JP4675920B2 - 電子機器及び電子機器用ヒンジカラー - Google Patents

Description

本発明は、回路基板を有する複数の筐体がヒンジを介して開閉可能に取り付けられ、これらの筐体内の回路基板同士のグランドをヒンジカラーによって電気的に接続してなる携帯電話、電子辞書、携帯用ゲーム機、携帯用パーソナルコンピュータなどの電子機器、および該電子機器に用いられるヒンジカラーに関する。

従来、携帯電話などの電子機器において、２つの筐体内にあるそれぞれの回路基板間のグランドを接続するための構造として、例えば、特許文献１〜３に開示された技術が提案されている。

特許文献１には、第１基板を有する第１の筐体と、第２基板を有する第２の筐体とを備えた通信機器において、上記第１基板と第２基板とは、伝導性のある導体を絶縁体で覆った複数の細い電線で構成された信号線で接続されており、上記信号線は、その両端部を除く中間部で上記複数の細い電線が一本に束ねられ、該束ねられた状態で、その外周が、複数の導線をメッシュ状に編んだグランド線で覆われ、上記グランド線の各端部は、第１基板と第２基板とにそれぞれ接続されていることを特徴とする通信機器が開示されている。

特許文献２には、第１の筐体と、第２の筐体と、前記第１の筐体と前記第２の筐体とを回動可能に連結するヒンジ部とを有する携帯無線機であって、前記第１の筐体に設けられた導電性部材と、前記第２の筐体に設けられた回路基板と、前記ヒンジ部において設けられ、前記導電性部材に電気的に接続された導電性ヒンジ部と、前記導電性ヒンジ部の一方の端部に導通し、前記回路基板から給電を行う給電部と、前記給電部から所定距離離れた位置において、前記導電性ヒンジ部との間隙に容量性リアクタンスを発生する容量結合用導体とを備え、前記容量結合用導体が前記回路基板のグランドパターンに電気的に接続された携帯無線機が開示されている。

特許文献３には、回路基板と当該回路基板のグランドに電気的に導通されるシールド体とが内設される第１筐体と、電子部品が内設される第２筐体とを連結部材により開閉可能に連結する電子機器の連結構造であって、前記連結部材内部には、前記第１筐体内部と第２筐体内部とを連通する通路が形成され、前記通路には、前記回路基板と前記電子部品とを電気的に接続する接続部材が配置され、前記連結部材は、導電性を有し、前記シールド体に電気的に導通されていることを特徴とする電子機器の連結構造が開示されている。

また、携帯電話機等の複数の筐体がヒンジを介して開閉可能に接合された構造を有する小型電子機器において、各筐体のグランドを接続するためのヒンジカラーとしては、図１に示すようなヒンジカラーが知られている。
図１に示すヒンジカラー１は、金属製のリング部２と、先端に回路基板との接触用の接点４を設けたアーム部３とを有し、ヒンジを構成する１部品として用いられている。

このヒンジカラー１を用い、ヒンジを介して２つの筐体内にあるそれぞれの回路基板のグランドを接続する場合、ヒンジにこのヒンジカラーを装着し、ヒンジカラー１のアーム部３先端の端子を一方の筐体内の回路基板に当接させた状態に保持し、他方の筐体内の回路基板に接続させたグランドピンの先端をヒンジカラーのリング部に当接させた状態とする。これにより、一方の筐体に対して他方の筐体を、ヒンジを軸として開閉させた際にも、一方の筐体内の回路基板と、他方の回路基板内の回路基板のグランドをこのヒンジカラー１によって電気的に接続することができる。
特開２００６−２２２７３５号公報 特開２００５−２３６３９６号公報 特開２００６−１２１５２０号公報

電子機器の中でも、２つの筐体がヒンジを介して開閉可能に接合された構造を有する、携帯電話等の比較的小型の電子機器（以下、小型電子機器と記す。）では、それぞれの筐体内に収容された電子部品の回路基板間で電気信号の送受信や電力の供給を行う電気的な接続部材を備えている。その接続部材としては、複数の回路を有するＦＰＣや、複数本からなるケーブルが用いられている。一方、この種の小型電子機器にあっては、２つの筐体内にあるそれぞれの回路基板間のグランド電位差をなくし、小型電子機器の作動誤差を無くしたいというニーズがある。

それぞれの回路基板間のグランドをＦＰＣで接続するには、信号を送受信する配線材よりも多くの伝導容量を有するグランド線を設ける必要がある。ＦＰＣの場合は、グランドの回路数を増やす方法や回路幅を広げる方法があるが、ＦＰＣの幅や厚さが大きくなることによって、より多くの配線スペースが必要となる。また開閉動作や寿命に影響を与える可能性も大きい。

またグランドをケーブルで接続する場合にも、信号を送受信する配線材よりも多くの伝導容量を有するグランド線を設ける必要がある。ケーブルの場合は、本数を増やすか、導体径の太いケーブルを混在させる方法があるが、どちらもケーブル束が太くなる。その結果としてより多くの配線スペースが必要になる。また開閉動作や寿命に影響を与える可能性も大きい。

さらに、図１に示す従来のヒンジカラーは、１枚の金属板を加工してヒンジカラー１を作製した場合、リング部２に継ぎ目ができる。一方、リング部２に別体のアームを接合してヒンジカラーを作製した場合、それらの接続部に段差や突起ができてしまう。そして、これらの継ぎ目や段差があると、そのヒンジカラー１を取り付けた電子機器を開閉する際のスムーズな動きを妨げたり、開閉の箇所によって接触がとれない部分が生じるという問題がある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされ、複数の筐体がヒンジを介して開閉可能に接合された構造を有する小型電子機器において、それぞれの筐体内のグランドを簡易に且つ確実に接続した電子機器及びその接続に用いられる電子機器用ヒンジカラーの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、回路基板を有する複数の筐体がヒンジを介して開閉可能に取り付けられ、これらの筐体内の回路基板同士のグランドをヒンジカラーを介して電気的に接続してなる電子機器であって、前記ヒンジカラーは、少なくとも表面が導電性材料からなるリング部と、その一部が延出し先端にいずれかの筐体内の回路基板と電気的に接続される接点が設けられたアーム部とを有し、且つ前記リング部に継ぎ目の無いリングを被せてなることを特徴とする電子機器を提供する。

本発明の電子機器において、前記ヒンジカラーのリング表面にパラジウムメッキが施され、前記アーム部の表面に金メッキが施されていることが好ましい。

また本発明は、回路基板を有する複数の筐体がヒンジを介して開閉可能に取り付けられ、これらの筐体内の回路基板同士のグランドをヒンジカラーを介して電気的に接続してなる電子機器に用いられるヒンジカラーであって、前記ヒンジカラーは、少なくとも表面が導電性材料からなるリング部と、その一部が延出し先端にいずれかの筐体内の回路基板と電気的に接続される接点が設けられたアーム部とを有し、且つ前記リング部に継ぎ目の無いリングを被せてなることを特徴とする電子機器用ヒンジカラーを提供する。

本発明の電子機器用ヒンジカラーにおいて、リング表面にパラジウムメッキが施され、前記アーム部の表面に金メッキが施されていることが好ましい。

本発明の電子機器は、ヒンジを介して開閉可能に接続された２つの筐体内にあるそれぞれの回路基板のグランドをヒンジカラーを用いて接続することにより、配線部材の本数を減らすことができるため、配線スペースを小さくする等の設計の自由度が広がる。また、配線部材により開閉動作や寿命に与える影響を軽減することができる。
また、本発明のヒンジカラーは、１枚の金属板からなるヒンジカラーのリング部に継ぎ目の無いリングを被せることにより、開閉動作に関わらず、回路基板上に設けられたグランドピンと接触を取り続けることができる。
また、リング部を２重にすることで、厚さが増して安定するため、グランドピンとの接触が確実になる。
本発明のヒンジカラーにおいて、回路基板上に設けられたグランドピンと接触するリングは、その厚さや材料を任意に決められる。このため、アーム部はリング部の要求特性に関わらずに厚さや材料を自由に設定することができ、回路基板の非接触部へダメージを与えず、かつ確実に接触がとれるような厚さおよび材料の金属を使うことができる。
本発明のヒンジカラーにおいて、リングにパラジウムメッキをすることにより、グランドピンがリングに接しながら回転する際の削れや劣化を防止することができる。さらに、アーム部に金メッキを施すことにより、接点の接触抵抗や全体の電気抵抗を下げることができる。

本発明者らは、電子機器を開閉する際のスムーズな動きを妨げたり、開閉の箇所によって接触がとれない部分が生じるという従来のヒンジカラーにおける問題を解消するべく検討を重ねた結果、１枚の金属板を加工してヒンジカラー１を作製し、更に、そのリング部２に、継ぎ目の無いリング１１を被せてヒンジカラー１０を構成することにより、従来のヒンジカラー１における問題を解消できることを知見し、本発明を完成させた。

図２は、本発明のヒンジカラーの一実施形態を示す斜視図である。本実施形態のヒンジカラー１０は、１枚の金属板にプレス加工、曲げ加工などを施して、リング部２（継ぎ目有り）と、その一部が延出し先端にいずれかの筐体内の回路基板と電気的に接続される接点４が設けられたアーム部３とを有し、且つ前記リング部２に継ぎ目の無いリングを被せた構成になっている。

このヒンジカラー１０のリング部２とアーム部３とを構成している金属材料は、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などの各種金属材料のいずれかで構成することができる。また、継ぎ目の無いリング１１の材料も、前記金属材料で構成することができ、両者は同一であっても、異なっていても良い。

このヒンジカラー１０のリング１１の外面は、パラジウムメッキを施すことが好ましい。リング１１にパラジウムメッキをすることにより、回路基板に接続されたピンがリング１１に接しながら回転する際の削れや劣化を防止することができる。さらに、アーム部３に金メッキを施すことにより、接点４の接触抵抗や全体の電気抵抗を下げることができる。

図３は、本発明の電子機器の一実施形態を示す断面図である。本実施形態では、携帯電話等の小型電子機器１２において、前述した本発明に係るヒンジカラーを用いたグランド接続構造を採用した場合を例示している。この小型電子機器１２は、それぞれ回路基板１６，１８や液晶ディスプレイ１７などの電子部品を有する第１の筐体１３と第２の筐体１４とが、ヒンジ１５を介して開閉可能に取り付けられ、これらの筐体１３，１４内の回路基板１６，１８同士のグランドを、前述した本発明に係るヒンジカラー１０を介して電気的に接続した構成になっている。

本実施形態の小型電子機器１２において、ヒンジカラー１０を用いた各筐体１３，１４間の接続は、第１の筐体１３内にある回路基板１６のグランド部に、ヒンジカラー１０のアーム部３の接点４が接触し、第２の筐体１４内の回路基板１８と電気的に接続されたグランドピン１９がヒンジカラー１０のリング１１の外周に接触し、両者のグランドを接続している。このヒンジカラー１０を組み込んだ小型電子機器１２の筐体１３，１４を開閉した際には、第２の筐体の回路基板１８から突出しているグランドピン１９の先端がヒンジカラー１０のリング１１外周上を摺動しながら導通を取り続け、両方の回路基板１６，１８のグランドを同電位に保つことができる。一方、アーム部３は、スプリング機能を有しており、筐体１３，１４の開閉動作や振動に関わらず、一方の回路基板１６と確実に接触できるようになっている。

本実施形態の小型電子機器１２は、ヒンジ１５を介して開閉可能に接続された２つの筐体１３，１４内にあるそれぞれの回路基板１６，１８のグランドをヒンジカラー１０を用いて接続することにより、配線部材の本数を減らすことができるため、配線スペースを小さくする等の設計の自由度が広がる。また、配線部材により開閉動作や寿命に与える影響を軽減することができる。
また、このヒンジカラー１０は、１枚の金属板からなるヒンジカラー１のリング部２に継ぎ目の無いリング１１を被せることにより、開閉動作に関わらず、回路基板１８上に設けられたグランドピン１９と接触を取り続けることができる。
また、リング部を２重にすることで、厚さが増して安定するため、グランドピン１９との接触が確実になる。
また、このヒンジカラー１０において、回路基板１８上に設けられたグランドピン１９と接触するリング１１は、その厚さや材料を任意に決められる。このため、アーム部３はリング部２の要求特性に関わらずに厚さや材料を自由に設定することができ、回路基板の非接触部へダメージを与えず、かつ確実に接触がとれるような厚さおよび材料の金属を使うことができる。
また、このヒンジカラー１０において、リング１１にパラジウムメッキをすることにより、グランドピン１９がリング１１に接しながら回転する際の削れや劣化を防止することができる。さらに、アーム部３に金メッキを施すことにより、接点４の接触抵抗や全体の電気抵抗を下げることができる。

なお、前述した実施形態は本発明の例示であり、本発明は前記実施形態にのみ限定されるものではなく、種々の修正や変更が可能である。
例えば、リング部２に別体のアーム部３を溶接して構成することもできる。
また、ヒンジカラー１０の装着構造は、ヒンジの軸にリング部２を嵌着しても良いし、両側に設けたヒンジの間にヒンジカラー１０を設け、リング部２の内部空間を電線の配設に用いてもよい。

グランドをケーブルで接続する場合に、グランド用として信号用よりも導体断面積が約２．５倍の太いケーブルを使うと、ヒンジ開閉５万回前後でグランド用ケーブルが破断した。
一方、本発明のヒンジカラーを用いた場合には、ヒンジ開閉１５万回を超えてもケーブル、ヒンジカラーの破損が無く、電気的特性にも大きな影響がなかった。

従来のヒンジカラーの斜視図である。 本発明のヒンジカラーの一実施形態を示す斜視図である。 本発明の電子機器の一実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１，１０…ヒンジカラー、２…リング部、３…アーム部、４…接点、５…継ぎ目、１１…リング、１２…小型電子機器（電子機器）、１３…第１の筐体、１４…第２の筐体、１５…ヒンジ、１６…回路基板、１７…液晶ディスプレイ、１８…回路基板、１９…グランドピン。

Claims (4)

1. 回路基板を有する複数の筐体がヒンジを介して開閉可能に取り付けられ、これらの筐体内の回路基板同士のグランドをヒンジカラーを介して電気的に接続してなる電子機器であって、
   前記ヒンジカラーは、少なくとも表面が導電性材料からなるリング部と、その一部が延出し先端にいずれかの筐体内の回路基板と電気的に接続される接点が設けられたアーム部とを有し、且つ前記リング部に継ぎ目の無いリングを被せてなることを特徴とする電子機器。
2. 前記ヒンジカラーのリング表面にパラジウムメッキが施され、前記アーム部の表面に金メッキが施されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 回路基板を有する複数の筐体がヒンジを介して開閉可能に取り付けられ、これらの筐体内の回路基板同士のグランドをヒンジカラーを介して電気的に接続してなる電子機器に用いられるヒンジカラーであって、
   前記ヒンジカラーは、少なくとも表面が導電性材料からなるリング部と、その一部が延出し先端にいずれかの筐体内の回路基板と電気的に接続される接点が設けられたアーム部とを有し、且つ前記リング部に継ぎ目の無いリングを被せてなることを特徴とする電子機器用ヒンジカラー。
4. 前記ヒンジカラーのリング表面にパラジウムメッキが施され、前記アーム部の表面に金メッキが施されていることを特徴とする請求項３に記載の電子機器用ヒンジカラー。

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