音響機器の接続構造
【課題】 低ハイトの、コイルスプリングタイプの圧接挟持型コネクタを用いて、携帯音響機器のマイクロフォンに負荷される圧縮応力を低減する。
【解決手段】 樹脂製ハウジングと、ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、ハウジングに嵌入固定された導電キャップと、導電ピンと導電プレートとの間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、導電ピンの底面がコイルスプリングに対向する端面に掘り込み部が形成されており、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する導電ピン下部のフランジ部の上面とハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしている圧接挟持型コネクタによって、マイクロフォンの電極と配線基板の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。導電キャップを省略し、導電ピンの底面が向き合うようにすることもできる。
【解決手段】 樹脂製ハウジングと、ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、ハウジングに嵌入固定された導電キャップと、導電ピンと導電プレートとの間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、導電ピンの底面がコイルスプリングに対向する端面に掘り込み部が形成されており、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する導電ピン下部のフランジ部の上面とハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしている圧接挟持型コネクタによって、マイクロフォンの電極と配線基板の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。導電キャップを省略し、導電ピンの底面が向き合うようにすることもできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の小型音響機器のマイクロフォンと配線基板等とを電気的に接続する携帯音響機器の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を典型として、携帯可能な小型音響機器は近時ますますの小型化、薄型化、軽量化が図られてきている。それに伴い、小型音響機器に用いられる各部品の小型化、薄型化、軽量化が図られている。
部品の小型化、薄型化、軽量化に伴い、各部品の強度自体が問題とされ始めている。
従来、携帯電話等の携帯可能な小型音響機器において、マイクロホンと電気基板との電気接続には、異方導電性の圧接型コネクタが用いられてきた（特許文献１参照）。
【０００３】
「マイクロホン・ホルダー」と題される特許文献１には、図６に示されるように、マイクロホン５１と電気基板５２とが、圧接型コネクタ５３を介して電気的に接続されている。この場合の圧接型コネクタは、弾性体に金属線（導電体）が配向分布して埋め込まれたものであって、弾性体が押圧されて圧縮することによって、埋め込まれた金属線（導電体）が、マイクロホン５１と電気基板５２とそれぞれの電極に接触するようになって、対応する電極間を相互に導通するものである。なお、５４はマイクロホンホルダー、５５はケースである。
この他に、絶縁性弾性体と導電性弾性体が交互に積層された、いわゆる「ゼブラ型」の異方導電性の圧接型コネクタも多く用いられている。
【０００４】
異方導電性の圧接型コネクタは、押圧圧縮することによって圧縮された方向のみに導通するもので、厚さをそれ程必要とせず、薄型のコネクタであることに大きな特徴の一つがあるとされている。
しかし、弾性体を圧縮するための押圧力がコネクタの全面に作用する必要があることから、トータルの押圧力は比較的大きくなることになり、小型化、薄型化されたマイクロフォン、たとえば１ｍｍ厚のもの、では、その押圧力によって、マイクロフォンに歪みや、場合によっては破損等のダメージを与える可能性が指摘され始めている。また、弾性体の圧縮変形は、押圧力によって基本的に規定されるため、組み込みに際してのストロークにあまり大きな自由度を設けることができない憾みがあり、設計上、寸法精度に余裕が設けられなかった。
【０００５】
コネクタの別のタイプに、導電ピンをハウジング内に収納し、スプリングを利用するタイプの、いわゆる圧接挟持型コネクタも知られている（特許文献２参照）。
特許文献２に開示される圧接挟持型コネクタは、スプリングに金属製のコイルスプリングを用いるタイプのもので、図７に示されるように、圧接挟持型コネクタ６１は、絶縁性樹脂製のハウジング６２に設けられた貫通孔６３内に導電ピン６４、コイルスプリング６５、導電キャップ６６が配置されている。
導電ピン６４は、先端側が先端柱状部６７、後端側が後端柱状部６８となっており、先端柱状部６７と後端柱状部６８との間にフランジ部６９が形成されており、貫通孔６３の一端に設けられた小径部７０と係合して、導電ピン６４がハウジング６２から抜け出すことが阻止されている。
【０００６】
この圧縮挟持型コネクタでは、コイルスプリング６５の端部が導電ピン６４の後端柱状部６８と係合することによって、押圧・圧縮時にコイルスプリング６５が横にずれたりすることを規制しており、また、ハウジング６２に設けられた貫通孔６３の小径部７０の高さが、導電ピン６４の上下方向の移動の際の軸線方向からの過度の曲がりを規制している。
この圧縮挟持型コネクタは、コイルスプリングの作動長さ当たりの弾性力、単位作動力による感応長さ等の設定が幅広く行うことができる特徴を有しているが、以上のように、押圧・圧縮時にコイルスプリング６５の横ずれや、導電ピン６４の上下方向の移動の際の軸線方向からの過度の曲がりを規制するための方策の必要性から、圧接挟持型コネクタ６１の高さの低減に限界があり、携帯電話等の携帯可能な小型音響機器等のマイクロフォンやスピーカ等と配線基盤等とを電気的に接続には不向きであると考えられてきた。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２３３８２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１００４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、低ハイトのコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタを用いることによって、携帯音響機器のマイクロフォンに負荷される圧縮応力を低減することができる携帯音響機器の接続構造を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の携帯音響機器の接続構造は、樹脂製ハウジングと、前記ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、前記ハウジングに嵌入固定された導電キャップと、前記導電ピンと前記導電プレートとの間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピンの底面が前記コイルスプリングに対向する端面に前記コイルスプリングの端部に係合可能な掘り込み部が形成されており、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン下部のフランジ部の上面と前記ハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしている圧接挟持型コネクタによって、マイクロフォンの電極と配線基板の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。また、前記導電キャップを省略し、前記導電ピンの底面が向き合うようにすることもできる。さらに、前記コイルスプリングの隣接する巻回線の中心が相互に垂直方向でずらされているものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の携帯音響機器の接続構造によれば、低荷重で作動する圧接挟持型コネクタを用いることにより、マイクロフォンに歪み、曲げ変形、破損等のダメージを与える恐れのない携帯音響機器とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、低荷重で作動する圧接挟持型コネクタを実現したことを基本とする。
以下に、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの基本単位形を示す断面概念図であり、（ａ）は、圧接挟持型コネクタへの無負荷状態の場合の断面概念図、（ｂ）は、接点として標準的に作動している状態での断面概念図である。
図２は、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第２の基本単位形を示す断面概念図である。
図３は、本発明の携帯音響機器の接続構造を示す分解斜視図であり、（ａ）は表側を示し、（ｂ）は裏側を示す。
図４は、非円形マイクロフォンハウジングを用いた本発明の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は正面側の分解斜視図、（ｂ）は裏面側の分解斜視図、（ｃ）は、非円形マイクロフォンハウジングを縦置きにする場合を示す分解斜視図、（ｄ）は、非円形マイクロフォンハウジングを横置きにする場合を示す分解斜視図である。
図５は、マイクロフォンホルダをマイクロフォンハウジングの外側を覆うように用いる例を説明する図である。
【００１２】
はじめに、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第１の基本単位形について説明する。
図１において、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いる第１の基本単位形に係る圧縮挟持型コネクタ１は、絶縁性樹脂製のハウジング２の厚さ方向に配向させて設けられた貫通孔３内に導電ピン４、コイルスプリング５、導電キャップ６が配置されている。
ハウジング２に設けられた貫通孔３の一端には、小径部１０が形成されており、その小径部１０が、導電ピン４に設けられたフランジ部８と係合し、導電ピン４がハウジング２から導電ピン４の先端側に抜け出すことが阻止されている。
貫通孔３の他端は、拡径部１１となっており、その拡径部１１内に導電キャップ６が、圧入等により、固定されている。単なる圧入に限らず、拡径部１１の内径と導電キャップ６の外面との間で、係合凹凸部を相互に形成することもできることは勿論である。図１では、係合凹凸部１４を設けた例が示されている。
【００１３】
導電ピン４は、先端側が一方の接点である柱状部７、後端側がフランジ部８となっており、フランジ部８の下面には、コイルスプリング５の先端部が収まる掘り込み部９が形成されている。導電ピンの頂部は、平面状でも、球面状等の凸曲面となっていても良い。
フランジ部８の上面は、水平面状として差し支えないが、円錐状（図示の場合）、角錐状あるいは球面状とすることができる。円錐状等とした場合、それに対応した形状としたハウジング２の貫通孔３上部の小径部１０の下面と係合するとき、すなわち電気的接続のために導電ピン４を押圧しないときに、導電ピン４の軸が横方向等にずれたり傾いたりすることを避けることができる。
【００１４】
掘り込み部９の形状は、円錐状（図示の場合）、角錐状あるいは球面状とすることができる。掘り込み部９を形成することにより、掘り込み部９と係合するコイルスプリング５の先端部の位置が横ずれ等することを阻止することができ、換言すればコイルスプリング５の軸が傾くことが避けられ、電気的接続のための圧縮が正常になされることが保証され、コイルスプリング５の本来有する性能を常に十全に発揮させることができる。
導電ピンに掘り込み部を設けること、導電ピンとハウジングとの係合部を水平面状から錐体面状、球面状等の三次元的な衝接面とすること、によって、圧接挟持型コネクタの高さを従来のものよりも大幅に低減することができる。
【００１５】
導電キャップ６は、中空柱状部１２と、中空柱状部１２の一端側を閉塞する底部１３からなる。
貫通孔３の拡径部１１の肩と導電キャップ６の中空柱状部１２の開放側端部とが係合して、導電キャップ６の押入位置が決められている。
本発明に用いる圧縮挟持型コネクタ１は、図１（ａ）に示すように、マイクロフォン（後述）と接続するまでは、導電ピン４は、コイルスプリング５の弾発力で導電ピン４のフランジ部８がハウジング２の小径部１０に押圧されて、相互に離間し、ハウジング２から突出している。
【００１６】
コイルスプリング５は、通常の円筒状とすることができるが、円錐状（図１図示例）、樽状、鼓状等、コイルスプリングを構成する線材の軸が上下方向に重ならない状態のものとすることもできる。後者の場合には、過圧縮されたときのコイルスプリングの最小高さを小さくできるので、可能押圧ストロークをその分大きくすることができ、圧接挟持型コネクタのトータル高さをさらに小さくすることができる。
従来のこの種の圧接挟持型コネクタで達成されていた無負荷時の圧接挟持型コネクタの不作動時の高さ：２．５ｍｍ、最大圧縮時の高さ１．５ｍｍが、これらの諸措置を施すことによって、本発明で用いられる圧接挟持型コネクタでの不作動時の高さ：１．５ｍｍ、最大圧縮時の高さ：１．０ｍｍ（最大可能押圧作動ストロークとして０．５ｍｍ）を量産品として実現できる見通しを得ることができた。
【００１７】
次に、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第２の基本単位形について説明する。
第２の基本単位形は、第１の基本単位形の導電キャップを除き、背面同士を対向配置した形態である。
図２に示す第２の基本単位形に係る圧接挟持型コネクタ３１は、上下対象であるので、図２における上部部分を中心にして説明する。図２において、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いる第１の基本単位形に係る圧縮挟持型コネクタ３１は、絶縁性樹脂製のハウジング板３２の厚さ方向に配向させて設けられた貫通孔３３内に導電ピン３４およびコイルスプリング３５が配置されている。
ハウジング板３２に設けられた貫通孔３３の一端には、小径部３９が形成されており、その小径部３９が、導電ピン３４に設けられたフランジ部３７と係合し、導電ピン３４がハウジング板３２から導電ピン３４の先端側に抜け出すことが阻止されている。貫通孔３３の他端は、拡径部４０となっている。そして、拡径部４０側で２つのハウジング板３２が当接されている。
【００１８】
導電ピン３４は、導電ピン４と同様であり、柱状部３６、フランジ部３７、掘り込み部３８が形成されている。導電ピンの頂部は、平面状でも、球面状等の凸曲面となっていても良い。フランジ部３７の上面は、水平面状、角錐状あるいは球面状とすることができること、円錐状等とした場合、ハウジング板３２の貫通孔３３上部の小径部３９下面をそれに対応した形状とすること、掘り込み部３８の形状は、円錐状（図示の場合）、角錐状あるいは球面状とすることができること、コイルスプリング３５は、通常の円筒状とすることができるが、樽状（図２図示例）、鼓状等のものとすることもできること、従来のこの種の圧接挟持型コネクタで達成されていた無負荷時の圧接挟持型コネクタの不作動時の高さ：２．５ｍｍ、最大圧縮時の高さ１．５ｍｍが、これらの諸措置を施すことによって、本発明で用いられる圧接挟持型コネクタでの不作動時の高さ：１．５ｍｍ、最大圧縮時の高さ：１．０ｍｍ（最大可能押圧作動ストロークとして０．５ｍｍ）を量産品として実現できる見通しを得ることができたこと、も同様である。
【００１９】
本発明に用いる圧縮挟持型コネクタを構成する各部材の材料について触れると、特に制限はないが、従来一般に用いられてきた材料を用いることができる。すなわち、導電ピンとしては、導電性に優れた、例えば銅あるいは真鍮などの銅合金等の良導電性金属、あるいはこれらの金属表面に金メッキされたもの、導電性エラストマーやその表面に金メッキされたもの等が、また、コイルスプリングとしては、弾発力のある、例えば直径３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍの金属細線が等ピッチ（例えば、０．４ｍｍ）で巻回されることで略円筒状を呈した弾性のコイル状に形成されたもの、あるいは、コイルの形状が、より好ましくは円錐状、樽状、鼓状に形成されたものであって、コイルスプリングを形成する金属細線としては、リン青銅、銅、ベリリウム銅、ばね鋼、硬鋼、ステンレス鋼、ピアノ線材等の金属線、あるいはこれらの金属線に金メッキした金属細線が、さらに、絶縁性のハウジングの材料としては、耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れる汎用のプラスチック（例えば、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、塩ビ、ポリエチレン等）を使用することができ、これらの材料の中でも、加工性やコスト等を考慮すると、ポリアミド樹脂が最適であること、等が挙げられる。
【００２０】
次に、本発明の携帯音響機器の接続構造について、図３を参照して説明する。
図３において、携帯音響機器に用いられるマイクロフォン２１は、表面側に、中心電極２２と周囲電極２３とからなる蛇の目電極を有する。マイクロフォン２１は、マイクロフォンハウジング２４の裏側のマイクロフォン収納凹部２５に収納セッティングされる。
マイクロフォンハウジング２４には、マイクロフォン２１の中心電極２２と周囲電極２３の円周中の適宜の位置とに対応する位置に、前述の圧接挟持型コネクタの第１の基本単位形または第２の基本単位形がそれぞれ設けられている。すなわち、マイクロフォンハウジング２４をハウジング２のようにして、裏側に導電ピン４、表側に導電キャップ６が設けられる。マイクロフォンハウジング２４がマイクロフォンハウジング２４のマイクロフォン収納凹部２５に収納固定されて、導電キャップ６を介して回路基板（図示せず）に接続される。
【００２１】
マイクロフォンハウジングは、図３に示されるような、円形のものに限られない。図４に示されるように、長円を半分にしたような、非円形マイクロフォンハウジング２６とすることもできる。
図４においては、圧接挟持型コネクタの第１の基本単位形または第２の基本単位形における導電キャップ６に代えて、コイルスプリング５（図４には図示せず）を支えるものが導電板２７となっており、非円形マイクロフォンハウジング２６の、マイクロフォン収納凹部２５を設けた面の対面から側面にわたって設けられている。
この形の非円形マイクロフォンハウジング２６は、回路基板２８に対してマイクロフォン２１が直角になるように（図４（ｃ））（縦置き）も、平行になるように（図４（ｄ））（横置き）もセッティングすることができる。
マイクロフォンハウジングを非円形とする場合、図４に示される形に限られず、四角形、六角形等を含めて、適宜の所望の形状とすることができる。また、マイクロフォンハウジングの外側の側面に電極を形成する場合には、図４に示される導電板２７の形に限られず、マイクロフォンハウジング内部で連通させるようにすることもできる。
【００２２】
従来例（図６）に見られるように、不要な雑音を拾わないようにするために、マイクロホンホルダー５４が用いられることがある。このマイクロホンホルダー５４は、電気的接続のための押圧力による影響を緩和する役目も果たしている。
本発明においても同様に、マイクロフォンホルダ３０を同様に用いることもできる（このような用い方のマイクロフォンホルダは図示省略）が、本発明においては、電気的接続のための押圧力は小さくできるので、マイクロフォンへのダメージを与える可能性が小さいので、マイクロフォンホルダ３０（エラストマー製カバー）は、マイクロフォンハウジングの外側に用いることもできる。この場合、エラストマー製カバーはマイクロフォンハウジングの全体を覆う必要はない。図５はその一例である。
【００２３】
導電ピンの材質に真鍮（Ｃ２７００、Ｃ３６０４）にＮｉ＋Ａｕのメッキを施したもの、導電キャップの材質として真鍮（Ｃ３６０４）にＮｉ＋Ａｕメッキを施したもの、コイルスプリングの材質としてピアノ線材（ＳＷＰ−Ｂ）にＣｕ＋Ｎｉ＋Ａｕメッキを施したもの、ハウジングの材質としてＰＡ６Ｔ（変性ポリアミド６Ｔ、三井化学（株）製商品名：アーレン Ｅ４３０Ｎ）を用いて、図１、図３に示す圧接挟持型コネクタを製造し、接点の抵抗値１００ｍΩ、０．５ｍｍ圧縮時の荷重０．５Ｎ／ｐｉｎ、Ｈ＝１．５ｍｍ、ｈ＝１．０ｍｍが実現できた。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、マイクロフォンと配線基板との接続のための押圧力を大幅に軽減することができるので、携帯電話等の携帯可能な小型音響機器等のますますの小型化、薄型化、軽量化に対応することができ、これら小型音響機器等の製造分野に裨益するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第１の基本単位形を示す断面概念図であり、（ａ）は、圧接挟持型コネクタへの無負荷状態の場合の断面概念図、（ｂ）は、接点として標準的に作動している状態での断面概念図である。
【図２】本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第２の基本単位形を示す断面概念図である。
【図３】本発明の携帯音響機器の接続構造を示す分解斜視図であり、（ａ）は表側を示し、（ｂ）は裏側を示す。
【図４】非円形マイクロフォンハウジングを用いた本発明の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は正面側の分解斜視図、（ｂ）は裏面側の分解斜視図、（ｃ）は、非円形マイクロフォンハウジングを縦置きにする場合を示す分解斜視図、（ｄ）は、非円形マイクロフォンハウジングを横置きにする場合を示す分解斜視図である。
【図５】マイクロフォンホルダをマイクロフォンハウジングの外側を覆うように用いる例を説明する図である。
【図６】従来の異方導電性の圧接型コネクタを用いたマイクロホンと電気基板との電気的接続を示す説明図である。
【図７】従来の圧接挟持型コネクタを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：圧縮挟持型コネクタ
２：（絶縁性樹脂製の）ハウジング
３：貫通孔
４：導電ピン
５：コイルスプリング
６：導電キャップ
７：柱状部
８：フランジ部
９：（導電ピン下面の）掘り込み部
１０：小径部
１１：拡径部
１２：（導電キャップの）中空柱状部
１３：（導電キャップの）底部
１４：係合凹凸部
２１：マイクロフォン
２２：中心電極
２３：周囲電極
２４：マイクロフォンハウジング
２５：マイクロフォン収納凹部
２６：非円形マイクロフォンハウジング
２７：導電板
２８：回路基板
２９：（回路基板上の）電極
３０：マイクロフォンホルダ（エラストマー製カバー）
３１：圧接挟持型コネクタ
３２：ハウジング板
３３：貫通孔
３４：導電ピン
３５：コイルスプリング
３６：柱状部
３７：フランジ部
３８：掘り込み部
３９：小径部
４０：拡径部
５１：マイクロホン
５２：電気基板
５３：圧接型コネクタ
５４：マイクロホンホルダー
５５：ケース
６１：圧接挟持型コネクタ
６２：（絶縁性樹脂製の）ハウジング
６３：貫通孔
６４：導電ピン
６５：コイルスプリング
６６：導電キャップ
６７：先端柱状部
６８：後端柱状部
６９：フランジ部
７０：小径部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の小型音響機器のマイクロフォンと配線基板等とを電気的に接続する携帯音響機器の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を典型として、携帯可能な小型音響機器は近時ますますの小型化、薄型化、軽量化が図られてきている。それに伴い、小型音響機器に用いられる各部品の小型化、薄型化、軽量化が図られている。
部品の小型化、薄型化、軽量化に伴い、各部品の強度自体が問題とされ始めている。
従来、携帯電話等の携帯可能な小型音響機器において、マイクロホンと電気基板との電気接続には、異方導電性の圧接型コネクタが用いられてきた（特許文献１参照）。
【０００３】
「マイクロホン・ホルダー」と題される特許文献１には、図６に示されるように、マイクロホン５１と電気基板５２とが、圧接型コネクタ５３を介して電気的に接続されている。この場合の圧接型コネクタは、弾性体に金属線（導電体）が配向分布して埋め込まれたものであって、弾性体が押圧されて圧縮することによって、埋め込まれた金属線（導電体）が、マイクロホン５１と電気基板５２とそれぞれの電極に接触するようになって、対応する電極間を相互に導通するものである。なお、５４はマイクロホンホルダー、５５はケースである。
この他に、絶縁性弾性体と導電性弾性体が交互に積層された、いわゆる「ゼブラ型」の異方導電性の圧接型コネクタも多く用いられている。
【０００４】
異方導電性の圧接型コネクタは、押圧圧縮することによって圧縮された方向のみに導通するもので、厚さをそれ程必要とせず、薄型のコネクタであることに大きな特徴の一つがあるとされている。
しかし、弾性体を圧縮するための押圧力がコネクタの全面に作用する必要があることから、トータルの押圧力は比較的大きくなることになり、小型化、薄型化されたマイクロフォン、たとえば１ｍｍ厚のもの、では、その押圧力によって、マイクロフォンに歪みや、場合によっては破損等のダメージを与える可能性が指摘され始めている。また、弾性体の圧縮変形は、押圧力によって基本的に規定されるため、組み込みに際してのストロークにあまり大きな自由度を設けることができない憾みがあり、設計上、寸法精度に余裕が設けられなかった。
【０００５】
コネクタの別のタイプに、導電ピンをハウジング内に収納し、スプリングを利用するタイプの、いわゆる圧接挟持型コネクタも知られている（特許文献２参照）。
特許文献２に開示される圧接挟持型コネクタは、スプリングに金属製のコイルスプリングを用いるタイプのもので、図７に示されるように、圧接挟持型コネクタ６１は、絶縁性樹脂製のハウジング６２に設けられた貫通孔６３内に導電ピン６４、コイルスプリング６５、導電キャップ６６が配置されている。
導電ピン６４は、先端側が先端柱状部６７、後端側が後端柱状部６８となっており、先端柱状部６７と後端柱状部６８との間にフランジ部６９が形成されており、貫通孔６３の一端に設けられた小径部７０と係合して、導電ピン６４がハウジング６２から抜け出すことが阻止されている。
【０００６】
この圧縮挟持型コネクタでは、コイルスプリング６５の端部が導電ピン６４の後端柱状部６８と係合することによって、押圧・圧縮時にコイルスプリング６５が横にずれたりすることを規制しており、また、ハウジング６２に設けられた貫通孔６３の小径部７０の高さが、導電ピン６４の上下方向の移動の際の軸線方向からの過度の曲がりを規制している。
この圧縮挟持型コネクタは、コイルスプリングの作動長さ当たりの弾性力、単位作動力による感応長さ等の設定が幅広く行うことができる特徴を有しているが、以上のように、押圧・圧縮時にコイルスプリング６５の横ずれや、導電ピン６４の上下方向の移動の際の軸線方向からの過度の曲がりを規制するための方策の必要性から、圧接挟持型コネクタ６１の高さの低減に限界があり、携帯電話等の携帯可能な小型音響機器等のマイクロフォンやスピーカ等と配線基盤等とを電気的に接続には不向きであると考えられてきた。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２３３８２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１００４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、低ハイトのコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタを用いることによって、携帯音響機器のマイクロフォンに負荷される圧縮応力を低減することができる携帯音響機器の接続構造を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の携帯音響機器の接続構造は、樹脂製ハウジングと、前記ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、前記ハウジングに嵌入固定された導電キャップと、前記導電ピンと前記導電プレートとの間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピンの底面が前記コイルスプリングに対向する端面に前記コイルスプリングの端部に係合可能な掘り込み部が形成されており、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン下部のフランジ部の上面と前記ハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしている圧接挟持型コネクタによって、マイクロフォンの電極と配線基板の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。また、前記導電キャップを省略し、前記導電ピンの底面が向き合うようにすることもできる。さらに、前記コイルスプリングの隣接する巻回線の中心が相互に垂直方向でずらされているものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の携帯音響機器の接続構造によれば、低荷重で作動する圧接挟持型コネクタを用いることにより、マイクロフォンに歪み、曲げ変形、破損等のダメージを与える恐れのない携帯音響機器とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、低荷重で作動する圧接挟持型コネクタを実現したことを基本とする。
以下に、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの基本単位形を示す断面概念図であり、（ａ）は、圧接挟持型コネクタへの無負荷状態の場合の断面概念図、（ｂ）は、接点として標準的に作動している状態での断面概念図である。
図２は、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第２の基本単位形を示す断面概念図である。
図３は、本発明の携帯音響機器の接続構造を示す分解斜視図であり、（ａ）は表側を示し、（ｂ）は裏側を示す。
図４は、非円形マイクロフォンハウジングを用いた本発明の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は正面側の分解斜視図、（ｂ）は裏面側の分解斜視図、（ｃ）は、非円形マイクロフォンハウジングを縦置きにする場合を示す分解斜視図、（ｄ）は、非円形マイクロフォンハウジングを横置きにする場合を示す分解斜視図である。
図５は、マイクロフォンホルダをマイクロフォンハウジングの外側を覆うように用いる例を説明する図である。
【００１２】
はじめに、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第１の基本単位形について説明する。
図１において、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いる第１の基本単位形に係る圧縮挟持型コネクタ１は、絶縁性樹脂製のハウジング２の厚さ方向に配向させて設けられた貫通孔３内に導電ピン４、コイルスプリング５、導電キャップ６が配置されている。
ハウジング２に設けられた貫通孔３の一端には、小径部１０が形成されており、その小径部１０が、導電ピン４に設けられたフランジ部８と係合し、導電ピン４がハウジング２から導電ピン４の先端側に抜け出すことが阻止されている。
貫通孔３の他端は、拡径部１１となっており、その拡径部１１内に導電キャップ６が、圧入等により、固定されている。単なる圧入に限らず、拡径部１１の内径と導電キャップ６の外面との間で、係合凹凸部を相互に形成することもできることは勿論である。図１では、係合凹凸部１４を設けた例が示されている。
【００１３】
導電ピン４は、先端側が一方の接点である柱状部７、後端側がフランジ部８となっており、フランジ部８の下面には、コイルスプリング５の先端部が収まる掘り込み部９が形成されている。導電ピンの頂部は、平面状でも、球面状等の凸曲面となっていても良い。
フランジ部８の上面は、水平面状として差し支えないが、円錐状（図示の場合）、角錐状あるいは球面状とすることができる。円錐状等とした場合、それに対応した形状としたハウジング２の貫通孔３上部の小径部１０の下面と係合するとき、すなわち電気的接続のために導電ピン４を押圧しないときに、導電ピン４の軸が横方向等にずれたり傾いたりすることを避けることができる。
【００１４】
掘り込み部９の形状は、円錐状（図示の場合）、角錐状あるいは球面状とすることができる。掘り込み部９を形成することにより、掘り込み部９と係合するコイルスプリング５の先端部の位置が横ずれ等することを阻止することができ、換言すればコイルスプリング５の軸が傾くことが避けられ、電気的接続のための圧縮が正常になされることが保証され、コイルスプリング５の本来有する性能を常に十全に発揮させることができる。
導電ピンに掘り込み部を設けること、導電ピンとハウジングとの係合部を水平面状から錐体面状、球面状等の三次元的な衝接面とすること、によって、圧接挟持型コネクタの高さを従来のものよりも大幅に低減することができる。
【００１５】
導電キャップ６は、中空柱状部１２と、中空柱状部１２の一端側を閉塞する底部１３からなる。
貫通孔３の拡径部１１の肩と導電キャップ６の中空柱状部１２の開放側端部とが係合して、導電キャップ６の押入位置が決められている。
本発明に用いる圧縮挟持型コネクタ１は、図１（ａ）に示すように、マイクロフォン（後述）と接続するまでは、導電ピン４は、コイルスプリング５の弾発力で導電ピン４のフランジ部８がハウジング２の小径部１０に押圧されて、相互に離間し、ハウジング２から突出している。
【００１６】
コイルスプリング５は、通常の円筒状とすることができるが、円錐状（図１図示例）、樽状、鼓状等、コイルスプリングを構成する線材の軸が上下方向に重ならない状態のものとすることもできる。後者の場合には、過圧縮されたときのコイルスプリングの最小高さを小さくできるので、可能押圧ストロークをその分大きくすることができ、圧接挟持型コネクタのトータル高さをさらに小さくすることができる。
従来のこの種の圧接挟持型コネクタで達成されていた無負荷時の圧接挟持型コネクタの不作動時の高さ：２．５ｍｍ、最大圧縮時の高さ１．５ｍｍが、これらの諸措置を施すことによって、本発明で用いられる圧接挟持型コネクタでの不作動時の高さ：１．５ｍｍ、最大圧縮時の高さ：１．０ｍｍ（最大可能押圧作動ストロークとして０．５ｍｍ）を量産品として実現できる見通しを得ることができた。
【００１７】
次に、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第２の基本単位形について説明する。
第２の基本単位形は、第１の基本単位形の導電キャップを除き、背面同士を対向配置した形態である。
図２に示す第２の基本単位形に係る圧接挟持型コネクタ３１は、上下対象であるので、図２における上部部分を中心にして説明する。図２において、本発明の携帯音響機器の接続構造に用いる第１の基本単位形に係る圧縮挟持型コネクタ３１は、絶縁性樹脂製のハウジング板３２の厚さ方向に配向させて設けられた貫通孔３３内に導電ピン３４およびコイルスプリング３５が配置されている。
ハウジング板３２に設けられた貫通孔３３の一端には、小径部３９が形成されており、その小径部３９が、導電ピン３４に設けられたフランジ部３７と係合し、導電ピン３４がハウジング板３２から導電ピン３４の先端側に抜け出すことが阻止されている。貫通孔３３の他端は、拡径部４０となっている。そして、拡径部４０側で２つのハウジング板３２が当接されている。
【００１８】
導電ピン３４は、導電ピン４と同様であり、柱状部３６、フランジ部３７、掘り込み部３８が形成されている。導電ピンの頂部は、平面状でも、球面状等の凸曲面となっていても良い。フランジ部３７の上面は、水平面状、角錐状あるいは球面状とすることができること、円錐状等とした場合、ハウジング板３２の貫通孔３３上部の小径部３９下面をそれに対応した形状とすること、掘り込み部３８の形状は、円錐状（図示の場合）、角錐状あるいは球面状とすることができること、コイルスプリング３５は、通常の円筒状とすることができるが、樽状（図２図示例）、鼓状等のものとすることもできること、従来のこの種の圧接挟持型コネクタで達成されていた無負荷時の圧接挟持型コネクタの不作動時の高さ：２．５ｍｍ、最大圧縮時の高さ１．５ｍｍが、これらの諸措置を施すことによって、本発明で用いられる圧接挟持型コネクタでの不作動時の高さ：１．５ｍｍ、最大圧縮時の高さ：１．０ｍｍ（最大可能押圧作動ストロークとして０．５ｍｍ）を量産品として実現できる見通しを得ることができたこと、も同様である。
【００１９】
本発明に用いる圧縮挟持型コネクタを構成する各部材の材料について触れると、特に制限はないが、従来一般に用いられてきた材料を用いることができる。すなわち、導電ピンとしては、導電性に優れた、例えば銅あるいは真鍮などの銅合金等の良導電性金属、あるいはこれらの金属表面に金メッキされたもの、導電性エラストマーやその表面に金メッキされたもの等が、また、コイルスプリングとしては、弾発力のある、例えば直径３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍの金属細線が等ピッチ（例えば、０．４ｍｍ）で巻回されることで略円筒状を呈した弾性のコイル状に形成されたもの、あるいは、コイルの形状が、より好ましくは円錐状、樽状、鼓状に形成されたものであって、コイルスプリングを形成する金属細線としては、リン青銅、銅、ベリリウム銅、ばね鋼、硬鋼、ステンレス鋼、ピアノ線材等の金属線、あるいはこれらの金属線に金メッキした金属細線が、さらに、絶縁性のハウジングの材料としては、耐熱性、寸法安定性、成形性等に優れる汎用のプラスチック（例えば、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、塩ビ、ポリエチレン等）を使用することができ、これらの材料の中でも、加工性やコスト等を考慮すると、ポリアミド樹脂が最適であること、等が挙げられる。
【００２０】
次に、本発明の携帯音響機器の接続構造について、図３を参照して説明する。
図３において、携帯音響機器に用いられるマイクロフォン２１は、表面側に、中心電極２２と周囲電極２３とからなる蛇の目電極を有する。マイクロフォン２１は、マイクロフォンハウジング２４の裏側のマイクロフォン収納凹部２５に収納セッティングされる。
マイクロフォンハウジング２４には、マイクロフォン２１の中心電極２２と周囲電極２３の円周中の適宜の位置とに対応する位置に、前述の圧接挟持型コネクタの第１の基本単位形または第２の基本単位形がそれぞれ設けられている。すなわち、マイクロフォンハウジング２４をハウジング２のようにして、裏側に導電ピン４、表側に導電キャップ６が設けられる。マイクロフォンハウジング２４がマイクロフォンハウジング２４のマイクロフォン収納凹部２５に収納固定されて、導電キャップ６を介して回路基板（図示せず）に接続される。
【００２１】
マイクロフォンハウジングは、図３に示されるような、円形のものに限られない。図４に示されるように、長円を半分にしたような、非円形マイクロフォンハウジング２６とすることもできる。
図４においては、圧接挟持型コネクタの第１の基本単位形または第２の基本単位形における導電キャップ６に代えて、コイルスプリング５（図４には図示せず）を支えるものが導電板２７となっており、非円形マイクロフォンハウジング２６の、マイクロフォン収納凹部２５を設けた面の対面から側面にわたって設けられている。
この形の非円形マイクロフォンハウジング２６は、回路基板２８に対してマイクロフォン２１が直角になるように（図４（ｃ））（縦置き）も、平行になるように（図４（ｄ））（横置き）もセッティングすることができる。
マイクロフォンハウジングを非円形とする場合、図４に示される形に限られず、四角形、六角形等を含めて、適宜の所望の形状とすることができる。また、マイクロフォンハウジングの外側の側面に電極を形成する場合には、図４に示される導電板２７の形に限られず、マイクロフォンハウジング内部で連通させるようにすることもできる。
【００２２】
従来例（図６）に見られるように、不要な雑音を拾わないようにするために、マイクロホンホルダー５４が用いられることがある。このマイクロホンホルダー５４は、電気的接続のための押圧力による影響を緩和する役目も果たしている。
本発明においても同様に、マイクロフォンホルダ３０を同様に用いることもできる（このような用い方のマイクロフォンホルダは図示省略）が、本発明においては、電気的接続のための押圧力は小さくできるので、マイクロフォンへのダメージを与える可能性が小さいので、マイクロフォンホルダ３０（エラストマー製カバー）は、マイクロフォンハウジングの外側に用いることもできる。この場合、エラストマー製カバーはマイクロフォンハウジングの全体を覆う必要はない。図５はその一例である。
【００２３】
導電ピンの材質に真鍮（Ｃ２７００、Ｃ３６０４）にＮｉ＋Ａｕのメッキを施したもの、導電キャップの材質として真鍮（Ｃ３６０４）にＮｉ＋Ａｕメッキを施したもの、コイルスプリングの材質としてピアノ線材（ＳＷＰ−Ｂ）にＣｕ＋Ｎｉ＋Ａｕメッキを施したもの、ハウジングの材質としてＰＡ６Ｔ（変性ポリアミド６Ｔ、三井化学（株）製商品名：アーレン Ｅ４３０Ｎ）を用いて、図１、図３に示す圧接挟持型コネクタを製造し、接点の抵抗値１００ｍΩ、０．５ｍｍ圧縮時の荷重０．５Ｎ／ｐｉｎ、Ｈ＝１．５ｍｍ、ｈ＝１．０ｍｍが実現できた。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、マイクロフォンと配線基板との接続のための押圧力を大幅に軽減することができるので、携帯電話等の携帯可能な小型音響機器等のますますの小型化、薄型化、軽量化に対応することができ、これら小型音響機器等の製造分野に裨益するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第１の基本単位形を示す断面概念図であり、（ａ）は、圧接挟持型コネクタへの無負荷状態の場合の断面概念図、（ｂ）は、接点として標準的に作動している状態での断面概念図である。
【図２】本発明の携帯音響機器の接続構造に用いるコイルスプリングを利用したタイプの圧接挟持型コネクタの第２の基本単位形を示す断面概念図である。
【図３】本発明の携帯音響機器の接続構造を示す分解斜視図であり、（ａ）は表側を示し、（ｂ）は裏側を示す。
【図４】非円形マイクロフォンハウジングを用いた本発明の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は正面側の分解斜視図、（ｂ）は裏面側の分解斜視図、（ｃ）は、非円形マイクロフォンハウジングを縦置きにする場合を示す分解斜視図、（ｄ）は、非円形マイクロフォンハウジングを横置きにする場合を示す分解斜視図である。
【図５】マイクロフォンホルダをマイクロフォンハウジングの外側を覆うように用いる例を説明する図である。
【図６】従来の異方導電性の圧接型コネクタを用いたマイクロホンと電気基板との電気的接続を示す説明図である。
【図７】従来の圧接挟持型コネクタを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：圧縮挟持型コネクタ
２：（絶縁性樹脂製の）ハウジング
３：貫通孔
４：導電ピン
５：コイルスプリング
６：導電キャップ
７：柱状部
８：フランジ部
９：（導電ピン下面の）掘り込み部
１０：小径部
１１：拡径部
１２：（導電キャップの）中空柱状部
１３：（導電キャップの）底部
１４：係合凹凸部
２１：マイクロフォン
２２：中心電極
２３：周囲電極
２４：マイクロフォンハウジング
２５：マイクロフォン収納凹部
２６：非円形マイクロフォンハウジング
２７：導電板
２８：回路基板
２９：（回路基板上の）電極
３０：マイクロフォンホルダ（エラストマー製カバー）
３１：圧接挟持型コネクタ
３２：ハウジング板
３３：貫通孔
３４：導電ピン
３５：コイルスプリング
３６：柱状部
３７：フランジ部
３８：掘り込み部
３９：小径部
４０：拡径部
５１：マイクロホン
５２：電気基板
５３：圧接型コネクタ
５４：マイクロホンホルダー
５５：ケース
６１：圧接挟持型コネクタ
６２：（絶縁性樹脂製の）ハウジング
６３：貫通孔
６４：導電ピン
６５：コイルスプリング
６６：導電キャップ
６７：先端柱状部
６８：後端柱状部
６９：フランジ部
７０：小径部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製ハウジングと、前記ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、前記ハウジングに嵌入固定された導電キャップと、前記導電ピンと前記導電プレートとの間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピンの底面が前記コイルスプリングに対向する端面に前記コイルスプリングの端部に係合可能な掘り込み部が形成されており、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン下部のフランジ部の上面と前記ハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしている圧接挟持型コネクタによって、マイクロフォンの電極と配線基板の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする携帯音響機器の接続構造。
【請求項２】
対向して配置された樹脂製ハウジングと、前記ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、前記導電ピン相互間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピンの底面が前記コイルスプリングに対向する端面に前記コイルスプリングの端部に係合可能な掘り込み部が形成されており、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン下部のフランジ部の上面と前記ハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしている圧接挟持型コネクタによって、マイクロフォンの電極と配線基板の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする携帯音響機器の接続構造。
【請求項３】
前記コイルスプリングの隣接する巻回線の中心が相互に垂直方向でずらされている請求項１または請求項２に記載の携帯音響機器の接続構造。
【請求項１】
樹脂製ハウジングと、前記ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、前記ハウジングに嵌入固定された導電キャップと、前記導電ピンと前記導電プレートとの間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピンの底面が前記コイルスプリングに対向する端面に前記コイルスプリングの端部に係合可能な掘り込み部が形成されており、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン下部のフランジ部の上面と前記ハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしている圧接挟持型コネクタによって、マイクロフォンの電極と配線基板の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする携帯音響機器の接続構造。
【請求項２】
対向して配置された樹脂製ハウジングと、前記ハウジングに設けた貫通孔にスライド可能に嵌められた導電ピンと、前記導電ピン相互間に挟持されたコイルスプリングとからなる圧接挟持型コネクタであって、前記導電ピンの底面が前記コイルスプリングに対向する端面に前記コイルスプリングの端部に係合可能な掘り込み部が形成されており、コイルスプリングの弾発力によって無負荷の場合に相接する前記導電ピン下部のフランジ部の上面と前記ハウジングに形成された貫通孔の上部の小径部の下面とが、相互に適応する錐面または球面をなしている圧接挟持型コネクタによって、マイクロフォンの電極と配線基板の電極とが電気的に接続されていることを特徴とする携帯音響機器の接続構造。
【請求項３】
前記コイルスプリングの隣接する巻回線の中心が相互に垂直方向でずらされている請求項１または請求項２に記載の携帯音響機器の接続構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１２０５００（Ｐ２００６−１２０５００Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０８０４０（Ｐ２００４−３０８０４０）
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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