JP5199829B2 - 携帯電話機 - Google Patents

Description

本発明は、防水機能を有する携帯電話機等に関するものである。

例えば、アンテナ長を短くするために、グランドプレーンとアンテナとによって構成された携帯電話機等の通信機器が市場に流通している。このような携帯電話機等では、筐体の内壁表面に、導電性の塗料が塗装されてグランドプレーンが形成されている。この場合、このグランドプレーンと、筐体内部の内蔵アンテナが実装された回路基板とが、タブ等によって接続されている。

特開２００７−８９２３４号公報

ところで、携帯電話機等には、防水性の観点から、第１筐体が第２筐体を内包するように二重の密閉構造を採ったものがある。このような構造の携帯電話機では、第１筐体の内壁にグランドプレーンが形成され、内蔵アンテナは、第２筐体内部に収納される。

この場合、タブ等を使用してグランドプレーンと第２筐体内部の内蔵アンテナとを電気的に接続することができないという、問題が発生することがある。

本発明は、二重構造の筐体であっても、グランドプレーンとアンテナとを電気的に接続可能な通信機器を提供することにある。

本発明の携帯電話機は、内壁に導電性塗料が塗装されるリアケースと、内蔵アンテナが設けられるインナーケースと、による二重の密閉構造の携帯電話機であって、
前記内蔵アンテナが前記導電性塗料と直接導通されることなく電気的に接続されるように近傍に保持されているとともに、前記導電性塗料が塗装されている領域のうち、ネジ孔部の周辺部には当該塗装が施されない。

好ましくは、前記ネジ孔部に挿通されるネジは、前記リアケースと前記インナーケースとを結合する。

好ましくは、前記内蔵アンテナは、第１の周波数の電波信号および第２の周波数の電波信号を受信し、前記導電性塗料によるグランドプレーンの外周の一部は、前記第１の周波数の波長に対応した長さを有し、前記リアケースの内壁が露出した部分の外周によって形成される前記グランドプレーン内における所定の部分は、前記第２の周波数の波長に対応した長さを有する。

本発明によれば、インナーケースとリアケースによる二重密閉構造であっても、アンテナを構成するグランドプレーンと内蔵アンテナとを電気的に接続することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の外観図を示す斜視図である。図１には、携帯電話機１の開状態が例示されている。

図１に図示する携帯電話機１は、折りたたみ式の携帯電話機として構成されている。携帯電話機１は、回転軸ＲＡ回りに相対回転可能に連結された第１筐体３及び第２筐体５を有し、開状態と閉状態との間で遷移可能である。

第１筐体３及び第２筐体５は、それぞれの端部が連結部６により連結されている。第１筐体３及び第２筐体５は、それぞれ概ね薄型直方体状に形成されており、閉状態では互いの輪郭が略一致する。

第１筐体３には、例えば、通話用のマイクロフォン６６（図１１参照）、後述するグランドプレーンＧＰと共に携帯電話機のアンテナを構成する内蔵アンテナ２１０（図２参照）、通話用のスピーカ６５（図１１参照）、操作部７が設けられている。操作部７は、複数のキー３５を含んで構成されている。第２筐体５には、例えば、通話用のスピーカ６５（図１１参照）、画像を表示する表示部９が設けられている。

連結部６は、回転軸ＲＡを軸とする円筒状に形成され、回転軸ＲＡ回りに互いに相対回転する第１外郭部５１及び第２外郭部５３を有する。第１外郭部５１は、第１筐体３の一部であり、第２外郭部５３は、第２筐体５の一部である。

第１外郭部５１は、例えば、回転軸ＲＡ方向において２つ設けられている。第２外郭部５３は、２つの第１外郭部５１間に配置されている。第１外郭部５１及び第２外郭部５３は、概ね同一径に形成されるとともに、同軸状に配置され、全体として一つの円筒形状を構成している。第１外郭部５１及び第２外郭部５３の直径は、第１筐体３の厚さと第２筐体５の厚さとの和よりも小さく、第２筐体５の厚さよりも大きい。

図２は、本発明の実施形態に係る第１筐体３を正面側から見た分解斜視図である。

図２に図示するように、携帯電話機１は、第１筐体３の正面側部分を構成するフロントケース１１と、第１筐体３の内部側部分を構成するインナーケース１３と、第１筐体３の背面側部分を構成するリアケース１５と、蓋体１７とを有する。

なお、リアケース１５は、本発明の第１収容体に対応し、リアケース１５に収容（内包）されるインナーケース１３は、本発明の第２収容体に対応する。

携帯電話機１は、第１筐体３の内部において、フロントケース１１側（図示、上から）から順に積層的に配置された、メイン基板２３と、インナーケース１３と、リアケース１５と、バッテリ２７とを有する。

インナーケース１３は、フロントケース１１側が開放された箱体状に形成され、メイン基板２３等の背面側に対向する基部１３ｖと、基部１３ｖの周縁においてフロントケース１１側に立設された壁部１３ｗとを有する。換言すれば、インナーケース１３は、正面側に開口する第１凹部１３ｒを有する。基部１３ｖには、バッテリ２７を出し入れするための開口部が形成されている。

フロントケース１１は、インナーケース１３側が開放された、インナーケース１３よりも薄い箱体状に形成されている。フロントケース１１は、インナーケース１３に対して正面側から被せられ、インナーケース１３の正面側を覆うとともに、壁部１３ｗの正面側部分を囲む。

リアケース１５は、インナーケース１３側が開放された、インナーケース１３よりも薄い箱体状に形成されている。リアケース１５の背面側には、バッテリ２７を出し入れするための開口部が形成されている。

リアケース１５の端部には、リアケース１５とインナーケース１３とをネジによって係合（固定）するための第１ネジ孔部１５１及び第２ネジ孔部１５２が設けられている（詳細を、図４、図５に図示する）。リアケース１５は、インナーケース１３に対して背面側から被せられ、インナーケース１３の背面側を覆うとともに、壁部１３ｗの背面側部分を囲む。

蓋体１７は、リアケース１５の背面側の開口と概ね同様の形状及び大きさを有する概ね板状に形成されている。蓋体１７は、リアケース１５の背面側の開口内に配置され、インナーケース１３の基部１３ｖの開口を塞ぐ。

このように、インナーケース１３は、上部のフロントケース１１、下部のリアケース１５及び蓋体１７によって包まれる。すなわち、フロントケース１１、リアケース１５及び蓋体１７は、内包筐体（収容体）であるインナーケース１３を包む外装筐体（収容体）１０（図３）を構成している。

フロントケース１１、インナーケース１３、リアケース１５及び蓋体１７は、例えば、主として非導電性の樹脂によりそれぞれ成形されている。インナーケース１３は一体成形されている。フロントケース１１、インナーケース１３及びリアケース１５は、例えば、ネジにより互いに固定される。蓋体１７は、係合部等によりインナーケース１３若しくはリアケース１５又はその双方に着脱可能に固定されている。

メイン基板アセンブリ２２、及びサブ基板アセンブリ２５は、フロントケース１１及びインナーケース１３によって、これらの部材の積層方向において挟持される。具体的には、これらの部材は、第１筐体３の長手方向の両側において、フロントケース１１とインナーケース１３の基部１３ｖとにより挟持される。バッテリ２７は、インナーケース１３に嵌合する（収容される）とともに、蓋体１７によってインナーケース１３からの脱落が防止される。

メイン基板アセンブリ２２は、図２に図示するように、リアケース１５側から順に積層された、メイン基板２３と、シールドケース２１と、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）４３（図３参照）と、キーシート１９とを有する。

メイン基板２３は、例えば、硬質の樹脂をベースとしたリジッド式の回路基板により構成されている。メイン基板２３は、フロントケース１１側の第１実装面２３ａと、その背面側の第２実装面２３ｂとを有している。第１実装面２３ａ及び第２実装面２３ｂには、複数の電子部品２９及び内蔵アンテナ２１０が設けられている。

シールドケース２１は、例えば金属により形成されている。または、シールドケース２１は、樹脂等の非導電性の基体の表面に金属層等の導電層が設けられて構成されている。シールドケース２１は、メイン基板２３のグランド層に接続されている。

サブ基板アセンブリ２５は、リアケース１５側から順に積層された、サブ基板２６と、フレーム２８とを有する。

サブ基板２６は、例えば、硬質の樹脂をベースとしたリジッド式の回路基板により構成されている。サブ基板２６には、複数の電子部品２９が設けられている。

サブ基板２６には、電子部品２９としての外部コネクタ２１１が実装されている。外部コネクタ２１１は、携帯電話機１と他の電子機器とを接続するためのものである。インナーケース１３の壁部１３ｗには、外部コネクタ２１１を外部へ露出させるための孔部１３ｊが形成されている。外部コネクタ２１１の開口側の端部は、サブ基板２６の端部とともに、孔部１３ｊ内に配置される。

サブ基板２６のフレーム２８は、例えば樹脂により構成されている。フレーム２８は、サブ基板２６及びカメラユニット（不図示）をメイン基板アセンブリ２２に固定する。例えば、フレーム２８は、係合部（不図示）によってサブ基板２６を保持する。フレーム２８は、カメラユニット（不図示）をメイン基板２３との間で挟みつつ、メイン基板２３に係合して取り付けられる。

図３（ａ）は、図１のＶａ−Ｖａ線における第１筐体３の模式的な断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の領域Ｖｂの拡大図である。図３（ｃ）は、図３（ａ）の領域Ｖｃの拡大図である。

図３（ａ）に示すように、ＦＰＣ４３には、例えば、複数のスイッチ４１が設けられている。スイッチ４１は、例えば、固定接点４５と、固定接点４５を覆うドーム状の可動接点４７とを有する押圧式のスイッチである。

キーシート１９は、例えば、ゴム等の遮水性を有する（水を透さない）非導電性の弾性部材により構成されている。キーシート１９は、複数のスイッチ４１を覆っている。キーシート１９のスイッチ４１の位置には、スイッチ４１側に突出する押し子１９ｇが形成されている。ユーザの押圧力は、押し子１９ｇにより、可動接点４７の中央に集中する。

図３（ｂ）に示すように、壁部１３ｗのフロントケース１１側の頂部には、壁部１３ｗによって形成されるフロントケース１１側の開口１３ｈを囲む溝部１３ｅが形成されている。一方、キーシート１９は、外周縁に亘って延びるパッキン部１９ｅを有する。キーシート１９は、パッキン部１９ｅが溝部１３ｅに圧入されることにより、インナーケース１３に取り付けられる。これにより、インナーケース１３の第１凹部１３ｒ（図２）は、キーシート１９によって密閉される。

図３（ｃ）に示すように、インナーケース１３には、蓋体１７側に、インナーケース１３の蓋体１７側の開口を囲む溝部１３ｆが形成されている。一方、蓋体１７は、蓋体１７の蓋体本体１７ａに接着され、蓋体本体１７ａの外周に沿って延びるパッキン部１７ｆを有している。蓋体１７は、パッキン部１７ｆが溝部１３ｆに圧入されることにより、インナーケース１３に取り付けられるとともに、インナーケース１３を密閉する。

そして、インナーケース１３、キーシート１９及び蓋体１７により形成された密閉空間には、ＦＰＣ４３、シールドケース２１、メイン基板２３、サブ基板アセンブリ２５及びバッテリ２７が収容されている。換言すれば、キーシート１９により密閉された第１凹部１３ｒには、メイン基板２３等が収容されている。

上述したように、第１筐体３の各パーツは、図３に図示するように組み立てられ、密閉されている。詳細な説明は割愛するが、第２筐体５も第１筐体３と同様に密閉されている。これにより、携帯電話機１は、防水性を発揮することができる。

ところで、図２に図示するように、リアケース１５とインナーケース１３とによる２重の密閉構造の携帯電話機１に、グランドプレーンを設ける場合には、次に述べる問題が発生する。具体的には、タブ等を使用してグランドプレーンとインナーケース１３に内包されたメイン基板２３上の内蔵アンテナ２１０とを接続することができない。

アンテナとしての高い効果を得るためには、グランドプレーンをリアケース１５の内壁に設けることが望ましい。より好ましくは、メイン基板２３上の内蔵アンテナ部２１０の近傍である、リアケース１５の端部Ｖｄ（図２参照）の内壁面上に、導電性の塗料を塗装してグランドプレーンを形成することが望ましい。なお、導電性の塗料を筐体の内壁等の面上に塗装することを単に「塗装処理」という。

しかしながら、防水性の観点、及び、第１筐体３の強度を維持するという構造上の観点から、リアケース１５の第１ネジ孔部１５１と第２ネジ孔部１５２とを連結部６（第１外郭部５１，第２外郭部５３）の近傍に設け、ネジによって、リアケース１５とインナーケース１３とを結合する必要がある。なお、これら２つのネジ孔に挿入（挿通）されるネジは、第１筐体３及び第２筐体５が連結部６にて何万回も開閉するという屈曲に耐えるため、硬度の高い金属性であることが望ましい。

上述したように、塗装処理が施されるリアケース１５の端部Ｖｄには、第１ネジ孔部１５１と第２ネジ孔部１５２とが配置されている。この２つのネジ孔部の上面を含むように、リアケース１５の内壁面上に塗装処理を施した場合、静電気等、不必要な低周波の電気エネルギーが、リアケース１５の外部表面に露出したネジを介してメイン基板２３に伝搬されるという問題が生じる。

そこで、本実施形態では、リアケース１５に対して行う塗装処理に塗装範囲を設け、グランドプレーンを形成する。以下、この塗装処理方法について説明する。

図４は、本発明の実施形態に係るリアケースの端部を示す模式的な平面図である。図４には、リアケース１５の内面側が図示されている。

図４に図示するように、リアケース１５の端部Ｖｄには、第１ネジ孔部１５１と第２ネジ孔部１５２とが設けられている。この２つのネジ孔部１５１、１５２の間隔Ｈは、連結部６（図１参照）の長手方向の長さ程度である。２つのネジ孔部１５１、１５２の直径は、例えば１〜２ｍｍ程度であり、好適に設定することができる。

図５は、本発明の実施形態に係る塗装処理を説明するための図である。図５には、図４のリアケース１５の端部Ｖｄが図示されている。

初めに、リアケース１５の露出部分において、図５の破線ＢＬで囲まれる領域内に塗装処理を施す。ただし、破線ＢＬ１で囲まれる第１ネジ孔部１５１の周辺部、及び破線ＢＬ２で囲まれる第２ネジ孔部１５２の周辺部は、塗装処理を禁止する。換言すれば、図５の斜線で示される塗装範囲にのみ、塗装処理を施す。

なお、破線ＢＬ１の内部及び破線ＢＬ２の内部で示される塗装処理の禁止範囲（塗装禁止範囲）は、各々が略四角形状に設けられているが、円形状等、塗装禁止範囲の形状は問わない。

図６は、本発明の実施形態に係る塗装処理後のリアケースの端部を示す図である。

図６に図示するように、リアケース１５の端部Ｖｄの内壁（内面）第１ネジ孔部１５１、第２ネジ孔部１５２を除く領域に、塗装処理が施されている。ただし、図６の実線で囲まれる、第１ネジ孔部１５１の周辺部及び第２ネジ孔部１５２の周辺部の領域は、塗装禁止範囲であるため、塗装処理は施されていない。換言すれば、第１ネジ孔部１５１の周辺部及び第２ネジ孔部１５２の周辺部は、塗装処理後も、リアケース１５の内壁が露出した状態である。

図７は、本発明の実施形態に係る塗装処理によって形成されたグランドプレーンの一例を示す模式図である。図７には、図４と同様に、リアケース１５の端部Ｖｄが図示されている。

上述の塗装処理によって、図７の斜線部で示されるように、塗装範囲には、導電性の塗料によってグランドプレーンＧＰが形成され、第１ネジ孔部１５１の周辺部及び第２ネジ孔部１５２の周辺部の塗装禁止範囲には、リアケース１５の内壁が露出している。

携帯電話機１は、防水性を高めるために、インナーケース１３がリアケース１５に内包されるように密閉されているが、リアケース１５の内側には水が付着する場合がある。そこで、導電性の塗装表面上に防錆処理が施される。

図８は、本発明の実施形態に係る防錆処理を説明するための図である。図８には、図４と同様に、導電性塗料による塗装よりグランドプレーンＧＰが形成されるリアケース１５の端部Ｖｄが図示されている。

塗装処理を行った後、この導電性の塗装面上に防錆塗装が行われる。第１ネジ孔部１５１の周辺部及び第２ネジ孔部の周辺部は、塗装処理が禁止されているため、リアケース１５の表面が露出している。しかし、リアケース１５自体が樹脂等で形成されているため、図８に図示するように、塗装禁止範囲（図５参照）も含めて防錆処理を施す。

図９は、図４のＶｅ−Ｖｅ線における防錆処理後の第１筐体の模式的な断面図である。ただし、図９には、第１筐体３の第１ネジ孔部１５１及び第２ネジ孔部１５２周辺部のみが図示され、フロントケース１１やキーシート１９等の図示が省略されている。

図９に図示するように、リアケース１５の上層には、導電性塗料によるグランドプレーンＧＰとしてのグランドプレーン層（グランドプレーン部）１５１１が形成されている。更に、グランドプレーン層１５１１の上層には、防錆塗料による防錆層１５１２が形成されている。なお、アンテナを構成する内蔵アンテナ部２１０とグランドプレーン層１５１１との直線距離（所定値）は、例えば、１０ｍｍ以下の所定値で保持される。

インナーケース１３とリアケース１５とを結合するため、ネジ１５３が第１ネジ孔部１５１、グランドプレーン層１５１１及び防錆層１５１２を貫通し、インナーケース１３にて係合している。なお、ネジ１５３は、インナーケース１３を挿通していてもよい。ネジ１５４についても同様に、第２ネジ孔部１５２、グランドプレーン層１５１１及び防錆層１５１２を貫通し、インナーケース１３にて係合している。ただし、２つのネジ孔部周辺は、塗装処理が施されていないため、ネジ１５３及びネジ１５４は、グランドプレーン層１５１１に接触していない。

したがって、静電気等、不必要な低周波の電気エネルギーが、リアケース１５の外部表面に露出したネジ１５３、１５４を介してメイン基板２３に伝搬されるという問題を防止することができる。

図１０は、本発明の実施形態に係る塗装処理によって、リアケース１５の上層に形成されたグランドプレーンの一例を示す模式図である。図１０には、インナーケース１３に内包されたメイン基板２３上に形成された内蔵アンテナ部２１０も併せて図示されている。

インナーケース１３はリアケース１５に対して、インナーケース１３に収容されるメイン基板２３に形成された内蔵アンテナ部２１０が、グランドプレーンＧＰが形成されるリアケース１５とともにアンテナを形成可能な距離に保持されている。このため、グランドプレーンＧＰと内蔵アンテナ部２１０との間に高周波電流が流れ、内蔵アンテナ部２１０とグランドプレーンＧＰによって、Ｌ字状のアンテナが形成される。

このとき、図１０に図示するように、グランドプレーンＧＰの外周Ｌ１によって、例えば８００ＭＨｚ（第１の周波数）のλ／４のアンテナが形成される。また、第１ネジ孔部１５１及び第２ネジ孔部１５２間（距離Ｈ１）のグランドプレーンＧＰによって、例えば２ＧＨｚ（第２の周波数）のλ／４のアンテナが形成される。

この塗装範囲を調整することで、グランドプレーンＧＰの外周Ｌ１および距離Ｈ１を変化させ、内蔵アンテナ２１０のアンテナ長を調整することができる。

このように、本実施形態によって、リアケース１５の端部の内壁に形成されたグランドプレーンＧＰと、インナーケース１３に内包されたメイン基板２３に形成された内蔵アンテナ２１０とを電気的に接続することができる。

図１１は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の構成例を示す概略ブロック図である。

内蔵アンテナ２１０は、所定の周波数帯域における電波信号を図示しない基地局に向けて送信、あるいは基地局から受信する。受信周波数には、８００ＭＨｚ帯域や２ＧＨｚ帯域が含まれる。

通信部６１は、通話等の音声データ、電子メール等の文字情報、動画像データ等のデータ通信を接続されている基地局との間で無線通信を行う。

制御部６２は、ＣＰＵ等で構成され、携帯電話機１の全般的な動作を統括的に制御する。

記憶部６３は、携帯電話機１の処理に必要な各種データを記憶する。

操作部７は、たとえば電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、方向キー、決定キー、発信キーなど各種キー３５を有する。操作部７は、これらのキーがユーザによって操作された場合、その操作内容に対応する信号を発生し、これをユーザの指示として制御部６２に出力する。

表示部９は、たとえば液晶表示パネルや有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル等の表示デバイスで構成され、制御部６２から供給された映像信号に応じた種々の情報を表示する。

音声入出力部６４は、スピーカ６５に出力する音声信号やすマイクロフォン６６から入力された音声信号の処理を行う。

図１２は、本発明の他の実施形態に係る塗装処理を説明するための図である。

なお、塗装禁止範囲は、塗装範囲に周囲を全て囲まれる配置が成されているものの、本実施形態は、これに限定されない。例えば、図１２に図示するように、塗装禁止範囲は、その縁の一部が塗装範囲と重なるような形状であってもよい。この場合、塗装範囲の縁の一部が距離Ｈに対応するように設計されてもよい。

本発明の実施形態に係る通信機器としての携帯電話機の外観図を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る第１筐体を正面側から見た分解斜視図である。 図１のＶａ−Ｖａ線における第１筐体３の模式的な断面図である。 本発明の実施形態に係るリアケースの端部を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態に係る塗装処理を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る塗装処理後のリアケースの端部を示す図である。 本発明の実施形態に係る塗装処理によって形成されたグランドプレーンの一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る防錆処理を説明するための図である。 図４のＶｅ−Ｖｅ線における防錆処理後の第１筐体の模式的な断面図である。 本発明の実施形態に係る塗装処理によって形成されたグランドプレーンの一例を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の構成例を示す概略ブロック図である。 本発明の他の実施形態に係る塗装処理を説明するための図である。

１…携帯電話機、３…第１筐体、５…第２筐体、６…連結部、７…操作部、９…表示部、１０…外装筐体、１１…フロントケース、１３…インナーケース、１３ｅ…溝部、１３ｆ…溝部、１３ｈ…開口、１３ｊ…孔部、１３ｒ…第１凹部、１３ｖ…基部、１３ｗ…壁部、１５…リアケース、１７…蓋体、１７ａ…蓋体本体、１７ｆ…パッキン部、１９…キーシート、１９ｅ…パッキン部、１９ｇ…押し子、２１…シールドケース、２２…メイン基板アセンブリ、２３…メイン基板、２３ａ…第１実装面、２３ｂ…第２実装面、２５…サブ基板、２５…サブ基板アセンブリ、２６…サブ基板、２７…バッテリ、２８…フレーム、２９…電子部品、３５…キー、４１…スイッチ、４３…ＦＰＣ、４５…固定接点、４７…可動接点、５１…第１外郭部、５３…第２外郭部、６１…通信部、６２…制御部、６３…記憶部、６４…音声入出力部、６５…スピーカ、６６…マイクロフォン、１５１…第１ネジ孔部、１５２…第２ネジ孔部、１５３…ネジ、１５４…ネジ、２１０…内蔵アンテナ、２１１…外部コネクタ、１５１１…グランドプレーン層、１５１２…防錆層、１５１２…塗料層

Claims (3)

1. 内壁に導電性塗料が塗装されるリアケースと、内蔵アンテナが設けられるインナーケースと、による二重の密閉構造の携帯電話機であって、
   前記内蔵アンテナが前記導電性塗料と直接導通されることなく電気的に接続されるように近傍に保持されているとともに、前記導電性塗料が塗装されている領域のうち、ネジ孔部の周辺部には当該塗装が施されない、
   携帯電話機。
2. 前記ネジ孔部に挿通されるネジは、前記リアケースと前記インナーケースとを結合する、請求項１に記載の携帯電話機。」
3. 前記内蔵アンテナは、第１の周波数の電波信号および第２の周波数の電波信号を受信し、
   前記導電性塗料によるグランドプレーンの外周の一部は、前記第１の周波数の波長に対応した長さを有し、
   前記リアケースの内壁が露出した部分の外周によって形成される前記グランドプレーン内における所定の部分は、前記第２の周波数の波長に対応した長さを有する
   請求項１または２に記載の携帯電話機。