JP5868658B2

JP5868658B2 - 構造体

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Publication number: JP5868658B2
Application number: JP2011237999A
Authority: JP
Inventors: 智文片山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: US20140225789A1; CN105379005B; WO2013061668A1; JP2013098661A; CN105379005A

Description

本発明は、筐体および導電パターンを備えている構造物に関するものである。

近年、表面上に導電パターンが形成された筐体を備える電子装置が開発されている。

例えば、特許文献１には、非電導性の被印刷体に貫通孔を形成する第１工程と、該貫通孔に電導性を有する接点部材を配置する第２工程と、前記被印刷体の一方の面に、前記接点部材の一方の端面の一部に重なるように導電性インクまたは金属粉末含有インクによってアンテナパターンを印刷する第３工程と、該第３工程において形成されたアンテナパターンの表面にメッキを施す第４工程と、を有し、前記第４工程において形成されたメッキの一部が前記接点部材に電気的に接続される印刷アンテナの製造方法が記載されている。

特開２０１０−１６６３７９号公報（２０１０年７月２９日公開）

しかし、特許文献１に記載の技術では、貫通孔と、該貫通孔に挿入した接点部材との間に微小な隙間が生じ、防水性および防塵性を確保し得ない場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、表面上に導電パターンが形成された筐体の防水性および防塵性を向上させるための技術を提供することを主たる目的とする。

本発明に係る構造物は、誘電体からなる筐体、該筐体の第１面上に形成されている導電パターン、該筐体を第１面から第１面とは反対側の第２面まで貫通する貫通部分と、該貫通部分から第１面側に延出する第１部分と、該貫通部分から第２面側に延出する第２部分とを備え、第１部分と第２部分とによって、該導電パターンと第２面とを挟持する導電部材、および弾性体からなり、該筐体と該導電部材との間に配置されているスクィーズパッキン、を備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、導電部材は、筐体を貫通するとともに、筐体および導電パターンを第１部分と第２部分とによって両側から挟む。これによって、導電部材は、筐体に締結される。また、第１部分が導電パターンに当接することによって、導電部材と導電パターンとが電気的に接続され、導電パターンに対して、筐体の第２面側から給電することができる。

このとき、上記の構成では、導電部材と筐体との間に弾性体からなるスクィーズパッキンが配置されている。それゆえ、導電部材と筐体との間の隙間を密閉することができるので、構造物の防水性および防塵性を向上させることができる。

本発明に係る構造物では、上記スクィーズパッキンが上記筐体と第２部分との間に配置されていることが好ましい。

上記の構成によれば、筐体と第２部分との間に配置されたスクィーズパッキンは、その弾性力によって、導電部材の第２部分に対して、第１面から第２面に向かう方向の力を加える。この力が、貫通部分を介して第１部分に伝わり、第１部分が導電パターンを挟持する力が増大する。これによって、第１部分と導電パターンとの導通性を向上させることができる。

また、本発明に係る構造物では、上記スクィーズパッキンが上記筐体と第１部分との間に配置されているものであってもよい。

上記の構成によれば、筐体と第１部分との間に配置されたスクィーズパッキンは、該導電パターンと第２面とを挟持する導電部材からの力によって、好適に押しつぶされ、首尾よく筐体と第１部分との間を密閉することができる。これによって、構造物の防水性および防塵性を好適に向上させることができる。

本発明に係る構造物では、上記導電パターンが、シート状または板状の導電体からなり、上記スクィーズパッキンと第１部分とが、上記導電パターンを挟んでいるものであってもよい。

上記の構成によれば、導電パターンが、シート状または板状の導電体からなるため、スクィーズパッキンと第１部分との間に導電パターンを配置することができる。そして、スクィーズパッキンが、その弾性力によって、導電パターンを第１部分に押しつける。これによって、第１部分と導電パターンとの導通性を向上させることができる。

本発明に係る構造物では、上記導電パターンが、シート状または板状の導電体からなり、上記スクィーズパッキンが上記筐体と第２部分との間に配置されているものであってもよい。

上記の構成によれば、導電パターンがシート状または板状の導電体である場合にも、筐体と第２部分との間にスクィーズパッキンが配置されていることにより、スクィーズパッキンの弾性力によって、導電部材に第１面から第２面に向かう方向の力が加わるため、第１部分が導電パターンを挟持する力が増大する。これによって、第１部分と導電パターンとの導通性を向上させることができる。

本発明に係る構造物では、上記スクィーズパッキンが上記貫通部分に接する位置に配置されていることが好ましい。

導電パターンと第２面とを挟持する第１部分および第２部分は、いずれも貫通部分から延出している。第１部分および第２部分が挟持する力は、第１部分および第２部分の撓み等による影響が小さい貫通部分に隣接する部分の方が強くなるため、上記の構成によれば、好適にスクィーズパッキンを押しつぶすことができる。これにより、上述した構造物の防水性および防塵性の向上等の効果をより好適に得ることができる。

本発明に係る構造物によれば、導電部材と筐体との間の隙間を密閉することができるので、構造物の防水性および防塵性を向上させることができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態（実施形態１）に係る構造物の構成を概略的に示す側方断面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態（実施形態１）に係る導電部材の構成を概略的に示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態１）に係る電子機器の一例を示す斜視図である。本発明の一実施形態（実施形態１）に係る構造物における力の向を示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態１）に係る導電部材の変形例を示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態１）に係る構造物の変形例を示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態２）に係る構造物の構成を概略的に示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態２）に係る導電部材の変形例を示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態２）に係る構造物の変形例を示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態３）に係る構造物の構成を概略的に示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態３）に係る構造物における力の方向を示す側方断面図である。本発明の一実施形態（実施形態３）に係る導電部材の変形例を示す側方断面図である。

〔実施形態１〕
図１（ａ）は、本実施形態に係る構造物１０の構成を概略的に示す側方断面図である。図１（ｂ）は、本実施形態に係る導電部材１５の構成を概略的に示す側方断面図である。図２は、本実施形態に係る無線装置１００の構成を概略的に示す斜視図である。なお、図２では、説明のために一部を切り開いて断面を示している。

図２に示すように、本実施形態では、本発明に係る構造物を無線装置に組み込んだ形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明に係る構造物は、アンテナエレメント、信号伝送経路、電力伝送経路等として利用可能な導電パターンを備えており、アンテナエレメント、信号伝送経路または電力伝送経路を必要とする種々の電子装置に好適に組み込むことができる。

構造物１０は、筐体１、導電パターン２、導電部材３（導電ピン１１、ネジ１３、および、ナット板金１４）、ならびに、スクィーズパッキン１２を備えている。また、無線装置１００は、構造物１０、接続部２０および無線回路３０を備えている。

（筐体）
筐体１は、誘電体からなり、構造物１０を備える電子装置（本実施形態では、無線装置１００）の筐体を構成するものである。なお、本実施形態では、筐体１は板状の形状を有しているがこれに限定されず、構造物１０を備える電子装置に応じた形状を有していればよい。なお、図１（ａ）において、紙面上側の面１ａが筐体１の外部側、紙面下側の面１ｂが筐体１の内部側に対応する（図２参照）。

また、図１（ａ）に示すように、筐体１において、ナット板金１４等が配置される部分を、すり鉢状に凹ませてもよい。このように構成することによって、筐体１の外部側において、ネジ１３等の頭が突出することを避け、筐体１の外面を平坦にすることができる。

（導電パターン）
導電パターン２は、筐体１の面１ａ上に形成されている導電体である。導電パターンは、例えば、導電ペーストが筐体１の表面上に塗布されてなる導電膜であってもよいし、フレキシブルプリント基板、導電性を有するシール等の可撓性を有する導電膜であってもよいし、板金、メッキ等によって構成されていてもよい。本実施形態では、導電パターン２は、アンテナエレメントとして使用されるが、本発明はこれに限定されず、電子装置内において、導電パターン２が形成された領域に配置された部材を電気的に接続するために用いてもよい。

導電パターン２を、導電ペーストが筐体１の表面上に塗布されてなる導電膜として構成する場合、導電ペーストとしては、粘性を有する導電体材料であり、少なくとも、金属粉および溶剤からなるものであり、好ましくは、金属粉、バインダー樹脂および溶剤からなるものを用いることができる。導電ペーストが塗布されてなる導電膜は、例えば、乾燥により溶剤が除去されていてもよく、溶剤が一部残留していてもよい。導電ペーストの塗布方法としては種々の方法を採ることができるが、好適には、筐体１の形状に適合するように、可撓性を有する印刷版を用いた印刷（例えば、フレキソ印刷、オフセット印刷、シルク印刷、パッド印刷等）により塗布することが好ましい。

導電パターン２を、導電ペーストを塗布することにより形成することにより、導電パターンを薄くすることが可能であり、また、容易に曲面的な形状とすることができるので、設計の自由度をより向上させることができる。

また、可撓性を有する印刷版を用いた印刷（フレキソ印刷、オフセット印刷、シルク印刷、パッド印刷等）により、導電ペーストを塗布することにより、筐体等の形状に合わせて首尾よく導電パターンの印刷を行うことができ、構造物の大量生産等にも寄与することができる。

なお、導電パターン２を、フレキシブルプリント基板、導電性を有するシールのような可撓性を有する導電膜から構成した場合であっても、導電パターン２を、自由な形状に固定することができるので、設計の自由度を向上させることができる。

すなわち、導電パターン２を、フレキシブルプリント基板等の可撓性を有する導電膜、または、導電ペーストが塗布されてなる導電膜等の、それ自体では保形性を有さない（自己保形性を有さない）導電膜によって構成することにより、設計の自由度を向上させることができる。

また、所望の形状に形成した板金によって導電パターン２を構成してもよいし、メッキによって導電パターン２を構成してもよい。

（導電部材）
図１（ｂ）に示すように、導電部材３は、第１部分３ａ、貫通部分３ｂおよび第２部分３ｃから構成される。貫通部分３ｂは、筐体１を面１ａから面１ｂまで貫通する貫通部分３ｂである。第１部分３ａは、貫通部分３ｂから面１ａ側に延出する部分である。第２部分３ｃは、貫通部分３ｂから面１ｂ側に延出する部分である。導電部材３は、第１部分３ａと第２部分３ｃとによって、導電パターン２と面１ｂとを挟持する。これによって、導電部材３は、筐体１に締結されるとともに、第１部分１ａが導電パターン２に当接することによって、導電部材３と導電パターン２とが電気的に接続され、導電パターン２に対して、筐体１の面１ｂ側から給電することができる。

本実施形態において、導電部材３は、導電ピン１１、ネジ１３、および、ナット板金１４によって構成される。すなわち、ネジ１３の一部およびナット板金１４によって第１部分３ａが構成され、導電ピン１１の一部およびネジ１３の一部によって貫通部分３ｂが構成され、導電ピン１１の一部によって第２部分３ｃが構成される。

導電部材３では、第２部分３ｃの内部側の面（すなわち、導電ピン１１の面１１ａ）と、第１部分３ａの導電パターン２に当接する部分（すなわち、ナット板金１４）とが導通していればよく、必ずしも全体が導電体で構成されている必要はない。本実施形態では、導電ピン１１およびナット板金１４が導電体であればよい。なお、本明細書において、金属等の導電体によってメッキされた絶縁体（例えば樹脂）も、導電体に含まれる。

導電ピン１１における、ネジ１３が挿入される部分にはねじ穴が形成されており、これによって、ネジ１３と導電ピン１１とが締結され、筐体１および導電パターン２を挟持することができる。

また、面１１ａが、導電パターン２に対して筐体１の内部側から給電するための給電接点となる。面１１ａへの給電は、例えば、バネ等を用いてもよい。

（スクィーズパッキン）
スクィーズパッキン１２は、Ｏリング、角リング等のように、つぶししろを与えて使用する成形パッキンを指す。スクィーズパッキン１２は、ゴム、シリコン等の弾性体によって形成することができる。

このようなスクィーズパッキン１２を、導電部材３と筐体１との間に配置することにより、導電部材３と筐体１との間の隙間を密閉することができるので、構造物１０の防水性および防塵性を向上させることができる。

また、本実施形態では、スクィーズパッキン１２は、筐体１の内部側（紙面下側）に配置されている。言い換えれば、スクィーズパッキン１２は、筐体１と第２部分３ｃとの間に配置されている。

この場合、図３に示すように、スクィーズパッキン１２は、その弾性力によって、導電部材３の第２部分３ｃ（導電ピン１１）に対して、面１ａから面１ｂに向かう方向の力Ａを加える。この力は、導電ピン１１に締結されたナット板金１４にも伝わるため、ナット板金１４と導電パターン２との接合部Ｂにおいて、ナット板金１４が導電パターン２を押圧する力が増大する。これによって、導電部材３（ナット板金１４）と導電パターン２との導通性を向上させることができる。

（導電部材の変形例）
図４は、導電部材３のバリエーションを示す図である。図４（ａ）に示すように、導電ピン１１とネジ１３との配置が逆になっていてもよい。この場合、導電パターン２に対して、筐体１の内部側から給電するための給電接点は、ナット板金１４としてもよいし、ネジ１３としてもよい。

また、図４（ｂ）に示すように、ナット板金１４とネジ１３とが一体となった部材１３’を用いてもよい。

また、図４（ｃ）に示すように、ネジ１３を設ける替わりに、外部側の面１１’ｂをカシメることによって、筐体１に固定する導電ピン１１’を用いてもよい。

また、図４（ｄ）に示すように、図４（ａ）の構成において、ナット板金１４とネジ１３とが一体となった部材１３’を用いてもよいし、図４（ｅ）に示すように、図４（ｃ）の構成において、ナット板金１４と導電ピン１１’とが一体となった導電ピン１１’’を用いてもよい。

（スクィーズパッキンの配置の変形例）
また、図５に示すように、スクィーズパッキン１２は、必ずしも貫通部分３ｂ（導電ピン１１の上部）に隣接するように配置しなくともよい。少なくとも、筐体１と導電部材３との間に配置すれば、構造物１０における防水性および防塵性を向上させることができる。また、筐体１と第２部分３ｃとの間に配置すれば、導電部材３と導電パターン２との導通性を向上させることができる。

但し、図１（ａ）に示すように、スクィーズパッキン１２を貫通部分３ｂ（導電ピン１１の上部）に隣接するように配置した場合、上述した構造物１０の防水性および防塵性の向上、導電部材３と導電パターン２との導通性の向上等の効果をより好適に得ることができる。なぜなら、導電ピン１１の下部およびナット板金１４の撓みを考慮すれば、スクィーズパッキン１２を貫通部分３ｂに隣接するように配置することによって、より好適にスクィーズパッキンを押しつぶすことができるからである。

（無線装置）
無線装置１００は、構造物１０を備えているとともに、無線回路３０、および、無線回路３０と導電部材３の第２部分３ｃとを接続するための接続部２０を備えている。これによって、導電パターン２をアンテナエレメントとして利用して、無線通信を行うことができる。

なお、無線装置１００は、図示したものの他、無線装置１００の用途に応じた種々の部材を備え得る。例えば、無線装置１００を、携帯電話端末として構成する場合には、受話部、発話部、入力部、表示部、電源部等をさらに備えていてもよい。

（その他）
また、構造物１０の外部側（導電パターン２が設けられている側）に対して、保護層をさらに設けてもよい。保護層を設けることによって、導電パターン２が損傷（断線、剥離等）することを防ぐことができるとともに、導電パターン２を目隠しすることができる。本実施形態において、保護層は、導電パターン２を保護するだけの強度を有し、アンテナの性能に影響を与えない材質のもの（例えば、誘電体樹脂）であればよい。ここでアンテナの性能に影響を与えないとは、保護層の有無でアンテナの性能が著しく劣化しないものである。

保護層は、貼り付け、塗布、噴き付けなどで導電パターン２上に設けられるものであればよく、例えば、コーティング剤（例えば、樹脂溶液）によって形成されるものを好適に用いることができる。また、このコーティング剤の塗布は、筐体１の塗装を兼ねていてもよい。また、保護層はシート状のものであって、シールのように貼り付けたり熱や圧力で圧着できるものであってもよい。

〔実施形態２〕
次に、本発明の他の実施形態（実施形態２）について説明する。本実施形態では、図６に示すように、スクィーズパッキン１２は、筐体１の外部側（紙面上側）に配置されている。言い換えれば、スクィーズパッキン１２は、筐体１と第１部分３ａとの間に配置されている。

筐体１とナット板金１４（第１部分３ａ）との間に配置されたスクィーズパッキン１２は、導電パターン２と面１ｂとを挟持する導電部材３からの力によって、好適に押しつぶされ、首尾よく筐体１とナット板金１４との間を密閉することができる。これによって、構造物の防水性および防塵性を好適に向上させることができる。

なお、実施形態１と同様、図７に示すように、導電部材３は種々の形態をとることができる。例えば、図７（ａ）に示すように、導電ピン１１とネジ１３との配置が逆になっていてもよい。この場合、導電パターン２に対して、筐体１の内部側から給電するための給電接点は、ナット板金１４としてもよいし、ネジ１３としてもよい。

また、図７（ｂ）に示すように、ナット板金１４とネジ１３とが一体となった部材１３’を用いてもよい。

また、図７（ｃ）に示すように、ネジ１３を設ける替わりに、外部側の面１１’ｂをカシメることによって、筐体１に固定する導電ピン１１’を用いてもよい。

また、図７（ｄ）に示すように、図７（ａ）の構成において、ナット板金１４とネジ１３とが一体となった部材１３’を用いてもよいし、図７（ｅ）に示すように、図７（ｃ）の構成において、ナット板金１４と導電ピン１１’とが一体となった導電ピン１１’’を用いてもよい。

また、図８に示すように、スクィーズパッキン１２は、必ずしも貫通部分３ｂに隣接するように配置しなくともよい。

〔実施形態３〕
次に、本発明のさらに他の実施形態（実施形態３）について説明する。本実施形態では、図９に示すように、スクィーズパッキン１２は、筐体１の外部側（紙面上側）に配置され、スクィーズパッキン１２とナット板金１４（第１部分３ａ）とが、導電パターン２を挟んでいる。

なお、本実施形態では、導電パターン２をシート状または板状の導電体から構成することが好ましい。このように、導電パターン２をシート状または板状の導電体から構成することにより、スクィーズパッキン１２とナット板金１４との間に導電パターン２を好適に配置することができる。

そして、図１０に示すように、スクィーズパッキン１２とナット板金１４とが、導電パターン２を挟むことによって、スクィーズパッキン１２の弾性力Ａによって、導電パターン２がナット板金１４に押しつけられる。これによって、ナット板金１４と導電パターン２との導通性を向上させることができる。

なお、実施形態１と同様、図１１に示すように、導電部材３は種々の形態をとることができる。例えば、図１１（ａ）に示すように、導電ピン１１とネジ１３との配置が逆になっていてもよい。この場合、導電パターン２に対して、筐体１の内部側から給電するための給電接点は、ナット板金１４としてもよいし、ネジ１３としてもよい。

また、図１１（ｂ）に示すように、ナット板金１４とネジ１３とが一体となった部材１３’を用いてもよい。

また、図１１（ｃ）に示すように、ネジ１３を設ける替わりに、外部側の面１１’ｂをカシメることによって、筐体１に固定する導電ピン１１’を用いてもよい。

また、図１１（ｄ）に示すように、図１１（ａ）の構成において、ナット板金１４とネジ１３とが一体となった部材１３’を用いてもよいし、図１１（ｅ）に示すように、図１１（ｃ）の構成において、ナット板金１４と導電ピン１１’とが一体となった導電ピン１１’’を用いてもよい。

本発明は、無線装置を始めとした、内部に導電パターンが形成される電子装置の製造分野において利用可能である。

１筐体
２導電パターン
３導電部材
３ａ第１部分
３ｂ貫通部分
３ｃ第２部分
１０構造物
１１導電ピン
１２スクィーズパッキン
１３ネジ
１４ナット板金
２０接続部
３０無線回路
１００無線装置

Claims

誘電体からなる筐体、
該筐体の第１面上に形成されている導電パターン、
該筐体を第１面から第１面とは反対側の第２面まで貫通する貫通部分と、該貫通部分から第１面側に延出する第１部分と、該貫通部分から第２面側に延出する第２部分とを備え、第１部分と第２部分とによって、該導電パターンと第２面とを挟持する導電部材、および
弾性体からなり、該筐体と第２部分との間に配置されているスクィーズパッキン、を備えており、
第１面は、上記筐体の外部側の面であり、第２面は、上記筐体の内部側の面であることを特徴とする構造物。
上記導電パターンが、シート状または板状の導電体からなることを特徴とする請求項１に記載の構造物。
上記スクィーズパッキンが上記貫通部分に接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の構造物。