JP2011071751A - ヒンジユニット及びヒンジユニットを有する無線端末 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの筐体をヒンジにより開閉可能に結合した無線端末のアンテナの性能を向上させる。
【解決手段】導電性のシャフト(101)と、シャフト(101)一端が挿入されている絶縁性のホルダ(102)と、シャフト(101)の他端と前記ホルダ(102)との間に配置され、シャフト(101)により貫通され、シャフト(101)の軸の周りを回転可能な絶縁性のケース(103)と、ホルダ(102)の外面に露出している導電性の第１の端子(104)と、ケースの外面に露出している導電性の第２の端子(105)と、第１の端子(104)および第２の端子(105)のいずれかに導通し、シャフト(101)と静電容量結合している電極と、を有するヒンジユニット(100)を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒンジユニット及びヒンジユニットにより連結された二つの筐体が開閉可能な無線端末に関する。

近年、無線端末として、二つの筐体が開閉可能に連結された携帯電話機が普及している。このような無線端末においては、第１の筐体と第２の筐体との連結にヒンジが用いられている。従来、ヒンジを有するこのような無線端末の組み立てにおいては、第１の筐体と第２の筐体とに設けられたヒンジ部の貫通穴内部に部品を取り付けてから、それぞれの貫通穴の軸を一致させて、シャフトを挿入し、シャフトが抜けないように部品とシャフトに抜け止め防止の加工が行われていた。

このような無線端末の組み立て方法では、ヒンジ部の組み立てに手間が掛かるという課題があった。そこで、特許文献１に開示されているように、あらかじめシャフトを挿入したヒンジユニットを組み立てておき、そのヒンジユニットをヒンジ部の貫通穴に装着することが行われている。

特開平１１−６８３４２号公報

無線端末が無線通信を行うためには筐体にアンテナが配置され、筐体内部の電気回路がアンテナのグランド側として機能する実装が行われている。すなわち、図１５（Ａ）に示すように第１の筐体１５０１と第２の筐体１５０２とが、ヒンジ部１５０３により連結されている。第１の筐体１５０１には、例えば、ディスプレイなどの表示部が配置され、第２の筐体１５０２には、テンキーなどの操作部が配置されている。この場合、第１の筐体の電気回路と第２の筐体の電気回路とを接続するための電源供給用、グランド１５０５、１５０６との接続用、各種信号線用などのケーブル１５０４が必要となる。

また、無線通信を行うために、図１５（Ｂ）に示すように、第１の筐体１５０１にＲＦ回路に接続された４分の１波長のアンテナ１５０７を配置し、電流分布１５０９のように高周波電流を第１筐体１５０１に分布させて、第１の筐体１５０１を全体として２分の１波長のアンテナとして動作させることが行われている。このため、電子機器の小型化によるケーブルを通すスペースの削減、筐体の開閉回数の耐久性向上などを原因としてケーブル１５０４が細くなってくると、ケーブル１５０４が、アンテナの動作周波数においてはコイルとしても働く。すなわち、第１の筐体１５０１と第２の筐体１５０２とがコイル１５０８で接続されたのと等価となる。コイル１５０８により、第１の筐体１５０１の電流分布がそのまま第２の筐体１５０２に伝達されるわけではない。しかし、第２の筐体１５０２に伝達される電流分布は０ではないため、第１の筐体１５０１に乗る電流分布の逆位相の電流分布１５１０が第２の筐体１５０２に分布し、アンテナの性能が悪化してしまう。

そこで、本発明の一側面として、シャフトと、ホルダと、ケースと、第１の端子と、第２の端子と、電極とを有するヒンジユニットが提供される。シャフトは導電性であり、ホルダとケースは絶縁性である。そして、ホルダにはシャフトの一端が挿入されている。ケースは、シャフトの他端とホルダとの間に配置されている。また、ケースは、シャフトにより貫通されており、シャフトの軸の周りを回転可能となっている。また、第１の端子は、導電性であり、ホルダの外面に露出している。第２の端子は、導電性であり、ケースの外面に露出している。また、電極は、第１の端子および第２の端子のいずれかに導通し、シャフトと静電容量結合をしている。なお、電極に導通していない第１の端子または第２の端子は、シャフトと導通していたり、シャフトと静電容量結合をしている別の電極と導通していたりしてもよい。

また、本発明の別の側面として、シャフトと、ホルダと、ケースと、第１の端子と、接点ピンと、第２の端子とを有するヒンジユニットが提供される。シャフトは導電性であり、ホルダとケースは絶縁性である。そして、ホルダにはシャフトの一端が挿入されている。ケースは、シャフトの他端とホルダとの間に配置されている。また、ケースは、シャフトにより貫通されており、シャフトの軸の周りを回転可能となっている。また、第１の端子は、導電性であり、ホルダの外面に露出している。接点ピンは、ホルダに挿入されている部分とホルダの外面に露出している部分とを有する。そして、接点ピンのホルダに挿入されている部分は、シャフトと静電容量結合する。また、接点ピンのホルダの外面に露出している部分は、第１の端子を形成する。また、第２の端子は、ケースの外部に露出し、シャフトと導通している。

また、本発明の別の側面として、ホルダと、第１の端子と、ケースと、第２の端子と、シャフトと、電極と、誘電体とを有するヒンジユニットが提供される。ホルダとケースは絶縁性である。第１の端子と第２の端子とシャフトと電極は導電性である。そして、第１の端子は、ホルダの外面に露出している。第２の端子は、ケースの外面に露出している。シャフトは、ホルダとケースを貫通している。シャフトの一端は第１の端子を形成している。また、シャフトは他端にフランジを有する。電極は、第２の端子と導通する。電極は、ケースとフランジとの間に配置される。また電極は、シャフトとは非導通である。そして、誘電体は、フランジと電極との間に位置する。これにより、電極が、シャフトと静電容量結合する。

また、本発明の別の側面として、第１の電気回路を有する第１の筐体と、第１の筐体が有する第１の電気回路とケーブルを介して電気的に接続される第２の電気回路を有する第２の筐体と、第１の筐体と前記第２の筐体とを開閉可能に接続するヒンジユニットとを有する無線端末が提供される。ヒンジユニットは、シャフトと、ホルダと、ケースと、第１の端子と、第２の端子と、電極とを有し、シャフトは導電性である。ホルダとケースは絶縁性である。そして、ホルダにはシャフトの一端が挿入されている。ケースは、シャフトの他端とホルダとの間に配置されている。また、ケースは、シャフトにより貫通されており、シャフトの軸の周りを回転可能となっている。また、第１の端子は、導電性であり、ホルダの外面に露出している。第２の端子は、導電性であり、ケースの外面に露出している。また、電極は、第１の端子および第２の端子のいずれかに導通し、シャフトと静電容量結合をしている。また、ホルダおよびケースのいずれか一方が第１の筐体および前記第２の筐体の一方に固定され、ホルダおよびケースの他方が第１の筐体および第２の筐体の他方に固定されている。そして、第１の端子は第１の電気回路に電気的に接続され、第２の端子は前記第２の電気回路に電気的に接続され、静電容量結合により形成されるコンデンサとケーブルにより形成されるコイルとが並列接続され、共振回路が形成されている。

このようなヒンジユニットや無線端末によれば、ヒンジユニットにより第１の筐体と第２の筐体とが開閉可能に接続される。また、ヒンジユニットの第１の端子と第２の端子との間には静電容量が存在し、ヒンジユニットはコンデンサを形成している。また、ヒンジユニットが形成するコンデンサと第１の筐体と第２の筐体との間のケーブルにより形成されるコイルとが並列に接続され、共振回路が形成されることになる。このため、アンテナの動作周波数において、第１の筐体と第２の筐体とを電気的に分離することが可能となる。したがって、第１の筐体にアンテナが配置されている場合、第２の筐体における電流分布をゼロまたは小さくすることができ、アンテナの性能を向上させることができる。また、第２の筐体を使用者が手で持って使用することが場合、アンテナを第１の筐体に配置することにより、第２の筐体を使用者が手で持っていても持っていなくても、アンテナの性能が変化しないようにすることができる。

本発明によれば、第１の筐体と第２の筐体を開閉可能にする接続しつつ、第１の筐体と第２の筐体をアンテナの動作周波数において電気的に分離することが可能となる。これにより、第１の筐体または第２の筐体に配置されたアンテナの性能を従来のヒンジユニットを用いる場合よりも向上させることができる。

本発明の実施形態に係るヒンジユニットの外観図である。 本発明の実施形態に係るヒンジユニットを用いた無線端末の概略図である。 図２の無線端末におけるヒンジユニットの接続状態の一例図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の概略図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の概略図である。 本発明の実施形態に係る無線端末の概略図である。 本発明の実施形態に係るヒンジユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るヒンジユニットの断面図である。 本発明の実施形態に係るヒンジユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るヒンジユニットの断面図である。 本発明の実施形態に係るヒンジユニットの外観図である。 本発明の実施形態に係る無線端末と従来技術に係る無線端末とのアンテナの指向性パターンの測定図である。 図１２の指向性パターンの角度を説明する図である。 本発明に係る無線端末と従来技術に係る無線端末との推定効率の測定図である。 従来技術に係る無線端末の概略図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は、以下の説明に限定されることなく、種々なる態様での実施が可能である。また、同一の部材、同一に定義される部材には同じ符号を用いる。

（実施形態１）
図１（Ａ）と図１（Ｂ）は、本発明の実施形態１に係るヒンジユニットの一例の外観斜視図である。図１（Ａ）と図１（Ｂ）とでは、ヒンジユニットの向きがほぼ逆になっている。

ヒンジユニット１００は、シャフト１０１と、ホルダ１０２と、ケース１０３と、第１の端子１０４と、第２の端子１０５と、電極（図１（Ａ）、図１（Ｂ）には図示されていない）とを有する。シャフト１０１は、導電性である。例えば、金属で形成されている。ホルダ１０２は、絶縁性である。例えば、樹脂で形成されている。図１（Ａ）、図１（Ｂ）には図示されていないが、シャフト１０１の一端が挿入されている。ケース１０３も、絶縁性である。例えば、樹脂で形成され、ホルダ１０２と同じ材料であっても異なる材料であってもよい。ケース１０３は、シャフトの一端（ホルダ１０２に挿入している端）に対する他端（図１（Ａ）に図示されている側の端）とホルダ１０２との間に配置される。また、ケース１０３は、シャフト１０１により貫通されている。また、ケース１０３は、シャフト１０１の軸の周りを回転可能になっている。第１の端子１０４は、導電性である。例えば、金属で形成されている。第１の端子１０４は、ホルダ１０２の外面に露出している。第２の端子１０５も導電性である。第２の端子１０５は、ケース１０３の外面に露出している。電極は、第１の端子１０４および第２の端子１０５のいずれかに導通し、シャフト１０１と静電容量結合している。

ホルダ１０２に「シャフト１０１の一端が挿入されている」とは、シャフト１０１の一端がホルダ１０２の内に位置している場合と、シャフトがホルダ１０２全体を貫通し、シャフト１０１の一端がホルダ１０２の外部に突き抜けている場合とがある。後者の場合、第１の端子１０４は、シャフト１０１の一端として形成されていてもよい。

ケース１０３が、「シャフトの他端とホルダ１０２との間に配置され」、「シャフト１０１により貫通されている」とは、シャフト１０１の両端（一端と他端）がケース１０３の外部に位置し、シャフト１０１の両端間の一部分が、ケース１０３の内部に位置することである。ケース１０３は、ホルダ１０２と接していてもよいし、接していなくてもよい。図１（Ａ）、図１（Ｂ）では、ケース１０３とホルダ１０２とが接していない。このような場合、後に説明するようにケース１０３とホルダ１０２との間に固定カム１０と可動カム１１などの部材が存在していてもよい。

「シャフト１０１の軸」とは、シャフト１０１の両端を結ぶ直線であり、「シャフト１０１軸の周りを回転可能」とは、シャフト１０１の軸を中心にしてシャフト１０１を固定したまま回転が可能な状態をいう。なお、ケース１０３は、３６０度の回転が可能である必要は必ずしもなく、ヒンジとして必要とされる角度の回転が可能となっていればよい。

第１の端子１０４が「ホルダ１０２の外面に露出している」とは、ヒンジユニット１００の外から第１の端子１０４に電気的に接続を行うことが可能であることをいう。第１の端子１０４は、ホルダ１０２の表面に位置していてもよいし、ホルダ１０２の表面から若干離れていてもよい。また、第１の端子１０４は、ホルダ１０２にシャフト１０１の一端が挿入されているホルダ１０２の箇所とは別の、ホルダ１０２の表面に位置していたり、その表面から離れて位置していたりする。このように、第１の端子１０４が、ホルダ１０２の外面に位置することにより、後に説明するように、第１の端子１０４を、導電性の舌片などを用いて電気的に接続することが可能となる。

第２の端子１０５が「ケース１０３の外面に露出している」とは、第１の端子と同様に、ヒンジユニット１００の外から第２の端子１０５に電気的に接続を行うことが可能であることをいう。例えば、第２の端子１０５を、導電性の舌片などを用いて電気的に接続することが可能となる。

なお、図１（Ａ）と図１（Ｂ）とにおいては、第２の端子１０５はケース１０３の側面に露出し、図１（Ｂ）においては、第１の端子１０４は、ヒンジユニット１００の正面に露出している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、第２の端子１０５がヒンジユニット１００の後面に露出していてもよい。また、第１の端子１０４が、ホルダ１０２の側面に露出していてもよい。

電極が「第１の端子１０４および第２の端子１０５のいずれかに導通している」とは、電極は、第１の端子１０４および第２の端子１０５の両方に導通していることはなく、第１の端子１０４および第２の端子１０５のどちらか一方のみと導通しているということである。電極が「シャフト１０１と静電容量結合している」とは、電極がシャフト１０１に導通しておらず、電極とシャフト１０１とは絶縁しているが、電極と、電極に対向するシャフト１０１の部分と、の間に静電容量が発生しているということである。言い換えると、電極と、電極に対向するシャフト１０１の部分と、がコンデンサを形成しているということである。

なお、第１の端子１０４および第２の端子１０５のうち、電極と導通していない方は、シャフト１０１と導通していてもよい。あるいは、シャフト１０１と静電容量結合している別の電極に導通していてもよい。このような構成により、第１の端子１０４と第２の端子１０５との間に静電容量が存在することになる。

電極の大きさ、電極と電極に対向するシャフト１０１との間の材料を選択することにより、第１の端子１０４と第２の端子１０５との間の静電容量の大きさは、例えば、０．１ｐＦ以上１ｐＦ以下の間の任意の値に設定することができる。この範囲の静電容量の値であれば、ヒンジユニット１００が形成するコンデンサを用いて、携帯電話の第１の筐体の電気回路と第２の筐体の電気回路とを接続するケーブルが形成するコイルと並列共振回路を形成した場合、例えば携帯電話が使用する周波数を共振周波数とほぼ同じとすることができる。

なお、ヒンジユニット１００において、シャフト１０１がホルダ１０２、ケース１０３から抜けないように、抜け止めの処理がされる。例えば、シャフト１０１の一端の側が、ホルダ１０２の側面から挿入されるピンなどのストッパによりシャフト１０１とホルダ１０２とが固定される。また、例えば、シャフト１０１の他端には図１（Ａ）に示されるようにフランジが形成され、フランジがケース１０３の内部に移動できないようになっている。

なお、ホルダ１０２は、シャフト１０１の軸の周りを回転可能となっていてもよいし、あるいは、ホルダ１０２が回転するとそれに伴ってシャフト１０１も回転するようになっていてもよい。言い換えると、ホルダ１０２はシャフト１０１と、シャフト１０１の軸の周りの方向において、固定されていてもよい。また、ヒンジとしての機能を発揮するために、ケース１０３は、ホルダ１０２に対して相対的にシャフト１０１の周りを回転可能となっている。

なお、図１（Ａ）と図１（Ｂ）とにおいて、ホルダ１０２とケース１０３との間には、固定カム１０と可動カム１１とが配置されている。これらは上述したように必須の構成要素ではない。固定カム１０と可動カム１１が配置される目的の一つは、ヒンジユニット１００を無線端末などの電子機器に用いた場合、第１の筐体と第２の筐体とをヒンジを中心に開いた場合に、使用者に対してクリック感を発生させ、また、第１の筐体と第２の筐体とが開く角度を固定することができるようにするためである。固定カム１０は、ホルダ１０２に固定され、可動カム１１は、ケース１０３に固定され、可動カム１１は固定カム１０に対して相対的にシャフト１０１の軸の周りを回転が可能となっている。

また、図１（Ａ）と図１（Ｂ）とに示されるように、固定カム１０には、凹部が形成され、可動カム１１には凸部が形成され、固定カム１０の凹部に可動カム１１の凸部が入り込むことにより、クリック感が発生する。クリック感をより強く発生させ、また、筐体の開く角度を固定するために、図１（Ａ）と図１（Ｂ）とには図示はされていないが、可動カム１１を固定カム１０の向きに押しつけるバネがケース１０３の内部に配置されていてもよい。また、可動カム１１と固定カム１０は、第１の端子１０４と第２の端子１０５とが導通しなければ、金属などの導電性の材料を用いて形成されていてもよい。なお、可動カム１１に凹部が形成され、固定カム１０に凸部が形成されていてもよい。

図２は、本実施形態に係るヒンジユニット１００を用いて、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とを開閉可能に接続した無線端末の概略を示す。無線端末には、第１の筐体２０１の電気回路と第２の筐体の電気回路とを接続するケーブル２０３が配置されている。また、ヒンジユニット１００の第２の端子１０５が第１の筐体２０１の電気回路のグランド２０４に接続され、第１の端子１０４が第２の筐体２０２の電気回路のグランド２０５に接続されている。また、ホルダ１０２およびケース１０３のいずれか一方が第１の筐体２０１に固定され、ホルダ１０２およびケース１０３の他方が第２の筐体２０２に固定される。例えば、ホルダ１０２が第１の筐体に設けられたヒンジ部に固定され、ケース１０３が第２の筐体に設けられたヒンジ部に固定される。あるいは、ホルダ１０２が第２の筐体に設けられたヒンジ部に固定され、ケース１０３が第１の筐体に設けられたヒンジ部に固定される。ケース１０３は、シャフト１０１の周りを回転可能であるので、ヒンジユニット１００により、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とが開閉可能となる。

図３は、第２の端子１０５が第１の筐体２０１の電気回路のグランド２０４に接続され、第１の端子１０４が第２の筐体２０２の電気回路のグランド２０５に接続されている状態の一例を示す拡大図である。第１の端子１０４はホルダの外面に露出し、また、第２の端子１０５もケースの外面に露出しているので、図３に示すように、第１の端子１０４と第２の端子１０５とのそれぞれに、導電性の舌片３０１、３０２を接触させることができる。そして、２つの舌片３０１、３０２のそれぞれを、第２の筐体２０２の電気回路のグランド２０５と第１の筐体２０１の電気回路のグランド２０４とのそれぞれに接続することができる。

図２に示されるようにケーブル２０３の中には、第１の筐体２０１の電子回路のグランドと第２の筐体２０２の電子回路のグランドとを接続するケーブルがあるとする。このケーブルにより形成されるコイルと、ヒンジユニット１００により形成されるコンデンサとが並列に接続されることになり、共振回路が形成される。コイルのインダクタンスとコンデンサの静電容量とを適宜選択することにより、共振回路の共振周波数が設定される。これにより、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とのグランド間に、特定の範囲の周波数の高周波電流が流れるのを抑制し、その周波数の範囲において、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とを電気的に分離することが可能となる。

図４（Ａ）と図４（Ｂ）は、筐体のヒンジから離れた位置に４分の１波長のアンテナを配置した無線端末の概略図である。図４（Ａ）と図４（Ｂ）とにおいて、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２との間には、ケーブル２０３によるコイルとヒンジユニット１００によるコンデンサとが並列接続されることによる共振回路４０１形成されている。図４（Ａ）は、第１の筐体２０１にアンテナ４０２を配置し、図４（Ｂ）は、第２の筐体２０２にアンテナ４０２を配置した場合であり、符号４０３、４０４のそれぞれが、電流分布を示している。

図４（Ａ）においては、第１の筐体２０１の上端部分に４分の１波長のアンテナ４０２が配置されている。そして、第１の筐体２０１の上端から電流分布４０３が最大になるまでの部分が、波長の４分の１に対応し、電流分布４０３が最大になるまでの部分から第１の筐体２０１の下端までが、波長の４分の１に対応し、合計として、第１の筐体２０１に波長の２分の１の電流が分布する。共振回路４０１の共振周波数とアンテナの放射／受信する電波の周波数とを略同一とすることにより、共振回路４０１により、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とが共振周波数において電気的に分離され、第２の筐体２０２に乗る逆位相の電流分布は０あるいは極めて小さな値となる。これによりアンテナ４０２の性能を向上させることができる。

同様に、図４（Ｂ）においては、第２の筐体２０２の下端部分に４分の１波長のアンテナ４０２が配置されている。そして、第２の筐体２０２の下端から電流分布４０４が最大になるまでの部分の長さが、波長の４分の１に相当し、電流分布４０４が最大になる部分から第２の筐体２０２の上端までの長さが、波長の４分の１に相当し、合計として、第２の筐体２０２に波長の２分の１の電流が分布する。そして、共振回路４０１により、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とが共振周波数において電気的に分離され、第１の筐体２０１における逆位相の電流分布は０あるいは極めて小さな値となる。これにより、アンテナ４０２の性能を向上させることができる。

図５は、第１の筐体２０１の上端部分または第２の筐体２０２の下端部分にアンテナ４０２を配置せず、他方の筐体に近い端部分にアンテナ４０２を配置した場合の図である。図５では、第２の筐体２０２の上端部分（第１の筐体２０１に近い端部分）にアンテナ４０２が配置されている。この場合も、第２の筐体２０２の上端から電流分布４０５が最大になるまので部分の長さが波長の４分の１に相当し、電流分布４０５が最大になる部分から第２の筐体２０２の下端までの長さが波長の４分の１に相当し、合計として第２の筐体２０２に波長の２分の１の電流が分布する。そして、共振回路４０１により、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とが共振周波数において電気的に分離され、第１の筐体２０１における逆位相の電流分布は０あるいは極めて小さな値となる。これにより、アンテナ４０２の性能が向上する。ただし、電流分布４０５の最大になる位置が、図４（Ｂ）の場合よりも、第１の筐体２０１に近くなるため、実際には、図４（Ｂ）よりもアンテナ４０２の性能の向上の程度は、一般的には、若干小さくなる場合がある。

図６は、第１の筐体２０１にホイップアンテナ６０１を配置し、第１の筐体２０１とホイップアンテナ６０１とに２分の１波長の電流分布６０２が存在する場合を示す。図６に示すように、共振回路４０１により、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２とが分離され、この場合も、第２の筐体２０２における逆位相の電流分布は０あるいは極めて小さな値となる。これにより、アンテナ６０１の性能が損なわれることが抑制される。

以上のように、本実施形態に係るヒンジユニット及び無線端末によれば、ヒンジユニットに形成されるコンデンサと、無線端末の筐体間に配置される配線により形成されるコイルと、が並列に接続された共振回路が形成されるので、アンテナが配置された無線端末の筐体から他方の筐体へ高周波電流が流れるのを抑制することができ、アンテナの性能を向上させることができる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２として、第１の端子１０４が、シャフト１０１と静電容量結合する電極と導通している形態について説明する。

図７（Ａ）と図７（Ｂ）は、本実施形態に係るヒンジユニットの分解斜視図である。図７（Ａ）と図７（Ｂ）とでは、ヒンジユニットの向きがほぼ逆になっている。

図７（Ａ）と図７（Ｂ）を参照すると、フランジ２０がシャフト１０１の一端に対する他端に配置されている。そして、シャフト１０１の一端に、第２の端子１０５を有する導電性の接触子、ケース１０３、スプリング１３、可動カム１１、固定カム１０、ホルダ１０２が、この順に挿入される。

接触子は、図７（Ａ）と図７（Ｂ）においては、環状の部分とその部分から伸びる第２の端子１０５とを有する。そして、環状の部分が、ケース１０３のシャフトが挿入される側に形成されている接触子嵌め込み取付部２１に固定され、環状の部分にフランジ２０が接触することになる。このため、本実施形態では、第２の端子１０５はシャフト１０１と導通することになる。なお、接触子の環状の部分とシャフト１０１との間に金属性ワッシャなどの導電性部材が存在し、接触子とシャフト１０１とが直接接触していなくてもよい。

また、図７（Ａ）と図７（Ｂ）においては、接触子の環状の部分と第２の端子１０５の部分との間は折曲げられている。これにより、ケース１０３の外面の一つである側面に第２の端子１０５が露出することになる。

ケース１０３のシャフトが挿入される側の反対側の開口部分には、コイルスプリング１３が収納可能な空間が形成されている。スプリング１３が収納可能な空間の長さであって、シャフトが挿入される側から可動カム１１が装着される位置までの長さより、コイルスプリング１３の自然長が、若干大きくなっている。これにより、可動カム１１は、コイルスプリング１３により、固定カム１０の方向に押されることになる。なお、コイルスプリング１３の代わりに、自然長より縮むことにより伸びようとする力を生ずるゴムなどの任意の弾性体を用いることができる。

また、ケース１０３には、可動カム１１と係合する形状を有しており、可動カム１１がケース１０３に装着されると、可動カム１１は、ケース１０３がシャフト１０１の周りを回転すると、可動カム１１も回転するようになっている。

可動カム１１には凸部が形成され、この凸部に対応する凹部が固定カム１０に設けられている。可動カム１１の凸部が固定カム１０の凹部に入り込んでいない状態から、可動カム１１と固定カム１０とがシャフト１０１の周りを相対的に回転することにより、可動カム１１の凸部が固定カム１０の凹部に入り込む状態となる。このとき、ヒンジユニットを用いた無線端末の利用者にクリック感を生じさせ、筐体が開状態になったことを無線端末の使用者に知らせ、また、筐体の開く角度が固定される。

ホルダ１０２のシャフト１０１が挿入される側には、固定カム１０がホルダ１０２に対して相対的にシャフト１０１の周りを回転しないようにするための結合部１８が形成されている。また、結合部１８の中心部には、シャフト１０１が挿入されるＩ字形状穴１９が形成されている。Ｉ字形状穴１９に対応してシャフト１０１の先端には、嵌合用平面１４が形成され、シャフト１０１がホルダ１０２に挿入されると、嵌合用平面１４がＩ字形状穴１９と嵌合し、シャフト１０１とホルダ１０２とがシャフト１０１を中心として相対的に回転しないようになる。また、シャフト１０１の先端には、ストッパ嵌合溝１５が形成されており、ホルダ１０２の側面から挿入されるＵ字形のストッパ１６により、シャフト１０１のストッパ嵌合溝１５が挟まれ、ホルダ１０２からシャフト１０１が抜け出るのが防止される。なお、ホルダ１０２からシャフト１０１が抜け出るのを防止する手段は、ストッパ１６に限定されることはなく、例えば、ピンをホルダ１０２とシャフト１０１とに貫通させることでも実現される。

本実施形態では、シャフト１０１がホルダ１０２に挿入する側の反対側に形成された開口から、第１の端子１０４を一部に有する導電性の接点ピンがホルダ１０２に挿入される。そして、接点ピンがホルダ１０２に挿入された部分が、ホルダ１０２の内部で、シャフト１０１の一端と接触せずに離れて位置する。すなわち、接点ピンの第１の端子１０４に対する裏面７０２が、シャフト１０１の一端に形成された先端面７０１と対向し、静電容量結合する構成となっている。したがって、本実施形態においては、接点ピンの裏側が電極となっているともいえる。符号１７は、シャフト１０１の先端面７０１と接点ピンの裏側との間に存在する絶縁材料を示している。

符号１７により示される絶縁材料としては種々のものが使用可能である。例えば、誘電体が先端面７０１と接点ピンとの間に存在していてもよい。特に、誘電体は、空気であってもよい。また、符号１７により示される絶縁材料がホルダ１０２の一部となっていてもよい。言い換えると、符号１７により示される絶縁材料とホルダ１０２とが一体に形成されていてもよく、図７（Ａ）、図７（Ｂ）に示されるように、符号１７により示される絶縁材料をホルダ１０２から容易に分離ができないようになっていてもよい。

図８は、本実施形態に係るヒンジユニットの三つの実施例についての断面図を示す。図８（Ａ）は、符号１７により示される絶縁材料が、空気でもなく、ホルダ１０２と一体に形成されてもおらず、誘電体である場合を示している。図８（Ａ）の場合には、例えば、シャフト１０１がホルダ１０２に挿入され、ストッパ１６により固定された後に、樹脂材料などで形成されている誘電体としての絶縁材料１７が、シャフト１０１が挿入されている側と反対の側から装着され、その上に接点ピンが挿入され固定される。シャフト１０１の先端面７０１の形状、接点ピンの裏面としての電極の形状及び対向する距離を選択することで、静電容量を適宜設定できることはもちろんであるが、誘電体の材料、形状などを選択することによっても、静電容量を適宜設定することが可能となる。

図８（Ｂ）は、符号１７により示される絶縁材料が、空気である場合の断面図である。この場合には、図８（Ａ）の場合と異なり、絶縁材料１７を装着する必要がない。

図８（Ｃ）は、符号１７により示される絶縁材料が、ホルダ１０２と一体に形成されている場合の断面図である。この場合も、図８（Ｂ）のように絶縁材料１７を別途装着する必要がない。

このように本実施形態では、シャフト１０１の先端面と接点ピンの第１の端子１０４に対する裏面とが対向することで静電容量結合し、第１の端子１０４と第２の端子１０５との間に静電容量を生じさせることができる。また、シャフト１０１の先端面７０１と接点ピンの第１の端子１０４に対する裏面との間の誘電体の材料、形状などを適宜選択することにより、静電容量を適宜設定することができる。

なお、本実施形態では、シャフト１０１の先端面７０１と、電極としての接点ピンの第１の端子１０４に対する裏面７０２と、が対向していることについて主に説明を行った。しかし、本実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、シャフト１０１の側面が接点ピンの一部と対向し、静電容量結合していてもよい。このような静電容量結合を行うための一例としては、接点ピンの第１の端子１０４に対する裏側に形成されたシャフト１０１の径よりも大きな径の円筒などを用いることが考えられる。接点ピンがホルダ１０２に挿入されると、円筒の内部にシャフト１０１が挿入し、シャフト１０１の側面と円筒とが静電容量結合する。なお、円筒と記載したが、シャフト１０１の側面を３６０度囲む必要はなく、３６０度よりも小さな角度でシャフト１０１の側面と対向するようになっていてもよい。

また、シャフト１０１の先端面７０１に対向するように、金属などの導電性の薄板をホルダ１０２の側面から挿入し、ホルダ１０２の中に挿入されていない薄板の部分を第１の端子１０４としてもよい。また、金属などの導電性の薄板を、シャフト１０１の側面に対向するように、ホルダ１０２の側面から挿入し、ホルダ１０２の中に挿入されていない薄板の部分をホルダ１０２の側面に巻き付けるようにして第１の端子１０４としてもよい。

（実施形態３）
本発明の実施形態３として、第２の端子が、シャフト１０１と静電容量結合する電極と導通している形態について説明する。

図９（Ａ）と図９（Ｂ）は、本実施形態に係るヒンジユニットの分解斜視図である。図９（Ａ）と図９（Ｂ）とでは、ヒンジユニットの向きがほぼ逆になっている。

図９（Ａ）と図９（Ｂ）に示されているように、シャフト１０１は、ホルダ１０２に挿入している一端に対する他端にフランジ２０を有している。そして、フランジ２０が配置されている端より、環状の誘電体９０２、第２の端子１０５を有する導電性の接触子、ケース１０３、スプリング１３、可動カム１１、固定カム１０、ホルダ１０２が、この順に挿入される。

本実施形態では、シャフト１０１がホルダ１０２を貫通し、シャフト１０１の先端が第１の端子１０４としてホルダの挿入箇所の反対面の箇所に露出する。すなわち、シャフト１０１の一端が第１の端子を形成している。また、シャフト１０１と静電容量結合する電極は、接触子のシャフト１０１の周囲を取り囲む部分となる。この部分が環状の誘電体９０２を介して、フランジ２０の裏面９０１と対向し、静電容量結合することとなる。これらの点を除き、本実施形態は実施形態２と同様である。なお、シャフト１０１の先端を研磨などして第１の端子１０４が形成されてもよい。

図１０は、本実施形態に係るヒンジユニットの断面図である。図１０にも示されているように、フランジ２０の裏面９０１と接触子との間に誘電体９０２が配置されてシャフト１０１と接触子の環状の部分とが静電容量結合している。なお、誘電体９０２は環状でなくてもよく、Ｃ字形などであってもよい。これは、シャフト１０１と静電容量結合する接触子の部分についても同じことが言える。

図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）は、本実施形態に係るヒンジユニットの外観斜視図である。図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）とでは、ヒンジユニットの向きがほぼ逆になっている。本実施形態においては、シャフト１０１がホルダ１０２を貫通している。したがって、実施形態２におけるようにホルダ１０２の内部でシャフト１０１の先端面７０１と接点ピンの裏面７０２とを対向するための空間を確保する必要がない。したがって、本実施形態では、ホルダ１０２の軸方向の長さを実施形態２よりも短くすることができる。

すなわち、図１（Ａ）と図１（Ｂ）が実施形態２に係るヒンジユニットの外観斜視図であるとすると、本実施形態では、図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）に示されるようにホルダ１０２の長さを小さくすることができ、ヒンジユニットを小型化できる。

なお、本実施形態において、実施形態２のように、ホルダ１０２内において第１の端子１０４に導通する別の電極がシャフト１０１の先端などと対向し、静電容量結合し、第１の端子１０４と第２の端子１０５との間にコンデンサが２個直列に接続されているようになっていてもよい。また、実施形態１において、符号１７にて示されるものが、導電材料を絶縁材料で挟んだ構造をしており、第１の端子１０４と第２の端子１０５との間にコンデンサが３個以上直列に接続されていてもよい。このようにコンデンサを直列接続することにより、静電容量を設定することができる。

（アンテナ性能の測定例）
本発明の実施形態に係るヒンジユニットを図２、図３に示すように用いて、ヒンジユニットにより形成されるコンデンサと筐体間のケーブルにより形成されるコイルとの並列共振回路を用いた無線端末（以下、「本発明に係る無線端末」という）と、従来におけるように、図１５に示されるように筐体間をケーブルのみを用いて接続した無線端末（以下、「従来技術に係る無線端末」という）とにおけるアンテナの性能を測定した結果を以下に示す。

図１２（Ａ）は、本発明に係る無線端末のアンテナの指向性パターンを示す。この指向性パターンは、無線端末のアンテナを図４（Ｂ）に示すように、筐体のヒンジユニットと離れた側に配置した場合において２つの筐体を水平に開いた状態のものである。角度は、図１３に示すように、無線端末のヒンジ部から筐体に上の向きを０度とし、時計回りに決定される。また、アンテナは、下筐体の下端に配置されている。

一方、図１２（Ｂ）は、アンテナを図１２（Ａ）の測定と同様に、第２の筐体のヒンジユニットと離れた側に配置した場合において、従来技術に係る無線端末のアンテナの指向性パターンを示す。なお、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）ともに、８２４ＭＨｚの周波数帯を使用した。

図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）とを比較すると、図１２（Ａ）の方が、図１２（Ｂ）よりもほぼ全ての角度において、アンテナの性能が１ｄＢから５ｄＢ改善していることがわかる。

また、図１４は、８２４ＭＨｚ、８７５ＭＨｚ、９２５ＭＨｚ、１９２０ＭＨｚ、２１３０ＭＨｚのそれぞれにおいて、本発明に係る無線端末と従来技術に係る無線端末とについて、指向性パターンを求め、推定効率を算出して作成したグラフを示す。図１４に示すように、８２４ＭＨｚ、８７５ＭＨｚ、９２５ＭＨｚにおいて、本発明に係る無線端末は、従来技術に係る無線端末における推定効率を上回っていることがわかる。

１００ ヒンジユニット
１０１ シャフト
１０２ ホルダ
１０３ ケース
１０４ 第１の端子
１０５ 第２の端子

Claims (12)

1. 導電性のシャフトと、
   前記シャフトの一端が挿入されている絶縁性のホルダと、
   前記シャフトの他端と前記ホルダとの間に配置され、前記シャフトにより貫通され、前記シャフトの軸の周りを回転可能な絶縁性のケースと、
   前記ホルダの外面に露出している導電性の第１の端子と、
   前記ケースの外面に露出している導電性の第２の端子と、
   前記第１の端子および前記第２の端子のいずれかに導通し、前記シャフトと静電容量結合している電極と
   を有するヒンジユニット。
2. 導電性のシャフトと、
   前記シャフトの一端が挿入されている絶縁性のホルダと、
   前記シャフトの他端と前記ホルダとの間に配置され、前記シャフトにより貫通され、前記シャフトの軸の周りを回転可能な絶縁性のケースと、
   前記ホルダの外面に露出している導電性の第１の端子と、
   前記ホルダに挿入されている部分が前記シャフトと静電容量結合し、前記ホルダの外面に露出している部分が前記第１の端子を形成する導電性の接点ピンと、
   前記ケースの外面に露出し、前記シャフトと導通している導電性の第２の端子と、
   を有するヒンジユニット。
3. 絶縁性のホルダと、
   前記ホルダの外面に露出している導電性の第１の端子と、
   絶縁性のケースと、
   前記ケースの外面に露出している導電性の第２の端子と、
   前記ホルダと前記ケースとを貫通し、一端が前記第１の端子を形成し、他端にフランジを有する導電性のシャフトと、
   前記第２の端子と導通し、前記ケースと前記フランジとの間に配置され、前記シャフトとは非導通であり、前記シャフトと静電容量結合している電極と、
   前記フランジと前記電極との間に位置する誘電体と
   を有するヒンジユニット。
4. 前記静電容量結合による前記第１の端子と前記第2の端子との間の静電容量は、０．１ｐＦ以上１．０ｐＦ以下の容量であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のヒンジユニット。
5. 前記電極と前記シャフトの前記一端とが、前記ホルダ内で対向し静電容量結合しており、
   前記第１の端子と前記電極は、導電性の接点ピンを形成していることを特徴とする請求項１に記載のヒンジユニット。
6. 前記電極と前記シャフトの前記一端との間に存在する誘電体をさらに有することを特徴とする請求項５に記載のヒンジユニット。
7. 前記誘電体は、前記ホルダの一部であることを特徴とする請求項６に記載のヒンジユニット。
8. 前記第２の端子と前記シャフトとが導通している請求項５から７のいずれか一に記載のヒンジユニット。
9. 前記第１の端子は前記シャフトの前記一端として形成され、
   前記第２の端子は前記電極と導通し、
   前記シャフトの他端にフランジが形成され、
   前記ケースと前記フランジとの間に、前記ケースの側から前記電極と誘電体とが順に配置されている請求項１に記載のヒンジユニット。
10. 第１の電気回路を有する第１の筐体と、前記第１の筐体が有する第１の電気回路とケーブルを介して電気的に接続される第２の電気回路を有する第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを開閉可能に接続するヒンジユニットとを有する無線端末であり、
    前記ヒンジユニットは、
    導電性のシャフトと、
    前記シャフトの一端が挿入されている絶縁性のホルダと、
    前記シャフトの他端と前記ホルダとの間に配置され、前記シャフトにより貫通され、前記シャフトの軸の周りを回転可能な絶縁性のケースと、
    前記ホルダの外面に露出している導電性の第１の端子と、
    前記ケースの外面に露出している導電性の第２の端子と、
    前記第１の端子および前記第２の端子のいずれかに導通し、前記導電性シャフトと静電容量結合している電極と
    を有し、
    前記ホルダおよび前記ケースのいずれか一方が前記第１の筐体および前記第２の筐体の一方に固定され、前記ホルダおよび前記ケースの他方が前記第１の筐体および前記第２の筐体の他方に固定され、
    前記第１の端子は前記第１の電気回路に電気的に接続され、
    前記第２の端子は前記第２の電気回路に電気的に接続され、
    前記静電容量結合により形成されるコンデンサと前記ケーブルにより形成されるコイルとが並列接続され共振回路が形成されていることを特徴とする無線端末。
11. 前記第１の筐体および前記第２の筐体の一方にアンテナが配置され、
    前記アンテナによる放射および／または受信される電波の周波数が、前記共振回路の共振周波数と略等しいことを特徴とする請求項１０に記載の無線端末。
12. 前記第１の筐体および前記第２の筐体の一方の電気回路と前記アンテナとには、前記アンテナが放射および／または受信する電波の波長の略２分の１の電流が分布することを特徴とする請求項１０または１１に記載の無線端末。