JP5456231B2 - 携帯無線機 - Google Patents

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Description

本発明は、アンテナを内蔵する携帯電話機、PHS(Personal Handy phone System)、PDA(Personal Digital Assistant)、ポータブルナビゲーション装置やノートパソコン等のアンテナを備える携帯無線機に関する。
従来、携帯無線機としての携帯電話機では筐体の外部にアンテナを取り付ける構造が採用されていた。しかし、近年、デザイン上の理由等から、アンテナを筐体に内蔵する構造が採用されつつある。
また、携帯電話機等の無線通信端末が、通信方式としてのCDMA2000の一種であるEV−DOやデュアルバンド+GPS(グローバルポジショニングシステム)、近距離無線通信方式の一種であるBluetooth等に対応する場合には、アンテナを2つ以上設ける必要がある。このような場合においても、アンテナを筐体に内蔵する構造をとることが好ましい。
上述のように、携帯電話機等の携帯無線機は、筐体内にアンテナを内蔵したものが主流になりつつある。このようなアンテナを内蔵した携帯無線機として、例えば、筐体内にバッテリ、回路基板、シールドケース、キー基板、キーシートを順次積層配置すると共に、筐体端部内にアンテナが配置される携帯電話機を例示することできる(特許文献1参照)。
特開2006−67524号公報
ところで、近年、携帯電話機等の携帯無線機は更なる小型化や薄型化が要求されているが、従来のような構成では十分でなかった。
本発明の一の目的は、アンテナを内蔵する携帯無線機において、更なる小型化や薄型化を達成することである。
本発明の携帯無線機は、第1の面に基準電位パターン及び電子部品を有する回路基板と、前記電子部品を覆うように配置されると共に、前記基準電位パターンと導通する導電性の第1ケース部、及び前記第1ケース部と連続的に配置されると共に、前記回路基板の外縁に配置される非導電性の第2ケース部を有するケース体と、前記回路基板及び前記ケース体を収納する筐体と、を備え、前記第2ケース部は、アンテナエレメントが配置された壁部を備え、該壁部は、当該壁部を含む仮想平面が、前記回路基板と平行な仮想平面と交差するように配されている。
また、前記第1ケース部と前記第2ケース部とは別個の部材として構成されると共に、互いに係合して一体化されることが好ましい。
また、前記ケース体は、前記第1ケース部と前記第2ケース部とが樹脂により一体的に成形され、前記第1ケース部を構成する部位が、導体膜により被覆されることが好ましい。
また、キースイッチを有するキー基板を更に備え、前記キー基板は、前記ケース体の少なくとも第1ケース部における前記回路基板側と反対側に積層配置されることが好ましい。
また、前記回路基板の第1の面と反対側の第2の面側に、キースイッチを備え、前記ケース体は、前記第1の面における一部を覆うように配置され、前記第1の面における前記ケース体が配置されていない部分と前記筐体における外側面との間には、バッテリが配置されることが好ましい。
本発明によれば、携帯無線機における設計の自由度を高め、小型化や薄型化を達成することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下、携帯無線機として携帯電話機について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、PHS(Personal Handy phone System)、PDA(Personal Digital Assistant)、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン等のアンテナを備えた他の携帯無線機であってもよい。
図1は、本発明の一実施形態における携帯電話機1の外観斜視図である。図1に示すように、携帯電話機1は、折り畳み型の携帯電話機1であって、矩形状で薄型の操作部側筐体21と、矩形状で薄型の表示部側筐体22と、を備える。
操作部側筐体21の上端部と表示部側筐体22の下端部とは、ヒンジ機構26を介して開閉可能に連結されている。携帯電話機1は、ヒンジ機構26を介して連結された操作部側筐体21と表示部側筐体22とを相対的に回転(回動)することにより、操作部側筐体21と表示部側筐体22とが互いに開いた状態(開放状態)にしたり、操作部側筐体21と表示部側筐体22とを折り畳んだ状態(折畳み状態)にしたりできる。なお、本実施形態において、携帯無線機として折り畳み式の携帯電話機1の説明をしているが、折り畳み式ではなく、両筐体21、22を重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式や、両筐体21、22を2軸ヒンジを介して連結したもの、更には、後述する表示部27及び操作部24が一つの筐体に配置されるものでもよい。
図1に示すように、表示部側筐体22は、折り畳んだ状態で操作部側筐体21と向かい合う面である内側面22aに配置され各種情報を表示する表示部27と、通話の相手側の音声を出力する音声出力部29と、を備える。
表示部側筐体22は、フロントケース122aとリアケース122bとの内部に不図示の回路基板を収納する。この回路基板の表面には表示部27を構成する液晶モジュールが配置される。液晶モジュールは、フロントケース122aから表示面が露出するようにして収納される。また、回路基板には、スピーカ等の各種電子部品が実装されて電気的に接続されている。
図1に示すように、操作部側筐体21は、折り畳んだ状態で表示部側筐体22と向かい合う面である内側面21aに配置される操作部24と、携帯電話機1の使用者が通話時に発した音声が入力される音声入力部23と、内側面21aとは反対側の面である外側面21b側に配置される図1において不図示のバッテリを備える。操作部24は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を作動させるための機能設定操作ボタン24aと、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作ボタン24bと、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン24cと、から構成される。
図2は、操作部側筐体21に内蔵される部材の分解斜視図である。図3は、操作部側筐体21の分解側面図である。図4(A)は、ケース体60とフレキシブル配線基板50との構造を説明する平面図であり、図4(B)は、ケース体60とフレキシブル配線基板50との構造を説明する断面図である。ここで、図3はケース体60とフレキシブル配線基板50との関係を説明するため、フレキシブル配線基板50がケース体60に積層配置された状態を含む分解側面図である。
図2又は図3に示すように、操作部側筐体21は、フロントケース30と、上述した各種ボタン24a、24b、24cを構成するキーシート40と、キー基板としてのフレキシブル配線基板50と、ケース体60と、基準電位パターン及び携帯電話機用のRFモジュールを含む各種電子部品を有する回路基板70と、リアケース80と、バッテリ85とを備える。操作部側筐体21において、フロントケース30と、キーシート40と、フレキシブル配線基板50と、ケース体60と、回路基板70と、リアケース80とは、積層的に配置される。バッテリ85は、リアケース80に形成される不図示の開口に外側から装脱可能に収納される。
図2又は図3に示すように、フロントケース30とリアケース80とは、互いの凹状の内側面が向き合うように配置され、互いの外周縁が重なり合うようにして結合される。フロントケース30とリアケース80との間には、キーシート40と、フレキシブル配線基板50と、ケース体60と、回路基板70とが挟まれるようにして内蔵される。つまり、回路基板70における第1の面72を覆うようにケース体60が積層配置され、ケース体60の上面側にフレキシブル配線基板50が積層配置され、フレキシブル配線基板50の上面にキーシート40が積層配置される。
回路基板70には、フロントケース30側の第1の面72、及び第1の面72と反対側の第2の面73に、不図示の各種電子部品が配置される。また、回路基板70における第1の面72には不図示の基準電位パターンが形成される。
ケース体60は、導電性の第1ケース部62と、非導電性の第2ケース部64とを備える。第1ケース部62は、回路基板70における第1の面72に配置される不図示の各種電子部品を覆うように配置されると共に、基準電位パターンと導通する。第2ケース部64は、第1ケース部62の一端に連続して配置されると共に、回路基板70の外縁に配置される。
図4(A)及び図4(B)に示すように、第1ケース部62と第2ケース部64とは別個の部材であって、互いに係合して一体化される。具体的には、第1ケース部62の一端に形成される凹状の被係合部48aに、第2ケース部64の一端に形成される凸状の係合部44aが係合することで一体的に組み合わさって固定される。互いに係合した状態の第1ケース部62と第2ケース部64とにより構成される回路基板70と反対側の表面は、連続する滑らかな一の面60aを形成する。
第1ケース部62は、薄型の直方体における一の広い面が開口した形状を有する金属製の部材である。具体的には、図3に示すように、第1ケース部62は、平板部42と、平板部42における一方の面に略垂直に形成されるリブ44とを有する。リブ44は、平板部42の周縁及び内側の所定の位置に形成される。なお、リブ44は、回路基板70における第1の面72に実装される各種電子部品のうち最も高さのある電子部品の高さと同等又はそれよりも十分に高くなるよう形成される。なお、第1ケース部62は、金属により形成する以外に、骨格を樹脂により形成し、その表面に導体膜を形成するようにしたものでもよい。
第1ケース部62は、リブ44により、回路基板70における第1の面72に形成される基準電位パターンと導通する。これにより、第1ケース部62は、基準電位パターンと導通して同じ大きさの電位を有するようになる。つまり、第1ケース部62は、シールドケースとして機能する。よって、第1ケース部62は、シールドケースとして外部からのノイズが回路基板70の第1の面72に配置される不図示の各種電子部品に作用するのを防ぐと共に、電子部品としてのRF(Radio Frequency)モジュール等の高周波回路から放出されるノイズを吸収して、第1の面72に配置される他の電子部品に作用することを防ぐ。
第1ケース部62は、回路基板70の上面に載置された状態で、一端側が回路基板70よりも短くなるよう形成される。そして、この回路基板70における第1ケース部62が配置されない部分に第2ケース部64が配置される。
第2ケース部64は、図4(A)及び図4(B)に示すように、第1ケース部62の上面側に連続する曲面65aと該曲面65aに連続して形成される垂直な平面65bとにより構成される壁部65を有する樹脂性の部材である。第2ケース部64が第1ケース部62と一体的に係合することで、平板部42と壁部65とが連続する一の面60aを形成する。この連続する面に、後述するフレキシブル配線基板50が積層配置される。
また、第2ケース部64における回路基板70側と反対側の面には、アンテナエレメント66が配置される。第2ケース部64は、アンテナ基台として機能する。第2ケース部64が携帯電話機1における一端側に配置されるので、アンテナエレメント66は、携帯電話機1における一端側に配置される。具体的には、ヒンジ機構26側と反対の端部側に配置される。
アンテナエレメント66は、帯状の金属膜であって、アンテナ基台としての第2ケース部64における外面に沿うように配置される。具体的には、図4(A)に示すように、アンテナエレメント66は、帯状の金属膜が第2ケース部64の壁部65における第1ケース部62側に位置して互いに離間する2点を繋ぐように壁部65の外縁側を周回すると共に、第1ケース部62から離れた側において外方に突出する凸部を有する形状になるよう配置される。また、アンテナエレメント66は、第2ケース部64が第1ケース部62と互いに係合した状態においても第1ケース部62に接触しないように配置される。これにより、アンテナエレメント66は、第1ケース部62と電気的に絶縁される。
アンテナエレメント66は、第2ケース部64の壁部65における曲面65aから垂直な平面65bにわたって配置される。第2ケース部64の壁部65における曲面65aや垂直な平面65bは、ケース体60や回路基板70における広い面と交差する面(平行ではない面)であり、アンテナエレメント66は、ケース体60や回路基板70における広い面と交差するような位置関係で配置される。即ち、アンテナエレメント66が形成された壁部65(曲面65a及び平面65b)は、当該壁部65を含む仮想平面が、回路基板70と平行な仮想平面と交差するように配されている。なお、本発明において、アンテナエレメント66が配置された壁部65を含む仮想平面とは、アンテナエレメント66が形成された壁部65の面のうち、任意に特定した位置領域を含む仮想の平面のことをいう。
ケース体60を回路基板70に載置した状態において、図4(A)及び図4(B)に示すように、アンテナエレメント66は、給電端子77を介して回路基板70から給電される。給電端子77は、第2ケース部64における壁部65の垂直な平面65bに形成された不図示の孔部に挿通され、一端が第2ケース部64の外面に配置されるアンテナエレメント66に接続される。給電端子77の他端は、回路基板70の端面に配置されると共に不図示の給電部に接続される導電部75に接続される。これにより、アンテナエレメント66は、給電端子77を介して回路基板70から給電されると共に、回路基板70のRFモジュール等の高周波回路と接続される。
フレキシブル配線基板50は、フロントケース30側の面に複数のキースイッチ524a、524b、524cを有し、ケース体60における第1ケース部62の平板部42、及び第2ケース部64の壁部65に載置される。フレキシブル配線基板50は、ケース体60に載置された状態において、第1ケース部62から延出し、アンテナエレメント66を覆わなければ第2ケース部64の一部に渡って載置されていても構わない。
フレキシブル配線基板50のキースイッチ524a、524b、524cは、椀状に湾曲して立体的に形成された金属板のメタルドームを有する構造になっている。メタルドームは、その椀状形状の頂点が押圧されると、フレキシブル配線基板50の表面に印刷された不図示の電気回路に形成されるスイッチ端子に接触して電気的に導通する。
キーシート40は、シリコンゴム製のシート41の表面に複数のキートップ424a、424b、424cが接着剤により貼り付けられて構成される。キーシート40における複数のキートップ424a、424b、424cは、フレキシブル配線基板50におけるキースイッチ524a、524b、524cと対向する位置に配置されると共に、後述するフロントケース30に形成される不図示のキー孔から露出するように配置される。
フロントケース30には、携帯電話機1を折り畳んだ状態で表示部側筐体22の表示部27と対向する内側面21aに、不図示のキー孔が複数形成される。複数のキー孔それぞれからは、キーシート40に貼り付けられるキートップ424a、424b、424cそれぞれの押圧面が露出する。この露出したキートップ424a、424b、424cそれぞれの押圧面を押し下げるように押圧することで、対応するキースイッチ524a、524b、524cそれぞれにおけるメタルドーム(椀状形状)の頂点が押圧され、スイッチ端子に接触して電気的に導通する。
本実施形態によれば、アンテナエレメント66が配置されるアンテナ基台としての第2ケース部64を、シールドケースとしての第1ケース部62と一体化して回路基板70に積層配置したので、従来のようなアンテナ基台が回路基板と並列に配置される構造に比べて、携帯電話機1を小型化や薄型化することができる。例えば、従来のアンテナ基台の占有部分に他の部品を配置することで、携帯電話機1を小型化や薄型化することができる。
また、図7に示すように、従来、給電端子77Bは、アンテナ基台64Bの一部であって回路基板70Bの下面に配置される部分から上方(厚さ方向)に延びるように配置され、回路基板70Bと接続配置されていた。本実施形態によれば、図7におけるアンテナ基台64Bの下面から回路基板70Bの下面まので距離分を薄型化することができる。
また、本実施形態によれば、第1ケース部62と第2ケース部64とは互いに別個の部材であるため、それぞれの機能に適した特性の材質により形成することができる。
また、本実施形態によれば、第1ケース部62と第2ケース部64とは互いに独立した製造工程により製造されるので、第1ケース部62や第2ケース部64の設計変更にそれぞれ好適に対応できる。
また、本実施形態によれば、アンテナエレメント66が形成された第2ケース部64と第1ケース部62とを一体化したケース体60に、フレキシブル配線基板50を貼り付けることで、これを一体として筐体内に組み込むことができる。これにより、筐体内への組み込み作業の負荷を低減することができる。
また、本実施形態によれば、アンテナエレメント66を操作部側筐体21の端部に配置すると共に、回路基板70と交差する位置関係となるように配置してあるため、アンテナエレメント66が手等により覆われることを防ぐことができると共に、外来から届く電波を受信し易い構成とすることができる。
ここで、上述した実施形態において、図3に示すように、リアケース80の上面(内部側)には、該リアケース80側から順に、略同じ大きさの回路基板70と、ケース体60と、フレキシブル配線基板50と、キーシート40とが積層的に配置されて携帯電話機1が構成されているが、本発明はこれに限定されない。以下に、図6を参照しながら他の実施形態について説明する。なお、他の実施形態においては、ケース体60及び回路基板70の形状や配置等を除いて上述した実施形態と同様であるため、この同様な部分の説明は省略する。
図6は、他の実施形態における操作部側筐体21の分解側面図である。図6に示すように、操作部側筐体21は、フロントケース30と、キーシート40と、キー基板としてのフレキシブル配線基板50と、基準電位パターン及び電子部品を有する回路基板70と、ケース体60と、リアケース80と、バッテリ85とを備える。操作部側筐体21において、フロントケース30と、キーシート40と、フレキシブル配線基板50と、回路基板70と、ケース体60と、リアケース80とは、この順序で積層的に配置される。ここで、回路基板70は、不図示の基準電位パターン及び電子部品が配置される第1の面72がリアケース80側を向くように配置される。つまり、回路基板70は、上述した実施形態と表裏が逆になるように配置される。
また、不図示の各種電気部品は、第1の面72における一端側に集約して配置される。そして、ケース体60は、第1の面72における一端側に集約して配置された各種電子部品を覆うようにして回路基板70に積層配置される。ここで、回路基板70における第1の面72がリアケース80側を向いて配置されているので、ケース体60は、回路基板70におけるリアケース80側に配置される。つまり、ケース体60は、回路基板70に対して上述した実施形態と反対の側に配置される。上述した実施形態とは、回路基板70及びケース体60における配置の順序が逆になっている。
ケース体60は、回路基板70における各種電子部品が集約して配置された領域を覆う大きさであればよいので、ケース体60は、上述した実施形態におけるケース体60(図3を参照)の略半分の大きさである。そして、第1の面72の一端側に集約して配置される不図示の各種電子部品を覆うように配置されるケース体60は、回路基板70におけるリアケース80側の一端側に偏って配置される。
バッテリ85は、リアケース80に形成される不図示の開口に外側から装脱可能に収納される。バッテリ85は、リアケース80における他端側に偏って配置される。詳細には、バッテリ85は、回路基板70の第1の面72におけるケース体60が配置されていない部分と、リアケース80の外面との間に配置される。つまり、ケース体60が取り付けられた回路基板70がリアケース80に収納された状態において、ケース体60とバッテリ85とは互いに重なることなく並列配置される。
また、フレキシブル配線基板50は、回路基板70における第2の面73の上に積層配置され、このフレキシブル配線基板50の上面にキーシート40が積層配置される。
また、ケース体60は、ケース体60を構成する第2ケース部64が、上述した実施形態において配置された端部とは反対の一端側に配置される。つまり、第2ケース部64に配置されるアンテナエレメント66は、上述した実施形態において配置された端部とは反対の一端側に配置される。
更に、ケース体60は、リアケース80の内面に近接して配置されているので、アンテナエレメント66は、リアケース80における内面に近接して配置される。言い換えると、アンテナエレメント66は、リアケース80の他に遮るものがない状態でリアケース80の一端側に配置される。
他の実施形態によれば、上述した実施形態における効果に加え、回路基板70における電子部品の配置やケース体60の配置を工夫して、操作部側筐体21内のスペースを有効に利用して各部材を配置することで、携帯電話機1を更に小型化や薄型化することができる。なお、図6では、キースイッチを有するフレキシブル配線基板50を回路基板70の第2の面73に積層配置した例を示したが、回路基板70の第2の面73にキースイッチを直接形成したものでも良く、この場合、さらに操作部側筐体21の厚みを薄くすることができる。
以上、本発明の好適な実施形態及び他の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態及び他の実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。実施形態及び他の実施形態において、第1ケース部62と第2ケース部64とは別個の部材により構成されるが、これらを一体の部材として形成してもよい。例えば、第1ケース部62及び第2ケース部64を樹脂により一体的に成形すると共に、第1ケース部62を構成する部位を導体膜により被覆したものを用いてもよい。ここで、導体膜は、蒸着、メッキやスパッタリングにより形成することができる。
このように、第1ケース部62と第2ケース部64とを一体の部材として形成した場合、製造工程を簡略化できると共に、携帯電話機1の組立て作業における負荷を軽減することができる。
また、実施形態及び他の実施形態では、アンテナエレメント66を第2ケース部64の壁部65のうち回路基板70側と反対側の面に形成した例を示したが、第2ケース部64の壁部65のうち回路基板70側の面に形成しても構わない。また、実施形態及び他の実施形態において、アンテナエレメント66を構成する帯状の薄膜は、例えば、蒸着、メッキやスパッタリングにより形成することができる。ここで、上述のように第1ケース部62及び第2ケース部64を樹脂により一体的に成形して第1ケース部62を導体膜により被覆する場合、アンテナエレメント66は、第1ケース部62の導体膜と同時に形成することができる。また、アンテナエレメント66は、板金により形成してもよく、この場合、板金のアンテナエレメント66を部分的に樹脂でモールドして第2ケース部64を一体化してもよい。
また、実施形態及び他の実施形態において、第2ケース部64における壁部65は曲面を有する形状であるが、これに限定されず、図5に示すように、上面も平面状である形状とすることができる。この場合、給電端子77Aは、回路基板70Aにおける第1の面72Aから上方(厚さ方向)に延びるように配置できる。
このように、第2ケース部64を上面も平面状である形状とすることで、ケース体60に載置されるフレキシブル配線基板50におけるキースイッチ524a、524b、524c、及びこれらに対応するキーシート40におけるキートップ424a、424b、424cを、第1ケース部62から第2ケース部64にわたって配置することができる。これにより、キースイッチ524a、524b、524cそれぞれの間隔及びキートップ424a、424b、424cそれぞれの間隔を広くして配置することができる。
本発明の一実施形態における携帯電話機1の外観斜視図である。 操作部側筐体21に内蔵される部材の分解斜視図である。 操作部側筐体21の分解側面図である。 (A)ケース体60とフレキシブル配線基板50との構造を説明する部分平面図であり、(B)ケース体60とフレキシブル配線基板50との構造を説明する部分断面図である。 変形形態におけるケース体60とフレキシブル配線基板50との構造を説明する側面図である。 他の実施形態における操作部側筐体21の分解側面図である。 従来の給電構造を説明する部分側面図である。
符号の説明
1 携帯電話機
21 操作部側筐体
22 表示部側筐体
30 フロントケース
40 キーシート
50 フレキシブル配線基板
60 ケース体
62 第1ケース部
64 第2ケース部
66 アンテナエレメント
70 回路基板
72 第1の面
73 第2の面
80 リアケース
85 バッテリ

Claims (4)

  1. 第1の面に基準電位パターン及び電子部品を有する回路基板と、
    前記電子部品を覆うように配置されると共に、前記基準電位パターンと導通する導電性の第1ケース部、及び前記第1ケース部と連続的に配置されると共に、前記回路基板の外縁に配置される非導電性の第2ケース部を有するケース体と、
    前記回路基板及び前記ケース体を収納する筐体と、を備え、
    前記第2ケース部の少なくとも一部は、前記回路基板の平面より外側に位置し、
    前記第2ケース部は、アンテナエレメントが配置された壁部を備え、該壁部は、前記回路基板の主面を含む仮想平面と交差するように配され、
    前記回路基板の第1の面と反対側の第2の面側に、キースイッチを備え、
    前記ケース体は、前記第1の面における一部を覆うように配置され、
    前記第1の面における前記ケース体が配置されていない部分と前記筐体における外側面との間には、バッテリが配置される携帯無線機。
  2. 前記第1ケース部と前記第2ケース部とは別個の部材として構成されると共に、互いに係合して一体化される請求項1記載の携帯無線機。
  3. 前記ケース体は、前記第1ケース部と前記第2ケース部とが樹脂により一体的に成形され、
    前記第1ケース部を構成する部位が、導体膜により被覆される請求項1記載の携帯無線機。
  4. キースイッチを有するキー基板を更に備え、
    前記キー基板は、前記ケース体の少なくとも第1ケース部における前記回路基板側と反対側に積層配置される請求項1乃至3のいずれか1記載の携帯無線機。
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