JP6099471B2 - 携帯機器 - Google Patents
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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。
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、樹脂製の筺体の外表面に金属製のアンテナを設けた場合、落下時など携帯機器に過大な衝撃が加わった時に、樹脂と金属とが衝撃に対して互いに異なる追従性を示す。これにより、アンテナが断線を起こすなどして、携帯機器のアンテナ性能が大きく低下する懸念がある。
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、外部から過大な衝撃が加わった場合においても、アンテナ性能の低下が抑制される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、筺体に埋設され、筺体の外表面から露出する接続部を有する金属製の導電部材と、筺体の外表面に設けられ、接続部と接触するアンテナエレメントとを備える。アンテナエレメントが接続部と接触する第1領域と、アンテナエレメントが筺体と接触する第2領域との境界が、非一直線状となる。
このように構成された携帯機器によれば、携帯機器に過大な衝撃が加わった時に、アンテナエレメントが、金属製の接続部と接触する第1領域と樹脂製の筺体の外表面と接触する第2領域との境界で分断することを防ぐ。これにより、アンテナ性能の低下を抑制することができる。
以上に説明したように、この発明に従えば、外部から過大な衝撃が加わった場合においても、アンテナ性能の低下が抑制される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50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、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V−V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5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、アンテナ筺体21に埋設されている。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。
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。
アンテナエレメント41は、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。
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。
パッキン50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50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50は、合わせ面21bと接触して設けられている。パッキン50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50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50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。
このような構成によれば、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50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50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。
図6は、図4中のアンテナ筺体およびアンテナエレメントの分解組み立て図である。図7は、図4中のインサート金属板とアンテナエレメントとの接続部位を示す平面図である。
図4から図7を参照して、本実施の形態における携帯電話機10においては、アンテナエレメント41が接続部32と接触する領域61と、アンテナエレメント41がアンテナ筺体21と接触する領域62との境界63が、非一直線状となる。なお、図7および後に説明する図8から図11中では、領域61および領域62の範囲が、異なるハッチングによって示されている。
接続部32が露出するアンテナ筺体21の外表面21aを平面的に見た場合に、接続部32は、凸部51および凸部52と、凹部53とを含む凹凸形状に形成されている。凸部51および凸部52は、領域62に向けて凸形状をなす。凸部51および凸部52は、アンテナエレメント本体部42からの延出部43の延出方向とは反対方向に突出する。凸部51および凸部52は、接続部32からアンテナエレメント本体部42に近接する方向に突出する。凹部53は、凹形状をなし、凸部51と凸部52との間に形成されている。凹部53は、凸部51と凸部52との間の谷部分により凹形状をなしている。凹部53は、凸部51と凸部52との間で矩形形状を有する。
なお、接続部32に形成される凸部51,52および凹部53の数は、上記に限られず、接続部32に2以上の凹形状が形成されてもよい。
凹凸形状を有する接続部32により、領域61と領域62との境界63が非一直線状とされている。本実施の形態では、境界63が、異なる方向に延びる複数の直線が繋がって構成されている。境界63は、アンテナエレメント本体部42の延伸方向に延びる複数の直線と、アンテナエレメント本体部42からの延出部43の延出方向に延びる複数の直線とが繋がって構成されている。
境界63は、直線部63p、直線部63qおよび連接部63rを含む。直線部63pは、アンテナエレメント41(延出部43)の一方の外縁から直線状に延びる。直線部63qは、アンテナエレメント41(延出部43)の他方の外縁から直線状に延びる。連接部63rは、直線部63pおよび直線部63qの間を接続するように両者に連なっている。連接部63rは、直線部63pおよび直線部63qに角部をなして連なっている。直線部63pと直線部63qとは、連接部63rによって、直線部63pおよび直線部63qが延びる直線上において非連続とされている。
携帯電話機10の落下時など、外部から携帯電話機10に過大な衝撃が加わる場面が想定される。この場合に、インサート金属板31を形成する金属とアンテナ筺体21を形成する樹脂とでは、衝撃を受けた時に生じる歪み量が異なる。インサート金属板31に接合されたアンテナエレメント41の衝撃による歪みは、金属に追従し、アンテナ筺体21に接合されたアンテナエレメント41の衝撃による歪みは、樹脂に追従するため、アンテナエレメント41が接続部32と接触する領域61と、アンテナエレメント41がアンテナ筺体21と接触する領域62との境界63で、アンテナエレメント41にクラック(裂け目)が生じ易くなる。
これに対して、本実施の形態では、直線状に伸び易いクラックの性質に着目して、領域61と領域62との境界63を非一直線状としている。このような構成により、携帯電話機10の落下時などに仮に境界63にクラックが生じたとしても、そのクラックを直線部63pおよび直線部63qに留め、連接部63rにおいてアンテナエレメント41の分断を防ぐことができる。
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に埋設され、アンテナ筺体21の外表面21aから露出する接続部32を有する金属製の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と接触するアンテナエレメント41とを備える。アンテナエレメント41が接続部32と接触する第1領域としての領域61と、アンテナエレメント41がアンテナ筺体21と接触する第2領域としての領域62との境界63が、非一直線状となる。
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、アンテナエレメント41が接続部32と接触する領域61と、アンテナエレメント41がアンテナ筺体21と接触する領域62との境界63を、非一直線状とすることにより、携帯電話機10が外部から衝撃を受けた時に、アンテナエレメント41が境界63で完全に分断することを防止できる。これにより、携帯電話機10のアンテナ性能の低下を最小限にとどめることが可能となる。
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)
本実施の形態では、インサート金属板31の接続部32が有する凹凸形状の各種変形例について説明する。
本実施の形態では、インサート金属板31の接続部32が有する凹凸形状の各種変形例について説明する。
図8は、図7中のインサート金属板の接続部が有する凹凸形状の第1変形例を示す平面図である。図8を参照して、本変形例では、接続部32が露出するアンテナ筺体21の外表面21aを平面的に見た場合に、接続部32は、凸部54と、段差部55および段差部56とを含む凹凸形状に形成されている。
凸部54は、領域62に向けて凸形状をなす。凸部54は、アンテナエレメント本体部42からの延出部43の延出方向とは反対方向に突出する。凸部54は、接続部32からアンテナエレメント本体部42に近接する方向に突出する。段差部55および段差部56は、それぞれ、凸部54の両側に形成されている。段差部55および段差部56は、凸部54の突出方向において凸部54と段差を有して設けられている。凸部54は、段差部55と段差部56との間の山部分により凸形状をなしている。凸部54は、段差部55と段差部56との間で矩形形状を有する。
図9は、図7中のインサート金属板の接続部が有する凹凸形状の第2変形例を示す平面図である。図10は、図7中のインサート金属板の接続部が有する凹凸形状の第3変形例を示す平面図である。図11は、図7中のインサート金属板の接続部が有する凹凸形状の第4変形例を示す平面図である。
図9から図11を参照して、これらの変形例では、接続部32が露出するアンテナ筺体21の外表面21aを平面的に見た場合に、接続部32が、複数の凸部56と、凹部57とを含む凹凸形状に形成されている。図9中に示す変形例では、凹部57が、隣接する凸部56の間で三角形状を有する。図10中に示す変形例では、凹部57が、隣接する凸部56の間で半円形状を有する。図11中に示す変形例では、凹部57が、隣接する凸部56の間で台形形状を有する。
なお、以上に説明した第1変形例から第4変形例に記載の構造を適宜組み合わせて、接続部32を新たな凹凸形状としてもよい。たとえば、図8中の凸部54は、図9から図11に示す凹部57の凹形状を有するように設けられてもよい。
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。
(実施の形態3)
図12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12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12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12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12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50は、合わせ面21bと接触して設けられている。パッキン50は、開口部18の周囲を取り囲むように設けられている。
図13は、図12中の携帯電話機の変形例を示す断面図である。図12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50は、合わせ面21bと接触して設けられている。パッキン50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から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。
以下、本発明のより好ましい形態について説明する。
好ましくは、接続部は、筺体の外表面を平面的に見た場合に、第2領域に向けて凸形状をなす第1凸部および第2凸部と、第1凸部と前記第2凸部との間に形成される凹部とを含む凹凸形状を有する。また好ましくは、接続部は、筺体の外表面を平面的に見た場合に、第2領域に向けて凸形状をなす凸部と、凸部の両側に形成される第1段差部および第2段差部とを含む凹凸形状を有する。
好ましくは、接続部は、筺体の外表面を平面的に見た場合に、第2領域に向けて凸形状をなす第1凸部および第2凸部と、第1凸部と前記第2凸部との間に形成される凹部とを含む凹凸形状を有する。また好ましくは、接続部は、筺体の外表面を平面的に見た場合に、第2領域に向けて凸形状をなす凸部と、凸部の両側に形成される第1段差部および第2段差部とを含む凹凸形状を有する。
このように構成された携帯機器によれば、接続部を凹凸形状とすることにより、アンテナエレメントが接続部と接触する第1領域と、アンテナエレメントが筺体の外表面と接触する第2領域との境界を、非一直線状とすることができる。
好ましくは、携帯機器は、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さらに備える。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。
このように構成された携帯機器によれば、シール部材が設けられる領域に導電部材による凹凸が生じないため、携帯機器の防水性を十分に高めることができる。
好ましくは、アンテナエレメントは、筺体の外表面上で延びるアンテナエレメント本体部と、アンテナエレメント本体部の経路上から接続部に向けて延出し、その先で接続部と接触する延出部とを有する。
このように構成された携帯機器によれば、アンテナエレメント本体部において効率のよいアンテナ形状を実現しつつ、延出部によってアンテナエレメントと導電部材との間の接続を得ることができる。
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、50 パッキン、51,52,54,56 凸部、53,57 凹部、55,56 段差部、61,62 領域、63 境界、63p,63q 直線部、63r 連接部、110 防水領域、120 非防水領域。
Claims (5)
- 樹脂製の筺体と、
前記筺体に埋設され、前記筺体の外表面から露出する接続部を有する金属製の導電部材と、
前記筺体の外表面に設けられ、前記接続部と接触するアンテナエレメントとを備え、
前記アンテナエレメントが前記接続部と接触する第1領域と、前記アンテナエレメントが前記筺体と接触する第2領域との境界が、非一直線状となる、携帯機器。 - 前記接続部は、前記筺体の外表面を平面的に見た場合に、前記第2領域に向けて凸形状をなす第1凸部および第2凸部と、前記第1凸部と前記第2凸部との間に形成される凹部とを含む凹凸形状を有する、請求項1に記載の携帯機器。
- 前記接続部は、前記筺体の外表面を平面的に見た場合に、前記第2領域に向けて凸形状をなす凸部と、前記凸部の両側に形成され、前記凸部と段差を有して設けられる第1段差部および第2段差部とを含む凹凸形状を有する、請求項1に記載の携帯機器。
- 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さらに備え、
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、請求項1から3のいずれか1項に記載の携帯機器。 - 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から4のいずれか1項に記載の携帯機器。
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