特許 6705722 機器操作用基板構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6705722

(24)【登録日】2020年5月18日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】機器操作用基板構造

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/00 20060101AFI20200525BHJP

   H05K 3/36 20060101ALI20200525BHJP

   H05K 7/14 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   H01L25/00 A

   H05K3/36 Z

   H05K7/14 C

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2016-172962(P2016-172962)

(22)【出願日】2016年9月5日

(65)【公開番号】特開2018-41770(P2018-41770A)

(43)【公開日】2018年3月15日

【審査請求日】2019年6月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000215833

【氏名又は名称】帝国通信工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094226

【弁理士】

【氏名又は名称】高木 裕

(74)【代理人】

【識別番号】100087066

【弁理士】

【氏名又は名称】熊谷 隆

(72)【発明者】

【氏名】末田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】内藤 俊司

(72)【発明者】

【氏名】藤間 昇

【審査官】 正山 旭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０３７６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０５０３９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０４−１８０６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０５５３８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５０−１３９５５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３７３３２４１（ＣＮ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００８５８３８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２５／００

Ｈ０５Ｋ ３／３６

Ｈ０５Ｋ ７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機器の操作部の表面側から操作される操作用電子部品を実装した回路基板と、
前記回路基板とケーブルによって接続されることで、前記操作用電子部品を操作した際の信号を入力して前記機器を制御する制御回路基板と、
を有してなる機器操作用基板構造であって、
前記回路基板の裏面側に前記制御回路基板を配置すると共に、
前記制御回路基板上に、前記操作部の表面側から視認できる表示装置を実装したことを特徴とする機器操作用基板構造。

【請求項2】

請求項１に記載の機器操作用基板構造であって、
前記回路基板の表面側に、ケースを設置し、
このケースには、前記操作用電子部品を操作する作動体が取り付けられており、
さらに前記回路基板とケースは、前記機器の外装ケースの表面側に取り付けられることを特徴とする機器操作用基板構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の機器操作用基板構造であって、
前記回路基板には、前記制御回路基板に実装した表示装置の少なくとも一部を露出する露出口が設けられていることを特徴とする機器操作用基板構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機器の操作部に設置される機器操作用基板構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、機器の表面に操作部を設け、この操作部に設置した操作ボタン（押圧スイッチ）等を操作することで、機器を所望の状態に運転制御することが行われている。この種の機器に用いられる機器操作用の基板の構成は、例えば特許文献１に示すように、機器本体（１）の外装ケースを構成する前パネル（９）の上部に操作部（２）を設置すると共に、機器本体（１）内に制御基板（１６）を設置し、両者間をケーブル（フラットケーブル）でつなぎ、操作部（２）を操作することによって出力される信号を制御基板（１６）に入力し、これによって機器（温風暖房装置）を操作・制御する構成となっていた。なお、操作部（２）は、銘板の裏面側に回路基板を設置し、この回路基板上に押圧スイッチを実装して銘板の上から押圧操作する構成とし、また回路基板上に実装した液晶表示装置の表面を銘板表面から視認できる構成としていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許５６９４８６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の機器操作用基板構造においては、操作部（２）の部分に設置される回路基板と、機器本体（１）内の所望の位置に設置される制御基板（１６）の位置とが離れているので、両者をつなぐケーブルの長さが長くなってしまい、同時に長いケーブルの配回しが煩雑になってしまう。また操作部（２）には、液晶表示装置等のリード端子付き部品と、面実装部品とを混在させて実装しているので、この回路基板にリフローとフローの２種類の半田工程が必要になってしまい、その組み立てが煩雑であった。

【0005】

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、ケーブルの長さを短くできて回路基板と制御回路基板の設置を容易に行うことが可能となり、また回路基板の半田実装工程を簡素化することが可能となる機器操作用基板構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、機器の操作部の表面側から操作される操作用電子部品を実装した回路基板と、前記回路基板とケーブルによって接続されることで、前記操作用電子部品を操作した際の信号を入力して前記機器を制御する制御回路基板と、を有してなる機器操作用基板構造であって、前記回路基板の裏面側に前記制御回路基板を配置すると共に、前記制御回路基板上に、前記操作部の表面側から視認できる表示装置を実装したことを特徴としている。
回路基板の裏面側に制御回路基板を配置したので、両者をつなぐケーブルの長さを短くすることができるばかりか、ケーブルの配回しを容易に行うことが可能になる。また制御回路基板に表示装置を実装しても、制御回路基板は回路基板の裏面側に位置するので、表示装置の表示面を、機器の操作部の下側に容易に配置することができ、操作部の表面側から容易に視認することができる。またリード端子付きの表示装置を制御回路基板に設置できるので、回路基板には操作用電子部品等の操作用の部品を中心に設置することができ、例えば回路基板側に実装する電子部品を面実装部品、制御回路基板側に実装する電子部品をリード端子付き部品とすることで、それぞれの基板をリフローのみの半田工程とフローのみの半田工程で半田実装でき、半田実装工程の簡素化を図ることが可能になる。

【0007】

また本発明は、前記回路基板の表面側にケースを設置し、このケースに、前記操作用電子部品を操作する作動体を取り付け、さらに前記回路基板とケースを、前記機器の外装ケースの表面側に取り付けることを特徴としている。
これによって、ケース及び回路基板と、制御回路基板とを、外装ケースを挟んでその表裏に配置して容易に取り付けることができる。

【0008】

また本発明は、前記回路基板に、前記制御回路基板に実装した表示装置の少なくとも一部を露出する露出口を設けたことを特徴としている。
これによって、回路基板の裏面側に設置した表示手段の表示面が回路基板によって覆われることなく、この表示面を回路基板の表面側に露出させることができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ケーブルの長さを短くできて回路基板と制御回路基板の設置を容易に行うことが可能となり、また回路基板の半田実装工程を簡素化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】機器操作用基板構造１の概略分解断面図である。

【図2】機器操作用基板構造１の概略断面図である。

【図3】機器操作用基板構造１−２の概略分解断面図である。

【図4】機器操作用基板構造１−３の概略分解断面図である。

【図5】機器操作用基板構造１−４の概略分解断面図である。

【図6】機器操作用基板構造１の１具体例を表面側から見た要部斜視図である。

【図7】機器操作用基板構造１の１具体例の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る機器操作用基板構造１の概略分解断面図、図２は機器操作用基板構造１の概略断面図である。両図に示すように、機器操作用基板構造１は、機器を操作する操作部Ｓに設置され、操作部Ｓの部分に位置する外装ケース１００の上面側に設置される回路基板１０及びケース３０及び銘板５０と、外装ケース１００の裏面側に設置される制御回路基板７０とを具備して構成されている。なお以下の説明において、「上」とは制御回路基板７０から回路基板１０を見る方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとする。

【0012】

回路基板１０は、可撓性を有する合成樹脂フィルム上に回路パターンを形成したフレキシブル回路基板であり、その表面には、面実装用のチップＬＥＤ１１や、一対の図示しないスイッチパターン上に反転板１３ａを取り付けて構成される押圧スイッチ１３や、面実装用のチップ抵抗器１５等が実装されている。回路基板１０を構成する合成樹脂フィルムの一部はその外周から外方に向けて引き出され、ケーブル１７を構成している。ケーブル１７には、前記回路基板１０上の回路パターンから配線パターンが引き出されており、その先端は下記するコネクタ７３への接続部１７ａとなっている。回路基板１０の所定位置には、下記する表示装置７１を挿入する大きさの貫通孔からなる露出口１９が形成されている。反転板１３ａは、その上に粘着テープ１３ｂ（図７参照）を貼り付けることで固定されている。言い換えれば、回路基板１０上には、リード端子付き部品を設置せず、面実装部品と、半田接続以外の取り付け方法で取り付けられる部品（例えば反転板１３ａ）とが実装されている。このため、回路基板１０に電子部品を半田付けする際は、予め回路基板１０上の半田接続パターン上に半田ペーストを塗布してその上に面実装部品を載置し、これに熱を加えることで半田付けを行うリフロー方式のみを用いればよい。つまり、従来のようにリード端子付き部品と面実装部品とを混在させて実装していないので、半田工程が簡素化され、その製造が容易になる。

【0013】

ケース３０は、合成樹脂の一体成型品であり、略矩形板状に成形されている。ケース３０の、前記回路基板１０の露出口１９に対向する位置には、露出口１９とほぼ同一の内径寸法の貫通孔からなる露出口３１が形成されている。またケース３０の、前記回路基板１０の押圧スイッチ１３に対向する位置には、作動体３３が設置されている。作動体３３は、ケース３０内に形成した貫通孔３５内に、細帯状のヒンジ部３６（図７参照）を介して連結されている。ヒンジ部３６は可撓性を有しており、これによって作動体３３は上下動する。作動体３３の下面には、前記反転板１３ａを押圧する押圧部３７が形成されている。なおこの例では、ケース３０に貫通孔からなる露出口３１を設けたが、貫通孔の部分を透明にすることで、露出口を構成しても良い。透明にするには、ケース３０全体を透明な樹脂で形成しても良いし、露出口の部分のみに別の透明な樹脂板を取り付ける等しても良い。

【0014】

銘板５０は、透明な可撓性を有する合成樹脂の薄板５１の上面に、所望の装飾層５３を印刷して構成されており、前記ケース３０の上面を覆う形状に形成されている。装飾層５３の、前記ケース３０の露出口３１に対向する位置には、装飾層５３を設けない露出部５５を形成している。

【0015】

制御回路基板７０は、硬質絶縁基板の表面に回路パターンを形成し、さらにリード端子付きの表示装置（以下「液晶表示装置」という）７１や、前記ケーブル１７の接続部１７ａを接続するリード端子付きのコネクタ７３や、リード端子付きのＬＥＤ，固定抵抗器，コンデンサ，スイッチ，ＩＣ等からなる各種のリード端子付き部品７５等を実装して構成されている。このため、制御回路基板７０に電子部品を半田付けする際は、電子部品を搭載した制御回路基板７０の下面を、半田槽に溶かしておいた半田の表層に浸すことによって、半田付けを行うフロー方式のみを用いればよい。つまり、従来のようにリード端子付き部品と面実装部品とを混在させて実装していないので、半田工程が簡素化され、その製造が容易になる。

【0016】

外装ケース１００は、金属板（合成樹脂板等の他の材質の板でも良い）を機器の外形形状に加工して構成されており、前記回路基板１０やケース３０を収納する凹状の表示部収納部１０１を設けている。表示部収納部１０１の底面の、前記制御回路基板７０の液晶表示装置７１に対向する位置には、液晶表示装置７１を挿入する寸法形状の貫通孔からなる露出口１０３が形成されている。また前記表示部収納部１０１の側面の所定位置には、前記回路基板１０のケーブル１７を挿通する貫通孔からなるケーブル挿通部１０５が形成されている。

【0017】

機器操作用基板構造１を組み立てるには、外装ケース１００の表示部収納部１０１内に、回路基板１０を収納し、その際、回路基板１０のケーブル１７を外装ケース１００のケーブル挿通部１０５に挿通して外装ケース１００の裏面側に引き出しておく。次に、銘板５０を貼り付けたケース３０を表示部収納部１０１内に収納して固定する。次に、ケーブル１７の接続部１７ａを、制御回路基板７０のコネクタ７３に挿入することで、回路基板１０と制御回路基板７０間を電気的に接続する。そして、制御回路基板７０を、外装ケース１００の表示部収納部１０１の裏面側に設置すれば、機器操作用基板構造１の組み立てが完了し、図２に示す状態になる。このとき、制御回路基板７０に実装した液晶表示装置７１の上部は、外装ケース１００の露出口１０３と回路基板１０の露出口１９とケース３０の露出口３１内に露出しており、さらに銘板５０の露出部５５に対向している。なお上記組立手順はその一例であり、他の各種異なる組立手順を用いて組み立てても良いことはいうまでもない。

【0018】

以上のように構成された機器操作用基板構造１において、銘板５０の上から作動体３３を押圧すれば、作動体３３の押圧部３７が反転板１３ａを押圧してこれを反転させ、押圧スイッチ１３がオンする。前記押圧を解除すれば、反転板１３ａが元の形状に自動復帰し、押圧スイッチ１３がオフする。一方、液晶表示装置７１上面の表示面７１ａに所望の表示を行えば、その表示は露出口１０３，１９，３１と露出部５５を通して銘板５０の表面側に表示される。

【0019】

以上説明したように、この機器操作用基板構造１は、機器の操作部Ｓの表面側から操作される押圧スイッチ１３等の操作用電子部品を実装した回路基板１０と、回路基板１０とケーブル１７によって接続されることで前記押圧スイッチ１３等を操作した際の電気信号を入力して機器を制御する制御回路基板７０とを有する構造であって、回路基板１０の裏面側に制御回路基板７０を配置したので、両者をつなぐケーブル１７の長さを短くすることができるばかりか、ケーブル１７の配回し（１回折り返すだけ）を容易に行うことが可能になる。なお制御回路基板７０上に液晶表示装置７１を実装しても、制御回路基板７０は回路基板１０の裏面側に位置するので、液晶表示装置７１の表示面７１ａを機器の操作部Ｓの下側に容易に配置することができ、操作部Ｓの表面側から容易に視認することができる。

【0020】

また上述のように、リード端子付きの液晶表示装置７１を制御回路基板７０に設置できるので、回路基板１０には押圧スイッチ１３等の操作用の部品を中心に設置することができ、例えば回路基板１０側に実装する電子部品を面実装部品、制御回路基板７０側に実装する電子部品をリード端子付き部品とすることで、それぞれの基板をリフローのみの半田工程とフローのみの半田工程で半田実装でき、半田実装工程の簡素化を図ることも可能になる。

【0021】

また、回路基板１０の表面側に設置されたケース３０に、押圧スイッチ１３等の操作用電子部品を操作する作動体３３を取り付け、さらに回路基板１０とケース３０を、外装ケース１００の表面側に取り付けたので、ケース３０及び回路基板１０と、制御回路基板７０とを、外装ケース１００を挟んでその表裏に配置して容易に取り付けることができる。

【0022】

また回路基板１０に、制御回路基板７０に実装した液晶表示装置７１を露出する露出口１９を設けたので、回路基板１０の裏面側に設置した液晶表示装置７１の表示面７１ａが回路基板１０によって覆われることなく、この表示面７１ａを回路基板１０の表面側に露出させることができる。

【0023】

なお上記機器操作用基板構造１では、液晶表示装置７１の表示面７１ａの全体を回路基板１０の露出口１９（さらには露出口１０３，３１と露出部５５）内に露出したが、表示面７１ａの一部のみを回路基板１０の露出口１９（さらには露出口１０３，３１と露出部５５）内に露出するように構成しても良い。また上記機器操作用基板構造１では、表示装置として液晶表示装置７１を用いたが、有機ＥＬ表示装置等、液晶以外の各種表示装置であっても良い。また上記機器操作用基板構造１では、回路基板１０と制御回路基板７０の間に外装ケース１００を設置したが、場合によっては、外装ケース１００を回路基板１０と制御回路基板７０の裏面側、回路基板１０と制御回路基板７０の表面側に配置しても良く、さらには外装ケース１００を省略しても良い。また例えば作動体３３が不要である場合等は前記ケース３０を省略しても良い。またケース３０と作動体３３は両者を一体成形せず、別々に構成しても良い。また上記機器操作用基板構造１では、回路基板１０側に実装する電子部品を面実装部品、制御回路基板７０側に実装する電子部品をリード端子付き部品としたが、場合によっては、回路基板１０側にリード端子付き部品、制御回路基板７０側に面実装部品を実装（例えば混在して実装）しても良い。

【0024】

図３は、本発明の他の実施形態に係る機器操作用基板構造１−２の概略分解断面図である。同図に示す機器操作用基板構造１―２において、前記図１，図２に示す機器操作用基板構造１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１，図２に示す実施形態と同じである。同図に示す機器操作用基板構造１−２において、前記機器操作用基板構造１と相違する点は、表示装置７１として、ＬＥＤ等の光源７１１を表示付きケース７１３内に収納設置した構造のものを用いた点のみである。表示付きケース７１３の表示面７１ａには、所望の文字や模様等が表示されており、光源７１１から放射された光は、その表示面７１ａの文字や模様等を明るく照明する。

【0025】

図４は、本発明のさらに他の実施形態に係る機器操作用基板構造１−３の概略分解断面図である。同図に示す機器操作用基板構造１―３において、前記図３に示す機器操作用基板構造１−２と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図３に示す実施形態と同じである。同図に示す機器操作用基板構造１−３において、前記機器操作用基板構造１−２と相違する点は、制御回路基板７０として、可撓性を有する合成樹脂フィルム上に回路パターンを形成したフレキシブル回路基板を用いた点である。そしてこの例の場合は、前記回路基板１０と制御回路基板７０とを、１枚の合成樹脂フィルム上に形成している。従って、コネクタ７３は不要で、直接回路基板１０と制御回路基板７０をケーブル１７によって一体に連結している。

【0026】

図５は、本発明のさらに他の実施形態に係る機器操作用基板構造１−４の概略分解断面図である。同図に示す機器操作用基板構造１―４において、前記図１，図２に示す機器操作用基板構造１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１，図２に示す実施形態と同じである。同図に示す機器操作用基板構造１−４において、前記機器操作用基板構造１と相違する点は、回路基板１０の露出口１９の部分を削除した点のみである。これによっても、液晶表示装置７１の表示面７１ａの上面側を回路基板１０が覆わなくなるので、前記露出口１０を設けた場合と同様の効果が生じる。つまり、必ずしも回路基板１０に露出口１９を設けなくても、本発明を構成することができる。

【0027】

図６，図７は、前記図１，図２に示す機器操作用基板構造１の１具体例を示す図であり、図６は組み立てた機器操作用基板構造１を表面側から見た要部斜視図、図７は機器操作用基板構造１の分解斜視図である。両図に示す機器操作用基板構造１の具体例において、前記図１，図２に示す機器操作用基板構造１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１，図２に示す実施形態と同じである。

【0028】

両図に示す銘板５０は、横長の略矩形形状である。ケース３０も前記銘板５０とほぼ同一外形形状である。またケース３０には、複数の作動体３３がそれぞれヒンジ部３６によって、貫通孔３５の内周面に連結されている。また、ケース３０の上部と下部のそれぞれ複数位置には、爪状の係止部３９が形成されている。回路基板１０も横長の矩形形状であり、その１側辺にケーブル１７を連結している。外装ケース１００に設けた表示部収納部１０１の左右側の内側面部分に、ケーブル挿通部１０５が形成されている。また表示部収納部１０１内の、前記ケース３０の各係止部３９に対向する位置には、それぞれ小孔からなる被係止部１０７（図では上側３つ、下側２つの内の下側の２つのみ示す）が形成されている。

【0029】

そして、前述のように、外装ケース１００の表示部収納部１０１内に回路基板１０を収納し、その際、回路基板１０のケーブル１７を外装ケース１００のケーブル挿通部１０５に挿通して外装ケース１００の裏面側に引き出し、次に、銘板５０を貼り付けたケース３０を表示部収納部１０１内に収納し、各係止部３９を各被係止部１０７に係止することで固定する。次に、ケーブル１７の接続部１７ａを、制御回路基板７０のコネクタ７３に挿入し、制御回路基板７０を、外装ケース１００の表示部収納部１０１の裏面側に設置すれば、機器操作用基板構造１の組み立てが完了する。このとき、制御回路基板７０に実装した液晶表示装置７１の表示面７１ａは、外装ケース１００の露出口１０３と回路基板１０の露出口１９とケース３０の露出口３１内に露出し、さらに銘板５０の露出部５５に対向している。この具体例による作用効果は、前述した図１，図２に示す実施形態と同じである。

【0030】

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0031】

１ 機器操作用基板構造
Ｓ 操作部
１０ 回路基板
１３ 押圧スイッチ（操作用電子部品）
１７ ケーブル
１９ 露出口
３０ ケース
３３ 作動体
５０ 銘板
７０ 制御回路基板
７１ 液晶表示装置（表示装置）
１００ 外装ケース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】