(57)【要約】【課題】電子部品の電極を導電パターンに容易に電気的に接続すると共に、固定用部材を用いずに電子部品を基板に直接固定することができ、且つ、高い圧力が繰り返し作用し続けても、電子部品の電極の導電パターンへの電気的に接続を維持することができる、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造を提供すること。【解決手段】フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造における、電子部品６０の電極部６３は、表側湾曲部４１と裏側湾曲部４５とに挟まれた状態で電極係合部４０に係合する。表側湾曲部４１の裏面、裏側湾曲部４５の表面のうちの少なくとも一方は、電子部品６０の電極部６３に当接可能な導電パターン２２１、２３１を有し、導電パターンと電極部６３とは、半田等の電気的接続物を介さずに直接当接することにより電気的に接続される。【選択図】図３
2017010997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面とを有する平板状を有し、弾性的に湾曲可能なフレキシブルプリント基板と、
前記フレキシブルプリント基板の一部により構成された電極係合部と、
前記電極係合部に係合可能な電極部を有し、前記フレキシブルプリント基板の表面と裏面とを結ぶ方向に、前記電極係合部に係合した状態で前記電極係合部とともに押圧される電子部品と、を備え、
前記電極係合部は、前記電子部品に関して前記フレキシブルプリント基板の表面側に湾曲可能な表側湾曲部と、前記電子部品に関して前記フレキシブルプリント基板の裏面側に湾曲可能な裏側湾曲部と、を備え、前記電子部品の電極部は、前記表側湾曲部と前記裏側湾曲部とに挟まれた状態で前記電極係合部に係合し、
前記表側湾曲部の前記裏面、前記裏側湾曲部の前記表面のうちの少なくとも一方は、前記電子部品の電極部に当接可能な導電パターンを有し、前記導電パターンと前記電極部とは、半田等の電気的接続物を介さずに直接当接することにより電気的に接続される、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造。
【請求項２】
前記電子部品は、圧電素子により構成され表面と裏面とを有する圧電体板を備える圧電素子発電部品であり、
前記電子部品の前記電極部は、前記圧電体板の表面に電気的に接続され固定された表側電極と、前記圧電体板の裏面に電気的に接続され固定された裏側電極と、を有する請求項１に記載のフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造。
【請求項３】
前記圧電体板は円盤形状を有し、
前記表側電極は、前記圧電体板よりも直径が小さい円盤形状を有し、前記圧電体板の表面の中央に前記圧電体板と同軸的な位置関係を有して存在し、
前記裏側電極は、前記圧電体板よりも直径が大きい円盤形状を有し、前記圧電体板と同軸的な位置関係を有し、前記電子部品の周縁部の全周にわたって存在し、
前記表側湾曲部は、前記圧電体板の表面に沿った方向において前記表側電極の中央部分に当接可能に、前記表側電極に対向配置されている請求項２に記載のフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造。
【請求項４】
前記表側湾曲部は、前記電子部品の周方向に等間隔で複数存在し、
前記裏側湾曲部は、前記電子部品の周方向において隣り合う一の前記表側湾曲部と他の前記表側湾曲部との間に位置している請求項２又は請求項３に記載のフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をフレキシブルプリント基板へ固定し、且つ、電子部品をフレキシブルプリント基板の導電パターンに電気的に接続する、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品の電極が半田等により基板の導電パターンに電気的に接続される電気的接続構造が知られている。例えば、電子部品としての巻線型インダクタの端子電極は、半田によって実装ランドに電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。また、基板に固定された固定用部材が用いられて、電子部品が固定用部材によって基板に固定される、電子部品の基板への固定構造が知られている。プリント基板に固定された固定用部材としての電池ターミナルにより、電子部品としてのボタン電池が保持されることにより、ボタン電池は、プリント基板に固定される（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０８４７０１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５２８１９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、特許文献１に記載の技術では、電子部品の電極を導電パターンに電気的に接続するために、リフロー半田付け処理等による半田付けを行わなければならず、電子部品及び基板を有する製品の製造を簡素化することは困難であり、製品の製造に係るコストを低減することは困難であった。また、特許文献２に記載の技術では、電子部品を基板に固定するための固定用部材が必要であり、電子部品及び基板を有する製品の部品点数を減らすことは困難であり、製品の製造に係るコストを低減することは困難であった。
【０００５】
また、特許文献１、特許文献２に記載された技術を、電子部品及び基板が人の足に踏まれる等、電子部品及び基板に高い圧力が繰り返し作用するマットスイッチ等の製品に応用することは困難である。特許文献１に記載の技術では、半田付けされた部分が人の足に踏まれ続けることにより繰り返し変形され、金属疲労や変形等により電気的接続を維持できなくなるおそれがあるからである。また、特許文献２に記載の技術では、金属により構成された固定用部材が人の足に踏まれ続けることにより繰り返し変形され、金属疲労や変形等により電子部品を基板に固定することができなくなるおそれがあるからである。
【０００６】
本発明は、電子部品の電極を導電パターンに容易に電気的に接続すると共に、固定用部材を用いずに電子部品を基板に直接固定することができ、且つ、高い圧力が繰り返し作用し続けても、電子部品の電極の導電パターンへの電気的に接続を維持することができる、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、表面と裏面とを有する平板状を有し、弾性的に湾曲可能なフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板の一部により構成された電極係合部と、前記電極係合部に係合可能な電極部を有し、前記フレキシブルプリント基板の表面と裏面とを結ぶ方向に、前記電極係合部に係合した状態で前記電極係合部とともに押圧される電子部品と、を備え、前記電極係合部は、前記電子部品に関して前記フレキシブルプリント基板の表面側に湾曲可能な表側湾曲部と、前記電子部品に関して前記フレキシブルプリント基板の裏面側に湾曲可能な裏側湾曲部と、を備え、前記電子部品の電極部は、前記表側湾曲部と前記裏側湾曲部とに挟まれた状態で前記電極係合部に係合し、前記表側湾曲部の前記裏面、前記裏側湾曲部の前記表面のうちの少なくとも一方は、前記電子部品の電極部に当接可能な導電パターンを有し、前記導電パターンと前記電極部とは、半田等の電気的接続物を介さずに直接当接することにより電気的に接続される、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造に関する。
【０００８】
ここで、前記電子部品は、圧電素子により構成され表面と裏面とを有する圧電体板を備える圧電素子発電部品であり、前記電子部品の前記電極部は、前記圧電体板の表面に電気的に接続され固定された表側電極と、前記圧電体板の裏面に電気的に接続され固定された裏側電極と、を有することが好ましい。
【０００９】
また、前記圧電体板は円盤形状を有し、前記表側電極は、前記圧電体板よりも直径が小さい円盤形状を有し、前記圧電体板の表面の中央に前記圧電体板と同軸的な位置関係を有して存在し、前記裏側電極は、前記圧電体板よりも直径が大きい円盤形状を有し、前記圧電体板と同軸的な位置関係を有し、前記電子部品の周縁部の全周にわたって存在し、前記表側湾曲部は、前記圧電体板の前記表面に沿った方向において前記表側電極の中央部分に当接可能に、前記表側電極に対向配置されていることが好ましい。
【００１０】
また、前記表側湾曲部は、前記電子部品の周方向に等間隔で複数存在し、前記裏側湾曲部は、前記電子部品の周方向において隣り合う一の前記表側湾曲部と他の前記表側湾曲部との間に位置していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子部品の電極を導電パターンに容易に電気的に接続すると共に、固定用部材を用いずに電子部品を基板に直接固定することができ、且つ、高い圧力が繰り返し作用し続けても、電子部品の電極の導電パターンへの電気的に接続を維持することができる、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態によるフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態によるフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１を示す底面図である。
【図３】本発明の実施形態によるフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１を有するマットスイッチ１０を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態によるフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１におけるフレキシブルプリント基板２０を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態によるフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１におけるフレキシブルプリント基板２０を示す底面図である。
【図６】本発明の実施形態によるフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１において、圧電素子発電部品６０のフレキシブルプリント基板２０への固定のやり方を変えた様子を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態によるフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１において、圧電素子発電部品６０のフレキシブルプリント基板２０への固定のやり方を変えた様子を示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について図１〜図７を参照して説明する。図１等に示すように、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１は、人等によって踏まれることにより、人の存在を認識可能なマットスイッチ１０（図３参照）の内部に収容されている。
【００１４】
図３に示すように、マットスイッチ１０は、下板１１と、第１緩衝材１２と、下側中央緩衝材１３と、フレキシブルプリント基板２０と、圧電素子発電部品６０と、第２緩衝材１４と、第３緩衝材１５と、上板１６とを有している。下板１１は、例えば、アクリル板により構成されている。第１緩衝材１２は、弾性変形可能な弾性部材、例えば、板状のプレーンゴム等により構成されている。下側中央緩衝材１３は、第１緩衝材１２よりも柔らかい弾性部材により構成されており、例えば、スポンジ等により構成されている。第１緩衝材１２及び下側中央緩衝材１３は、電子部品としての圧電素子発電部品６０が図３の下方へ押圧されたときには、圧電素子発電部品６０を構成する後述の圧電体板６１に長辺方向伸び振動や厚み方向振動等が作用することを許容する。
【００１５】
第２緩衝材１４は、弾性変形可能な弾性部材により構成されており、例えば、シリコンゴムにより構成された略円盤形状を有している。第３緩衝材１５は、第２緩衝材１４を構成する弾性部材よりも硬い、弾性変形可能な弾性部材により構成されており、例えば、板状のプレーンゴム等により構成されている。上板１６は、第１緩衝材１２、第２緩衝材１４よりは硬質ではあるが、人の体重が下方へ向かって作用したときには弾性変形可能な、板状の弾性部材により構成されており、例えば、下板１１と同一の材質の、アクリル板により構成されている。
【００１６】
マットスイッチ１０を構成するフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１は、図１に示すように、フレキシブルプリント基板２０（以下、「ＦＰＣ基板２０」と言う）と、電極係合部４０（図４等参照）と、電子部品としての圧電素子発電部品６０と、を有している。
【００１７】
圧電素子発電部品６０は、圧電体板６１と、電極部としての表側電極６２と、電極部としての裏側電極６３と、を有している。圧電体板６１は、円盤形状を有する圧電素子により構成されている。圧電体板６１は、圧電体板６１にいわゆる長辺方向伸び振動、厚み方向振動、径方向振動、縦振動、厚みすべり振動等が作用することにより発電する。表側電極６２は、例えば、ニッケル合金等により構成されている。表側電極６２は、圧電体板６１よりも直径が小さい円盤形状を有している。表側電極６２は、圧電体板６１の表面の中央に圧電体板６１と同軸的な位置関係を有して存在しており、圧電体板６１の表面に電気的に接続され固定されている。裏側電極６３は、圧電体板６１よりも直径が大きい円盤形状を有している。裏側電極６３は、例えば、真鍮等により構成されている。裏側電極６３は、圧電体板６１と同軸的な位置関係を有して、圧電体板６１の裏面に電気的に接続され固定されており、圧電体板６１の裏面の全面を覆っている。従って平面視では裏側電極６３は、電子部品の周縁部の全周にわたって存在している。圧電体板６１、表側電極６２、及び、裏側電極６３を合わせた圧電素子発電部品６０の厚さは、１ｍｍ未満であり、圧電素子発電部品６０は、非常に薄く構成されている。
【００１８】
ＦＰＣ基板２０は、基材２１と、導電パターンである上面電極２２（図４参照）及び下面電極２３（図５参照）と、を有している。基材２１は、表面と裏面とを有する平板状を有しており、基材２１の表面はＦＰＣ基板２０の表面を構成し、基材２１の裏面はＦＰＣ基板２０の裏面を構成する。基材２１は、ポリイミドフィルムにより構成されており、弾性的に湾曲可能である。１枚のＦＰＣ基板２０には、図１〜図３に示すように、圧電体板６１の表面及び裏面に基材２１の表面及び裏面が平行な位置関係とされて、３行３列で、計９枚の圧電素子発電部品６０が固定される。
【００１９】
図４等に示すように、基材２１の部分であって圧電素子発電部品６０が固定される部分には、貫通孔２１３が形成されている。貫通孔２１３は、平面視で略円形状を有しており、基材２１の表面と裏面とを結ぶ方向へ基材２１を貫通している。また、基材２１は、表側電極対向部２１１と周縁接続部２１２とを有している。表側電極対向部２１１は、貫通孔２１３の略中央に配置されており、略円盤形状を有している。周縁接続部２１２は、一直線状を有しており、周縁接続部２１２の一端部は、表側電極対向部２１１に一体的に接続されており、周縁接続部２１２の他端部は、貫通孔２１３の周縁を形成している基材２１の部分に一体的に接続されている。周縁接続部２１２の他端部の付け根の部分は、この部分から基材２１が裂けることを抑えるための、円形状に切り欠かれた裂け止め２６６が一対形成されている。
【００２０】
上面電極２２及び下面電極２３は、銅箔により構成されている。上面電極２２は、図４に示すように、基材２１の上面に形成されており、電子部品周囲部２２１と、電子部品中央上方配置部２２２と、表面配線部２２３と、を有している。また、下面電極２３は、図５に示すように、基材２１の下面に形成されており、裏面電子部品周囲部２３１と、電子部品中央対向部２３２と、裏面配線部２３３と、を有している。
【００２１】
図１に示すように、電子部品周囲部２２１は、ＦＰＣ基板２０の表面において、ＦＰＣ基板２０に係合して固定されている各圧電素子発電部品６０の周囲を取り囲むように形成されており、平面視でＣ字形状を有している。同様に、図２に示すように、裏面電子部品周囲部２３１は、ＦＰＣ基板２０の裏面において、ＦＰＣ基板２０に係合して固定されている各圧電素子発電部品６０の周囲を取り囲むように形成されており、底面視でＣ字形状を有している。電子部品周囲部２２１と裏面電子部品周囲部２３１とは、スルーホール２６１（図１等参照）を介して、互いに電気的に接続されている。
【００２２】
図４に示すように、電子部品中央上方配置部２２２は、ＦＰＣ基板２０の表面であって表側電極対向部２１１の部分に存在する。電子部品中央上方配置部２２２は、表側電極対向部２１１よりも直径の小さな円盤形状を有しており、表側電極対向部２１１と同軸的な位置関係を有している。同様に電子部品中央対向部２３２は、図５に示すように、ＦＰＣ基板２０の裏面であって表側電極対向部２１１の部分に存在する。従って、電子部品中央対向部２３２は、ＦＰＣ基板２０に係合して固定されている各圧電素子発電部品６０の表側電極６２の上面に対向配置されている。電子部品中央対向部２３２は、表側電極対向部２１１よりも直径の小さな円盤形状を有しており、表側電極対向部２１１と同軸的な位置関係を有している。電子部品中央上方配置部２２２と電子部品中央対向部２３２とは、スルーホール２６１を介して、互いに電気的に接続されている。
【００２３】
表面配線部２２３の一部及び裏面配線部２３３の一部は、各圧電素子発電部品６０の周囲の電子部品周囲部２２１及び裏面電子部品周囲部２３１同士を電気的に接続している。具体的には、図４等に示すように、表面配線部２２３の一部の一端部は、電子部品周囲部２２１に一体的に電気的に接続されている。そして、圧電素子発電部品６０から離間するように、基材２１の表面（上面）に沿って延び、後述の整流回路２６５（図１参照）に電気的に接続されている。基材２１の裏面（下面）においては、裏面配線部２３３は、裏面電子部品周囲部２３１には、電気的に接続されていない。
【００２４】
また、表面配線部２２３の他の部分及び裏面配線部２３３の他の部分は、各圧電素子発電部品６０の表側電極６２に対向する表側電極対向部２１１に存在する電子部品中央上方配置部２２２同士を電気的に接続している。具体的には、図４に示すように、表面配線部２２３の他の部分の一端部は、表側電極対向部２１１に存在する電子部品中央上方配置部２２２に一体的に電気的に接続されている。そして、表面配線部２２３は、周縁接続部２１２の表面（上面）に沿って、貫通孔２１３の周縁を形成している基材２１の部分の表面（上面）上に延び、後述の整流回路２６５（図１参照）に電気的に接続されている。これに対して裏面配線部２３３は、電子部品中央対向部２３２とは電気的に接続されておらず、従って、周縁接続部２１２の裏面（下面）には存在しない。このため、後述のように、周縁接続部２１２をＦＰＣ基板２０の表面側に湾曲させて圧電素子発電部品６０の裏側電極６３に対向させているときに、裏面配線部２３３は、裏側電極６３に電気的に接続されないように構成されている。
【００２５】
表面配線部２２３の一部と裏面配線部２３３の一部とは、スルーホール２６１を介して、互いに電気的に接続されている。表面配線部２２３の他の部分と裏面配線部２３３の他の部分とは、スルーホール２６１を介して、互いに電気的に接続されている。また、表面配線部２２３の一部には、コネクタ２６２が電気的に接続されている。また、表面配線部２２３の一部には、４つのダイオード２６３が電気的に接続されており、整流回路２６５が構成されている。これにより、各圧電素子発電部品６０は、それぞれ整流回路２６５を介して電気的に直列接続されており、マットスイッチ１０内に設けられた小型省電力型の送信機（図示せず）に電気的に接続されている。従って、マットスイッチ１０が人の足に踏まれることによって、第３緩衝材１５が圧電体板６１を下方へ押圧し、電子部品としての圧電素子発電部品６０の圧電体板６１に高い圧力が作用して圧電体板６１が変形することにより、電荷及び電圧が発生する。発生した電荷及び電圧は、これによりマットスイッチ１０内に設けられた小型省電力型の送信機（図示せず）に供給され、送信機は電波を送信する。送信した電波は、マットスイッチ１０から所定の距離だけ離れた位置に配置された受信機（図示せず）によって受信され、マットスイッチ１０が人に踏まれたことが検出される。
【００２６】
電極係合部４０は、ＦＰＣ基板２０の一部により構成されており、各圧電素子発電部品６０の裏側電極６３に係合可能である。具体的には、電極係合部４０は、表側湾曲部としての第１湾曲部と、裏側湾曲部としての第２湾曲部と、を備えている。第１湾曲部は、電子部品中央上方配置部２２２及び電子部品中央対向部２３２が設けられた表側電極対向部２１１を有している。表側湾曲部を構成する電子部品周囲部２２１、電子部品中央上方配置部２２２、及び、電子部品中央対向部２３２は、電極係合部４０において圧電素子発電部品６０がＦＰＣ基板２０に固定されていないときには、図４、図５に示すように、貫通孔２１３の中央からオフセットした位置に存在する。電極係合部４０において圧電素子発電部品６０がＦＰＣ基板２０に固定されることにより、圧電素子発電部品６０の厚みにより、周縁接続部２１２が湾曲し、図１に示すように、第１湾曲部の電子部品中央対向部２３２は、ＦＰＣ基板２０の表面に沿った方向において、圧電素子発電部品６０の表側電極６２の中央部分に当接可能である。この当接により、電子部品中央対向部２３２は、圧電素子発電部品６０の表側電極６２に電気的に接続される。
【００２７】
また、第１湾曲部は、略半円形状部４１を有している。略半円形状部４１は、基材２１の貫通孔２１３の周囲の周方向、即ち、電子部品としての圧電素子発電部品６０の周方向に等間隔で３つ存在しており、それぞれ略半円形状を有して貫通孔２１３の中央に向かって、貫通孔２１３の周囲から突出している。図４に示すように、略半円形状部４１の突出方向における基部の表面側には、電子部品周囲部２２１の一部が存在している。図５に示すように、略半円形状部４１の突出方向における基部の裏面側には、裏面電子部品周囲部２３１の一部が存在している。
【００２８】
各略半円形状部４１の付け根の部分は、この部分から基材２１が裂けることを抑えるための、円形状に切り欠かれた裂け止め２６６が、それぞれ一対ずつ形成されている。一対の裂け止め２６６の間の中央位置には、スルーホール２６１が形成されており、このスルーホール２６１を介して、電子部品周囲部２２１と裏面電子部品周囲部２３１とは、互いに電気的に接続されている。図３に示すように、第１湾曲部を構成する略半円形状部４１は、略半円形状部４１の付け根の部分を基準として、電極係合部４０に係合する各圧電素子発電部品６０に関して、ＦＰＣ基板２０の表面側である上側に湾曲可能である。
【００２９】
より詳細には、略半円形状部４１は、各圧電素子発電部品６０の裏側電極６３の表面側（上側）に、略半円形状部４１に存在している下面電極２３の裏面電子部品周囲部２３１の一部が当接するように、湾曲可能である。即ち、略半円形状部４１の裏面は、各圧電素子発電部品６０の裏側電極６３に当接可能な導電パターンを有している。同様に、第１湾曲部を構成する表側電極対向部２１１は、周縁接続部２１２の付け根の部分を基準として、電極係合部４０に係合する各圧電素子発電部品６０に関して、ＦＰＣ基板２０の表面側である上側に湾曲可能である。より詳細には、表側電極対向部２１１は、各圧電素子発電部品６０の裏側電極６３の表面側（上側）に、表側電極対向部２１１に存在している下面電極２３の電子部品中央対向部２３２が当接するように、湾曲可能である。
【００３０】
第２湾曲部は、各圧電素子発電部品６０に関してＦＰＣ基板２０の裏面側に湾曲可能である。具体的には、裏側湾曲部は、貫通孔２１３の周囲を構成するＦＰＣ基板２０の部分であって、貫通孔２１３の周方向、即ち、電子部品としての圧電素子発電部品６０の周方向において、隣り合う略半円形状部４１同士の間に位置するＦＰＣ基板２０の部分である略半円形状部間周縁部４５を有している。略半円形状部間周縁部４５は、隣り合う略半円形状部４１同士の間における、貫通孔２１３の周縁と、略半円形状部４１の周縁の一部と、裂け止め２６６と裂け止め２６６とを結ぶ弧とにより囲まれる部分（図４、図５において薄く塗りつぶした部分）により構成されている。略半円形状部間周縁部４５の表面側には、電子部品周囲部２２１の一部が存在している。略半円形状部間周縁部４５の裏面側には、裏面電子部品周囲部２３１の一部が存在している。なお、図４、図５においては、略半円形状部間周縁部４５について、説明の便宜上、１か所のみ塗りつぶして図示しているが、略半円形状部間周縁部４５は、１か所のみではなく、１つの貫通孔２１３に対して３つずつ存在している。
【００３１】
略半円形状部間周縁部４５は、略半円形状部間周縁部４５の付け根の部分を基準として、電極係合部４０に係合する各圧電素子発電部品６０に関して、ＦＰＣ基板２０の裏面側である図３の下側に湾曲可能である。より詳細には、略半円形状部間周縁部４５は、各圧電素子発電部品６０の裏側電極６３の裏面側（下側）に、略半円形状部間周縁部４５に存在している上面電極２２の電子部品周囲部２２１の一部が当接するように、湾曲可能である。即ち、略半円形状部間周縁部４５の表面は、各圧電素子発電部品６０の裏側電極６３に当接可能な導電パターンを有している。なお、図３においては、第２湾曲部を構成する略半円形状部間周縁部４５は、第１緩衝材１２の上面に当接して支持されているため、説明の便宜上、略半円形状部間周縁部４５を、湾曲していないように図示している。
【００３２】
電子部品としての圧電素子発電部品６０は、図３に示すように、ＦＰＣ基板２０の表面側に湾曲した表側湾曲部としての第１湾曲部の略半円形状部４１及び表側電極対向部２１１と、ＦＰＣ基板２０の裏面側に湾曲した裏側湾曲部としての第２湾曲部の略半円形状部間周縁部４５とによって、ＦＰＣ基板２０の表面側及び裏面側から挟まれた状態とされることにより、電極係合部４０に係合し固定されている。これにより、半田や導電ペースト等の電気的接続物が用いられずに、半田や導電ペースト等の電気的接続物を介さずに、電子部品としての圧電素子発電部品６０の裏側電極６３が、第１湾曲部に存在している裏面電子部品周囲部２３１の一部と、第２湾曲部に存在している電子部品周囲部２２１の一部とにそれぞれ直接当接することにより、裏側電極６３は、電子部品周囲部２２１及び裏面電子部品周囲部２３１に電気的に接続される。
【００３３】
上記構成による、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１において、電子部品としての圧電素子発電部品６０は、以下のようにして電極係合部４０に係合され固定される。先ず第１湾曲部を構成する２つの略半円形状部４１及び表側電極対向部２１１を、ＦＰＣ基板２０の表面側に湾曲させる。これと同時に２つの略半円形状部４１の間に位置している略半円形状部間周縁部４５と、この略半円形状部間周縁部４５にそれぞれ隣接する２つの略半円形状部間周縁部４５を、ＦＰＣ基板２０の裏面側に湾曲させる。この状態となっている前述の２つの略半円形状部４１と略半円形状部間周縁部４５との間に、電子部品としての圧電素子発電部品６０の裏側電極６３を挿入する。このとき、残りの２つの略半円形状部間周縁部４５も、圧電素子発電部品６０の裏側電極６３の裏面側（下側）に位置させる。そして、残りの１つの略半円形状部４１をＦＰＣ基板２０の表面側に湾曲させる。これにより、圧電素子発電部品６０の裏側電極６３の表面側（上側）に位置する３つの略半円形状部４１、及び、表側電極対向部２１１と、圧電素子発電部品６０の裏側電極６３の裏面側（下側）に位置する３つの略半円形状部間周縁部４５と、により、ＦＰＣ基板２０の表面側と裏面側とを結ぶ方向において、圧電素子発電部品６０の裏側電極６３が挟持されて、ＦＰＣ基板２０の電極係合部４０に固定される。この際、電子部品としての圧電素子発電部品６０は、ＦＰＣ基板２０の電極係合部４０から容易に外れることはないが、半田や導電ペースト等が使用されていないため、電極係合部４０に対して着脱可能である。
【００３４】
そして、上記構成による、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１を有するマットスイッチ１０は、以下の様に使用される。マットスイッチ１０においては、ＦＰＣ基板２０は、ＦＰＣ基板２０の表面が上面とされ、ＦＰＣ基板２０の裏面が下面とされて使用される。即ち、マットスイッチ１０においてＦＰＣ基板２０は、ＦＰＣ基板２０の表面から裏面へ向って（図３の上から下へ向って）、人等により踏まれ、ＦＰＣ基板２０には、この方向に荷重が作用する。
【００３５】
この際、表側電極対向部２１１の電子部品中央対向部２３２は、圧電素子発電部品６０の表側電極６２に既に当接しているが、マットスイッチ１０が人等により踏まれることにより、圧電素子発電部品６０は、フレキシブルプリント基板の表面と裏面とを結ぶ方向に、電極係合部４０に係合した状態で電極係合部４０とともに押圧される。表側電極対向部２１１の電子部品中央対向部２３２は、圧電素子発電部品６０の表側電極６２に、より強く押しつけられる。これにより、電子部品中央対向部２３２の表側電極６２への接触圧が高まる。同様に、略半円形状部４１に存在する裏面電子部品周囲部２３１の一部は、圧電素子発電部品６０の裏側電極６３の表面側（上側）に、より強く押しつけられる。これにより、裏面電子部品周囲部２３１の裏側電極６３への接触圧が高まる。また、略半円形状部間周縁部４５に存在している上面電極２２の電子部品周囲部２２１の一部は、圧電素子発電部品６０の裏側電極６３の裏面側（下側）に、より強く押しつけられる。これにより、電子部品周囲部２２１の裏側電極６３への接触圧が高まる。
【００３６】
このとき、マットスイッチ１０が人等により踏まれることにより、第３緩衝材１５等が表側電極対向部２１１を介して圧電素子発電部品６０の中央部を図３の下方向へ押圧して、圧電素子発電部品６０の圧電体板６１には、いわゆる長辺方向伸び振動、厚み方向振動、径方向振動、縦振動、厚みすべり振動等が作用し、圧電体板６１が変形し、圧電体板６１において電圧及び電荷が発生する。前述のように、電子部品中央対向部２３２の表側電極６２への接触圧と、裏面電子部品周囲部２３１の裏側電極６３への接触圧と、電子部品周囲部２２１の裏側電極６３への接触圧と、が高まっているため、損失が少ない状態で、電圧及び電荷が圧電体板６１から上面電極２２及び下面電極２３へ取り出される。
【００３７】
また、電子部品としての圧電素子発電部品６０の電極係合部４０への係合は、上述した実施形態による係合とは異なる、別の方法による係合が可能である。たとえば、図６〜図７に示すように、略半円形状部間周縁部４５及び表側電極対向部２１１によって表側湾曲部が構成され、略半円形状部４１によって裏側湾曲部が構成されるように、圧電素子発電部品６０を電極係合部４０に係合させることが可能である。
【００３８】
これにより、ＦＰＣ基板２０の表面側に湾曲した、略半円形状部間周縁部４５及び表側電極対向部２１１と、ＦＰＣ基板２０の裏面側に湾曲した略半円形状部４１とで、圧電素子発電部品６０の裏側電極６３を、ＦＰＣ基板２０の表面と裏面とを結ぶ方向である図３の上下方向から挟むような位置関係で、電極係合部４０は、圧電素子発電部品６０の裏側電極６３を保持する。これにより、半田や導電ペースト等が用いられずに、電子部品としての圧電素子発電部品６０の裏側電極６３が、略半円形状部間周縁部４５に存在している裏面電子部品周囲部２３１の一部と、略半円形状部４１に存在している電子部品周囲部２２１の一部と、にそれぞれ直接当接することにより、電気的に接続される。
【００３９】
上記構成の本実施形態によるフレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１によれば、以下のような効果を得ることができる。
前述のように、フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造１は、表面と裏面とを有する平板状を有し、弾性的に湾曲可能なＦＰＣ基板２０と、ＦＰＣ基板２０の一部により構成された電極係合部４０と、電極係合部４０に係合可能な電極部としての裏側電極６３を有し、ＦＰＣ基板２０の表面と裏面とを結ぶ方向に、電極係合部４０に係合した状態で電極係合部４０とともに押圧される電子部品としての圧電素子発電部品６０と、を備えている。電極係合部４０は、圧電素子発電部品６０に関してＦＰＣ基板２０の表面側に湾曲可能な表側湾曲部としての略半円形状部４１と、圧電素子発電部品６０に関してＦＰＣ基板２０の裏面側に湾曲可能な裏側湾曲部としての略半円形状部間周縁部４５と、を備える。圧電素子発電部品６０の裏側電極６３は、表側湾曲部（略半円形状部４１）と裏側湾曲部（略半円形状部間周縁部４５）とに挟まれた状態で電極係合部４０に係合する。表側湾曲部（略半円形状部４１）の裏面、及び、裏側湾曲部（略半円形状部間周縁部４５）の表面には、圧電素子発電部品６０の電極部（裏側電極６３）に当接可能な導電パターン（裏面電子部品周囲部２３１、電子部品周囲部２２１）を有し、導電パターンと電極部とは、半田等の電気的接続物を介さずに直接当接することにより電気的に接続される。
【００４０】
この構成により、電子部品としての圧電素子発電部品６０の電極部（裏側電極６３）が、表側湾曲部を構成する第１湾曲部（略半円形状部４１）と裏側湾曲部を構成する第２湾曲部（略半円形状部間周縁部４５）とに挟まれた状態で電極係合部４０に係合することで、ＦＰＣ基板２０に圧電素子発電部品６０を固定することができる。このため、ＦＰＣ基板２０に圧電素子発電部品６０を固定するための固定用部材を、ＦＰＣ基板２０に別途設けずに済み、圧電素子発電部品６０及びＦＰＣ基板２０を有する製品の部品点数を減らすことができる。この結果、ＦＰＣ基板への電子部品の電気的接続構造１を有するマットスイッチ１０等の製品の製造に係るコストを低減することができる。
【００４１】
また、電子部品としての圧電素子発電部品６０の電極部（裏側電極６３）が、表側湾曲部を構成する第１湾曲部（略半円形状部４１）と裏側湾曲部を構成する第２湾曲部（略半円形状部間周縁部４５）とに挟まれた状態で電極係合部４０に係合されるため、半田や導電ペースト等を使用せずに、圧電素子発電部品６０の電極部（裏側電極６３）に、第１湾曲部に存在する裏面電子部品周囲部２３１、及び、第２湾曲部に存在する電子部品周囲部２２１を当接させることができ、これにより、裏側電極６３に、裏面電子部品周囲部２３１、及び電子部品周囲部２２１を電気的に接続させることができる。この結果、リフロー半田付け処理等による半田付けの工程を省くことができ、ＦＰＣ基板への電子部品の電気的接続構造１を有するマットスイッチ１０等の製品の製造に係るコストを低減することができる。
【００４２】
更に、圧電素子発電部品６０は、ＦＰＣ基板２０の表面と裏面とを結ぶ方向に、電極係合部４０とともに押圧される。このため、電子部品としての圧電素子発電部品６０の電極部（裏側電極６３）は、高い接触圧でＦＰＣ基板２０の導電パターン（裏面電子部品周囲部２３１、電子部品周囲部２２１）に押しつけられる。この結果、圧電素子発電部品６０の電極部（裏側電極６３）と、ＦＰＣ基板２０の導電パターン（裏面電子部品周囲部２３１、電子部品周囲部２２１）と、の電気的接続をより確実とすることができる。
【００４３】
そして、ＦＰＣ基板２０への電子部品の電気的接続構造１においては、半田や導電ペーストが用いられていないため、半田付けされた部分が繰り返し変形されて、半田付けされた部分が金属疲労等により、ＦＰＣ基板２０の導電パターンと、電子部品としての圧電素子発電部品６０の裏側電極６３と、の電気的接続が維持できなくなることはない。また、圧電素子発電部品６０をＦＰＣ基板２０に固定するための固定用部材が用いられていないため、人の足に踏まれ続けることにより、金属により構成された固定用部材が繰り返し変形され、固定用部材が金属疲労や変形等により電子部品（圧電素子発電部品６０）をＦＰＣ基板２０に固定することができなくなることもない。従って、ＦＰＣ基板への電子部品の電気的接続構造１を備えるマットスイッチ１０等の製品の耐久性を高めることができる。
【００４４】
更に、電子部品としての圧電素子発電部品６０は、半田や導電ペースト等が使用されていないため、電極係合部４０に対して着脱可能である。このため、電子部品としての圧電素子発電部品６０が破損等した場合であっても、容易に圧電素子発電部品６０を交換することができる。
【００４５】
また、電子部品は、圧電素子により構成され表面と裏面とを有する圧電体板６１を備える圧電素子発電部品６０であり、電子部品の電極部は、圧電体板６１の表面に電気的に接続され固定された表側電極６２と、圧電体板６１の裏面に電気的に接続され固定された裏側電極６３と、を有する。
【００４６】
この構成により、ＦＰＣ基板２０への電子部品の電気的接続構造１は、マットスイッチ１０を構成する。特にマットスイッチ１０においては、圧電素子発電部品６０を構成する圧電体板６１の変形を前提として電荷及び電圧が発生してマットスイッチ１０として機能するため、圧電素子発電部品６０は、電極係合部４０を有するＦＰＣ基板２０とともに人の足に踏まれ、圧電素子発電部品６０及びＦＰＣ基板２０には、高い圧力が繰り返し作用する。このような過酷な使用環境においても、ＦＰＣ基板２０の導電パターンと電子部品としての圧電素子発電部品６０の裏側電極６３との電気的接続を維持することができ、マットスイッチ１０の耐久性を高めることができる。
【００４７】
また、圧電体板６１は円盤形状を有する。表側電極６２は、圧電体板６１よりも直径が小さい円盤形状を有し、圧電体板６１の表面の中央に圧電体板６１と同軸的な位置関係を有して存在する。裏側電極６３は、圧電体板６１よりも直径が大きい円盤形状を有し、圧電体板６１と同軸的な位置関係を有し、電子部品としての圧電素子発電部品６０の周縁部の全周にわたって存在する。表側湾曲部を構成する電子部品周囲部２２１、電子部品中央上方配置部２２２、及び、電子部品中央対向部２３２は、圧電体板６１の表面に沿った方向において表側電極６２の中央部分に当接可能に、表側電極６２に対向配置されている。
【００４８】
この構成により、圧電体板６１を有し所定の厚みを有する圧電素子発電部品６０の電極部（裏側電極６３）が、第１湾曲部（略半円形状部４１）と第２湾曲部（略半円形状部間周縁部４５）とに挟まれた状態で電極係合部４０に係合したときに、圧電素子発電部品６０の厚みにより、第１湾曲部を構成する周縁接続部２１２がＦＰＣ基板２０の表面側に大きく湾曲しても、表側電極対向部２１１を、圧電体板６１の表面に沿った方向において表側電極６２の中央部分に位置させることができる。
【００４９】
また、表側湾曲部としての略半円形状部４１は、電子部品（圧電素子発電部品６０）の周方向に等間隔で複数存在する。裏側湾曲部としての略半円形状部間周縁部４５は、圧電素子発電部品６０の周方向において隣り合う一の表側湾曲部（略半円形状部４１）と他の表側湾曲部（略半円形状部４１）との間に位置している。
【００５０】
この構成により、表側湾曲部としての第１湾曲部（略半円形状部４１）と、裏側湾曲部としての第２湾曲部（略半円形状部間周縁部４５）とを電子部品としての圧電素子発電部品６０の周方向に交互に配置させることができる。この構成により圧電素子発電部品６０を、第１湾曲部と第２湾曲部とで確実に挟むようにして、ＦＰＣ基板２０に固定することができる。
【００５１】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲において変形が可能である。
例えば、本実施形態では、表側湾曲部を構成する略半円形状部４１には、電子部品周囲部２２１の一部と、裏面電子部品周囲部２３１の一部との両方が存在していたが、これに限定されない。同様に、裏側湾曲部を構成する略半円形状部間周縁部４５には、電子部品周囲部２２１の一部と、裏面電子部品周囲部２３１の一部との両方が存在していたが、これに限定されない。表側湾曲部の裏面、裏側湾曲部の表面のうちの少なくとも一方が、電子部品の電極部に当接可能な導電パターンを有していればよい。
【００５２】
また、ＦＰＣ基板の構成や電極係合部の構成は、本実施形態による電極係合部４０の構成に限定されない。例えば、略半円形状部４１は、貫通孔２１３の周方向に３つ設けられていたが、３つに限定されない。３つ以上であれば、電子部品が電極係合部から外れにくい状態で、電極係合部に電子部品を係合させ、固定させることができる。同様に、１枚のＦＰＣ基板２０には、３行３列で、計９枚の圧電素子発電部品６０が固定されたが、この構成に限定されない。また、電子部品は、圧電素子発電部品６０に限定されない。電子部品は、例えば、電極係合部４０に係合可能な電極部を有し、フレキシブルプリント基板の表面と裏面とを結ぶ方向に、電極係合部４０とともに押圧されることが前提となるものであればよい。従って、例えば、電子部品及び電極係合部４０が押圧されていないときには、表側電極対向部２１１は、表側電極６２から離間していて、押圧されたときに、表側電極６２に当接して電気的に接続されるようにしてもよい。
【００５３】
各部材を構成する材料は、本実施形態における各部材を構成する材料に限定されない。例えば、基材２１は、ポリイミドフィルムにより構成されていたが、これに限定されない。基材として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが用いられてもよい。同様に、導電パターンとしての上面電極２２及び下面電極２３は、銅箔により構成されていたが、これに限定されない。例えば、導電パターンとして、アルミ箔や導電インク等が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１      フレキシブルプリント基板への電子部品の電気的接続構造
２０      ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント基板）
４０      電極係合部
４１      略半円形状部（表側湾曲部）
４５      略半円形状部間周縁部（裏側湾曲部）
６０      圧電素子発電部品
６３      裏側電極（電極部）
２１１      表側電極対向部（表側湾曲部）
２２１      電子部品周囲部（導電パターン）
２２２      電子部品中央上方配置部（表側湾曲部）
２３１      裏面電子部品周囲部（導電パターン）
２３２      電子部品中央対向部（導電パターン）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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