JP6050164B2

JP6050164B2 - 携帯機器

Info

Publication number: JP6050164B2
Application number: JP2013060207A
Authority: JP
Inventors: 徹也山下; 幸一室田; 東　啓二朗; 啓二朗東
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: WO2014148089A1; CN105075011A; JP2014187498A; CN105075011B; US20160056528A1

Description

この発明は、一般的には、携帯機器に関し、より特定的には、筺体外部にアンテナを備えた携帯機器に関する。

従来の携帯機器に関して、たとえば、特開２００７−２８８３６０号公報には、筺体とアンテナとの一体化を簡単かつ安価に実現して端末のより一層の小型化を可能とし、かつ端末筺体の形状自由度を高めることを目的とした、移動通信端末が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された移動通信端末では、筺体の外側カバーの表面に、導電性の金属パターンからなるアンテナエレメントが形成されている。

特開２００７−２８８３６０号公報

近年、携帯電話機などの携帯機器には、防水性が要求されている。防水性を満たす構造としては、防水構造を有する筺体内部にアンテナを配置する構造が考えられるが、アンテナの性能を最大限に引き出すためには、アンテナを筺体外部に配置することが好ましい。しかしながら、樹脂成型された筺体の外表面にアンテナを設けた場合、アンテナと筺体内部の基板との間を接続する導電部材によって、筺体同士の合わせ面に凹凸が生じ、筺体の防水構造を確立することが困難となる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、防水性能に優れた携帯機器を提供することである。

この発明に従った携帯機器は、樹脂製の筺体と、筺体にインサート成型され、筺体の外表面から露出する接続部を有する導電部材と、筺体の外表面に設けられ、接続部と接触する薄膜状のアンテナエレメントと、筺体と組み合わされ、基板を収容する本体ケースと、本体ケースと筺体との間に設けられ、基板が配置される防水領域と、アンテナエレメントが配置される非防水領域との境界を画定するシール部材とを備える。導電部材は、本体ケースの内部に露出し、基板に電気的に接続される給電部をさらに有する。シール部材は、接続部および給電部と重なり合わないように設けられる。
この発明の別の局面に従った携帯機器は、樹脂製の筺体と、筺体にインサート成型され、筺体の外表面から露出する接続部を有する導電部材と、筺体の外表面に設けられ、接続部と接触する薄膜状のアンテナエレメントとを備える。

このように構成された携帯機器によれば、導電部材を樹脂製の筺体にインサート成型することによって、防水性能に優れた携帯機器を実現することができる。
この発明に従った携帯機器の製造方法は、樹脂製の筐体に導電部材を埋設するとともに、導電部材が筐体の外表面から露出する接続部を有するように、筐体に導電部材をインサート成型する工程と、筐体の外表面に、筐体の外表面から露出する接続部と接触するように、アンテナエレメントを構成する薄膜を生成する工程とを備える。

以上に説明したように、この発明に従えば、防水性能に優れた携帯機器を提供することができる。

この発明の実施の形態１における携帯電話機の外観を示す正面図である。図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った携帯電話機を示す断面図である。図１中の携帯電話機が備えるアンテナ筺体を示す斜視図である。図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲のアンテナ筺体を示す斜視図である。図４中のアンテナ筺体からアンテナエレメントを取り除いた状態を示す斜視図である。図４中のＶＩ−ＶＩ線上に沿ったアンテナ筺体を示す断面図である。この発明の実施の形態２における携帯電話機が備えるアンテナ筺体を示す斜視図である。図７中の２点鎖線ＶＩＩＩで囲まれた範囲のアンテナ筺体を示す斜視図である。この発明の実施の形態３における携帯電話機を示す断面図である。図９中の携帯電話機の変形例を示す断面図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における携帯電話機の外観を示す正面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った携帯電話機を示す断面図である。図３は、図１中の携帯電話機が備えるアンテナ筺体を示す斜視図である。

図１から図３を参照して、本実施の形態における携帯電話機１０は、電話機能および通信機能に加えて、インターネット機能等の各種の機能を備えた多機能タイプの携帯電話機である。携帯電話機１０は、その主要な構成として、本体ケース１２と、アンテナ筺体２１と、基板１６と、インサート金属板３１と、アンテナエレメント４１と、パッキン５１とを有する。

本体ケース１２は、携帯電話機１０の外観を構成している。本体ケース１２は、図中のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿った方向が、それぞれ、縦方向、横（幅）方向および厚み方向となる平板形状を有する。本体ケース１２には、基板１６が収容されている。本体ケース１２には、基板１６のほか、携帯電話機１０がその機能を発揮するための複数の電子部品が収容されている。本体ケース１２の外表面には、各種の画面が表示される図示されない表示部が設けられている。

基板１６には、実装バネ１７が実装されている。実装バネ１７は、基板１６と、後述するインサート金属板３１との間を電気的に接続する。本体ケース１２には、開口部１８が形成されている。開口部１８は、基板１６を収容する本体ケース１２内の空間と、本体ケース１２の外側の空間との間を連通させるように形成されている。開口部１８は、実装バネ１７と対向する位置に設けられている。本実施の形態では、開口部１８が、その開口面がＺ軸方向（本体ケース１２の厚み方向）に面するように設けられている。

アンテナ筺体２１は、本体ケース１２とともに携帯電話機１０の外観を構成している。アンテナ筺体２１は、樹脂から形成されている。アンテナ筺体２１は、本体ケース１２よりも小さい。

アンテナ筺体２１は、Ｘ軸方向（縦方向）における本体ケース１２の端部に組み合わされている。アンテナ筺体２１は、本体ケース１２の底部に組み合わされている。アンテナ筺体２１は、開口部１８を閉塞するように本体ケース１２に組み合わされている。アンテナ筺体２１は、全体として、Ｙ軸方向（本体ケース１２の幅方向）に延びるバー形状を有する。

アンテナ筺体２１は、外表面２１ａおよび合わせ面２１ｂを有する。外表面２１ａは、外部空間に面し、携帯電話機１０の外観をなす。外表面２１ａは、湾曲面を含んで構成されている。合わせ面２１ｂは、本体ケース１２と対面して設けられている。本実施の形態では、合わせ面２１ｂが、開口部１８の周りで本体ケース１２と対面している。合わせ面２１ｂは、Ｘ軸−Ｙ軸平面上で延在している。

アンテナエレメント４１は、通信用のアンテナ機能を有する。アンテナエレメント４１は、薄膜形状を有し、アンテナ筺体２１の外表面２１ａに設けられている。アンテナエレメント４１は、アンテナ筺体２１の外表面２１ａが有する湾曲形状に沿って設けられている。アンテナエレメント４１は、進行方向を複数回変えながら、全体として、Ｙ軸方向（本体ケース１２の幅方向）に延びている。アンテナエレメント４１は、たとえば、１０μｍ以上１００μｍ以下の厚みを有する。

本実施の形態では、アンテナエレメント４１が、アンテナ筺体２１の外表面２１ａに導電性の金属パターンが印刷されることにより形成されている。このような構成に限られず、アンテナエレメント４１は、たとえば、金属メッキにより設けられてもよい。アンテナエレメント４１は、アンテナ筺体２１の外表面２１ａに対して直接、所定のアンテナ形状に成形されるものであってもよいし、所定のアンテナ形状に成形されたものが、アンテナ筺体２１の外表面２１ａに接合されるものであってもよい。

図４は、図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲のアンテナ筺体を示す斜視図である。図５は、図４中のアンテナ筺体からアンテナエレメントを取り除いた状態を示す斜視図である。図６は、図４中のＶＩ−ＶＩ線上に沿ったアンテナ筺体を示す断面図である。

図２から図６を参照して、インサート金属板３１は、導電性の部材から形成されている。インサート金属板３１は、基板１６とアンテナエレメント４１との間を電気的に接続するための導電部材として設けられている。インサート金属板３１は、樹脂製のアンテナ筺体２１にインサート成型されている。インサート金属板３１は、インサート成型によりアンテナ筺体２１に埋設されている。

インサート金属板３１の形状について具体的に説明すると、インサート金属板３１は、その構成部位として、接続部３２、給電部３３および中間部３４を有する。

接続部３２は、アンテナ筺体２１の外表面２１ａから外部空間に露出するように設けられている。給電部３３は、本体ケース１２の内部に露出するように設けられている。給電部３３は、開口部１８を通じて本体ケース１２の内部に露出している。中間部３４は、接続部３２と給電部３３との間を接続するように設けられている。インサート金属板３１は、接続部３２と給電部３３との間で（すなわち、中間部３４で）、アンテナ筺体２１を形成する樹脂によって覆われている。

本実施の形態では、インサート金属板３１が、接続部３２と中間部３４との間および中間部３４と給電部３３との間で直角に折れ曲がった形状を有する。インサート金属板３１は、全体として、Ｚ字状の断面形状を有する。インサート金属板３１の形状は、基板１６（実装バネ１７）とアンテナエレメント４１との位置関係に対応して、適宜変更されてもよい。

接続部３２は、表面３２ａを有する。表面３２ａは、アンテナ筺体２１の外表面２１ａから外部空間に露出する。表面３２ａは、アンテナ筺体２１の外表面２１ａから連続的に連なるように延在する。すなわち、接続部３２の表面３２ａは、アンテナ筺体２１の外表面２１ａとの間に段差が生じないように設けられている。接続部３２の表面３２ａは、アンテナ筺体２１の外表面２１ａと面一となる。

給電部３３は、表面３３ａを有する。本実施の形態では、表面３３ａが、アンテナ筺体２１の合わせ面２１ｂから本体ケース１２の内部に露出する。表面３３ａは、アンテナ筺体２１の合わせ面２１ｂから連続的に連なるように延在する。すなわち、給電部３３の表面３３ａは、アンテナ筺体２１の合わせ面２１ｂとの間に段差が生じないように設けられている。給電部３３の表面３３ａは、アンテナ筺体２１の合わせ面２１ｂと面一となる。

なお、上記構成に限られず、接続部３２の表面３２ａは、外部空間に露出していれば、アンテナ筺体２１の外表面２１ａから凹んだ位置または突出した位置に設けられてもよいし、給電部３３の表面３３ａは、本体ケース１２の内部に露出していれば、アンテナ筺体２１の合わせ面２１ｂから凹んだ位置または突出した位置に設けられてもよい。

アンテナエレメント４１は、アンテナ筺体２１の外表面２１ａ上で接続部３２と接触して設けられている。アンテナエレメント４１は、接続部３２の表面３２ａと接触している。実装バネ１７は、給電部３３と接触して設けられている。実装バネ１７は、その弾性力によって給電部３３に付勢されている。このような構成により、本体ケース１２の内外で、基板１６とアンテナエレメント４１とが、インサート金属板３１および実装バネ１７を介して互いに電気的に接続されている。

パッキン５１は、本体ケース１２とアンテナ筺体２１との間の防水性を確立するシール部材として設けられている。パッキン５１は、本体ケース１２とアンテナ筺体２１との間に挟持されている。パッキン５１は、合わせ面２１ｂと接触して設けられている。パッキン５１は、開口部１８の周囲を取り囲むように設けられている。

パッキン５１によって、基板１６や各種の電子部品が収容される空間である防水領域１１０と、その外側の空間であって、アンテナエレメント４１が配置される非防水領域１２０との間の境界が画定されている。パッキン５１は、インサート金属板３１の接続部３２および給電部３３と重なり合わないように設けられている。アンテナエレメント４１との接点となるインサート金属板３１の接続部３２は、非防水領域１２０に配置されている。実装バネ１７を介して基板１６との接点となるインサート金属板３１の給電部３３は、防水領域１１０に配置されている。

本実施の形態における携帯電話機１０によれば、基板１６とアンテナエレメント４１との間を電気的に接続するためのインサート金属板３１が、アンテナ筺体２１にインサート成型されているため、基板１６およびアンテナエレメント４１間の接続構造に起因して携帯電話機１０の防水性が損なわれることを防止できる。特に本実施の形態では、本体ケース１２とアンテナ筺体２１との間の防水性を確立するためのパッキン５１が、アンテナ筺体２１から露出するインサート金属板３１の接続部３２および給電部３３と重なり合わないように設けられている。これにより、パッキン５１が設けられる領域にインサート金属板３１による凹凸が生じないため、携帯電話機１０の防水性を十分に高めることができる。

加えて、携帯電話機１０の製造工程時においては、予めインサート金属板３１がインサート成型されたアンテナ筺体２１を、本体ケース１２に組み付けることによって、基板１６およびアンテナエレメント４１間の電気的な接続が完了する。このため、携帯電話機１０の製造工程を簡略化することができる。

以上に説明した、この発明の実施の形態１における携帯電話機１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における携帯機器として携帯電話機１０は、樹脂製の筺体としてのアンテナ筺体２１と、アンテナ筺体２１にインサート成型され、アンテナ筺体２１の外表面２１ａから露出する接続部３２を有する導電部材としてのインサート金属板３１と、アンテナ筺体２１の外表面２１ａに設けられ、接続部３２と接触する薄膜状のアンテナエレメント４１とを備える。

このように構成された、この発明の実施の形態１における携帯電話機１０によれば、基板１６とアンテナエレメント４１との間を電気的に接続するためのインサート金属板３１が、アンテナ筺体２１にインサート成型されるため、簡易な構成で、携帯電話機１０の防水性を十分に確保することができる。

なお、本実施の形態では、本発明を携帯電話機に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限られず、筺体外部にアンテナを備える各種の携帯機器に適用される。

（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２における携帯電話機が備えるアンテナ筺体を示す斜視図である。図８は、図７中の２点鎖線ＶＩＩＩで囲まれた範囲のアンテナ筺体を示す斜視図である。図７および図８は、それぞれ、実施の形態１における図３および図４に対応する。本実施の形態における携帯電話機は、実施の形態１における携帯電話機１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。

図７および図８を参照して、本実施の形態では、アンテナエレメント４１が、その構成部位として、アンテナエレメント本体部４２および延出部４３を有する。

アンテナエレメント本体部４２は、アンテナ筺体２１の外表面２１ａ上で延びている。アンテナエレメント本体部４２は、進行方向を複数回変えながら、全体として、Ｙ軸方向（本体ケース１２の幅方向）に延びている。アンテナエレメント本体部４２は、アンテナ筺体２１の外表面２１ａ上で一続きに延びている。

延出部４３は、アンテナエレメント本体部４２の経路上から枝分かれして設けられている。延出部４３は、アンテナエレメント本体部４２の経路上から接続部３２に向けて延出し、その先でインサート金属板３１の接続部３２と接触している。

このように構成された、この発明の実施の形態２における携帯電話機によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。

加えて、アンテナエレメント４１に延出部４３を設けることによって、インサート金属板３１との接続位置を考慮せずに、アンテナエレメント本体部４２の形状を決定することができる。これにより、アンテナエレメント本体部４２において効率のよいアンテナ形状を実現しつつ、延出部４３によってアンテナエレメント４１とインサート金属板３１との間の接続を得ることができる。

（実施の形態３）
図９は、この発明の実施の形態３における携帯電話機を示す断面図である。図９は、実施の形態１における図２に対応する。本実施の形態における携帯電話機は、実施の形態１における携帯電話機１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。

図９を参照して、本実施の形態では、本体ケース１２に形成される開口部１８が、その開口面がＸ軸方向（本体ケース１２の縦方向）に面するように設けられている。アンテナ筺体２１は、その一部がＸ軸方向から開口部１８を通じて本体ケース１２内に挿入されるように、本体ケース１２の底部に組み合わされている。

インサート金属板３１の給電部３３は、基板１６と対面する位置で本体ケース１２内に露出している。アンテナ筺体２１の合わせ面２１ｂは、本体ケース１２と対面して設けられている。合わせ面２１ｂは、開口部１８の周りで本体ケース１２と対面している。合わせ面２１ｂは、Ｙ軸−Ｚ軸平面上で延在している。パッキン５１は、合わせ面２１ｂと接触して設けられている。パッキン５１は、開口部１８の周囲を取り囲むように設けられている。

図１０は、図９中の携帯電話機の変形例を示す断面図である。図１０を参照して、本変形例では、インサート金属板３１の給電部３３が、Ｘ軸方向において実装バネ１７と対向する位置で本体ケース１２内に露出している。アンテナ筺体２１の合わせ面２１ｂは、本体ケース１２と対面して設けられている。合わせ面２１ｂは、開口部１８を規定する本体ケース１２の内周面と対面している。パッキン５１は、合わせ面２１ｂと接触して設けられている。パッキン５１は、開口部１８を規定する本体ケース１２の内周面に沿って設けられている。

このように構成された、この発明の実施の形態３における携帯電話機によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に奏することができる。

なお、実施の形態１〜３に記載の携帯電話機の構成を適宜組み合わせて、新たな携帯電話機を構成してもよい。たとえば、実施の形態３における携帯電話機に、実施の形態２におけるアンテナエレメント本体部４２および延出部４３からなるアンテナエレメント４１を組み合わせてもよい。

以下、本発明のより好ましい形態を、実施の形態における携帯電話機に対応させて説明する。

好ましくは、携帯機器としての携帯電話機は、筺体としてのアンテナ筺体２１と組み合わされ、基板１６を収容する本体ケース１２と、本体ケース１２と筺体としてのアンテナ筺体２１との間に設けられ、基板１６が配置される防水領域１１０と、アンテナエレメント４１が配置される非防水領域１２０との境界を画定するシール部材としてのパッキン５１とをさらに備える。導電部材としてのインサート金属板３１は、本体ケース１２の内部に露出し、基板１６に電気的に接続される給電部３３をさらに有する。シール部材としてのパッキン５１は、接続部３２および給電部３３と重なり合わないように設けられる。

また好ましくは、アンテナエレメント４１は、筺体としてのアンテナ筺体２１の外表面２１ａ上で延びるアンテナエレメント本体部４２と、アンテナエレメント本体部４２の経路上から接続部３２に向けて延出し、その先で接続部３２と接触する延出部４３とを有する。

また好ましくは、接続部３２は、筺体としてのアンテナ筺体２１の外表面２１ａから連続的に連なるように延在する表面３２ａを含む。

また好ましくは、アンテナエレメント４１は、接続部３２と面接触する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、携帯電話機などの携帯機器に適用される。

１０携帯電話機、１２本体ケース、１６基板、１７実装バネ、１８開口部、２１アンテナ筺体、２１ａ外表面、２１ｂ合わせ面、３１インサート金属板、３２接続部、３２ａ，３３ａ表面、３３給電部、３４中間部、４１アンテナエレメント、４２アンテナエレメント本体部、４３延出部、５１パッキン、１１０防水領域、１２０非防水領域。

Claims

樹脂製の筺体と、
前記筺体にインサート成型され、前記筺体の外表面から露出する接続部を有する導電部材と、
前記筺体の外表面に設けられ、前記接続部と接触する薄膜状のアンテナエレメントと、
前記筺体と組み合わされ、基板を収容する本体ケースと、
前記本体ケースと前記筺体との間に設けられ、前記基板が配置される防水領域と、前記アンテナエレメントが配置される非防水領域との境界を画定するシール部材とを備え、
前記導電部材は、前記本体ケースの内部に露出し、前記基板に電気的に接続される給電部をさらに有し、
前記シール部材は、前記接続部および前記給電部と重なり合わないように設けられる、携帯機器。
前記アンテナエレメントは、前記筺体の外表面上で延びるアンテナエレメント本体部と、前記アンテナエレメント本体部の経路上から前記接続部に向けて延出し、その先で前記接続部と接触する延出部とを有する、請求項１に記載の携帯機器。
前記接続部は、前記筺体の外表面から連続的に連なるように延在する表面を含む、請求項１または２に記載の携帯機器。
前記アンテナエレメントは、前記接続部と面接触する、請求項１から３のいずれか１項に記載の携帯機器。