WO2005038980A1 - 携帯機器用アンテナ装置及びこれを備えた携帯機器 - Google Patents

Abstract

　複数の回路が実装された基板を収納する筐体２と、筐体２の一面に設けられ電波の送受信を行う棒状のアンテナ３と、アンテナ３の基端側に設けられアンテナ３を筐体２に対して回動可能とする回動機構４とを備えた携帯機器１であって、回動機構４が、アンテナ３の基端側に設けられて前記一面に対して垂直な軸回りにアンテナ３を回動可能とする第１回動軸と、該第１回動軸に対して垂直な軸回りにアンテナ３を回動可能とする第２回動軸とを有し、アンテナ３の中心軸２５Ａが、前記第１回動軸から離間する位置に設けられている。 　                                                                        

Description

明 細 書

携帯機器用アンテナ装置及びこれを備えた携帯機器

技術分野

[0001] 本発明は、外部と無線通信を行う携帯機器用アンテナ装置及びこれを備えた携帯 機器に関する。

背景技術

[0002] 従来、ノート型パーソナルコンピュータ（以下ノート型 PCと省略する。 )に用いられる アンテナユニット付 PCカードや、携帯電話機や、情報端末機器 (PDA)などの無線 通信を行う無線通信機器にぉ ヽて、備え付けられたアンテナを本体に対して回動可 能とする回動機構を有する携帯機器用アンテナ装置が知られている。

[0003] このような携帯機器用アンテナ装置として、例えば、アンテナユニット付 PCカードが 提案されている (例えば、特許文献 1参照)。

[0004] [特許文献 1] 特開 2002— 374111号公報 （図 1)

この PCカード 100は、図 8 (a)に示すように、通信動作を制御する通信制御回路な どの基板が収納された本体 101と、電波を送受信する棒状のアンテナ 102と、アンテ ナ 102を図 8 (a)に示す X軸の軸回り及び Y軸の軸回りの 2方向に回動させる回動機 構 103とを備えている。アンテナ 102は、図 8 (b)に示すように、 X軸の軸回りに 360 ° 自在に回動可能であると共に Y軸の軸回りに 180° 回動可能とされている。

[0005] この回動機構 103により、アンテナ 102が広範囲において回動可能となっているた め、この回動機構 103を介してアンテナ 102を本体 101に対して適宜回動させること により、良好な受信感度を得られる方向にアンテナ 102を向けることができるので、無 線通信状態の向上が図られて 、る。

[0006] し力しながら、従来の携帯機器用アンテナ装置においては、例えば図 9に示すよう にアンテナ 102を収納位置から Y軸回りに 90° 回動させた後、アンテナ 102に対し て図 9に示す矢印 Aの方向に力をカ卩えた際、矢印 Aの方向にはアンテナ 102が回動 不可能であるため、アンテナ 102の基端側に多大な負担が力かる虞があった。

[0007] 本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、アンテナへの多大な負荷を回避す る携帯機器用アンテナ装置を提供することを目的とする。

発明の開示

[0008] 本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明 にかかる携帯機器用アンテナ装置は、携帯機器を構成する筐体の一面に設けられ 電波の送受信を行う棒状のアンテナと、該アンテナの基端側に設けられ該アンテナ を前記筐体に対して回動可能とする回動機構とを備えた携帯機器用アンテナ装置で あって、前記回動機構は、前記一面に対して垂直な軸回りに前記アンテナを回動可 能とする第 1回動軸と、該第 1回動軸に対して垂直な軸回りに前記アンテナを回動可 能とする第 2回動軸とを有し、前記アンテナの中心軸が、前記第 1回動軸から離間す る位置に配されて 、ることを特徴とする。

[0009] この発明では、アンテナを回動機構によって一面に対して垂直になるように回動さ せると、アンテナの中心軸と第 1回動軸とが平行となる。この状態で第 1回動軸及びァ ンテナの中心軸で形成される平面に対して垂直な向きの力をアンテナに加えた場合 、以下のようになる。

[0010] すなわち、アンテナの中心軸と第 1回動軸とが平行となるようにアンテナが設けられ ているため、加えられた力の力点と第 1回動軸の中心軸との距離であるモーメントァ ーム長が存在する。このため、アンテナが第 1回動軸の軸回りに回動可能となる。ここ で、さらに力を加え続けるとアンテナが第 2回動軸の軸回りに回動可能となる。

[0011] したがって、アンテナの回動可能範囲内においてアンテナは、常に第 1回動軸又は 第 2回動軸の軸回りに回動可能となるのでアンテナに外部力 力が加わってもアンテ ナが回動することにより加えられた力を緩和させることができる。したがって、アンテナ への多大な負荷を回避することができる。

[0012] また、本発明にかかる携帯機器用アンテナ装置は、前記回動機構が、前記第 2回 動軸の軸回りで前記アンテナを回動させる際に抵抗を加えると共に一定の回動角度 で抵抗を低下させる回動抵抗付加機構を備え、前記一定の回動角度が、 90° より 大きい角度であることが好ましい。ただし、回動角度を、前記第 1回動軸の中心軸と 前記アンテナの中心軸を含む平面において前記一面と前記アンテナの中心軸とが なす角度のうち、前記第 2回動軸を含む側の角度とする。 [0013] この発明によれば、アンテナを第 2回動軸の軸周りに回動させてアンテナの中心軸 がー面に対して垂直となるような 90° より大きいある一定の回動角度になったときに 、回動抵抗が回動付加機構によって低下する。すなわち、アンテナは一面に対して 9 0° より大きい回動角度で固定され易くなる。この状態で上述と同様に第 1回動軸及 びアンテナの中心軸で形成される平面に対して垂直な向きの力をアンテナにカ卩えた 場合、モーメントアーム長が回動角度が 90° であるときよりも大きくなるため、第 1回 動軸の軸回りの回動がより容易になる。

[0014] さらに、アンテナを回動させたときに回動抵抗に強弱がつくことで、いわゆるクリック 感を一定回動角度で得ることができるため、操作者は明確な操作感を得ることができ る。

[0015] また、本発明に力かる携帯機器は、電子回路が実装された回路基板と、該回路基 板を収納する筐体と、前記回路基板に接続された上述した携帯機器用アンテナ装置 を備えて ヽることを特徴とする。

[0016] この発明によれば、アンテナへの多大な負荷を回避することができ、その結果、携 帯機器本体のアンテナ取付部への多大な負荷を回避することができる携帯機器とす ることがでさる。

図面の簡単な説明

[0017] 図 1は本発明の第 1の実施形態にかかる携帯機器用アンテナ装置を有する携帯機 器を示す分解斜視図である。

[0018] 図 2は本発明の第 1の実施形態に力かるアンテナを示すもので、（a)は平面図、（b) は断面図である。

[0019] 図 3は本発明の第 1の実施形態に力かる第 1回動軸を示すもので、（a)は平面図、（ b)は軸方向断面図である。

[0020] 図 4は本発明の第 1の実施形態に力かるアンテナ本体を示すもので、（a)は平面図

、（b)は軸方向断面図である。

[0021] 図 5は本発明の第 1の実施形態に力かる携帯機器におけるアンテナの回動状態を 示す斜視図である。

[0022] 図 6は本発明の第 1の実施形態に力かる携帯機器におけるアンテナの他の回動状 態を示す斜視図である。

[0023] 図 7は本発明の第 2の実施形態に力かる携帯機器を示すもので、（a)は斜視図、 (b

)はアンテナの回動状態を示す斜視図である。

[0024] 図 8は従来の携帯機器用アンテナ装置を示すもので、 (a)は斜視図、（b)はアンテ ナの回動状態を示す斜視図である。

[0025] 図 9は従来の携帯機器用アンテナ装置におけるアンテナの一回動状態を示す斜視 図である。

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明による携帯機器用アンテナ装置を備えた携帯機器の第 1の実施形態 を図 1から図 3を参照しながら説明する。

[0027] 本実施形態による携帯機器 1は、図 1に示すように、いわゆるノート型 PCの機能拡 張用に設けられた PCカードスロットに挿入して用いられるようなアンテナ装置 5付き P Cカード (以下 PCカードと省略する。）である。この携帯機器 1は、カード型の筐体 2と アンテナ装置 5とからなり、アンテナ装置 5は回動機構 4とこれを介して筐体 2に対して 2方向に回動する棒状のアンテナ 3とを備えて 、る。

筐体 2は、上カバー 11と、下カバー 12と、上カバー 11及び下カバー 12との間に設け られる基板 13とを備えている。

[0028] 上カバー 11及び下カバー 12は榭脂材料によって構成されており、筐体 2を PC力 一ドスロットに挿入させた際に露出される上カバー 11の端面である一面 11Aには、ァ ンテナ 3を取り付けるための貫通孔であるアンテナ取り付け孔 11Bが設けられている 。また、上カバー 11の表面 11Cの両側面には、 PCカードスロットに携帯機用アンテ ナ装置 1を挿入させるときのガイドとなるスリット 11Dが設けられて 、る。

[0029] 基板 13上には、通信動作を制御する通信制御回路 14と、アンテナ 3と接触すること で電気的に導通する接触子 15と、ノート型 PCの拡張用スロット（図示略）に挿入され るコネクタ 16とが設けられている。

[0030] ここで、符号 17Aは Oリングを、符号 17Bは第 1ワッシャーを、符号 17Cは第 2ヮッシ ヤーを、符号 17Dは Eリングをそれぞれ示している。

図 2に示すように、回動機構 4は、上カバー 11の一面 11Aに対して垂直な軸回りにァ ンテナ 3を回動可能とする第 1回動軸 21と、第 1回動軸 21に対して垂直な軸回りにァ ンテナ 3を回動可能とする第 2回動軸 22とを備えて 、る。

[0031] また、アンテナ 3は、内部に金属製のアンテナ本体 25と、このアンテナ本体 25を外 側から被覆するアンテナ外殻 26とを備えて 、る。

[0032] 図 3に示すように、第 1回動軸 21は、アンテナ 3を X軸の軸回りで回動させる回動軸 であって、筐体 2に挿入される円柱状の軸部 31と、軸部 31の基端側に設けられて中 央に貫通孔 32Aが設けられた円板部 32とを備えている。

[0033] 軸部 31は、アンテナ取り付け孔 11Bよりも大径のフランジ部 31Aと、アンテナ取り付 け孔 11Bとほぼ同径であってアンテナ取り付け孔 11Bに揷通される大径軸部 31Bと

、大径軸部 31Bよりも小径であって基板 13上に設けられた接触子 15と接触する小径 軸部 31Cとを備えている。

[0034] この軸部 31は、上カバー 11に設けられたアンテナ取り付け孔 11Bに Oリング 17A 及び第 1ワッシャー 17Bを介して揷通して第 2ワッシャー 17C及び Eリング 17Dで筐体

2に対して第 1回動軸 21が X軸の軸回りで 360° 自在に回動可能に固定されている

。このとき、小径軸部 31Cは、基板 13上に設けられた接触子 15と接触することにより 通信制御回路 14と電気的に導通している。

[0035] また、円板部 32には、第 2回動軸 22を中心とした円周上であって X軸力も離間した 位置に一対の凹部（回動抵抗付加機構) 35が設けられている。

[0036] 第 2回動軸 22は、ピンで構成されて貫通孔 32Aとほぼ同径の軸部 22Aを有してお り、貫通孔 32Aに挿通して第 1回動軸 21に対してアンテナ 3が回動自在となるように アンテナ外殻 26に固定されている。これら第 1回動軸 21及び第 2回動軸 22によりァ ンテナ 3が、 X軸に対して垂直な Y軸の軸回りで回動可能となる。

[0037] 図 4に示すように、アンテナ本体 25は、中心軸 25Aが第 1回動軸 21の回動軸であ る X軸力も離間するように設けられたアンテナ導体 41と、第 1回動軸 21を中心とした 円周上に配置されるリング部 42と、第 1回動軸 21に対してパネ性を有して接触する 一対の板パネ 43とを備えて 、る。

[0038] リング部 42は、アンテナ導体 41と電気的に接続されており、アンテナ外殻 26の内 面 26Aに固定されている。 [0039] 一対の板パネ 43は、リング部 42から第 2回動軸 22の回動軸である Y軸に向力つて 突出して配されており、円板部 32と弾性的に接触することで電気的に接続している。 また、板パネ 43の第 2回動軸 22側にアンテナ凸部（回動抵抗付加機構) 44が設けら れている。

[0040] このアンテナ凸部 44は、アンテナ 3を Y軸の軸回りで適宜回動させることにより円板 部 32の凹部 35と係合するように設けられて 、る。

[0041] 板パネ 43と円板部 32とは、アンテナ 3を Y軸の軸周りで回動させるときには摩擦に より回動抵抗が加えられる力 アンテナ凸部 44と凹部 35とが係合する一定の回動角 度において回動抵抗が低下し、さらに回動させたときにはアンテナ凸部 44が凹部 35 力もはずれる際に再び回動抵抗が加えられるように構成されている。ここで、回動角 度は、 X軸とアンテナ 3の中心軸 25Aを含む平面上において、一面 11Aとアンテナ 3 の中心軸 25Aとがなす角度のうち、 Y軸を含む側の角度とする。

[0042] 次に、本実施形態にかかる携帯機器 1の用い方について説明する。まず、携帯機 器 1を PCカードスロットに挿入して、回動機構 4によって X軸及び Y軸周りで適宜アン テナ 3を回動させることにより、良好な送受信感度が得られる方向にアンテナ 3を向け る。アンテナ 3で電波として受信した受信信号は、接触子 15を介して通信制御回路 1 4に伝達される。また、通信制御回路 14によって形成された送信信号は、アンテナ 3 から電波として発信される。

[0043] ここで、図 5 (a)に示すように、アンテナ 3の中心軸 25Aが X軸と平行になるようにァ ンテナ 3を回動機構 4によって回動させて、 X軸及びアンテナ 3の中心軸 25Aで形成 される平面に対して垂直な向きとなるような矢印 Aの向きの力をアンテナ 3に対してカロ えた場合、以下のようになる。

[0044] すなわち、本実施形態にカゝかる携帯機器 1では、アンテナ 3の中心軸 25Aと X軸と が離間した位置にアンテナ 3が設けられていることで、 X軸とアンテナ 3に加えられる 力の力点とに距離であるモーメントアーム長が生じるので、アンテナ 3に対してモーメ ントが働く。このモーメントによりアンテナ 3が X軸周りで回動可能となって、図 5 (b)に 示すようにアンテナ 3が X軸の軸回りに回動する。

[0045] さらに、矢印 Aの向きの力をアンテナ 3に対してカ卩えると、今度はアンテナ 3が Y軸 周りで回動可能であるため、図 5 (c)に示すようにアンテナ 3が Y軸の軸回りに回動す る。このように、アンテナ 3にかかった力は、アンテナ 3が X軸又は Y軸周りで回動する こと〖こより緩和される。

[0046] また、アンテナ 3を Y軸の軸回りに回動させると、板パネ 43と円板部 32との摩擦によ り回動抵抗が加えられる力 図 6に示すように、 90° より大きい回動角度 0において 円板部 32の凹部 35とアンテナ凸部 44とが弹性的に係合することによって回動抵抗 が低下し、さらに回動させたときにはアンテナ凸部 44が凹部 35からはずれる際に再 び回動抵抗が加えられる。このときに、いわゆるクリック感が得られる。このため、アン テナ 3は、回動角度 Θで固定され易くなる。この状態で、上述と同様に矢印 Aの向き の力をアンテナ 3に対してカ卩えた場合、回動角度が 90° であるときよりもモーメントァ ーム長が大きくなるためアンテナ 3が X軸の軸回りにより回動しやすくなる。

[0047] 上記の構成によれば、アンテナ 3の中心軸 25Aがー面 11Aと垂直になるように回動 させてアンテナ 3に対して Y軸方向の力を加えた場合において、 X軸とアンテナ 3の 中心軸 25Aとが平行となっているため、アンテナ 3に対してモーメントが働く。したが つて、アンテナ 3が X軸の軸周りで回動することにより加えられた力が緩和されてアン テナ 3に対して多大な負荷力かかることを回避することができる。

[0048] また携帯機器のアンテナ取付部に対して多大な負荷力かかることを回避することが できる。

[0049] また、円板部 32の凹部 35とアンテナ凸部 44とが 90° より大きい回動角度において 係合するようになつていることから、アンテナ 3を Y軸回りで回動させたときに 90° 以 上の一定の角度で固定されるため、よりアンテナ 3に対して過大な負荷力かかること を回避することができる。

[0050] また、凹部 35とアンテナ凸部 44とが弹性的に係合することで Y軸回りでの回動に対 してクリック感が得られるので、アンテナ 3の操作性が向上する。

[0051] 次に、第 2の実施形態について図 7を参照しながら説明する。なお、以下の説明に おいて、上記実施形態において説明した構成要素には同一符号を付し、その説明 は省略する。

[0052] 本実施形態における携帯機器 50は、図 7 (a)に示すように、携帯機器用アンテナ装 置を内蔵した、いわゆる携帯情報端末 (PDA)である。

この携帯機器 50は、平面視矩形に形成されて内部に通信制御回路などが搭載され た基板を有する携帯機器本体 51と、携帯機器本体 51の端面である一面 51Aに設け られたアンテナ 3が設けられている。アンテナ 3は回動機構 4を介して一面 51 Aに取り 付けられている。

[0053] また、携帯機器本体 50の上面 51Bには、表示部 52と、各種ファンクションキー 53、 スクロールキー 54などの操作部 55が設けられている。

表示部 52は、例えば液晶タツチパネルであり、情報を表示すると共に、所定位置を 押圧して、携帯機器 50を操作できるようになつている。

[0054] また、アンテナ 3は、上述した第 1の実施形態と同様に、図 7 (b)に示すようにアンテ ナ 3の中心軸 25Aが X軸と平行になるようアンテナ 3を回動機構 4によって回動させた ときに、アンテナ 3の中心軸 25Aと X軸とが離間するように設けられて 、る。

[0055] 上記の構成によれば、上述と同様に、アンテナ及び携帯機器本体に多大な負荷が 力かることを回避することができるアンテナ装置を備えた携帯機器とすることができる

[0056] なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要 旨を逸脱しな 、範囲内にお!、て適宜変更することができる。

[0057] 例えば、上述した携帯機器用アンテナ装置では、凹部を 1対のみ設けたが、この凹 部は回動角度が 90より大きくなる位置に設けられていればよぐ複数箇所に設けても よい。このようにすることで、より細かい回動角度でクリック感が得られるので、 Y軸回り での回動の操作性が向上する。

[0058] また、上述した携帯機器は、携帯情報端末であつたが、これに限らず携帯電話機 や情報通信機器などであってもよ ヽ。

産業上の利用可能性

[0059] 本発明の携帯機器用アンテナ装置によれば、アンテナの中心軸が、第 1回動軸か ら離間する位置に設けられているため、アンテナの中心軸が一面に対して垂直となつ た際にはアンテナに力が加えられてもアンテナが容易に回動するため、アンテナに 加えられた力を緩和する。したがって、アンテナに多大な負荷力かかることを回避す ることがでさる。

また、本発明の携帯機器によれば、アンテナおよび携帯機器本体に多大な負荷が 力かることを回避することができることから、アンテナへの負荷による携帯機器の破損 を回避することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 携帯機器を構成する筐体の一面に設けられ電波の送受信を行う棒状のアンテナと 該アンテナの基端側に設けられ該アンテナを前記筐体に対して回動可能とする回 動機構とを備えた携帯機器用アンテナ装置であって、

前記回動機構は、前記一面に対して垂直な軸回りに前記アンテナを回動可能とす る第 1回動軸と、

該第 1回動軸に対して垂直な軸回りに前記アンテナを回動可能とする第 2回動軸と を有し、

前記アンテナの中心軸が、前記第 1回動軸力 離間する位置に配されていることを 特徴とする携帯機器用アンテナ装置。

[2] 前記回動機構が、前記第 2回動軸の軸回りで前記アンテナを回動させる際に抵抗 を加えると共に一定の回動角度で抵抗を低下させる回動抵抗付加機構を備え、 前記一定の回動角度が、 90° より大きい角度であることを特徴とする請求項 1に記 載の携帯機器用アンテナ装置。

ただし、回動角度を、前記第 1回動軸の中心軸と前記アンテナの中心軸を含む平 面において前記一面と前記アンテナの中心軸とがなす角度のうち、前記第 2回動軸 を含む側の角度とする。

[3] 電子回路が実装された回路基板と、

該回路基板を収納する筐体と、

前記回路基板に接続された請求項 1または請求項 2に記載の携帯機器用アンテナ 装置とを備えたことを特徴とする携帯機器。