JP3791510B2 - 防水構造を備える折り畳み型携帯端末装置 - Google Patents

防水構造を備える折り畳み型携帯端末装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、折り畳み型携帯電話機などの携帯端末装置に関し、特に、防水構造を備える携帯端末装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、携帯電話機などの装置における防水対策として、装置を構成する各部位において構造を工夫することにより様々な対策が施されてきた。
【0003】
例えば、特許文献1に開示される「携帯端末装置」は、携帯端末装置の操作部であるキーシート周辺部からの水に浸入に対しての防水構造を対象としている。また、特許文献2に開示される「ゴムパッキンおよびその製造方法」は、携帯端末装置の上下ケースの周囲嵌合部からの水浸入に対する防水対策として使用するのに好適なゴムパッキンを対象としている。
【0004】
また、その他にも、携帯電話機に設置される穴(音孔など)や外観のあらゆる隙間から浸入する水分に対しても防水対策を試みた完全防水型の携帯電話機(一体型)が存在する。しかし、昨今では、一般に「折り畳み型」と呼ばれる携帯電話機、つまりヒンジ部を介して上側装置と下側装置とが折り畳めるタイプの携帯電話機が数多く市場に出回っている中で、このヒンジ部の隙間からの水浸入に関する市場クレーム(苦情・指摘等)が数多くある。
【0005】
具体的には、ヒンジ部の外部の隙間から水分が浸入し、浸入した水分がヒンジ部内部を通過しているFPC(Flexible Print Circuit)に伝わり、さらにFPCを伝って上下装置内のプリント基板に到達することにより電気的な問題を引き起こしている。ここで、FPCは可撓性を備え、上下装置内部に配置された各プリント基板を接続するのに使用されている基板である。
【0006】
このヒンジ部隙間からの水分浸入(水以外の物質や塵なども侵入する可能性が有る)という問題に対して対策を施した携帯電話機の構成の例を図8及び9に示す。図8は、携帯電話機を正面(筐体を開いた状態)から見た図であり、図中のIII−III断面を図9に示す。
図8及び図9に示す構成では、ヒンジ部4と上下各装置(上側装置2、下側装置3)との境界の空間において、上下各装置2,3への水浸入の経路となるFPC7の一部分について、上下からゴム部品P(ゴムパッキン(rubber packing)、ゴムパッキン部品ともいう)で挟み込み、FPC7とFPC7の外側の筐体(ケース)との間の空間を充填して隙間を無くすように構成している。ゴム部品Pで空間を充填しているため、FPC7とゴム部品Pとが圧接しており、また、ゴム部品Pと筐体(ケース)とが圧接しており、ヒンジ部4から上下各装置2,3への浸入路を無くすことにより防水効果を達成している。
【0007】
しかしながら、折り畳み型携帯電話機の中には、上下のプリント基板5,6を接続しているFPC7以外に、更に同軸ケーブル等を上下のプリント基板5,6に接続してヒンジ部4の内部を通す構成を採るものがある。このFPCとケーブルとをヒンジ部内部で通す構成において上記のようにゴム部品Pを用いて防水構造を設ける場合の携帯電話機の構成例を図10、図11に示す。図10(a)は、携帯電話機の正面図、図10(b)は同背面図である。図11は、図10(b)のIV−IV断面図である。
図10及び図11に示すように、接続ケーブル(同軸ケーブル)8が1本、FPC7と共にヒンジ部4内部を通過しており、上下の各プリント基板5,6に接続される。ヒンジ部4と上下各装置2,3との境界の空間において、それぞれゴムパッキンPが配置されており(図では4つのゴムパッキン部品Pが配置されている)、FPC7及びケーブル8は、ゴムパッキン部品Pの間を上下装置2,3方向へ通過する。空間をゴムパッキン部品Pにより充填して隙間を最小限にすることにより、水滴などが上下装置2,3の方向へ浸入することを防止している。
【0008】
図12(a)及び(b)に示す防水構造は、二つのゴムパッキン部品PによりFPC7とケーブル8とが上下から挟み込まれ、FPC7とゴムパッキン部品Pとの間が圧接(密着)し、水滴などの侵入を防止している。ゴムパッキンPは外側の筐体(ケース)にも圧接している。また、ゴムパッキン部品PとFPC7とが密着する部分(面)のうちの一部においてケーブル8を通している。
図12(a)に示す防水構造は、FPC7とケーブル8とを別位置でゴムパッキン部品Pによって挟み込んでいる。図12(b)に示す防水構造は、FPC7とケーブル8とを一緒に(FPC7の上面にケーブル8を配置して)ゴムパッキン部品Pによって挟み込んでいる。
【0009】
上記のような構成では、ケーブル8周りにおいてゴムパッキン部品Pとの間に隙間Sが生じる。隙間Sは水滴などの浸入路になってしまうため、水滴がFPC7又はケーブル8を伝って上下装置2,3内のプリント基板5,6に伝わってしまい、電気的な問題(ショート等)を引き起こす原因になっていた。
また、特に図12(b)に示す構成では、ゴムパッキン部品PとFPC7とが密着する面のうちの一部においてケーブル8を通す構成であるため、FPC7やケーブル8に対して余計な外力負担がかかり(特にFPC7への負担)、この結果、FPC7中の信号ラインの断線を引き起こす原因となるなどの問題があった。換言すると、FPC7の一部に圧力が集中して作用するため、FPC7に断線が生じる原因となることがあった。
【0010】
【特許文献1】
特開2000−151772号公報
【特許文献2】
特開平10−169780号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の構成では、ヒンジ部内部においてFPCと接続ケーブルとを通す構成に対応する適切な防水構造は考慮されていなかった。
【0012】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、折り畳み型の携帯電話機などの携帯端末装置において、ヒンジ部内部においてFPC及び接続ケーブルを通す構成における効果的な防水構造を備える携帯端末装置を提供することを目的とする。
【0013】
また、FPCやケーブルに余計な外力負担を与えることのない防水構造を備える携帯端末装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る折り畳み型携帯端末装置は、ヒンジ部を介して折り畳み可能に連結された上側装置及び下側装置と、上側装置及び下側装置内に配置されたプリント基板と、プリント基板の相互間を接続するフレキシブルプリント基板及び接続ケーブルと、ヒンジ部と上側装置及び下側装置との各境界をシールする防水構造とを含み、上側装置と下側装置との間に引き廻されるプリント基板と接続ケーブルとは、防水構造を異なる位置で貫通しており、防水構造は、フレキシブルプリント基板と接続ケーブルとの間を密にシールしており、防水構造はシールパッキンから構成され、当該シールパッキンは、組み合わされる上部パッキンと下部パッキンとを備えており、上部パッキンと下部パッキンとのうちの少なくとも一方は、接続ケーブルを通過させる穴を備え、上部パッキンと下部パッキンとの合わせ面によりフレキシブルプリント基板との間が密にシールされた構成を採っている。
【0016】
また、上部パッキン及び下部パッキンのうち穴が形成された一方は、穴に通じる切り込みを有することが望ましいものである。
【0017】
また、上部パッキンと下部パッキンとの合わせ面には隙間部が形成され、該隙間部にフレキシブルプリント基板が圧入配置されることが望ましいものである。
【0018】
また、接続ケーブルを複数本有し、当該複数のケーブルが防水構造を貫通した構成を採るようにしても良い。
【0019】
また、接続ケーブルは、シールパッキンの穴にガイドされて上側装置と下側装置との間に引き回されている構成を採るようにしても良いものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1(a)は、本発明の実施の形態における折り畳み型携帯端末装置1の構成を示す正面図、図1(b)は同背面図である。図2は、図1(b)のI−I線断面図である。
図1及び図2に示すように、本発明に係る携帯端末装置1は、大別して、上側装置2、下側装置3、ヒンジ部4を有する。
上側装置2と下側装置3とはヒンジ部4を介して接続される。本発明は、一般に「折り畳み型」と呼ばれる、ヒンジ部4を介して上側装置2と下側装置3とが折り畳めるタイプの携帯端末装置1を対象とするものであり、当該ヒンジ部4の隙間41から浸入する水などに対する防水構造を提供するものである。
携帯端末装置1内のヒンジ部4と上下の各装置2,3との境界の空間をシールパッキン9により充填して、ヒンジ部4から上下各装置2,3方向へ水滴などが浸入することを防止する。換言すると、上下各装置2,3内の空間とヒンジ部4とはシールパッキン9によって隔離されている。
【0021】
以下、本実施例における構成要素に関し従来技術の説明において挙げた構成要素については同じ記号を付与して表す。
【0022】
上側装置2は、ディスプレイなどが設けられる側の装置であり、一方、下側装置3は、操作入力キーなどが設けられる側の装置である。上側装置2、下側装置3のそれぞれの筐体(ケース)の内部には、所定の回路が形成されたプリント基板5、6が配置されている。プリント基板5、6はFPC7と接続ケーブル8とによって電気的に接続される。
【0023】
ヒンジ部4はいくつかの部位から構成されるが、典型的にはその外部部位(外部表面に露出する部分)は上下の各装置2、3と一体構造として製造され、その部位が軸部品により組み合わせられて回動可能に構成される。ヒンジ部4は回動可能に構成される部位であるため、必然的に隙間41を有している。隙間41からは水分や塵などの装置動作不良の原因と成り得る物質(特に水)が浸入し得る。
【0024】
ヒンジ部4の内部は、上下各装置2,3内のプリント基板5、6間を接続するフレキシブルプリント基板(FPC)7が通過する。また、同様に各プリント基板5,6間を接続する接続ケーブル(同軸ケーブル)8が通過する。なお、本実施例ではFPC7を2枚重ねて配置する構成を図示しているが構成はこれに限るものではない。
【0025】
ヒンジ部4の隙間41から浸入した水滴11がFPC7又は接続ケーブル8に付着し、更にFPC7又は接続ケーブル8を伝って上側装置2又は下側装置3の方向へ浸入し得る。水滴11の浸入に対しヒンジ部4と上下各装置2,3との境界の空間において充填されるシールパッキン9部位においてそれ以上浸入させないように止め、特に上下装置2,3内のプリント基板5,6に伝わることを防止する。
【0026】
図2で、斜線で示されているのがシールパッキン9である。シールパッキン9は、ヒンジ部4と上下の各装置2,3との境界の空間において設けられている。シールパッキン9は比較的硬度が低い弾性体(体積弾性を有する部材であり、スプリングのような形状弾性体は含まない)である。なお本実施例では、特にシールパッキン部101をキー部(操作入力部)の防水シートであるラバーシート10と一体部品として構成しているが、独立した部品として構成してもよい。各シールパッキン9において、FPC7と接続ケーブル8とを別の2ヶ所で通過させている。ヒンジ部4の隙間41から水滴11が浸入し、FPC7又は接続ケーブル8を伝ってシールパッキン9の面に達した場合、各水滴11はその位置でそれ以上の浸入を止められる。
【0027】
図3は、図1(b)のII−II線断面図である。図3に示すように、本実施例では、上下各装置2,3における各シールパッキン9は、二つの上部パッキン9aと下部パッキン9bとから構成される。上部パッキン9aには、円形の穴9cが設けられており、上部パッキン9bの穴9cに接続ケーブル8を通過させている。上部及び下部パッキン9a,9bの合わせ面でFPC7を挟み込んでいる。この場合、シールパッキン9が弾性材料であるから、上部及び下部パッキン9a,9bとFPC7との接触面、及び、上部パッキン9aの穴9cと接続ケーブル8との接触面は、圧接(密着)している。以上の構成においては、FPC7及び接続ケーブル8がシールパッキン9を貫通することとなる。
下部パッキン9b(又は上部パッキン9a)の合わせ面には、フレキシブルプリント基板7が圧入される凹陥部9eを備えている。凹陥部9eを設けることにより、上部パッキン9a及び下部パッキン9bの合わせ面には、幅がFPC7と略同一で、厚さが配置されるFPC7よりも若干薄い隙間9fが形成される。なお、隙間9fの厚さ寸法(凹陥部9eの深さ)は、これに配置されるFPC7の厚さの合計に応じて設定される。本実施例では、FPC7を2枚重ねて配置する構成であるから、隙間9fをFPC2枚分よりも若干薄くしている。FPC7は隙間9fに配置されることで、上部パッキン9a及び下部パッキン9dのいずれとも密着するため、水滴11の浸入が防止される。
【0028】
シールパッキン9は、その外面が、FPC7及び接続ケーブル8を収容している筐体(ケース)(必ずしも最外部筐体とは限らない)と圧接(密着)している。シールパッキン9によりFPC7、接続ケーブル8、及び筐体(ケース)が圧接(密着)され、且つこれらの間の空間が充填されていることにより、水滴11を上下各装置2,3内に浸入させない。
【0029】
図4(a)、(b)は、シールパッキン9、特にシールパッキン9の上部パッキン9aと下部パッキン9bと接続ケーブル8との関係を示す詳細図である。図3に示すシールパッキン9の上部パッキン9aと下部パッキン9bとは図2に示すように、ヒンジ部4で連結される上側装置2と下側装置3とにそれぞれ組み込まれ、それぞれの上部及び下部パッキン9a,9bの外形は、それが充填される空間の形状に応じて形成されている。図4(a)に示すように、シールパッキン9の上部パッキン9aに形成した穴9cに接続ケーブル8を通過させている。
図4(a)、(b)に示すように、上部パッキン9aの穴9cは、接続ケーブル8の外径より若干小さめの穴径を有する。穴9cの穴径を接続ケーブル8の外径よりも小さくすることにより、接続ケーブル8とシールパッキン9との密着を図り水滴が浸入する隙間を無くしている。また、図4及び図2に示すように、上部パッキン9aの穴9cに通した接続ケーブル8の両端に、プリント基板5,6に接続するための接合片81を取り付ける。
【0030】
図5は、ヒンジ部4におけるFPC7及び接続ケーブル8の配置状態を示す斜視図である。図5及び図2に示すように、FPC7は、ヒンジ部4の内部でヒンジ部4の軸4aの周りを一回りして両端部がプリント基板5,6に接続される。また、接続ケーブル8は、一方のプリント基板6側からシールパッキン9aにガイドされてヒンジ部4の軸4aまで引き出され、その位置からヒンジ部4の軸4aに添う方向に引き回され、かつ他方のプリント基板5側に曲げられてシールパッキン9の上部パッキン9aの穴9cでガイドされて他方のプリント基板5側に引き回されている。接続ケーブル8をパッキン9でガイドすることにより、接続ケーブルをガイドするための部品を削減でき、装置の小型化・軽量化を図ることができる。
図5において点線で示したのは、ヒンジ部4から上側装置2(上側プリント基板5)へと向かう側に設けられるシールパッキン9の面である。なお、ヒンジ部4内におけるこのFPC7や接続ケーブル8の配置構成は一例であってこれに限られるものではない。
【0031】
本実施例に示したようなシールパッキン9の形態(及びFPC7と接続ケーブル8の配置)を実現するためには、まず、シールパッキン9を型から成形する際に、接続ケーブル8と共に成形する一体成形法を用いる方法がある。また、別の方法として、前述の穴9cなどを設けたシールパッキン9を製造し、接続ケーブル8の両端の接合片81を取り付ける前に穴9cに接続ケーブル8を通し、次に接合片81を接続ケーブル8に取り付ける方法などが挙げられる。
【0032】
ヒンジ部4と上下各装置2,3との境界において、FPC7及び接続ケーブル8と、それを収容する筐体(ケース)との間の空間が、FPC7と接続ケーブル8とが離れた位置関係の状態でシールパッキン9により充填される。このため、FPC7や接続ケーブル8に対しシールパッキン9による無理な外力負担を与えることがない。特にFPC7に対して無理な外力負担を与えないので、FPC7の損傷や不良を防止することができる。
【0033】
本発明に係る携帯端末装置1では、図2に示すように、仮にヒンジ部4の隙間41から水が浸入し、水滴11がFPC7又は接続ケーブル8を矢印方向に伝わった場合でも、最終的にはシールパッキン9を越えて内部に上側装置2や下側装置3の内部に浸入することが阻止される。
【0034】
次に、本発明の他の実施例について説明する。他の実施例として、上下のプリント基板5,6を接続する接続ケーブル8は複数本設けられてもよい。図6は、ヒンジ部4を通過する複数の接続ケーブル8を有する構成を示す詳細図である。シールパッキン9の上部パッキン9aには、接続ケーブル8と同数の穴9cが互いに離れた位置に設けられる。図は、3本の接続ケーブル8を設けた構成である。なお、シールパッキン9aに形成される穴9cは、FPC7と干渉しない位置に設けられる。
【0035】
また他の実施例として、図7に示すように、シールパッキン9に接続ケーブル8を通すための他の方法に対応した構成として、シールパッキン9の上部パッキン9a形成した穴9cに通じる切り込み9dを設け、切り込み9dを使って接続ケーブル8を穴9cにはめ込むようにしてもよい。
図7に示すように、シールパッキン9の上部パッキン9aに形成した穴9cの上部に切り込み9dを設けることにより(水浸入路とならない程度に設ける)、接続ケーブル8に接合片81を取り付けた状態でも、接続ケーブル8を切り込み9dから押し込めば、穴9cを通過することで接続ケーブル8がシールパッキン9を貫通する状態に構成することができる。この構成では、シールパッキン9と接続ケーブル8との組立てを容易に行うことができる利点がある。
【0036】
なお、以上の本実施例においては携帯端末装置1として特に携帯電話機を例に採っているが、本発明はその特徴が防水構造に関するものであるので、特に携帯電話機に限ることなく、ヒンジ部を有する折り畳み型の装置に関して広く適用することができる。
【0037】
以上により本発明の実施の形態について説明した。なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、上部パッキン9a及び下部パッキン9bのいずれかにいずれかに凹陥部9eを設ける構成を示したが、上部パッキン9aと下部パッキン9bとの合わせ面に幅がFPC7と略同一で、厚さがFPC7よりも若干薄い隙間9fが形成されるのであれば、上部パッキン9a及び下部パッキン9bはどのような形状であってもよい。例として、上部パッキン9a及び下部パッキン9bの両方に凹陥部を設けるようにしたり、いずれか一方に凹陥部を設け他方には凸起部を設けるようにしても、合わせ面に上記形状の隙間が形成できれば同様の効果が得られる。
また、接続ケーブル8の断面形状は円形に限定されることはなく、断面が円形でない場合には、穴9cの断面を接続ケーブル8の断面と相似形で若干小さくすれば同様の効果が得られる。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【0038】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ヒンジ部の隙間から浸入する可能性のある水や塵などに関しFPCや接続(同軸)ケーブルに付着した場合でも上下各装置内部の各プリント基板への浸入を防止することができる。また、FPCに関する防水(シールパッキンによる圧接)と、接続ケーブルに関する防水(シールパッキンのケーブル通し穴を通過させる)とを別々に行っている事により、FPCや接続ケーブルに無理な外力負担を与えることなく部品の密着(空間の充填)を行うことができるため、外力によるFPC中の複数の信号ラインの断線などを防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の実施の形態における携帯端末装置の構成を示す正面図、(b)は、同背面図である。
【図2】図1(b)のI−I線断面図である。
【図3】図1(b)のII−II線断面図である。
【図4】(a)、(b)は、シールパッキン及び接続(同軸)ケーブルの形態を示す詳細図である。
【図5】ヒンジ部4におけるFPC7及び接続ケーブル8の配置の概略を示す図である。
【図6】(a)、(b)は、複数の接続(同軸)ケーブル有した形態を示す詳細図である。
【図7】シールパッキンに形成した接続ケーブル用の穴にこれに通じる切り込みを設けた構成を示す詳細図である。
【図8】ヒンジ部隙間から浸入する水に対する防水対策としてゴムパッキン部品を設けた従来の携帯電話機の構成を示す図である。
【図9】図8のIII−III線断面図である。
【図10】(a)は、ヒンジ部内部にFPCに加えて同軸ケーブル(接続ケーブル)を有する携帯電話機の構成を示す正面図、(b)は、同背面図である。
【図11】図10(b)ののIV−IV断面を示す図である。
【図12】図10(b)のV−V線に添って断面した、防水構造が異なる断面図である。
【符号の説明】
1 携帯端末装置
2 上側装置
3 下側装置
4 ヒンジ部
5 上側プリント基板
6 下側プリント基板
7 FPC(フレキシブルプリント基板)
8 同軸ケーブル(接続ケーブル)
9 シールパッキン(seal packing、体積弾性体による空間充填部品)
9a 上部パッキン
9b 下部パッキン
9c 穴
9d 切り込み
9e 凹陥部
9f 隙間
10 ラバーシート(キー部における防水用シート)
11 水滴
41 ヒンジ部隙間
81 接合片
101 ラバーシートと一体のシールパッキン部
I−I、II−II、III−III、IV−IV、V−V 携帯端末装置における各種断面

Claims (5)

  1. ヒンジ部を介して折り畳み可能に連結された上側装置及び下側装置と、
    前記上側装置及び前記下側装置内に配置されたプリント基板と、
    前記プリント基板の相互間を接続するフレキシブルプリント基板及び接続ケーブルと、
    前記ヒンジ部と前記上側装置及び下側装置との各境界をシールする防水構造とを含み、
    前記上側装置と下側装置との間に引き廻される前記プリント基板と接続ケーブルとは、前記防水構造を異なる位置で貫通しており、
    前記防水構造は、前記フレキシブルプリント基板と接続ケーブルとの間を密にシールしており、
    前記防水構造はシールパッキンから構成され、
    当該シールパッキンは、組み合わされる上部パッキンと下部パッキンとを備えており、
    前記上部パッキンと下部パッキンとのうちの少なくとも一方は、前記接続ケーブルを通過させる穴を備え、
    前記上部パッキンと下部パッキンとの合わせ面により前記フレキシブルプリント基板との間が密にシールされていることを特徴とする折り畳み型携帯端末装置。
  2. 前記上部パッキン及び下部パッキンのうち前記穴が形成された一方は、前記穴に通じる切り込みを有することを特徴とする請求項記載の折り畳み型携帯端末装置。
  3. 前記上部パッキンと前記下部パッキンとの合わせ面には隙間部が形成され、該隙間部に前記フレキシブルプリント基板が圧入配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の折り畳み型携帯端末装置。
  4. 前記接続ケーブルを複数本有し、当該複数のケーブルが前記防水構造を貫通していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の折り畳み型携帯端末装置。
  5. 前記接続ケーブルは、前記シールパッキンの穴にガイドされて前記上側装置と下側装置との間に引き回されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の折り畳み型携帯端末装置。
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