JP2007281239A - フレキシブルプリント基板保持構造および折畳み型携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＰＣの捻りや屈曲に対する耐久性を向上させることができるとともに、装置の小型化が実現できる可動部におけるＦＰＣの保持構造を提供する。
【解決手段】第１のヒンジ軸３と第２のヒンジ軸５とが連結部材４により直交して結合された２軸ヒンジ機構１を有し、この２軸ヒンジ機構１に、第２のヒンジ軸５と平行になる短辺と、この短辺と傾斜しかつ第２のヒンジ軸５を中心として周回される長辺とを有するＦＰＣ７を配置したＦＰＣ保持構造において、ＦＰＣ７の長辺の周回部根元側の一部が削除された弾性体からなる保持部材によりＦＰＣ７の短辺を連結部材４に保持している。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブルプリント基板保持構造および折畳み型携帯情報端末に関し、特にＦＰＣ（フレキシブルプリント基板：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を可動部へ取り付けるためのＦＰＣ保持構造に関する。

本出願人は、特許文献１（特開２００４−２９３６３３号公報）において、図７−１，２に示すような、利用機能に応じて筐体間の相対位置を変化させることにより使い勝手を向上させた折り畳み型携帯情報端末とそのヒンジ機構、およびそのヒンジ機構を通過する信号接続方式を提案している。

この特許文献１に記載されたヒンジ機構とそのヒンジ機構を通過する信号接続方式について詳しく述べる。まず、携帯情報端末１００は、図７−１（ａ）に示すように、第１筐体１０１と第２筐体１０２とが、ヒンジ機構１（図７−２（ｄ））により連結されている。第１筐体１０１と第２筐体１０２とは、図７−１（ｂ）図７−２（ｃ）のように、ヒンジ機構１により回転して重ね合わされる。

ヒンジ機構１は、図７−２（ｄ）に示すように、携帯情報端末１００の第１筐体１０１と連結するためのベースブラケット２と、ベースブラケット２上に配置された、ベースブラケット２の面に垂直な回転軸３と、回転軸３上に配置された、FPC支持台８とFPC７を配置するためのコの字状のヒンジ台座４と、携帯情報端末１００の第２筐体１０２と連結するための、ヒンジ台座４側面に連結された、回転軸３と直交する開閉軸５１を有する開閉ユニット５と、携帯情報端末１００の第２筐体１０２と連結するための、ヒンジ台座４側面に連結された、ブッシュ６とで構成され、回転軸３、開閉ユニット５は各々独自に回動動作が可能になっている。

信号接続を行うＦＰＣ７は、図２に示すように、開閉軸５１と平行になる短辺７１（開閉軸水平部）と、開閉軸水平部７１に対して傾斜した長辺７２（開閉軸周回部）とを有している。この開閉軸水平部７１の端部が、図７−２（ｅ）に示すように、ヒンジ台座４上のＦＰＣ支持台８に開閉軸水平部７１と開閉軸５１とが平行になるように固定され、その開閉軸周回部７２が横から見るとeの字のような形状となるように周回され（巻かれ）ており、その先は回路基板に接続される。

更に、この開閉軸周回部７２は、開閉ユニット５の回動動作に追従してその巻き径が収縮される（開閉軸５１を中心に巻き取られる）。また、ＦＰＣ７の回転軸３側は、回転軸３の回動動作に追従して回転軸３に巻き取られるようになっている。

ヒンジ台座４上にＦＰＣ７を固定するのは、開閉軸水平部７１が、開閉軸５１を中心とした回動動作の際に浮き上がり、ヒンジ台座４やブッシュ６などに接触して破損するのを防止する効果と、ＦＰＣ７の回転軸３側が、回転軸３の回動動作に追従してスムースに巻き取られる効果とを働かせるためである。

この構造において、ＦＰＣ７はヒンジ台座４上に単純に固定しているので、図８に示すように、開閉軸周回部７２を、開閉軸５１を中心として矢印H方向に１８０°周回させた際に、固定部根元７１０において捻り、屈曲による負荷がかかる。この負荷が過大であった場合、また小さい場合においてもこの負荷が繰り返しかかることによって断線、破断などの不具合が発生する。

こうした問題を解決するには、一般的には、ＦＰＣの捻れ部分を長くする、曲げ半径を大きくするなど、負荷を軽減させるための方法がとられている。また、例えば特許文献２では、図９に示すように、軸（開閉軸５１に対応）に平行な開閉軸水平部７１に剛性を有する補強部材２０を貼り付けて、開閉軸水平部７１の捻りを抑制することにより、ＦＰＣ７の耐久性を向上する方法がとられている。

特開２００４−２９３６３３号公報 特開２００３−２１９２３１号公報、３頁１３〜２８行、７頁１６〜３１行、図９

図７に示した、特許文献１記載の２軸ヒンジ機構１において、ＦＰＣの捻り、屈曲による負荷に対する耐久性を向上させるために、一般的な方法であるＦＰＣの捻れ部分を長くする、曲げ半径を大きくするなどの方法を適用した場合、携帯情報端末のサイズが大きくなってしまうという問題がある。

また、図９に示した特許文献２記載の補強方法を適用した場合でも、ＦＰＣの周回（巻き）による負荷に対する耐久性が低下する、もしくは携帯情報端末が大型化するという問題がある。

また、図１０に示すような、特許文献２に記載された補強方法を適用して開閉軸水平部７１に剛性を有する補強部２０を貼り付けて開閉軸水平部７１の捻りを抑制し、更に開閉軸周回部７２を矢印I方向に１８０°周回させた場合、開閉軸周回部７２にかかる周回（巻き）による負荷は、開閉軸水平部７１の捻れが無い分、逆に大きくなってしまい、ＦＰＣの周回（巻き）による負荷に対する耐久性が低下してしまう。

また、この周回（巻き）による負荷を減少させようとすると、開閉軸周回部７２の巻き半径が大きくする必要があるため、携帯情報端末のサイズが大きくなってしまう。

本発明の目的は、ＦＰＣの捻りや屈曲に対する耐久性を向上させることができるとともに、装置の小型化が実現できる可動部におけるＦＰＣの保持構造および折畳み型携帯端末を提供することにある。

本発明の構成は、第１のヒンジ軸と第２のヒンジ軸とが連結部材により直交して結合された２軸ヒンジ機構を有し；前記第２のヒンジ軸と平行になる短辺と、前記短辺と傾斜しかつ前記第２のヒンジ軸を中心として周回される長辺とを有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を配置したフレキシブルプリント基板保持構造において、前記ＦＰＣの長辺の周回部根元側の一部が削除された弾性体からなる保持部材により、前記ＦＰＣの短辺を前記連結部材上に保持していることを特徴とする。

本発明の折畳み型携帯端末の構成は、上述したフレキシブルプリント基板保持構造を有することを特徴とする。
［作用］

本発明の構成では、周回部根元側の一部を削除した弾性体からなる保持部材によりＦＰＣを保持することにより、ＦＰＣの保持部根元（図６の７１１）とＦＰＣの周回部根元の間の距離（図６の１１）を、短辺の長さを長くすることなく、長くすることができる。これにより、ＦＰＣの捻れによるＦＰＣの保持部根元での負荷が緩和され、耐久性を向上させることができる。更に、保持部材を弾性体とすることで、ＦＰＣに負荷がかかった際に、保持部材が縮むことによりＦＰＣの急激な変形を抑制（捻りの曲げ半径が大きくなる）することができるため、耐久性を向上させることができる。

また、ＦＰＣの短辺が捻れることで、ＦＰＣの長辺にかかる周回（巻き）による負荷を軽減するので、周回の巻き半径を大きくすることなく、長辺にかかるに周回（巻き）による負荷を緩和できる。

以上説明したように、本発明によれば、ＦＰＣの捻り、屈曲、周回（巻き）による負荷に対する耐久性を向上させることができるとともに、装置の小型化が実現できるＦＰＣの保持構造を提供できる。

その第１の理由は、周回部根元側の一部を削除した保持部材でＦＰＣを保持することにより、 ＦＰＣの捻れ部の長さを変えなくとも、捻れ、屈曲による負荷を緩和させることができるためである。

その第２の理由は、スポンジのような弾性体からなる保持部材が縮むことにより、周回部の巻き半径を大きくしなくとも、周回（巻き）による負荷を緩和させることができるためである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明は、特許文献１において、利用機能に応じて筐体間の相対位置を変更させることにより、使い勝手を向上させた折り畳み型携帯情報端末とそのヒンジ機構、およびそのヒンジ機構を通過する信号接続方法にある。

図１は本発明の一実施形態として、本発明におけるＦＰＣ保持構造を適用するヒンジ機構とそのヒンジ機構を通過する信号接続方法を説明する斜視図、図２は図１のＦＰＣ７の構成を説明する部分平面図である。図１のように、２軸ヒンジ機構１は、第１のヒンジ軸３と第２のヒンジ軸５とが連結部材４により直交して結合される。ＦＰＣ保持構造は、この２軸ヒンジ機構１に、前記第２のヒンジ軸と平行になる短辺（図２の７１）と、この短辺と傾斜しかつ前記第２のヒンジ軸を中心として周回される長辺（図２の７２）とを有するＦＰＣ７を配置し、前記ＦＰＣ７の長辺の周回部根元側の一部が削除された弾性体からなる保持部材（図３の９）により前記ＦＰＣ７の短辺を前記連結部材に保持していることを特徴とする。

図１において、本実施形態におけるＦＰＣ保持構造を適用する２軸ヒンジ機構１は、携帯情報端末の第１筐体１０１（図７−１）へ連結されるベースブラケット２上にベースブラケット２の面と垂直に回転軸３が配置される。回転軸３上には、本発明におけるＦＰＣ保持構造を配置するために、ＦＰＣ開閉軸水平部７１を通過させるための空洞部４１を有するヒンジ台座４が配置される。更にヒンジ台座４の両側面にはそれぞれ、携帯情報端末の第２筐体１０２（図７−１）へ連結される、回転軸３に直交して開閉ユニット５と、ブッシュ６が挿入されている。

２軸ヒンジ機構１のヒンジ台座４上には、図２に示すような、ＦＰＣ７が、１枚もしくは複数枚、本発明のＦＰＣ保持構造によって保持されている。このＦＰＣ７は、開閉軸５１と平行する短辺となる開閉軸水平部７１と、開閉軸水平部７１に対して傾斜した長辺となる開閉軸周回部７２とを有しており、開閉軸水平部７１が空洞部４１およびブッシュ６を通過し、開閉軸周回部７２が横から見るとeの字のような形状となるように１８０°周回されている（巻かれている）。また、ＦＰＣ７の回転軸３側は、回転軸３の回動動作に追従して回転軸３に巻き取られるようになっている。

次に、図３、および図４を用いて、図１におけるＦＰＣ保持構造について詳細に説明する。図３（ａ）ヒンジ台座４周辺におけるＦＰＣ保持構造の図１の矢印Ａ方向から見た断面図を、図３（ｂ）はヒンジ台座４周辺におけるＦＰＣ保持構造の図１の矢印方向Ｂから見た透視図を、図４はＦＰＣ支持台８とFPC支持蓋１０との斜視図をそれぞれ示している。

図３において、ヒンジ台座４上には、ＦＰＣ７の位置決めを行うためのガイド（凹部）８１および、ＦＰＣ支持蓋１０を嵌合するための爪８２を設けたＦＰＣ支持台８が配置され、ＦＰＣ支持台８上にはＦＰＣ７が、開閉軸水平部７１の端部がガイド８１に沿うように配置され、ＦＰＣ７上には、開閉軸周回部の根元７１１側の一部を削除した、スポンジのような弾性体からなる保持部材９が配置されている。また保持部材９上にはＦＰＣ支持蓋１０が爪８２との嵌合により固定されている。つまり、ＦＰＣ支持台８と保持部材９とでＦＰＣ７を挟み込むことにより、ＦＰＣ７を２軸ヒンジ機構１に保持している。

なお、保持部材９は、その削除する領域を開閉軸周回部根元７２１側になるに従い広くしている。以上詳細に実施例の構成を述べたが、図１の２軸ヒンジ機構１そのものは、本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。
［動作の説明］

次に図１および図３のＦＰＣ保持構造の動作を、図５、および図６（ａ）、(ｂ)を用いて説明する。図５は、２軸ヒンジ機構１が第１筐体１０１（図７−１）と第２筐体１０２（図７−１）と連結され、図１に示した状態から回転軸３を、軸３１を中心として時計回り（矢印Ｃ方向）に１８０°回動した（以後回転動作とする）状態の斜視図である。

図５において、ＦＰＣ７は、回転軸３上に配置されたヒンジ台座４上に配置されたＦＰＣ支持台８上に保持されているので、開閉軸水平部７１と回転軸水平部が、ヒンジ台座４とＦＰＣ支持台８と接触して破損することは無く、また、回転軸３側は、回転動作に追従して回転軸３の周辺に巻きつけられる。

図６は、２軸ヒンジ機構１が、第１筐体１０１（図７−１）と第２筐体１０２（図７−１）と連結され、図１に示した状態から、開閉ユニット５を、軸５１を中心として、反時計周り（矢印Ｄ方向）に１８０°回動させた（以後開閉動作とする状態）状態の図であり、図６（ａ）は全体の斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）の矢印Ｅから見た透視図である。

図６において、ＦＰＣ７は、開閉ユニット５の開閉動作に伴い、開閉軸周回部７２が図１の状態から更に矢印Ｄ方向に１８０°周回される。このとき、ＦＰＣ７は、開閉軸水平部７１が、ＦＰＣ７自体の剛性により、矢印Ｄ方向に浮き上がろうとするが、ヒンジ台座４上に配置されたＦＰＣ支持台８と保持部材９に挟まれて保持されているので、浮き上がりが抑制され、ヒンジ台座４やブッシュ６と接触して破損することは無い。

このとき、ＦＰＣ７には開閉軸水平部７１の幅方向中心線を中心とした矢印Ｆ方向の捻れ、屈曲による負荷がかかる。こうした捻れ、屈曲による負荷は、ＦＰＣ保持部根元７１１と開閉軸周回部根元７２１との間の距離１１（捻れ部分の長さ）が長くなればなるほど減少する。そこで、ＦＰＣ７を、開閉軸周回部根元７２１側の一部が削除された保持部材９で保持することで、ＦＰＣ保持部根元７１１と開閉軸周回部根元７２１間距離１１を、開閉軸水平部７１の長さを長くすることなく、長くする。これによりＦＰＣ７にかかる捻れ、屈曲による負荷を減少させることができる。

また、こうした捻り、屈曲による負荷は、捻りの中心から離れる（開閉軸周回部根元７２１側になる）ほど大きくなる。そこで、ＦＰＣ保持部材９の削除する領域を開閉軸周回部根元７２１側になるに従い広くすることで、上記の負荷減少効果を、捻れ、屈曲による負荷が大きい箇所へ適用することができる。

更に、本実施例では、ＦＰＣ保持部材９をスポンジのような弾性体で構成しているので、ＦＰＣ７に負荷がかかった際に、保持部材９が縮むことにより開閉軸水平部７１の急激な変形を抑制（捻りの曲げ半径が大きくなる）することができるため、ＦＰＣ７にかかる負荷を減少させることができる。

また、本実施例では、２軸ヒンジ機構１の開閉動作時に、開閉軸水平部７１が捻れることで、開閉軸周回部７２にかかる周回（巻き）による負荷を軽減するので、周回の巻き半径を大きくすることなく、開閉軸周回部７２にかかるに周回（巻き）による負荷を緩和できる。

本発明の活用例として、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ Ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ，Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：個人向け携帯型情報通信機器）等の携帯情報端末機のみならず、デジタルビデオカメラなど可動部分を持つ電子機器である。また、上記実施の形態では２軸ヒンジに適用したが、それに限定されることなく、ＦＰＣを可動部分に保持するための構造に広く適用できることは勿論である。

本発明の一実施形態のＦＰＣ保持構造を適用した２軸ヒンジ機構およびそのヒンジ機構を通過する信号接続方式を説明する斜視図である。 図１のＦＰＣ保持構造に適用するFPCの一部を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）は図１における矢印Ａ方向から見た断面図、および図１における矢印Ｂ方向から見た透視図である。 本実施形態のＦＰＣ保持構造に使用するＦＰＣ支持台およびＦＰＣ支持蓋の斜視図である。 図１の状態から回転軸を矢印方向Cに１８０°回動させた状態の、ＦＰＣ保持構造を適用した２軸ヒンジ機構および、その信号ヒンジ機構を通過する信号接続方式の斜視図である。 図１の状態から開閉ユニットを矢印方向Dに１８０°回動させた状態の、ＦＰＣ保持構造を適用した２軸ヒンジ機構および、その信号ヒンジ機構を通過する信号接続方式を示す図で、（ａ）は全体の斜視図、（ｂ）は（ａ）の矢印E方向から見たＦＰＣ保持構造の透視図である。 特許文献１に記載された携帯情報端末機の図である。（ａ）は端末全体の斜視図、（ｂ）は（ａ）の状態から端末の表示側筐体を反時計周りに９０°回転させた状態の端末の斜視図である。 （ｃ）は図７−１（ｂ）の状態から更に端末の表示側筐体を反時計周りに９０°回転させた状態の端末の斜視図、(ｄ)は表示側筐体と操作側筐体とを連結する２軸ヒンジ機構の斜視図、（ｅ）は２軸ヒンジ機構のFPC固定部構造を矢印G方向から見た斜視図である。 図７−２(ｅ)に示した状態から、開閉ユニットを矢印方向Hに１８０°回動させた上体のFPC固定部構造の透視図である。 特許文献２に記載された撮像ユニットおよびFPC周回部の補強方法を示す斜視図であり、（ａ）は撮像ユニット本体の斜視図、（ｂ）は特許文献２に記載されたＦＰＣの軸周回部周辺を示した斜視図である。 特許文献１記載の２軸ヒンジ機構に、特許文献２の補強方法を適用した場合のＦＰＣ固定部の透視図である。

符号の説明

１ ２軸ヒンジ機構
２ ベースブラケット
３ 回転軸
４ ヒンジ台座
５ 開閉ユニット
６ ブッシュ
７ ＦＰＣ
８ ＦＰＣ支持台
９ 保持部材
１０ FPC支持蓋
１１ 保持部根元―開閉軸周回部根元間距離
１９ ＦＰＣ固定範囲
２０ 補強部材
３１ 回転軸３の回動軸
４１ 空洞部
５１ 開閉ユニットの開閉軸
７１ 開閉軸水平部
７２ 開閉軸周回部
８１ ガイド
８２ 爪
１００ 携帯情報端末
１０１ 第１筐体
１０２ 第２筐体
７１０ 固定部根元
７１１ 保持部根元
７２１ 開閉軸周回部根元

Claims (2)

1. 第１のヒンジ軸と第２のヒンジ軸とが連結部材により直交して結合された２軸ヒンジ機構を有し；前記第２のヒンジ軸と平行になる短辺と、前記短辺と傾斜しかつ前記第２のヒンジ軸を中心として周回される長辺とを有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を配置したフレキシブルプリント基板保持構造において、
   前記ＦＰＣの長辺の周回部根元側の一部が削除された弾性体からなる保持部材により、前記ＦＰＣの短辺を前記連結部材上に保持していることを特徴とするフレキシブルプリント基板保持構造。
2. 請求項１記載のフレキシブルプリント基板保持構造を有することを特徴とする折畳み型携帯端末。

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