携帯無線機
【課題】回転２軸構造を採用した折畳み式の携帯無線機において、アンテナ性能の向上を図るための地線をグランドに直接接続するための構造を不要とした携帯無線機を提供する。
【解決手段】第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０の間の浮遊容量による容量結合を利用し、導体素子４０を第２ヒンジ２１に接続することで、導体素子４０を高周波的に第２回路基板１４のグランドに接続するようにした。これにより、導体素子４０が地線として動作することから、高効率で広帯域なアンテナ性能を実現できる。また、導体素子４０をグランドに直接接続する構造が不要となるため、導体素子４０を設けることによるコストアップを低く抑えることができる。
【解決手段】第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０の間の浮遊容量による容量結合を利用し、導体素子４０を第２ヒンジ２１に接続することで、導体素子４０を高周波的に第２回路基板１４のグランドに接続するようにした。これにより、導体素子４０が地線として動作することから、高効率で広帯域なアンテナ性能を実現できる。また、導体素子４０をグランドに直接接続する構造が不要となるため、導体素子４０を設けることによるコストアップを低く抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の携帯無線機に関し、特に回転２軸構造を持つ折畳み式の携帯無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の携帯無線機においては、使用用途やデザイン性の観点から、多種多様な構造のものが提案されている。その中には、待ち受け時では“通常閉じ状態”、通話時では“開き状態”、ワンセグ放送受信時では画面が見える状態で閉じる“ビューワ閉じ状態”をとり得る回転２軸構造（“スィーベル構造”とも呼ばれる）のものがある。
【０００３】
図８は、回転２軸構造を採用した従来の折畳み式の携帯無線機１００の外観を示す斜視図である。同図の（ａ）は通常閉じ状態、（ｂ）は開き状態、（ｃ）はビューワ状態閉じ状態をそれぞれ示す。図８の（ｂ）に示すように、携帯無線機１００は、３つの筐体（第１筐体１０１、第２筐体１０２、第３筐体１０３）からなる。第１筐体１０１と第２筐体１０２の連結部に第１ヒンジ（図示略）、第２筐体１０２と第３筐体１０３の連結部に第２ヒンジ（図示略）がそれぞれ設けられており、第１ヒンジによって第１筐体１０１と第２筐体１０２が開閉自在に連結され、第２ヒンジによって第２筐体１０２と第３筐体１０３が回動自在に連結されている。
【０００４】
また、上述した携帯無線機においては、デザイン性の観点からアンテナの内蔵化及び小型化が求められており、また、国内と海外の様々な周波数に対応させる必要があることからアンテナの広帯域化も求められている。内蔵アンテナを設計する際には、開き状態（図８の（ｂ）の状態）のみならず、閉じ状態（通常閉じ状態、ビューア閉じ状態）でも高いアンテナ性能を確保できることが大切である。閉じ状態で高いアンテナ性能を確保する方法の１つとして、地線を設ける方法が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００５】
ところで、上述した携帯無線機において、第１ヒンジをアンテナ素子として使用する場合や第１ヒンジの近傍にアンテナ素子を配置し、開き状態での筐体長が１波長の周波数（例えば、１．５ＧＨｚの動作周波数）の場合、閉じ状態において第１筐体１０１と第３筐体１０３には互いに逆になる電流（逆相電流）が流れて、アンテナ性能が劣化する問題がある。
【０００６】
この問題について、回転２軸構造を採用していない従来の一般的な折畳み式の携帯無線機を例に挙げて説明する。図９は、回転２軸構造を採用していない従来の一般的な折畳み式の携帯無線機の閉じ状態における第１筐体２０１と第２筐体２０２それぞれに流れる電流の方向を示す図である。また、同図に示す携帯無線機は地線を有していない。なお、第１筐体２０１は、前述した携帯無線機１００の第１筐体１０１に対応し、第２筐体２０２は、前述した携帯無線機１００の第３筐体１０３に対応する。図９において、第１筐体２０１では、矢印Ａで示すように、第１筐体２０１の先端側から基端側に向かう方向に電流が流れる。第２筐体２０２では、矢印Ｂで示すように、第２筐体２０２の基端側から先端側に向かう方向に電流が流れる。この場合、第１筐体２０１に流れる電流と第２筐体２０２に流れる電流が互いに逆方向になるので相殺される。このため、アンテナ性能が劣化する。
【０００７】
一方、図１０は、図９の携帯無線機において、地線３００を設けた場合の閉じ状態における第１筐体２０１と第２筐体２０２それぞれに流れる電流の方向を示す図である。同図において、地線３００には、矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。第１筐体２０１に流れる電流と第２筐体２０２に流れる電流が互いに逆方向になるので相殺されるが、地線３００にグランド電流が流れるので、第１筺体２０１に流れる電流と第２筺体２０２に流れる電流配分が変化し、相殺される電流が減少する。よって、アンテナ性能が改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００６／１１２１６０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００７／００４４９９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、地線を設けることで閉じ状態でのアンテナ性能の向上が図れるものの、地線をその近傍のグランドに直接接続するための部材を必要とし、また当該部材を設けるための筐体内構造が必要となるため、部品点数の増加及びコスト高になるという課題がある。また、防水や防塵対応をするために、密閉構造の確保が必要とされる場合、地線をその近傍のグランドに直接接続する構造の実現が困難となる。または、確保するためのパッキンなどの部材が必要となるなどの課題がある。
【００１０】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、回転２軸構造を採用した折畳み式の携帯無線機において、アンテナ性能の向上を図るための地線をグランドに直接接続するための構造を不要とした携帯無線機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の携帯無線機は、第１筐体と、第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを開閉自在に連結する第１ヒンジと、第３筐体と、前記第２筐体と前記第３筐体とを回動自在に連結する第２ヒンジと、前記第１筐体に設けられた第１回路基板と、前記第３筐体に設けられた第２回路基板と、前記第２ヒンジの円筒部に挿通され、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを電気的に接続する信号ケーブルと、前記第２筐体に設けられた導体素子と、を備え、前記導体素子の一端を前記第２ヒンジに接続し、前記第２ヒンジの円筒部と前記信号ケーブルとが容量結合する。
【００１２】
上記構成によれば、第２ヒンジの円筒部と信号ケーブルの間の浮遊容量による容量結合を利用し、導体素子を第２ヒンジに接続することで、導体素子が高周波的に第２回路基板のグランドに接続される。これにより、導体素子が地線として動作し、高効率で広帯域なアンテナ性能を実現できる。また、導体素子をグランドに直接接続する構造が不要となるため、導体素子を設けることによるコストアップを低く抑えることができる。
【００１３】
上記構成において、前記導体素子は、電気長が動作周波数の略１／４波長である。
【００１４】
上記構成において、前記導体素子の一端を、リアクタンス素子を介して前記第２ヒンジに接続する。
【００１５】
上記構成によれば、地線としての導体素子と第２ヒンジとの間にリアクタンス素子を設けることで、導体素子の長さを短縮でき、小型化が図れる。また、導体素子の共振周波数を容易に調整することができる。
【００１６】
上記構成において、前記導体素子を、前記信号ケーブルと正面視で重ならない位置に配置する。詳細には、前記導体素子を、前記信号ケーブルや前記第２ヒンジなどの金属物と接点部を除き、正面視で重ならない位置に配置する。
【００１７】
上記構成によれば、導体素子を金属物から離すことで、高効率で広帯域なアンテナ性能を維持できる。
【００１８】
上記構成において、前記導体素子を、前記第２ヒンジのアーム長を動作周波数の略１／４波長となるように設定することで構成する。
【００１９】
上記構成によれば、第２ヒンジのアームを導体素子として利用できるので、部品点数及びコストの削減が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転２軸構造を採用した折畳み式の携帯無線機において、不要な部品等を設けることなく、アンテナ性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の外観を示す斜視図
【図２】図１の携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図
【図３】図１の携帯無線機の第１筐体及び第３筐体それぞれにおける電流の流れる方向を示す図
【図４】図１の携帯無線機の第２ヒンジの円筒部の内径と信号ケーブルの直径の違いによる浮遊容量の容量値の変化を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態２に係る携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図
【図７】図１、図５及び図６のそれぞれの携帯無線機において、第１ヒンジをアンテナ素子として用いた場合の構造を示す図
【図８】回転２軸構造を採用した従来の折畳み式の携帯無線機の外観を示す斜視図
【図９】回転２軸構造を採用していない従来の一般的な折畳み式の携帯無線機の閉じ状態における第１筐体及び第２筐体それぞれにおける電流の流れる方向を示す図
【図１０】図９の携帯無線機において、地線を設けた場合の閉じ状態における第１筐体及び第２筐体それぞれにおける電流の流れる方向を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の外観を示す斜視図である。同図において、本実施の形態の携帯無線機１は、回転２軸構造を採用した折畳み式の携帯無線機であり、第１筐体１０、第２筐体１１及び第３筐体１２の３つの筐体を有し、第１筐体１０と第２筐体１１は第１ヒンジ２０によって開閉自在に連結され、第２筐体１１と第３筐体１２は第２ヒンジ（回転２軸ヒンジ）２１によって回動自在に連結される。第１ヒンジ２０は第１筐体１０と第２筐体１１との間に設けられており、第２ヒンジ２１は第２筐体１１と第３筐体１２との間に設けられている。第３筐体１２には液晶表示器１５が設けられている。また、第１筐体１０内にはアンテナ素子（図示略）が配置されている。
【００２４】
また、第１筐体１０内には第１回路基板１３が設けられており、第３筐体１２内には第２回路基板１４が設けられている。第１回路基板１３と第２回路基板１４とが信号ケーブル３０で接続されている。信号ケーブル３０には細線同軸ケーブルが用いられる。細線同軸ケーブルは、多数の細線を円柱状に配置し、それを外導体で被覆したものである。
【００２５】
図２は、本実施の形態の携帯無線機１の第２筐体１１と第３筐体１２との接続部分の構成を示す図である。図２において、信号ケーブル３０の一端にはコネクタ３１が接続されており、このコネクタ３１が第２回路基板１４に実装されたコネクタ３２に接続される。信号ケーブル３０の他端にも同様のコネクタ３１（図示略）が接続されており、このコネクタ３１が第１筐体１０内の第１回路基板１３に実装されたコネクタ３２（図示略）に接続される。
【００２６】
第２ヒンジ２１は、信号ケーブル３０を通過させるための貫通孔が開けられた円筒部２１ａを有している。信号ケーブル３０は、少なくとも一方の端にコネクタ３１が接続される以前に、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａに挿通される。第２ヒンジ２１のアーム部２１ｂには地線として作用させるための導体素子４０が接続されている。導体素子４０は、ガラスエポキシ樹脂製の基板４０ａ上に銅箔パターン４０ｂが形成されるとともに、銅箔パターン４０ｂを第２ヒンジ２１に接続させるための接点部４０ｃが設けられたものである。なお、導体素子４０はガラスエポキシ樹脂製の基板に限定されるものではなく、導電性の板金やフレキシブルプリント基板などで構成されてもよい。
【００２７】
導体素子４０は、信号ケーブル３０や第２ヒンジ２１などの金属物と接点部４０ｃを除き正面視で重ならない位置に配置される。このように配置される理由は、導体素子４０が信号ケーブル３０や第２ヒンジ２１に近づくとアンテナ性能が劣化するからである。アンテナ性能が劣化しないようにするために、導体素子４０と信号ケーブル３０との間を一定に保つようにしている。なお、導体素子４０の第２ヒンジ２１への接続は、アーム部２１ｂに取り付けられた導電性の接続部材により接点部４０ｃと接続されることで構成される。
【００２８】
導体素子４０の電気長は、筐体長（図１の（ａ）に示すように開き状態での全長）Ｌが約１波長となる動作周波数の略１／４波長となるように設定される。なお、第１筐体１０の長さＬ１と第２筐体１１の長さＬ２は略等しくなっている（Ｌ１≒Ｌ２）。
【００２９】
導体素子４０は、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０の間の浮遊容量による容量結合により、信号ケーブル３０経由で第２回路基板１４のグランドに接続される。すなわち、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０との間の浮遊容量による容量結合を利用して、導体素子４０を高周波的に第２回路基板１４のグランドに接続する。第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０との間の浮遊容量による容量結合を利用することで、導体素子４０をグランドに対して直接接続するための部材や、筐体構造が不要となり、部品点数及びコスト削減が可能となる。また、防水や防塵対応をするための密閉構造を容易に構成することが可能となる。その理由を図２を用いて説明する。本発明を使用しない場合、導体素子４０をグランドに対して直接接続するためには、まず、アーム部２１ｂと接点部４０ｃを導電性の接続部材により接続し、第２ヒンジ２１を第３筺体１２内のグランドに対して導電性の接続部材などにより接続する必要がある。しかし、第３筺体１２内をこのような構成で防水対応のための密閉構造を実現する場合、非防水領域に存在する第２ヒンジ２１と防水領域に存在する第３筺体１２内のグランドとを接続するための接続部材に密閉構造を確保するためのパッキン部材などを追加する必要がある。つまり、本発明を使用することで、第２ヒンジ２１と第３筺体１２内のグランドを直接接続する部材が不必要となるだけでなく、パッキンなどの部材も不必要となる。以上の理由から、本発明によって防水や防塵対応をするための密閉構造を容易に構成することが可能となる。
【００３０】
図３は、導体素子４０を設けた場合の閉じ状態における第１筐体１０及び第３筐体１２それぞれに流れる電流を示す図である。同図において、第１筐体１０では、矢印Ａで示すように、第１筐体１０の先端側から基端側に向かう方向に電流が流れる。第３筐体１２では、矢印Ｂで示すように、第３筐体１２の基端側から先端側に向かう方向に電流が流れる。また、第３筐体１２では、導体素子４０に、矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。第１筐体１０に流れる電流と第３筐体１２に流れる電流が互いに逆方向になるので相殺されるが、導体素子４０に電流が流れるため、導体素子４０を設けない場合と比べてアンテナ性能が改善される。
【００３１】
第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０の間の浮遊容量の容量値は、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径と信号ケーブル３０の直径の違いにより変化する。容量値が大きい程容量結合が強くなるので、可能な限り容量値が大きくなるように設計することが重要である。図４は、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径と信号ケーブル３０の直径の違いによる浮遊容量の容量値の変化を説明するための図である。同図において、信号ケーブル３０の直径が２．０ｍｍ、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径が２．５ｍｍ、円筒部２１ａの長さが７．８５ｍｍの場合、容量値は１．７５ｐＦとなる。また、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径が３．１ｍｍの場合、容量値は０．８２ｐＦとなる。第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径と信号ケーブル３０の直径とのギャップを小さくすればするほど容量値が大きくなる。第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径が２．５ｍｍの場合のギャップは０．２５ｍｍ、内径が３．１ｍｍの場合のギャップは０．５５ｍｍである。
【００３２】
このように本実施の形態に係る携帯無線機１によれば、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０の間の浮遊容量による容量結合を利用し、導体素子４０を第２ヒンジ２１に接続することで、導体素子４０を高周波的に第２回路基板１４のグランドに接続するようにしたので、導体素子４０が地線として動作することから、高効率で広帯域なアンテナ性能を実現できる。また、導体素子４０をグランドに直接接続する構造が不要となるため、導体素子４０を設けることによるコストアップを低く抑えることができ、部品点数の削減が可能となる。また、防水や防塵対応をするための密閉構造を容易に構成することが可能となる。
【００３３】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図である。本実施の形態の携帯無線機２は、前述した実施の形態１の携帯無線機１と同様に回転２軸構造を採用したものである。なお、図５において図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。また、本実施の形態の携帯無線機２でも第１筐体１０内に図示せぬアンテナ素子が配置されている。
【００３４】
本実施の形態の携帯無線機２は、リアクタンス素子５０を有する導体素子４０Ａを備えたものである。導体素子４０Ａは、一端がリアクタンス素子５０を介して第２ヒンジ２１のアーム部２１ｂに接続されている。導体素子４０Ａは、リアクタンス素子５０を有することで、前述した実施の形態１の携帯無線機１の導体素子４０よりも全長を短くでき、小型化が図れる。また、リアクタンス素子５０の値を変えることで導体素子４０Ａの共振周波数を容易に調整することもできる。
【００３５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図である。本実施の形態の携帯無線機３は、前述した実施の形態１の携帯無線機１と同様に回転２軸構造を採用したものである。なお、図６において図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。また、本実施の形態の携帯無線機３でも第１筐体１０内に図示せぬアンテナ素子が配置されている。
【００３６】
本実施の形態の携帯無線機３は、動作周波数の略１／４波長となる長さのアーム部２１ｃを有する第２ヒンジ２１Ａを備えたものである。第２ヒンジ２１Ａのアーム部２１ｃの長さを動作周波数の略１／４波長となる長さとすることで、アーム部２１ｃを導体素子として動作させることが可能となる。これにより、専用の導体素子を備える必要がなくなり、部品点数及びコストの削減が可能となる。
【００３７】
なお、上記実施の形態１〜３の携帯無線機１〜３では、第１筐体１０内に図示せぬアンテナ素子を配置させたが、この専用のアンテナ素子を設ける以外に第１ヒンジ２０をアンテナ素子として用いるようにしてもよい。図７は、第１ヒンジ２０をアンテナ素子として用いた場合の構造を示す図である。第１回路基板１３の給電部６０から給電板金６１を介して第１ヒンジ２０に給電が行われる。
【００３８】
また、上記実施の形態１の携帯無線機１の導体素子４０と実施の形態２の携帯無線機２の導体素子４０Ａは、地線としての導体素子を持たない既存の携帯無線機にも容易に後付けすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、携帯電話、スマートフォン、携帯ゲーム機等の持ち運び可能な無線機に利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３ 携帯無線機
１０ 第１筐体
１１ 第２筐体
１２ 第３筐体
１３ 第１回路基板
１４ 第２回路基板
１５ 液晶表示器
２０ 第１ヒンジ
２１、２１Ａ 第２ヒンジ
２１ａ 円筒部
２１ｂ、２１ｃ アーム部
３０ 信号ケーブル
３１、３２ コネクタ
４０、４０Ａ 導体素子
４０ａ 基板
４０ｂ 銅箔パターン
４０ｃ 接点部
５０ リアクタンス素子
６０ 給電部
６１ 給電板金
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の携帯無線機に関し、特に回転２軸構造を持つ折畳み式の携帯無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の携帯無線機においては、使用用途やデザイン性の観点から、多種多様な構造のものが提案されている。その中には、待ち受け時では“通常閉じ状態”、通話時では“開き状態”、ワンセグ放送受信時では画面が見える状態で閉じる“ビューワ閉じ状態”をとり得る回転２軸構造（“スィーベル構造”とも呼ばれる）のものがある。
【０００３】
図８は、回転２軸構造を採用した従来の折畳み式の携帯無線機１００の外観を示す斜視図である。同図の（ａ）は通常閉じ状態、（ｂ）は開き状態、（ｃ）はビューワ状態閉じ状態をそれぞれ示す。図８の（ｂ）に示すように、携帯無線機１００は、３つの筐体（第１筐体１０１、第２筐体１０２、第３筐体１０３）からなる。第１筐体１０１と第２筐体１０２の連結部に第１ヒンジ（図示略）、第２筐体１０２と第３筐体１０３の連結部に第２ヒンジ（図示略）がそれぞれ設けられており、第１ヒンジによって第１筐体１０１と第２筐体１０２が開閉自在に連結され、第２ヒンジによって第２筐体１０２と第３筐体１０３が回動自在に連結されている。
【０００４】
また、上述した携帯無線機においては、デザイン性の観点からアンテナの内蔵化及び小型化が求められており、また、国内と海外の様々な周波数に対応させる必要があることからアンテナの広帯域化も求められている。内蔵アンテナを設計する際には、開き状態（図８の（ｂ）の状態）のみならず、閉じ状態（通常閉じ状態、ビューア閉じ状態）でも高いアンテナ性能を確保できることが大切である。閉じ状態で高いアンテナ性能を確保する方法の１つとして、地線を設ける方法が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００５】
ところで、上述した携帯無線機において、第１ヒンジをアンテナ素子として使用する場合や第１ヒンジの近傍にアンテナ素子を配置し、開き状態での筐体長が１波長の周波数（例えば、１．５ＧＨｚの動作周波数）の場合、閉じ状態において第１筐体１０１と第３筐体１０３には互いに逆になる電流（逆相電流）が流れて、アンテナ性能が劣化する問題がある。
【０００６】
この問題について、回転２軸構造を採用していない従来の一般的な折畳み式の携帯無線機を例に挙げて説明する。図９は、回転２軸構造を採用していない従来の一般的な折畳み式の携帯無線機の閉じ状態における第１筐体２０１と第２筐体２０２それぞれに流れる電流の方向を示す図である。また、同図に示す携帯無線機は地線を有していない。なお、第１筐体２０１は、前述した携帯無線機１００の第１筐体１０１に対応し、第２筐体２０２は、前述した携帯無線機１００の第３筐体１０３に対応する。図９において、第１筐体２０１では、矢印Ａで示すように、第１筐体２０１の先端側から基端側に向かう方向に電流が流れる。第２筐体２０２では、矢印Ｂで示すように、第２筐体２０２の基端側から先端側に向かう方向に電流が流れる。この場合、第１筐体２０１に流れる電流と第２筐体２０２に流れる電流が互いに逆方向になるので相殺される。このため、アンテナ性能が劣化する。
【０００７】
一方、図１０は、図９の携帯無線機において、地線３００を設けた場合の閉じ状態における第１筐体２０１と第２筐体２０２それぞれに流れる電流の方向を示す図である。同図において、地線３００には、矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。第１筐体２０１に流れる電流と第２筐体２０２に流れる電流が互いに逆方向になるので相殺されるが、地線３００にグランド電流が流れるので、第１筺体２０１に流れる電流と第２筺体２０２に流れる電流配分が変化し、相殺される電流が減少する。よって、アンテナ性能が改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００６／１１２１６０号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００７／００４４９９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、地線を設けることで閉じ状態でのアンテナ性能の向上が図れるものの、地線をその近傍のグランドに直接接続するための部材を必要とし、また当該部材を設けるための筐体内構造が必要となるため、部品点数の増加及びコスト高になるという課題がある。また、防水や防塵対応をするために、密閉構造の確保が必要とされる場合、地線をその近傍のグランドに直接接続する構造の実現が困難となる。または、確保するためのパッキンなどの部材が必要となるなどの課題がある。
【００１０】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、回転２軸構造を採用した折畳み式の携帯無線機において、アンテナ性能の向上を図るための地線をグランドに直接接続するための構造を不要とした携帯無線機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の携帯無線機は、第１筐体と、第２筐体と、前記第１筐体と前記第２筐体とを開閉自在に連結する第１ヒンジと、第３筐体と、前記第２筐体と前記第３筐体とを回動自在に連結する第２ヒンジと、前記第１筐体に設けられた第１回路基板と、前記第３筐体に設けられた第２回路基板と、前記第２ヒンジの円筒部に挿通され、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを電気的に接続する信号ケーブルと、前記第２筐体に設けられた導体素子と、を備え、前記導体素子の一端を前記第２ヒンジに接続し、前記第２ヒンジの円筒部と前記信号ケーブルとが容量結合する。
【００１２】
上記構成によれば、第２ヒンジの円筒部と信号ケーブルの間の浮遊容量による容量結合を利用し、導体素子を第２ヒンジに接続することで、導体素子が高周波的に第２回路基板のグランドに接続される。これにより、導体素子が地線として動作し、高効率で広帯域なアンテナ性能を実現できる。また、導体素子をグランドに直接接続する構造が不要となるため、導体素子を設けることによるコストアップを低く抑えることができる。
【００１３】
上記構成において、前記導体素子は、電気長が動作周波数の略１／４波長である。
【００１４】
上記構成において、前記導体素子の一端を、リアクタンス素子を介して前記第２ヒンジに接続する。
【００１５】
上記構成によれば、地線としての導体素子と第２ヒンジとの間にリアクタンス素子を設けることで、導体素子の長さを短縮でき、小型化が図れる。また、導体素子の共振周波数を容易に調整することができる。
【００１６】
上記構成において、前記導体素子を、前記信号ケーブルと正面視で重ならない位置に配置する。詳細には、前記導体素子を、前記信号ケーブルや前記第２ヒンジなどの金属物と接点部を除き、正面視で重ならない位置に配置する。
【００１７】
上記構成によれば、導体素子を金属物から離すことで、高効率で広帯域なアンテナ性能を維持できる。
【００１８】
上記構成において、前記導体素子を、前記第２ヒンジのアーム長を動作周波数の略１／４波長となるように設定することで構成する。
【００１９】
上記構成によれば、第２ヒンジのアームを導体素子として利用できるので、部品点数及びコストの削減が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転２軸構造を採用した折畳み式の携帯無線機において、不要な部品等を設けることなく、アンテナ性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の外観を示す斜視図
【図２】図１の携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図
【図３】図１の携帯無線機の第１筐体及び第３筐体それぞれにおける電流の流れる方向を示す図
【図４】図１の携帯無線機の第２ヒンジの円筒部の内径と信号ケーブルの直径の違いによる浮遊容量の容量値の変化を説明するための図
【図５】本発明の実施の形態２に係る携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図
【図６】本発明の実施の形態３に係る携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図
【図７】図１、図５及び図６のそれぞれの携帯無線機において、第１ヒンジをアンテナ素子として用いた場合の構造を示す図
【図８】回転２軸構造を採用した従来の折畳み式の携帯無線機の外観を示す斜視図
【図９】回転２軸構造を採用していない従来の一般的な折畳み式の携帯無線機の閉じ状態における第１筐体及び第２筐体それぞれにおける電流の流れる方向を示す図
【図１０】図９の携帯無線機において、地線を設けた場合の閉じ状態における第１筐体及び第２筐体それぞれにおける電流の流れる方向を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る携帯無線機の外観を示す斜視図である。同図において、本実施の形態の携帯無線機１は、回転２軸構造を採用した折畳み式の携帯無線機であり、第１筐体１０、第２筐体１１及び第３筐体１２の３つの筐体を有し、第１筐体１０と第２筐体１１は第１ヒンジ２０によって開閉自在に連結され、第２筐体１１と第３筐体１２は第２ヒンジ（回転２軸ヒンジ）２１によって回動自在に連結される。第１ヒンジ２０は第１筐体１０と第２筐体１１との間に設けられており、第２ヒンジ２１は第２筐体１１と第３筐体１２との間に設けられている。第３筐体１２には液晶表示器１５が設けられている。また、第１筐体１０内にはアンテナ素子（図示略）が配置されている。
【００２４】
また、第１筐体１０内には第１回路基板１３が設けられており、第３筐体１２内には第２回路基板１４が設けられている。第１回路基板１３と第２回路基板１４とが信号ケーブル３０で接続されている。信号ケーブル３０には細線同軸ケーブルが用いられる。細線同軸ケーブルは、多数の細線を円柱状に配置し、それを外導体で被覆したものである。
【００２５】
図２は、本実施の形態の携帯無線機１の第２筐体１１と第３筐体１２との接続部分の構成を示す図である。図２において、信号ケーブル３０の一端にはコネクタ３１が接続されており、このコネクタ３１が第２回路基板１４に実装されたコネクタ３２に接続される。信号ケーブル３０の他端にも同様のコネクタ３１（図示略）が接続されており、このコネクタ３１が第１筐体１０内の第１回路基板１３に実装されたコネクタ３２（図示略）に接続される。
【００２６】
第２ヒンジ２１は、信号ケーブル３０を通過させるための貫通孔が開けられた円筒部２１ａを有している。信号ケーブル３０は、少なくとも一方の端にコネクタ３１が接続される以前に、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａに挿通される。第２ヒンジ２１のアーム部２１ｂには地線として作用させるための導体素子４０が接続されている。導体素子４０は、ガラスエポキシ樹脂製の基板４０ａ上に銅箔パターン４０ｂが形成されるとともに、銅箔パターン４０ｂを第２ヒンジ２１に接続させるための接点部４０ｃが設けられたものである。なお、導体素子４０はガラスエポキシ樹脂製の基板に限定されるものではなく、導電性の板金やフレキシブルプリント基板などで構成されてもよい。
【００２７】
導体素子４０は、信号ケーブル３０や第２ヒンジ２１などの金属物と接点部４０ｃを除き正面視で重ならない位置に配置される。このように配置される理由は、導体素子４０が信号ケーブル３０や第２ヒンジ２１に近づくとアンテナ性能が劣化するからである。アンテナ性能が劣化しないようにするために、導体素子４０と信号ケーブル３０との間を一定に保つようにしている。なお、導体素子４０の第２ヒンジ２１への接続は、アーム部２１ｂに取り付けられた導電性の接続部材により接点部４０ｃと接続されることで構成される。
【００２８】
導体素子４０の電気長は、筐体長（図１の（ａ）に示すように開き状態での全長）Ｌが約１波長となる動作周波数の略１／４波長となるように設定される。なお、第１筐体１０の長さＬ１と第２筐体１１の長さＬ２は略等しくなっている（Ｌ１≒Ｌ２）。
【００２９】
導体素子４０は、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０の間の浮遊容量による容量結合により、信号ケーブル３０経由で第２回路基板１４のグランドに接続される。すなわち、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０との間の浮遊容量による容量結合を利用して、導体素子４０を高周波的に第２回路基板１４のグランドに接続する。第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０との間の浮遊容量による容量結合を利用することで、導体素子４０をグランドに対して直接接続するための部材や、筐体構造が不要となり、部品点数及びコスト削減が可能となる。また、防水や防塵対応をするための密閉構造を容易に構成することが可能となる。その理由を図２を用いて説明する。本発明を使用しない場合、導体素子４０をグランドに対して直接接続するためには、まず、アーム部２１ｂと接点部４０ｃを導電性の接続部材により接続し、第２ヒンジ２１を第３筺体１２内のグランドに対して導電性の接続部材などにより接続する必要がある。しかし、第３筺体１２内をこのような構成で防水対応のための密閉構造を実現する場合、非防水領域に存在する第２ヒンジ２１と防水領域に存在する第３筺体１２内のグランドとを接続するための接続部材に密閉構造を確保するためのパッキン部材などを追加する必要がある。つまり、本発明を使用することで、第２ヒンジ２１と第３筺体１２内のグランドを直接接続する部材が不必要となるだけでなく、パッキンなどの部材も不必要となる。以上の理由から、本発明によって防水や防塵対応をするための密閉構造を容易に構成することが可能となる。
【００３０】
図３は、導体素子４０を設けた場合の閉じ状態における第１筐体１０及び第３筐体１２それぞれに流れる電流を示す図である。同図において、第１筐体１０では、矢印Ａで示すように、第１筐体１０の先端側から基端側に向かう方向に電流が流れる。第３筐体１２では、矢印Ｂで示すように、第３筐体１２の基端側から先端側に向かう方向に電流が流れる。また、第３筐体１２では、導体素子４０に、矢印Ｃで示す方向に電流が流れる。第１筐体１０に流れる電流と第３筐体１２に流れる電流が互いに逆方向になるので相殺されるが、導体素子４０に電流が流れるため、導体素子４０を設けない場合と比べてアンテナ性能が改善される。
【００３１】
第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０の間の浮遊容量の容量値は、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径と信号ケーブル３０の直径の違いにより変化する。容量値が大きい程容量結合が強くなるので、可能な限り容量値が大きくなるように設計することが重要である。図４は、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径と信号ケーブル３０の直径の違いによる浮遊容量の容量値の変化を説明するための図である。同図において、信号ケーブル３０の直径が２．０ｍｍ、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径が２．５ｍｍ、円筒部２１ａの長さが７．８５ｍｍの場合、容量値は１．７５ｐＦとなる。また、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径が３．１ｍｍの場合、容量値は０．８２ｐＦとなる。第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径と信号ケーブル３０の直径とのギャップを小さくすればするほど容量値が大きくなる。第２ヒンジ２１の円筒部２１ａの内径が２．５ｍｍの場合のギャップは０．２５ｍｍ、内径が３．１ｍｍの場合のギャップは０．５５ｍｍである。
【００３２】
このように本実施の形態に係る携帯無線機１によれば、第２ヒンジ２１の円筒部２１ａと信号ケーブル３０の間の浮遊容量による容量結合を利用し、導体素子４０を第２ヒンジ２１に接続することで、導体素子４０を高周波的に第２回路基板１４のグランドに接続するようにしたので、導体素子４０が地線として動作することから、高効率で広帯域なアンテナ性能を実現できる。また、導体素子４０をグランドに直接接続する構造が不要となるため、導体素子４０を設けることによるコストアップを低く抑えることができ、部品点数の削減が可能となる。また、防水や防塵対応をするための密閉構造を容易に構成することが可能となる。
【００３３】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図である。本実施の形態の携帯無線機２は、前述した実施の形態１の携帯無線機１と同様に回転２軸構造を採用したものである。なお、図５において図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。また、本実施の形態の携帯無線機２でも第１筐体１０内に図示せぬアンテナ素子が配置されている。
【００３４】
本実施の形態の携帯無線機２は、リアクタンス素子５０を有する導体素子４０Ａを備えたものである。導体素子４０Ａは、一端がリアクタンス素子５０を介して第２ヒンジ２１のアーム部２１ｂに接続されている。導体素子４０Ａは、リアクタンス素子５０を有することで、前述した実施の形態１の携帯無線機１の導体素子４０よりも全長を短くでき、小型化が図れる。また、リアクタンス素子５０の値を変えることで導体素子４０Ａの共振周波数を容易に調整することもできる。
【００３５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係る携帯無線機の第２筐体と第３筐体との接続部分の構成を示す図である。本実施の形態の携帯無線機３は、前述した実施の形態１の携帯無線機１と同様に回転２軸構造を採用したものである。なお、図６において図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けている。また、本実施の形態の携帯無線機３でも第１筐体１０内に図示せぬアンテナ素子が配置されている。
【００３６】
本実施の形態の携帯無線機３は、動作周波数の略１／４波長となる長さのアーム部２１ｃを有する第２ヒンジ２１Ａを備えたものである。第２ヒンジ２１Ａのアーム部２１ｃの長さを動作周波数の略１／４波長となる長さとすることで、アーム部２１ｃを導体素子として動作させることが可能となる。これにより、専用の導体素子を備える必要がなくなり、部品点数及びコストの削減が可能となる。
【００３７】
なお、上記実施の形態１〜３の携帯無線機１〜３では、第１筐体１０内に図示せぬアンテナ素子を配置させたが、この専用のアンテナ素子を設ける以外に第１ヒンジ２０をアンテナ素子として用いるようにしてもよい。図７は、第１ヒンジ２０をアンテナ素子として用いた場合の構造を示す図である。第１回路基板１３の給電部６０から給電板金６１を介して第１ヒンジ２０に給電が行われる。
【００３８】
また、上記実施の形態１の携帯無線機１の導体素子４０と実施の形態２の携帯無線機２の導体素子４０Ａは、地線としての導体素子を持たない既存の携帯無線機にも容易に後付けすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、携帯電話、スマートフォン、携帯ゲーム機等の持ち運び可能な無線機に利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３ 携帯無線機
１０ 第１筐体
１１ 第２筐体
１２ 第３筐体
１３ 第１回路基板
１４ 第２回路基板
１５ 液晶表示器
２０ 第１ヒンジ
２１、２１Ａ 第２ヒンジ
２１ａ 円筒部
２１ｂ、２１ｃ アーム部
３０ 信号ケーブル
３１、３２ コネクタ
４０、４０Ａ 導体素子
４０ａ 基板
４０ｂ 銅箔パターン
４０ｃ 接点部
５０ リアクタンス素子
６０ 給電部
６１ 給電板金
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１筐体と、
第２筐体と、
前記第１筐体と前記第２筐体とを開閉自在に連結する第１ヒンジと、
第３筐体と、
前記第２筐体と前記第３筐体とを回動自在に連結する第２ヒンジと、
前記第１筐体に設けられた第１回路基板と、
前記第３筐体に設けられた第２回路基板と、
前記第２ヒンジの円筒部に挿通され、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを電気的に接続する信号ケーブルと、
前記第２筐体に設けられた導体素子と、を備え、
前記導体素子の一端を前記第２ヒンジに接続し、前記第２ヒンジの円筒部と前記信号ケーブルとが容量結合する携帯無線機。
【請求項２】
前記導体素子は、電気長が動作周波数の略１／４波長である請求項１に記載の携帯無線機。
【請求項３】
前記導体素子の一端を、リアクタンス素子を介して前記第２ヒンジに接続する請求項１又は請求項２に記載の携帯無線機。
【請求項４】
前記導体素子を、前記信号ケーブルと正面視で重ならない位置に配置する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の携帯無線機。
【請求項５】
前記導体素子を、前記第２ヒンジのアーム長を動作周波数の略１／４波長となるように設定することで構成する請求項１に記載の携帯無線機。
【請求項１】
第１筐体と、
第２筐体と、
前記第１筐体と前記第２筐体とを開閉自在に連結する第１ヒンジと、
第３筐体と、
前記第２筐体と前記第３筐体とを回動自在に連結する第２ヒンジと、
前記第１筐体に設けられた第１回路基板と、
前記第３筐体に設けられた第２回路基板と、
前記第２ヒンジの円筒部に挿通され、前記第１回路基板と前記第２回路基板とを電気的に接続する信号ケーブルと、
前記第２筐体に設けられた導体素子と、を備え、
前記導体素子の一端を前記第２ヒンジに接続し、前記第２ヒンジの円筒部と前記信号ケーブルとが容量結合する携帯無線機。
【請求項２】
前記導体素子は、電気長が動作周波数の略１／４波長である請求項１に記載の携帯無線機。
【請求項３】
前記導体素子の一端を、リアクタンス素子を介して前記第２ヒンジに接続する請求項１又は請求項２に記載の携帯無線機。
【請求項４】
前記導体素子を、前記信号ケーブルと正面視で重ならない位置に配置する請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の携帯無線機。
【請求項５】
前記導体素子を、前記第２ヒンジのアーム長を動作周波数の略１／４波長となるように設定することで構成する請求項１に記載の携帯無線機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１５９７６（Ｐ２０１２−１５９７６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３４３４（Ｐ２０１０−１５３４３４）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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