JP5535873B2 - 携帯電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電子機器に関し、更に詳しくは、防水機能を備える携帯電子機器に関する。

防水機能を備える携帯電子機器において、アンテナを構成する場合、アンテナを防水されたエリア（防水エリア）に配置することが理想的である。しかしながら、アンテナの性能や構成上、筐体の表面近傍やヒンジ部といった非防水エリアに配置せざるを得ない場合もある。例えば、特許文献１には、アンテナの一部が非防水エリアに配置された構造を有する携帯電子機器が開示されている。

特開２０１０−４３９２号公報

上記特許文献１に記載の携帯端末では、非防水エリアにアンテナ本体（筐体ダイポールアンテナとして機能するヒンジ部又は面状アンテナ）が設けられ、ベースが防水エリアに配置されている。この構成の場合、アンテナ本体は非防水エリアに配置されてしまう。さらに、アンテナ本体が設けられている筐体外部から筐体内へと、アンテナの給電部を延伸させ、給電部と回路基板との接続構造が複雑で大きいため、アンテナ全体が大型化してしまい、ひいては、携帯電子機器自体も大型化してしまう。また、アンテナが非防水エリアであるヒンジ部等へ突出してしまうため、携帯電話のデザイン性に影響を及ぼしていた。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、小型で省スペースなアンテナの一部を防水エリアに備える小型の携帯電子機器を提供することを目的とする。
また、本発明は、小型のアンテナを備え省スペースで実装することのできる小型・薄型の携帯電子機器を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る携帯電子機器は、
アンテナ用開口を有する筐体と、
前記筐体内に配置された配線基板と、
アンテナパターンの少なくとも一部が形成され、前記アンテナ用開口を塞ぐように前記筐体に接着されたアンテナ基板と、
少なくとも一辺部が前記アンテナ基板に固定され、自由端部に前記アンテナパターンに接続された給電部が形成された舌状部と、
前記配線基板の回路パターンと前記舌状部に配置された給電部とを接続する接続手段と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明によれば、アンテナを省スペースで実装することのできる小型・薄型の携帯電子機器を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る携帯電子機器の斜視図である。 図１に示す携帯電子機器の分解斜視図である。 図１に示す携帯電子機器のＡ−Ａ断面図である。 図３のアンテナ部分の拡大断面図である。 ターミナルと回路パターンの構成を示す図である。 （ａ）は実施形態１に係るアンテナを示す正面図であり、（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は実施形態１に係るアンテナの実装状態での正面図であり、（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は実施形態２に係るアンテナの正面図であり、（ｂ）は、図８（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 （ａ）は実施形態２に係るアンテナの実装状態での正面図であり、（ｂ）は、図９（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。 本発明の実施形態の効果を説明するため図であり、（ａ）は、本実施形態に係る携帯電子機器の構造、（ｂ）は、舌状部を使用しない同等の構造を有する携帯電子機器の構造を示す。

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態１に係る携帯電子機器について、携帯電話機１００を例に図面を参照して説明する。

携帯電話１００は、図１、図２に示すように、上部筐体１と、下部筐体２と、上部筐体１の端部と下部筐体２の端部とを回動可能に連結するヒンジ部３と、から構成された折り畳み型のものである。

上部筐体１は、合成樹脂等によりほぼ矩形状に形成されており、一面には、表示部４０、スピーカなどが配置されている。

下部筐体２は、互いに接合される合成樹脂等の上ケース５と下ケース７から構成される。上ケース５と下ケース７の接合面には、図３に断面で示すように、溝５ａと７ａがそれぞれ形成されている。上ケース５と下ケース７とは、溝５ａと７ａに枠状のケースパッキン１０が勘入された状態で水密に接合され、略矩形状の下部筐体２を構成する。

上ケース５の外面には、情報や指示を入力するためのキー操作部５０等が配置されている。

ヒンジ部３は、図１、図２に示すように回転軸ＡＢを有する。回転軸ＡＢを中心として上部筐体１が下部筐体２に対して回動することで、携帯電話１００は開状態及び閉状態（折り畳み状態）となる。また、ヒンジ部３はトルク発生機構３０を有しており、トルク発生機構３０によって下部筐体２に対して上部筐体１を所定の角度に保持することができる。

図２、図３ａに示すように、接合された上ケース５と下ケース７とで画定される下部筐体２内には、プリント配線基板８、フレキシブル配線基板９、ケースパッキン１０、その他バイブレータ等の内蔵部品１１が配置されている。

プリント配線基板８はエポキシ樹脂等の絶縁材料から構成され、上ケース５に固定されている。プリント配線基板８上には配線パターン１３が形成されており、電子部品が適宜実装されている。また、プリント配線基板８のヒンジ部３側の端部には、ターミナル１２が実装されている。

ターミナル１２は、プリント配線基板８上に形成された送受信信号ライン１３ａに接続された接続端子であり、プリント配線基板８から下ケース７方向に突出して設けられている。送受信信号ライン１３ａとは、アンテナから送信する信号とアンテナで受信した信号とが伝送される信号ラインである。ターミナル１２には２つの先端部１２ａが配置されており、図５に示すように、それぞれ対応する送受信信号ライン１３ａに接続されている。各先端部１２ａは、ばねの付勢によって突没自在に構成されており、アンテナ基板２０の後述する給電部２６に接触することにより、プリント配線基板８の送受信信号ライン１３ａとアンテナ基板２０とを電気的に接続する。

フレキシブル配線基板９は、プリント配線基板８に電気的に接続されており、ヒンジ部３の内部を通って上部筐体１の内部に設けられているプリント配線基板に接続されることで、上部筐体１と下部筐体２のプリント配線基板８同士を電気的に接続している。

ケースパッキン１０は、樹脂等の弾性材料から構成され、上ケース５の溝５ａと下ケースの溝７ａの形状に合わせて枠状に形成されている。ケースパッキン１０は、互いに接合される上ケース５と下ケース７の溝５ａ、７ａに配置され、上ケース５と下ケース７の間の隙間を塞ぎ、水密性を確保する。ケースパッキン１０は、フレキシブル配線基板９とインサート成形により一体成形されており、フレキシブル配線基板９とヒンジ部３の間の隙間も塞いでいる。

また、図２、図３に示すように、下ケース７には、下部筐体２の内部と外部とを連通する電池用開口１４とアンテナ用開口１５とが設けられている。

電池用開口１４は矩形状に形成されており、電池１６が収容される。また、電池用開口１４の周縁部には電池カバー１７が嵌合されている。電池用開口１４の周縁部と電池カバー１７との嵌合部には、下ケース７と電池カバー１７の間の隙間を塞ぐ電池用パッキン１８が取り付けられている。

アンテナ用開口１５は略矩形状に形成されており、プリント配線基板８と重なる位置を避けて下ケース７のヒンジ部３近傍に設けられている。
図４に拡大して示すように、アンテナ用開口１５内には、段差部７ｂが下ケース７をアンテナ用開口１５内に突出させて形成されている。段差部７ｂの下面は、アンテナ貼付面７ｃとして平坦に形成されている。さらに、段差部７ｂのうち、アンテナ用開口１５の一側部に位置する部分は、開口中央部及びプリント配線基板８方向に突出して、アンテナ基板２０の給電部２６を載置するための載置部７ｄを形成している。載置部７ｄの上面（載置面）７ｅは平坦に形成されている。載置部７ｄは、載置面７ｅがターミナル１２の先端部１２ａに当接する高さに形成されている。

段差部７ｂのアンテナ貼付面７ｃには、枠状の両面テープ１９によってアンテナ基板２０の周縁部が接着され、アンテナ用開口１５を塞いでいる。両面テープ１９は撥水性の素材から形成されている。

アンテナ基板２０はほぼ矩形状であり、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、絶縁性フレキシブルシート２０ａと２０ｂとの間に、アンテナパターン２４と、アンテナパターン２４に接続された給電部（給電パッド）２６とが、銅、アルミニウムなど等の導体から形成された構造を有する。図６（ｃ）に示すように、給電部２６上の絶縁性フレキシブルシート２０ａは除去され、給電部２６が露出している。

アンテナパターン２４は、段差部７ｂに隠れることなく、アンテナ用開口１５内に位置するように形成されている。

給電部２６の周囲には、切り込み２７が形成されている。切り込み２７は、給電部２６から離間した１辺を除いた３辺に形成され、一辺でアンテナ基板２０本体に接続され、自由端部（先端部）に給電部２６が配置された舌状部２８を形成する。アンテナパターン２４は、舌状部２８の本体に繋がっている一辺を通って給電部２６に接続されている。

舌状部２８は、図４に示すように、アンテナ基板２０がアンテナ用開口１５に固定された状態で捲られて引き出されて、載置部７ｄに沿って側面視「コ」字状に湾曲され、給電部２６がプリント配線基板８に対向する状態で載置面７ｅに両面テープ２５により固定されている。このときのアンテナ基板２０の平面視と側面視を図７（ａ）と（ｂ）に示す。

図４に示すように、プリント配線基板８に搭載されたターミナル１２の先端部１２ａは、露出している給電部２６に付勢された状態で接触する。これにより、ターミナル１２と給電部２６とを介して、プリント配線基板８の送受信信号ライン１３ａとアンテナパターン２４とが接続され、プリント配線基板８からアンテナパターン２４への送信信号の伝送、アンテナパターン２４からプリント配線基板８への受信信号の伝送が可能となる。

アンテナ用開口１５に貼付されたアンテナ基板２０には、両面テープ２１によって、防水シート２２が接着されている。防水シート２２は、樹脂等の撥水性を有する材料から構成されており、矩形状で少なくとも切り込み２７を覆うサイズ、望ましくはアンテナ基板２０と略同じ大きさに形成され、舌状部２８が捲られたことにより形成された開口を塞ぎ、水密性を確保する。アンテナ用開口１５には、アンテナ基板２０を保護するアンテナカバー２３が嵌合されている。

このような構成においては、フレキシブルプリント基板から構成されたアンテナ基板２０が、アンテナ用開口１５の貼付面７ｃに貼付され、さらにアンテナ基板２０に形成された開口が防水シート２２で覆われる。従って、下部筐体２内の水密性が維持される。

また、ケース７の一部に載置部７ｄを設け、アンテナ基板２０の一部である舌状部２８を湾曲させて載置部７ｄに固定し、ターミナル１２と給電部２６との接続確保することにより、プリント配線基板８とアンテナパターン２４とを接続している。従って、図１０に比較して模式的に示すように、（ａ）に示す舌状部２８を使用する本実施形態のアンテナ構造は、（ｂ）に示す舌状部２８を使用しない同様の構成のアンテナ構造と比較して、アンテナ基板２０とプリント配線基板８との接続が安定すると共に、アンテナ基板２０を長さＤＬだけ小型化することができ、ひいては筐体２を携帯電子機器１００の長さ方向にＤＬだけ小型化でき、筐体２の構造の簡単化と小型化が可能となる。

また、アンテナ基板２０を貼付するアンテナ用開口１５を、プリント配線基板８と重ならない位置に配置したので、アンテナ基板２０が送受信する電磁波が遮蔽されることがなく感度の高いアンテナ基板２０を提供できる。

上ケース５と下ケース７との接合部にケースパッキン１０が配置され、アンテナ用開口１５がアンテナ基板２０と防水シート２２によって塞がれ、また、電池用開口１４の周縁部と電池カバー１７との間に電池用パッキン１８が配置されている。したがって、下部筐体２内の防水は確保される。さらに、アンテナ基板２０は全体が防水エリアに配置される。従って、信頼性の高いアンテナ基板２０を提供できる。

次に、上記構成を有する下部筐体２の組み立て工程を、図面を参照して以下説明する。

下部筐体２の上ケース５に、キー操作部５０、ターミナル１２等が実装されたプリント配線基板８を載置する。

一方で、アンテナパターン２４と給電部２６と切り込み２７が形成されたアンテナ基板２０を形成する。

次に、アンテナ用開口１５のアンテナ貼付面７ｃに、枠状の両面テープ１９によって、アンテナ基板２０を接着する。その後、舌状部２８を捲って、載置部７ｄの側面に沿って湾曲させ、給電部２６を上面に露出した状態で、舌状部２８の自由端を載置面７ｅに両面テープ２５により接着する。

その後、両面テープ２１によってアンテナ基板２０に防水シート２２を接着し、アンテナ基板２０に形成された開口を塞ぐ。そして、アンテナ用開口１５の周縁部にアンテナカバー２３を嵌合させアンテナ基板２０を保護する。

また、電池用開口１４に電池１６を収容し、電池用パッキン１８を間に挟んで電池用開口１４の周縁部に電池カバー１７を嵌合させる。また、下ケース７にその他の内蔵部品１１を配置する。

その後、上ケース５と下ケース７を位置合わせして、溝５ａ、７ａにケースパッキン１０を配置し接合する。この際、プリント配線基板８に実装されているターミナル１２の先端部１２ａと、載置面７ｅに接着されている給電部２６とを接触させる。その後、上部筐体１と下部筐体２とをヒンジ部３を介して接続する。

以上の工程によれば、アンテナ基板２０の舌状部２８の自由端部に配置された給電部２６は、プリント配線基板８方向へ引き出され、載置部７ｄに接着され、ターミナル１２の先端部１２ａと接触する。したがって、給電部２６をコンパクトに配置しつつ、給電部２６とターミナル１２の先端部１２ａとを接触させることができる。
また、アンテナ基板２０をアンテナ用開口１５に貼付した後、舌状部２８を引き出して載置面７ｅに固定するだけで、ターミナル１２との接続構造が構成でき、アンテナ基板２０の成形・加工が容易であり低コストでアンテナ基板２０を形成することができる。

＜実施形態２＞
上記実施形態１において、アンテナ基板２０の切り込み２７をアンテナ基板２０とは別部材の防水シート２２で塞いでいたが、アンテナの構成は上記実施形態１に限るものではなく、アンテナ基板２０に形成されている開口を塞ぐことができればその手法は任意である。以下、アンテナ基板２００と防水シート２２０とを一体的に成形した実施形態２を、図８、図９を参照して説明する。

なお、本実施形態にかかるアンテナの基本的な構成は実施形態１と同一である。従って図８、図９において、実施形態１の構成部分と対応する各部には同一の番号を付す。

本実施形態においては、アンテナ基板２００と防水シート２２０とが一体的に成形されている。換言すると、アンテナ基板２００の４辺のいずれか１辺に連続してほぼ同一サイズの防水シート２２０が形成されている。
また、アンテナ基板２００と防水シート２２０の間には、折り曲げを容易にするための折りしろ２４０が形成されている。
アンテナ基板２００をアンテナ用開口１５に固定する場合、実施形態１と同様に、アンテナ基板２００の周縁部を両面テープ１９により段差部７ｂの貼付面７ｃに接着した後、防水シート２２０を折りしろ２４０で折り曲げ、アンテナ基板２００を覆う。そして、両面テープ２１０を介して防水シート２２０をアンテナ基板２００に接着することで、開口を塞ぎ、防水性を確保する。

以上の構成によれば、アンテナ基板２００と防水シート２２０とが一体的に成形されるため、成形・加工が容易であり、アンテナ基板２００を小型化、薄型化しつつ、実施形態１と比べて防水性を高めることができる。

また、上記実施形態において、舌状部２８は、アンテナ基板２００を下ケース７へ組み込んだ後に、載置部７ｄに沿ってプリント配線基板８側に引き出されるが、成形の段階で曲げられていてもよい。

また、上記実施形態において、アンテナ用開口１５は下部筐体２の外部と内部とを連通するよう設けられていたが、下部筐体２の内部とヒンジ部３とを連通させるよう設けられていてもよい。

また、上記実施形態において、アンテナ用開口１５へのアンテナ基板２０の接着、及びアンテナ基板２０への防水シート２２の接着には、両面テープ１９、２１を用いたが、熱溶着、接着剤等のその他の接着手段を用いてもよい。同様に、載置面７ｅへの舌状部２８の固定も熱用着、接着剤などを使用してもよい。

また、上記実施形態において、載置部７ｄは、開口中央部及びプリント配線基板８方向にケース７を突出させることで形成されているが、載置面７ｅに舌状部２８を接着させ、舌状部２８とターミナル１２の先端部１２ａとを当接させることができるのであれば、どのような形状でもよい。

また、上記実施形態において、送受信信号ライン１３ａに接続される接続端子として、突没自在に構成された先端部１２ａを有するターミナル１２を用いたが、アンテナ基板２０の給電部２６に接触することにより、プリント配線基板８の送受信信号ライン１３ａとアンテナ基板２０とを電気的に接続するものであれば、接続端子はどのような形状でもよい。

また、上記実施形態において、アンテナ基板２０，２００の一部を切除することにより、舌状部２８を形成したが、他の手法により舌状部を形成してもよい。例えば、別部材のフレキシブル基板を舌状部としてアンテナ基板２０に接続する等してもよい。その場合、給電部２６が露出していれば舌状部はどのような形状をしていてもよい。

また、上記実施形態において、携帯電話機は、折り畳み式の携帯電話機であるが、スライド式や２軸ヒンジ式の携帯電話機等、その他の携帯電話機にも適用することができる。

さらに本発明の携帯電子機器は携帯電話に限定されるものではない。アンテナを内蔵し、そのアンテナで電磁波を送受信するものであれば、小型パーソナルコンピュータ、ゲーム機、ＰＤＡ等、その他の携帯電子機器にも適用することができる。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）アンテナ用開口を有する筐体と、
前記筐体内に配置された配線基板と、
アンテナパターンの少なくとも一部が形成され、前記アンテナ用開口を塞ぐように前記筐体に接着されたアンテナ基板と、
少なくとも一辺部が前記アンテナ基板に固定され、自由端部に前記アンテナパターンに接続された給電部が形成された舌状部と、
前記配線基板の回路パターンと前記舌状部に配置された給電部とを接続する接続手段と、を備える、
ことを特徴とする携帯電子機器。

（付記２）前記アンテナ基板と前記舌状部とはフレキシブル基板により一体に形成され、
前記舌状部の自由端部は、前記アンテナ用開口の近傍に配置された載置部に、前記給電部を前記接続手段に向けて露出した状態で固定され、
前記接続手段は、前記配線基板上の回路パターンと載置部上の給電部とを接続する、
ことを特徴とする付記１に記載の携帯電子機器

（付記３）前記載置部は、前記アンテナ用開口の内部方向及び前記配線基板方向に突出して形成されている、
ことを特徴とする付記２に記載の携帯電子機器

（付記４）前記接続手段は、前記配線基板に配置され、前記配線基板上の回路パターンに接続され、突没可能に付勢された接続端子を有するターミナルから構成され、前記載置部上の給電部に前記先端部を付勢接触させる、
ことを特徴とする付記２又は３に記載の携帯電子機器。

（付記５）前記アンテナ基板と前記舌状部とはフレキシブル基板により一体に形成され、
前記舌状は、前記給電部を囲んで、一辺部を残して３辺を切断することにより、形成されており、前記アンテナパターンは、非切断の一辺部を介して給電部に接続されており、
前記フレキシブル基板の前記舌状部による開口を塞ぐ防水部材をさらに備える、
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１つに記載の携帯電子機器。

（付記６）前記防水部材は、前記アンテナ基板と一体成形されている、
ことを特徴とする付記５に記載の携帯電子機器。

（付記７）前記携帯電子機器は、第２の筐体と、前記筐体と前記第２の筐体とを連結する連結部と、を備え、前記アンテナ用開口部は前記筐体の内部と前記ヒンジ部の内部とを連通し、前記アンテナ基板は、前記連結部に設けられる、
ことを特徴とする付記１乃至６のいずれか１つに記載の携帯電子機器。

（付記８）前記アンテナ用開口と前記配線基板とは、互いに重ならない位置に配置されている、
ことを特徴とする付記１乃至７のいずれか１つに記載の携帯電子機器。

１００ 携帯電話機
１ 上部筐体
２ 下部筐体
３ ヒンジ部
５ 上筐体
７ 下筐体
７ｂ 段差部
７ｃ 貼付面
７ｄ 載置部
７ｅ 載置面
８ プリント配線基板
１２ ターミナル
１３ 配線パターン
１３ａ 送受信信号ライン
１５ アンテナ用開口
１９、２１、２５、２１０ 両面テープ
２０、２００ アンテナ基板
２２、２２０ 防水シート
２４ アンテナパターン
２６ 給電部
２７ 切り込み
２８ 舌状部

Claims (8)

1. アンテナ用開口を有する筐体と、
   前記筐体内に配置された配線基板と、
   アンテナパターンの少なくとも一部が形成され、前記アンテナ用開口を塞ぐように前記筐体に接着されたアンテナ基板と、
   少なくとも一辺部が前記アンテナ基板に固定され、自由端部に前記アンテナパターンに接続された給電部が形成された舌状部と、
   前記配線基板の回路パターンと前記舌状部に配置された給電部とを接続する接続手段と、を備える、
   ことを特徴とする携帯電子機器。
2. 前記アンテナ基板と前記舌状部とはフレキシブル基板により一体に形成され、
   前記舌状部の自由端部は、前記アンテナ用開口の近傍に配置された載置部に、前記給電部を前記接続手段に向けて露出した状態で固定され、
   前記接続手段は、前記配線基板上の回路パターンと載置部上の給電部とを接続する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
3. 前記載置部は、前記アンテナ用開口の内部方向及び前記配線基板方向に突出して形成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の携帯電子機器。
4. 前記接続手段は、前記配線基板に配置され、前記配線基板上の回路パターンに接続され、突没可能に付勢された接続端子を有するターミナルから構成され、前記載置部上の給電部に前記先端部を付勢接触させる、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の携帯電子機器。
5. 前記アンテナ基板と前記舌状部とはフレキシブル基板により一体に形成され、
   前記舌状は、前記給電部を囲んで、一辺部を残して３辺を切断することにより、形成されており、前記アンテナパターンは、非切断の一辺部を介して給電部に接続されており、
   前記フレキシブル基板の前記舌状部による開口を塞ぐ防水部材をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の携帯電子機器。
6. 前記防水部材は、前記アンテナ基板と一体成形されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の携帯電子機器。
7. 前記携帯電子機器は、第２の筐体と、前記筐体と前記第２の筐体とを連結する連結部と、を備え、前記アンテナ用開口部は前記筐体の内部と前記ヒンジ部の内部とを連通し、前記アンテナ基板は、前記連結部に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の携帯電子機器。
8. 前記アンテナ用開口と前記配線基板とは、互いに重ならない位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の携帯電子機器。

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