ヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール
【課題】フレキシブル配線板の配線フィンをヒンジ装置内にダメージ無しに配設することができ、高信頼化をはかる。
【解決手段】ヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールであって、フレキシブル配線板２１の配線領域を貫通スリット２２により複数の配線フィン２３に分割してなるフレキシブル配線モジュール２０と、配線フィン２３を通すためのスリットを有し、第１のフレーム１１に取り付けられた軸受け１３と、配線フィン２３を通すためのスリットを有し、第２のフレーム１２に取り付けられ、且つ軸受け１３に回転自在に挿入された筒状の回転軸１４と、を備えたヒンジ装置１０と、を具備している。配線フィン２３の一部領域が軸受け１３及び回転軸１４の各スリットを通して軸受け１３内及び回転軸１４内に挿入されている。
【解決手段】ヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールであって、フレキシブル配線板２１の配線領域を貫通スリット２２により複数の配線フィン２３に分割してなるフレキシブル配線モジュール２０と、配線フィン２３を通すためのスリットを有し、第１のフレーム１１に取り付けられた軸受け１３と、配線フィン２３を通すためのスリットを有し、第２のフレーム１２に取り付けられ、且つ軸受け１３に回転自在に挿入された筒状の回転軸１４と、を備えたヒンジ装置１０と、を具備している。配線フィン２３の一部領域が軸受け１３及び回転軸１４の各スリットを通して軸受け１３内及び回転軸１４内に挿入されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール及びその製造方法、更にはヒンジ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノートＰＣなどのモバイル機器において、本体とディスプレイ筐体を接続する可動部品としてヒンジ装置が用いられる。ヒンジ装置内部には、本体とディスプレイ筐体を接続する配線モジュールが配設される。ヒンジ装置内部に配設する配線モジュールとして、細線同軸線を束ねて両端部にコネクタを接続した細線同軸モジュールや、フレキシブルプリント配線板を用いたフレキシブル配線モジュールがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７７８２９号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９７６６号公報
【特許文献３】特開２０１１−６６０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明が解決しようとする課題は、フレキシブル配線板の配線フィンを、ダメージを与えることなくヒンジ装置内に配設することができ、高信頼化をはかり得るヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール及びその製造方法を提供することである。
【０００５】
また、発明が解決しようとする別の課題は、配線部材にダメージを与えることなく回転軸内に挿入することができ、高信頼化をはかり得るヒンジ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールは、複数本の電気配線を備え、配線長方向に離間する一対の端部領域及び該端部領域に挟まれた配線領域を有するフレキシブル配線板と、前記配線領域に前記端部領域間を結ぶように設けられ、前記配線領域を複数の配線フィンに分割する貫通スリットと、を備えたフレキシブル配線モジュールと、前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第１のフレームに取り付けられた軸受けと、前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第２のフレームに取り付けられ、且つ前記軸受けに回転自在に挿入された筒状の回転軸と、を備えたヒンジ装置と、を具備している。そして、前記配線フィンの一部領域が前記軸受け及び前記回転軸の各スリットを通して前記軸受け内及び前記回転軸内に挿入されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係わるヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールの概略構成を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に用いたヒンジ装置の構成を示す分解斜視図。
【図３】第１の実施形態に用いたヒンジ装置の構成を示す組立斜視図。
【図４】第１の実施形態に用いたフレキシブル配線モジュールの構成を示す平面図。
【図５】フレキシブル配線モジュールをヒンジ装置に配設する様子を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本実施形態の説明を行っていく。ここでは、幾つか具体的材料や構成を例に用いて説明を行っていくが、同様な機能を持つ材料や構成であれば同様に実施可能である。従って、以下の実施形態に限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わるヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【００１０】
図中の１０はヒンジ装置であり、このヒンジ装置１０は、図示しない筐体（例えば、信号処理プロセッサが収納された本体側）に取り付けられる第１のフレーム１１と、別の筐体（例えば、ディスプレスが収容されたディスプレイ筐体）に取り付けられる第２のフレーム１２と、第１のフレーム１１に取り付けられた軸受け１３、及び軸受け１３に回転自在に挿入されて第２のフレーム１２に固定された回転軸１４等から構成されている。
【００１１】
２０はフレキシブル配線モジュールであり、このモジュール２０は、フレキシブル配線板２１に貫通スリット２２を設けることにより複数の配線フィン２３を形成し、更に配線フィン２３を束線帯２４で束線することにより構成されている。そして、フレキシブル配線板２１の配線フィン２３は中央部が束ねられてヒンジ装置１０の軸受け１３及び回転軸１４内に挿入されている。
【００１２】
ヒンジ装置１０の具体的構成を、図２の分解斜視図及び図３の組立斜視図を参照して説明する。
【００１３】
第１のフレーム１１には、配線フィン２３を挿通するための貫通穴１１１と、この穴１１１内に配線フィン２３を入れるためのスリット１１２が設けられている。スリット１１２は、穴１１１からフレーム１１の側面に達するように設けられている。また、第２のフレーム１２にも同様に、配線フィン２３を挿通するための貫通穴１２１と、この穴１２１内に配線フィン２３を挿通するためのスリット１２２が設けられている。
【００１４】
第１のフレーム１１の貫通穴１１１と第２のフレーム１２の貫通穴１２１との間に軸受け１３が配設され、この軸受け１３は第１のフレーム１１に取り付けられている。回転軸１４は、第１のフレーム１１の穴１１１を通して軸受け１３内に回転自在に挿入され、第２のフレーム１２の穴１２１に固定されている。軸受け１３には、配線フィン２３を挿通するためのスリット１３２が軸方向に沿って設けられ、回転軸１４にも同様に、配線フィン２３を挿通するためのスリット１４２が軸方向に沿って設けられている。また、各スリット１１２，１２２，１３２，１４２の位置は一致し、連続する一つのスリットとして機能するようになっている。
【００１５】
回転軸１４は第２のフレーム１２の穴１２１に嵌合しており、第１のフレーム１１に対し第２のフレーム１２と一体になって回転する。軸受け１３は、第１のフレーム１１に固定されても良いし、固定せず自由に回転可能としても良い。なお、ヒンジ装置１０にはこの他に、回転軸１４がある回転角度に達した際に回転軸１４の回転をホールドするためのカム部品や、カム部品により安定したホールドを得るためのバネ部品を備えても良い。この場合、これらカム部品及びバネ部品にもスリットを設けておくことが望ましい。
【００１６】
フレキシブル配線モジュール２０は、図４に示すように、複数本の電気配線を備え、配線長方向に離間する一対の端部領域Ａ（Ａ１，Ａ２）及び該端部領域Ａに挟まれた配線領域Ｂを有するフレキシブル配線板２１で構成されている。そして、フレキシブル配線板２１の配線領域Ｂに端部領域Ａ間を結ぶように貫通スリット２２が設けられ、これにより配線領域Ｂが複数の配線フィン２３に分割されている。
【００１７】
フレキシブル配線モジュール２０には、前記図１に示すように、配線フィン２３を配線領域Ｂの途中で束線帯２４により束線した束線領域Ｃを設けている。束線領域Ｃの可撓部は配線フィン２３が束ねられた領域であり、端部領域Ａの平面に対し法線（紙面に垂直）方向及び水平（紙面に並行）方向の両方の折り曲げ、及び、ヒンジ装置１０の回転軸方向に沿った捻回が可能なフレキシブル配線束となっている。なお、束線帯２４は、フレキシブル配線モジュール２０をヒンジ装置１０にセットした後に設けられるようになっている。
【００１８】
フレキシブル配線板２１には、例えばフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）を用いることができる。フレキシブル配線板２１は、例えばベースフィルムが２５μｍ厚のポリイミド、電気配線となるＣｕ箔が厚さ２５μｍ、カバーレイが２５μｍ厚のポリイミドという３層構造のラミネート体とし、ＦＰＣ全体の大きさが幅１０ｍｍで長さ１５０ｍｍとする。このＦＰＣに両端部のそれぞれ１０ｍｍを端部領域として残し、レーザーカッターにより０．１ｍｍ幅のスリット２２を１ｍｍピッチで設けることにより、０．９ｍｍ幅で１３０ｍｍ長の配線フィン２３が１０本形成される。
【００１９】
配線フィン２３の重ね方として、各々の配線フィン２３が隣接する配線フィン２３と表面と裏面を対向するように複数の配線フィン２３を重ねることができる。このとき、全ての配線フィン２３の幅がほぼ同一であることが望ましい。また、フレキシブル配線モジュール２０の端部領域Ａ１，Ａ２を、フレキシブル配線板２１の面内で、フレキシブル配線モジュール２０の配線長方向に対してそれぞれ９０度および−９０度方向に曲げ、フレキシブル配線モジュール２０をクランク状に配置することが望ましい。これらにより、フレキシブル配線板２１を束線した際に、一部の配線フィン２３に張力が集中するようなことがなくなる。また、複数の配線フィン２３の全てが同等に引っ張られるため、複数の配線フィン２３を束ねた領域において複数の配線フィン２３の整列性が良く、一部の配線フィン２３がばらけるようなこともない。
【００２０】
スリット２２を形成する部分には、Ｃｕなどの配線パターンを設けないようにしておくのは述べるまでもない。また、配線フィン２３は可撓性の観点から配線領域長の１／１０以下の幅とすることが実質的に必要であり、可能な限り配線領域長の１／１００以下の幅とすることが望ましい。なお、配線フィン２３の重ね方として、他の方法（例えば、各々の配線フィン２３が隣接する配線フィン２３と表面と表面若しくは裏面と裏面を対向するように複数の配線フィン２３を重ねる）を用いても良い。
【００２１】
次に、フレキシブル配線モジュール２０をヒンジ装置１０に配設する様子を、図５（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）は配線フィン２３の一部を挿入した状態、図５（ｂ）は配線フィン２３の全部を挿入した状態を示している。
【００２２】
フレキシブル配線モジュール２０をヒンジ装置１０に配設するには、図５（ａ）（ｂ）に示したように、フレキシブル配線モジュール２０の配線フィン２３を、１枚ずつ、ヒンジ装置１０の各部品に形成されたスリットを通してヒンジ装置１０内に配設していく。フレキシブル配線モジュール２０に用いたフレキシブル配線板２１の厚みは例えば７５μｍであり、ヒンジ装置１０のスリット幅は例えば０．１ｍｍもあれば十分である。このため、スリットを形成しても、回転軸１４のスリット１４２と第１のフレーム１１のスリット１１１が干渉して引っ掛かりが生じるようなことは無く、ヒンジ装置１０の動作に特に影響は無い。
【００２３】
なお、フレキシブル配線モジュール２０の配線フィン２３をヒンジ装置１０内に配設する際、必ずしも１枚ずつ配設する必要は無く、複数枚ずつ配線しても良い。フレキシブル配線モジュール２０の配線フィン２３を複数回に分けてヒンジ装置１０内に配設することで、全ての配線フィン２３を一度に配設する場合に比し、ヒンジ装置１０のスリット幅を小さくすることができる。
【００２４】
全ての配線フィン２３がヒンジ装置１０内に配設されたら、配線フィン２３を束線領域の端部で束線帯２４により束線する。具体的には、複数の配線フィン２３を並んでいる順に重ねながら寄せ集め、例えば束線帯２４としてテフロン（登録商標）のシールテープ等を用いて、前記図１に示すように２箇所又はそれ以上を束線する。束線領域Ｃの長さは例えば１００ｍｍとし、配線領域Ｂのほぼ中央に設けることが望ましい。このとき、配線フィン間のたるみや応力を取り除くために、束線帯２４には粘着剤のないテープを用い、リング状に形成した束線帯２４の内側で配線フィン２３が動けるようにしておくことが望ましい。
【００２５】
なお、束線帯２４の数は必要に応じて適宜変更可能である。また、束ねた複数の配線フィン２３がばらける恐れが無いか、ばらけても構わない場合は、束線帯２４を用いなくても良い。また、束線帯２４を用いて配線フィン２３を束線した後に、フレキシブル配線モジュールをヒンジ装置１０内に配設しても良い。
【００２６】
ここで、軸受け１３を第１のフレーム１１に対して回動可能に取り付けておけば、全ての配線フィン２３の回転軸１４内への設置の後に、軸受け１３を回動させることにより、軸受け１３のスリット１３２の位置を回転軸１４のスリット１４２の位置とずらすことができる。これにより、回転軸１４内へ挿入された配線フィン２３の抜けを確実に防止することが可能となる。
【００２７】
本実施形態のヒンジ付きフレキシブル配線モジュールでは、上述したように、スリット２２により分割された配線フィン２３を束ねて形成されたフレキシブル配線モジュール２０を、ヒンジ装置１０に設けられたスリットを通してヒンジ装置１０内に配設することが可能である。これにより、フレキシブル配線モジュール２０にダメージを与えることなくヒンジ装置１０にフレキシブル配線モジュール２０を配設可能である。
【００２８】
例えば、フレキシブル配線モジュール２０の両端部の幅がヒンジ装置１０の配線スペース（例えば、回転軸１４の内径）より大きい場合、フレキシブル配線モジュール２０の両端部を丸めたり折り曲げたりしてヒンジ装置１０内に配設する必要がある。このとき、フレキシブル配線板２１や、フレキシブル配線板２１上に搭載されたチップ部品などにダメージの入る恐れがあった。
【００２９】
これに対して本実施形態では、フレキシブル配線モジュール２０を筒状の回転軸１４の開口面から挿入するのではなく、回転軸１４の側面のスリットを通して回転軸１４内に挿入することができるため、フレキシブル配線板２１やチップ部品などにダメージの入る恐れはない。これにより、高信頼化を可能としたヒンジ装置及びヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールが実現可能になる。
【００３０】
また、本実施形態において、ヒンジ装置１０のスリット幅を大きくすれば種々の配線モジュールを当スリットを介して配設可能である。しかし、例えば細線同軸線を束ねて両端部にコネクタを接続した細線同軸モジュールを配設する場合、細線同軸線の外径（例えば３００μｍ）よりも大きいスリット幅（例えば４００μｍ）が必要になる。このため、ヒンジ装置の回転動作時に引っ掛かりが生じる、又は、ヒンジ装置の繰り返し動作に対する耐久性が低下するという問題がある。一方、フレキシブル配線モジュールを用いた場合、ヒンジ装置１０のスリット幅を非常に細くすることができ、スリット形成によるヒンジ装置１０の動作への影響を最小限に抑えることが可能になる。
【００３１】
このように本実施形態によれば、フレキシブル配線板２１の配線フィン２３を、ダメージを与えることなくヒンジ装置１０内に配設することができ、高信頼化をはかることができる。
【００３２】
（変形例）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
実施形態では、ヒンジ装置の第１及び第２のフレームに配線フィンを挿通するための貫通穴を設けたが、これらの穴は必ずしも必要ではない。例えば、軸受けや回転軸の側面をフレームの側面に固定するようにすれば、フレームに貫通穴が無くてもヒンジ装置の回転軸内への配線フィンの設置は可能である。さらに、フレームの形状は平板型やＬ型に限るものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。実施形態では１軸のみ回転可能なヒンジ装置を示したが、これとは別の回転軸を有し、２軸以上の回転が可能なヒンジ装置であっても良い。
【００３４】
また、フレキシブル配線モジュールとしては、必ずしも電気配線のみを有するものに限らず、光配線路を有するものにも適用可能である。例えば、前記図４に示すようなフレキシブル配線板の端部領域に光半導体素子を搭載し、配線フィンの一つに光配線路を設置した、いわゆるフレキシブル光電配線モジュールに適用することも可能である。同様に、電気配線を有するフレキシブル配線板と、光配線路を有するフレキシブル配線板とを貼り合わせたフレキシブル光電配線モジュールに適用することも可能である。
【００３５】
実施形態では、ヒンジ装置付きのフレキシブル配線モジュールの例を説明したが、ヒンジ装置は必ずしもフレキシブル配線モジュール用に限られるものではなく、スリットを通して回転軸内に入れることが可能な配線部材を有するものであれば適用可能である。例えば、実施形態では配線部材としてＦＰＣを用いたが、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）などを用いても本発明が適用可能である。また、細線同軸線を束ねて両端部にコネクタを接続した細線同軸モジュールを用いても、配設時に配線部材にダメージを与えないという効果を享受することができる。
【００３６】
実施形態ではＦＰＣのベースフィルムにポリイミドを用いたが、液晶ポリマーや他の樹脂を用いても構わない。さらに、ＦＰＣやＦＦＣの電気配線が単層でも多層でも構わない。また、実施形態ではフレキシブル配線板の基板形状のみ示し、電気配線などの配線パターンを省略して示したが、これは説明を簡単化するためのものであり、任意の配線を形成可能なことは述べるまでもない事である。
【００３７】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ヒンジ装置、１１…第１のフレーム、１２…第２のフレーム、１３…軸受け、１４…回転軸、２０…フレキシブル配線モジュール、２１…フレキシブル配線板、２２…スリット、２３…配線フィン、２４…束線帯、１１１，１２１…貫通穴、１１２，１２２，１３２，１４２…スリット。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール及びその製造方法、更にはヒンジ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やノートＰＣなどのモバイル機器において、本体とディスプレイ筐体を接続する可動部品としてヒンジ装置が用いられる。ヒンジ装置内部には、本体とディスプレイ筐体を接続する配線モジュールが配設される。ヒンジ装置内部に配設する配線モジュールとして、細線同軸線を束ねて両端部にコネクタを接続した細線同軸モジュールや、フレキシブルプリント配線板を用いたフレキシブル配線モジュールがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７７８２９号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９７６６号公報
【特許文献３】特開２０１１−６６０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明が解決しようとする課題は、フレキシブル配線板の配線フィンを、ダメージを与えることなくヒンジ装置内に配設することができ、高信頼化をはかり得るヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール及びその製造方法を提供することである。
【０００５】
また、発明が解決しようとする別の課題は、配線部材にダメージを与えることなく回転軸内に挿入することができ、高信頼化をはかり得るヒンジ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールは、複数本の電気配線を備え、配線長方向に離間する一対の端部領域及び該端部領域に挟まれた配線領域を有するフレキシブル配線板と、前記配線領域に前記端部領域間を結ぶように設けられ、前記配線領域を複数の配線フィンに分割する貫通スリットと、を備えたフレキシブル配線モジュールと、前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第１のフレームに取り付けられた軸受けと、前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第２のフレームに取り付けられ、且つ前記軸受けに回転自在に挿入された筒状の回転軸と、を備えたヒンジ装置と、を具備している。そして、前記配線フィンの一部領域が前記軸受け及び前記回転軸の各スリットを通して前記軸受け内及び前記回転軸内に挿入されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態に係わるヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールの概略構成を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に用いたヒンジ装置の構成を示す分解斜視図。
【図３】第１の実施形態に用いたヒンジ装置の構成を示す組立斜視図。
【図４】第１の実施形態に用いたフレキシブル配線モジュールの構成を示す平面図。
【図５】フレキシブル配線モジュールをヒンジ装置に配設する様子を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本実施形態の説明を行っていく。ここでは、幾つか具体的材料や構成を例に用いて説明を行っていくが、同様な機能を持つ材料や構成であれば同様に実施可能である。従って、以下の実施形態に限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わるヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールの概略構成を示す斜視図である。
【００１０】
図中の１０はヒンジ装置であり、このヒンジ装置１０は、図示しない筐体（例えば、信号処理プロセッサが収納された本体側）に取り付けられる第１のフレーム１１と、別の筐体（例えば、ディスプレスが収容されたディスプレイ筐体）に取り付けられる第２のフレーム１２と、第１のフレーム１１に取り付けられた軸受け１３、及び軸受け１３に回転自在に挿入されて第２のフレーム１２に固定された回転軸１４等から構成されている。
【００１１】
２０はフレキシブル配線モジュールであり、このモジュール２０は、フレキシブル配線板２１に貫通スリット２２を設けることにより複数の配線フィン２３を形成し、更に配線フィン２３を束線帯２４で束線することにより構成されている。そして、フレキシブル配線板２１の配線フィン２３は中央部が束ねられてヒンジ装置１０の軸受け１３及び回転軸１４内に挿入されている。
【００１２】
ヒンジ装置１０の具体的構成を、図２の分解斜視図及び図３の組立斜視図を参照して説明する。
【００１３】
第１のフレーム１１には、配線フィン２３を挿通するための貫通穴１１１と、この穴１１１内に配線フィン２３を入れるためのスリット１１２が設けられている。スリット１１２は、穴１１１からフレーム１１の側面に達するように設けられている。また、第２のフレーム１２にも同様に、配線フィン２３を挿通するための貫通穴１２１と、この穴１２１内に配線フィン２３を挿通するためのスリット１２２が設けられている。
【００１４】
第１のフレーム１１の貫通穴１１１と第２のフレーム１２の貫通穴１２１との間に軸受け１３が配設され、この軸受け１３は第１のフレーム１１に取り付けられている。回転軸１４は、第１のフレーム１１の穴１１１を通して軸受け１３内に回転自在に挿入され、第２のフレーム１２の穴１２１に固定されている。軸受け１３には、配線フィン２３を挿通するためのスリット１３２が軸方向に沿って設けられ、回転軸１４にも同様に、配線フィン２３を挿通するためのスリット１４２が軸方向に沿って設けられている。また、各スリット１１２，１２２，１３２，１４２の位置は一致し、連続する一つのスリットとして機能するようになっている。
【００１５】
回転軸１４は第２のフレーム１２の穴１２１に嵌合しており、第１のフレーム１１に対し第２のフレーム１２と一体になって回転する。軸受け１３は、第１のフレーム１１に固定されても良いし、固定せず自由に回転可能としても良い。なお、ヒンジ装置１０にはこの他に、回転軸１４がある回転角度に達した際に回転軸１４の回転をホールドするためのカム部品や、カム部品により安定したホールドを得るためのバネ部品を備えても良い。この場合、これらカム部品及びバネ部品にもスリットを設けておくことが望ましい。
【００１６】
フレキシブル配線モジュール２０は、図４に示すように、複数本の電気配線を備え、配線長方向に離間する一対の端部領域Ａ（Ａ１，Ａ２）及び該端部領域Ａに挟まれた配線領域Ｂを有するフレキシブル配線板２１で構成されている。そして、フレキシブル配線板２１の配線領域Ｂに端部領域Ａ間を結ぶように貫通スリット２２が設けられ、これにより配線領域Ｂが複数の配線フィン２３に分割されている。
【００１７】
フレキシブル配線モジュール２０には、前記図１に示すように、配線フィン２３を配線領域Ｂの途中で束線帯２４により束線した束線領域Ｃを設けている。束線領域Ｃの可撓部は配線フィン２３が束ねられた領域であり、端部領域Ａの平面に対し法線（紙面に垂直）方向及び水平（紙面に並行）方向の両方の折り曲げ、及び、ヒンジ装置１０の回転軸方向に沿った捻回が可能なフレキシブル配線束となっている。なお、束線帯２４は、フレキシブル配線モジュール２０をヒンジ装置１０にセットした後に設けられるようになっている。
【００１８】
フレキシブル配線板２１には、例えばフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）を用いることができる。フレキシブル配線板２１は、例えばベースフィルムが２５μｍ厚のポリイミド、電気配線となるＣｕ箔が厚さ２５μｍ、カバーレイが２５μｍ厚のポリイミドという３層構造のラミネート体とし、ＦＰＣ全体の大きさが幅１０ｍｍで長さ１５０ｍｍとする。このＦＰＣに両端部のそれぞれ１０ｍｍを端部領域として残し、レーザーカッターにより０．１ｍｍ幅のスリット２２を１ｍｍピッチで設けることにより、０．９ｍｍ幅で１３０ｍｍ長の配線フィン２３が１０本形成される。
【００１９】
配線フィン２３の重ね方として、各々の配線フィン２３が隣接する配線フィン２３と表面と裏面を対向するように複数の配線フィン２３を重ねることができる。このとき、全ての配線フィン２３の幅がほぼ同一であることが望ましい。また、フレキシブル配線モジュール２０の端部領域Ａ１，Ａ２を、フレキシブル配線板２１の面内で、フレキシブル配線モジュール２０の配線長方向に対してそれぞれ９０度および−９０度方向に曲げ、フレキシブル配線モジュール２０をクランク状に配置することが望ましい。これらにより、フレキシブル配線板２１を束線した際に、一部の配線フィン２３に張力が集中するようなことがなくなる。また、複数の配線フィン２３の全てが同等に引っ張られるため、複数の配線フィン２３を束ねた領域において複数の配線フィン２３の整列性が良く、一部の配線フィン２３がばらけるようなこともない。
【００２０】
スリット２２を形成する部分には、Ｃｕなどの配線パターンを設けないようにしておくのは述べるまでもない。また、配線フィン２３は可撓性の観点から配線領域長の１／１０以下の幅とすることが実質的に必要であり、可能な限り配線領域長の１／１００以下の幅とすることが望ましい。なお、配線フィン２３の重ね方として、他の方法（例えば、各々の配線フィン２３が隣接する配線フィン２３と表面と表面若しくは裏面と裏面を対向するように複数の配線フィン２３を重ねる）を用いても良い。
【００２１】
次に、フレキシブル配線モジュール２０をヒンジ装置１０に配設する様子を、図５（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図５（ａ）は配線フィン２３の一部を挿入した状態、図５（ｂ）は配線フィン２３の全部を挿入した状態を示している。
【００２２】
フレキシブル配線モジュール２０をヒンジ装置１０に配設するには、図５（ａ）（ｂ）に示したように、フレキシブル配線モジュール２０の配線フィン２３を、１枚ずつ、ヒンジ装置１０の各部品に形成されたスリットを通してヒンジ装置１０内に配設していく。フレキシブル配線モジュール２０に用いたフレキシブル配線板２１の厚みは例えば７５μｍであり、ヒンジ装置１０のスリット幅は例えば０．１ｍｍもあれば十分である。このため、スリットを形成しても、回転軸１４のスリット１４２と第１のフレーム１１のスリット１１１が干渉して引っ掛かりが生じるようなことは無く、ヒンジ装置１０の動作に特に影響は無い。
【００２３】
なお、フレキシブル配線モジュール２０の配線フィン２３をヒンジ装置１０内に配設する際、必ずしも１枚ずつ配設する必要は無く、複数枚ずつ配線しても良い。フレキシブル配線モジュール２０の配線フィン２３を複数回に分けてヒンジ装置１０内に配設することで、全ての配線フィン２３を一度に配設する場合に比し、ヒンジ装置１０のスリット幅を小さくすることができる。
【００２４】
全ての配線フィン２３がヒンジ装置１０内に配設されたら、配線フィン２３を束線領域の端部で束線帯２４により束線する。具体的には、複数の配線フィン２３を並んでいる順に重ねながら寄せ集め、例えば束線帯２４としてテフロン（登録商標）のシールテープ等を用いて、前記図１に示すように２箇所又はそれ以上を束線する。束線領域Ｃの長さは例えば１００ｍｍとし、配線領域Ｂのほぼ中央に設けることが望ましい。このとき、配線フィン間のたるみや応力を取り除くために、束線帯２４には粘着剤のないテープを用い、リング状に形成した束線帯２４の内側で配線フィン２３が動けるようにしておくことが望ましい。
【００２５】
なお、束線帯２４の数は必要に応じて適宜変更可能である。また、束ねた複数の配線フィン２３がばらける恐れが無いか、ばらけても構わない場合は、束線帯２４を用いなくても良い。また、束線帯２４を用いて配線フィン２３を束線した後に、フレキシブル配線モジュールをヒンジ装置１０内に配設しても良い。
【００２６】
ここで、軸受け１３を第１のフレーム１１に対して回動可能に取り付けておけば、全ての配線フィン２３の回転軸１４内への設置の後に、軸受け１３を回動させることにより、軸受け１３のスリット１３２の位置を回転軸１４のスリット１４２の位置とずらすことができる。これにより、回転軸１４内へ挿入された配線フィン２３の抜けを確実に防止することが可能となる。
【００２７】
本実施形態のヒンジ付きフレキシブル配線モジュールでは、上述したように、スリット２２により分割された配線フィン２３を束ねて形成されたフレキシブル配線モジュール２０を、ヒンジ装置１０に設けられたスリットを通してヒンジ装置１０内に配設することが可能である。これにより、フレキシブル配線モジュール２０にダメージを与えることなくヒンジ装置１０にフレキシブル配線モジュール２０を配設可能である。
【００２８】
例えば、フレキシブル配線モジュール２０の両端部の幅がヒンジ装置１０の配線スペース（例えば、回転軸１４の内径）より大きい場合、フレキシブル配線モジュール２０の両端部を丸めたり折り曲げたりしてヒンジ装置１０内に配設する必要がある。このとき、フレキシブル配線板２１や、フレキシブル配線板２１上に搭載されたチップ部品などにダメージの入る恐れがあった。
【００２９】
これに対して本実施形態では、フレキシブル配線モジュール２０を筒状の回転軸１４の開口面から挿入するのではなく、回転軸１４の側面のスリットを通して回転軸１４内に挿入することができるため、フレキシブル配線板２１やチップ部品などにダメージの入る恐れはない。これにより、高信頼化を可能としたヒンジ装置及びヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールが実現可能になる。
【００３０】
また、本実施形態において、ヒンジ装置１０のスリット幅を大きくすれば種々の配線モジュールを当スリットを介して配設可能である。しかし、例えば細線同軸線を束ねて両端部にコネクタを接続した細線同軸モジュールを配設する場合、細線同軸線の外径（例えば３００μｍ）よりも大きいスリット幅（例えば４００μｍ）が必要になる。このため、ヒンジ装置の回転動作時に引っ掛かりが生じる、又は、ヒンジ装置の繰り返し動作に対する耐久性が低下するという問題がある。一方、フレキシブル配線モジュールを用いた場合、ヒンジ装置１０のスリット幅を非常に細くすることができ、スリット形成によるヒンジ装置１０の動作への影響を最小限に抑えることが可能になる。
【００３１】
このように本実施形態によれば、フレキシブル配線板２１の配線フィン２３を、ダメージを与えることなくヒンジ装置１０内に配設することができ、高信頼化をはかることができる。
【００３２】
（変形例）
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
実施形態では、ヒンジ装置の第１及び第２のフレームに配線フィンを挿通するための貫通穴を設けたが、これらの穴は必ずしも必要ではない。例えば、軸受けや回転軸の側面をフレームの側面に固定するようにすれば、フレームに貫通穴が無くてもヒンジ装置の回転軸内への配線フィンの設置は可能である。さらに、フレームの形状は平板型やＬ型に限るものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。実施形態では１軸のみ回転可能なヒンジ装置を示したが、これとは別の回転軸を有し、２軸以上の回転が可能なヒンジ装置であっても良い。
【００３４】
また、フレキシブル配線モジュールとしては、必ずしも電気配線のみを有するものに限らず、光配線路を有するものにも適用可能である。例えば、前記図４に示すようなフレキシブル配線板の端部領域に光半導体素子を搭載し、配線フィンの一つに光配線路を設置した、いわゆるフレキシブル光電配線モジュールに適用することも可能である。同様に、電気配線を有するフレキシブル配線板と、光配線路を有するフレキシブル配線板とを貼り合わせたフレキシブル光電配線モジュールに適用することも可能である。
【００３５】
実施形態では、ヒンジ装置付きのフレキシブル配線モジュールの例を説明したが、ヒンジ装置は必ずしもフレキシブル配線モジュール用に限られるものではなく、スリットを通して回転軸内に入れることが可能な配線部材を有するものであれば適用可能である。例えば、実施形態では配線部材としてＦＰＣを用いたが、ＦＦＣ（Flexible Flat Cable）などを用いても本発明が適用可能である。また、細線同軸線を束ねて両端部にコネクタを接続した細線同軸モジュールを用いても、配設時に配線部材にダメージを与えないという効果を享受することができる。
【００３６】
実施形態ではＦＰＣのベースフィルムにポリイミドを用いたが、液晶ポリマーや他の樹脂を用いても構わない。さらに、ＦＰＣやＦＦＣの電気配線が単層でも多層でも構わない。また、実施形態ではフレキシブル配線板の基板形状のみ示し、電気配線などの配線パターンを省略して示したが、これは説明を簡単化するためのものであり、任意の配線を形成可能なことは述べるまでもない事である。
【００３７】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１０…ヒンジ装置、１１…第１のフレーム、１２…第２のフレーム、１３…軸受け、１４…回転軸、２０…フレキシブル配線モジュール、２１…フレキシブル配線板、２２…スリット、２３…配線フィン、２４…束線帯、１１１，１２１…貫通穴、１１２，１２２，１３２，１４２…スリット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の電気配線を備え、配線長方向に離間する一対の端部領域及び該端部領域に挟まれた配線領域を有するフレキシブル配線板と、前記配線領域に前記端部領域間を結ぶように設けられ、前記配線領域を複数の配線フィンに分割する貫通スリットと、を備えたフレキシブル配線モジュールと、
前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第１のフレームに取り付けられた軸受けと、前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第２のフレームに取り付けられ、且つ前記軸受けに回転自在に挿入された筒状の回転軸と、を備えたヒンジ装置と、
を具備し、前記配線フィンの一部領域が前記軸受け及び前記回転軸の各スリットを通して前記軸受け内及び前記回転軸内に挿入されていることを特徴とするヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール。
【請求項２】
前記第１のフレームが、前記配線フィンを挿通するための穴及び該穴内に前記配線フィンを入れるためのスリットを有し、
前記第２のフレームが、前記配線フィンを挿通するための穴及び該穴内に前記配線フィンを入れるためのスリットを有し、
前記配線フィンの一部領域が前記第１のフレーム、前記第２のフレーム、前記軸受け及び前記回転軸の各スリットを通して、前記第１，第２のフレームの各穴内、前記軸受け内及び前記回転軸内に挿入されていることを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール。
【請求項３】
前記スリットの幅は、前記配線フィンの１枚の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール。
【請求項４】
前記軸受けは、前記第１のフレームに回動自在に取り付けられ、前記軸受けを回動させることにより、前記軸受けと前記回転軸の各スリットの相対位置をずらすことが可能となっていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール。
【請求項５】
複数本の電気配線を備え、配線長方向に離間する一対の端部領域及び該端部領域に挟まれた配線領域を有するフレキシブル配線板と、前記配線領域に前記端部領域間を結ぶように設けられ、前記配線領域を複数の配線フィンに分割する貫通スリットと、を備えたフレキシブル配線モジュールと、
前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第１のフレームに取り付けられた軸受けと、前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第２のフレームに取り付けられ、且つ前記軸受けに回転自在に挿入された筒状の回転軸と、を備えたヒンジ装置と、
を用い、
前記配線フィンを複数回に分けて前記軸受け及び前記回転軸の各スリットを通して前記回転軸内に挿入することを特徴とするヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールの製造方法。
【請求項６】
第１のフレームと第２のフレームを回転自在に保持するヒンジ装置であって、
配線部材を通すためのスリットを有し、前記第１のフレームに取り付けられた軸受けと、
前記配線部材を通すためのスリットを有し、前記第２のフレームに取り付けられ、且つ前記軸受けに回転自在に挿入された筒状の回転軸と、
を具備したことを特徴とするヒンジ装置。
【請求項１】
複数本の電気配線を備え、配線長方向に離間する一対の端部領域及び該端部領域に挟まれた配線領域を有するフレキシブル配線板と、前記配線領域に前記端部領域間を結ぶように設けられ、前記配線領域を複数の配線フィンに分割する貫通スリットと、を備えたフレキシブル配線モジュールと、
前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第１のフレームに取り付けられた軸受けと、前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第２のフレームに取り付けられ、且つ前記軸受けに回転自在に挿入された筒状の回転軸と、を備えたヒンジ装置と、
を具備し、前記配線フィンの一部領域が前記軸受け及び前記回転軸の各スリットを通して前記軸受け内及び前記回転軸内に挿入されていることを特徴とするヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール。
【請求項２】
前記第１のフレームが、前記配線フィンを挿通するための穴及び該穴内に前記配線フィンを入れるためのスリットを有し、
前記第２のフレームが、前記配線フィンを挿通するための穴及び該穴内に前記配線フィンを入れるためのスリットを有し、
前記配線フィンの一部領域が前記第１のフレーム、前記第２のフレーム、前記軸受け及び前記回転軸の各スリットを通して、前記第１，第２のフレームの各穴内、前記軸受け内及び前記回転軸内に挿入されていることを特徴とする請求項１記載のヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール。
【請求項３】
前記スリットの幅は、前記配線フィンの１枚の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール。
【請求項４】
前記軸受けは、前記第１のフレームに回動自在に取り付けられ、前記軸受けを回動させることにより、前記軸受けと前記回転軸の各スリットの相対位置をずらすことが可能となっていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュール。
【請求項５】
複数本の電気配線を備え、配線長方向に離間する一対の端部領域及び該端部領域に挟まれた配線領域を有するフレキシブル配線板と、前記配線領域に前記端部領域間を結ぶように設けられ、前記配線領域を複数の配線フィンに分割する貫通スリットと、を備えたフレキシブル配線モジュールと、
前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第１のフレームに取り付けられた軸受けと、前記配線フィンを通すためのスリットを有し、第２のフレームに取り付けられ、且つ前記軸受けに回転自在に挿入された筒状の回転軸と、を備えたヒンジ装置と、
を用い、
前記配線フィンを複数回に分けて前記軸受け及び前記回転軸の各スリットを通して前記回転軸内に挿入することを特徴とするヒンジ装置付きフレキシブル配線モジュールの製造方法。
【請求項６】
第１のフレームと第２のフレームを回転自在に保持するヒンジ装置であって、
配線部材を通すためのスリットを有し、前記第１のフレームに取り付けられた軸受けと、
前記配線部材を通すためのスリットを有し、前記第２のフレームに取り付けられ、且つ前記軸受けに回転自在に挿入された筒状の回転軸と、
を具備したことを特徴とするヒンジ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９８４９３（Ｐ２０１３−９８４９３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２６２９（Ｐ２０１１−２４２６２９）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]