(57)【要約】【課題】プリント基板のレイアウトの制約を緩和しつつ、プリント基板の組み立て及び分解の容易化を図ることができるようにすること。【解決手段】第１プリント基板（２１）と、第１プリント基板に電気的に接続される第２プリント基板（２２）とを備えて温度調節計（１０）が構成される。温度調節計は、第１プリント基板の主面となる後面に第２プリント基板の前端面を対向させた状態で組み立てられる。第１プリント基板の後面にはパッド（２４）が設けられ、第２プリント基板の前端面には端面パッド（３２）が設けられる。パッド及び端面パッドの間に異方性導電シート（２３）を挟んでパッド及び端面パッドの間で通電する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１プリント基板と、該第１プリント基板に電気的に接続される第２プリント基板とを備え、前記第１プリント基板の主面に前記第２プリント基板の端面を対向させた状態で組み立てる制御機器において、
前記第１プリント基板の主面と、前記第２プリント基板の端面とにそれぞれパッドを設け、これらパッド間に異方性導電シートを挟んで該パッド間で通電することを特徴とする制御機器。
【請求項２】
所定の外部端子が接続される接続端子を更に含み、
前記外部端子は、所定方向に延びる端子を受容して該端子と通電可能な被差込部を備え、
前記接続端子は、前記第２プリント基板の一部として形成された挿入部を備え、該挿入部は、前記被差込部に差し込まれて通電可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の制御機器。
【請求項３】
前記第２プリント基板の前記端面には、前記異方性導電シートを受容する受容部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御機器。
【請求項４】
前記第２プリント基板の前記パッドは、切欠きによって複数に分離されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の制御機器。
【請求項５】
前記接続端子は、タブ状に複数形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の制御機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相互に電気的に接続される複数のプリント基板を備えた制御機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、各種の制御機器においては、プリント基板からなる主基板及び子基板をフロントケース及びリアケースの内部に備えたものが利用されている。同文献において、主基板は、フロントケースのフロントパネルと平行に配置され、主基板の後面側に複数の子基板が設けられている。子基板は、その前端部を主基板の後面に対向させた状態で、コネクタを介して主基板に電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２８１３７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、上述したコネクタによる接続では、両方の基板にコネクタを実装するため、各基板においてコネクタが占める領域が広くなる。このため、コネクタによって基板のレイアウトに制約を受け、部品実装の効率を上げることが難しくなる、という問題がある。
【０００５】
ところで、主基板と子基板との他の接続方法として、各基板の導体パターンとなるパッド間に跨って半田付けを行う場合がある。この半田付けは、主基板に対する子基板の固定と電気的な接続との両方を兼ねている。
【０００６】
ところが、半田付けにあっては、その作業が手間になる上、ある程度の技能者でないと半田付けが不良状態になる可能性が高い、という問題がある。また、基板の回路に問題がある場合等、主基板から子基板を分解する際には、パッドに付着した半田をきれいに取り除かなければならず、分解が困難になるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、プリント基板のレイアウトの制約を緩和しつつ、プリント基板の組み立て及び分解の容易化を図ることができる制御機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の制御機器は、第１プリント基板と、該第１プリント基板に電気的に接続される第２プリント基板とを備え、前記第１プリント基板の主面に前記第２プリント基板の端面を対向させた状態で組み立てる制御機器において、前記第１プリント基板の主面と、前記第２プリント基板の端面とにそれぞれパッドを設け、これらパッド間に異方性導電シートを挟んで該パッド間で通電することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、上述のように異方性導電シートを挟むことで第１プリント基板と第２プリント基板とが通電するので、従来の半田付け作業を省略することができる。これにより、半田付けに比べ、各プリント基板を電気的に接続することが容易となるばかりでなく、分解の際の半田の除去作業がなくなるので各プリント基板の分解も容易にすることができる。従って、第１プリント基板と第２プリント基板との組み立てと、第１プリント基板からの第２プリント基板の分解との両方について効率化を図ることができる。また、第１プリント基板及び第２プリント基板に対し、これらを接続するコネクタの実装も不要となり、コネクタに起因する各プリント基板のレイアウトの制約をなくすことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、異方性導電シートを挟んで各プリント基板を接続したので、プリント基板のレイアウトの制約を緩和しつつ、プリント基板の組み立て及び分解の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る温度調節計を前方から見た図である。
【図２】実施の形態に係る温度調節計を後方から見た図である。
【図３】実施の形態に係る温度調節計を側方から見た図である。
【図４】実施の形態に係る温度調節計の分解側面図である。
【図５】実施の形態に係る温度調節計の分解平面図である。
【図６】第１プリント基板を後方から見た図である。
【図７】図７Ａは、第２プリント基板を側方から見た部分拡大図であり、図７Ｂは、図７Ａの第２プリント基板を前方から見た図である。
【図８】第２プリント基板の製作の中途段階を示す説明図である。
【図９】第１プリント基板及び第２プリント基板を組み合わせた状態を後方から見た図である。
【図１０】図１０Ａは、異方性導電シートの平面図であり、図１０Ｂは、異方性導電シートの断面図である。
【図１１】外部端子を接続した温度調節計を側方から見た図である。
【図１２】外部端子の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る制御機器の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。以下の実施の形態では、制御機器として温度調節計を採用した場合を説明するが、制御機器としては、タイマーや、圧力計等の測定器を採用する等、下述するようにプリント基板の組み立て及び分解を行える限りにおいて種々の機器を採用することができる。実施の形態に係る温度調節計は、温度センサや熱電対等からの入力に対し、ヒータなどに出力を行って温度制御する装置である。なお、以下の説明において、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」は、各図において矢印で示した方向を基準として用いる。但し、以下の実施の形態での各構成の向きは、一例にすぎず、任意の向きに変更することができる。
【００１３】
図１〜図３は、実施の形態に係る温度調節計を示す図であり、図１は前方から、図２は後方から、図３は、側方から見た図である。図１から図３に示すように、温度調節計（制御機器）１０は、フロントケース１１（ケース、図２では不図示）と、リアケース１２（ケース、図１では不図示）とを備えている。
【００１４】
フロントケース１１の前面側には、測定値や設定値を表示する表示領域や、オペレータにより操作されるボタン等が設けられる。リアケース１２は、前後方向に延びる四角い筒状の角筒部１２ａと、角筒部１２ａの前方に連なって設けられたフランジ部１２ｂとを備えている。角筒部１２ａの後方には、左右方向に延びる複数の仕切り板１２ｃが連なって形成されている。仕切り板１２ｃは、所定間隔を隔てて上下に並んで設けられ、上下方向に隣り合う仕切り板１２ｃの間に後述する接続端子４０が配置されている。
【００１５】
図４は、実施の形態に係る温度調節計の分解側面図であり、図５は、実施の形態に係る温度調節計の分解平面図である。図４に示すように、フロントケース１１は、後面側の上下二箇所位置から後方に延びる支持片部１５を備えている。図５に示すように、支持片部１５における左右両側には、前後方向に直線的に延びる外側支持穴１５ａがそれぞれ形成されている。支持片部１５において各外側支持穴１５ａより左右方向内側には、上面視でコ字状をなす内側支持穴１５ｂがそれぞれ形成されている。各支持穴１５ａ、１５ｂは、支持片部１５の厚み方向に貫通して形成され、また、上下の支持片部１５それぞれに同様に形成されている。
【００１６】
フロントケース１１の上下両面には爪部１１ａが形成されている（図５では下方の爪部を不図示）。一方、リアケース１２におけるフランジ部１２ｂの上下両側には、爪部１１ａを受容可能な角穴１２ｄ（図５では下方の角穴を不図示）が形成される。角穴１２ｄ内に爪部１１ａを受容させて嵌め込むことで、フロントケース１１及びリアケース１２が図３に示す状態に組み立てられる。
【００１７】
温度調節計１０は、上下及び左右方向に沿って主面が形成された１枚の第１プリント基板２１と、上下及び前後方向に沿って主面が形成された２枚の第２プリント基板２２とを備えている。各プリント基板２１、２２は、フロントケース１１及びリアケース１２が組み立てられた状態で、それらの内部に収容される。このとき、第１プリント基板２１における後面（後方の主面）に、第２プリント基板２２の前端面が対向し、それらは異方性導電シート２３を介して電気的に接続される。接続方法については後述する。
【００１８】
第１プリント基板２１における前面（前方の主面）には、上述のボタンに応じたスイッチの他、上述の表示領域を形成するためのランプ、ディスプレイが実装されている。
【００１９】
図６は、第１プリント基板を後方から見た図である。図６に示すように、第１プリント基板２１は、概略方形状に形成され、上下の両端には凸部２１ａが２つずつ形成されている。これら凸部２１ａは、支持片部１５の内側支持穴１５ｂ（図５参照）の内部に受容されて嵌り合い、この嵌り合った状態で支持片部１５に第１プリント基板２１が支持される。第１プリント基板２１の上下両端において、凸部２１ａより左右方向外側には凹部２１ｂがそれぞれ形成されている。第１プリント基板２１の後面において左右両端に沿う位置には、複数のパッド２４が所定間隔を隔てて上下に並んで形成されている。パッド２４は、銅箔等によって形成されて第１プリント基板２１の導体パターンの一部を構成する。なお、図６を含む第１プリント基板２１、第２のプリント基板２２を表す各図において、それらの面内に形成される導体パターンは、必要に応じて一部だけを図示している。
【００２０】
図４に戻り、第２プリント基板２２の上下両端における前方位置には、凹状の切欠部２２ａがそれぞれ形成されている。また、第２プリント基板２２の上下両端において前端から後方に向かって傾斜縁２２ｂが形成されている。切欠部２２ａ及び傾斜縁２２ｂを形成したことによって、切欠部２２ａより前方の領域が挿入部２２ｃとされて外側支持穴１５ａ（図５参照）に挿入可能に形成される。挿入部２２ｃでは、第２プリント基板２２の前端から後方に向かって傾斜縁２２ｂが形成され、この傾斜縁２２ｂが挿入部２２ｃを外側支持穴１５ａに挿入するためのガイドとなる。
【００２１】
図７Ａは、第２プリント基板を側方から見た部分拡大図であり、図７Ｂは、図７Ａの第２プリント基板を前方から見た図である。図７Ａに示すように、第２プリント基板２２の左右方向外側となる側面（側方の主面）において前端に沿う位置には、複数のパッド２６が所定間隔を隔てて上下に並んで形成されている。上下に隣り合うパッド２６の間それぞれには、凹状に切り欠くように絶縁凹部２７（切欠き）が形成されている。最上位の絶縁凹部２７の上側及び最下位の絶縁凹部２７の下側には、前方に突出する突部２８がそれぞれ形成されている。突部２８は、第１プリント基板２１の凹部２１ｂ（図６参照）内に挿入可能とされ、突部２８が凹部２１ｂに挿入されると、第１プリント基板２１に対する第２プリント基板２２の上下及び左右方向の変位が規制される。
【００２２】
上下の突部２８の間には、上下に細長い領域で凹むようになる受容部３０が形成される。この受容部３０の内部には、異方性導電シート２３（図４参照）が受容される。受容部３０の深さ（前後幅）は、異方性導電シート２３の厚さより大きい若しくは該厚さと略同一に形成されている。
【００２３】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、上下に隣り合う絶縁凹部２７の間の前端面には、パッド２６に連なって端面パッド３２が形成される。相互に連なるパッド２６と端面パッド３２とは電気的に導通している。上下に隣り合う端面パッド３２は、絶縁凹部２７によって絶縁が確保される。
【００２４】
ここで、第２プリント基板２２の製作について、図８を参照して以下に説明する。図８は、第２プリント基板の製作の中途段階を示す説明図である。図８に示すように、所定サイズの基板Ｐに対して複数の第２プリント基板２２の面付けを行い、パッド２６を含む所要の導体パターンを形成する。図８中点線で示す位置、すなわち、第２プリント基板２２の上下両端及び突部２８周りにＶカットＣを施す。また、基板Ｐにおいて、切欠部２２ａ及び傾斜縁２２ｃに対応する位置に型抜きによって穴Ｂを形成し、パッド２６の前方隣接位置に型抜きによって長穴Ｄを形成する。そして、長穴Ｄの内壁に導電性メッキを施すスルーホールメッキを行う。
【００２５】
その後、ＶカットＣで分割してからルータ等の加工装置を用い、上下に隣り合うパッド２６の間それぞれに図７に示す絶縁凹部２７を形成する。かかる絶縁凹部２７の形成によって、スルーホールメッキが絶縁凹部２７で複数に分離された状態となり、この分離されたスルーホールメッキそれぞれが端面パッド３２として形成される。
【００２６】
図９は、第１プリント基板及び第２プリント基板を組み合わせた状態を後方から見た図である。図９に示すように、異方性導電シート２３は、第１プリント基板２１の後面の左右両端に沿う上下に細長い形状に形成され、全てのパッド２４に接触して覆うように設けられる。図４及び図５では図示の便宜上、異方性導電シート２３に網点を付して表す。図４及び図５に示すように、異方性導電シート２３は、第１プリント基板２１の後面と第２プリント基板２２の前端面とによって挟み込まれる。この挟み込まれた状態で、異方性導電シート２３は、受容部３０（図５では不図示）の内部に受容され凹状をなす受容部３０の底側に接触した状態となる。つまり、異方性導電シート２３の後面が受容部３０の底側に形成される端面パッド３２と面接触し、異方性導電シート２３の前面が第１プリント基板２１のパッド２４に面接触する。
【００２７】
図１０Ａは、異方性導電シートの平面図であり、図１０Ｂは、異方性導電シートの断面図である。異方性導電シート２３は、樹脂等の絶縁体からなるシート本体３３と、シート本体３３の厚み方向に貫通する導電体からなる複数の導電体３４とを備えている。シート本体３３の材質としては、シリコンゴムを例示でき、導電体３４としては、金メッキ線を例示できる。複数の導電体３４は、シート本体３３の面内における直交する二方向に対して所定間隔毎に設けられている。異方性導電シート２３は、シート本体３３の厚み方向に対して導電体３４による導電性を発揮し、シート本体３３の面方向に対し、シート本体３３による導電体３４間の絶縁性を発揮する。なお、異方性導電シート２３は、厚み方向には導電性で面方向には絶縁性が保たれる異方性が形成されるのであれば、他の構成を採用してもよい。
【００２８】
図４に戻り、第２プリント基板２２は、その後端にタブ状に形成される複数（本実施の形態では６つ）の接続端子４０を備えている。接続端子４０は、矩形状を呈して後方に突出する挿入部４１と、挿入部４１の左右の少なくとも一方の面に形成される導電面部４２とを備えている。挿入部４１の外縁は、第２プリント基板２２を製作する際の型抜き等の加工によって形成され、導電面部４２は第２プリント基板２２における導体パターンの一部として形成される。従って、挿入部４１及び導電面部４２は、第２プリント基板２２に一体に連なり第２プリント基板２２の一部として形成される。上下に隣り合う接続端子４０の間には、隙間が形成され、この隙間内に仕切り板１２ｃが配置される（図３参照）。
【００２９】
ここで、図１１及び図１２を参照して接続端子４０に接続される外部端子５０について説明する。図１１は、外部端子を接続した温度調節計を側方から見た図である。図１２は、外部端子の概略斜視図である。外部端子５０は、本実施の形態では、電線５１の一端部に圧着によって接合される圧着端子により構成される。外部端子５０は、略平坦に形成される平板部５０ａと、平板部５０ａの幅方向両端側を曲げ加工して形成される立ち上がり部５０ｂとを備えている。立ち上がり部５０ｂの先端側は、半円弧状に形成されている。立ち上がり部５０ｂの先端と平板部５０ａとの間には、接続端子４０（図１２では不図示）の厚みと概略同一となる隙間が形成され、この隙間が被差込部５０ｃとされる。被差込部５０ｃは、前後方向に延びる接続端子４０の上下両端側を受容し、挿入部４１が被差込部５０ｃに差し込まれた状態になる。この状態において外部端子５０と導電面部４２（図１２では不図示）とが接触して通電可能となる。
【００３０】
ところで、従来の外部配線の接続にあっては、プリント基板に挿入実装によって端子台を設け、この端子台のネジ部分に丸型圧着端子を接続していた。この接続にあっては、ネジの着脱が煩雑になる他、ネジの紛失やネジ山を壊してしまう等の問題があった。この点、上記実施の形態の接続端子４０によれば、外部端子５０の抜き差し操作によって、それらの接続及びその解除を簡単且つ短時間で行うことができる。しかも、接続端子４０は第２プリント基板２２の一部として形成されるので、製作工程及び構造の簡略化を図ることができ、製品コストの削減を図ることができる。
【００３１】
続いて、温度調節計１０の組み立て方法を説明する。先ず、図５において、フロントケース１１内に第１プリント基板２１を収容し、支持片部１５の内側支持穴１５ｂの内部に凸部２１ａを受容させる。これにより、フロントケース１１内での第１プリント基板２１の前後方向の変位が規制される。
【００３２】
次いで、第１プリント基板２１の後面におけるパッド２４（図９参照）に対応する位置に異方性導電シート２３を配置してから、第１プリント基板２１の後面に第２プリント基板２２の前端面を対向させる。そして、第１プリント基板２１の凹部２１ｂ（図６参照）に、第２プリント基板２２の突部２８を挿入して嵌合しつつ、外側支持穴１５ａに挿入部２２ｃを挿入して嵌合する。これにより、フロントケース１１に対する第１プリント基板２１の変位が規制され、フロントケース１１及び第１プリント基板２１に対する第２プリント基板２２の変位も規制される。従って、各プリント基板２１、２２が組み立てられつつ、それらとフロントケース１１とが一体化したユニットとして組当てられた状態になる。
【００３３】
この状態で、第１プリント基板２１のパッド２４（図６参照）と第２プリント基板２２の端面パッド３２（図７参照）との間に異方性導電シート２３が挟まり、パッド２４と端面パッド３２との間で電気的に接続される。言い換えると、パッド２４と端面パッド３２とは、異方性導電シート２３の導電体３４（図１０参照）を介して通電した状態となる。なお、異方性導電シート２３は、面方向に絶縁性を発揮するのでパッド２４同士や端面パッド３２同士で短絡が生じることはない。
【００３４】
上述のように組み立てたフロントケース１１と各プリント基板２１、２２とのユニットを、第２プリント基板２２の後端側からリアケース１２内に挿入する。そして、角穴１２ｄ内に爪部１１ａを受容させて嵌め込むことで、フロントケース１１及びリアケース１２が組み立てられる。この状態で、図３に示すように、上下方向に隣り合う仕切り板１２ｃの間に接続端子４０が配置されて露出するようになる。
【００３５】
各プリント基板２１、２２を分解する場合には、先ず、工具等を用いて角穴１２ｄと爪部１１ａとの嵌め込みを解除し、リアケース１２とフロントケース１１とを分解し、各プリント基板２１、２２をリアケース１２から抜き出す。そして、フロントケース１１における上下の支持片部１５を上下方向に意図的に拡げつつ、外側支持穴１５ａから挿入部２２ｃを抜き出すよう第２プリント基板２２を後方に引っ張る。これにより、外側支持穴１５ａと挿入部２２ｃとの位置決めが解除され、第１プリント基板２１から第２プリント基板２２が分解される。
【００３６】
以上のように、上記実施の形態によれば、各プリント基板２１、２２を組み立てるにあたり、半田付けを不要とすることができる。これにより、各プリント基板２１、２２の組み立てや分解の作業労力を少なくできる上、接続状態を安定的に維持することができる。また、コネクタを実装せずに接続したので、コネクタを実装しない分、各プリント基板２１、２２で部品実装のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００３７】
本発明は上記実施の形態に限定されず種々変更して実施することが可能である。また、上記実施の形態で説明した数値、寸法、材質、方向については特に制限はない。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【００３８】
例えば、接続端子４０の形状は、上記実施の形態のように第２プリント基板２２と一体に形成される限りにおいて、側面視で先端を半円弧状に形成する等、種々の形状を採用することができる。
【００３９】
また、第２プリント基板２２は１枚としたり、３枚以上設けて第１プリント基板２１に接続したりするようにしてもよい。更に、第２プリント基板２２の向きは、水平方向に向ける等変更してもよい。
【００４０】
また、凹部２７は、切欠きによって隣り合う端面パッド３２を分離する限りにおいて、他の形状としてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０  温度調節計（制御機器）
１１  フロントケース（ケース）
１２  リアケース（ケース）
２１  第１プリント基板
２２  第２プリント基板
２３  異方性導電シート
２４  パッド
２７  絶縁凹部（切欠き）
３０  受容部
３２  端面パッド
４０  接続端子
４１  挿入部
５０  外部端子
５０ｃ  被差込部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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