JP4678017B2 - Ｆｐｃ実装構造及びｆｐｃ - Google Patents

Description

本発明は、第一の筐体と第二の筐体とを二軸ヒンジ部を介して連結し、第一の筐体を第二の筐体に対して折り畳める（開閉できる）だけでなく、第一の筐体を第二の筐体に対して回転できるようにした電子機器、特に、二軸ヒンジ部を経由して第一の筐体内の回路と第二の筐体内の回路とを電気的に接続するＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）の実装構造及びＦＰＣに関する。

この種の電子機器としては、表示部及び受話部を有する第一の筐体と操作部及び送話部を有する第二の筐体とを二軸ヒンジ部を介して連結し、表示部を表にしても裏にしても折り畳めるようにした折り畳み式携帯電話機や、モニター（表示部）を有する第一の筐体を撮像部及び操作部を有する第二の筐体の側面に二軸ヒンジ部を介して連結し、第一の筐体を第二の筐体の側面に対して垂直となるように開くことができ、且つ開いた状態で第一の筐体を正逆両方向にそれぞれ９０度回転させることができるようにしたビデオカメラ等がある。二軸ヒンジ部は、第一の筐体を第二の筐体に対して折り畳み自在（開閉自在）とする第一のヒンジ軸（開閉軸）と、この第一のヒンジ軸と直交する軸線回りに第一の筐体を回転自在とする第二のヒンジ軸（回転軸）とを有する。

このような二軸ヒンジ部を用いた電子機器には、二つのタイプがある。
第一のタイプは、表示部の搭載された第一の筐体を操作部の搭載された第二の筐体に対して開閉する（折り畳む）ための開閉軸を第二の筐体に連結し、第一の筐体を第二の筐体に対して回転させるための回転軸を第一の筐体に連結するタイプである（特許文献１参照）。
第二のタイプは、表示部の搭載された第一の筐体を操作部の搭載された第二の筐体に対して回転させるための回転軸を第二の筐体に連結し、第一の筐体を第二の筐体に対して開閉する（折り畳む）ための開閉軸を第一の筐体に連結するタイプである（特許文献２参照）。
上記何れのタイプにおいても、第一の筐体内の回路と第二の筐体の回路との電気的接続にはＦＰＣが使用され、ＦＰＣは開閉軸及び回転軸に緩く巻き付けられている。

また、特許文献２にも記載されているが、第一の筐体内の回路と第二の筐体の回路とを電気的に接続する接続線が多い場合には、複数枚のＦＰＣを使用し、これらを重ねて開閉軸や回転軸に巻き付けるようにしている。

一方、携帯電子機器は屋外で使用される機会が多く、折り畳み式携帯電子機器においても、防水仕様にすることの要望がある。この場合、両筐体におけるＦＰＣの引き込み部も防水する必要があり、例えば、第一の筐体と第二の筐体とを開閉する機構のみを備えた折り畳み式携帯電子機器においては、第一の筐体及び第二の筐体それぞれのヒンジ部側側壁にＦＰＣ挿通用の孔を形成し、この孔をＦＰＣに一体的に設けられたシール部材（防水パッキン）で塞ぐようにしたものがある（特許文献３参照）。
特開２００３−１５２３５７号公報 特開２００４−１８７１８５号公報 特開２００５−３４８３４１号公報

従って、二軸ヒンジ部を備える携帯電子機器を防水仕様にする場合、ＦＰＣ引き込み部の防水に、特許文献３の手法を用いることが考えられる。
図５乃至図７は、特許文献１のタイプの携帯電子機器におけるＦＰＣ引き込み部の防水に、特許文献３の手法を用いた構造例を示したものである。

ＦＰＣ７０は、図示のように、その中間部が第一のヒンジ軸（開閉軸）８１及び第二のヒンジ軸（回転軸）８２に巻き付けられ、第二のヒンジ軸８２への巻付部７２から第二のヒンジ軸８２の軸方向に延びる延長部７４が、第一の筐体９０のヒンジ部側側壁に形成されたＦＰＣ挿通用の孔（図示せず）から第一の筐体９０内に引き込まれ、その先端部に設けられたコネクタ７５が回路基板９１に接続されている。そして、ＦＰＣ挿通用の孔は、ＦＰＣ７０に一体的に設けられた防水パッキン７６により塞がれるようになっている。
なお、図中、７１は第一のヒンジ軸８１への巻き付け部、７８は図示しない第二の筐体に形成されたＦＰＣ挿通用の孔を塞ぐ防水パッキン、８４はヒンジカバー、８５は第二のヒンジ軸８２の先端部に取り付けられ、第一の筐体９０に取付け固定されるブラケットである。

この構成は、第一の筐体内の回路と第二の筐体の回路との電気的接続を１枚のＦＰＣで行っている場合には大きな問題はないが、例えば二枚のＦＰＣを重ねて使用している場合には、以下のような問題がある。

ＦＰＣを二枚重ねで第一のヒンジ軸８１や第二のヒンジ軸８２へ巻き付けた場合、内側となるＦＰＣの径と外側となるＦＰＣの径との間に差が生じるので、その内外径差によって第一の筐体の開閉時や回転時に内側のＦＰＣにたるみが生じる。
特に、上記構成の場合、第二のヒンジ軸８２への巻付部７２から第二のヒンジ軸８２の軸方向に延びる延長部７４は、第二のヒンジ軸８２への巻付部７２から第二のヒンジ軸８２に沿ってその軸方向に延びており、しかも、防水パッキン７６で固定されている箇所が巻付部７２に近いので、巻付部７２は延長部７４との接続部においてその端部が固定された状態となり、図８に示すように、第一の筐体の回転時に内側のＦＰＣに大きなたるみ７３が生じる。
このため、それが繰り返されると、ＦＰＣが断線するという危険性がある。

二枚重ねにされたＦＰＣにおけるこの内外径差による問題は、以下に述べる理由から、一般に、開閉軸に対する巻付部よりも回転軸に対する巻付部の方が大きい。
例えば、特許文献１のタイプの携帯電話機の場合、表示部及び受話部を有する第一の筐体は、操作部及び送話部を有する第二の筐体に対して１７０度程度開けばよい（第一の筐体を開閉軸回りに１７０度程度回転させればよい）が、第一の筐体を第二の筐体に対して左右両方向に回転できるようにするためには３６０度回転しなければならず、一方向のみに回転するようにした場合でも１８０度は回転しなければならない。
また、ビデオカメラの場合には、本体の側面に二軸ヒンジを介して設けられているモニターは、本体に対して垂直に立てられれば良いので、開閉軸回りに９０度回転できればよいが、撮影時にはモニターを本体の上方や下方から覗いたりしなければならない場合もあるので、回転軸は、左右両方向にそれぞれ９０度（トータル１８０度）回転できるようにしなければならない。
また、特許文献２のタイプでは、回転軸の径を開閉軸の径よりも大きくすることできるが、左右両方向に回転可能にした場合には、ＦＰＣのたるみは開閉軸部よりも大きくなる。

本発明の課題は、二軸ヒンジ部に二枚重ねで巻き付けるＦＰＣに加わる負荷を軽減して断線を防ぐことを可能にするＦＰＣ実装構造及びその実装構造に使用することが可能なＦＰＣを提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、第一の筐体と、第二の筐体と、前記第一の筐体を前記第二の筐体に対して折り畳み可能にする開閉軸と前記第一の筐体を前記第二の筐体に対して回転可能にする回転軸とを備えたヒンジ部と、前記第一の筐体内の回路と前記第二の筐体内の回路とを電気的に接続するＦＰＣと、を備えた電子機器におけるＦＰＣの実装構造であって、前記ＦＰＣは、二枚重ねで前記開閉軸及び前記回転軸に巻き付けられ、前記第一及び第二の筐体のうち前記開閉軸が連結される一方の筐体には、当該筐体に形成されたＦＰＣ通し穴に二枚重ねで通され、且つ前記ＦＰＣ通し孔を塞ぐパッキンでＦＰＣ通し穴に固定され、前記回転軸が連結される他方の筐体には、当該筐体に形成された二つＦＰＣ通し穴に一枚ずつ通され、且つそれぞれ各ＦＰＣ通し孔を閉塞するパッキンでＦＰＣ通し穴に固定されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のＦＰＣ実装構造であって、前記ＦＰＣの一方が、前記回転軸に、他方より半周多く巻き付けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、第一の筐体と第二の筐体とを、第一の筐体を第二の筐体に対して折り畳み可能にする開閉軸と第一の筐体を第二の筐体に対して回転可能にする回転軸とを備えたヒンジ部で連結してなる電子機器において、前記第一の筐体内の回路と前記第二の筐体内の回路との電気的接続に用いられるＦＰＣであって、それぞれ前記開閉軸に巻き付けられる第一の巻付部と前記回転軸に巻き付けられる第二の巻付部とを有し、且つ互いを重ねた状態で前記開閉軸及び前記回転軸に巻き付けることが可能な略同一形状を成す二枚のＦＰＣ片を有し、前記第一の巻付部から前記第二の巻付部とは逆方向に延びる部分には、前記二枚のＦＰＣ片を重ねた状態で防水パッキン或いは防水パッキン取付け用台座が一体に取り付けられ、前記第二の巻付部から前記第一の巻付部とは逆方向に延びる部分には、それぞれのＦＰＣ片に防水パッキン或いは防水パッキン取付け用台座が一体に取り付けられていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３に記載のＦＰＣであって、前記ＦＰＣ片の一方は、前記第二の巻付部の長さが、他方のＦＰＣ片よりも半周多く前記回転軸に巻き付けることができる長さとなっていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３又は４に記載のＦＰＣであって、前記ＦＰＣは、二枚のＦＰＣを重ねたものであることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３又は４に記載のＦＰＣであって、前記ＦＰＣは、一枚のＦＰＣを折り返して二枚重ねにしたものであることを特徴とする請求項３又は４に記載のＦＰＣ。

本発明によれば、二軸ヒンジ部に二枚重ねで巻き付けるＦＰＣに加わる負荷を軽減できるため、筐体の回転の繰り返しによるＦＰＣの断線を防ぐことができる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１乃至図３は、本発明を適用した電子機器の一実施形態としての折り畳み式携帯電話機におけるＦＰＣの組み込み構造を示したもので、１は第一の筐体、３は第一の筐体１と不図示の第二の筐体とを連結する二軸ヒンジ部、５は第一の筐体１内の回路と第二の筐体内の回路とを電気的に接続するＦＰＣである。なお、図１及び図２では、第一の筐体１を後ケースを取り外した状態で示している。

第一の筐体１は、前ケース１１、中ケース１２及び不図示の後ケースから構成されており、前ケース１１と後ケース１２とは、図示しない防水パッキンを介して嵌め合わされる構成となっている。そして、第一の筐体１には、回路基板１５等が内蔵されており、その表面側（前ケース１１側）に表示部及び受話部等が設けられている。
また、図示していないが、第二の筐体も前ケース、中ケース及び後ケースから構成され、且つ前ケースと後ケースとが防水パッキンを介して嵌め合わされる構成となっている。
そして、第二の筐体には、回路基板が内蔵され、その表面側に各種キーによる操作部及び送話部等が設けられ、裏面側にカメラ部が設けられている。

二軸ヒンジ部３は、第二の筐体に対し第一の筐体１を折り畳み自在（開閉自在）に支持する第一のヒンジ軸（開閉軸）３１と、この第一のヒンジ軸３１に対しホルダ（連結部）３３（図３参照）を介して回転自在に組み付けられた第二のヒンジ軸（回転軸）３２とを有する。そして、ホルダ３３等を覆うヒンジカバー３４が設けられている。
第二のヒンジ軸３２は、第一のヒンジ軸３１と直交方向に軸線を交差して設けられるもので、この第二のヒンジ軸３２の先端部にはブラケット３５が取り付けられており、ブラケット３５はネジ等によって第一の筐体１に取付け固定されている。また、図示していないが、第一のヒンジ軸３１の両端部にも同様にブラケットが取り付けられており、ネジ等によって第二の筐体に取付け固定されるようになっている。

以上の二軸ヒンジ部３により、実施形態の折り畳み式携帯電話機は、第一のヒンジ軸３１回りに第一の筐体１を第二の筐体に対し開いた状態（使用状態）と、第一のヒンジ軸３１回りに第一の筐体１を第二の筐体に重ねて閉じた折り畳み状態（非使用状態）の他、第二のヒンジ軸３２回りに第一の筐体１を１８０度回転させて表示部を表側にした折り畳み状態（カメラ撮影やテレビ視聴できる状態）にすることができる。

そして、第一の筐体１内の回路と第二の筐体内の回路とを電気的に接続するＦＰＣ５は、図３に示すように、二枚重ねの状態で第一のヒンジ軸３１の周囲及び第二のヒンジ軸３２の周囲に緩く巻き付けられ、第一の筐体１には、当該第一の筐体１のヒンジ部側側壁に形成された二つのＦＰＣ挿通用の孔１３、１４（図２参照）から一枚ずつに分かれて引き込まれて、それぞれの先端部に設けられたコネクタ５１，５１が回路基板１５に接続され、不図示の第二の筐体には、当該第二の筐体のヒンジ部側側壁に形成された一つのＦＰＣ挿通用の孔から二枚重ねの状態で引き込まれて、その先端部に設けられたコネクタ５２が第二の筐体内の回路基板に接続されるようになっている。
そして、第一の筐体１に形成された二つのＦＰＣ挿通用の孔１３、１４は、それぞれＦＰＣ５に一体的に設けた防水パッキン５９，５９で塞がれ、第二の筐体に形成されたＦＰＣ挿通用の孔は、ＦＰＣ５に一体的に設けた防水パッキン５８で塞がれるようになっている。

このＦＰＣ５は、両端部に表示側コネクタ５１をそれぞれ有し、且つ中間部に操作側コネクタ５２を有する図４（ａ）に示す帯状のＦＰＣを、操作側コネクタ５２の近傍で折り返して、図４（ｂ）に示すように、二枚重ねにし、図中のＣ点及びＤ点に、ＦＰＣ挿通用の孔１３、１４を塞ぐための防水パッキン５９を取り付け、Ｅ点に、第二の筐体側のＦＰＣ挿通用の孔を塞ぐための防水パッキン５８を取り付けたものである。ＦＰＣ５への防水パッキン５８及び５９の取り付けは、インサート成形等により行うことが可能である。

すなわち、折り返されて二枚重ねにされるＦＰＣの半体部Ａ及びＢは、略同一の形状を成し、それぞれ、第一のヒンジ軸３１に巻き付けられる第一の巻付部５４（５４Ａ，５４Ｂ）と、第二のヒンジ軸３２に巻き付けられる第二の巻付部５６（５６Ａ，５６Ｂ）とを有している。但し、半体部Ａ側の第二の巻付部５６Ａは、第二のヒンジ軸３２に対して半体部Ｂの第二の巻付部５６Ｂよりも半周多く巻き付けることができるように、半体部Ｂの第二の巻付部５６Ｂよりも長く形成されている。
なお、図中、５３（５３Ａ，５３Ｂ）は、第一の巻付部５４（５４Ａ，５４Ｂ）から操作側コネクタ５２側に延びる延長部、５５（５５Ａ，５５Ｂ）は、第一の巻付部５４（５４Ａ，５４Ｂ）と第二の巻付部５６（５６Ａ，５６Ｂ）とを繋ぐ連結部、５７（５７Ａ，５７Ｂ）は、第二の巻付部５６（５６Ａ，５６Ｂ）から表示側コネクタ５１側に延びる延長部である。

以上のように、ＦＰＣ５の二枚重ね部を第二のヒンジ軸３２の周囲に巻付部５６としてから、その両側に半体部Ａ，Ｂを一枚ずつ分離して配置し、すなわち、巻付部５６において、その両側に一枚ずつ分離された一方の半体部Ａを他方の半体部Ａよりも半周多く巻き付けてから、その一枚ずつに分離された半体部Ａ，Ｂを第一の筐体１内にそれぞれ防水パッキン５９を介して導入した構成である。
従って、ＦＰＣ５の二枚重ね部による第二のヒンジ軸３２の周囲への巻付部５６において、その両側に半体部Ａ，Ｂが一枚ずつ分離して配置されることから、ＦＰＣ５の二枚重ね部による巻付部５６に加わる負荷を軽減できるものである。従って、巻付部５６の断線を防止できる。

また、第一の筐体内の回路と第二の筐体内の回路とを接続するＦＰＣ５は、二枚重ね状態部に、防水パッキン５８が一体的に設けられているので、二枚重ねにしたＦＰＣの二軸ヒンジ部への装着作業が簡単である
更に、本実施形態のＦＰＣ５は、一枚のＦＰＣを折り畳んで二枚重ねにしたものであるので、製造が容易であり、また製造コストも低く抑えることができる。
また、本実施形態のＦＰＣ５は、図４（ａ）に明示されているように、コネクタ５１，５２がＦＰＣの同じ側の面に形成されている点も、製造の容易化、製造コストの低減化に寄与している。

また、本実施の形態では、ＦＰＣ挿通用の孔１３、１４を第二のヒンジ軸３２の左右両側に配置した構成であり、図５及び図６に示した従来構造のように、第二のヒンジ軸８２の延長上にＦＰＣ挿通用の孔が配置されるではないので、従来構造に比べて、第一の筐体１の長さが短くて済む。すなわち、第二のヒンジ軸３２（８２）の長さＬ１、防水パッキン５９（７６）の長さＬ２とすると、従来構造では、図６に示すように、第二のヒンジ軸７２の長さＬ１と防水パッキン５７の長さＬ２とが重なる領域は無いが、本実施の形態では、図２に示すように、第二のヒンジ軸３２の長さＬ１と防水パッキン７９の長さＬ２とが長さＬ３だけ重なっているので、少なくともその重なり合った長さＬ３分だけ、第一の筐体１の全長を短くできる。この結果、携帯電話機の小型化を図ることができるものである。

なお、以上の実施形態においては、二軸ヒンジ部を備える携帯電子機器として折り畳み式携帯電話機を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ビデオカメラ、ノート型ＰＣ、パームトップＰＣ、ＰＤＡ、その他の携帯型等の電子機器であっても良い。より具体的には、第一の筐体と第二の筐体とが二軸ヒンジを介して連結されている電子機器であれば良く、第一の筐体が表示部に代えてステレオスピーカ等、他の電子部品を備えたものであっても良い。

また、上記実施形態では、表示部を有する第一の筐体を操作部を有する第二の筐体に対して回転させるための回転軸を第一の筐体に連結するタイプであったが、本発明は、表示部を有する第一の筐体を操作部を有する第二の筐体に対して回転させるための回転軸を第二の筐体に連結するタイプ（特許文献２のタイプ）にも適用可能である。
また、上記実施形態では、ＦＰＣは一枚のＦＰＣを折り畳んで二枚重ねにする構成であったが、ＦＰＣは独立した二枚のＦＰＣを重ねて用いても良い。この場合も、防水パッキン５８は二枚重ね状態部に一体的に設けられているのが望ましい。
また、防水パッキンをＦＰＣと一体に形成するようにしたが、防水パッキンとなるＯリングを装着するための台座部をＦＰＣと一体に形成するようにしても良い。
また、ＦＰＣの形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した携帯電子機器の一実施形態の構成を示すもので、携帯電話機におけるＦＰＣの組み込み構造を示した斜視図である。 図１における第一の筐体１と二軸ヒンジ部３との連結部を拡大して示した平面図である。 図１においてＦＰＣが二軸ヒンジ部に装着されている状態を拡大して下方から見た斜視図である。 図１のＦＰＣの構成を説明する図で、（ａ）はＦＰＣを展開した状態を示した図、（ｂ）はＦＰＣを二枚重ねした状態（折り畳んだ状態）を示した図である。 従来の手法を用いた筐体内に対するＦＰＣの防水構造を設ける例を示した斜視図である。 図５における第一の筐体９０と二軸ヒンジ部との連結部を拡大して示した平面図である。 図５の構造例においてＦＰＣが二軸ヒンジ部に装着されている状態を拡大して下方から見た斜視図である。 従来構造における二枚重ねＦＰＣのヒンジ軸への巻付部を示すもので、たるみの発生を示した図である。

符号の説明

１ 第一の筐体
３ 二軸ヒンジ部
３１ 第一のヒンジ軸（開閉軸）
３２ 第二のヒンジ軸（回転軸）
５ ＦＰＣ
５１・５２ コネクタ
５４ 第一の巻付部
５６ 第二の巻付部
５８・５９ 防水パッキン

Claims (6)

1. 第一の筐体と、第二の筐体と、前記第一の筐体を前記第二の筐体に対して折り畳み可能にする開閉軸と前記第一の筐体を前記第二の筐体に対して回転可能にする回転軸とを備えたヒンジ部と、前記第一の筐体内の回路と前記第二の筐体内の回路とを電気的に接続するＦＰＣと、を備えた電子機器におけるＦＰＣの実装構造であって、
   前記ＦＰＣは、二枚重ねで前記開閉軸及び前記回転軸に巻き付けられ、
   前記第一及び第二の筐体のうち、前記開閉軸が連結される一方の筐体には、当該筐体に形成されたＦＰＣ通し穴に二枚重ねで通され、且つ、前記ＦＰＣ通し孔を塞ぐパッキンでＦＰＣ通し穴に固定され、
   前記回転軸が連結される他方の筐体には、当該筐体に形成された二つＦＰＣ通し穴に一枚ずつ通され、且つ、それぞれ各ＦＰＣ通し孔を閉塞するパッキンでＦＰＣ通し穴に固定されている
   ことを特徴とするＦＰＣ実装構造。
2. 前記ＦＰＣの一方は、前記回転軸に、他方よりも半周多く巻き付けられていることを特徴とする請求項１に記載のＦＰＣ実装構造。
3. 第一の筐体と第二の筐体とを、第一の筐体を第二の筐体に対して折り畳み可能にする開閉軸と第一の筐体を第二の筐体に対して回転可能にする回転軸とを備えたヒンジ部で連結してなる電子機器において、前記第一の筐体内の回路と前記第二の筐体内の回路との電気的接続に用いられるＦＰＣであって、
   それぞれ前記開閉軸に巻き付けられる第一の巻付部と前記回転軸に巻き付けられる第二の巻付部とを有し、且つ互いを重ねた状態で前記開閉軸及び前記回転軸に巻き付けることが可能な略同一形状を成す二枚のＦＰＣ片を有し、
   前記第一の巻付部から前記第二の巻付部とは逆方向に延びる部分には、前記二枚のＦＰＣ片を重ねた状態で防水パッキン或いは防水パッキン取付け用台座が一体に取り付けられ、
   前記第二の巻付部から前記第一の巻付部とは逆方向に延びる部分には、それぞれのＦＰＣ片に防水パッキン或いは防水パッキン取付け用台座が一体に取り付けられている
   ことを特徴とするＦＰＣ。
4. 前記ＦＰＣ片の一方は、前記第二の巻付部の長さが、他方のＦＰＣ片よりも半周多く前記回転軸に巻き付けることができる長さとなっていることを特徴とする請求項３に記載のＦＰＣ。
5. 前記ＦＰＣは、二枚のＦＰＣを重ねたものであることを特徴とする請求項３又は４に記載のＦＰＣ。
6. 前記ＦＰＣは、一枚のＦＰＣを折り返して二枚重ねにしたものであることを特徴とする請求項３又は４に記載のＦＰＣ。

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