JP6234241B2 - ウェアラブルデバイス - Google Patents
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Description
本発明は、帯状に形成される硬質合成樹脂製の骨格部材と、この骨格部材に沿って配設され、絶縁性を有するベースフィルム、このベースフィルムの一方の面に積層される導電パターン及びこの導電パターンに実装される1又は複数の電子部品を有する帯状のフレキシブルプリント回路板と、上記骨格部材及びフレキシブルプリント回路板の周囲を被覆するエラストマー材料製の外套層と、着脱機構とを備え、この着脱機構により環状に保持されるベルト状のウェアラブルデバイスであって、上記骨格部材が長手方向に複数の難屈曲領域とこれらの難屈曲領域間の1又は複数の易屈曲領域とを有し、上記フレキシブルプリント回路板が上記易屈曲領域で配線のみの導電パターンを有する細帯状に形成され、上記易屈曲領域における細帯状のフレキシブルプリント回路板の中心線が、易屈曲領域の幅方向に沿った屈曲中心線の中央を通らない。
以下、本発明に係るウェアラブルデバイスの実施形態について図面を参照しつつ詳説する。なお、以下の実施形態における「平面方向」とは当該ウェアラブルデバイスを平板状に展開した状態の平面方向を意味する。また、「表面」とは骨格部材に対してフレキシブルプリント回路板が積層される側をいい、「裏面」とはその反対側をいうものであって、当該ウェアラブルデバイスの使用状態における表裏等を意味するものではない。
図1A及び図1Bに示すウェアラブルデバイス1は、帯状に形成される硬質合成樹脂製の骨格部材2と、この骨格部材2に沿ってその表面側に配設され、絶縁性を有するベースフィルム3a、このベースフィルム3aの表面に積層される導電パターン3b及びこの導電パターン3bに実装される複数の電子部品3cを有する帯状のフレキシブルプリント回路板3と、上記骨格部材2及びフレキシブルプリント回路板3の周囲を被覆するエラストマー材料製の外套層4とを備え、さらに着脱機構6を主に備える。また、上記骨格部材2が長手方向に3つの難屈曲領域とこれらの難屈曲領域間の2つの易屈曲領域Aとを有し、上記フレキシブルプリント回路板3が上記易屈曲領域Aで配線のみの導電パターン3bを有する細帯状に形成されている。さらに、当該ウェアラブルデバイス1は易屈曲領域Aにおいてフレキシブルプリント回路板3と外套層4との間に緩嵌される押下材5を備える。
骨格部材2は、硬質の合成樹脂を主成分とし、帯状に形成される。また、長手方向に3つの難屈曲領域を有し、これらの難屈曲領域の間に2つの易屈曲領域Aを有する。図1A及び図1Bに示すように、易屈曲領域Aにおいて骨格部材2のフレキシブルプリント回路板3の配設側の面が陥没する溝部2aを有し、この溝部2aの骨格部材2の長手方向における断面形状は円弧状又は台形の側辺と底辺とが滑らかに連続した形状である。このように骨格部材2は易屈曲領域Aにおける厚みが難屈曲領域より小さいため、当該ウェアラブルデバイス1を変形させる際、易屈曲領域Aで主に変形が生ずる。
図2に示すフレキシブルプリント回路板3は、絶縁性及び可撓性を有するベースフィルム3aと、このベースフィルム3aの表面に積層される導電パターン3bと、この導電パターン3bに実装される電子部品3cと、導電パターン3bの表面に積層されるカバーレイ3dとを有する。上記ベースフィルム3aは、図3に示すように、易屈曲領域Aにおいて幅が小さくなった細帯状であり、骨格部材2の表面が陥没した溝部2aに沿うように厚み方向に湾曲している。上記導電パターン3bは、複数のランド部と、このランド部に接続される配線とを有し、このランド部には電子部品3cが電気的に接続されるように実装されている。なお、導電パターン3bはベースフィルム3aの表面に塗工された接着剤を介して積層されていてもよい。
上記フレキシブルプリント回路板3を構成するベースフィルム3aは、絶縁性及び可撓性を有するシート状部材で構成されている。このベースフィルム3aを構成するシート状部材としては、具体的には樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの主成分としては、ポリイミド、液晶ポリマー、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、又はポリエチレンナフタレートが好適に用いられる。なお、ベースフィルム3aは、充填材、添加剤等を含んでもよい。
導電パターン3bは複数のランド部及びそれらに接続される配線部を有しており、ベースフィルム3aの表面に積層された金属層をエッチングすることによって所望の平面形状(パターン)に形成されている。ランド部は、電子部品3cの端子が接続される部位であり、配線部は、これらの複数のランド部を接続するように形成されている。
電子部品3cは、フレキシブルプリント回路板3のランド部に実装される。この電子部3cとしては、例えば集積回路、発光ダイオード、液晶ディスプレイ等が挙げられる。この発光ダイオードとしては、多色発光タイプ又は単色発光タイプで、チップ型又は合成樹脂等でパッケージされた表面実装型の発光ダイオードを用いることができる。電子部品3cは、半田3eによってランド部へ接続されている。ただし、電子部品3cのランド部への接続方法は半田付けに限定されず、例えば導電性ペーストを用いたダイボンディング、金属線を用いたワイヤボンディング等も用いることができる。
フレキシブルプリント回路板3の表面の電子部品3cが実装される部分を除いた部分には、カバーレイ3dが積層される。このカバーレイ3dは絶縁機能及び接着機能を有し、ベースフィルム3a及び導電パターン3bの表面に接着される。カバーレイ3dが絶縁層と接着層とを有する場合、絶縁層としては、ベースフィルム3aと同じ材質を用いることができ、平均厚みもベースフィルム3aと同様とすることができる。また、カバーレイ3dの接着層を構成する接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤等が好適に用いられる。接着層の平均厚みは、特に限定されるものではないが、12.5μm以上60μm以下が好ましい。
上記フレキシブルプリント回路板3は、図3に示すように、上記易屈曲領域Aにおいて細帯状に形成されている。また、上記易屈曲領域Aにおいて、細帯状のフレキシブルプリント回路板3はU字状部分を有し、平面方向に湾曲している。この細帯状のフレキシブルプリント回路板3の中心線Pは易屈曲領域Aの幅方向に沿った屈曲中心線Xの中央Oを通らない。なお、このU字状部分は易屈曲領域Aの長手方向中心線Qを平面視で2回跨ぎ、その曲線状部の中央に細帯状のフレキシブルプリント回路板3の湾曲中心Rが位置する。
押下材5は、図1A及び図1Bに示すように、易屈曲領域Aにおいてフレキシブルプリント回路板3と外套層4との間に緩嵌される。押下部5はフレキシブルプリント回路板3及び骨格部材2と接着されない。一方、押下部5と外套層4とは接着されていてもよい。
外套層4は、エラストマー材料を主成分とし、骨格部材2、フレキシブルプリント回路板3及び押下材5の表面、裏面及び側面を被覆する層である。外套層4と骨格部材2及び押下材5とは接着されていることが好ましい。
着脱機構6は、当該ウェアラブルデバイス1の長手方向の両端部に配設され、当該ウェアラブルデバイス1を環状に保持する。着脱機構6の構造及び材質としては、両端部を着脱可能に構成され、当該ウェアラブルデバイス1を環状に保持できるものであれば特に限定されないが、例えば図1A及び図1Bに示すように、当該ウェアラブルデバイス1の長手方向の一端側に形成された凸部と、他端側に形成され、この凸部を嵌合可能な孔からなるものが挙げられる。この凸部を孔に嵌合することで両端部が接合される。
当該ウェアラブルデバイス1の製造方法としては特に限定されないが、例えば以下の製造工程により製造できる。
当該ウェアラブルデバイス1は、易屈曲領域Aにおいて、細帯状のフレキシブルプリント回路板3の中心線Pが易屈曲領域Aの幅方向に沿った屈曲中心線Xの中央Oを通らず、かつ上記易屈曲領域Aの幅方向に沿った屈曲中心線Xが上記易屈曲領域Aにおける細帯状のフレキシブルプリント回路板3の湾曲中心Rを通らない。このように、易屈曲領域Aにおいてフレキシブルプリント回路板3は細帯状であるため、当該ウェアラブルデバイス1内で平面方向に変形できる。また、細帯状のフレキシブルプリント回路板3の中心線Pが易屈曲領域Aの幅方向に沿った屈曲中心線Xの中央Oを通らないため、応力が最も集中する領域に細帯状のフレキシブルプリント回路板3が存在しない。さらに、易屈曲領域Aの幅方向に沿った屈曲中心線Xが細帯状のフレキシブルプリント回路板3の湾曲中心Rを通らないため、相対的に強度の低い細帯状のフレキシブルプリント回路板3の湾曲中心Rにかかる応力が軽減される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2 骨格部材
2a 溝部
3、7、8、9、10、11 フレキシブルプリント回路板
3a ベースフィルム
3b 導電パターン
3c 電子部品
3d カバーレイ
3e 半田
4 外套層
5 押下材
6 着脱機構
Claims (9)
- 帯状に形成される硬質合成樹脂製の骨格部材と、
この骨格部材に沿って配設され、絶縁性を有するベースフィルム、このベースフィルムの一方の面に積層される導電パターン及びこの導電パターンに実装される1又は複数の電子部品を有する帯状のフレキシブルプリント回路板と、
上記骨格部材及びフレキシブルプリント回路板の周囲を被覆するエラストマー材料製の外套層と、
着脱機構と
を備え、この着脱機構により環状に保持されるベルト状のウェアラブルデバイスであって、
上記骨格部材が長手方向に複数の難屈曲領域とこれらの難屈曲領域間の1又は複数の易屈曲領域とを有し、上記骨格部材が、易屈曲領域においてフレキシブルプリント回路板の配設側の面が陥没する溝部を有し、上記骨格部材の厚みが難屈曲領域より易屈曲領域の方が小さく、
上記フレキシブルプリント回路板が上記易屈曲領域で配線のみの導電パターンを有する細帯状に形成され、
上記易屈曲領域における細帯状のフレキシブルプリント回路板の中心線が、易屈曲領域の幅方向に沿った屈曲中心線の中央を通らないウェアラブルデバイス。 - 上記易屈曲領域における細帯状のフレキシブルプリント回路板が平面方向に湾曲し、上記易屈曲領域の幅方向に沿った屈曲中心線が、上記易屈曲領域における細帯状のフレキシブルプリント回路板の湾曲中心を通らない請求項1に記載のウェアラブルデバイス。
- 上記易屈曲領域における細帯状のフレキシブルプリント回路板が、上記易屈曲領域の長手方向中心線を平面視で跨ぐ請求項1又は請求項2に記載のウェアラブルデバイス。
- 上記易屈曲領域における細帯状のフレキシブルプリント回路板が、上記易屈曲領域の長手方向中心線を平面視で2回跨ぐU字状部分を有する請求項3に記載のウェアラブルデバイス。
- 上記易屈曲領域における細帯状のフレキシブルプリント回路板が、上記骨格部材及び上記外套層に接着されない請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のウェアラブルデバイス。
- 上記易屈曲領域における細帯状のフレキシブルプリント回路板が、上記骨格部材に沿って湾曲し、
上記フレキシブルプリント回路板と上記外套層との間に押下材が緩嵌される請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のウェアラブルデバイス。 - 上記易屈曲領域の長さに対する上記細帯状のフレキシブルプリント回路板の平均幅の比が8%以上160%以下である請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のウェアラブルデバイス。
- 上記易屈曲領域の平均幅に対する上記細帯状のフレキシブルプリント回路板の平均幅の比が20%以上50%以下である請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のウェアラブルデバイス。
- 上記フレキシブルプリント回路板の平均厚みに対する上記細帯状のフレキシブルプリント回路板の平均幅の比が10倍以上140倍以下である請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のウェアラブルデバイス。
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