JP7196771B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は電子機器に関する。

無線電波の送信機能または受信機能を有する電子機器においては、その機能を発揮するために充分な大きさのアンテナを確保したいという要求が存在する。一方、持ち運び可能な電子機器においては、かかるアンテナをできるだけ小さくして良好な取り扱い性を実現したいという要求も存在する。一見すると相反しているように見えるこれらの要求をいずれも満足させるために種々の提案が行われている。

例えば、特許文献１に記載された携帯用小型無線機は、無線機ケース背面に方形状凹部を設け、受信専用平面アンテナの一辺を凹部の一方の内側面に回転自在に取り付け、無線機を縦にして通話するときは凹部に収納する。

特開平６－１２５２９０号公報

筐体の電磁的なシールド性を必要とする電子機器においては、内部の通信回路を電磁波シールドによって覆うため、内蔵アンテナを設けることができない。しかしながら、特許文献１に記載された技術を採用すると、結果的に無線機ケース背面が大きくなってしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、無線電波の送信機能または受信機能を有する電子機器において、本体を大きくすることなくアンテナ機能を有する電子機器を提供することを目的とする。

本発明にかかる電子機器は、シールドケース、給電ループ、操作つまみおよびアンテナエレメントを有する。シールドケースは、電磁波の通過を妨げる。給電ループは、シールドケースの外側において所定の平面に沿って円環状に配線されている導体であって、シールドケースに内包される無線通信回路に接続する。操作つまみは、給電ループが形成する円環を通過する軸である特定の軸の周りに回転可能に設定される。アンテナエレメントは、操作つまみに固定された開ループ状の導体である。

このような構成により、電子機器は、操作部として突出して設けられている操作つまみをアンテナとして利用することができる。

本発明により、無線電波の送信機能または受信機能を有する電子機器において、本体を大きくすることなくアンテナ機能を有する電子機器を提供することができる。

実施の形態にかかる電子機器の概観図である。 実施の形態にかかる電子機器の操作つまみ部分の断面図である。 実施の形態にかかる電子機器のアンテナ部分の分解斜視図である。

説明の明確化のため、以下の記載および図面は、適宜、省略、および簡略化がなされている。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

＜実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は実施の形態にかかる電子機器の概観図である。本実施の形態にかかる電子機器１０は、電波の送信または受信を行うトランシーバである。なお、電子機器１０は、トランシーバとしたが、これに限定されず携帯電話、スマートフォンなど電波の送信または受信を行う機器であればよい。

なお、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものとして、図１は、右手系の直交座標系が付されている。また、図２以降において、直交座標系が付されている場合、図１のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向と、これらの直交座標系のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向はそれぞれ一致している。

電子機器１０は、略直方体形状をしたケースに円筒状の操作つまみ１１が突出した形状をしており、携帯容易な大きさに形成されている。電子機器１０は、外観から観察できる主な構成として、操作つまみ１１、送信ボタン１２、チャネル選択ボタン１３、表示パネル１４、スピーカ部１５、マイク部１６およびケース１７を有している。Ｙ軸マイナス側であって、ＸＺ面に平行な面が電子機器１０の正面であり、Ｙ軸プラス側であって、ＸＺ面に平行な面が電子機器１０の背面である。またＺ軸プラス側であって、ＸＹ面に平行な面が電子機器１０の上面であり、Ｚ軸マイナス側であって、ＸＹ面に平行な面が電子機器１０の底面である。Ｘ軸プラス側であって、ＹＺ面に平行な面が電子機器１０の右側面であり、Ｘ軸マイナス側であって、ＹＺ面に平行な面が電子機器１０の左側面である。

操作つまみ１１は、電子機器１０の電源のオンオフを行うための電源スイッチおよびスピーカから出力される音声の音量を調整するための操作部である。操作つまみ１１は、略直方体に形成されているケース１７の上面から突出するように立設されている円筒状の突起であり、ケース１７の上面に回転可能に係止されている。操作つまみ１１は樹脂などの誘電体を成形することにより形成されており、ユーザが操作つまみ１１を回転させることにより電源のオンオフ、スピーカから出力される音声の音量調整などの操作を行う。

送信ボタン１２は、トランシーバである電子機器１０の音声を送信する場合に押圧されるボタンである。ユーザは通話相手に音声を送信する場合に、送信ボタン１２を押しながらマイク部１６に向かって発話する。

チャネル選択ボタン１３は、所定の操作をすることにより通話する際の送受信の周波数を選択するためのボタンである。表示パネル１４は、選択されているチャネル番号、電子機器１０の動作状態および電池残量など、ユーザに対して種々の情報を通知するためのディスプレイである。スピーカ部１５は、ケース１７に設けられた孔であって、孔を通じて内部に配置されたスピーカが発する音声を出力する。マイク部１６は、ケース１７に設けられた孔であって、ユーザの発話音声を内部に配置されたマイクが取得するように構成されている。

ケース１７は、略直方体に形成されている樹脂製の筐体である。ケース１７の上面には操作つまみ１１が設けられており、正面には表示パネル１４、チャネル選択ボタン１３、スピーカ部１５およびマイク部１６がそれぞれ配置されており、側面には送信ボタン１２が設けられている。

次に、図２および図３を参照しながら操作つまみ１１および操作つまみ１１内部に設けられている構成について説明する。図３は実施の形態にかかる電子機器のアンテナ部分の分解斜視図である。

図２は実施の形態にかかる電子機器の操作つまみ部分の断面図である。図２は操作つまみ１１をＹＺ面に沿って切り取った状態を示す断面図である。図に示すように、電子機器１０は、ケース１７の内部に基板１８、エンコーダ１９、給電ループ２０、スペーサ２１、アンテナエレメント２２などを有している。

ケース１７は、樹脂ケース１７１およびシールドケース１７２により構成されている。樹脂ケース１７１は、成形された樹脂により形成された筐体である。シールドケース１７２は、樹脂ケース１７１の内側に構成されている金属製のケースである。

シールドケース１７２は、電子機器１０の外界に存在する電磁波が電子機器１０の内部に侵入することを抑制するための電磁波シールドである。シールドケース１７２は、所定の電波の透過を抑制するための金属板をプレス加工することにより形成されるか、または金型にアルミニウムを流し込むことにより形成される。本実施の形態において、シールドケース１７２は、略直方体（６面体）に形成されており、無線通信回路等の各構成を内包するように構成されている。また、シールドケース１７２は、図２に示す通り、凹部が形成されている。シールドケース１７２に形成された凹部の底部には、エンコーダ１９が固定されている。またこの凹部には、スペーサ２１が嵌合している。

基板１８は、電子機器１０が種々の機能を発揮するための回路が設けられている。例えば、基板１８は、信号の送信および受信を行うための無線通信回路を有している。基板１８の無線通信回路は、同軸ケーブル２０１に接続されている。また基板１８はエンコーダ１９が設置されている。

エンコーダ１９は、例えば可変抵抗器を内蔵することにより音量調整などを操作可能に構成されている。エンコーダ１９は基板１８に固定され、基板１８の回路に接続している。またエンコーダ１９はネジ部１９１および回転軸１９２を有している。

ネジ部１９１は基板１８に実装されたエンコーダ１９の本体部から上方に延伸し、シールドケース１７２に設けられた孔に挿通するとともに、ボルト２３により螺合されている。ネジ部１９１がボルト２３に螺合されることにより、エンコーダ１９はシールドケース１７２に固定される。

回転軸１９２は、ネジ部１９１と同軸上に回転可能に配置された軸であって、ネジ部１９１の上部から上方に延伸している。回転軸１９２は、操作つまみ１１に設けられた凹部１１０に嵌合している。これにより操作つまみ１１と回転軸１９２とは図に示した軸Ａ１を中心に一体となって回転する。

給電ループ２０は、円環状に配線されている導線であって、同軸ケーブル２０１を介して基板１８の無線通信回路に接続している。図３に示すように、給電ループ２０は平面Ｐ１に沿って円環状に配線されており、その円環の中心は軸Ａ１（特定の軸）に一致している。給電ループ２０の一方の端面は同軸ケーブル２０１の内導体と接続され、他方の端面は同軸ケーブル２０１の外導体と接続されている。給電ループ２０は同軸ケーブル２０１から所定の周波数の電流を受け取り、受け取った電流を円環状に配線されている導線に流している。なお、給電ループ２０の円環の中心は軸Ａ１に一致しているとしたが、必ずしも一致している必要はない。

給電ループ２０はスペーサ２１の上面に設けられている溝部に嵌合している。同軸ケーブル２０１は、給電ループ２０に接続する部分から、スペーサ２１に設けられている溝部に沿って下方に延び、シールドケース１７２に設けられている孔部１７３を通り、基板１８に接続される。なお、軸Ａ１は平面Ｐ１に直交している。平面Ｐ１は、電子機器１０の上面に平行に設定されている。

スペーサ２１は、シールドケース１７２に設けられた凹部に配置され、シールドケース１７２の外側で給電ループ２０を支持する。スペーサ２１は樹脂により形成されている。スペーサ２１の上面に給電ループ２０が支持されていることにより、電子機器１０は、シールドケース１７２の外側において所望の位置で給電ループ２０を固定することができる。またスペーサ２１を軟質の樹脂により形成することにより、電子機器１０は、シールドケース１７２の内部に水や埃などが侵入することを抑制することもできる。

スペーサ２１の上面は平面Ｐ１に一致している。平面Ｐ１は、シールドケース１７２の上面よりも上方に設定されている。換言すると、平面Ｐ１は、シールドケース１７２の外側に配置されている。平面Ｐ１をこのように設定することにより、給電ループ２０がシールドケース１７２から受ける影響を抑制することができる。

また、平面Ｐ１は、回転軸１９２の上端よりも上方に設定されている。回転軸１９２は、アルミニウムなどの金属で形成されている。そのため、このように平面Ｐ１を回転軸１９２から離間させることにより、給電ループ２０が回転軸１９２から受ける影響を抑制することができる。

アンテナエレメント２２は、開ループ状に形成された銅や金などの導体である。図３に示すように、アンテナエレメント２２は、下方が底面となる円錐の斜面に沿って螺旋状に形成された線材である。アンテナエレメント２２は、下側に一方の開放端である第１端部２２１を有し、上側に他方の開放端である第２端部２２２を有している。第１端部２２１と第２端部２２２とは導電体により接続されておらず、開ループの状態となっている。このような構成により、アンテナエレメント２２は、給電ループ２０から所定の周波数の磁場を受け取る。これによりアンテナエレメント２２は、電子機器１０のアンテナとして機能することができる。

なお、アンテナエレメント２２は開ループを形成するものであれば、その形状は螺旋状に限られない。アンテナエレメント２２の形状や材質などは、電子機器１０が利用する電波の周波数、出力その他の特性により決定される。また、第１端部２２１と第２端部２２２とは誘電体ないしキャパシタを介して接続されていてもよい。

図２に示すように、操作つまみ１１は、軸Ａ１の周りに回転可能に設定されている。軸Ａ１は、給電ループ２０が形成する円環の中心を通過して平面Ｐ１に直交する。そして、アンテナエレメント２２は、操作つまみ１１の内側に固定されている。そのため、操作つまみ１１を回転させても給電ループ２０とアンテナエレメント２２との相対的な位置関係は、変化しない。よって、電子機器１０のアンテナの特性は、操作つまみ１１を操作しても変化しない。なお、アンテナエレメント２２は操作つまみに接着ないし圧入されていてもよいし、操作つまみ１１を射出成形する場合に、インサート成形により固定されてもよい。

以上、実施の形態について説明した。実施の形態にかかる電子機器１０は、操作つまみ１１内にアンテナエレメント２２が配置されている。そのため、電子機器１０のケースから突出するホイップアンテナが不要となる。またこのような構成により、電子機器１０から突出する部分を減らすことができる。また、操作つまみ１１に固定されたアンテナエレメント２２は、給電ループ２０とは接触していない。また、操作つまみ１１を回転させてもアンテナエレメント２２が摩耗したり変形したりすることがない。よって、電子機器１０は、シンプルな構造で耐久性に優れた構造となっている。よって、実施の形態によれば、無線電波の送信機能または受信機能を有する電子機器において、本体を大きくすることなくアンテナ機能を有する電子機器を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の電子機器は、トランシーバの他に、例えば、携帯型送信機、携帯型受信機、携帯型ラジオ、スマートフォンまたは携帯電話などの電波の送信または受信を行う装置に適用することができる。

１０ 電子機器
１１ 操作つまみ
１２ 送信ボタン
１３ チャネル選択ボタン
１４ 表示パネル
１５ スピーカ部
１６ マイク部
１７ ケース
１８ 基板
１９ エンコーダ
２０ 給電ループ
２１ スペーサ
２２ アンテナエレメント
２３ ボルト
１１０ 凹部
１７１ 樹脂ケース
１７２ シールドケース
１７３ 孔部
１９１ ネジ部
１９２ 回転軸
２０１ 同軸ケーブル
Ａ１ 軸
Ｐ１ 平面

Claims (4)

1. 電磁波の通過を妨げるシールドケースと、
   前記シールドケースの外側において所定の平面に沿って円環状に配線されている導体であって、前記シールドケースに内包される無線通信回路に接続する給電ループと、
   前記給電ループが形成する円環を通過する軸である特定の軸の周りに回転可能に設定された操作つまみと、
   前記操作つまみに固定された開ループ状の導体であ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は、前記開ループ状の導体の開放端同士を接続するキャパシタをさらに有する、
   電子機器。
2. 前記アンテナエレメントは、前記シールドケースの外側に配置され
   前記給電ループは、前記アンテナエレメントと前記シールドケースの間に配置されている
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記操作つまみに嵌合するエンコーダをさらに備え、
   前記エンコーダと前記給電ループが成す前記平面とは離間して配置される、
   請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記シールドケースの外側で前記給電ループを支持するスペーサをさらに備える
   請求項１～３のいずれか一項に記載の電子機器。

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