JP7171455B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電子機器に関する。

電子機器に通信用のアンテナを設ける技術が知られている。例えば、板金部材によって構成したアンテナ給電部材をリアケース部材に嵌合させて固定する技術が開示されている。

特開２００３－２６４４１３号公報

本発明の目的は、簡便な構成によって量産バラつきの小さいアンテナ性能を得ることができる電子機器を提供することである。

実施形態に係る電子機器は、筐体と、アンテナエレメントと、アンテナグランドと、アンテナ基板と、ガスケットと、固定部材と、を有する。前記筐体は、導電性を夫々備え、接触状態で配置された第１基部と第２基部と、を備えている。前記アンテナ基板は、少なくとも前記アンテナグランドが形成されている。前記ガスケットは、前記第１基部と前記アンテナグランドとの間に位置し、導電性を備えている。前記固定部材は、前記ガスケットが前記第１基部と前記アンテナグランドとに接触した状態で、前記第２基部と前記アンテナグランドとを導通可能に固定する。

実施形態のノートパソコン１００を示す斜視図である。 図１のノートパソコン１００を下方から示す斜視図である。 図２のノートパソコン１００の構成部材の一部を分解して示す斜視図である。 図３のノートパソコン１００の領域Ｆ４の構成部材の一部を示す斜視図である。 図４の構成部材のうちアンテナ基板１５２を裏返した斜視図である。 図４の構成部材を組み立てた状態において方向線Ｆ６に沿った断面で示す斜視図である。 図６の構成部材を示す側面図である。 図４の構成部材を組み立てた状態において方向線Ｆ８に沿った断面で示す斜視図である。 図８の構成部材を示す側面図である。 実施形態の変形例１のノートパソコンの要部を示す斜視図である。 実施形態の変形例２のノートパソコンの要部を示す斜視図である。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。図面において、ノートパソコン１００の横幅方向Ｘ、奥行方向Ｙ及び高さ方向Ｚを矢印で示している。

図１から図９を参照して、実施形態のノートパソコン１００の構成を説明する。

ノートパソコン１００（請求項では電子機器と称する）は、演算ユニット１１０、入出力ユニット１２０、表示ユニット１３０、電源ユニット１４０、無線通信ユニット１５０及び筐体ユニット１６０を含んでいる。ノートパソコン１００の演算ユニット１１０から筐体ユニット１６０について順に説明する。

演算ユニット１１０は、演算を行うユニットである。演算ユニット１１０は、図３に示すように、マザーボード１１１を含んでいる。マザーボード１１１は、システム基板に相当する。マザーボード１１１は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を実装した基板から構成され、ＣＰＵ等を冷却する冷却ファン等が取り付けられている。

入出力ユニット１２０は、ユーザによってデータの入出力の操作が行われるユニットである。入出力ユニット１２０は、図１及び図３に示すように、電源ボタン１２１、キーボード１２２、タッチパッド１２３及び図示せぬ入出力端子を含んでいる。電源ボタン１２１は、ノートパソコン１００の起動スイッチであり、マザーボード１１１に接続されている。キーボード１２２は、機械式の複数のキーから構成され、マザーボード１１１に接続されている。タッチパッド１２３は、指先による静電容量の変化を検出する静電容量方式のセンサーから構成され、マザーボード１１１に接続されている。入出力端子は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ（ユニバーサル・シリアル・バス））端子から構成されている。

表示ユニット１３０は、演算ユニット１１０を介して、情報を表示するユニットである。表示ユニット１３０は、図１から図３に示すように、ＬＣＤ１３１を含んでいる。ＬＣＤ１３１は、液晶ディスプレイ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）である。表示ユニット１３０は、液晶ディスプレイに限定されることなく、例えば、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイや、壁面に映像を投影する投影機等によって構成してもよい。

電源ユニット１４０は、演算ユニット１１０等に電力を供給するユニットである。電源ユニット１４０は、図３に示すように、バッテリー１４１を含んでいる。バッテリー１４１は、繰り返し充電可能なリチウムイオン二次電池等から構成され、外部の電源からＡＣアダプターを介して充電される。

無線通信ユニット１５０は、演算ユニット１１０を介して、外部の機器と無線通信を行うユニットである。無線通信ユニット１５０は、図３から図９に示すように、無線モジュール１５１、第１アンテナ基板１５２、第２アンテナ基板１５３、アンテナエレメント１５４、アンテナグランド１５５、同軸ケーブル１５６、ガスケット１５７及びネジ１５８を含んでいる。

無線モジュール１５１は、図３に示すように、マザーボード１１１に接続されている。無線モジュール１５１は、通信機能を担い、マザーボード１１１とのインターフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：Ｉ／Ｆ）及びアンテナコネクタ等と備えている。

第１アンテナ基板１５２（請求項ではアンテナ基板と称する）は、図３から図９に示すように、絶縁性を備え、板形状からなる。第１アンテナ基板１５２には、ネジ１５８を通すネジ挿通孔１５２ａが形成されている。

第２アンテナ基板１５３（請求項ではアンテナ基板と称する）は、図３に示すように、第１アンテナ基板１５２と同様の構成であるが、第１アンテナ基板１５２と横幅方向Ｘにおいて左右対称に位置している。このため、第２アンテナ基板１５３のネジ孔は、第１アンテナ基板１５２のネジ挿通孔１５２ａと左右対称に形成されている。

アンテナエレメント１５４は、図５及び図６に示すように、第１アンテナ基板１５２に形成されている。アンテナエレメント１５４の共振周波数は、例えば、２．４ＧＨｚ帯以上である。アンテナエレメント１５４は、第２アンテナ基板１５３にも取り付けられている。

アンテナグランド１５５は、図５から図９に示すように、アンテナエレメント１５４と隣り合うように、第１アンテナ基板１５２に形成されている。アンテナグランド１５５には、図５に示すように、第１アンテナ基板１５２のネジ挿通孔１５２ａと位置を合わせて、ネジ１５８を通すネジ挿通孔１５５ａが形成されている。アンテナグランド１５５は、第２アンテナ基板１５３にも取り付けられている。

同軸ケーブル１５６（請求項では通信用ケーブルと称する）は、図３、図４、図５、図７及び図９に示すように、アンテナエレメント１５４とアンテナグランド１５５に取り付けられている。同軸ケーブル１５６は、図５に示すように、内部導体１５６ａがアンテナエレメント１５４に接合され、外部導体１５６ｂがアンテナグランド１５５に接合されている。同軸ケーブル１５６は、無線モジュール１５１に接続されている。同軸ケーブル１５６は、第２アンテナ基板１５３にも取り付けられている。

ガスケット１５７は、図４、図５、図８及び図９に示すように、アンテナグランド１５５に取り付けられている。ガスケット１５７は、導電性及び伸縮性を備え、板形状からなる。ガスケット１５７は、押圧されると縮まり、高さ方向Ｚの上下において隣接する部材（アンテナグランド１５５及び後述する筐体ユニット１６０のトップカバー１６２のリブ１６２ｂ）と密着する。ガスケット１５７は、アンテナグランド１５５をトップカバー１６２に導通させる。ガスケット１５７は、図５に示すように、アンテナグランド１５５のネジ挿通孔１５５ａと、同軸ケーブル１５６の外部導体１５６ｂがアンテナグランド１５５に半田接合された部分の間に、存在する。アンテナグランド１５５のネジ挿通孔１５５ａと同軸ケーブル１５６の外部導体１５６ｂがアンテナグランド１５５に半田接合された部分までの距離が、ガスケット１５７と同軸ケーブル１５６の外部導体１５６ｂがアンテナグランド１５５に半田接合された部分までの距離よりも、長い。ガスケット１５７は、第２アンテナ基板１５３のアンテナグランドにも取り付けられている。

ネジ１５８（請求項では固定部材と称する）は、図３から図９に示すように、筐体ユニット１６０に対して第１アンテナ基板１５２を固定しつつアンテナグランド１５５を導通させるものである。第１アンテナ基板１５２は、第１アンテナカバー１６３の支持部１６３ａと、トップカバー１６２のネジボス１６２ａの間に挟まれた状態において、ネジ１５８によってネジ留めされている。一方、ガスケット１５７は、第１アンテナ基板１５２及びアンテナグランド１５５を介して、第１アンテナカバー１６３の支持部１６３ａと、トップカバー１６２のリブ１６２ｂの間に挟まれた状態において、アンテナグランド１５５とトップカバー１６２を導通させている。ネジ１５８によって、第２アンテナ基板１５３も、筐体ユニット１６０に固定しつつアンテナグランドを導通させている。

筐体ユニット１６０は、演算ユニット１１０、入出力ユニット１２０、表示ユニット１３０、電源ユニット１４０、無線通信ユニット１５０を保持するユニットである。筐体ユニット１６０は、図１から図９に示すように、ボトムカバー１６１、トップカバー１６２、第１アンテナカバー１６３、第２アンテナカバー１６４、ＬＣＤカバー１６５、第１ヒンジ１６６及び第２ヒンジ１６７を含んでいる。

ボトムカバー１６１は、図１から図３に示すように、演算ユニット１１０のマザーボード１１１及び電源ユニット１４０のバッテリー１４１等を下方から保持する。ボトムカバー１６１は、デスクに載置して使用するノートパソコン１００の裏面に相当する。

トップカバー１６２（請求項では筐体と称する）は、図１から図３に示すように、入出力ユニット１２０の電源ボタン１２１、キーボード１２２及びタッチパッド１２３を上方から保持する。トップカバー１６２は、デスクに載置して使用するノートパソコン１００の表面に相当する。

トップカバー１６２は、図４から図９に示すように、ＬＣＤカバー１６５と隣り合う外縁１６２ｃの横幅方向Ｘの両端に、ネジボス１６２ａ（請求項では第２基部と称する）が形成されている。ネジボス１６２ａは、下方に突出した円柱形状からなり、中央にネジ孔が備えられている。

トップカバー１６２において、図４、図５、図８及び図９に示すように、ネジボス１６２ａと横幅方向Ｘの内側において接触状態で配置されるように、リブ１６２ｂ（請求項では第１基部と称する）が形成されている。リブ１６２ｂは、下方に突出した長方体形状からなり、横幅方向Ｘに沿って延びている。リブ１６２ｂは、ネジボス１６２ａと比較して、下方に対する全長が短い。換言すると、ネジボス１６２ａは、リブ１６２ｂよりも、トップカバー１６２の面からアンテナグランド１５５の側に向かって突出している。トップカバー１６２は、ネジボス１６２ａ及びリブ１６２ｂを含めて、導電性を備えている。

第１アンテナカバー１６３（請求項ではカバーと称する）は、図１及び図２に示すように、ボトムカバー１６１とトップカバー１６２が組み合わされた状態において、無線通信ユニット１５０の構成部材を覆っている。第１アンテナカバー１６３は、電波を透過させる、換言すると電波を輻射させるプラスチック等からなる。

第１アンテナカバー１６３には、図４から図９に示すように、内部において水平方向（横幅方向Ｘ及び奥行方向Ｙ）に延びた支持部１６３ａが形成されている。支持部１６３ａは、第１アンテナ基板１５２を支持している。支持部１６３ａには、図４等に示すように、第１アンテナ基板１５２に向かって突出した部分に、ネジ挿通孔１６３ｂが形成されている。支持部１６３ａに形成されたネジ挿通孔１６３ｂの位置は、第１アンテナ基板１５２に形成されたネジ挿通孔１５２ａの位置に対応している。第１アンテナカバー１６３は、第１アンテナ基板１５２を支持しつつ、トップカバー１６２に取り付けられている。

第２アンテナカバー１６４（請求項ではカバーと称する）は、図１から図３に示すように、第１アンテナカバー１６３と同様の構成であるが、第１アンテナカバー１６３と横幅方向Ｘにおいて左右対称に構成されている。

ＬＣＤカバー１６５は、図１から図３に示すように、表示ユニット１３０のＬＣＤ１３１を保持している。ＬＣＤカバー１６５は、ノートパソコン１００を閉じた状態でＬＣＤ１３１とトップカバー１６２が対面するように、ＬＣＤ１３１の表面を露出させている。

第１ヒンジ１６６は、図１から図３に示すように、ボトムカバー１６１及びトップカバー１６２と、ＬＣＤカバー１６５を回転自在に連結する。第１ヒンジ１６６を介して、トップカバー１６２とＬＣＤカバー１６５を離間及び接近させ、ノートパソコン１００を開閉する。

第２ヒンジ１６７は、図１から図３に示すように、第１ヒンジ１６６と同様の構成であるが、第１ヒンジ１６６と横幅方向Ｘにおいて左右対称に構成されている。第２ヒンジ１６７は、第１ヒンジ１６６と共に、ボトムカバー１６１及びトップカバー１６２と、ＬＣＤカバー１６５を連結する。

図１０を参照して、実施形態の変形例１のノートパソコン１００の構成を説明する。

実施形態の変形例１では、上記した実施形態と異なる構成のみ説明する。図１０に示す筐体ユニット２６０の第１アンテナカバー２６３は、図６に示す第１アンテナカバー１６３から支持部１６３ａを除いた構成に相当する。換言すると、図１０に示す第１アンテナカバー２６３は、図６に示す第１アンテナカバー１６３を簡略化したものである。図１０に示す構成の場合、第１アンテナ基板１５２は、第１アンテナカバー２６３によって支持されることなく、トップカバー１６２のネジボス１６２ａにネジ留めされる。

図１１を参照して、実施形態の変形例２のノートパソコン１００の構成を説明する。

実施形態の変形例２では、上記した実施形態と異なる構成のみ説明する。図１１に示す筐体ユニット３６０のトップカバー３６２は、図９に示すトップカバー１６２からリブ１６２ｂを除き、かつ、ネジボス１６２ａを高さ方向Ｚの全長が相対的に短いピンボス３６２ｃに代えたものである。第１アンテナカバー３６３の支持部３６３ａとトップカバー３６２は、第１アンテナ基板１５２とアンテナグランド１５５を挟み込んだ状態において、無線通信ユニット３５０のピン３５８（請求項では固定部材と称する）によってピン留めされている。ガスケット１５７は、アンテナグランド１５５とトップカバー３６２の間に密着された状態で導通している。

図１から図１１を参照して、実施形態のノートパソコン１００の効果を説明する。

実施形態によれば、ガスケット１５７がリブ１６２ｂとアンテナグランド１５５とに接触した状態で、ネジボス１６２ａとアンテナグランド１５５をネジ１５８によって導通可能に固定する。このような構成にすることによって、ネジ１５８によってネジボス１６２ａとアンテナグランド１５５を導通させつつ、更に、ガスケット１５７によってリブ１６２ｂとアンテナグランド１５５を導通させることで、トップカバー１６２とアンテナグランド１５５との高周波的接続が強化され、安定したアンテナ性能が確保できる。このように、ノートパソコン１００は、上記の簡便な構成によって、量産バラつきの小さいアンテナ性能を得ることができる。

ここで、実施形態の変形例２によれば、図１１に示すように、ガスケット１５７を、アンテナグランド１５５とトップカバー３６２の間に密着させた状態で導通させることもできる。ここで、実施形態では、ガスケット１５７に接触させる第１基部をトップカバー１６２に設けたリブ１６２ｂによって構成し、第２基部をネジボス１６２ａによって構成していた。一方、実施形態の変形例２に示すように、ガスケット１５７に接触させる第１基部をトップカバー３６２自体によって構成し、第２基部をピンボス３６２ｃによって構成することもできる。

実施形態によれば、ネジボス１６２ａは、リブ１６２ｂよりも、トップカバー１６２の面からアンテナグランド１５５の側に向かって突出している。このような構成にすることによって、ネジボス１６２ａとリブ１６２ｂの段差（高さ方向Ｚに沿った厚みの相違による高低差）が有る状態で、ガスケット１５７をリブ１６２ｂに対向させて配置することができる。この結果、ガスケット１５７がアンテナグランド１５５とリブ１６２ｂの間に挟まれた状態において、アンテナグランド１５５とネジボス１６２ａを容易に接触させて固定することができる。

実施形態によれば、第１アンテナカバー１６３は、第１アンテナ基板１５２を支持しつつ、トップカバー１６２に取り付けられている。このような構成にすることによって、第１アンテナ基板１５２の剛性を十分に保ちつつ、通信障害を引き起こす虞がある部材が第１アンテナ基板１５２に接近又は接触することを防止できる。特に、第１アンテナ基板１５２がフレキシブル配線基板のように容易に変形する場合、好適である。

ここで、実施形態の変形例１によれば、図１０に示すように、第１アンテナ基板１５２が十分な剛性を備え容易に変形しない場合、第１アンテナカバー２６３によって第１アンテナ基板１５２を支持しないこともできる。

実施形態によれば、アンテナエレメント１５４の共振周波数が、２．４ＧＨｚ帯以上である。このような構成にすることによって、アンテナエレメント１５４の横幅方向Ｘの幅を短くして、第１ヒンジ１６６と第２ヒンジ１６７の間の距離を長くすることができる。アンテナエレメント１５４の共振周波数と、アンテナエレメント１５４の横幅方向Ｘの幅は、概ね反比例する。したがって、第１ヒンジ１６６と第２ヒンジ１６７の間に、ノートパソコン１００を構成する部材を十分に設けることができる。一方、アンテナエレメント１５４の共振周波数を高くすると、同軸ケーブル１５６の外部導体１５６ｂがアンテナグランド１５５に半田接合された部分と、ネジ１５８によってトップカバー１６２に導通されるアンテナグランド１５５のネジ挿通孔１５５ａとの距離が悪影響を与え易くなるが、上記の構成によって、同軸ケーブル１５６の引き回しのズレによるアンテナ性能の変動を十分に抑制することができる。

実施形態によれば、アンテナグランド１５５において、同軸ケーブル１５６がアンテナグランド１５５にグランド接続された部分（外部導体１５６ｂが半田接合された部分）からネジ挿通孔１５５ａまでの距離よりも、該グランド接続された部分からガスケット１５７までの距離の方が短い。このような構成にすることによって、同軸ケーブル１５６の外部導体１５６ｂが半田接合された部分の近傍でガスケット１５７を用いてトップカバー１６２に接続し、トップカバー１６２をアンテナグランド（アンテナＧＮＤ）として機能させることができる。同軸ケーブル１５６に起因するアンテナ特性変動を、アンテナグランド１５５とリブ１６２ｂに接地したガスケット１５７によって十分に抑制することができる。特に、同軸ケーブル１５６の実装変動に伴う通信状態の変動を十分に抑制することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。又、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

導電性を備えた第１基部と導通性を備えた第２基部とを備えた筐体は、トップカバー１６２及び３６２として説明したが、ボトムカバー１６１としてもよい。

１００…ノートパソコン（電子機器）、１１０…演算ユニット、１１１…マザーボード、１２０…入出力ユニット、１２１…電源ボタン、１２２…キーボード、１２３…タッチパッド、１３０…表示ユニット、１３１…ＬＣＤ、１４０…電源ユニット、１４１…バッテリー、１５０…無線通信ユニット、１５１…無線モジュール、１５２…第１アンテナ基板（アンテナ基板）、１５２ａ…ネジ挿通孔、１５３…第２アンテナ基板（アンテナ基板）、１５４…アンテナエレメント、１５５…アンテナグランド、１５５ａ…ネジ挿通孔、１５６…同軸ケーブル（通信用ケーブル）、１５６ａ…内部導体、１５６ｂ…外部導体、１５７…ガスケット、１５８…ネジ（固定部材）、１６０…筐体ユニット、１６１…ボトムカバー、１６２…トップカバー（筐体）、１６２ａ…ネジボス（第２基部）、１６２ｂ…リブ（第１基部）、１６２ｃ…外縁、１６３…第１アンテナカバー（カバー）、１６３ａ…支持部、１６３ｂ…ネジ挿通孔、１６４…第２アンテナカバー（カバー）、１６５…ＬＣＤカバー、１６６…第１ヒンジ、１６７…第２ヒンジ、２６０…筐体ユニット（実施形態の変形例１）、２６３…第１アンテナカバー（カバー）、３５０…無線通信ユニット（実施形態の変形例２）、３５８…ピン（固定部材）、３６０…筐体ユニット（実施形態の変形例２）、３６２…トップカバー（第１基部）、３６２ｃ…ピンボス（第２基部）、３６３…第１アンテナカバー（カバー）、３６３ａ…支持部

Claims (6)

1. 導電性を夫々備え、接触状態で配置された第１基部と第２基部と、を備えた筐体と、
   アンテナエレメントと、
   アンテナグランドと、
   少なくとも前記アンテナグランドが形成されたアンテナ基板と、
   前記第１基部と前記アンテナグランドとの間に位置し、導電性を備えたガスケットと、
   前記ガスケットが前記第１基部と前記アンテナグランドとに接触した状態で、前記第２基部と前記アンテナグランドとを導通可能に固定する固定部材と、
   を有する電子機器。
2. 前記第２基部は、前記第１基部よりも、前記筐体の面から前記アンテナグランドの側に向かって突出している、請求項１記載の電子機器。
3. 電波を透過させる材質からなり、前記アンテナ基板を覆うカバーを更に有し、
   前記カバーは、前記アンテナ基板を支持しつつ、前記筐体に取り付けられる、請求項１又は請求項２記載の電子機器。
4. 前記アンテナエレメントの共振周波数が、２．４ＧＨｚ帯以上である、請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載の電子機器。
5. 前記アンテナグランドには、前記固定部材を挿通させる挿通孔が形成され、
   前記アンテナグランド上において、通信用ケーブルが前記アンテナグランドにグランド接続された部分から前記挿通孔までの距離よりも、前記グランド接続された部分から前記ガスケットまでの距離の方が短い、請求項１乃至請求項４のいずれか一項記載の電子機器。
6. 前記第２基部は、前記第１基部よりも突出した円筒形状を有し、かつその内側にネジ孔が形成され、
   前記第１基部は、直方体形状を有し、
   前記カバーは、前記アンテナ基板を支持する支持部を有しており、かつその支持部には前記固定部材が挿通する孔部を有し、
   前記アンテナ基板は、前記第２基部と接触する位置に前記固定部材が挿通する孔部を有し、
   前記固定部材は、前記支持部の孔部と前記アンテナ基板の孔部を挿通して、前記第２基部のネジ孔に締結するネジからなる請求項３に記載の電子機器。

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