JP3908448B2 - 移動電話装置及びその内蔵アンテナ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動電話装置及びその内蔵アンテナに関し、特に、内蔵アンテナの給電機構の省スペース化と簡略化を図った移動電話装置及びその内蔵アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機、ＰＨＳ電話機等の移動電話機においては、電話機全体の小型軽量化を図るため、バッテリーを含む各部品、筐体構造、アンテナ、各種回路等に極限の小型軽量化、省電力化のために熱心な研究開発が行われている。アンテナに関しては、内蔵アンテナに逆Ｆ型アンテナやチップ誘電体アンテナを用い、小型化及び省スペース化を図っている。表示器、キーブロンク、及び電子回路部品等が搭載されたプリント回路基板（ＰＣＢ）の送受信端と内蔵アンテナの接続は、特開平９−３２１５２９号公報に示されるように、プリント回路基板と内蔵アンテナの間に板バネによる給電バネ及び接地バネに用いた給電機構を介して行っている。
【０００３】
しかし、板バネを用いた給電機構では、プリント回路基板の表面と内蔵アンテナのアンテナ素子までの距離が大きくなるため、板バネによる金具部分のストロークを大きくする必要があり、バネ圧を確保するために給電機構の給電端子部が大きくなり、プリント回路基板上に給電機構の金具部分を半田付けするためのランドの面積が大きくなる。また、板バネを用いた給電機構は、周辺部品との干渉が生じやすく、アンテナ効率の低下やアンテナ性能のバラツキが生じやすい。
【０００４】
給電機構を含む内蔵アンテナの構造を簡略化して組み立ての効率及び精度を高め、これによりアンテナ性能の向上及びバラツキを改善したものに特開平９−８５２６号公報がある。これについて以下に説明する。
図５は従来の内蔵アンテナを示す。
アンテナ素子１００は、誘電体１０１の表面に整合回路部（図示せず）を載置する台座１０２が設けられ、この台座１０２上に半田付けパターン部１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃが設けられている。この半田付けパターン部１０３ａ〜１０３ｃに整合回路部が半田付けされ、誘電体１０１に固定される。アンテナ素子１００は、シールドケース（図示せず）上に半田付けにより固定される。シールドケースは、熱可塑性樹脂により成形された後、全面に金属メッキが施され、内部に収納される回路部（図示せず）の電磁シールドと軽量化が図られる。また、シールドケースの上面には、アンテナ素子１００の接地パターン１０４の舌状突起１０５ａ〜１０５ｄに係合するリブが形成されている。さらに、アンテナ素子１００の上面には、放射板１０６が設けられている。
アンテナ素子１００は、シールドケースに容易に位置決めでき、しかも機械的にも電気的にも接合されるので、組み立て誤差が少なくなり、アンテナ性能が安定する。また、接地パターン１０４は、舌状突起１０５ａ〜１０５ｄを介してシールドケースの表面メッキ層に電気的に接続され、この表面メッキ層がアンテナ素子１００の地盤になるため、従来、誘電体１０１の底面に配置されていた地盤装着金具等の部品が不要になり、構成部品数を低減することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の移動電話装置によると、アンテナ素子１００をシールドケース上に設けることを前提にしている。さらに、アンテナ素子１００のグランド部を樹脂製シールドケースの金属メッキ部に半田付けする構造のため、半田付け工程が必要になる。また、シールドケースとの組み合わせが必要なため、設置場所に制約がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、アンテナ性能を低下させることなく実装スペースを小さくでき、半田処理を行うことなく組み付けでき、更に部品点数を低減することのできる移動電話装置及びその内蔵アンテナを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の移動電話装置は、バッテリーを電源として動作する携帯形の移動電話装置において、入力用のキー、情報表示用の表示器、スピーカ、及びマイク等が組み込まれ又は取り付けられたフロントケースと、前記フロントケースと嵌合することによって筐体を形成し、内面の所定範囲に導電性塗料が塗布されたリアケースと、前記フロントケースと前記リアケースの間に配設され、前記リアケースの前記導電性塗料と接続されたグランドパターンと、給電端子とを有し、送受信用の無線回路部が実装されたプリント回路基板と、前記リアケースと前記プリント回路基板との間に狭持された内蔵アンテナとを備え、前記内蔵アンテナは、絶縁体と、前記絶縁体の上面に設けられたアンテナ素子と、上端が前記アンテナ素子に接続され、下端が前記プリント回路基板の前記給電端子に接続された、バネ加工が施されていないアンテナ金具と、前記アンテナ素子に対向して前記絶縁体の下面に配置された反射板と、下端が前記反射板と接続され、上端が前記リアケースの前記導電性塗料に接続された導通接続端子とを一体化して備え、前記導通接続端子が前記リアケースと前記プリント回路基板との間に狭持されてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第二の移動電話装置においては、前記リアケースは内面に形成された凹部を有し、前記内蔵アンテナが、前記リアケースの内面に形成された前記凹部に収納されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第三の移動電話装置はバッテリーを備え、前記リアケースは表面に形成された凹部を有し、前記バッテリーは、前記リアケースの表面に形成された前記凹部に収納されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第四の移動電話装置においては、前記導電性塗料は、少なくとも前記無線回路部の対向面に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は本発明による移動電話装置を示す。以下においては、移動電話装置として携帯電話機をとりあげる。
携帯電話機等の移動電話装置１の筐体は、樹脂加工によるリアケース２とフロントケース３からなり、両者は嵌合により一体化される。リアケース２の表面の一部には、バッテリー４を装填するための収納部３ａが設けられている。リアケース２とフロントケース３の間には、電子部品５が両面に実装されたプリント回路基板（ＰＣＢ）６が配設されている。さらに、ＰＣＢ６の所定位置には、液晶表示器（ＬＣＤ）７が実装されている。また、図示を省略しているが、フロントケース３の所定位置には、数字キーや機能スイッチが設けられている。電子部品５の内、送信回路や受信回路を含む無線回路部は、外来ノイズ及び不要輻射を低減するための金属製のシールドケース８が覆蓋され、所定部分が基板のアースパターンに半田付けされている。リアケース２内のＰＣＢ６とリアケース２の間には、平行平板型アンテナ（逆Ｆ型アンテナ）又は誘電体アンテナの型式に分類される構造の内蔵アンテナ１０が収納されている。内蔵アンテナ１０は、リアケース２とＰＣＢ６で挟持された状態で固定される。リアケース２の内面の内蔵アンテナ１０を除いて全域又は所定範囲に導電性塗料９が塗布されており、この一部がＰＣＢ６のグランドパターンに接触するように塗布されている。導電性塗料９には、内蔵アンテナ１０に設けられている後述の導通接続端子１１も電気的に接続される。
【００１２】
図２は内蔵アンテナ１０の詳細を示す。
この内蔵アンテナ１０は送受信に用いられ、チップ誘電体アンテナに属する構造を有している。図２に示すように、内蔵アンテナ１０は、１又は複数の“コ”の字形の導通接続端子１１、スペーサとしての絶縁体１２、平板又は所定パターンを有し、絶縁体１２の上面に設けられるアンテナ素子１３、このアンテナ素子１３に結合された状態で内蔵アンテナ１０の側面に配置され、下端がＰＣＢ６の無線回路部の給電端子に接続されるアンテナ金具１４、アンテナ素子１３に対向させて絶縁体１２の下面に配置される反射板１５を備えて構成されている。この反射板１５は、導通接続端子１１の下面に接続される。導通接続端子１１とリアケース２の内面の導電性塗料９との接続、及び、アンテナ金具１４の下端とＰＣＢ６の無線回路部の給電端子との接続は、ケース嵌合によって得られる接触圧により行われる。図２に示す構成部品は、個別に組み付けてもよいし、接着剤等を用いて一体化してもよい。
【００１３】
図１及び図２の構成において、移動電話装置１が基地局との接続状態にあるとき、ＰＣＢ６上の無線回路部から出力された送信電力は、アンテナ金具１２へ供給され、絶縁体１２を通してアンテナ素子１３から電波が放射される。アンテナ素子１３から絶縁体１２側へ放射した電波は反射板１５で反射し、アンテナ素子１３を通して外部へ放射される。これにより、不要波に対するシールド効果が高められる。反射板１５は、ＰＣＢ６上のグランド端子（図示せず）と導電性塗装９に接続されている。したがって、反射板１５とＰＣＢ６のグランド部はグランドプレーンを形成し、１つの広い面積のグランドプレーンとして作用するため、安定した接地が可能になる。
【００１４】
以上のように、第１の実施の形態によれば、内蔵アンテナ１０をリアケース２とＰＣＢ６で挟持することにより固定し、導通接続端子１１をグランドプレーンとして機能する導電性塗料９に接続し、アンテナ金具１４をＰＣＢ６のグランドパターンに接続されるようにしているため、給電機構を用いずに済み、しかも半田付けの必要もない。したがって、実装スペースを小さくでき、更に部品点数を低減することができる。さらに、１つの大きなグランドプレーンを安定に形成できるため、アンテナ性能を低下させることがない。また、反射板１５は、グランド電位であるため、不要波に対してシールドとして働き、シールド効果を高めることができる。
【００１５】
〔第２の実施の形態〕
図３及び図４は本発明の移動電話装置の他の実施の形態を示す。図３はリアケース２と内蔵アンテナ１０の平面図を示し、図４は全体の正面断面図を示している。図３及び図４においては、図１及び図２に示したと同一であるものには同一引用数字を用いたので、以下においては重複する説明を省略する。
本実施の形態の特徴は、リアケースの形状にある。図３及び図４に示すように、リアケース３１が、バッテリー４の装填スペースとなる収納部３２のほか、内蔵アンテナ１０を収納するための収納部３３を有するほか、シールドケース８を設けないところにある。ＰＣＢ６及びＬＣＤ７を収納するリアケース２は第１の実施の形態と同じであり、サイズ及びデザインをリアケース３１に合わせるのみでよい。このようなケース構造にともない、導電性塗装９を設ける場所が変更されている。すなわち、導電性塗装９は、収納部３３を除くリアケース３１の内面全域に設けられている。反射板１５に延伸させて設けられた導通接続端子３４に接続可能なように、収納部３２の裏面に施されている。また、図４に示すように、リアケース３１にはリブ３５ａ，３５ｂが設けられており、ＰＣＢ６の位置決め及び固定に用いられる。
【００１６】
次に、第２の実施の形態の組み立て手順及び作用について説明する。
図３に示すように、リアケース３１の内面を上にし、図２に示した構造の内蔵アンテナ１０を収納部３３内に嵌入する。次に、導通接続端子３４の先端部を導電性塗装９に接触させる。このように、収納部３３を設けて内蔵アンテナ１０を固定することにより、少ない体積で安定に給電部の接続が行われる。
次に、図４に示すように、フロントケース３にＬＣＤ７及びＰＣＢ６を取り付けた後、このフロントケース３をリアケース３１に嵌合させる。この過程で、ＰＣＢ６はリブ３５ａ，３５ｂにより固定される。
以上のような構造により、リアケース３１は、反射板１５、導通接続端子３４、及び導電性塗装９の相互を接触させて１つの安定した大きなグランドプレーンとして機能する。リアケース２にリブ４１を設け、ＰＣＢ６と前記のグランドプレーンを密接させることにより、導電性塗装９が設けられた部分はシールドケースと同様の働きをし、電気部品５からの不要波を抑えることができるため、第１の実施の形態で必要であったシールドケース８が不要になる。つまり、部品点数を低減できる。
【００１７】
以上のように、第２の実施の形態によれば、内蔵アンテナ１０をリアケース３１内の収納部３２とＰＣＢ６で挟持することによって固定し、導通接続端子３４をグランドとして機能する導電性塗料９に接続し、アンテナ金具１４をＰＣＢ６のグランドパターンに接続されるようにしているため、給電機構を用いずに済み、しかも半田付けの必要もない。したがって、実装スペースを小さくでき、第１の実施の形態よりも更に部品点数の低減が可能になる。また、１つの大きなグランドプレーンを安定に形成できるため、アンテナ効率を高め、性能バラツキを少なくすることができる。さらに、反射板１５は、グランド電位にされているため、不要波に対してシールドとして働くので、シールド効果を高めることができる。
【００１８】
上記各実施の形態においては、内蔵アンテナ１０のみにより送受信を行うものとしたが、市販の携帯電話機に見られるように、ダイバーシチ受信の改善を図るためには、ロッドアンテナ（ホイップアンテナ）等を外部アンテナとして付加することが好ましい。また、絶縁体１２に代えて誘電体を設けることにより、誘電体アンテナを構成することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の移動電話装置によれば、内蔵アンテナがリアケースの収納スペースに配設し、内蔵アンテナをリアケースとプリント回路基板によって挟持し、内蔵アンテナに接続されたアンテナ金具を接触圧によってプリント回路基板の給電部に接続するようにしたので、半田接続の処理が不要になるために組み立て工程を簡略化でき、更に、バネによる端子部を用いないために実装スペースを小さくできると共に部品点数を低減することが可能になる。
【００２０】
さらに、本発明の内蔵アンテナによれば、アンテナ素子と反射板を備え、更に、アンテナ素子に一端が接続され、他端が前記プリント回路基板の給電部に接触手段により接続されるアンテナ金具と、反射板に一端が接続され他端が前記プリント回路基板のグランド部に接続された前記リアケースの導電部に接触手段により接続される導通接続端子を備える構成にしたので、半田接続を不要にし、内蔵アンテナと付属部品による占有スペースを小さくしながら部品点数の低減が可能になる。さらに、反射板がアンテナ素子からの電波を反射すると共にグランドの一部を形成するために、安定したグランドプレーンが得られ、アンテナ効率の劣化、アンテナ性能のバラツキを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動電話装置の第１の実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】本発明による内蔵アンテナの詳細を示す側面図である。
【図３】本発明による移動電話装置の第２の実施の形態のリアケース側を示す側面断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の全体を示す側面断面図を示している。
【図５】図５は従来の内蔵アンテナを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 移動電話装置
２，３１ リアケース
３ フロントケース
４ バッテリー
６ プリント回路基板（ＰＣＢ）
７ 表示器（ＬＣＤ）
９ 導電性塗料
１０ 内蔵アンテナ
１１，３４ 導通接続端子
１２ 絶縁体
１３ アンテナ素子
１４ アンテナ金具
１５ 反射板
３２，３３ 収納部

Claims (4)

1. バッテリーを電源として動作する携帯形の移動電話装置において、
   入力用のキー、情報表示用の表示器、スピーカ、及びマイク等が組み込まれ又は取り付けられたフロントケースと、
   前記フロントケースと嵌合することによって筐体を形成し、内面の所定範囲に導電性塗料が塗布されたリアケースと、
   前記フロントケースと前記リアケースの間に配設され、前記リアケースの前記導電性塗料と接続されたグランドパターンと、給電端子とを有し、送受信用の無線回路部が実装されたプリント回路基板と、
   前記リアケースと前記プリント回路基板との間に狭持された内蔵アンテナと、を備え、
   前記内蔵アンテナは、
   絶縁体と、
   前記絶縁体の上面に設けられたアンテナ素子と、
   上端が前記アンテナ素子に接続され、下端が前記プリント回路基板の前記給電端子に接続された、バネ加工が施されていないアンテナ金具と、
   前記アンテナ素子に対向して前記絶縁体の下面に配置された反射板と、
   下端が前記反射板と接続され、上端が前記リアケースの前記導電性塗料に接続された導通接続端子とを一体化して備え、
   前記導通接続端子が前記リアケースと前記プリント回路基板との間に狭持されてなることを特徴とする移動電話装置。
2. 前記リアケースは内面に形成された凹部を有し、
   前記内蔵アンテナが、前記リアケースの内面に形成された前記凹部に収納されることを特徴とする請求項１記載の移動電話装置。
3. 前記移動電話装置はバッテリーを備え、
   前記リアケースは表面に形成された凹部を有し、
   前記バッテリーは、前記リアケースの表面に形成された前記凹部に収納されることを特徴とする請求項２記載の移動電話装置。
4. 前記導電性塗料は、少なくとも前記無線回路部の対向面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の移動電話装置。