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JP4358267B2 - 携帯無線装置 - Google Patents

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JP4358267B2
JP4358267B2 JP2007284174A JP2007284174A JP4358267B2 JP 4358267 B2 JP4358267 B2 JP 4358267B2 JP 2007284174 A JP2007284174 A JP 2007284174A JP 2007284174 A JP2007284174 A JP 2007284174A JP 4358267 B2 JP4358267 B2 JP 4358267B2
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Description

本発明は、2つの筐体が縦横2方向に開閉可能な(つまり、横開き及び縦開きが可能な)ヒンジ部で連結された携帯無線装置に係り、特に縦方向に開いて使用するときにヒンジ部がアンテナに及ぼす影響を効果的に抑えることができる携帯無線装置に関する。
近時、携帯電話機などの携帯無線装置が広く普及しており、この携帯無線装置には各種タイプのものが提案され開発されている(例えば、特許文献1参照)。
即ち、この携帯無線装置100は、図7(A)に示すように、上下の筐体101,102が支持部材103に設けた2軸のヒンジ部(図示外の縦ヒンジ軸および横ヒンジ軸)で連結されている。具体的には、図7(B)に示すように、上下の筐体101,102が、下筐体102の上端部側において、幅方向に設けた横ヒンジ軸104Aを中心としてBC面方向に開閉可能であるとともに、下筐体102の上端部側中央の支持部材103において、下筐体102に設けた縦ヒンジ軸104Bを回動中心として回動可能となっている。
また、このような2軸方向の開閉方式(以下、これを「2軸開閉方式」とよぶ)とは別に、縦横2方向に開閉可能な筐体を備えた方式(以下、これを「2方向開閉方式」とよぶ)のものも提案されている(例えば特許文献2参照)。
即ち、この携帯無線装置200は、図8(A)に示すように、上筐体201及び下筐体202と、下筐体202に対してロック可能な状態で上筐体201に取り付けた第1のヒンジ軸203と、上筐体201に対してロック可能な状態で下筐体202に取り付けた、第1のヒンジ軸203に対して直交する第2のヒンジ軸204と、を備えている。
このような構成を有する携帯無線装置200は、図8(A)に示す上筐体201及び下筐体202が完全に閉じた状態から、同図(C)に示す第1のヒンジ軸203側のロック爪203Aを下筐体202側のロック穴202Aに押し込んでロックさせることで、上筐体201が縦(B)方向に開閉(縦開き)可能となる(同図(B)参照)。また、この携帯無線装置200は、図8(B)に示す上筐体201側のロック爪201Aを第2のヒンジ軸204側のロック穴204Aに押し込んでロックさせることで、下筐体202が横(A)方向に開閉(横開き)可能となる(同図(C)参照)。
特開2004−165826号公報 特開2003−60759号公報
ところで、前者の2軸開閉方式の携帯無線装置100では、上部筐体101に設けてある金属製の縦ヒンジ軸104Bの長さは僅かであるので、使用する周波数帯域に対応した不要な共振周波数の発生が見られない。ところが、後者の2方向開閉方式の携帯無線装置200では、上部筐体201内部にある金属製の第1ヒンジ軸203の長さが、使用する周波数帯域の波長に対して共振可能な電気長を有することも十分に考えられるので、ヒンジ部側がアンテナに及ぼす影響を無視できない虞がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、縦横2方向に開閉する方式(以下、2方向開閉方式とよぶ)の筐体を備えたタイプにおいて、ヒンジ部がアンテナに及ぼす影響を抑えることが可能な携帯無線装置を提供することを目的とする。
本発明の携帯無線装置は、第1の筐体と、前記第1の筐体内に設けられる第1回路基板と、第2の筐体と、前記第2の筐体内に設けられ、所定の周波数fで使用されるアンテナ素子と、前記第2の筐体内に設けられ、前記アンテナ素子に給電する第2回路基板と、前記第2の回路基板から前記アンテナ素子に給電するための給電部と、前記第1筐体と前記第2筐体との間に設けられた第3の筐体と、前記第1の筐体と第3の筐体を第1の軸芯を中心に回動可能に連結する第1ヒンジ部と、前記第2の筐体と第3の筐体を前記第1の軸芯と直交方向の第2の軸芯を中心に回動可能に連結する第2ヒンジ部と、を備え、前記アンテナ素子は、前記第2筐体の長手方向において前記第2ヒンジ部側端部に前記第2の軸芯に沿って配置されるとともに、前記第2筐体の短手方向において前記第1ヒンジ部の回動軸と反対側端部から給電され、前記第1ヒンジ部は、導電性材料で構成される金属部を備え、前記金属部は、前記第1回路基板と電気的に接続され、前記金属部の一部は前記第2の軸芯に沿って配置され、前記金属部の電気的経路長は、前記アンテナ素子が使用される周波数fに対し、共振を避けた所定値である。

上記構成によれば、2方向開閉方式の筐体を有するタイプのものにおいて、ヒンジ部、特に第1のヒンジ部がアンテナに及ぼす影響を効果的に抑えることが可能となる。
また、本発明の携帯無線装置では、前記共振を避けた所定値とは、前記周波数fに対応する略λ/8の自然数倍でない所定値であってもよい。
また、本発明の携帯無線装置では、前記共振を避けた所定の周波数とは、前記アンテナ素子が共振する周波数の波長の1/8未満であってもよい。
また、本発明の携帯無線装置では、前記第1ヒンジ部は、前記第1の筐体に配置され、前記第1回路基板と電気的に接続された導電性材料を含んだ第1の保持部と、前記第3の筐体内に、前記アンテナ素子と対向して配置され、導電性材料を含んだ第2の保持部と、前記第1の保持部と第2の保持部とを電気的に接続し、かつ前記第1筐体と、前記第3筐体が前記第2の軸芯方向に向かい合う面の長辺の略中央から端部の間に配置される導電性材料を含んだ第1のヒンジ軸と、で構成され、前記第2の保持部と前記第1のヒンジ軸を加えた前記第1のヒンジ部の電気的経路長は、前記アンテナ素子が使用される周波数fに対し、共振を避けた所定値であってもよい。
本発明によれば、第2の保持部と第1のヒンジ軸を加えた第1のヒンジ部の電気的経路長は、略λ/8の定数倍でない所定値であるので、第1のヒンジ部がアンテナに及ぼす影響を抑えることが可能となり、2方向開閉方式の筐体を備えたタイプにおいて、ヒンジ部、特に第1のヒンジ部がアンテナに及ぼす影響を効果的に抑えることが可能な携帯無線装置を提供できる。
以下、本発明の実施形態に付いて添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1(A)及び(B)は、本発明の携帯無線装置の一種である携帯電話機を示すものであり、この携帯電話機は、第1の筐体を構成する上筐体1と、第2の筐体を構成する下筐体2と、下筐体2に設けた第3の筐体(以下、これを「ヒンジ筐体3」とよぶ)と、上筐体1及び下筐体2を第2の軸芯A2に沿ってY(縦)方向(図2参照)に回動(縦開き)可能に連結する第2のヒンジ部(以下、「縦開き用ヒンジ部」とよぶ)4と、上筐体1及び下筐体2を第2の軸芯A2と直交する第1の軸芯A1に沿ってX(横)方向(図3参照)に回動(横開き)可能に連結する第1のヒンジ部(以下、「横開き用ヒンジ部」とよぶ)5と、を備えている。
上筐体1は、内外面が矩形の薄い箱形状を有するものであって、図2において、下筐体2と閉じ合わせる内面(即ち、「上閉合面」とよぶ)1Aに液晶表示部11及び受話部12を備えるとともに、図4に示す上筐体1の内部には、プリント基板(これが、「第1金属部」を構成する)13を設けている。
また、この上筐体1は、長尺・短尺2種類の長さの側面(図2では、1Bが短尺側面、1Cが長尺側面)のうち短尺な2つの側面1Bの一方、即ち上筐体1を上筐体1を縦開きしたときにヒンジ筐体3と対面する方の側面(以下、これを「ヒンジ筐体対向側面」とよぶ)1B−1(図2参照)であって、そのヒンジ筐体対向側面1B−1の一方の端部(または一端部寄り)に、後述する第1の回動軸51の一端を支持する軸受け部1Dを設けている。
ヒンジ筐体対向側面1B−1は、第2の軸芯方向であるX方向に沿った細長い矩形状の略平面となっている。また、第2の軸芯方向は、後述する第2の軸芯Aに平行なX方向と一致した方向であり、同じく後述する第1の軸芯Aに平行な第1の軸芯方向、つまりY方位に対して直交する方向である。
下筐体2は、図3に示すように、上筐体1と同様の内外面が矩形の薄い箱形状を有するものであって、上筐体1と閉じ合わせる内面(以下、「下閉合面」とよぶ)2Aに操作部21及び送話部22を備えるとともに、図4に示す下部筐体2の内部には、回路基板であるプリント基板23、給電部24、及びアンテナ素子25を備えている。なお、本実施形態での使用周波数としては800MHz帯を用いているが、アンテナ素子25には、電気的経路長Lがλ/4の逆Fアンテナが用いられている(但し、λ:周波数fのときの波長)。なお、このアンテナ素子25の電気的経路長Lは、λ/8,3λ/8,5λ/8,・・・などであってもよい。
ヒンジ筐体3は、下筐体2の上閉合面2Aにおいて長手方向の一方側の端部(図2では、+Y方向の端部)に設置されている。このヒンジ筐体3には、下筐体2との間に、具体的には下筐体2に設けた略円筒状の軸受け部2B(図2参照)との間に、回動可能な第2の回動軸(以下、「縦開き用ヒンジ軸」とよぶ)41を取り付けるために、略円筒状の軸受け部3Aを設けている。
また、このヒンジ筐体3には、上筐体1との間を回動可能に連結する第1の回動軸(以下、「横開き用ヒンジ軸」とよぶ)51を取付けている。
この横開き用ヒンジ軸51は、上筐体1のヒンジ筐体対向側面1B−1の一端部(または一端部寄り)に設けた前述の軸受け部1Cと、ヒンジ筐体3との間に設けられている。つまり、この横開き用ヒンジ軸51は、図2の状態のヒンジ筐体3にて説明すると、上筐体1のヒンジ筐体対向側面1B−1と対面する側面(以下、これを「上筐体対向側面」とよぶ)3Bの、縦開き用ヒンジ軸41を設置する側の端部(図2では左端部)とは反対側の端部(またはその端部寄り)であって、上筐体1との間に設けてある。
縦開き用ヒンジ部4は、図2に示すように、(ヒンジ筐体3の内部に設けた)前述の縦開き用ヒンジ軸41を介して、上筐体1を下筐体2に対して縦(Y)方向に回動可能に連結させるものであり、本実施形態の縦開き用ヒンジ軸41には所要の強度を有する略円柱状の金属を用いている。
横開き用ヒンジ部5は、図2に示すように、(ヒンジ筐体3の内部に設けた)横開き用ヒンジ軸51(図1参照)を介して、上筐体1を下筐体2に対して図3に示すX(横)方向に回動可能に連結させるものであり、図4において、前述した横開き用ヒンジ軸51と、上筐体1の内部に配置させた第1の保持部(以下、「横ヒンジアンクル」とよぶ)52と、ヒンジ筐体3内部に配置させた第2の保持部(以下、「横ヒンジプレート」とよぶ)53とを備えている。
ここで、図4に示す横ヒンジ部5の、アンテナ素子25に影響を与える虞のある金属部である、横ヒンジアンクル52(特に、プリント基板13の短部13AからY方向への突出部分)と、横開き用ヒンジ軸51(第1の軸芯A1方向であるY方向の長さ)と、横ヒンジプレート53(X方向での長さ)とを、まとめて「3点金属部」と呼ぶことにする。なお、これら3点金属部は、後述するように、互いに導通しているとともに上筐体1内部のプリント基板と電気的に接続されている。
横開き用ヒンジ軸51は、図5及び図6に示すように、第1の軸芯A1となる所要の強度を有する導電性金属で構成されており、上筐体1とヒンジ筐体3との間に設置されている。本実施形態の横開き用ヒンジ軸51は、Y方向について電気的経路長Lを有する中空略円筒状のもので構成されており、この横開き用ヒンジ軸51の内部には図示外の配線コード(FPC(Flexible Printed Circuit)でもよい)が挿通されて液晶表示部11と下筐体2の電源側とを導通させている。
一方、横ヒンジアンクル52は、ヒンジ筐体3(下筐体2)に対して上筐体1を縦(Y)方向に回動動作させるとき(図4参照)及びヒンジ筐体3(下筐体2)に対して上筐体1を横(X)方向に回動させるときに(図6参照)、上筐体1を安定した状態で保持するものである。この横ヒンジアンクル52は、上筐体1の内部に設置されており、所要強度を有する金属で形成されて横開き用ヒンジ軸51に取り付けてある。
この横ヒンジアンクル52は、ヒンジ筐体3(下筐体2)に対して上筐体1を、横開き用ヒンジ軸51を回動中心として横(X)方向に回動可能に連結させるために、横開き用ヒンジ軸51に対して回動可能な状態で取り付けられている。また、この横ヒンジアンクル52は、前述したように、所要強度を有する導電性が良好な材料を含んだ金属で略板状に形成されたものがプリント基板13に取り付けてある。
さらに、この横ヒンジアンクル52は、図5に示すように、ヒンジ筐体3へ向かうY方向について、プリント基板13の端部13Aから電気的経路長としてLだけ突出させている。また、この横ヒンジアンクル52の突出方向は角度θ(0≦θ<π/4)だけX方向に傾いている。
横ヒンジプレート53は、横ヒンジアンクル52と同様、ヒンジ筐体3(下筐体2)に対して上筐体1を横(X)方向に回動させるときに、上筐体1を安定した状態で保持するとともに、ヒンジ筐体3(下筐体2)に対して上筐体1を横(X)方向に回動可能に連結させるためのものである。このため、特に、この横ヒンジプレート53は、横開き用ヒンジ軸51に対して回動可能な状態で、本発明の場合、同時にアンテナ素子25(図4参照)と対向した状態で、ヒンジ筐体3内部に配置されている。
しかも、この横ヒンジプレート53は、良好な導電性材料を含んだもので、かつ、所要の強度を有する金属で略細幅板状に形成されており、図5に示すように、Y方向に直交するX方向での電気的経路長がLを有している。特に、本発明の横ヒンジプレート53は、上筐体1の幅(X)方向の寸法を極力短縮化させて形成してある。このように、この横ヒンジプレート53は、横ヒンジアンクル52の長さに比べると大幅に短縮した長さを有しているが、前述した所要の強度を有する適宜の金属材料で形成されているので、上筐体1を安定した状態で回動させるのに必要な強度が確保されている。
特に、本発明の横ヒンジ部5では、図2に示すような縦開きの状態のときに、近接するアンテナ素子25に対して、共振するのを避けるために、横ヒンジアンクル52でのプリント基板13の端部13Aから突出した部分の電気的経路長L と、横開き用ヒンジ軸51のY方向の電気的経路長Lと、横ヒンジプレート53のX方向の電気的経路長Lとの合算値L、つまりL+L +L は、略λ/8の定数倍でない所定値となるようにしている。換言すれば、3点金属部の電気的経路長L+L +L は、λ/8の略定数倍となるのを避けた所定値となるように構成している。
特に、本実施形態では、3点金属部の電気的経路長Lが、波長λの1/8未満、つまり、次式
(≡L+L +L )<λ/8 ・・・(1)
を満たすように構成している。これによって、3点金属部がアンテナ素子25に共振するのを回避させるとともに、逆相の電流成分が発生するのを防止しているわけである。
一方、図2に示すように、本実施形態の携帯電話機を、上筐体1を縦開きにして使用する場合には、図4に示すように、3点金属部の全体形状が、アンテナ素子25の固有な略L字形の配置に対して、これとはほぼ点対称な180度逆向きのL字形配置である(但し、横ヒンジアンクル52はY方向の部分のみ)。しかしながら、本実施形態では、前述したように、横ヒンジプレート53の長さを短縮化させており、3点金属部の電気的経路長Lがアンテナ素子25の使用周波数帯での波長λの1/8未満であるので、アンテナ素子25に及ぼす影響を効果的に抑えることができる。これにより、縦横両開き可能なヒンジ部を有する携帯電話機であっても、アンテナ特性の劣化を効果的に防止できるようになるわけである。
一方、図3に示すように上筐体1を横開きにして携帯電話機を使用する場合(または閉じた状態の場合)にも、同様な効果が得られる。つまり、これは、横開き(又は閉鎖)時もアンテナ素子25に対して、横ヒンジプレート53に逆相電流が発生するからである。
例えば、図6において、アンテナ電流は給電部24からアンテナ素子25の開放端に向かって(左から右方向に)流れるが、横ヒンジプレート53が共振して逆相電流が流れる時は、第1のヒンジ軸51から横ヒンジプレート53方向に(右から左に)流れるためである。ベクトルで描像すると(アンテナ電流)→、(逆相電流)←の打消しによりアンテナ性能が劣化する。
そこで、本実施形態では、前述したように、横ヒンジプレート53の長さを短縮化させており、3点金属部の電気的経路長Lがアンテナ素子25の使用周波数帯での波長λの1/8未満であるので、縦開きの場合と同様、アンテナ素子25に及ぼす影響を効果的に抑えることができる。このように、本実施形態の携帯電話機によれば、縦開き時と同様に、横開き時も(又は閉鎖時も)アンテナ性能が改善させることができるものである。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
例えば、本実施形態では、前述したように、この横開き用ヒンジ軸51は、ヒンジ筐体3と一体化させた図2の状態の上筐体1のヒンジ筐体対向側面1B−1であって、縦開き用ヒンジ軸41を設置する側の端部(図2では左端部)とは反対側の端部寄りにおいて、ヒンジ筐体3との間に設けてあるが、この縦開き用ヒンジ41を設置する「端部寄り」とは、上筐体1において説明すると、例えば図2において、少なくともヒンジ筐体対向側面1B−1の長手(X)方向の「略中央」から「端部」の間の領域であればよい。なお、この端部とは、縦開き用ヒンジ軸41を設置してあるとともにその一部を突出させてある方の端部(図2では左端部)とは反対側の端部(図2では右端部)のことを指すものである。
本発明の携帯無線装置は、第1の筐体と、第1の筐体内に設けられる第1金属部と、第2の筐体と、第2の筐体内に設けられる回路基板と、第2の筐体内に設けられるアンテナ素子と、第2の回路基板からアンテナ素子に給電するための給電部と、第1筐体と第2筐体との間に設けられた第3の筐体と、第1の筐体と第3の筐体を第1の軸芯を中心に回動可能に連結する第1ヒンジ部と、第2の筐体と第3の筐体を第1の軸芯と垂直な第2の軸芯を中心に回動可能に連結する第2ヒンジ部と、を備え、第1のヒンジ部は、第1の筐体に配置され、第1金属部と電気的に接続された導電性材料を含んだ第1の保持部と、第3の筐体内に、アンテナ素子と対向して配置され、導電性材料を含んだ第2の保持部(ヒンジプレート)と、第1の保持部と第2の保持部とを電気的に接続し、かつ第1筐体と、第3筐体が第2の軸芯方向に向かい合う面の長辺の略中央から端部の間に配置される導電性材料を含んだ第1のヒンジ軸と、で構成され、第2の保持部と第1のヒンジ軸を加えた第1のヒンジ部の電気的経路長は、略λ/8の定数倍でない所定値であるので、第1のヒンジ部がアンテナに及ぼす影響を抑えることが可能となり、2方向開閉方式の筐体を備えたタイプにおいて、ヒンジ部がアンテナに及ぼす影響を抑えることが可能となる効果を有し、2方向開閉方式の筐体を備えた携帯電話機、PHS(Personal Handyphone System)、PDA(Personal Digital Assistant)等に有用である。
本発明の実施形態に係る携帯電話機を示すものであり、(A)は斜視図、(B)は上筐体を取り外した下筐体の上閉合面を示す平面図 その実施形態に係る携帯電話機の筐体を縦開きしたときの状態を示す斜視図 その実施形態に係る携帯電話機の筐体を横開きしたときの状態を示す斜視図 本発明の実施形態に係る携帯電話機を開きしたときの要部の構成を示す説明図 本発明の実施形態に係る携帯電話機の要部である、横開き用ヒンジ軸51と横ヒンジアンクル52と横ヒンジプレート53の電気的経路長を示す説明図 本発明の実施形態に係る携帯電話機を横開きしたときの要部の構成を示す説明図 (A)は従来の2軸開閉方式の筐体を有する携帯無線装置を示す斜視図、(B)はその要部を示す説明図 (A)から(C)は従来の2方向開閉方式の筐体を有する携帯無線装置を示す斜視図
符号の説明
1 上筐体(第1の筐体)
1A 上閉合面
1B 側面
1B−1 ヒンジ筐体対向側面
1C、2B、3A 軸受け部
13 第1金属部(プリント基板)
13A 端部
2 下筐体(第2の筐体)
2A 下閉合面
23 プリント基板
24 給電部
25 アンテナ素子
3 ヒンジ筐体(第3の筐体)
3B 上筐体対向側面
4 縦ヒンジ部(第のヒンジ部)
41 縦開き用ヒンジ軸(第2のヒンジ軸)
5 横ヒンジ部(第のヒンジ部)
51 横開き用ヒンジ軸(第1のヒンジ軸)
52 横ヒンジアンクル(第1の保持部)
53 横ヒンジプレート(第2の保持部)
A1 第1の軸芯
A2 第2の軸芯
X 第2の軸芯方向
Y 第1の軸芯方向

Claims (3)

  1. 第1の筐体と、
    前記第1の筐体内に設けられる第1回路基板と、
    第2の筐体と、
    前記第2の筐体内に設けられ、所定の周波数fで使用されるアンテナ素子と、
    前記第2の筐体内に設けられ、前記アンテナ素子に給電する第2回路基板と、
    前記第2回路基板から前記アンテナ素子に給電するための給電部と、
    前記第1筐体と前記第2の筐体との間に設けられた第3の筐体と、
    前記第1の筐体と前記第3の筐体を第1の軸芯を中心に回動可能に連結する第1ヒンジ部と、
    前記第2の筐体と前記第3の筐体を前記第1の軸芯と直交方向の第2の軸芯を中心に回動可能に連結する第2ヒンジ部と、
    を備え、
    前記アンテナ素子は、前記第2筐体の長手方向において前記第2ヒンジ部側端部に前記第2の軸芯に沿って配置されるとともに、前記第2筐体の短手方向において前記第1ヒンジ部の回動軸と反対側端部から給電され、
    前記第1ヒンジ部は、導電性材料で構成される金属部を備え、
    前記金属部は、前記第1回路基板と電気的に接続され、
    前記金属部の一部は、前記第2の軸芯に沿って配置され、
    前記金属部の前記第1回路基板の端部から突出した部分の先端までの電気的経路長は、前記アンテナ素子が使用される周波数fに対応する略λ/8の自然数倍でない所定値であることを特徴とする携帯無線装置。
  2. 前記電気的経路長は、前記アンテナ素子が共振する周波数の波長の1/8未満であることを特徴とする請求項1記載の携帯無線装置。
  3. 前記第1ヒンジ部は、前記第1の筐体に配置され、前記第1回路基板と電気的に接続された導電性材料を含んだ第1の保持部と、
    前記第3の筐体内に前記アンテナ素子と対向して配置され、導電性材料を含んだ第2の保持部と、
    前記第1の保持部と第2の保持部とを電気的に接続し、かつ前記第1筐体と、前記第3筐体が前記第2の軸芯方向に向かい合う面の長辺の略中央から端部の間に配置される導電性材料を含んだ第1のヒンジ軸と、
    で構成され、
    前記第1の保持部のうち、前記第1回路基板の端部から突出した部分に、前記第2の保持部と前記第1のヒンジ軸を加えた前記第1ヒンジ部の電気的経路長は前記アンテナ素子が使用される周波数fに対応する略λ/8の自然数倍でない所定値であることを特徴とする請求項1に記載の携帯無線装置。
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