JP2001156407A

JP2001156407A - 折曲型３次元構造回路装置

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Publication number: JP2001156407A
Application number: JP33357099A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Maekawa; 仁前川
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1999-11-25
Filing date: 1999-11-25
Publication date: 2001-06-08
Anticipated expiration: 2019-11-25
Also published as: JP3218328B2

Abstract

(57)【要約】【課題】３次元構造の回路を形成する手段として、シ
リコン素材のエッチングによるものは彫りの深い３次元
構造とすることは困難であり、脆性が高く大きく変形す
ることはできない。また、樹脂の光造形法によるもの
は、硬化時間待ちのために時間がかかり、材質が限定さ
れる。【解決手段】金属板１をエッチングにより箱の展開形
状に切り抜き、折り曲げ用の浅い溝３を形成する。その
上に絶縁層４を形成し、更にその上に導体箔５を貼り、
平板体６とする。導体箔５をエッチングすることにより
所定の回路パターン７を形成し、その上に電子部品８を
リフローはんだ付けして電子部品実装平板体１０とす
る。これを溝３に沿って折り曲げて箱形構造体１１と
し、折曲型３次元回路装置とする。このような方式によ
り、各種形状の３次元形状の回路装置を製造することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予め回路を形成し
た平板素材を折り曲げることにより、３次元構造体に回
路を形成する、折曲型３次元構造回路装置及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、３次元構造の回路を形成する
には、シリコン素材を用いてエッチングを行い立体構造
化し、その表面に回路を形成することが提案されてい
る。この方法は大量生産に適し、電子回路をその素材に
形成することが容易であるという利点を有している。

【０００３】また、３次元構造体を形成するには、レー
ザ光線を使って樹脂を固める光造形法も用いられてい
る。この方法はオーバーハング構造や空洞を形成するこ
とが容易であり、複雑な３次元構造に形成することがで
きる利点を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、３次元構造体を
形成するための従来の技術において、シリコン素材を用
いるものについては、シリコン素材に対する加工は従来
から２次元構造の成形技術は発達しているものの、３次
元構造の加工技術は未だ十分に確立されておらず、特に
彫りの深い３次元構造の形成は極めて困難である。

【０００５】また、シリコン素材を用いて３次元加工を
行うには、その素材は酸化シリコンにほぼ限定され、素
材の材質の選択が制限される。更に、シリコン素材は脆
性が高いので、これを物理的に大きく変形することはで
きない。

【０００６】一方、上記レーザ光線を用いる光造形法に
おいては、レーザ光線を照射することにより硬化する樹
脂を用いる必要があるため、樹脂の材質が限定される欠
点を有し、かつレーザ光線照射による樹脂の硬化を待っ
てその上に次の樹脂層を形成し、その層へのレーザ光線
照射を行うという工程を繰り返す必要があるため、特に
樹脂の硬化時間待ちにより時間がかかり、大量生産に不
向きであるという問題点がある。

【０００７】更に、素材が樹脂であるため、この３次元
構造体に回路を形成するためには、上記のようにして３
次元構造体を成形した後に、この構造体の各表面に回路
を実装・配線して３次元構造の回路を形成する必要があ
り、工程が複雑化し、かつ複雑な構造体に対してその表
面に回路を実装・配線することは困難であるという欠点
を有する。

【０００８】したがって、本発明は、複雑な３次元構造
の回路を種々の材質を用いて容易に製作できるようにし
た３次元構造回路装置、及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、請求項１に係る発明は、表面に絶縁層を介
して回路を形成した所定形状の１枚の回路付き金属板体
を、折り曲げ成形により３次元構造としたことを特徴と
する折曲型３次元構造回路装置としたものである。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、回路付き金
属板体を角柱状に折曲成型してなる角柱体の対向する面
の片方に被検出部、他方に検出部を設け、各面を相対的
に可動な２部材に固定してなる請求項１記載の折曲型３
次元構造回路装置としたものである。

【００１１】また、請求項３に係る発明は、被検出部が
磁石であり、検出部がホール素子である請求項２記載の
折曲型３次元構造回路装置としたものである。

【００１２】また、請求項４に係る発明は、各軸線方向
が直角となる角柱体を複数配置した３次元構造をなすよ
うに、１枚の回路付き金属板体を折り曲げ成型した請求
項２記載の折曲型３次元構造回路装置としたものであ
る。

【００１３】また、請求項５に係る発明は、２個の角柱
体の軸線方向がＸ、Ｙ軸方向となるように配置した請求
項４記載の折曲型３次元構造回路装置としたものであ
る。

【００１４】また、請求項６に係る発明は、３個の角柱
体の軸線方向がＸ、Ｙ、Ｚ軸方向となるように配置した
請求項４記載の折曲型３次元構造回路装置としたもので
ある。

【００１５】また、請求項７に係る発明は、部材への取
付部も一体形成した請求項２記載の折曲型３次元構造回
路装置としたものである。

【００１６】また、請求項８に係る発明は、金属板材を
所定形状に切り抜き、その表面に絶縁層を形成し、その
表面に導体層を形成し、該導体層をエッチング加工して
回路パターンを形成したことを特徴とする折曲型３次元
構造回路装置の製造方法としたものである。

【００１７】また、請求項９に係る発明は、金属板材の
切り抜き時に折曲用溝を形成してなる請求項８記載の折
曲型３次元構造回路装置の製造方法としたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。図１は本発明による折曲型３次元構造回路装置
を製造する最初の工程を示し、本発明においては最初
（ａ）の斜視図に示すように、製造する３次元構造体の
大きさ、用途等に適合した厚さの金属板１を、エッチン
グ等の手段により製造する３次元構造体の形状に切り抜
き、金属平板体２を成形する。図中の実施例において
は、最終的に直方体の箱形とするため、その一つの展開
形状に切り抜かれている。

【００１９】この切り抜きに際して、同時に、後に折曲
加工を行う際に容易に所定の位置で折曲を行うことがで
きるように、折曲部分に浅い溝３をエッチング加工によ
り形成する。この溝３は、折曲部における山折り側ある
いは谷折り側のいずれにも形成することもできるが、図
示実施例においては山折り側に形成している。図１
（ｂ）はこのようにして形成された金属平板体２の断面
図を示す。

【００２０】上記のようにして形成された金属平板体２
に対して、その表面側に図１（ｃ）に示すように絶縁層
４をコーティングにより形成する。次いで、この絶縁層
４の表面に図１（ｄ）に示すように銅等の導体箔５を貼
り付ける。このような３層構造となった平板体６は図２
（ａ）に示される。

【００２１】次いで上記導体箔５の部分を予め定められ
た形状にエッチング加工し、導線部及びランド部等の回
路パターンを形成する。その後、図２（ｂ）に示すよう
に、この回路パターン７上の予め定められた位置に抵
抗、コンデンサ、ＩＣ，ＬＳＩ等の所定の電子部品８を
実装し、リフロー半田付けを行う。なお、上記のような
回路パターンの生成、電子部品等の実装は、金属平板体
２の表面側のみならず、必要に応じて裏面側に対しても
同様の形成方法により行うことができる。

【００２２】このように形成された２次元の電子部品実
装平板体１０を、前記折曲部に沿って折曲加工を行う。
前記のように金属平板体２に対して折曲部分に浅い溝３
を形成しているので、容易に所定形状に折り曲げること
ができ、本実施例においては図２（ｃ）に示すように外
壁に電子部品が実装された直方体の箱形構造体１１が成
形される。なお、同様の手法により、内壁に電子部品が
実装された直方体の箱形構造体を成形することもでき
る。上記のような折り曲げは手による操作のほか、機械
により自動的に行うことができ、この３次元構造回路装
置をマイクロマシンに適用する際には、電流により生じ
る力を利用するロレンツ力によって無接触で折り曲げる
こともできる。したがって薄い金属板を用いて例えば折
り紙として典型的な形状である折り鶴形状等、種々の形
状の構造体を形成することができる。

【００２３】上記のような折曲型３次元回路装置を、特
に箱形の３次元構造体を形成しつつその構造体の変位検
出を行うことができるようにした変位センサ付き構造体
の例を、図３及び図４に基づいて説明する。この実施例
においては図３（ａ）に示すような形状に切り抜いた金
属板を用いている。この金属板は、後に図３（ｂ）に示
すような四角柱の形状となる３次元構造体の展開形状で
あり、接合代２９を備え、側方に突出片２２が形成され
ている。

【００２４】このような形状の金属板に対して、前記図
１に示す方法と同様にして絶縁層のコーティング、導体
箔の貼り付け、導体箔のエッチングによる回路パターン
１８の生成、回路パターン１８上への電子部品３１の実
装を順に行い、電子部品実装平板体２０を得る。この電
子部品実装平板体２０を、予め形成された折り目用の溝
２１に沿って折り曲げ、図３（ｂ）に示すような四角柱
状の折曲型３次元構造回路装置となし、後述するような
変位センサ付構造体２４を形成することができる。な
お、上記折曲線は、実線が山折り部、破線部が谷折り部
を示し、以下同様とする。

【００２５】この変位センサ付構造体２４においては、
上面２７から下面２８に向けて延びる突出片２２の先端
に設けた折曲片２３が、下面２８に近接して配置され、
下面２８における前記近接部にホール素子３０が配置さ
れており、下面２８にはこのホール素子３０に隣接して
ホール素子３０からの信号を処理する信号処理ＩＣ３１
を設けている。また、信号処理ＩＣ３１の信号を制御装
置に出力する接続端子を下面２８の側部に配置してい
る。また、突出片２２の先端に形成した折曲部２３の裏
面には小型の永久磁石３３を固定している。なお、この
信号処理ＩＣ３１及び接続端子３２は上面２７等、任意
の位置に設けることができる。

【００２６】上記のようにして成形された変位センサ付
構造体２４は、例えば図４（ａ）に示すように第１部材
２５と第２部材２６間に配置され、変位センサ付構造体
２４の上面２７は第１部材２５に、下面２８は第２部材
２６に各々接着固定される。このとき、上面２７から延
びる突出片２２の先端の折曲片２３は下面２８に近接
し、それにより折曲片２３の裏面に設けた永久磁石３３
は、下面２８において上記折曲片２３に対向する位置に
設けた電子部品としてのホール素子３０に近接して配置
される。

【００２７】このように構成した変位センサ付構造体２
４において、例えば図４（ｂ）に示すように、第２部材
２６が図中右方向に移動するとき、変位センサ付構造体
２４は薄い金属板で成形され、弾性を有しているので、
ばねのように変位量と共に増大する反力を発生しつつ第
２部材２６と共に変位する。その際、ホール素子３０は
永久磁石３３の検出磁力が変化するため、第２部材２６
の変位に応じた出力信号を発生する。この出力信号は信
号処理ＩＣ３１で処理され、接続端子３２から外部に出
力される。

【００２８】このような構造の変位センサ付構造体２４
は種々の分野に用いることができるが、例えば図５に示
すような、組立用ロボット等の搬送アーム先端に設けた
部品把持部における位置誤差吸収用弾性部材に適用する
こともできる。即ち、組立用ロボット等においては、物
品を搬送アームの先端に把持し、例えばこれを組立箇所
の上部の所定の位置まで水平に移動させ、次いで垂直に
降下させて搬送した物品を所定の位置に降ろして組立を
行っている。このような操作は上記のような物品の水平
と垂直搬送に限らず、種々の姿勢での組立のために種々
の形態での搬送が行われており、更に、上記のような組
立用ロボットに限らず、各種の物品の搬送装置において
同様の操作が行われている。

【００２９】このような搬送アームを用いた搬送装置に
おいては、図５の模式図に示すように、搬送アーム４１
先端に設けた部品把持部に部品を把持し、部品挿入口３
６に部品を挿入するとき、位置誤差を生じ正確に移動す
ることができずに、水平方向にずれた位置で垂直方向に
部品を降下させたとすると、部品の下端が部品挿入口３
６の開口縁に当接し、それ以上降下することができない
ので、この部品の組立を行うことができなくなる。この
とき、部品挿入口を十分に大きくとることも考えられる
が、部品組立製品の精度悪化を生じる等により、あまり
大きくとることができない場合が多い。

【００３０】したがって、部品挿入口の周縁に面取り部
３７を施し、前記のように部品挿入口３６に近接した位
置で部品挿入口周縁に当接するときには、部品の先端が
面取り部３７に当接し、搬送アーム４１の降下により部
品４９が部品挿入口３６の中心側に案内されるようにし
ている。その際、搬送アーム４１に部品が強固に固定さ
れているときには、部品４９が降下しても面取り部３７
による案内を行うことができないので、搬送アームと部
品把持部間に弾性可動部材４０を設けている。

【００３１】それにより、部品４９の下端が面取り部３
７に当接した状態で部品４９が降下するとき、弾性可動
部材４０により部品把持部が概略水平に移動し、部品４
９が部品挿入口３６の中心に案内されるようにしてい
る。その後、最終的に部品４９の外周が部品挿入口３６
の内周に案内されつつ挿入される。このような作動を行
うための弾性可動部材４０はＲＣＣ（Remote Center Co
mpliance）と呼ばれ、組立作業用ロボット等に広く用い
られている。

【００３２】上記のような搬送アームの位置誤差を吸収
するための弾性可動部材４０としては、例えば図５の模
式図に示すようなものが提案されている。即ち、この弾
性可動部材４０においては、搬送アーム４１に固定され
る突起４２を備えた上板４３と、部品４９を把持し、離
脱させることができる把持部４５を設けた下板４４とを
備え、上板４３に例えば３個等の複数個の固定ピン４６
を設け、同様に下板４４に上記上板４３の固定ピン４６
に対向して固定ピン４７を設け、対向する両固定ピン４
６，４７間にゴム等からなる弾性円柱体４８を配置し、
両固定ピン４６，４７を弾性円柱体４８内に軸線方向に
挿入して固定している。

【００３３】上記弾性可動部材４０により、前記のよう
な部品４９の組立時に部品４９の下端が押圧されつつ、
挿入口の面取り部３７で案内されて挿入口の中心側に水
平移動する時、弾性可動部材４０における下板４４が水
平移動する。その際弾性円柱体４８の両端部において
は、内部の固定ピン４６，４７によって水平方向に移動
することができない状態に保持されているので、弾性円
柱体４８における両固定ピン４６，４７間の弾性変形に
よって水平に移動し、且つ押圧方向への移動を吸収して
いる。

【００３４】この時の搬送アーム４１が部品４９を押し
つける力、即ち部品が挿入口に円滑に挿入されずに弾性
可動部材４０により部品が押しつけられる力Ｆが大きい
と、部品は損傷し、また、部品が挿入される部材も損傷
する。そのため、この押圧力を検出し、その力が大きい
ときには搬送アーム４１を移動し、部品の中心線と挿入
口の中心線がより一致するように操作する必要がある。

【００３５】このような搬送アームが部品を押しつける
力を検出するに際して、従来は、例えば弾性可動部材の
弾性円柱体４８の側部に歪ゲージを貼って固定し、搬送
アーム４１による部品の押圧力Ｆに応じて変形した弾性
円柱体４８の変形量を、歪ゲージで測定することが試み
られている。しかしながら、このような歪ゲージは高価
であり、装置のコストアップの要因となる。更に、歪ゲ
ージは少量の変形の測定には適しているものの、上記Ｒ
ＣＣのように変形量の大きなものに用いるには必ずしも
適してはいない。一方、上記のような歪ゲージを設ける
ことなく、搬送アームが部品を押しつける力を力センサ
により直接検出することも考えられる。しかしながら、
装置全体に剛性が必要とされ、上記ＲＣＣのように柔軟
に変形するものに適用することは困難である。

【００３６】その対策として、本出願人は、先に、搬送
アームに固定される上板４３と、部品把持部４５を設け
た下板４４とを弾性可動部材で連結した搬送位置誤差吸
収装置において、上板４３または下板４４に永久磁石を
固定し、前記永久磁石を固定した側と反対側の下板４４
または上板４３にホール素子を前記永久磁石に近接して
固定し、ホール素子の出力により搬送アームの位置誤差
による搬送アーム４１の部品に対する押圧力Ｆを検出す
るようにしたものを提案している。それにより、搬送ア
ーム４１が部品に対して加える力を、搬送位置誤差吸収
装置の移動量に変換し、この移動量をホール素子により
検出することができ、正確、且つ安価に計測することが
できるようにしている。

【００３７】本発明による３次元構造回路装置は、前記
のような搬送アーム位置誤差吸収装置用及びその位置誤
差を吸収する際に生ずる変位を検出するセンサを一体化
した変位センサ付き構造体として用いることができる。
図６には本発明による変位センサ付構造体２４を固定部
３９により搬送アーム４１に固定したものを示してい
る。図６に示す装置における変位センサ付構造体２４
は、前記図４に示す装置と同様に作動する。即ち、部品
４９が部品挿入口に挿入される際、挿入口の周縁の面取
り部３７に当接すると、搬送アーム４１が部品を押し下
げる力Ｆに応じ、変位センサ付き構造体の弾性力に抗し
て部品４９及び下板４４が図示するように図中右側に移
動する。それにより下板４４に固定した変位センサ付構
造体２４の下面部２８が移動し、ホール素子３０も同様
に移動する。図６はこの状態を示しており、その結果水
平面方向への移動がなされない突出片２２の先端に設け
た磁石３３に対して、ホール素子３０の位置がずれるこ
ととなる。この位置のずれによりホール素子３０が検出
する磁石３３の磁力が変化するので、この磁力の検出信
号により部品４９の図中左右方向の移動量、即ち、搬送
アーム４１が部品４９を押圧する力Ｆを検出することが
できる。

【００３８】搬送アーム位置誤差吸収装置に変位センサ
付構造体２４を取り付けた場合には、上記のような原理
に基づいて搬送アームによる部品に対する力を検出する
ことができるものであるが、実際の装置において部品４
９は部品挿入口３６の周縁における円錐形状の面取り部
３７のいかなる位置に当接するかは不定であり、図６に
示した部品４９の移動方向をＸ軸方向とすると、これと
は直角方向にずれたＹ方向に移動することもあり、この
ようにＸ−Ｙ平面の全方向に対する移動が考えられ、上
記のようなＸ方向のみの移動を検出する変位センサ付構
造体２４のみでは十分ではない。

【００３９】その対策として、例えば図７（ｂ）に示す
ように、前記図３（ｂ）に示した変位センサ付構造体と
同様の構成のＹ軸方向変位センサ付構造体５１を、前記
変位センサ付構造体２４と組み合わせて用いることが好
ましい。このＹ軸方向変位センサ付構造体５１を単独の
センサとして用いる場合には、その上面部５２が第１部
材に固定され、下面部５３が第２部材に固定されるとき
第２部材がＹ軸方向に相対的に移動すると前記と同様の
作用によって第２部材のＹ軸方向の移動量を検出するこ
とができる。このＹ軸方向変位センサ付構造体５１は前
記図３（ａ）に示す形の板を折り曲げることにより製作
することができるが、図７（ａ）に示すように切抜か
れ、折り目を付けられた板により製作することもでき
る。

【００４０】上記のようなＹ軸方向変位センサ付構造体
５１を前記Ｘ軸方向の変位を検出する変位センサ付構造
体２４と組み合わせるに際しては、図３（ａ）に示され
た形状の板における下面部２８と、図７（ａ）に示され
た形状の板における上面部５２とを共通の第１共通面部
５４として、図８（ａ）に示すような形状の板を成形
し、折り目を付け、これを折り紙状に折り曲げることに
よって、図８（ｂ）に示すようなＸ−Ｙ軸方向変位セン
サ付構造体５５を製作することができる。このＸ−Ｙ軸
方向変位センサ付構造体５５においては、図中上方の上
方に位置するＸ軸方向変位センサ付構造体部５６と、下
方に位置するＹ軸方向変位センサ付構造体部５７とが第
１共通面部５４で連続した状態で成形される。

【００４１】このＸ−Ｙ軸方向変位センサ付構造体５５
を前記図６に示すような搬送アーム４１に取り付ける際
には、最上端面部５８を搬送アーム４１に、最下端面部
５９を下板４４に固定する。それにより、部品４９と共
に下板４４が移動するとき、Ｘ軸方向の移動量は図中上
方のＸ軸方向変位センサ付構造体部５６により検出さ
れ、Ｙ軸方向の移動量はＹ軸方向変位センサ付構造体部
５７により検出されるので、両検出信号を処理すること
により、部品４９の水平面内の移動を検出することがで
き、搬送アームが部品に作用している力を正確に検出す
ることができる。

【００４２】一方、前記搬送アーム位置誤差吸収装置に
おいては、部品４９は搬送アーム４１に対して、Ｘ−Ｙ
軸方向のほかＺ方向にも変位する。このＺ方向の変位
は、搬送アーム４１が部品４９を押圧する力と直接関連
しており、この変位を測定することにより搬送アーム４
１が部品を押圧する力を検出することができる。特に、
部品が部品挿入口３６からかなり離れたところに降下
し、面取り部３７にもその端部が達しないときには、下
板のＺ軸方向への移動は搬送アーム４１が部品４９を押
圧する力そのものとなる。

【００４３】このようなＺ方向の変位を測定するには、
例えば図９（ｂ）に示すようなＺ方向変位センサ付構造
体６０を用いることができる。このＺ方向変位センサ付
構造体６０においては、第１側面部６１から第２側面部
６２方向に突出する突出片６３を備え、第２側面部６２
は第１側面部６１より上方に延び、その先端から水平方
向に延びる上部固定面部６４を備えている。また、図９
（ａ）の展開状態の図から明らかなように、第１側面部
６１における突出片６３が延びている辺の逆側の辺から
はロッド固定片６５が突出しており、このロッド固定片
６５には４本の折り目が形成され、この折り目で折り曲
げ、先端折曲部分６９を第１側面部６１に固定すること
により、図９（ｂ）に示されるようなロッド把持部６６
を形成する。このロッド把持部６６にはこの下方に設け
たＺ軸方向への移動部材から突出したロッド６７を把持
し固定している。なお、このような構造のＺ軸方向変位
センサ付構造体は、図９（ａ）に示すような形状で、折
り目を設けた板により成形することができる。

【００４４】このＺ軸方向変位センサ付構造体６０を単
独で使用する際には、上部固定面部６４を前記搬送アー
ム４１に固定し、ロッド把持部６６に下板に固定したロ
ッド６７を把持して固定する。このように構成すること
により、前記のように搬送アーム４１が部品を押圧する
とき、固定されている上部固定面部６４及び第２側面部
６２に対して、下板４４とともに第１側面部６１が上方
に移動するので、前記各変位センサ付構造体と同様にそ
の移動量を検出することができる。

【００４５】このＺ方向変位センサ付構造体６０は、前
記Ｘ−Ｙ軸方向変位センサ付構造体５５と共に使用する
ことができ、その際には図１０（ｂ）に示すように、前
記Ｘ−Ｙ軸方向変位センサ付構造体５５の下方にこれを
設ける。それによりこの変位センサ付構造体は、Ｘ−Ｙ
−Ｚ方向の全方位センサ７０とすることができる。これ
のような全方位センサ７０の製造に際しては、前記図９
（ａ）に示した形状の板における上部固定面部６４とな
る部分を、図８（ａ）に示したＸ−Ｙ軸方向変位センサ
付構造体の板における最下面部５９とを共通化し、図１
０（ａ）に示すように全てが一体化した板とし、これに
折り目を付けることにより、図１０（ｂ）に示すような
全方位変位センサ付構造体７０を折曲げ成形により容易
に製作することができる。なお、このセンサを構成する
各部には、各部の検出信号を外部に送るための回路、配
線が、図１０（ａ）に示される板に対して前記図２
（ｂ）に示すものと同様に形成されているので、前記の
ように板を折り曲げた状態で３次元構造の回路が構成さ
れている。

【００４６】上記構造の全方位センサ７０に対して、更
に必要であるならばこのセンサを搬送アーム等に固定す
る、図６に示すような固定部３９等、種々の部分を更に
追加した構成の３次元構造の回路とすることもできる。
また、本発明は上記実施例に限らず、折り紙式に折り曲
げることができるものならば、種々の形状に成形するこ
とができ、各種の装置に使用することができる。

【００４７】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、請
求項１に係る発明は、折り曲げ成型により３次元構造と
しているので各種用途に適合した複雑な３次元構造の回
路を容易に製造することができ、金属板を用いているの
でその構造が安定し、また、種々の材質の金属板を用い
ることができるので、用途に応じた適切な素材の選択が
可能となる。

【００４８】請求項２に係る発明は、回路付き金属板体
を角柱状に折曲成型してなる角柱体の対向する面の片方
に被検出部を設け、他方に検出部を形成し、各面を相対
的に可動な２部材に固定したので、２部材の相対的な移
動を検出する変位センサ付構造体を容易に形成すること
ができる。

【００４９】請求項３に係る発明は、被検出部が磁石と
し、検出部をホール素子としたので、２部材の相対移動
により磁石とホール素子が相対移動することにより変位
を検出する変位センサ付構造体を容易に形成することが
できる。

【００５０】請求項４に係る発明は、各軸線方向が直角
となる角柱体を複数配置した３次元構造をなすように、
１枚の回路付き金属板体を折り曲げ成型したので、異な
る軸線方向の移動を検出する変位センサ付構造体を容易
に形成することができる。

【００５１】請求項５に係る発明は、２個の角柱体の軸
線方向がＸ、Ｙ軸方向となるように配置したので、平面
方向に移動する部材の変位を正確に、且つ容易に検出す
ることができる。

【００５２】請求項６に係る発明は、３個の角柱体の軸
線方向がＸ、Ｙ、Ｚ軸方向となるように配置したので、
空間内で移動する部材の変位を正確に、且つ容易に検出
することができる。

【００５３】請求項７に係る発明は、部材への取付部も
一体形成したので、簡単な構造により変位センサ付構造
体を部材に取り付けることができる。

【００５４】請求項８に係る発明は、前記請求項１に係
る発明と同様に、各種用途に適合した複雑な３次元構造
の回路を容易に製造することができ、また、構造の安定
している種々の材質の金属板を用いることができるの
で、用途に応じた適切な素材の選択が可能となる。

【００５５】請求項９に係る発明は、金属板材の切り抜
き時に、折曲部に予め溝を形成しているので、金属板を
確実に且つ容易に所定の形状に折り曲げることができ、
且つその溝の形成は金属板材の切り抜き時に行うことが
できるので、容易に折り曲げ溝を形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による折曲型３次元構造回路装置を形成
する、折り曲げ前の金属平板体を示し、（ａ）はその斜
視図、（ｂ）乃至（ｄ）は製造過程を示す断面図であ
る。

【図２】本発明により箱形の折曲型３次元構造回路装置
を形成する過程を示す斜視図である。

【図３】本発明によりＸ軸方向の変位を検出する変位セ
ンサ付構造体を形成する例を示し、（ａ）は所定形状に
切り抜いた板材の平面図であり、（ｂ）は折曲げ成形し
た状態を示す斜視図である。

【図４】同変位センサ付構造体の使用状態を示し、
（ａ）は上下の２部材の相対変位を生じる前の状態の側
面図であり、（ｂ）は相対変位を生じた状態の側面図で
ある。

【図５】従来のＲＣＣの断面図である。

【図６】上記図４に示す変位センサ付き構造体をＲＣＣ
に用いた断面図である。

【図７】本発明によりＹ軸方向の変位を検出する変位セ
ンサ付構造体を形成する例を示し、（ａ）は所定形状に
切り抜いた板材の平面図であり、（ｂ）は折曲げ成形し
た状態を示す斜視図である。

【図８】本発明によりＸ−Ｙ軸方向の変位を検出する変
位センサ付構造体を形成する例を示し、（ａ）は所定形
状に切り抜いた板材の平面図であり、（ｂ）は折曲げ成
形した状態を示す斜視図である。

【図９】本発明によりＺ軸方向の変位を検出する変位セ
ンサ付構造体を形成する例を示し、（ａ）は所定形状に
切り抜いた板材の平面図であり、（ｂ）は折曲げ成形し
た状態を示す斜視図である。

【図１０】本発明によりＸ−Ｙ−Ｚ軸方向の変位を検出
する変位センサ付構造体を形成する例を示し、（ａ）は
所定形状に切り抜いた板材の平面図であり、（ｂ）は折
曲げ成形した状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１金属板２金属平板体３溝４絶縁層５導体箔６平板体７回路パターン８電子部品１０電子部品実装平板体１１箱形構造体

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年６月８日（２０００．６．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】折曲型３次元構造回路装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、予め回路を形成し
た平板素材を折り曲げることにより、３次元構造体に回
路を形成する、折曲型３次元構造回路装置に関する。

【０００２】

【０００４】

【０００８】したがって、本発明は、複雑な３次元構造
の回路を種々の材質を用いて容易に製作できるようにし
た３次元構造回路装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、請求項１に係る発明は、表面に絶縁層を介
して回路を形成した所定形状の１枚の回路付き金属板体
を、折り曲げ成形により３次元構造とした折曲型３次元
構造回路装置において、回路付き金属板体を角柱状に折
曲成型してなる角柱体の対向する面の片方に被検出部、
他方に検出部を設け、各面を相対的に可動な２部材に固
定したことを特徴とする折曲型３次元構造回路装置とし
たものである。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、被検出部が
磁石であり、検出部がホール素子である請求項１記載の
折曲型３次元構造回路装置としたものである。

【００１１】また、請求項３に係る発明は、各軸線方向
が直角となる角柱体を複数配置した３次元構造をなすよ
うに、１枚の回路付き金属板体を折り曲げ成型した請求
項１記載の折曲型３次元構造回路装置としたものであ
る。

【００１２】また、請求項４に係る発明は、２個の角柱
体の軸線方向がＸ、Ｙ軸方向となるように配置した請求
項３記載の折曲型３次元構造回路装置としたものであ
る。

【００１３】また、請求項５に係る発明は、３個の角柱
体の軸線方向がＸ、Ｙ、Ｚ軸方向となるように配置した
請求項３記載の折曲型３次元構造回路装置としたもので
ある。

【００１４】また、請求項６に係る発明は、部材への取
付部も一体形成した請求項１記載の折曲型３次元構造回
路装置としたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。図１は本発明による折曲型３次元構造回路装置
の基本構造体を製造する最初の工程を示し、本発明にお
いては最初（ａ）の斜視図に示すように、製造する３次
元構造体の大きさ、用途等に適合した厚さの金属板１
を、エッチング等の手段により製造する３次元構造体の
形状に切り抜き、金属平板体２を成形する。図中の実施
例においては、最終的に直方体の箱形とするため、その
一つの展開形状に切り抜かれている。

【００１６】この切り抜きに際して、同時に、後に折曲
加工を行う際に容易に所定の位置で折曲を行うことがで
きるように、折曲部分に浅い溝３をエッチング加工によ
り形成する。この溝３は、折曲部における山折り側ある
いは谷折り側のいずれにも形成することもできるが、図
示実施例においては山折り側に形成している。図１
（ｂ）はこのようにして形成された金属平板体２の断面
図を示す。

【００１７】上記のようにして形成された金属平板体２
に対して、その表面側に図１（ｃ）に示すように絶縁層
４をコーティングにより形成する。次いで、この絶縁層
４の表面に図１（ｄ）に示すように銅等の導体箔５を貼
り付ける。このような３層構造となった平板体６は図２
（ａ）に示される。

【００１８】次いで上記導体箔５の部分を予め定められ
た形状にエッチング加工し、導線部及びランド部等の回
路パターンを形成する。その後、図２（ｂ）に示すよう
に、この回路パターン７上の予め定められた位置に抵
抗、コンデンサ、ＩＣ，ＬＳＩ等の所定の電子部品８を
実装し、リフロー半田付けを行う。なお、上記のような
回路パターンの生成、電子部品等の実装は、金属平板体
２の表面側のみならず、必要に応じて裏面側に対しても
同様の形成方法により行うことができる。

【００１９】このように形成された２次元の電子部品実
装平板体１０を、前記折曲部に沿って折曲加工を行う。
前記のように金属平板体２に対して折曲部分に浅い溝３
を形成しているので、容易に所定形状に折り曲げること
ができ、本実施例においては図２（ｃ）に示すように外
壁に電子部品が実装された直方体の箱形構造体１１が成
形される。なお、同様の手法により、内壁に電子部品が
実装された直方体の箱形構造体を成形することもでき
る。上記のような折り曲げは手による操作のほか、機械
により自動的に行うことができ、この３次元構造回路装
置をマイクロマシンに適用する際には、電流により生じ
る力を利用するロレンツ力によって無接触で折り曲げる
こともできる。したがって薄い金属板を用いて例えば折
り紙として典型的な形状である折り鶴形状等、種々の形
状の構造体を形成することができる。

【００２０】上記のような折曲型３次元回路装置の基本
構造体を元にして、特に箱形の３次元構造体を形成しつ
つその構造体の変位検出を行うことができるようにした
変位センサ付き構造体の例を、図３及び図４に基づいて
説明する。この実施例においては図３（ａ）に示すよう
な形状に切り抜いた金属板を用いている。この金属板
は、後に図３（ｂ）に示すような四角柱の形状となる３
次元構造体の展開形状であり、接合代２９を備え、側方
に突出片２２が形成されている。

【００２１】このような形状の金属板に対して、前記図
１に示す方法と同様にして絶縁層のコーティング、導体
箔の貼り付け、導体箔のエッチングによる回路パターン
１８の生成、回路パターン１８上への電子部品３１の実
装を順に行い、電子部品実装平板体２０を得る。この電
子部品実装平板体２０を、予め形成された折り目用の溝
２１に沿って折り曲げ、図３（ｂ）に示すような四角柱
状の折曲型３次元構造回路装置となし、後述するような
変位センサ付構造体２４を形成することができる。な
お、上記折曲線は、実線が山折り部、破線部が谷折り部
を示し、以下同様とする。

【００２２】この変位センサ付構造体２４においては、
上面２７から下面２８に向けて延びる突出片２２の先端
に設けた折曲片２３が、下面２８に近接して配置され、
下面２８における前記近接部にホール素子３０が配置さ
れており、下面２８にはこのホール素子３０に隣接して
ホール素子３０からの信号を処理する信号処理ＩＣ３１
を設けている。また、信号処理ＩＣ３１の信号を制御装
置に出力する接続端子を下面２８の側部に配置してい
る。また、突出片２２の先端に形成した折曲部２３の裏
面には小型の永久磁石３３を固定している。なお、この
信号処理ＩＣ３１及び接続端子３２は上面２７等、任意
の位置に設けることができる。

【００２３】上記のようにして成形された変位センサ付
構造体２４は、例えば図４（ａ）に示すように第１部材
２５と第２部材２６間に配置され、変位センサ付構造体
２４の上面２７は第１部材２５に、下面２８は第２部材
２６に各々接着固定される。このとき、上面２７から延
びる突出片２２の先端の折曲片２３は下面２８に近接
し、それにより折曲片２３の裏面に設けた永久磁石３３
は、下面２８において上記折曲片２３に対向する位置に
設けた電子部品としてのホール素子３０に近接して配置
される。

【００２４】このように構成した変位センサ付構造体２
４において、例えば図４（ｂ）に示すように、第２部材
２６が図中右方向に移動するとき、変位センサ付構造体
２４は薄い金属板で成形され、弾性を有しているので、
ばねのように変位量と共に増大する反力を発生しつつ第
２部材２６と共に変位する。その際、ホール素子３０は
永久磁石３３の検出磁力が変化するため、第２部材２６
の変位に応じた出力信号を発生する。この出力信号は信
号処理ＩＣ３１で処理され、接続端子３２から外部に出
力される。

【００２５】このような構造の変位センサ付構造体２４
は種々の分野に用いることができるが、例えば図５に示
すような、組立用ロボット等の搬送アーム先端に設けた
部品把持部における位置誤差吸収用弾性部材に適用する
こともできる。即ち、組立用ロボット等においては、物
品を搬送アームの先端に把持し、例えばこれを組立箇所
の上部の所定の位置まで水平に移動させ、次いで垂直に
降下させて搬送した物品を所定の位置に降ろして組立を
行っている。このような操作は上記のような物品の水平
と垂直搬送に限らず、種々の姿勢での組立のために種々
の形態での搬送が行われており、更に、上記のような組
立用ロボットに限らず、各種の物品の搬送装置において
同様の操作が行われている。

【００２６】このような搬送アームを用いた搬送装置に
おいては、図５の模式図に示すように、搬送アーム４１
先端に設けた部品把持部に部品を把持し、部品挿入口３
６に部品を挿入するとき、位置誤差を生じ正確に移動す
ることができずに、水平方向にずれた位置で垂直方向に
部品を降下させたとすると、部品の下端が部品挿入口３
６の開口縁に当接し、それ以上降下することができない
ので、この部品の組立を行うことができなくなる。この
とき、部品挿入口を十分に大きくとることも考えられる
が、部品組立製品の精度悪化を生じる等により、あまり
大きくとることができない場合が多い。

【００２７】したがって、部品挿入口の周縁に面取り部
３７を施し、前記のように部品挿入口３６に近接した位
置で部品挿入口周縁に当接するときには、部品の先端が
面取り部３７に当接し、搬送アーム４１の降下により部
品４９が部品挿入口３６の中心側に案内されるようにし
ている。その際、搬送アーム４１に部品が強固に固定さ
れているときには、部品４９が降下しても面取り部３７
による案内を行うことができないので、搬送アームと部
品把持部間に弾性可動部材４０を設けている。

【００２８】それにより、部品４９の下端が面取り部３
７に当接した状態で部品４９が降下するとき、弾性可動
部材４０により部品把持部が概略水平に移動し、部品４
９が部品挿入口３６の中心に案内されるようにしてい
る。その後、最終的に部品４９の外周が部品挿入口３６
の内周に案内されつつ挿入される。このような作動を行
うための弾性可動部材４０はＲＣＣ（Remote Center Co
mpliance）と呼ばれ、組立作業用ロボット等に広く用い
られている。

【００２９】上記のような搬送アームの位置誤差を吸収
するための弾性可動部材４０としては、例えば図５の模
式図に示すようなものが提案されている。即ち、この弾
性可動部材４０においては、搬送アーム４１に固定され
る突起４２を備えた上板４３と、部品４９を把持し、離
脱させることができる把持部４５を設けた下板４４とを
備え、上板４３に例えば３個等の複数個の固定ピン４６
を設け、同様に下板４４に上記上板４３の固定ピン４６
に対向して固定ピン４７を設け、対向する両固定ピン４
６，４７間にゴム等からなる弾性円柱体４８を配置し、
両固定ピン４６，４７を弾性円柱体４８内に軸線方向に
挿入して固定している。

【００３０】上記弾性可動部材４０により、前記のよう
な部品４９の組立時に部品４９の下端が押圧されつつ、
挿入口の面取り部３７で案内されて挿入口の中心側に水
平移動する時、弾性可動部材４０における下板４４が水
平移動する。その際弾性円柱体４８の両端部において
は、内部の固定ピン４６，４７によって水平方向に移動
することができない状態に保持されているので、弾性円
柱体４８における両固定ピン４６，４７間の弾性変形に
よって水平に移動し、且つ押圧方向への移動を吸収して
いる。

【００３１】この時の搬送アーム４１が部品４９を押し
つける力、即ち部品が挿入口に円滑に挿入されずに弾性
可動部材４０により部品が押しつけられる力Ｆが大きい
と、部品は損傷し、また、部品が挿入される部材も損傷
する。そのため、この押圧力を検出し、その力が大きい
ときには搬送アーム４１を移動し、部品の中心線と挿入
口の中心線がより一致するように操作する必要がある。

【００３２】このような搬送アームが部品を押しつける
力を検出するに際して、従来は、例えば弾性可動部材の
弾性円柱体４８の側部に歪ゲージを貼って固定し、搬送
アーム４１による部品の押圧力Ｆに応じて変形した弾性
円柱体４８の変形量を、歪ゲージで測定することが試み
られている。しかしながら、このような歪ゲージは高価
であり、装置のコストアップの要因となる。更に、歪ゲ
ージは少量の変形の測定には適しているものの、上記Ｒ
ＣＣのように変形量の大きなものに用いるには必ずしも
適してはいない。一方、上記のような歪ゲージを設ける
ことなく、搬送アームが部品を押しつける力を力センサ
により直接検出することも考えられる。しかしながら、
装置全体に剛性が必要とされ、上記ＲＣＣのように柔軟
に変形するものに適用することは困難である。

【００３３】その対策として、本出願人は、先に、搬送
アームに固定される上板４３と、部品把持部４５を設け
た下板４４とを弾性可動部材で連結した搬送位置誤差吸
収装置において、上板４３または下板４４に永久磁石を
固定し、前記永久磁石を固定した側と反対側の下板４４
または上板４３にホール素子を前記永久磁石に近接して
固定し、ホール素子の出力により搬送アームの位置誤差
による搬送アーム４１の部品に対する押圧力Ｆを検出す
るようにしたものを提案している。それにより、搬送ア
ーム４１が部品に対して加える力を、搬送位置誤差吸収
装置の移動量に変換し、この移動量をホール素子により
検出することができ、正確、且つ安価に計測することが
できるようにしている。

【００３４】本発明による３次元構造回路装置は、前記
のような搬送アーム位置誤差吸収装置用及びその位置誤
差を吸収する際に生ずる変位を検出するセンサを一体化
した変位センサ付き構造体として用いることができる。
図６には本発明による変位センサ付構造体２４を固定部
３９により搬送アーム４１に固定したものを示してい
る。図６に示す装置における変位センサ付構造体２４
は、前記図４に示す装置と同様に作動する。即ち、部品
４９が部品挿入口に挿入される際、挿入口の周縁の面取
り部３７に当接すると、搬送アーム４１が部品を押し下
げる力Ｆに応じ、変位センサ付き構造体の弾性力に抗し
て部品４９及び下板４４が図示するように図中右側に移
動する。それにより下板４４に固定した変位センサ付構
造体２４の下面部２８が移動し、ホール素子３０も同様
に移動する。図６はこの状態を示しており、その結果水
平面方向への移動がなされない突出片２２の先端に設け
た磁石３３に対して、ホール素子３０の位置がずれるこ
ととなる。この位置のずれによりホール素子３０が検出
する磁石３３の磁力が変化するので、この磁力の検出信
号により部品４９の図中左右方向の移動量、即ち、搬送
アーム４１が部品４９を押圧する力Ｆを検出することが
できる。

【００３５】搬送アーム位置誤差吸収装置に変位センサ
付構造体２４を取り付けた場合には、上記のような原理
に基づいて搬送アームによる部品に対する力を検出する
ことができるものであるが、実際の装置において部品４
９は部品挿入口３６の周縁における円錐形状の面取り部
３７のいかなる位置に当接するかは不定であり、図６に
示した部品４９の移動方向をＸ軸方向とすると、これと
は直角方向にずれたＹ方向に移動することもあり、この
ようにＸ−Ｙ平面の全方向に対する移動が考えられ、上
記のようなＸ方向のみの移動を検出する変位センサ付構
造体２４のみでは十分ではない。

【００３６】その対策として、例えば図７（ｂ）に示す
ように、前記図３（ｂ）に示した変位センサ付構造体と
同様の構成のＹ軸方向変位センサ付構造体５１を、前記
変位センサ付構造体２４と組み合わせて用いることが好
ましい。このＹ軸方向変位センサ付構造体５１を単独の
センサとして用いる場合には、その上面部５２が第１部
材に固定され、下面部５３が第２部材に固定されるとき
第２部材がＹ軸方向に相対的に移動すると前記と同様の
作用によって第２部材のＹ軸方向の移動量を検出するこ
とができる。このＹ軸方向変位センサ付構造体５１は前
記図３（ａ）に示す形の板を折り曲げることにより製作
することができるが、図７（ａ）に示すように切抜か
れ、折り目を付けられた板により製作することもでき
る。

【００３７】上記のようなＹ軸方向変位センサ付構造体
５１を前記Ｘ軸方向の変位を検出する変位センサ付構造
体２４と組み合わせるに際しては、図３（ａ）に示され
た形状の板における下面部２８と、図７（ａ）に示され
た形状の板における上面部５２とを共通の第１共通面部
５４として、図８（ａ）に示すような形状の板を成形
し、折り目を付け、これを折り紙状に折り曲げることに
よって、図８（ｂ）に示すようなＸ−Ｙ軸方向変位セン
サ付構造体５５を製作することができる。このＸ−Ｙ軸
方向変位センサ付構造体５５においては、図中上方の上
方に位置するＸ軸方向変位センサ付構造体部５６と、下
方に位置するＹ軸方向変位センサ付構造体部５７とが第
１共通面部５４で連続した状態で成形される。

【００３８】このＸ−Ｙ軸方向変位センサ付構造体５５
を前記図６に示すような搬送アーム４１に取り付ける際
には、最上端面部５８を搬送アーム４１に、最下端面部
５９を下板４４に固定する。それにより、部品４９と共
に下板４４が移動するとき、Ｘ軸方向の移動量は図中上
方のＸ軸方向変位センサ付構造体部５６により検出さ
れ、Ｙ軸方向の移動量はＹ軸方向変位センサ付構造体部
５７により検出されるので、両検出信号を処理すること
により、部品４９の水平面内の移動を検出することがで
き、搬送アームが部品に作用している力を正確に検出す
ることができる。

【００３９】一方、前記搬送アーム位置誤差吸収装置に
おいては、部品４９は搬送アーム４１に対して、Ｘ−Ｙ
軸方向のほかＺ方向にも変位する。このＺ方向の変位
は、搬送アーム４１が部品４９を押圧する力と直接関連
しており、この変位を測定することにより搬送アーム４
１が部品を押圧する力を検出することができる。特に、
部品が部品挿入口３６からかなり離れたところに降下
し、面取り部３７にもその端部が達しないときには、下
板のＺ軸方向への移動は搬送アーム４１が部品４９を押
圧する力そのものとなる。

【００４０】このようなＺ方向の変位を測定するには、
例えば図９（ｂ）に示すようなＺ方向変位センサ付構造
体６０を用いることができる。このＺ方向変位センサ付
構造体６０においては、第１側面部６１から第２側面部
６２方向に突出する突出片６３を備え、第２側面部６２
は第１側面部６１より上方に延び、その先端から水平方
向に延びる上部固定面部６４を備えている。また、図９
（ａ）の展開状態の図から明らかなように、第１側面部
６１における突出片６３が延びている辺の逆側の辺から
はロッド固定片６５が突出しており、このロッド固定片
６５には４本の折り目が形成され、この折り目で折り曲
げ、先端折曲部分６９を第１側面部６１に固定すること
により、図９（ｂ）に示されるようなロッド把持部６６
を形成する。このロッド把持部６６にはこの下方に設け
たＺ軸方向への移動部材から突出したロッド６７を把持
し固定している。なお、このような構造のＺ軸方向変位
センサ付構造体は、図９（ａ）に示すような形状で、折
り目を設けた板により成形することができる。

【００４１】このＺ軸方向変位センサ付構造体６０を単
独で使用する際には、上部固定面部６４を前記搬送アー
ム４１に固定し、ロッド把持部６６に下板に固定したロ
ッド６７を把持して固定する。このように構成すること
により、前記のように搬送アーム４１が部品を押圧する
とき、固定されている上部固定面部６４及び第２側面部
６２に対して、下板４４とともに第１側面部６１が上方
に移動するので、前記各変位センサ付構造体と同様にそ
の移動量を検出することができる。

【００４２】このＺ方向変位センサ付構造体６０は、前
記Ｘ−Ｙ軸方向変位センサ付構造体５５と共に使用する
ことができ、その際には図１０（ｂ）に示すように、前
記Ｘ−Ｙ軸方向変位センサ付構造体５５の下方にこれを
設ける。それによりこの変位センサ付構造体は、Ｘ−Ｙ
−Ｚ方向の全方位センサ７０とすることができる。これ
のような全方位センサ７０の製造に際しては、前記図９
（ａ）に示した形状の板における上部固定面部６４とな
る部分を、図８（ａ）に示したＸ−Ｙ軸方向変位センサ
付構造体の板における最下面部５９とを共通化し、図１
０（ａ）に示すように全てが一体化した板とし、これに
折り目を付けることにより、図１０（ｂ）に示すような
全方位変位センサ付構造体７０を折曲げ成形により容易
に製作することができる。なお、このセンサを構成する
各部には、各部の検出信号を外部に送るための回路、配
線が、図１０（ａ）に示される板に対して前記図２
（ｂ）に示すものと同様に形成されているので、前記の
ように板を折り曲げた状態で３次元構造の回路が構成さ
れている。

【００４３】上記構造の全方位センサ７０に対して、更
に必要であるならばこのセンサを搬送アーム等に固定す
る、図６に示すような固定部３９等、種々の部分を更に
追加した構成の３次元構造の回路とすることもできる。
また、本発明は上記実施例に限らず、折り紙式に折り曲
げることができるものならば、種々の形状に成形するこ
とができ、各種の装置に使用することができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、請
求項１に係る発明は、折り曲げ成型により３次元構造と
しているので各種用途に適合した複雑な３次元構造の回
路を容易に製造することができ、金属板を用いているの
でその構造が安定し、また、種々の材質の金属板を用い
ることができるので、用途に応じた適切な素材の選択が
可能となると共に、回路付き金属板体を角柱状に折曲成
型してなる角柱体の対向する面の片方に被検出部を設
け、他方に検出部を形成し、各面を相対的に可動な２部
材に固定したので、２部材の相対的な移動を検出する変
位センサ付構造体を容易に形成することができる。

【００４５】請求項２に係る発明は、被検出部が磁石と
し、検出部をホール素子としたので、２部材の相対移動
により磁石とホール素子が相対移動することにより変位
を検出する変位センサ付構造体を容易に形成することが
できる。

【００４６】請求項３に係る発明は、各軸線方向が直角
となる角柱体を複数配置した３次元構造をなすように、
１枚の回路付き金属板体を折り曲げ成型したので、異な
る軸線方向の移動を検出する変位センサ付構造体を容易
に形成することができる。

【００４７】請求項４に係る発明は、２個の角柱体の軸
線方向がＸ、Ｙ軸方向となるように配置したので、平面
方向に移動する部材の変位を正確に、且つ容易に検出す
ることができる。

【００４８】請求項５に係る発明は、３個の角柱体の軸
線方向がＸ、Ｙ、Ｚ軸方向となるように配置したので、
空間内で移動する部材の変位を正確に、且つ容易に検出
することができる。

【００４９】請求項６に係る発明は、部材への取付部も
一体形成したので、簡単な構造により変位センサ付構造
体を部材に取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による折曲型３次元構造回路装置の基本
構造体を形成する、折り曲げ前の金属平板体を示し、
（ａ）はその斜視図、（ｂ）乃至（ｄ）は製造過程を示
す断面図である。

【図２】本発明により箱形の折曲型３次元構造回路装置
の基本構造体を形成する過程を示す斜視図である。

【図５】従来のＲＣＣの断面図である。

【符号の説明】１金属板２金属平板体３溝４絶縁層５導体箔６平板体７回路パターン８電子部品１０電子部品実装平板体１１箱形構造体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に絶縁層を介して回路を形成した所
定形状の１枚の回路付き金属板体を、折り曲げ成形によ
り３次元構造としたことを特徴とする折曲型３次元構造
回路装置。
【請求項２】回路付き金属板体を角柱状に折曲成型し
てなる角柱体の対向する面の片方に被検出部、他方に検
出部を設け、各面を相対的に可動な２部材に固定してな
る請求項１記載の折曲型３次元構造回路装置。
【請求項３】被検出部が磁石であり、検出部がホール
素子である請求項２記載の折曲型３次元構造回路装置。
【請求項４】各軸線方向が直角となる角柱体を複数配
置した３次元構造をなすように、１枚の回路付き金属板
体を折り曲げ成型した請求項２記載の折曲型３次元構造
回路装置。
【請求項５】２個の角柱体の軸線方向がＸ、Ｙ軸方向
となるように配置した請求項４記載の折曲型３次元構造
回路装置。
【請求項６】３個の角柱体の軸線方向がＸ、Ｙ、Ｚ軸
方向となるように配置した請求項４記載の折曲型３次元
構造回路装置。
【請求項７】部材への取付部も一体形成した請求項２
記載の折曲型３次元構造回路装置。
【請求項８】金属板材を所定形状に切り抜き、その表
面に絶縁層を形成し、その表面に導体層を形成し、該導
体層をエッチング加工して回路パターンを形成したこと
を特徴とする折曲型３次元構造回路装置の製造方法。
【請求項９】金属板材の切り抜き時に折曲用溝を形成
してなる請求項８記載の折曲型３次元構造回路装置の製
造方法。