JP2010003933A

JP2010003933A - フレキシブルプリント基板及びこれを電子機器内に保持する方法

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Publication number: JP2010003933A
Application number: JP2008162502A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Hirano; 一彦平野; Hiroyuki Suwa; 博之諏訪
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-01-07

Abstract

【課題】保持部材に保持されるフレキシブルプリント基板の位置及び向きを一定にしてロボットを用いてフレキシブルプリント基板の端子部の接続を行えるようにする。
【解決手段】フレキシブルプリント基板１０は、その長手方向に互いと対向して延びる二つの側部の少なくとも一方に、間隔を開けて設けられた一対の突起２６からなる係合部２４を備えている。保持部材に設けられたスリット穴又は切欠部にフレキシブルプリント基板１０を挿入して係合部２４の一対の突起２６の間にスリット又は切欠部穴の周縁部を係合させることにより、保持部材にフレキシブルプリント基板１０を保持させることができるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、可撓性フィルムに回路が印刷されたフレキシブルプリント基板と、これを電子機器内に保持する方法とに関する。

電子機器には、可撓性絶縁体フィルム上に配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント基板を用いることが多い。このようなフレキシブルプリント基板を用いた電子機器の組み立ての際には、電子機器内に設けられた板金やハウジングの一部などの保持部材にスリット穴を設け、このスリット穴にフレキシブルプリント基板を挿入して仮保持した上で、フレキシブルプリント基板の端部に設けられた端子部を他のプリント基板に設けられたコネクタソケットに接続することが一般的である。また、フレキシブルプリント基板の端子部の把持を容易にするために、フレキシブルプリント基板の端子部にホルダを取り付ける場合もある（特許文献１）。

例えば、特許文献１は、フレキシブルフラットケーブルの先端部近傍の両側部に形成された切欠部に、ホルダ本体の内部に形成された突起部を噛み合わせることにより、フレキシブルフラットケーブルを保持できるようにしたケーブルホルダを開示している。

特開平９−３３０７７２号公報

ロボットを用いて電子機器の組み立てを自動化する場合、作業者が電子機器内に配置された保持部材のスリット穴にフレキシブルプリント基板を挿入して仮保持した後、仮保持されたフレキシブルプリント基板の端子部の近傍をロボットのグリッパで把持して、これを他の基板のコネクタ部に接続する。ところが、保持部材のスリット穴に単に挿入された状態では、スリット穴に対するフレキシブルプリント基板の相対位置が変動し得るので、保持部材の表面からフレキシブルプリント基板の端子部までの長さが不確定となり、変動し得る。このため、ロボットのグリッパでフレキシブルプリント基板の端子部を把持して他の基板のコネクタソケットに接続する場合には、ロボットにビジョンセンサを取り付けてフレキシブルプリント基板の端子部の位置を検出する必要があり、製造設備のコストを上昇させる要因になっている。

よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解決して、保持部材に保持されるフレキシブルプリント基板の位置及び向きを一定にしてロボットを用いてフレキシブルプリント基板の端子部の接続を行えるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明によれば、可撓性フィルムに配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント基板であって、前記フレキシブルプリント基板の長手方向に互いと対向して延びる二つの側部の少なくとも一方に、間隔を開けて設けられた一対の突起からなる係合部を備えており、保持部材に設けられたスリット穴又は切欠部に前記フレキシブルプリント基板を挿入して前記係合部の前記一対の突起の間に前記スリット又は前記切欠部穴の周縁部を係合させることにより、前記保持部材に前記フレキシブルプリント基板を保持させることができるようにしたフレキシブルプリント基板が提供される。

本発明のフレキシブルプリント基板は、長手方向に互いと対向して延びる二つの側部の少なくとも一方に設けられた係合部の一対の突起の間に保持部材のスリット穴又は切欠部の周縁部を係合させて保持部材にフレキシブルプリント基板を保持するので、保持部材に対するフレキシブルプリント基板の長手方向の保持位置が確定される。したがって、保持部材にフレキシブルプリント基板を保持した状態において、保持部材の表面から突出するフレキシブルプリント基板の長さを常に等しくさせることができる。

上記フレキシブルプリント基板において、前記係合部が前記フレキシブルプリント基板の二つの側部の両方にそれぞれ設けられていることが好ましい。このようにフレキシブルプリント基板の対向する二つの側部の両方に係合部が設けられていれば、フレキシブルプリント基板の表面を含む平面内におけるフレキシブルプリント基板の傾きを常に同じにすることができるので、保持部材のスリット穴又は切欠部内に保持されるフレキシブルプリント基板の向きをも常に同じにさせることが可能になる。

また、前記フレキシブルプリント基板の前記係合部の内側にダミー配線パターンが設けられていることが好ましい。

さらに、前記係合部の一対の突起は、一方が他方よりも前記側部からの突出量が大きいことが好ましい。

また、本発明によれば、可撓性フィルムに配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント基板を電子機器内に保持する方法であって、長手方向に互いと対向して延びる二つの側部の少なくとも一方に、間隔を開けて設けられた一対の突起からなる係合部を備えたフレキシブルプリント基板を用意するステップと、電子機器内に設けられた保持部材にスリット穴又は切欠部を設けるステップと、前記保持部材の前記スリット穴又は前記切欠部に前記フレキシブルプリント基板を挿入し前記フレキシブルプリント基板の前記係合部の前記一対の突起の間に前記スリット穴又は前記切欠部の周縁部を係合させることにより、前記保持部材に前記フレキシブルプリント基板を保持させるステップとを含む方法が提供される。

本発明の方法によれば、上記フレキシブルプリント基板と同様に、電子機器内の保持部材に対するフレキシブルプリント基板の長手方向の保持位置が確定され、保持部材にフレキシブルプリント基板を保持した状態において、保持部材の表面から突出するフレキシブルプリント基板の長さを常に等しくさせることができる。

上記方法は、前記保持部材の前記スリット穴又は前記切欠部の周面に面取りを施すステップをさらに含むことが好ましい。

本発明のフレキシブルプリント基板及びこれを電子機器内に保持する方法によれば、保持部材に対するフレキシブルプリント基板の長手方向の保持位置が確定され、保持部材に保持されるフレキシブルプリント基板の端子部が予め定められた位置に配置されるので、ビジョンセンサを用いなくてもフレキシブルプリント基板の端子部の位置を把握できるようになる。この結果、ロボットによってフレキシブルプリント基板の端子部を他の基板のコネクタソケットに接続することが安価に実現できるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は本発明のフレキシブルプリント基板の一実施形態の平面図、図２は図１に示されるフレキシブルプリント基板を電子機器内に装着した状態を示す斜視図、図３は本発明のフレキシブルプリント基板を保持部材のスリット穴に挿入した状態を示す概略図、図４は図３に示されるフレキシブルプリント基板の係合部を保持部材のスリット穴の周縁部に係合させた状態を示す概略図、図５は図４において円で囲まれた係合部の拡大図、図６は本発明のフレキシブルプリント基板の変形形態の平面図である。

最初に、図１を参照して、本発明のフレキシブルプリント基板１０の全体構成を説明する。フレキシブルプリント基板１０は、可撓性の絶縁体フィルム１２の一方又は両方の表面に薄い銅箔などの導体箔によって形成された配線パターン１４を印刷したものであり、配線パターン１４の保護のために、その表面の端子部１６以外の部分がさらに絶縁フィルムで被覆されている。可撓性絶縁体フィルム１２としては、ポリイミドやポリエステルなどから形成された薄いプラスチックフィルムを使用することができる。なお、本発明のフレキシブルプリント基板１０には、同様の構成でケーブルとして使用されるフレキシブルケーブルが含まれるものとする。

フレキシブルプリント基板１０の長手方向の両端部には、他の基板と接続するための端子部１６が形成されており、端子部１６では配線パターン１４に金属端子板１８が接続されていてもよい。両端部の端子部１６の少なくとも一方の近傍の両側部には、ロボット（図示せず）のグリッパ２０（図４）によるフレキシブルプリント基板１０の端子部１６の把持を容易にするために、把持凹部２２が形成されている。

また、フレキシブルプリント基板１０の長手方向に互いと対向して延びる二つの側部上の中間部には、互いと対向する位置に、それぞれ、係合部２４が設けられている。係合部２４は、可撓性絶縁体フィルム１２の側部から横方向に突出しており且つ互いから離間している一対の突起２６から構成されており、一対の突起２６の間に、後述する保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４を係合させるための係合凹部２８が形成されている。一対の突起２６は、図１に示されているように、互いと長さが異なり、一対の突起２６の内の一方の突出量が他方の突出量より大きくなっていることが好ましい。

このように構成すれば、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の短い突起（突出量が少ない突起）２６ａは、相対的に抵抗が小さく、保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４を容易に乗り越えることができるので、短い突起２６ａを前側にしてフレキシブルプリント基板１０を保持部材３０のスリット穴３２に挿入すれば、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の係合凹部２８に保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４を容易に係合させることができるようになる。一方、長い突起（突出量が大きい突起）２６ｂは、相対的に抵抗が大きく、保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４を簡単には乗り越えることできないので、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の係合凹部２８に保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４を係合させた状態からさらにフレキシブルプリント基板１０をスリット穴３２に挿入しても、保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４とフレキシブルプリント基板１０の係合部２４の係合凹部２８との係合が容易に解除されることはない。したがって、短い突起２６ａを前側にして一定の力でフレキシブルプリント基板１０を保持部材３０のスリット穴３２に挿入すれば、比較的容易に、保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４とフレキシブルプリント基板１０の係合部２４の係合凹部２８とを係合させた状態にさせることができる。

さらに、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の内側には、係合部２４と配線パターン１４との間にダミー配線パターン３６が設けられている。ダミー配線パターン３６は、実際の配線として使用される配線パターン１４と同様に導体箔から形成されているが、実際に信号等を伝達する配線としては使用されない。このようなダミー配線パターン３６は可撓性絶縁体フィルム１２よりも強度が大きいので可撓性絶縁体フィルム１２の補強材として機能し、係合部２４の突起２６に大きな力が作用して突起２６が破損するときに、可撓性絶縁体フィルム１２の亀裂がダミー配線パターン３６を越えて内側の配線パターン１４に到達するのを防止するだけでなく、ダミー配線パターン３６に沿って可撓性絶縁体フィルム１２が裂けて突起２６が可撓性絶縁体フィルム１２の側部から分離されるようにし、可撓性絶縁体フィルム１２の内側の配線パターン１４に損傷を与えることを防止する。したがって、フレキシブルプリント基板１０の挿入時に係合部２４の突起２６に大きな力が作用して突起２６が破損してもフレキシブルプリント基板１０の機能に影響を与えないので、不良品の発生を抑制することができる。これは、作業時に作業対象に大きな力を作用させ易いロボットにフレキシブルプリント基板１０のハンドリングを行わせる場合に特に有利となる。

図１に示されているフレキシブルプリント基板１０を電子機器３８内に組み付けるときには、図２に示されているように、作業者が、電子機器３８内に設けられた板金のような保持部材３０に設けられたスリット穴３２にフレキシブルプリント基板１０を挿入して仮保持させ、この状態で、ロボットのグリッパ２０によって、フレキシブルプリント基板１０の端子部１６の近傍を把持させ、電子機器３８内に配置された他の基板４０のコネクタソケット４２に接続することが一般的である。保持部材３０として電子機器３８のハウジングを用いることもある。

ところで、スリット穴３２は、フレキシブルプリント基板１０を挿入できるように、フレキシブルプリント基板１０の横断面よりも僅かに大きい寸法を有している。このため、保持部材３０のスリット穴３２にフレキシブルプリント基板１０を単に挿入して仮保持した状態ではスリット穴３２に対してフレキシブルプリント基板１０がその長手方向に移動し、保持部材３０の表面から突出するフレキシブルプリント基板１０の長さがフレキシブルプリント基板１０ごとに変動し得る。このため、ロボットを用いてフレキシブルプリント基板１０の端子部１６を他の基板４０のコネクタソケット４２に接続する場合、ビジョンセンサ（図示せず）を用いてフレキシブルプリント基板１０の端子部１６の位置を検出し、検出されたフレキシブルプリント基板１０の端子部１６の位置に基づいてロボットのグリッパ２０によりフレキシブルプリント基板１０の端子部１６の近傍を把持する必要がある。

そこで、本発明のフレキシブルプリント基板１０では、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の一対の突起２６の間の係合凹部２８に保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４を係合させるようにしている。これにより、保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４とフレキシブルプリント基板１０の係合部２４の係合凹部２８との係合でフレキシブルプリント基板１０がその長手方向にスリット穴３２に対して移動することが防止される。また、フレキシブルプリント基板１０がスリット穴３２と予め定められた位置で係合し、保持部材３０の表面から突出するフレキシブルプリント基板１０の長さが常に等しくなるので、フレキシブルプリント基板１０の端子部１６が予め定められた位置に配置される。したがって、ビジョンセンサを用いなくてもフレキシブルプリント基板１０の端子部１６の近傍をロボットのグリッパ２０で把持することができるようになる。

次に、図３から図５を参照して、保持部材３０にフレキシブルプリント基板１０を保持する方法を説明する。
最初に、抜き加工などによって保持部材３０に一つ又は複数のスリット穴３２を形成しておく。スリット穴３２に代えて、保持部材３０の周縁部に切欠部を形成してもよい。次に、作業者は、図３に示されているように、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の一対の突起２６のうち短い突起２６ａを前側にして保持部材３０のスリット穴３２にフレキシブルプリント基板１０を挿入する。そして、作業者は、図４に示されるようにフレキシブルプリント基板１０の係合部２４の短い突起２６ａがスリット穴３２の周縁部３４を越えてスリット穴３２の周縁部３４がフレキシブルプリント基板１０の係合部２４の一対の突起２６の間の係合凹部２８に係合するまで、図３に示されている状態からフレキシブルプリント基板１０をスリット穴３２内にさらに挿入する（すなわち、図３において上方にフレキシブルプリント基板１０を移動させる）。

ここで、挿入方向前側の突起２６ａは短いのでスリット穴３２の周縁部３４を比較的容易に乗り越えることができるので、スリット穴３２の周縁部３４をフレキシブルプリント基板１０の係合部２４の一対の突起２６の間の係合凹部２８に比較的容易に係合させることができる。一方、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の挿入方向後側の突起２６ｂは長いため、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の一対の突起２６の間の係合凹部２８にスリット穴３２の周縁部３４が係合した後に、作業者が同じ力でフレキシブルプリント基板１０をスリット穴３２に挿入しても容易にスリット穴３２の周縁部３４を乗り越えることはできない。したがって、係合は容易に解除されない。

また、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の係合凹部２８がスリット穴３２の周縁部３４に係合した状態からさらにスリット穴３２にフレキシブルプリント基板１０を挿入する方向にフレキシブルプリント基板１０に大きな力を作用させてしまった場合、係合部２４の突起２６が損傷することがある。しかしながら、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の内側には、突起２６を形成する可撓性絶縁体フィルム１２よりも強度が高いダミー配線パターン３６が設けられているので、突起２６が破損するときには、可撓性絶縁体フィルム１２の亀裂はダミー配線パターン３６を越えることはできず、ダミー配線パターン３６に沿って可撓性絶縁体フィルム１２が裂けて突起２６が可撓性絶縁体フィルム１２の側部から分離される。したがって、突起２６が破損しても可撓性絶縁体フィルム１２の内側の配線パターン１４に損傷を与えることがなく、フレキシブルプリント基板１０の機能に影響を与えないので、不良品の発生を抑制することができる。

一方、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の係合凹部２８と保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４とが係合した状態から挿入時と逆方向にフレキシブルプリント基板１０を移動させるときには、係合部２４の後側の突起２６ａは短いので、係合の解除は容易となる。

本発明のフレキシブルプリント基板１０を用いれば、このようにして、フレキシブルプリント基板１０は保持部材３０に確実に保持される。フレキシブルプリント基板１０の係合部２４が設けられている位置は予め定められているので、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の係合凹部２８が保持部材３０のスリット穴３２の周縁部３４と係合した状態になっていれば、スリット穴３２の表面からフレキシブルプリント基板１０の端子部１６までの長さは常に等しくなり、端子部１６の位置は予め定められた位置に配置される。したがって、ビジョンセンサを用いなくても、図４に示されるように、ロボットのグリッパ２０でフレキシブルプリント基板１０の端子部１６の近傍の把持凹部２２を把持することが可能になる。

また、図示される実施形態のように、フレキシブルプリント基板１０の長手方向に延びる二つの側部上で互いと対向する位置に係合部２４が設けられていれば、スリット穴３２がフレキシブルプリント基板１０の横断面よりも大きい寸法を有していてもスリット穴３２内でフレキシブルプリント基板１０が横方向（図４の左右方向）に傾くことがなく、フレキシブルプリント基板１０の端子部１６の向きも常に同じになるので、ロボットのグリッパ２０によるフレキシブルプリント基板１０の端子部１６の近傍の把持凹部２２の把持がさらに容易になる。

さらに、図５に示されているように、バリのない滑らかな面になるように、例えば丸みを持たせるなどの面取加工を保持部材３０のスリット穴３２の周側面に施せば、スリット穴３２へのフレキシブルプリント基板１０の挿抜時にスリット穴３２の周側面のバリがフレキシブルプリント基板１０に損傷を与えることを防ぐことができる。

上述したようにフレキシブルプリント基板１０を保持部材３０に保持させた後、ロボットを用いて、グリッパ２０によって保持部材３０に保持されたフレキシブルプリント基板１０の把持凹部２２を把持し、把持されたフレキシブルプリント基板１０の端子部１６を他の基板４０のコネクタソケット４２に接続し、電子機器３８内におけるフレキシブルプリント基板１０の組み付けを自動的に行う。この際に、ロボットがフレキシブルプリント基板１０に大きさ力を作用させてフレキシブルプリント基板１０をこれと係合した保持部材３０から無理やり引き抜いて係合部２４の突起２６を破損させてしまったとしても、係合部２４の内側にはダミー配線パターン３６が設けられているので、ダミー配線パターン３６に沿って可撓性絶縁体フィルム１２が裂けて突起２６が可撓性絶縁体フィルム１２の側部から分離され、可撓性絶縁体フィルム１２の内側の配線パターン１４に損傷を与えることがない。したがって、フレキシブルプリント基板１０の機能に影響を与えず、不良品の発生を抑制することが可能になる。

以上、図示される実施形態に基づいて、本発明を説明したが、本発明は、図示される実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、周囲を完全に取り囲まれたスリット穴３２を保持部材３０に形成しているが、このようなスリット穴３２に代えて、周面の一部が外側に開放された切欠部を設けてもよい。この場合、上述したようなフレキシブルプリント基板１０の保持方法に代えて、切欠部の開放された周面側（図４の紙面垂直側）から、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４の一対の突起２６の間に保持部材３０の切欠部の周縁部を係合させるように、フレキシブルプリント基板１０を切欠部内に挿入することで、フレキシブルプリント基板１０を保持部材３０に保持させることもできる。また、図示される実施形態では、フレキシブルプリント基板１０の二つの側部の両方に係合部２４が設けられているが、図６に示されているように、一方の側部のみに係合部２４を設けてもよい。この場合、スリット穴３２内においてフレキシブルプリント基板１０が傾く可能性があるが、例えば保持部材３０の板厚を厚くすることによって傾く量を減らすことができる。また、フレキシブルプリント基板１０の係合部２４が設けられていない側のスリット穴３２の周側面を図６に示されるようにＴ字状にしたりＬ字状にしたりすることで同様の効果を得ることができる。

本発明のフレキシブルプリント基板の一実施形態の平面図である。図１に示されるフレキシブルプリント基板を電子機器内に装着した状態を示す斜視図である。本発明のフレキシブルプリント基板を保持部材のスリット穴に挿入した状態を示す概略図である。図３に示されるフレキシブルプリント基板の係合部を保持部材のスリット穴の周縁部に係合させた状態を示す概略図である。図４において円で囲まれた係合部の拡大図である。本発明のフレキシブルプリント基板の変形形態の平面図である。

符号の説明

１０フレキシブルプリント基板
１２絶縁体フィルム
１４配線パターン
１６端子部
２４係合部
３０保持部材
３２スリット穴
３４周縁部
３６ダミー配線パターン
４０他の基板
４２コネクタソケット

Claims

可撓性フィルムに配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント基板であって、
前記フレキシブルプリント基板の長手方向に互いと対向して延びる二つの側部の少なくとも一方に、間隔を開けて設けられた一対の突起からなる係合部を備えており、保持部材に設けられたスリット穴又は切欠部に前記フレキシブルプリント基板を挿入して前記係合部の前記一対の突起の間に前記スリット穴又は前記切欠部の周縁部を係合させることにより、前記保持部材に前記フレキシブルプリント基板を保持させることができるようにしたことを特徴とするフレキシブルプリント基板。
前記係合部が前記フレキシブルプリント基板の二つの側部の両方にそれぞれ設けられている、請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
前記フレキシブルプリント基板の前記係合部の内側にダミー配線パターンが設けられている、請求項１又は請求項２に記載のフレキシブルプリント基板。
前記係合部の一対の突起は、一方が他方よりも前記側部からの突出量が大きい、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のフレキシブルプリント基板。
可撓性フィルムに配線パターンが印刷されたフレキシブルプリント基板を電子機器内に保持する方法であって、
長手方向に互いと対向して延びる二つの側部の少なくとも一方に、間隔を開けて設けられた一対の突起からなる係合部を備えたフレキシブルプリント基板を用意するステップと、
電子機器内に設けられた保持部材にスリット穴又は切欠部を設けるステップと、
前記保持部材の前記スリット穴又は前記切欠部に前記フレキシブルプリント基板を挿入し前記フレキシブルプリント基板の前記係合部の前記一対の突起の間に前記スリット穴又は前記切欠部の周縁部を係合させることにより、前記保持部材に前記フレキシブルプリント基板を保持させるステップと、
を含む方法。
前記保持部材の前記スリット穴又は前記切欠部の周面に面取りを施すステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。