることができ、はんだ付け可能な領域が増えることでより安定的なはんだ付けが可能となる。

　第２実施形態［図６～図８］：
　本実施形態の弾性コネクタ２０を図６に示す。弾性コネクタ２０もまたベース２２と、中心導体２３と、外側導体２４と、金属薄板２５を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、弾性コネクタ１０との相違点は、弾性コネクタ２０には金属薄板２５が設けられていない上面ｓ２に、中心導体２３が外側導体３３よりも外方に突出した突出部２７を有していることである。この突出部２７は、ベース２２の中央にあって、中心導体２３とその側面を覆う薄膜（ゴム状弾性体の部分）とで形成され、平面視では中心導体２３の外形と略同径の円形でありその周囲からは円柱状に突出している。

　弾性コネクタ２０では、被接続対象部材７の回路パターン（接点部）８に対して金属薄板２５をはんだ９で固着するが（図７（Ａ））、金属薄板２５と中心導体２３が面一であるため、中心導体２３と回路パターン８の間には、はんだ９の厚みだけ間隔Ｔ２ができる（図７（Ｂ））。しかしながら、突出部２７を有するため、こうした間隔Ｔ２があっても、中心導体２３を強く圧縮し、回路パターン８と中心導体１３や外側導体１４の下面ｓ１とを確実に圧接し（図８（Ａ））、さらに押圧して中心導体１３や外側導体１４の上面ｓ２側も被接続対象部材７の接触部位６に確実に圧接することができる（図８（Ｂ））。

　このように、突出部２７の高さＴ１は、はんだ９の厚みと同程度の間隔Ｔ２とほぼ同程度か、この間隔Ｔ２に加えて、中心導体２３を圧縮して縮むことが可能な間隔Ｔ３程度にやや長くすることが好ましい。中心導体２３の確実な導通を図るためである。

　上記態様において、はんだの厚さは、１０～１００μｍ程度が好ましい。また、突出部２７の高さＴ１は、１０μｍ～２００μｍ程度が好ましい。この高さＴ１は、弾性コネクタ２０の厚みに対して１％～１５％の長さである。１０μｍよりも低いとはんだの厚みを考慮すると中心導体２３を十分に圧接できないおそれがある。また、２００μｍよりも高いと外側導体２４を十分に圧接できないおそれがある。

　変形例２－１［図９］：
　上記弾性コネクタ２０の変形例である弾性コネクタ２０ａを図９に示す。弾性コネクタ２０ａは、弾性コネクタ２０と異なり、金属薄板２５ａの内径が外側導体１４の内径よりも内側に突出している点が相違している（図９の拡大部分を参照）。弾性コネクタ２０に比べればインピーダンス変化が生じ易いものの金属薄板２５ａの部分の面積を広くすることができ、より安定的なはんだ付けが可能となる。

　第３実施形態［図１０～図１２］：
　本実施形態の弾性コネクタ３０を図１０に示す。弾性コネクタ３０もまたベース３２と、中心導体３３と、外側導体３４と、金属薄板３５を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、弾性コネクタ１０との相違点は、中心導体３３が外側導体３４よりは外方に突出した突出部３７を有し、かつ、ベース３２における外側導体３４と中心導体３３との間に位置する絶縁部３２ｂに、中心導体３３および外側導体３４の表面よりも凹んだ凹部３８を有していることである。

　凹部３８を形成することにより、それが無い場合と比べて厚み方向に変形し易くなる。そのため、中心導体３３を押圧し圧縮したときの外側に広がる変形に対して凹部３８が大きく変形することで、外側導体３４が受ける応力を緩和することができる。図１１～図１２を用いて、凹溝部３８を設けた場合のこの利点について詳しく説明する。

　弾性コネクタ３０をプリント回路基板７の回路パターン８に対してはんだ付けするためには、外側導体３４に対応する回路パターン８の上にはんだ９を予め塗布形成する（図１１（Ａ））。そして、外側導体３４のみをはんだ９で固着するため、中心導体３３とそれに対応する回路パターン８の間には、はんだ９の厚み分の間隔Ｔ２が生じる（図１１（Ｂ））。この間隔Ｔ２を埋めるため、中心導体３３を外側導体３４よりも間隔Ｔ２の分だけ余分に下方に圧縮し変形させる必要がある。

　凹部３８を設けない場合は、こうした中心導体３３と外側導体３４の圧縮量の違いによって、各導体が傾いたり、捻じれたりするような予期しない変形を誘発するおそれがある。しかし中心導体３３と外側導体３４の間に凹部３８を有しているため、凹部３８が容易に変形して、中心導体３３と外側導体３４とを適切に圧縮することができる（図１２（Ａ））。したがって、圧縮量の違いに起因する各導体の予期しない変形を抑制することができる。

　さらに、弾性コネクタ３０については、外側導体３４に対して中心導体３３が高さＴ１だけ突出する突出部３７を有している（図１１（Ａ））。この突出部３７の高さＴ１は、はんだ９の厚み相当のＴ２よりも長く形成されることが好ましい。はんだ９の厚みがＴ２よりも厚くなることがあっても中心導体３３を確実に回路パターン８に接触させる必要があるためである。したがって、はんだ９の厚みがＴ２であれば、下面ｓ１で中心導体３３と金属薄板３５とを回路パターン８に接触させても、上面ｓ２では外側導体３４と被接続部品の接触部位６との間に間隔Ｔ３が生じる（図１２（Ａ））。したがって、この間隔Ｔ３を埋めるためにさらに中心導体３３を圧縮することで中心導体３３の確実な導通が図れる（図１２（Ｂ））。

　凹部３８の凹み深さは、弾性コネクタ３０の厚みに対して５０％～９０％の長さであることが好ましい。５０％より少ないと凹部３８を設けても外側導体３４が受ける応力を緩和し難い。また、９０％より深いと各導体の厚み方向の姿勢が安定せず適切に圧接できなくなるおそれがある。なお、突出部３７の高さは先の例と同様である。

　変形例３－１［図１３］：
　弾性コネクタ３０の変形例である弾性コネクタ３０ａを図１３に示す。先の例で示した弾性コネクタ３０において金属薄板３５を設けた面とは反対側の上面ｓ２に凹部３８を形成していたのとは異なり、弾性コネクタ３０ａでは金属薄板３５を設けた下面ｓ１に凹部３８ａを有している。こうした弾性コネクタ３０ａとしても弾性コネクタ３０と同様に外側導体３４が受ける応力を緩和することができる。

　第４実施形態［図１４～図１６］：
　本実施形態の弾性コネクタ４０を図１４に示す。弾性コネクタ４０もまたベース４２と、中心導体４３と、外側導体４４と、金属薄板４５を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、弾性コネクタ１０との相違点は、中心導体４３が外側導体４４よりは外方に突出した突出部４７を有し、かつ、ベース３２における外側導体３４と中心導体３３との間に位置する絶縁部４２ｂの表裏両面に、中心導体４３または外側導体４４の表面よりも凹んだ凹溝部を形成した薄肉部４９を有していることである。薄肉部４９について換言すれば、中心導体４３と外側導体４４の間の絶縁部４２ｂの厚み方向の肉厚を薄くした部分である。

　薄肉部４９を形成することにより、凹部３８を表裏のどちらか一方面に設ける場合よりも厚み方向に容易に変形し易くなる。そのため、中心導体４３が押圧された際に外側導体４４が受ける応力をさらに緩和することができる。図１５、図１６を用いて、薄肉部４９を設けた場合の利点について詳しく説明する。

　弾性コネクタ４０をプリント回路基板７の回路パターン（接点部）８に対してはんだ付けするためには、外側導体４４に対応する回路パターン８の上にはんだ９を予め塗布形成する（図１５（Ａ））。そして、外側導体４４のみをはんだ９で固着するため、中心導体４３とそれに対応する回路パターン８の間にははんだ９の厚み分の間隔Ｔ２が生じる（図１５（Ｂ））。この過程までは弾性コネクタ３０の場合と同様である。

　次に、間隔Ｔ２を埋めるためには、中心導体４３を外側導体４４よりもＴ２の分だけ余分に下方に圧縮し変形する必要がある。ここで、弾性コネクタ３０において凹部３８を設けた絶縁部３２ｂの肉厚よりも、弾性コネクタ４０において薄肉部４９を設けた絶縁部４２ｂの肉厚の方が薄いため、この絶縁部４２ｂは絶縁部３２ｂよりも容易に変形して、中心導体４３と外側導体４４とを適切に圧縮することができる（図１６（Ａ））。

　弾性コネクタ４０について、外側導体４４に対して中心導体４３が高さＴ１だけ突出する突出部４７を有しており、下面ｓ１で中心導体４３と金属薄板４５とを回路パターンに接触させても、上面ｓ２では外側導体４４と被接続部品の接触部位６との間に間隔Ｔ３が生じる点では先の例の弾性コネクタ３０と同じである（図１６（Ａ））。しかしながら、この間隔Ｔ３を埋めるためにさらに中心導体３３を圧縮して中心導体４３の確実な導通を行なう際（図１６（Ｂ））の絶縁部４２ｂの変形は、第３実施形態の弾性コネクタ３０の絶縁部３２ｂの変形よりも容易に行わせることができる。このように弾性コネクタ４０では外側導体４４が受ける応力を緩和する点でより優れている。

　上記態様において、薄肉部４９の導通方向の厚みは、弾性コネクタ４０の厚みに対して１０％～５０％程度の厚みが好ましい。１０％よりも短いと各導体の厚み方向の姿勢が安定せず適切に圧接できなくなるおそれがある。また、５０％よりも厚いと外側導体４４を十分に圧接できないおそれがある。

　変形例４－１［図１７］：
　弾性コネクタ４０の変形例である弾性コネクタ４０ａを図１７に示す。先の例で示した弾性コネクタ４０では金属薄板４５を設けた下面ｓ１で金属薄板４５の表面と中心導体４３の表面とが面一に形成されていたのとは異なり、弾性コネクタ４０ａでは金属薄板４５の表面よりも中心導体４３ａの表面をやや内側に凹ませている。但し、この凹みＴ４は突出部４７の突出高さＴ１よりはその長さを短くしている。中心導体４３ａの導通不良を起こさせないためである。

　弾性コネクタ４０ａでは、下面ｓ１で外側導体４４側の表面よりも中心導体４３が凹んでいるため、はんだ付けの工程ではんだが万一にでも中心導体４３側に流れることがあっても外側導体４４との接触を回避することができ、中心導体４３と外側導体４４とが連通する不良を起こしにくい。

　第５実施形態［図１８］：
　本実施形態の弾性コネクタ５０を図１８に示す。弾性コネクタ５０もまたベース５２と、中心導体５３と、外側導体５４と、金属薄板５５といった部位を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、弾性コネクタ１０との相違点は、ベース５２における外側導体５４と中心導体５３との間に位置する絶縁部５２ｂに、中心導体５３または外側導体５４の表面よりも凹んだ凹部５８を有していることである。なお、この弾性コネクタ５０には突出部は有していない。

　弾性コネクタ５０においても凹部５８を備えて絶縁部５２ｂの肉厚が薄くなっているため、中心導体５３が押圧された際に外側導体５４が受ける応力を緩和することができる。

　変形例５－１［図１９］：
　上記弾性コネクタ５０の変形例である弾性コネクタ５０ａを図１９に示す。先の例で示した弾性コネクタ５０は金属薄板５５を設けた面とは反対側の上面ｓ２に凹部５８を形成していたのとは異なり、弾性コネクタ５０ａでは金属薄板５５を設けた下面ｓ１に凹溝部５８ａを有している。

　弾性コネクタ５０ａにおいても凹部５８ａを備えて絶縁部５２ｂの肉厚が薄くなっているため、中心導体５３が押圧された際に外側導体５４が受ける応力を緩和することができる。また、はんだ付けの工程ではんだが万一にでも中心導体４３側に流れることがあっても凹部５８ａによって外側導体５４との接触を回避することができる。

　第６実施形態［図２０］：
　本実施形態の弾性コネクタ６０を図２０に示す。弾性コネクタ６０もまたベース６２と、中心導体６３と、外側導体６４と、金属薄板６５といった部位を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、弾性コネクタ１０との相違点は、ベース５２における外側導体５４と中心導体５３との間に位置する絶縁部６２ｂの表裏両面に、中心導体５３または外側導体５４の表面よりも凹んだ凹部を形成した薄肉部６９を有していることである。

　弾性コネクタ６０では、薄肉部６９を有するため、表裏何れかの面に凹部を設けるよりも中心導体６３が押圧された際に外側導体６４が受ける応力を緩和することができる。また、はんだ付けの工程ではんだが万一にでも中心導体６３側に流れることがあっても薄肉部６９によって外側導体６４との接触を回避することができる。

　第７実施形態［図２１］：
　本実施形態の弾性コネクタ７０を図２１に示す。弾性コネクタ７０もまたベース７２と、中心導体７３と、外側導体７４と、金属薄板７５といった部位を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、弾性コネクタ１０との相違点は、中心導体７３に導通する金属薄板７５を備えることである。

　本実施形態ではインピーダンスの観点から中心導体７３と同形に金属薄板７５を設けることが好ましい。また、本実施形態の弾性コネクタ７０は、表面積が小さい中心導体７３に金属薄板７５を固着するため、この金属薄板７５の面積も小さくなる点で他の実施形態の弾性コネクタよりもはんだ付けし難いため、大きなサイズの弾性コネクタとする場合に好ましい態様である。

　第８実施形態［図２２］：
　本実施形態の弾性コネクタ８０を図２２に示す。弾性コネクタ８０もまたベース８２と、中心導体８３と、外側導体８４と、金属薄板８５といった部位を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、弾性コネクタ１０との相違点は、外側導体８４に導通する金属薄板８５とともに中心導体８３に導通する金属薄板８５ａを備えることである。金属薄板８５と金属薄板８５ａとは互いに絶縁している。

　本実施形態では中心導体８３と外側導体８４の双方に金属薄板８５，８５ａを設けたため、下面ｓ１側での被接続部品との固着を完全にし、中心導体８３と外側導体８４のそれぞれの導通を確実にできる点で好ましい。

　各実施形態の変形例１［図２３］：
　本実施形態の弾性コネクタ１００を図２３に示す。弾性コネクタ１００もまたベース１０２と、中心導体１０３と、外側導体１０４と、金属薄板１０５といった部位を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、先の例の弾性コネクタとの相違点は外側導体１０４の形状であり、この外側導体１０４は、４つの柱状導体１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄからなっている。

　この弾性コネクタ１００は、外側導体１０４を複数の柱状導体で構成しているため、無端環状に形成した場合よりも圧縮荷重を低くすることができる。また、外側導体１０４を形成するために使う導電材料も少なくすることができるため、材料費を低減することができる。

　なお、この変形例１では４つの柱状導体１０４ａ～１０４ｄを有する例を示したが、３つとしたり、５つ以上とすることもできる。

　各実施形態の変形例２［図２４］：
　本実施形態の弾性コネクタ１１０を図２４に示す。弾性コネクタ１１０もまたベース１１２と、中心導体１１３と、外側導体１１４と、金属薄板１１５といった部位を備える点では先の実施形態と同じである。しかしながら、先の例の弾性コネクタとの相違点はベース１１２の形状が矩形状であり、弾性コネクタ１１０の外形が矩形状となっている。

　これまで説明してきた弾性コネクタは、平面視で円形の外形を有するものであったが、外形は円形に限定されるものではなく、本実施形態で示した弾性コネクタ１１０のような正方形や長方形、その他の多角形状にすることができる。矩形状であれば、複数の弾性コネクタ１１０を無駄なく連ねることができるとともに、切断が容易であるため、製造し易く、材料の無駄が少ないというメリットがある。

　その他の変形例：
　外側導体と導通する金属薄板の外縁形状は、ベースの外縁形状と同形状とした例では、裁断刃２ｂによる裁断により低コストで個々の弾性コネクタを製造できるからであるが、金属薄板の形状はこうした形状に限定されず以下のような形状とすることができる。すなわち、外側導体と導通させる態様では、少なくとも外側導体の一部を覆い、はんだで固定できる程度の広さ（面積）を形成すれば、その外形が限定されるものではない。例えば、弾性コネクタの外縁まで外側導体が覆うものとはせず、その外縁にもベースが露出する構成とすることができる。また、外側導体の一部を覆うものとして金属薄板を形成してもよい。こうした構成であっても、抜き型で外形を形成しつつ、それを成形用金型内に配置してベースと金属薄板とを一体成形して弾性コネクタを製造することができる。しかも、外側導体の一部が金属薄板を介さずに回路パターンの接点部と直接接触するため、回路パターンの接点部との導通抵抗が小さく低抵抗で導通させることができる。

　また、中心導体と外側導体とが１組で構成された弾性コネクタを示したが、複数組の中心導体と外側導体を備えた弾性コネクタとしてもよい。その場合には、各外側導体と固着する金属薄板は分割されている必要はなく、一体としたものとすることができる。一般に同軸ケーブルにおいて外側導体は接地接続に利用するためである。

　上記実施形態は本発明の一例であり、こうした形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限度において、各部材の形状、材質、製造方法等の変更、取り替えを行い得るものである。例えば、弾性コネクタ１０と弾性コネクタ１０ａとの態様の相違は他の形態の弾性コネクタについてもあり得るし、弾性コネクタ４０ａで設けた凹みを他の形態に適用することも可能である。

　　１　　金属板
　　２ａ　　抜き型
　　２ｂ　　裁断刃
　　３　　成形用金型
　　４　　混合物
　　５　　コネクタシート
　　６　　接触部位
　　７　　被接続対象物（回路基板）
　　８　　回路パターン
　　９　　はんだ
　　Ｔ１　　高さ
　　Ｔ２　　間隔
　　Ｔ３　　間隔
　　Ｔ４　　凹み
　　ｓ１　　下面（弾性コネクタの一方面）
　　ｓ２　　上面（弾性コネクタの他方面）
　　10,10a,20,20a,30,40,50,60,70,80,90,100,110　　弾性コネクタ
　　12,22,32,42,52,62,72,82,92,102,112　　ベース
　　12b,22b,32b,42b,52b,62b,72b,82b,92b,102b,112b　　絶縁部
　　13,23,33,43,53,63,73,83,93,103,113　　中心導体
　　14,24,34,44,54,64,74,84,94,104,114　　外側導体
　　15,15a,25,25a,35,45,55,65,75,85,95,95a,105,115　　金属薄板（金属接続部）
　　16　　（金属薄板に設けた）孔
　　27,37,47　　突出部
　　38,38a,58,58a　　凹部
　　49,69　　薄肉部

Claims

　ゴム状弾性体でなるベースを備え、該ベースに、中心導体と、中心導体を囲む外側導体と、中心導体と外側導体とを隔てる絶縁部とを備える弾性コネクタにおいて、
　中心導体と外側導体は前記ベースの一方面から他方面に貫通して形成されており、
　中心導体または外側導体の何れかの端部に回路基板に接続する金属接続部を備えることを特徴とする弾性コネクタ。
　前記金属接続部は、前記絶縁部を露出させる孔を有する請求項１記載の弾性コネクタ。
　前記金属接続部に設けた前記孔と外側導体の内径とに対する中心導体からの距離が等距離である請求項２記載の弾性コネクタ。
　中心導体が外側導体よりも突出する突出部を有する請求項１～請求項３何れか１項記載の弾性コネクタ。
　前記絶縁部にベースの厚み方向に凹んだ凹部を有する請求項１～請求項４何れか１項記載の弾性コネクタ。
　前記絶縁部の表裏両面にベースの厚み方向に凹む薄肉部を有する請求項１～請求項５何れか１項記載の弾性コネクタ。
　前記金属接続部の表面と、この金属接続部を設けていない中心導体または外側導体の表面とが面一である請求項１～請求項６何れか１項記載の弾性コネクタ。
　外側導体が中心導体を囲む無端の環状導体である請求項１～請求項７何れか１項記載の弾性コネクタ。
　外側導体が中心導体を囲む位置に配置された少なくとも３つ以上の柱状導体である請求項１～請求項７何れか１項記載の弾性コネクタ。
　ゴム状弾性体でなるベースを備え、該ベースに、中心導体と、中心導体を囲む外側導体と、中心導体と外側導体とを隔てる絶縁部とを備え、中心導体と外側導体が前記ベースの一方面から他方面に貫通する弾性コネクタの製造方法であって、
　複数の孔を有する金属接続部材を成形用金型内に配置し、磁性導電体が分散した液状ゴムからなる混合物をこの成形金型内に注入し、孔の部分に中心導体が位置し、孔を除く部分に外側導体が位置するように前記成形用金型内で磁性導電体を磁場配向させて複数の前記中心導体と外側導体とを形成し、液状ゴムを硬化させてコネクタシートを形成し、次いで所定の形状にこのコネクタシートを裁断する弾性コネクタの製造方法。
　外側導体は金属接続部材の孔に沿って形成し、中心導体はこの孔の中心に形成する請求項１０記載の弾性コネクタの製造方法。