特開 2024-151572 回路基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024151572

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】回路基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20241018BHJP

   H05K 7/14 20060101ALI20241018BHJP

   H01R 12/51 20110101ALN20241018BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 B

H05K7/14 M

H01R12/51

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023065028

(22)【出願日】2023-04-12

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 祥吾

(72)【発明者】

【氏名】中垣 智

【テーマコード（参考）】

5E223

5E338

5E348

【Ｆターム（参考）】

5E223AB08

5E223AC21

5E223AC23

5E223BA08

5E223CD01

5E338AA12

5E338AA16

5E338BB56

5E338BB75

5E338EE22

5E338EE23

5E348AA31

(57)【要約】

【課題】電子部品を固定部から離間させて実装可能、かつ小型化が可能な回路基板を提供する。
【解決手段】筐体１０に収容可能な回路基板２０であって、複数の電子部品が実装されると共に、複数の電子部品を電気的に接続する回路パターンを有する基板２１ａからなる回路部２１と、電子部品が実装されておらず、かつ回路パターンと電気的に接続されていない基板からなる固定部３１と、回路部２１と固定部３１とを接続する接続部４１と、を備えている。回路基板２０は、回路部２１と固定部３１と接続部４１とが一体的に形成されており、固定部３１が筐体１０に固定され、かつ接続部４１が折り曲げられた状態で筐体１０に収容されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体に収容可能な回路基板であって、
複数の電子部品が実装されると共に、複数の前記電子部品を電気的に接続する回路パターンを有する基板からなる回路部と、
前記電子部品が実装されておらず、かつ前記回路パターンと電気的に接続されていない基板からなる固定部と、
前記回路部と前記固定部とを接続する接続部と、を備え、
前記回路部と前記固定部と前記接続部とが一体的に形成されており、
前記固定部が前記筐体に固定され、かつ前記接続部が折り曲げられた状態で前記筐体に収容されている回路基板。

【請求項2】

前記接続部は、前記回路部及び前記固定部の板厚よりも薄い請求項１に記載の回路基板。

【請求項3】

前記接続部は、前記回路部及び前記固定部の幅よりも狭い請求項２に記載の回路基板。

【請求項4】

前記固定部は前記筐体に当接する当接部を有し、前記当接部により前記筐体に対して位置決めされている請求項１に記載の回路基板。

【請求項5】

前記筐体は前記当接部が当接する被当接部を有し、
前記接続部は、弾性変形可能に折り曲げられており、
前記当接部は、前記接続部の復元力により前記被当接部に押し付けられている請求項４に記載の回路基板。

【請求項6】

前記回路部は、電気的に接続され、互いに交差する姿勢で前記筐体に収容されている複数の基板を含んでいる請求項１から５のいずれか一項に記載の回路基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路基板に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器の複雑化や小型化により、その内部に配置される電子部品は位置及び向きが限定されてきており、その中で所望のレイアウトを実現するため、電子部品間を電気的に接続する手段としてフレキシブル基板が使用されている。特許文献１においては、第１接続部品と第２接続部品との間をフレキシブル基板により電気的に接続した実装機器が開示されている。フレキシブル基板は電気接続部と固定部とを有する。第１接続部品は、フレキシブル基板の電気接続部を介して第２接続部品と電気的に接続されている。固定部は、フレキシブル基板を第１接続部品に固定する箇所である。これにより、フレキシブル基板と第１接続部品との間で電気的に接続された部分に掛かる応力を低減することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２８１０１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された実装機器においては、フレキシブル基板の固定部に応力が集中するため、その近傍でフレキシブル基板に亀裂が生じ、その亀裂が延伸することでフレキシブル基板の配線パターンが断線してしまうおそれがある。また、一般的に、電子部品が実装された基板を筐体等にねじ等により固定する場合、ねじ締めにより、ねじ締め箇所の周囲には歪み応力が発生する。歪み応力が発生した部分に電子部品やそのはんだ接続部があると、歪み応力により、電子部品やはんだ接続部が破損するおそれがある。これらの不具合を回避するため、固定部やねじ締め箇所から離間させて電子部品を実装する必要がある。しかし、固定部やねじ締め箇所から離間させて電子部品を実装すると、電子機器全体が大型化するおそれがある。

【0005】

このため、電子部品を固定部から離間させて実装可能、かつ小型化が可能な回路基板が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る回路基板の一つの実施形態は、筐体に収容可能な回路基板であって、複数の電子部品が実装されると共に、複数の前記電子部品を電気的に接続する回路パターンを有する基板からなる回路部と、前記電子部品が実装されておらず、かつ前記回路パターンと電気的に接続されていない基板からなる固定部と、前記回路部と前記固定部とを接続する接続部と、を備え、前記回路部と前記固定部と前記接続部とが一体的に形成されており、前記固定部が前記筐体に固定され、かつ前記接続部が折り曲げられた状態で前記筐体に収容されている。

【0007】

本実施形態によると、複数の電子部品が実装されると共に、複数の電子部品を電気的に接続する回路パターンを有する基板からなる回路部と、電子部品が実装されておらず、かつ回路パターンと電気的に接続されていない基板からなる固定部と、回路部と固定部とを接続する接続部と、を備えているので、固定部で筐体に固定する際に固定部に歪み応力が発生したとしても、該応力が接続部を伝達し回路部にまで到達するおそれは小さい。また、接続部を折り曲げて固定部と回路部とが接続されているので、回路部と固定部とが立体的に配置されることとなり、回路基板を小型化することができる。

【0008】

本発明に係る回路基板の他の一つの実施形態において、前記接続部は、前記回路部及び前記固定部の板厚よりも薄い。

【0009】

本実施形態によると、接続部を、回路部及び固定部の板厚よりも薄くすることにより、接続部の弾性限界が高くなるので、接続部を折り曲げても弾性限界内で使用することが可能になる。

【0010】

本発明に係る回路基板の他の一つの実施形態において、前記接続部は、前記回路部及び前記固定部の幅よりも狭い。

【0011】

本実施形態によると、接続部を、回路部及び固定部の幅よりも狭くすることにより、固定部で歪み応力が発生したとしても接続部内を伝達しにくく、回路部にまで到達しにくい。

【0012】

本発明に係る回路基板の他の一つの実施形態において、前記固定部は前記筐体に当接する当接部を有し、前記当接部により前記筐体に対して位置決めされている。

【0013】

本実施形態によると、固定部が筐体に当接する当接部を有し、当接部により筐体に対して位置決めされているので、筐体に対する回路基板の位置決めと固定が容易になる。

【0014】

本発明に係る回路基板の他の一つの実施形態において、前記筐体は前記当接部が当接する被当接部を有し、前記接続部は、弾性変形可能に折り曲げられており、前記当接部は、前記接続部の復元力により前記被当接部に押し付けられている。

【0015】

本実施形態によると、筐体は当接部が当接する被当接部を有し、接続部は、弾性変形可能に折り曲げられており、当接部は、接続部の復元力により被当接部に押し付けられているので、回路基板を安定して筐体に対して保持することができる。

【0016】

本発明に係る回路基板の他の一つの実施形態において、前記回路部は、電気的に接続され、互いに交差する姿勢で前記筐体に収容されている複数の基板を含んでいる。

【0017】

本実施形態によると、回路部は、電気的に接続され、互いに交差する姿勢で筐体に収容されている複数の基板を含んでいるので、回路部を立体的に構成することができ、回路基板の体積を小さくして筐体に収容することができる。これにより、電子部品の実装密度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態に係る回路基板を有する回路基板ユニットの斜視図である。

【図2】回路基板ユニットの分解斜視図である。

【図3】回路基板ユニットの平面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

【図5】回路基板の展開図である。

【図6】回路基板の展開図である。

【図7】第１実施形態の変形例に係る回路基板ユニットの分解斜視図である。

【図8】第２実施形態に係る回路基板を有する回路基板ユニットの分解斜視図である。

【図9】回路基板ユニットの縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る回路基板の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。

【0020】

〔第１実施形態〕
図１は、本実施形態に係る回路基板２０を筐体１０に収容した回路基板ユニット１の斜視図である。図２は、回路基板ユニット１の分解斜視図である。回路基板ユニット１は、筐体１０、筐体１０を閉塞する蓋１６、及び筐体１０内に収容される回路基板２０を有する。

【0021】

図１、図２に示されるように、本実施形態の筐体１０は、軸芯Ｘを中心とする円筒形状を有している。筐体１０は、金属又は樹脂からなる。筐体１０の軸芯Ｘに沿う方向の一方端部には、回路基板２０が固定される一対の被当接部１２が配置されている。一対の被当接部１２は、筐体１０の周方向で軸芯Ｘに対して互いに点対称となる位置にそれぞれ配置されている。筐体１０の側面で一対の被当接部１２の近傍には、筐体１０の側面を貫通した一対の窓１４が配置されている。窓１４は、矩形状の貫通孔であり、軸芯Ｘに沿う方向視で、一対の被当接部１２のそれぞれと重なるように配置されている。

【0022】

筐体１０の軸芯Ｘに沿う方向の他方端部には、蓋１６が着脱可能に配置されている。蓋１６は、筐体１０の外径と同径の円板状を有しており、板面には貫通孔である開口１７が形成されている。開口１７は、回路基板２０に実装されたコネクタ２７（電子部品の一例）が露出するように形成されている（図４参照）。回路基板２０は、コネクタ２７を介して、回路基板ユニット１の外部との間で電気信号の授受が可能である。蓋１６は、接着や溶接、螺合等の方法により筐体１０に固定されている。回路基板２０は、蓋１６が配置される側から筐体１０の内部空間１１に収容されて被当接部１２に固定されると共に、蓋１６に支持されることにより、筐体１０に対して固定されている。

【0023】

回路基板２０は、図２に示されるように、回路部２１と、固定部３１、及び接続部４１とを有する。本実施形態に係る回路基板２０は、ガラスエポキシ等からなるリジットな基板であり、回路部２１、固定部３１、及び接続部４１は一体的に形成されている。回路基板２０は、立体形状を有しており、回路部２１は断面が正方形の四角筒状に形成されている。回路部２１の断面の正方形の対角線は、筐体１０の内径に等しい（図３も参照）。以下、回路部２１を構成する四面のうち、対向する二面をそれぞれ第１回路部２２（回路部の一例）、第２回路部２３（回路部の一例）と称する。

【0024】

回路部２１は、回路パターン（不図示）が形成された基板２１ａに電子部品２６が実装されたものである。第１回路部２２は、回路パターン（不図示）が形成された第１基板２２ａ（基板の一例）に電子部品２６が実装されたものである。第２回路部２３は、回路パターン（不図示）が形成された第２基板２３ａ（基板の一例）に電子部品２６が実装されたものである。回路部２１の基板２１ａは、対向する二枚の第１基板２２ａと、対向する二枚の第２基板２３ａとを含んでいる。回路部２１を構成する二枚の第１回路部２２の第１基板２２ａと、第２回路部２３の二枚の第２基板２３ａとは、互いに電気的に接続され、四角筒を構成するように互いに交差する姿勢で筐体１０に収容されている。なお、図１、図２、及び図５から図８においては、電子部品２６の図示は省略されている。

【0025】

第１回路部２２の第１基板２２ａの軸芯Ｘに沿う方向の一方端部には、第１切欠き２４が形成されている。そして、第１切欠き２４の底部から、接続部４１が延出している。接続部４１は、対向する一対の第１基板２２ａのそれぞれから延出している。接続部４１の第１切欠き２４の底部とは反対側の端部には、固定部３１が配置されている。固定部３１は、矩形状で接続部４１の延出方向に対して垂直な方向に延出している。また、固定部３１の板面は、回路部２１のいずれの板面に対しても垂直になるように配置されている。第２回路部２３の軸芯Ｘに沿う方向の一方端部には、第２切欠き２５が形成されている。固定部３１の延出方向の両端部は、第２切欠き２５を貫通している。固定部３１の延出方向の長さは、筐体１０の内径よりも短い（図４参照）。なお、図２に示されるように、第２切欠き２５の切欠き深さは、第１切欠き２４の切欠き深さよりも浅い。

【0026】

接続部４１は、第１回路部２２と固定部３１との間で９０度湾曲している。これは、図１、図２等に示されているように、回路基板２０において、接続部４１の板厚を回路部２１及び固定部３１の板厚よりも薄くすると共に、接続部４１の延出方向及び板厚方向に対する垂直方向の幅を、回路部２１及び固定部３１の幅よりも狭くしているためである。これにより、接続部４１はガラスエポキシ等からなるにも関わらず、弾性変形して９０度湾曲可能に構成されている。

【0027】

図３、図４に示されるように、固定部３１は延出方向の両端に当接部３２を有しており、当接部３２が筐体１０の被当接部１２に当接した状態で接着剤等により固定されることにより、回路基板２０（固定部３１）は筐体１０に対して固定（位置決め）される。固定部３１の当接部３２が筐体１０の被当接部１２に固定された状態で、軸芯Ｘに沿う方向における第１回路部２２、第２回路部２３の下端は蓋１６に当接している。また、回路部２１の断面の正方形の対角線は、筐体１０の内径に等しい。これにより、筐体１０に対する回路部２１の自由度は無く、外部から振動や衝撃が印加された場合でも、回路部２１が筐体１０の内部空間１１内で動くことはない。なお、上述したように、接続部４１は弾性変形しているので、接続部４１の復元力により、固定部３１の当接部３２を筐体１０の被当接部１２に押し付けている。また、図３に示されるように、一対の接続部４１は、軸芯Ｘに対して点対称となる位置に配置されている。

【0028】

上述したように、筐体１０には、軸芯Ｘに沿う方向視で、一対の被当接部１２のそれぞれと重なるように一対の窓１４が配置されている。そのため、窓１４を通して、当接部３２を被当接部１２に固定（位置決め）するための接着剤の塗布や、接着剤が硬化するまでの当接部３２と被当接部１２との保持等を容易に行うことができる。

【0029】

回路基板２０において、回路部２１には回路パターン（不図示）が形成され、該回路パターンにより互いに電気的に接続された複数の電子部品２６が実装されている。固定部３１と接続部４１は、基板ではあるが、電子部品２６は実装されておらず、電子部品２６と電気的に接続された回路パターンも形成されていない。電子部品２６は回路部２１を構成する基板２１ａの両面に実装されている。図３、図４に示されるように、回路部２１を構成する基板２１ａの面のうち、筐体１０の内周面と対向する側の面は、筐体１０の内周面との間の距離が短く、低背の電子部品２６しか実装することはできない。一方、筐体１０の内周面と対向していない側（軸芯Ｘに対向する側）の面は、高背の電子部品２６を実装することができる。

【0030】

回路部２１の第１回路部２２の第１基板２２ａと第２回路部２３の第２基板２３ａとは、図５に示されるように、別個の基板であってもよいし、図６に示されるように、一体化されていてもよい。図５のような構成であれば、第１基板２２ａと第２基板２３ａとは、接着等の方法により接合することができる。そして、導電性接着剤を用いることにより、第１基板２２ａの回路パターンと第２基板２３ａの回路パターンとを電気的に接続することができる。また、図６のような構成であれば、第１基板２２ａと第２基板２３ａとの境界（破線部）の板厚を薄くして、第１基板２２ａと第２基板２３ａとを９０度曲げられるようにするとよい。この場合、回路パターンは第１基板２２ａと第２基板２３ａとに亘って形成されている。

【0031】

〔第１実施形態の変形例〕
次に、第１実施形態の変形例に係る回路基板ユニット１について、図７を用いて説明する。本変形例においては、回路基板２０の接続部４１の形状が第１実施形態とは異なっている。それ以外は第１実施形態と同様の構成を有している。そのため、本実施形態の説明においては、第１実施形態と同様の構成の箇所については同じ符号を付し、同様の構成に関する詳細な説明を省略する。

【0032】

本変形例においては、回路基板２０の接続部４１の延出方向及び板厚方向に対する垂直方向の幅が回路部２１及び固定部３１の幅と同じである。すなわち、本変形例においては、第１実施形態の回路基板２０が有していた第１切欠き２４を有していない。本変形例の接続部４１は、板厚が回路部２１及び固定部３１の板厚よりも薄いだけである。接続部４１の延出方向及び板厚方向に対する垂直方向の幅が回路部２１及び固定部３１の幅と同じであることに伴い、第２回路部２３の軸芯Ｘに沿う方向の一方端部に形成されていた第２切欠き２５は、一方端部の一部（固定部３１の延出方向の両端部が貫通可能な幅）ではなく、全体に亘って形成されている。

【0033】

このような構成であっても、接続部４１を弾性変形させて９０度湾曲可能に構成することができる。

【0034】

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る回路基板ユニット１について、図８、図９を用いて説明する。本実施形態においては、筐体１０に対する回路基板２０の固定方法が第１実施形態とは異なっている。それ以外は第１実施形態と同様の構成を有している。そのため、本実施形態の説明においては、第１実施形態と同様の構成の箇所については同じ符号を付し、同様の構成に関する詳細な説明を省略する。

【0035】

第１実施形態においては、筐体１０に対して回路基板２０を接着剤により固定したが、本実施形態においては、ねじにより回路基板２０を筐体１０に固定している。そのため、筐体１０は、軸芯Ｘに沿う方向の両端が開口した円筒形状を有しておらず、一方の端部が閉じた有底の円筒形状を有している。具体的には、第１実施形態において、筐体１０の被当接部１２が形成された側の端部は閉じられている。そして、閉じられた端部の中央には、軸芯Ｘに沿う方向に断面円形の貫通孔１５が形成されている。また、本実施形態の筐体１０においては、窓１４が形成されていない。

【0036】

回路基板２０の固定部３１の中央には、板厚方向に貫通する雌ねじ３３が形成されている。そして、筐体１０の内部空間１１に回路基板２０を挿入し、筐体１０の外側から雄ねじ１８を貫通孔１５に挿通し、回路基板２０の固定部３１の雌ねじ３３に螺合する。その後、蓋１６を取付ける。このように、雄ねじ１８と固定部３１の雌ねじ３３に螺合することにより、回路基板２０を筐体１０に対して固定することができる。

【0037】

〔その他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態以外に以下のように構成してもよい（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

【0038】

（１）上記各実施形態においては、電子部品２６は、基板２１ａの両面に実装されていたが、これに限られるものではない。電子部品２６は基板２１ａの片面だけに実装される構成であってもよい。

【0039】

（２）上記各実施形態において、筐体１０の軸芯Ｘに沿う方向に垂直な方向の断面は円形であり、回路基板２０の軸芯Ｘに沿う方向に垂直な方向の断面は正方形状であったが、これに限られるものではない。例えば、筐体１０の断面が楕円形状であったり、矩形状であったりしてもよい。また、回路基板２０の断面形状も筐体１０の内部空間１１内で動かないように保持されるのであれば、任意の形状を採ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0040】

本発明は、回路基板に利用することができる。

【符号の説明】

【0041】

１０ ：筐体
１２ ：被当接部
２０ ：回路基板
２１ ：回路部
２１ａ ：基板
２２ ：第１回路部（回路部）
２２ａ ：第１基板（基板）
２３ ：第２回路部（回路部）
２３ａ ：第２基板（基板）
２６ ：電子部品
２７ ：コネクタ（電子部品）
３１ ：固定部
３２ ：当接部
４１ ：接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】