JP2009005270A - 携帯端末用アンテナ及び携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】線状体を螺旋状に巻回した円筒形のアンテナエレメントとその端部外周に設けられるスリーブとを確実に固着することができると共に、安価で、歩留まりの高い安定した製造を行うことができる携帯端末用アンテナを提供する。
【解決手段】携帯端末の筐体に設けられる携帯端末用アンテナであって、帯状体を螺旋状に巻回して構成される円筒形の第１アンテナエレメント２１と、第１アンテナエレメント２１の上端部外周に設けられる上側スリーブ２２と、第１アンテナエレメント２１の下端部外周に設けられる下側スリーブ２３とを有し、上側スリーブ２１と下側スリーブ２３を第１アンテナエレメント２１にスポット溶接により固着し、直線状の第２アンテナエレメント３０を上側スリーブ２２を介して第１アンテナエレメント２１内に伸縮可能に取り付け、ホルダー５０と接触する接触部４０と連結するための連結体２４を下側スリーブ２３に固着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯端末用アンテナ及び携帯端末用アンテナを備える携帯端末に関する。

携帯電話機など携帯端末の筐体に設けられるアンテナとして、線状体を螺旋状に巻回した円筒形のアンテナエレメントを有するものが知られている。例えば特許文献１には、線状体を螺旋状に巻回した円筒形のアンテナエレメントと、弾性材で形成した直線状のアンテナエレメントとを有し、前記円筒形のアンテナエレメントの端部外周にスリーブを固着し、前記スリーブを介して前記円筒形のアンテナエレメント内に前記直線状のアンテナエレメントを伸縮可能に取り付ける携帯端末用アンテナが開示されている。

特開平１１−３３０８２２号公報

ところで、上記線状体を螺旋状に巻回した円筒形のアンテナエレメントの端部外周にスリーブを固着する場合、前記スリーブ内に前記円筒形のアンテナエレメントの先端近傍を嵌め込み、嵌め込み部分のスリーブの内周面と前記アンテナエレメントの外周面とを接着剤で接着して行うのが一般的である。しかしながら、前記円筒形のアンテナエレメントと前記スリーブとを接着剤で接着する場合、接着剤が前記円筒形のアンテナエレメント内に入り込んでしまうことがあるため、製造工程の安定性に欠けるという問題がある。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、線状体を螺旋状に巻回した円筒形のアンテナエレメントと、前記円筒形のアンテナエレメントの端部外周に設けられるスリーブとを確実に固着することができると共に、安価で、歩留まりの高い安定した製造を行うことができる携帯端末用アンテナ及びその携帯端末用アンテナを備える携帯端末を提供することを目的とする。

本発明の携帯端末用アンテナは、携帯端末の筐体に設けられる携帯端末用アンテナであって、線状体を螺旋状に巻回して構成される円筒形のアンテナエレメントと、前記円筒形のアンテナエレメントの端部外周に設けられるスリーブとを有し、前記円筒形のアンテナエレメントと前記スリーブとを溶接若しくは半田付け若しくは鑞付けにより固着することを特徴とする。

また、本発明の携帯端末用アンテナは、前記スリーブを前記円筒形のアンテナエレメントの上端部外周に設けて固着すると共に、前記上端部外周のスリーブを介して直線状のアンテナエレメントを前記アンテナエレメント内に伸縮可能に取り付けることを特徴とする。

また、本発明の携帯端末用アンテナは、前記スリーブを前記円筒形のアンテナエレメントの下端部外周に設けて固着すると共に、前記下端部外周のスリーブの下部にアンテナを構成する別部材を内装し、前記別部材と前記下端部外周のスリーブとを溶接若しくは半田付け若しくは鑞付けにより固着することを特徴とする。

また、本発明の携帯端末用アンテナは、前記円筒形のアンテナエレメントと前記スリーブとを周方向の複数箇所のスポット溶接により固着することを特徴とする。

また、本発明の携帯端末は、本発明の携帯端末用アンテナを備えることを特徴とする。

尚、本発明の線状体には、例えば断面視略円形のものや、断面視略矩形の帯状体や、特許文献１の如く断面視略蒲鉾形の帯状体など、細長い適宜の形状のものが含まれる。また、本発明に於けるスポット溶接を行う複数箇所は、周方向に略等間隔で離間する箇所とすることが好ましい。また、本発明に於ける携帯端末は、携帯電話、ＰＤＡ等の適宜の携帯端末を包含する。

また、本明細書開示の発明は、各発明や各実施形態の構成の他に、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを包含する。

本発明では、円筒形のアンテナエレメントと外周のスリーブを溶接、半田付け若しくは鑞付けで固着することにより、円筒形のアンテナエレメントとスリーブとを高い強度で確実に固着することができる。また、溶接、半田付け、鑞付けを用いることにより、携帯端末用アンテナ等を安価に製造することができる。また、接着剤を用いないので、接着剤が円筒形アンテナエレメント内に入り込むようなことがなく、携帯端末用アンテナを高い歩留まりで安定して製造することができる。また、接着剤を用いる場合、所要強度を得るためには数時間〜１昼夜程度の乾燥時間が必要となり、製造効率に劣るが、溶接、半田付け、鑞付けで固着することにより、瞬時に所要の強度を得ることができ、製造工程を効率化することができる。また、場所によって絶縁性の接着剤を用いてアンテナの製造を行う場合、接着剤が不要箇所に付着すると導通不良となるが、斯様な導通不良を生ずることもない。また、溶接、半田付け、鑞付けで固着することにより、円筒形のアンテナエレメントとスリーブとの電気的接続の確実性と安定性を高めることができる。

また、例えばスリーブの内周に雌ねじを形成し、線状体を螺旋状に巻回した円筒形のアンテナエレメントの外周を雄ねじとし、スリーブにアンテナエレメントを螺合して固着する構成とする場合、スリーブ内周の雌ねじのピッチとアンテナエレメント外周の雄ねじのピッチに対して厳密な品質管理が必要となり、非常に高価なものとなるが、溶接、半田付け、鑞付けで固着することにより、斯様な部材の厳密な品質管理を行わなくて済み、かかる点からも製造コストの低減を図ることができる。

また、円筒形のアンテナエレメントと外周のスリーブとをスポット溶接で固着することにより、スポット溶接に於ける電極の加圧痕がスリーブの外周面に残り、固着したかどうかを外観から確認することができる。従って、円筒形のアンテナエレメントとスリーブとの固着し忘れを防止できる。また、周方向の複数箇所でスポット溶接することにより、円筒形のアンテナエレメントとスリーブとの固着強度を一層高めることができる。また、接着剤の接着時に於ける接着剤の使用量の制御は難しく、熟練を要するのに対し、スポット溶接の固着時に於ける溶接機の電流値管理は機械的に簡単・確実に行うことができ、均一な製造作業を簡単・確実に行うことができる。

本発明の実施形態の携帯端末用アンテナについて図面を参照して説明する。

本実施形態の携帯端末用アンテナ１０は、図１〜図４に示すように、携帯端末の筐体に取り付けられるホルダー５０に伸縮移動可能に挿通して設けられるものであり、略円筒形の第１アンテナエレメント部２０と、第１アンテナエレメント部２０に対して伸縮移動可能に挿通して設けられる略直線状の第２アンテナエレメント部３０と、アンテナ１０の伸長時にホルダー５０内に配置される接触部４０とを備える。

第１アンテナエレメント部２０は、導電性の帯状体を螺旋状に巻回して構成される円筒形の第１アンテナエレメント２１を有し、第１アンテナエレメント２１の上端部外周には内側に段差を有する略円筒形の上側スリーブ２２が設けられている。上側スリーブ２２の上部２２１は厚肉で略キャップ状に形成され、その下部２２２は薄肉に形成されており、第１アンテナエレメント２１の上端部は下部２２２内に嵌合され、その上面が上部２２１の下面に当接している。上側スリーブ２２の下部２２２と第１アンテナエレメント２１の上端部はスポット溶接で溶接して固着されており、図２の２２３はスポット溶接による電極痕である。前記スポット溶接は、上側スリーブ２２及び第１アンテナエレメント２１の周方向の複数箇所で行われ、本実施形態では周方向の１２０°毎に３箇所で溶接され、上側スリーブ２２の下部２２２の内周面と第１アンテナエレメント２１の上端部の外周面とが固着されている。

第１アンテナエレメント２１の下端部外周には円筒形の下側スリーブ２３が設けられており、第１アンテナエレメント２１の下端部が下側スリーブ２３の上部２３１内に嵌合されている。下側スリーブ２３の下部２３２内には後述の接触部４０と連結するための連結体２４の中実或いは中空の柱部２４１が嵌合されている。柱部２４１の下側には先端が略円形の突出片２４２が下方へ突出して設けられており、突出片２４２の中央には挿通穴が形成され、突出片２４２の外周面には９０°毎に３箇所の凹部２４３が形成されている。

下側スリーブ２３の上部２３１と第１アンテナエレメント２１の下端部はスポット溶接で溶接して固着され、図４の２３３はスポット溶接による電極痕である。前記スポット溶接は、下側スリーブ２３及び第１アンテナエレメント２１の周方向の複数箇所で行われ、本実施形態では周方向の１２０°毎に３箇所で溶接され、下側スリーブ２３の上部２３１の内周面と第１アンテナエレメント２１の下端部の外周面とが固着されている。また、下側スリーブ２３の下部２３２と連結体２４の柱部２４１もスポット溶接で溶接して固着され、図４の２３４はスポット溶接による電極痕である。前記スポット溶接も同様に、下側スリーブ２３及び連結体２４の柱部２４１の周方向の複数箇所で行われ、本実施形態では周方向の１２０°毎に３箇所で溶接され、下側スリーブ２３の下部２３２の内周面と柱部２４１の外周面とが固着されている。前記スポット溶接により、各導通性の第１アンテナエレメント２１と連結体２４は導通性の下側スリーブ２３を介して導通性を確保される。更に、上側スリーブ２２と下側スリーブ２３との間に於ける第１アンテナエレメント２１の外周にはナイロン等の可撓性の絶縁チューブ２５が被覆して設けられている。

第２アンテナエレメント部３０は、図１及び図２に示すように、ニッケル−チタン系合金等の超弾性の形状記憶合金で形成された直線状の第２アンテナエレメント３１を有し、その上端部と下端部以外の中間部をナイロン等の可撓性の絶縁チューブ３２で被覆されている。第２アンテナエレメント３１の上端部には絶縁性の樹脂等で形成されたアンテナトップ３３が設けられ、アンテナトップ３３の段差状に形成された取付穴３３１に第２アンテナエレメント３１の絶縁被覆から露出する上端部及び絶縁チューブ３２の上端部が嵌入して取り付けられている。第２アンテナエレメント３１の絶縁被覆から露出する下端部には外側に凸で湾曲する板ばね３４１が離間して周設されている導電性のばね部材３４が固着されている。

第２アンテナエレメント３１及び絶縁チューブ３２は、上側スリーブ２２及び円筒形の第１アンテナエレメント２１内に伸縮移動可能に挿入され、第１アンテナエレメント２１内に配設されるばね部材３４の上端が上側スリーブ２２の上部２２１の下端面に当接する範囲で伸長可能である。ばね部材３４の板ばね３４１は、第１アンテナエレメント２１の内周面を付勢するように前記内周面に当接し、第２アンテナエレメント３１を何れの長さに伸縮した状態でも第１アンテナエレメント２１に当接するようになっている。板ばね３４１と第２アンテナエレメント３１の当接により、第１アンテナエレメント２１と第２アンテナエレメント３１とが導通する。

接触部４０は、略筒形の接触導通管４１を有し、接触導通管４１の上端には中央に挿通穴を有する一対の挟持片４１１・４１１が上方に突出して設けられている。挟持片４１１・４１１は、柱部２４１の突出片２４２の両側に各挿通穴を合わせるようにして配置され、挟持片４１１・４１１と突出片２４２は回転可能にピン結合されている。前記ピン結合により、第１アンテナエレメント部２０は接触部４０或いは接触導通管４１に対して回転可能となると共に、連結体２４と接触導通管４１が導通可能に接続される。接触導通管４１の下端は外方へ拡径されてストッパ部４１２になっており、ストッパ部４１２は後述する接触導通管４１がホルダー５０の筒部５１を摺動する際に筒部５１の下端に係合して、アンテナ１０の抜け止めをする。

接触導通管４１内には圧縮コイルばね４２が収容され、その下側には支持体４３が螺着等で接触導通管４１に固定されており、圧縮コイルばね４２は支持体４３で支持される。圧縮コイルばね４２の上側には、上面が球面部４４１になった略円柱状の係止体４４が接触導通管４１内を上下方向へ移動可能に配置されている。係止体４４は圧縮コイルばね４２で上方へ付勢され、接触導通管４１内を摺動するようになっている。

前記上方へ付勢される係止体４４の球面部４４１は、連結体２４の突出片２４２の凹部２４３に係合し、球面部４４１と凹部２４３の係止により、第１アンテナエレメント部２０を所定位置に屈曲した状態にして維持することができる。第１アンテナエレメント部２０を外力で回転させると、球面部４４１は凹部２４３の係合から外れ、係止体４４１は圧縮コイルばね４２を圧縮しながら接触導通管４１内に入り込むと共に、球面部４４１は突出片２４２の凹部２４３以外の外周面に乗り上げる。そして、別の所定位置まで屈曲すると、球面部４４１は圧縮コイルばね４２の付勢力で別の凹部２４３に係合し、その位置で屈曲状態が維持される。即ち、アンテナ１０の角度を回転調整して球面部４４１と凹部２４３が係合する所定角度で維持することができる。

ホルダー５０は、導電性の素材で形成されており、円筒形の筒部５１と、筒部５１の周方向の所定角度毎で内側に切り起こされ、内側に凸で湾曲するばね片５２と、筒部５１の上端から外方へ延びる鍔部５３と、鍔部５３に形成された取付穴５４を有する。ホルダー５０は、携帯端末の筐体側の取付穴内に挿入されて鍔部５３を筐体に接触するように配置され、取付穴５４と筐体側の取付穴に螺子を螺着する等で取り付けられると共に、筐体内の給電部から給電されるように構成される。

携帯端末用アンテナ１０は、ホルダー５０の筒部５１内に伸縮移動可能に挿入され、携帯端末の筐体からの引き出しと筐体への収容が可能となる。携帯端末用アンテナ１０の引出時には、接触部４０の接触導通管４１がばね片５２と摺動して筒部５１の下端にストッパ部４１２が当接し、ホルダー５０のばね片５２が接触導通管４１の外周面に付勢しながら接触する。ばね片５２と接触導通管４１との接触により、ホルダー５０から接触導通管４１に給電され、更に、前記ピン結合箇所を介して第１アンテナエレメント部２０へ給電される。

上記実施形態の携帯端末用アンテナ１０は、第１アンテナエレメント２１とその外周のスリーブ２２、２３をスポット溶接で固着することにより、安価で高強度の確実な固着を行うことができると共に、第１アンテナエレメント２１とスリーブ２２、２３との導通の確実性と安定性を高めることができる。また、スポット溶接の固着により、製造工程の効率、歩留まり、均一性、安定性の向上を図ることができる。また、スポット溶接による電極痕２２３、２３３、２３４がスリーブ２２、２３の外周面に残り、固着したかどうかを外観から確認することができ、固着し忘れを防止することができる。また、周方向に等間隔で離間した位置をスポット溶接することにより、固着強度を一層高めることができる。

ここで、上記実施形態の携帯端末用アンテナ１０に関し、第１アンテナエレメント２１の上側スリーブ２２からの抜け強度の比較試験結果を図５に示す。比較試験結果のサンプルは、固着方法をスポット溶接、接着剤、カシメとしたもので、他の構成は同一である。即ち、スポット溶接のサンプルは、上側スリーブ２２の下部２２２に円筒形の第１アンテナエレメント２１（外径２ｍｍ）の上端部を挿入して嵌合し、上記周方向の１２０°毎の３箇所で、上側スリーブ２２の下部２２２と第１アンテナエレメント２１の上端部とをスポット溶接して固着したものである（図２参照）。接着剤のサンプルは、前記スポット溶接の場合と同様に上側スリーブ２１に第１アンテナエレメント２１を挿入嵌合し、且つ下部２２の内周面と第１アンテナエレメント２１の上端部外周面とを接着剤（エポキシ系接着剤（２液混合タイプ））で固着したものである。カシメのサンプルは、前記スポット溶接の場合と同様に上側スリーブ２１に第１アンテナエレメント２１を挿入嵌合し、且つ上記スポット溶接箇所と同様の箇所で、上側スリーブ２２の下部２２２と第１アンテナエレメント２１の上端部とをカシメて固着したものである。また、試験方法は上側スリーブを固定保持し、第１アンテナエレメント２１に上側スリーブ２２の下方向への引っ張り荷重を加えて行った。その結果、カシメは８ｋｇｆ、接着剤は１２．５ｋｇｆであったのに対し、スポット溶接の抜け強度は２０ｋｇｆであり、大幅な抜け強度の改善が認められた。係る比較試験結果から明らかなように、携帯端末用アンテナ１０は非常に高強度で固着され、高い耐久性を有する。

尚、上記実施形態では、電極痕２２３、電極痕２３３、２３４の位置に対応する各３箇所のスポット溶接の箇所を平面視で略同一位置としたが、これらのスポット溶接の箇所が異なるようにしてもよく、更に、スポット溶接する箇所の数も異なるようにしてもよい。また、上記実施形態では第１アンテナエレメント２１とスリーブ２２、２３とをスポット溶接で固着する構成としたが、スポット溶接以外の溶接方法、例えば超音波溶接、レーザー溶接等で固着することも可能であり、更には、半田付け、或いは鑞付けで固着することも可能である。

本発明は、例えば携帯電話等の携帯端末用アンテナとして利用することができる。

（ａ）は実施形態の携帯端末用アンテナの平面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）はその縦断面図。 実施形態の携帯端末用アンテナの中間部を示す部分縦断面図。 実施形態の携帯端末用アンテナのホルダー周辺を示す部分縦断面図。 （ａ）は下側スリーブの平面図、（ｂ）は実施形態の携帯端末用アンテナの屈曲部周辺を示す部分縦断面図。 スポット溶接と接着剤とカシメの各抜け強度を試験結果を示すグラフ。

符号の説明

１０…携帯端末用アンテナ ２０…第１アンテナエレメント部 ２１…第１アンテナエレメント ２２…上側スリーブ ２２１…上部 ２２２…下部 ２２３…電極痕 ２３…下側スリーブ ２３１…上部 ２３２…下部 ２３３、２３４…電極痕 ２４…連結体 ２４１…柱部 ２４２…突出片 ２４３…凹部 ２５…絶縁チューブ ３０…第２アンテナエレメント部 ３１…第２アンテナエレメント ３２…絶縁チューブ ３３…アンテナトップ ３３１…取付穴 ３４…ばね部材 ４０…接触部 ４１…接触導通管 ４１１…挟持片 ４１２…ストッパ部 ４２…圧縮コイルばね ４３…支持体 ４４…係止体 ４４１…球面部 ５０…ホルダー ５１…筒部 ５２…ばね片 ５３…鍔部 ５４…取付穴

Claims (5)

1. 携帯端末の筐体に設けられる携帯端末用アンテナであって、
   線状体を螺旋状に巻回して構成される円筒形のアンテナエレメントと、
   前記円筒形のアンテナエレメントの端部外周に設けられるスリーブとを有し、
   前記円筒形のアンテナエレメントと前記スリーブとを溶接若しくは半田付け若しくは鑞付けにより固着することを特徴とする携帯端末用アンテナ。
2. 前記スリーブを前記円筒形のアンテナエレメントの上端部外周に設けて固着すると共に、
   前記上端部外周のスリーブを介して直線状のアンテナエレメントを前記アンテナエレメント内に伸縮可能に取り付けることを特徴とする請求項１記載の携帯端末用アンテナ。
3. 前記スリーブを前記円筒形のアンテナエレメントの下端部外周に設けて固着すると共に、
   前記下端部外周のスリーブの下部にアンテナを構成する別部材を内装し、
   前記別部材と前記下端部外周のスリーブとを溶接若しくは半田付け若しくは鑞付けにより固着することを特徴とする請求項１又は２記載の携帯端末用アンテナ。
4. 前記円筒形のアンテナエレメントと前記スリーブとを周方向の複数箇所のスポット溶接により固着することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の携帯端末用アンテナ。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の携帯端末用アンテナを備えることを特徴とする携帯端末。

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