カード型携帯電話機
【課題】携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保した、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を提供する。
【解決手段】金属材料からなる上部筐体１０２および下部筺体１０３と、樹脂材料からなるセンターフレーム１０６により構成された筺体構造部により構成され、ＬＣＤモジュール１０４とキースイッチモジュール１０５と回路基板モジュール１０８とアンテナモジュール１０７とパワーモジュール１０９を、その積層厚が最小となるよう最適化した後に順次積層搭載内包したセンターフレーム１０６を、上部筺体１０２と下部筺体１０３とで挟持する。
【解決手段】金属材料からなる上部筐体１０２および下部筺体１０３と、樹脂材料からなるセンターフレーム１０６により構成された筺体構造部により構成され、ＬＣＤモジュール１０４とキースイッチモジュール１０５と回路基板モジュール１０８とアンテナモジュール１０７とパワーモジュール１０９を、その積層厚が最小となるよう最適化した後に順次積層搭載内包したセンターフレーム１０６を、上部筺体１０２と下部筺体１０３とで挟持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースとカバーからなる携帯電話機のように、キースイッチ、表示部等を備えた携帯電話機の正面を形成する第一筐体と、第一筐体に嵌合して携帯電話機の背面を形成する第二筐体とからなる携帯電話機の筐体に関し、特に、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電話機業界における携帯電話機の需要は目覚しく、益々薄型、軽量、小型化が望まれている。特に、薄型化に関しては各メーカとも最先端技術を投入してきており、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備えた極薄型筐体構造の提案が望まれてきている。
【０００３】
一般に、鞄、ポケット等に収納して携帯、使用される携帯電話機においては、例えば、特許文献１に記載されている従来の携帯電話機筐体のように、キースイッチ、表示部等を備えた電話機の正面を形成する第一筐体と、この第一筐体に嵌合して電話機の背面を形成する第二筐体とからなる電話機筐体に、電源や各種部品を実装して構成されている。また別の従来例として、特許文献２に記載されている、半田リフローできない電子部品を組込んだプリント基板と、金属プリント基板の銅箔形成面を内側にして絞り込んで半田リフローできる電子部品を組込んだ２つのケース本体とを備え、前記ケース本体を合わせて成るケースに送話部と受話部とグリップとを固定すると共にケース内に前記プリント基板を組込んで構成する携帯電話機筐体構造が特に薄型、軽量、小型化を目的として提示されている。
【０００４】
図１は、特許文献１に示されている従来の一般的な携帯電話機に使用されている電話機筐体構造を示す分解斜視図である。
【０００５】
この図に示すように、従来の電話機筐体は、電話機の正面を形成する箱状の第一筐体６０１と、この第一筐体６０１に嵌合して電話機の背面を形成する箱状の第二筐体６０２とからなり、この第一筐体６０１と第二筐体６０２の間に、キースイッチ６０３や表示部６０４等の各種電気部品が実装されたプリント配線基板６０５が挾持され、これらが一体となって携帯電話機を構成している。このような構成からなる従来の携帯電話機筐体において、第一筐体６０１及び第二筐体６０２は、その価格、加工容易性、軽量化の観点から一般的に樹脂材料が用いられている。
【０００６】
図２は、特許文献２に示されている携帯電話筐体構造を示す断面図である。
【０００７】
この図に示すように、半田リフローできない電子部品７０１を組み込んだプリント基板７０２を、半田リフローできる電子部品７０３を実装した銅箔パターンを備える銅箔形成面７０４ａ，７０４ｂを内側にして絞り込むことにより一体で成形される金属プリント基板をそれぞれ第一筐体７０５、第二筐体７０６とし挟み込むことにより、携帯電話機筐体の厚みが薄くなるとともに、重量を軽くして小型にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２６２６６２７号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特許第２６２９３７６号公報（第３頁、図１、図２）
【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、この特許文献１に開示された携帯電話機筐体構造にはいくつかの問題がある。
【００１０】
第一の問題点は、携帯電話機を薄型化する場合、必然的に第一筐体及び第二筐体の薄型化を要することからその肉厚が薄くなり、携帯電話機の機械的強度の低下を招いてしまうことである。ところが携帯電話機は一般に、鞄、ポケット等に収納して携帯することを想定しているため、薄型化に伴い機械的強度を低下させることは好ましくない。
【００１１】
第二の問題点は、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保するために、第一筐体及び第二筐体それぞれの肉厚を厚くする必要があり、当初の目的である薄型化を達成することが困難となる。
【００１２】
第三の問題点は、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保するために、第一筐体及び第二筐体に例えば金属のような高剛性材料を用いた場合、一般的に金属材料は材料規格でいう降伏点を越えると材料そのものに永久歪が残留し、且つ、金属材料は一般的に樹脂材料よりも脆性が高いため、機械的強度を確保しつつ薄型化を達成することは困難となる。
【００１３】
以上のように、特許文献１に開示された携帯電話筐体構造を用いた場合、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備え、且つ、薄型化することは困難で、特に、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現することは不可能であった。
【００１４】
特許文献２に開示された携帯電話機筐体構造も、金属材料からなる第二筐体を用いて携帯電話筐体の薄型化、小型化を図っていることから、特許文献１と同様に、一般的に金属材料は材料規格でいう降伏点を越えると材料そのものに永久歪が残留し、且つ、金属材料は一般的に樹脂材料よりも脆性が高いため、機械的強度を確保しつつ薄型化を達成することは困難となる。
【００１５】
以上のように、特許文献２に開示された携帯電話筐体構造を用いた場合、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備え、且つ、薄型化することは困難で、特に、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現することは不可能であった。
【００１６】
本発明は、このような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備え、且つ、薄型化できる携帯電話機の提供を目的とする。特に、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によるカード型携帯電話機は、金属材料からなり、表示部が設けられる上部筐体と、金属材料からなる下部筐体と、樹脂材料からなるセンターフレームと、を備え、前記上部筐体と前記下部筐体とは嵌合され、前記上部筐体と前記下部筐体とが嵌合された位置において、前記センターフレームが最も内側に配置され、前記上部筐体は、天板と該天板の少なくとも対向する二辺に設けられた側板と、を備え、前記上部筐体の前記天板と前記センターフレームとが接して設けられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、各機能モジュールを樹脂材料からなるセンターフレームで囲い、上部と下部を金属材料からなる上下筺体で挟み込むことにより、金属材料からなる上下筺体に外力が加わると、外力が樹脂材料からなるセンターフレームに伝播し、金属材料からなる上下筺体が塑性変形する前に樹脂材料からなるセンターフレームが変形し過大な応力を吸収することができ、且つ、上部筐体と下部筐体が直接接触するように連結することにより、落下衝撃力等の衝撃波が上下筺体に加わっても、衝撃波が上下筐体とセンターフレームの界面で反射・分散し、センターフレームへの衝撃波伝播を低減し、反射・分散した衝撃波を上下筺体で受けることができる。また、センターフレームに曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲にある樹脂を主成分とした材料を用いることにより、前記過大応力吸収効果及び前記衝撃波伝播低減効果を最も効率的に発揮させることができる。さらに、ＬＣＤモジュールとキースイッチモジュールと回路基板モジュールとアンテナモジュールとパワーモジュールを各々その積層厚が最小となるよう最適化することにより、前記効果と併せて、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備えた薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】特許文献１に示されている従来の一般的な携帯電話機に使用されている電話機筐体構造を示す分解斜視図である。
【図２】特許文献２に示されている携帯電話筐体構造を示す断面図である。
【図３】樹脂材料の応力−歪み曲線である。
【図４】本発明によるカード型携帯電話機の一実施形態の説明図である。
【図５】本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例におけるセンターフレームの構成を示す分解斜視図である。
【図６】本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例における挟持構造を示す分解斜視図である。
【図７】本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例における装置全体を示す斜視図及び断面図である。
【図８】携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験及び耐落下衝撃試験結果である。
【図９】携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験結果である。
【図１０】携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐落下衝撃試験結果である。
【図１１】本発明によるカード型携帯電話機の第二の実施例における挟持構造を示す分解斜視図及び装置全体を示す斜視図及び断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［構造］
図３は、本発明によるカード型携帯電話機の一実施形態の構成を示すものである。ここで図３（ａ）は本発明によるカード型携帯電話機の全体斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２１】
本発明によるカード型携帯電話機１０１は、金属材料（例えばステンレス、ニッケル、チタン、アルミニウム、マグネシウム等の金属材料及びこれらを主成分とする合金）からなる上部筐体１０２および下部筺体１０３と、樹脂材料（例えばＰＣ，ＰＡ，ＰＢＴ，ＰＯＭ，ＡＢＳ，もしくはこれらを主成分とする合成樹脂）からなるセンターフレーム１０６により構成された筺体構造部と、カード型携帯電話機１０１に電源を供給するパワーモジュール１０９と、カード型携帯電話機１０１を機能させるための駆動回路及びＬＳＩ（大規模集積回路）を予め表面実装してある回路基板モジュール１０８と、無線通信を行うためのアンテナモジュール１０７と、個々のキースイッチ１０５ａを複数個実装したキースイッチモジュール１０５と、カード型携帯電話機１０１の表示機能であるＬＣＤモジュール１０４により構成されている。
【００２２】
ここで、ＬＣＤモジュール１０４とキースイッチモジュール１０５と回路基板モジュール１０８とアンテナモジュール１０７とパワーモジュール１０９は、その積層厚が最小となるよう最適化した後順次センターフレーム１０６内に積層搭載され、その後、ＬＣＤモジュール１０４とキースイッチモジュール１０５と回路基板モジュール１０８と無線通信を行うためのアンテナモジュール１０７とパワーモジュール１０９とを積層搭載し内包したセンターフレーム１０６は、上部筺体１０２と下部筺体１０３とで挟持され、上部筺体１０２と下部筺体１０３が直接接触するように連結される。
【００２３】
更に、センターフレーム１０６は曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲であることが望ましい。一般的に樹脂材料はその機械的強度（ここでは曲げ弾性率）を向上させるため、主材料にフィラー（例えばガラス繊維、炭素繊維、グラファイト等）を混合させるか、もしくは擬２元素あるいは擬３元素のポリマーアロイを形成する等の手法が用いられており、その曲げ弾性率をある程度任意に選択することが可能となっているが、図４に示すとおり、センターフレーム１０６に曲げ弾性率が２ＧＰａ以下の樹脂材料を用いた場合、印加応力σに対して歪み量εが大きくなり、金属材料からなる上下筺体１０２，１０３に外力が加わった場合、センターフレーム１０６の変形量が大きくなるため、上下筺体１０２，１０３が塑性変形してしまうからである。更に、センターフレーム１０６の曲げ弾性率が１７ＧＰａ以上の樹脂材料を用いた場合、印加応力σに対して歪み量εは小さくなるが、脆性が高くなるため、金属材料からなる上下筺体１０２，１０３に外力が加わった場合センターフレーム１０６に割れ等の障害が発生しやすくなり、且つ、落下衝撃力等の衝撃波も伝播しやすくなるからである。
［実施例１］
図５、図６、図７は、本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例を示す分解斜視図及び全体斜視図及び断面図、図８は携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験及び耐落下衝撃試験結果、図９は携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験結果、図１０は携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐落下衝撃試験結果、である。ここで図５（ａ）は本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例におけるセンターフレームの構成を示す分解斜視図、図５（ｂ）は本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例におけるセンターフレームの斜視図、図６は本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例における挟持構造を示す分解斜視図、図７（ａ）は本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例における装置全体を示す斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は図７（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２４】
有効画素数２０，４８０（１２８×１６０）ピクセルで６５，０００色表示可能なＴＦＴ型ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）とＬＣＤ駆動回路と機械的強度補強用の外枠を備えたＬＣＤモジュール１０４と、１８個のゴム製のキースイッチ１０５ａを図示しないＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）にキースイッチ１０５ａを図中下方向へ押込んだ際電気信号を前記ＦＰＣへ伝達するステンレス製のメタルドームを挟み込んで実装し前記ＦＰＣ上にはキー照光用のＬＥＤ（発光ダイオード）が実装してあるキースイッチモジュール１０５と、逆Ｆ型アンテナ素子を備えたアンテナモジュール１０７と、論理回路用ＬＳＩ２０２と無線回路用ＬＳＩ２０３とを複数個表面実装し、図示しないスピーカ，バイブモータ，赤外線通信用ユニット，３０万画素ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）型カメラモジュール，フラッシュライト，Ｉ／Ｏコネクタを実装した回路基板モジュール１０８と、容量３００ｍＡｈのリチウムイオンバッテリと図示しない保護回路を備えたパワーモジュール１０９と、ＳＤメモリカード用ＳＤカードコネクタ２０１とを、その曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣ（ポリカーボネイト）にガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６に、ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１を順次組込み、センターフレーム１０６と一体化した（図５（ａ）（ｂ））。
【００２５】
次に、前記ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１順次組込み込んだＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６を、センターフレーム１０６のキースイッチ１０５ａ露出面方向からステンレス製の上部筺体１０２で、センターフレーム１０６のキースイッチ１０５ａ露出面反対方向から下部筺体１０３で挟み込み隙間なく嵌合した（図６）。
【００２６】
ここで、ＬＣＤモジュール１０４の厚さｔ１とキースイッチモジュール１０５の厚さｔ２の差ｔ１−ｔ２が０．３ｍｍであったため、回路基板モジュール１０８上のＬＣＤモジュール１０４対向面には最大厚さが１．５ｍｍとなる論理回路用ＬＳＩ２０２を、回路基板モジュール１０８上のキースイッチモジュール１０５対向面には最大厚さが１．８ｍｍとなる無線回路用ＬＳＩ２０３を選択的に表面実装した（図７（ａ）（ｂ）（ｃ））。
【００２７】
本実施例によれば、ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１を順次組込み込んだその曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６の上部と下部をステンレス製の上下筺体１０２，１０３で挟み込むことにより、上下筺体１０２，１０３に外力が加わると外力がセンターフレーム１０６に伝播し、上下筺体１０２，１０３が塑性変形する前にセンターフレーム１０６が変形し過大な応力を吸収することができる。さらに、ＬＣＤモジュール１０４とキースイッチモジュール１０５の厚み差を、回路基板モジュール１０８上の論理回路用ＬＳＩ２０２と無線回路用ＬＳＩ２０３を選択的に表面実装し最適化することにより、前記効果と併せて、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備えた薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機１０１を実現することができる。
【００２８】
次に、本実施例で用いたＰＣ＋ガラス繊維３０％混入合成樹脂（曲げ弾性率５．８８９ＧＰａ）のほかにＰＡ［ナイロン６］（曲げ弾性率１．４ＧＰａ），ＰＢＴ（曲げ弾性率２ＧＰａ），ＰＣ＋ガラス繊維２０％混入合成樹脂（曲げ弾性率４．２５１ＧＰａ），ＰＡ＋炭素繊維３０％混入合成樹脂（曲げ弾性率１７ＧＰａ），ＰＡ＋炭素繊維４０％混入合成樹脂（曲げ弾性率２３．４ＧＰａ）を用いてセンターフレーム１０６を各々５台ずつ作成し、各々カード型携帯電話機１０１に組み込んだ後、携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験（印加荷重１９６Ｎ、良否判定基準：上下筐体１０２，１０３が塑性変形しないこと）及び耐落下衝撃試験（落下高さ１．５ｍ、良否判定基準：センターフレーム１０６に割れ，欠け等発生しないこと）を実施した。ここで、耐さば折荷重印加試験とは、携帯電話機の機械的強度が、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保できているか評価するための試験で、携帯電話機をその相対距離が１００ｍｍの場所に配置してある支持柱上に均等に配置し、支持柱間の中心の位置に荷重（ここでは１９６Ｎ）を印加することで携帯電話機にせん断負荷をかけるものである。結果、図８に示すとおりカード型携帯電話機１０１にさば折荷重を印加した場合、センターフレーム１０６の曲げ弾性率が２ＧＰａ未満時にセンターフレーム１０６の変形量が大きくなりステンレス製の上下筺体１０２，１０３が塑性変形し、カード型携帯電話機１０１に落下衝撃力を印加した場合、センターフレーム１０６の曲げ弾性率が２３．４ＧＰａ以上時にセンターフレーム１０６に割れや欠けが発生した。本試験結果よりカード型携帯電話機１０１の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、且つ、耐落下衝撃特性を確保するためにはセンターフレーム１０６の曲げ弾性率は２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲が最も適していることがわかった。
【００２９】
また、センターフレーム１０６の材料としてその曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲であるＰＣ＋ガラス繊維３０％混入合成樹脂のほかに、ＰＣ，ＰＡ［ナイロン６６］，ＰＢＴ，ＰＯＭ，ＡＢＳ，もしくはこれらを主成分とする合成樹脂を用いることができる。ただし、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現するためには薄肉微細形状を精確に形成できる必要があるため、その成型容易性からＰＣもしくはＰＣを主成分とする合成樹脂，ＰＡもしくはＰＡを主成分とする合成樹脂を用いるのが最も好ましい。
【００３０】
次に、本実施例で用いたステンレス製の上部筺体１０２，下部筐体１０３，その曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６の最適な板厚の組合せについて規定する。上部筐体１０２の板厚ｔ１を４種類（０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４５ｍｍ，０．６ｍｍ）、下部筐体１０３の板厚ｔ２を４種類（０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４５ｍｍ，０．６ｍｍ）、センターフレーム１０６の板厚ｔ３を４種類（０．４ｍｍ，０．６ｍｍ，０．９ｍｍ，１．２ｍｍ）、各々５台ずつ作成し、各々カード型携帯電話機１０１に組み込んだ後、携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験（印加荷重１９６Ｎ、良否判定基準：上下筐体１０２，１０３が塑性変形しないこと）及び耐落下衝撃試験（落下高さ１．５ｍ、良否判定基準：センターフレーム１０６に割れ，欠け等発生しないこと）を実施した。結果、図９に示すとおりカード型携帯電話機１０１にさば折荷重を印加した場合、センターフレーム１０６の板厚ｔ３が０．４ｍｍのとき上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２によらずセンターフレーム１０６の変形量が大きくなり上下筺体１０２，１０３が塑性変形し、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比が１：２以下のときセンターフレーム１０６の変形量が大きくなり上下筺体１０２，１０３が塑性変形した。また、図１０に示すとおりカード型携帯電話機１０１に落下衝撃力を印加した場合、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２が０．２ｍｍのときセンターフレーム１０６の板厚ｔ３によらずセンターフレーム１０６に割れや欠けが発生した。本試験結果よりカード型携帯電話機１０１の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、且つ、耐落下衝撃特性を確保するためには上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比が１：２以上で、且つ、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２は０．３ｍｍ以上、センターフレーム１０６の板厚ｔ３は０．６ｍｍ以上必要であることがわかった。ここで、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現するためには、カード型携帯電話機１０１の総厚が最小となる、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２を０．３ｍｍ、センターフレーム１０６の板厚ｔ３を０．６ｍｍとするのが最も好ましいのは明らかである。
【００３１】
また、上下筐体１０２，１０３の材料としてステンレスのほかに、ニッケル，チタン，アルミニウム，マグネシウム，もしくはこれらを主成分とする合金を用いることができる。ここで、センターフレーム１０６の材料として本実施例で用いたＰＣ＋ガラス繊維３０％混入合成樹脂（曲げ弾性率５．８８９ＧＰａ）のほかにＰＡ［ナイロン６］（曲げ弾性率１．４ＧＰａ），ＰＢＴ（曲げ弾性率２ＧＰａ），ＰＣ＋ガラス繊維２０％混入合成樹脂（曲げ弾性率４．２５１ＧＰａ），ＰＡ＋炭素繊維３０％混入合成樹脂（曲げ弾性率１７ＧＰａ），ＰＡ＋炭素繊維４０％混入合成樹脂（曲げ弾性率２３．４ＧＰａ）を、上下筐体１０２，１０３の材料としてステンレスのほかに、ニッケル，チタン，アルミニウム，マグネシウムを用いて必要な数量作成し、上記と同様に携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験（印加荷重１９６Ｎ、良否判定基準：上下筐体１０２，１０３が塑性変形しないこと）及び耐落下衝撃試験（落下高さ１．５ｍ、良否判定基準：センターフレーム１０６に割れ，欠け等発生しないこと）を各組み合わせで実施したところ、センターフレーム１０６の曲げ弾性率の最適値（２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲）及び上部筺体１０２，下部筐体１０３，センターフレーム１０６の最適な板厚の組合せ（上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比が１：２以上）が上記と同様の結果となった。
【００３２】
まとめると、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現するためには、センターフレーム１０６の材料にはその曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲で、且つ、薄肉微細形状を精確に形成できる必要があるためその成型容易性からＰＣもしくはＰＣを主成分とする合成樹脂，ＰＡもしくはＰＡを主成分とする合成樹脂を用いるのが最も好ましく、上下筐体１０２，１０３の材料にはその機械的強度・加工性・入手性からステンレスもしくはステンレスを主成分とする合金，ニッケルもしくはニッケルを主成分とする合金，チタンもしくはチタンを主成分とする合金を用いるのが最も好ましく、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比が１：２以上であることが最も好ましい。
［実施例２］
図１１は、本発明によるカード型携帯電話機の第二の実施例を示す分解斜視図及び全体斜視図及び断面図である。ここで図１１（ａ）は本発明によるカード型携帯電話機の第二の実施例における挟持構造を示す分解斜視図、図１１（ｂ）は本発明によるカード型携帯電話機の第二の実施例における装置全体を示す斜視図、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【００３３】
ここで、第二の実施例におけるセンターフレーム１０６の構成は第一の実施例（図５（ａ）（ｂ））と同一構成であるため説明は省略する。ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１を順次組込み込んだその曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６を、センターフレーム１０６のキースイッチ１０５ａ露出面方向からステンレス製の上部筺体１０２で、センターフレーム１０６のキースイッチ１０５ａ露出面反対方向からステンレス製の下部筺体１０３で挟み込み嵌合した。このとき、上部筐体１０２には連結用穴の開いているアーム５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄが、センターフレーム１０６には前記アーム５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄに対応してネジ穴５０２ａ，５０２ｂ，５０３ｃ，５０４ｄが、下部筐体１０３には前記アーム５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄ及びネジ穴５０２ａ，５０２ｂ，５０３ｃ，５０４ｄに対応して連結用穴の開いているアーム５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ，５０３ｄが設けられており、前記挟み込み嵌合の後、連結用穴の開いているアーム５０１ａ，５０３ａとネジ穴５０２ａとを連結ネジ５０４ａで、連結用穴の開いているアーム５０１ｂ，５０３ｂとネジ穴５０２ｂとを連結ネジ５０４ｂで、連結用穴の開いているアーム５０１ｃ，５０３ｃとネジ穴５０２ｃとを連結ネジ５０４ｃで、連結用穴の開いているアーム５０１ｄ，５０３ｄとネジ穴５０２ｄとを連結ネジ５０４ｄで、各々連結した。（図１１（ａ）（ｂ））。ここで、上部筐体１０２と下部筐体１０３が直接連結するように、上部筐体１０２とセンターフレーム１０６と下部筐体１０３との相対的な位置関係が、上部筐体１０２を最外面，次に下部筐体１０３，最後にセンターフレーム１０６が最も内側となるよう配置した。（図１１（Ｃ））。
【００３４】
本実施例によれば、ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１を順次組込み込んだその曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６の上部と下部をステンレス製の上下筺体１０２，１０３で挟み込むことにより、上下筺体１０２，１０３に外力が加わると、外力がセンターフレーム１０６に伝播し、上下筺体１０２，１０３が塑性変形する前にセンターフレーム１０６が変形し過大な応力を吸収することができる。さらに、上部筐体１０２と下部筐体１０３が直接連結するようにその相対位置を装置外側より上部筐体１０２，下部筐体１０３，センターフレーム１０６とし、連結ネジ５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃ，５０４ｄで上部筐体１０２，下部筐体１０３，センターフレーム１０６を同時に連結することにより、落下衝撃力等の衝撃波が上下筺体１０２，１０３に加わっても、衝撃波が上下筐体１０２，１０３とセンターフレーム１０６の界面で反射・分散し、センターフレーム１０６への衝撃波伝播を低減し、反射・分散した衝撃波を高剛性のステンレス製の上下筺体１０２，１０３で受けることにより、前記効果と併せて、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備えた薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現することができる。
【００３５】
また本実施例においても、センターフレーム１０６の材料にその曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲で、且つ、薄肉微細形状を精確に形成できるＰＣもしくはＰＣを主成分とする合成樹脂，ＰＡもしくはＰＡを主成分とする合成樹脂を用い、上下筐体１０２，１０３の材料にはその機械的強度・加工性・入手性からステンレスもしくはステンレスを主成分とする合金，ニッケルもしくはニッケルを主成分とする合金，チタンもしくはチタンを主成分とする合金を用い、且つ、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比を１：２以上とすることにより、第一の実施例と同様な効果が得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
１０１ カード型携帯電話機
１０２ 上部筐体
１０３ 下部筺体
１０４ ＬＣＤモジュール
１０５ａ キースイッチ
１０５ キースイッチモジュール
１０６ センターフレーム
１０７ アンテナモジュール
１０８ 回路基板モジュール
１０９ パワーモジュール
２０１ ＳＤカードコネクタ
２０２ 論理回路用ＬＳＩ
２０３ 無線回路用ＬＳＩ
５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄ アーム
５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄ ネジ穴
５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃ、５０３ｄ アーム
５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、５０４ｄ 連結ネジ
６０１ 第一筐体
６０２ 第二筐体
６０３ キースイッチ
６０４ 表示部
６０５ プリント配線基板
７０１ 半田リフローできない電子部品
７０２ プリント基板
７０３ 半田リフローできる電子部品
７０４ａ、７０４ｂ 銅箔形成面
７０５ 第一筐体
７０６ 第二筐体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースとカバーからなる携帯電話機のように、キースイッチ、表示部等を備えた携帯電話機の正面を形成する第一筐体と、第一筐体に嵌合して携帯電話機の背面を形成する第二筐体とからなる携帯電話機の筐体に関し、特に、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電話機業界における携帯電話機の需要は目覚しく、益々薄型、軽量、小型化が望まれている。特に、薄型化に関しては各メーカとも最先端技術を投入してきており、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備えた極薄型筐体構造の提案が望まれてきている。
【０００３】
一般に、鞄、ポケット等に収納して携帯、使用される携帯電話機においては、例えば、特許文献１に記載されている従来の携帯電話機筐体のように、キースイッチ、表示部等を備えた電話機の正面を形成する第一筐体と、この第一筐体に嵌合して電話機の背面を形成する第二筐体とからなる電話機筐体に、電源や各種部品を実装して構成されている。また別の従来例として、特許文献２に記載されている、半田リフローできない電子部品を組込んだプリント基板と、金属プリント基板の銅箔形成面を内側にして絞り込んで半田リフローできる電子部品を組込んだ２つのケース本体とを備え、前記ケース本体を合わせて成るケースに送話部と受話部とグリップとを固定すると共にケース内に前記プリント基板を組込んで構成する携帯電話機筐体構造が特に薄型、軽量、小型化を目的として提示されている。
【０００４】
図１は、特許文献１に示されている従来の一般的な携帯電話機に使用されている電話機筐体構造を示す分解斜視図である。
【０００５】
この図に示すように、従来の電話機筐体は、電話機の正面を形成する箱状の第一筐体６０１と、この第一筐体６０１に嵌合して電話機の背面を形成する箱状の第二筐体６０２とからなり、この第一筐体６０１と第二筐体６０２の間に、キースイッチ６０３や表示部６０４等の各種電気部品が実装されたプリント配線基板６０５が挾持され、これらが一体となって携帯電話機を構成している。このような構成からなる従来の携帯電話機筐体において、第一筐体６０１及び第二筐体６０２は、その価格、加工容易性、軽量化の観点から一般的に樹脂材料が用いられている。
【０００６】
図２は、特許文献２に示されている携帯電話筐体構造を示す断面図である。
【０００７】
この図に示すように、半田リフローできない電子部品７０１を組み込んだプリント基板７０２を、半田リフローできる電子部品７０３を実装した銅箔パターンを備える銅箔形成面７０４ａ，７０４ｂを内側にして絞り込むことにより一体で成形される金属プリント基板をそれぞれ第一筐体７０５、第二筐体７０６とし挟み込むことにより、携帯電話機筐体の厚みが薄くなるとともに、重量を軽くして小型にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２６２６６２７号公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特許第２６２９３７６号公報（第３頁、図１、図２）
【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、この特許文献１に開示された携帯電話機筐体構造にはいくつかの問題がある。
【００１０】
第一の問題点は、携帯電話機を薄型化する場合、必然的に第一筐体及び第二筐体の薄型化を要することからその肉厚が薄くなり、携帯電話機の機械的強度の低下を招いてしまうことである。ところが携帯電話機は一般に、鞄、ポケット等に収納して携帯することを想定しているため、薄型化に伴い機械的強度を低下させることは好ましくない。
【００１１】
第二の問題点は、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保するために、第一筐体及び第二筐体それぞれの肉厚を厚くする必要があり、当初の目的である薄型化を達成することが困難となる。
【００１２】
第三の問題点は、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保するために、第一筐体及び第二筐体に例えば金属のような高剛性材料を用いた場合、一般的に金属材料は材料規格でいう降伏点を越えると材料そのものに永久歪が残留し、且つ、金属材料は一般的に樹脂材料よりも脆性が高いため、機械的強度を確保しつつ薄型化を達成することは困難となる。
【００１３】
以上のように、特許文献１に開示された携帯電話筐体構造を用いた場合、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備え、且つ、薄型化することは困難で、特に、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現することは不可能であった。
【００１４】
特許文献２に開示された携帯電話機筐体構造も、金属材料からなる第二筐体を用いて携帯電話筐体の薄型化、小型化を図っていることから、特許文献１と同様に、一般的に金属材料は材料規格でいう降伏点を越えると材料そのものに永久歪が残留し、且つ、金属材料は一般的に樹脂材料よりも脆性が高いため、機械的強度を確保しつつ薄型化を達成することは困難となる。
【００１５】
以上のように、特許文献２に開示された携帯電話筐体構造を用いた場合、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備え、且つ、薄型化することは困難で、特に、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現することは不可能であった。
【００１６】
本発明は、このような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備え、且つ、薄型化できる携帯電話機の提供を目的とする。特に、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によるカード型携帯電話機は、金属材料からなり、表示部が設けられる上部筐体と、金属材料からなる下部筐体と、樹脂材料からなるセンターフレームと、を備え、前記上部筐体と前記下部筐体とは嵌合され、前記上部筐体と前記下部筐体とが嵌合された位置において、前記センターフレームが最も内側に配置され、前記上部筐体は、天板と該天板の少なくとも対向する二辺に設けられた側板と、を備え、前記上部筐体の前記天板と前記センターフレームとが接して設けられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、各機能モジュールを樹脂材料からなるセンターフレームで囲い、上部と下部を金属材料からなる上下筺体で挟み込むことにより、金属材料からなる上下筺体に外力が加わると、外力が樹脂材料からなるセンターフレームに伝播し、金属材料からなる上下筺体が塑性変形する前に樹脂材料からなるセンターフレームが変形し過大な応力を吸収することができ、且つ、上部筐体と下部筐体が直接接触するように連結することにより、落下衝撃力等の衝撃波が上下筺体に加わっても、衝撃波が上下筐体とセンターフレームの界面で反射・分散し、センターフレームへの衝撃波伝播を低減し、反射・分散した衝撃波を上下筺体で受けることができる。また、センターフレームに曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲にある樹脂を主成分とした材料を用いることにより、前記過大応力吸収効果及び前記衝撃波伝播低減効果を最も効率的に発揮させることができる。さらに、ＬＣＤモジュールとキースイッチモジュールと回路基板モジュールとアンテナモジュールとパワーモジュールを各々その積層厚が最小となるよう最適化することにより、前記効果と併せて、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備えた薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】特許文献１に示されている従来の一般的な携帯電話機に使用されている電話機筐体構造を示す分解斜視図である。
【図２】特許文献２に示されている携帯電話筐体構造を示す断面図である。
【図３】樹脂材料の応力−歪み曲線である。
【図４】本発明によるカード型携帯電話機の一実施形態の説明図である。
【図５】本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例におけるセンターフレームの構成を示す分解斜視図である。
【図６】本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例における挟持構造を示す分解斜視図である。
【図７】本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例における装置全体を示す斜視図及び断面図である。
【図８】携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験及び耐落下衝撃試験結果である。
【図９】携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験結果である。
【図１０】携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐落下衝撃試験結果である。
【図１１】本発明によるカード型携帯電話機の第二の実施例における挟持構造を示す分解斜視図及び装置全体を示す斜視図及び断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［構造］
図３は、本発明によるカード型携帯電話機の一実施形態の構成を示すものである。ここで図３（ａ）は本発明によるカード型携帯電話機の全体斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２１】
本発明によるカード型携帯電話機１０１は、金属材料（例えばステンレス、ニッケル、チタン、アルミニウム、マグネシウム等の金属材料及びこれらを主成分とする合金）からなる上部筐体１０２および下部筺体１０３と、樹脂材料（例えばＰＣ，ＰＡ，ＰＢＴ，ＰＯＭ，ＡＢＳ，もしくはこれらを主成分とする合成樹脂）からなるセンターフレーム１０６により構成された筺体構造部と、カード型携帯電話機１０１に電源を供給するパワーモジュール１０９と、カード型携帯電話機１０１を機能させるための駆動回路及びＬＳＩ（大規模集積回路）を予め表面実装してある回路基板モジュール１０８と、無線通信を行うためのアンテナモジュール１０７と、個々のキースイッチ１０５ａを複数個実装したキースイッチモジュール１０５と、カード型携帯電話機１０１の表示機能であるＬＣＤモジュール１０４により構成されている。
【００２２】
ここで、ＬＣＤモジュール１０４とキースイッチモジュール１０５と回路基板モジュール１０８とアンテナモジュール１０７とパワーモジュール１０９は、その積層厚が最小となるよう最適化した後順次センターフレーム１０６内に積層搭載され、その後、ＬＣＤモジュール１０４とキースイッチモジュール１０５と回路基板モジュール１０８と無線通信を行うためのアンテナモジュール１０７とパワーモジュール１０９とを積層搭載し内包したセンターフレーム１０６は、上部筺体１０２と下部筺体１０３とで挟持され、上部筺体１０２と下部筺体１０３が直接接触するように連結される。
【００２３】
更に、センターフレーム１０６は曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲であることが望ましい。一般的に樹脂材料はその機械的強度（ここでは曲げ弾性率）を向上させるため、主材料にフィラー（例えばガラス繊維、炭素繊維、グラファイト等）を混合させるか、もしくは擬２元素あるいは擬３元素のポリマーアロイを形成する等の手法が用いられており、その曲げ弾性率をある程度任意に選択することが可能となっているが、図４に示すとおり、センターフレーム１０６に曲げ弾性率が２ＧＰａ以下の樹脂材料を用いた場合、印加応力σに対して歪み量εが大きくなり、金属材料からなる上下筺体１０２，１０３に外力が加わった場合、センターフレーム１０６の変形量が大きくなるため、上下筺体１０２，１０３が塑性変形してしまうからである。更に、センターフレーム１０６の曲げ弾性率が１７ＧＰａ以上の樹脂材料を用いた場合、印加応力σに対して歪み量εは小さくなるが、脆性が高くなるため、金属材料からなる上下筺体１０２，１０３に外力が加わった場合センターフレーム１０６に割れ等の障害が発生しやすくなり、且つ、落下衝撃力等の衝撃波も伝播しやすくなるからである。
［実施例１］
図５、図６、図７は、本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例を示す分解斜視図及び全体斜視図及び断面図、図８は携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験及び耐落下衝撃試験結果、図９は携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験結果、図１０は携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐落下衝撃試験結果、である。ここで図５（ａ）は本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例におけるセンターフレームの構成を示す分解斜視図、図５（ｂ）は本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例におけるセンターフレームの斜視図、図６は本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例における挟持構造を示す分解斜視図、図７（ａ）は本発明によるカード型携帯電話機の第一の実施例における装置全体を示す斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は図７（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２４】
有効画素数２０，４８０（１２８×１６０）ピクセルで６５，０００色表示可能なＴＦＴ型ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）とＬＣＤ駆動回路と機械的強度補強用の外枠を備えたＬＣＤモジュール１０４と、１８個のゴム製のキースイッチ１０５ａを図示しないＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）にキースイッチ１０５ａを図中下方向へ押込んだ際電気信号を前記ＦＰＣへ伝達するステンレス製のメタルドームを挟み込んで実装し前記ＦＰＣ上にはキー照光用のＬＥＤ（発光ダイオード）が実装してあるキースイッチモジュール１０５と、逆Ｆ型アンテナ素子を備えたアンテナモジュール１０７と、論理回路用ＬＳＩ２０２と無線回路用ＬＳＩ２０３とを複数個表面実装し、図示しないスピーカ，バイブモータ，赤外線通信用ユニット，３０万画素ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）型カメラモジュール，フラッシュライト，Ｉ／Ｏコネクタを実装した回路基板モジュール１０８と、容量３００ｍＡｈのリチウムイオンバッテリと図示しない保護回路を備えたパワーモジュール１０９と、ＳＤメモリカード用ＳＤカードコネクタ２０１とを、その曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣ（ポリカーボネイト）にガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６に、ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１を順次組込み、センターフレーム１０６と一体化した（図５（ａ）（ｂ））。
【００２５】
次に、前記ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１順次組込み込んだＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６を、センターフレーム１０６のキースイッチ１０５ａ露出面方向からステンレス製の上部筺体１０２で、センターフレーム１０６のキースイッチ１０５ａ露出面反対方向から下部筺体１０３で挟み込み隙間なく嵌合した（図６）。
【００２６】
ここで、ＬＣＤモジュール１０４の厚さｔ１とキースイッチモジュール１０５の厚さｔ２の差ｔ１−ｔ２が０．３ｍｍであったため、回路基板モジュール１０８上のＬＣＤモジュール１０４対向面には最大厚さが１．５ｍｍとなる論理回路用ＬＳＩ２０２を、回路基板モジュール１０８上のキースイッチモジュール１０５対向面には最大厚さが１．８ｍｍとなる無線回路用ＬＳＩ２０３を選択的に表面実装した（図７（ａ）（ｂ）（ｃ））。
【００２７】
本実施例によれば、ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１を順次組込み込んだその曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６の上部と下部をステンレス製の上下筺体１０２，１０３で挟み込むことにより、上下筺体１０２，１０３に外力が加わると外力がセンターフレーム１０６に伝播し、上下筺体１０２，１０３が塑性変形する前にセンターフレーム１０６が変形し過大な応力を吸収することができる。さらに、ＬＣＤモジュール１０４とキースイッチモジュール１０５の厚み差を、回路基板モジュール１０８上の論理回路用ＬＳＩ２０２と無線回路用ＬＳＩ２０３を選択的に表面実装し最適化することにより、前記効果と併せて、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備えた薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機１０１を実現することができる。
【００２８】
次に、本実施例で用いたＰＣ＋ガラス繊維３０％混入合成樹脂（曲げ弾性率５．８８９ＧＰａ）のほかにＰＡ［ナイロン６］（曲げ弾性率１．４ＧＰａ），ＰＢＴ（曲げ弾性率２ＧＰａ），ＰＣ＋ガラス繊維２０％混入合成樹脂（曲げ弾性率４．２５１ＧＰａ），ＰＡ＋炭素繊維３０％混入合成樹脂（曲げ弾性率１７ＧＰａ），ＰＡ＋炭素繊維４０％混入合成樹脂（曲げ弾性率２３．４ＧＰａ）を用いてセンターフレーム１０６を各々５台ずつ作成し、各々カード型携帯電話機１０１に組み込んだ後、携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験（印加荷重１９６Ｎ、良否判定基準：上下筐体１０２，１０３が塑性変形しないこと）及び耐落下衝撃試験（落下高さ１．５ｍ、良否判定基準：センターフレーム１０６に割れ，欠け等発生しないこと）を実施した。ここで、耐さば折荷重印加試験とは、携帯電話機の機械的強度が、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保できているか評価するための試験で、携帯電話機をその相対距離が１００ｍｍの場所に配置してある支持柱上に均等に配置し、支持柱間の中心の位置に荷重（ここでは１９６Ｎ）を印加することで携帯電話機にせん断負荷をかけるものである。結果、図８に示すとおりカード型携帯電話機１０１にさば折荷重を印加した場合、センターフレーム１０６の曲げ弾性率が２ＧＰａ未満時にセンターフレーム１０６の変形量が大きくなりステンレス製の上下筺体１０２，１０３が塑性変形し、カード型携帯電話機１０１に落下衝撃力を印加した場合、センターフレーム１０６の曲げ弾性率が２３．４ＧＰａ以上時にセンターフレーム１０６に割れや欠けが発生した。本試験結果よりカード型携帯電話機１０１の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、且つ、耐落下衝撃特性を確保するためにはセンターフレーム１０６の曲げ弾性率は２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲が最も適していることがわかった。
【００２９】
また、センターフレーム１０６の材料としてその曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲であるＰＣ＋ガラス繊維３０％混入合成樹脂のほかに、ＰＣ，ＰＡ［ナイロン６６］，ＰＢＴ，ＰＯＭ，ＡＢＳ，もしくはこれらを主成分とする合成樹脂を用いることができる。ただし、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現するためには薄肉微細形状を精確に形成できる必要があるため、その成型容易性からＰＣもしくはＰＣを主成分とする合成樹脂，ＰＡもしくはＰＡを主成分とする合成樹脂を用いるのが最も好ましい。
【００３０】
次に、本実施例で用いたステンレス製の上部筺体１０２，下部筐体１０３，その曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６の最適な板厚の組合せについて規定する。上部筐体１０２の板厚ｔ１を４種類（０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４５ｍｍ，０．６ｍｍ）、下部筐体１０３の板厚ｔ２を４種類（０．２ｍｍ，０．３ｍｍ，０．４５ｍｍ，０．６ｍｍ）、センターフレーム１０６の板厚ｔ３を４種類（０．４ｍｍ，０．６ｍｍ，０．９ｍｍ，１．２ｍｍ）、各々５台ずつ作成し、各々カード型携帯電話機１０１に組み込んだ後、携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験（印加荷重１９６Ｎ、良否判定基準：上下筐体１０２，１０３が塑性変形しないこと）及び耐落下衝撃試験（落下高さ１．５ｍ、良否判定基準：センターフレーム１０６に割れ，欠け等発生しないこと）を実施した。結果、図９に示すとおりカード型携帯電話機１０１にさば折荷重を印加した場合、センターフレーム１０６の板厚ｔ３が０．４ｍｍのとき上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２によらずセンターフレーム１０６の変形量が大きくなり上下筺体１０２，１０３が塑性変形し、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比が１：２以下のときセンターフレーム１０６の変形量が大きくなり上下筺体１０２，１０３が塑性変形した。また、図１０に示すとおりカード型携帯電話機１０１に落下衝撃力を印加した場合、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２が０．２ｍｍのときセンターフレーム１０６の板厚ｔ３によらずセンターフレーム１０６に割れや欠けが発生した。本試験結果よりカード型携帯電話機１０１の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、且つ、耐落下衝撃特性を確保するためには上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比が１：２以上で、且つ、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２は０．３ｍｍ以上、センターフレーム１０６の板厚ｔ３は０．６ｍｍ以上必要であることがわかった。ここで、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現するためには、カード型携帯電話機１０１の総厚が最小となる、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２を０．３ｍｍ、センターフレーム１０６の板厚ｔ３を０．６ｍｍとするのが最も好ましいのは明らかである。
【００３１】
また、上下筐体１０２，１０３の材料としてステンレスのほかに、ニッケル，チタン，アルミニウム，マグネシウム，もしくはこれらを主成分とする合金を用いることができる。ここで、センターフレーム１０６の材料として本実施例で用いたＰＣ＋ガラス繊維３０％混入合成樹脂（曲げ弾性率５．８８９ＧＰａ）のほかにＰＡ［ナイロン６］（曲げ弾性率１．４ＧＰａ），ＰＢＴ（曲げ弾性率２ＧＰａ），ＰＣ＋ガラス繊維２０％混入合成樹脂（曲げ弾性率４．２５１ＧＰａ），ＰＡ＋炭素繊維３０％混入合成樹脂（曲げ弾性率１７ＧＰａ），ＰＡ＋炭素繊維４０％混入合成樹脂（曲げ弾性率２３．４ＧＰａ）を、上下筐体１０２，１０３の材料としてステンレスのほかに、ニッケル，チタン，アルミニウム，マグネシウムを用いて必要な数量作成し、上記と同様に携帯電話機の一般的な信頼性試験である耐さば折荷重印加試験（印加荷重１９６Ｎ、良否判定基準：上下筐体１０２，１０３が塑性変形しないこと）及び耐落下衝撃試験（落下高さ１．５ｍ、良否判定基準：センターフレーム１０６に割れ，欠け等発生しないこと）を各組み合わせで実施したところ、センターフレーム１０６の曲げ弾性率の最適値（２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲）及び上部筺体１０２，下部筐体１０３，センターフレーム１０６の最適な板厚の組合せ（上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比が１：２以上）が上記と同様の結果となった。
【００３２】
まとめると、薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現するためには、センターフレーム１０６の材料にはその曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲で、且つ、薄肉微細形状を精確に形成できる必要があるためその成型容易性からＰＣもしくはＰＣを主成分とする合成樹脂，ＰＡもしくはＰＡを主成分とする合成樹脂を用いるのが最も好ましく、上下筐体１０２，１０３の材料にはその機械的強度・加工性・入手性からステンレスもしくはステンレスを主成分とする合金，ニッケルもしくはニッケルを主成分とする合金，チタンもしくはチタンを主成分とする合金を用いるのが最も好ましく、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比が１：２以上であることが最も好ましい。
［実施例２］
図１１は、本発明によるカード型携帯電話機の第二の実施例を示す分解斜視図及び全体斜視図及び断面図である。ここで図１１（ａ）は本発明によるカード型携帯電話機の第二の実施例における挟持構造を示す分解斜視図、図１１（ｂ）は本発明によるカード型携帯電話機の第二の実施例における装置全体を示す斜視図、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【００３３】
ここで、第二の実施例におけるセンターフレーム１０６の構成は第一の実施例（図５（ａ）（ｂ））と同一構成であるため説明は省略する。ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１を順次組込み込んだその曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６を、センターフレーム１０６のキースイッチ１０５ａ露出面方向からステンレス製の上部筺体１０２で、センターフレーム１０６のキースイッチ１０５ａ露出面反対方向からステンレス製の下部筺体１０３で挟み込み嵌合した。このとき、上部筐体１０２には連結用穴の開いているアーム５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄが、センターフレーム１０６には前記アーム５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄに対応してネジ穴５０２ａ，５０２ｂ，５０３ｃ，５０４ｄが、下部筐体１０３には前記アーム５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄ及びネジ穴５０２ａ，５０２ｂ，５０３ｃ，５０４ｄに対応して連結用穴の開いているアーム５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ，５０３ｄが設けられており、前記挟み込み嵌合の後、連結用穴の開いているアーム５０１ａ，５０３ａとネジ穴５０２ａとを連結ネジ５０４ａで、連結用穴の開いているアーム５０１ｂ，５０３ｂとネジ穴５０２ｂとを連結ネジ５０４ｂで、連結用穴の開いているアーム５０１ｃ，５０３ｃとネジ穴５０２ｃとを連結ネジ５０４ｃで、連結用穴の開いているアーム５０１ｄ，５０３ｄとネジ穴５０２ｄとを連結ネジ５０４ｄで、各々連結した。（図１１（ａ）（ｂ））。ここで、上部筐体１０２と下部筐体１０３が直接連結するように、上部筐体１０２とセンターフレーム１０６と下部筐体１０３との相対的な位置関係が、上部筐体１０２を最外面，次に下部筐体１０３，最後にセンターフレーム１０６が最も内側となるよう配置した。（図１１（Ｃ））。
【００３４】
本実施例によれば、ＬＣＤモジュール１０４、キースイッチモジュール１０５、アンテナモジュール１０７、回路基板モジュール１０８、パワーモジュール１０９、ＳＤカードコネクタ２０１を順次組込み込んだその曲げ弾性率が５．８８９ＧＰａであるＰＣにガラス繊維を３０％混入した合成樹脂製のセンターフレーム１０６の上部と下部をステンレス製の上下筺体１０２，１０３で挟み込むことにより、上下筺体１０２，１０３に外力が加わると、外力がセンターフレーム１０６に伝播し、上下筺体１０２，１０３が塑性変形する前にセンターフレーム１０６が変形し過大な応力を吸収することができる。さらに、上部筐体１０２と下部筐体１０３が直接連結するようにその相対位置を装置外側より上部筐体１０２，下部筐体１０３，センターフレーム１０６とし、連結ネジ５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃ，５０４ｄで上部筐体１０２，下部筐体１０３，センターフレーム１０６を同時に連結することにより、落下衝撃力等の衝撃波が上下筺体１０２，１０３に加わっても、衝撃波が上下筐体１０２，１０３とセンターフレーム１０６の界面で反射・分散し、センターフレーム１０６への衝撃波伝播を低減し、反射・分散した衝撃波を高剛性のステンレス製の上下筺体１０２，１０３で受けることにより、前記効果と併せて、携帯電話機の機械的強度を、一般に想定している鞄、ポケット等に収納して携帯できる強さまで確保し、携帯電話機に必要な信頼性、例えば耐キースイッチ打鍵特性、耐落下衝撃特性等を備えた薄型、軽量、小型なカード型携帯電話機を実現することができる。
【００３５】
また本実施例においても、センターフレーム１０６の材料にその曲げ弾性率が２ＧＰａから１７ＧＰａの範囲で、且つ、薄肉微細形状を精確に形成できるＰＣもしくはＰＣを主成分とする合成樹脂，ＰＡもしくはＰＡを主成分とする合成樹脂を用い、上下筐体１０２，１０３の材料にはその機械的強度・加工性・入手性からステンレスもしくはステンレスを主成分とする合金，ニッケルもしくはニッケルを主成分とする合金，チタンもしくはチタンを主成分とする合金を用い、且つ、上下筐体１０２，１０３の板厚ｔ１，ｔ２とセンターフレーム１０６の板厚ｔ３の比を１：２以上とすることにより、第一の実施例と同様な効果が得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３６】
１０１ カード型携帯電話機
１０２ 上部筐体
１０３ 下部筺体
１０４ ＬＣＤモジュール
１０５ａ キースイッチ
１０５ キースイッチモジュール
１０６ センターフレーム
１０７ アンテナモジュール
１０８ 回路基板モジュール
１０９ パワーモジュール
２０１ ＳＤカードコネクタ
２０２ 論理回路用ＬＳＩ
２０３ 無線回路用ＬＳＩ
５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄ アーム
５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄ ネジ穴
５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃ、５０３ｄ アーム
５０４ａ、５０４ｂ、５０４ｃ、５０４ｄ 連結ネジ
６０１ 第一筐体
６０２ 第二筐体
６０３ キースイッチ
６０４ 表示部
６０５ プリント配線基板
７０１ 半田リフローできない電子部品
７０２ プリント基板
７０３ 半田リフローできる電子部品
７０４ａ、７０４ｂ 銅箔形成面
７０５ 第一筐体
７０６ 第二筐体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料からなり、表示部が設けられる上部筐体と、
金属材料からなる下部筐体と、
樹脂材料からなるセンターフレームと、
を備え、
前記上部筐体と前記下部筐体とは嵌合され、
前記上部筐体と前記下部筐体とが嵌合された位置において、前記センターフレームが最も内側に配置され、
前記上部筐体は、天板と該天板の少なくとも対向する二辺に設けられた側板と、を備え、
前記上部筐体の前記天板と前記センターフレームとが接して設けられる、
携帯端末。
【請求項２】
前記上部筐体が、前記側板にて前記センターフレームを挟持してなる、請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
前記下部筐体は、底板と該底板の少なくとも対向する二辺に設けられた側板と、を備え、
前記下部筐体の前記側板が、前記上部筐体の前記側板の外側に設けられる、請求項１または２に記載の携帯端末。
【請求項１】
金属材料からなり、表示部が設けられる上部筐体と、
金属材料からなる下部筐体と、
樹脂材料からなるセンターフレームと、
を備え、
前記上部筐体と前記下部筐体とは嵌合され、
前記上部筐体と前記下部筐体とが嵌合された位置において、前記センターフレームが最も内側に配置され、
前記上部筐体は、天板と該天板の少なくとも対向する二辺に設けられた側板と、を備え、
前記上部筐体の前記天板と前記センターフレームとが接して設けられる、
携帯端末。
【請求項２】
前記上部筐体が、前記側板にて前記センターフレームを挟持してなる、請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
前記下部筐体は、底板と該底板の少なくとも対向する二辺に設けられた側板と、を備え、
前記下部筐体の前記側板が、前記上部筐体の前記側板の外側に設けられる、請求項１または２に記載の携帯端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−９５３６１（Ｐ２０１２−９５３６１Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８２０９（Ｐ２０１２−２８２０９）
【出願日】平成２４年２月１３日（２０１２．２．１３）
【分割の表示】特願２０１０−１０６１２５（Ｐ２０１０−１０６１２５）の分割
【原出願日】平成１７年２月２１日（２００５．２．２１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１３日（２０１２．２．１３）
【分割の表示】特願２０１０−１０６１２５（Ｐ２０１０−１０６１２５）の分割
【原出願日】平成１７年２月２１日（２００５．２．２１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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