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JP4577306B2 - Mobile device - Google Patents
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Description

【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。
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。
【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)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
[発明の目的]
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】
【0015】
本発明によるカード型携帯電話機は、金属材料からなる上部筐体および下部筺体と、樹脂材料からなるセンターフレームにより構成された筺体構造部と、カード型携帯電話機に電源を供給するパワーモジュールと、カード型携帯電話機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と、無線通信を行うためのアンテナモジュールと、個々のキースイッチを複数個実装したキースイッチモジュールと、カード型携帯電話機の表示機能であるLCDモジュールにより構成されている。
【0016】
ここで、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内に積層搭載され、その後、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とを積層搭載し内包したセンターフレームは、上部筺体と下部筺体とで挟持される。このとき、前記上部筐体と前記下部筐体は直接接触するように連結される。
【発明の効果】
【0017】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
[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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
[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。
【0023】
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))。
【0024】
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)。
【0025】
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))。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
[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、下部筐体103を最外面,次に上部筐体102,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下部筐体103上部筐体102,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。
【図面の簡単な説明】
[0036]
[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]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4]樹脂材料の応力−歪み曲線である。
[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。
【符号の説明】
【0037】
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
【Technical field】
[0001]
The present invention provides a first case that forms a front surface of a mobile phone that includes a key switch, a display unit, and the like like a mobile phone that includes a case and a cover, and a rear surface of the mobile phone that is fitted to the first case. In particular, the present invention relates to a thin, light, and small card-type mobile phone.
[Background]
[0002]
In recent years, the demand for mobile phones in the telephone industry has been remarkable, and increasingly thinner, lighter, and smaller sizes are desired. In particular, each manufacturer has introduced state-of-the-art technology for thinning, and the proposal of an ultra-thin housing structure with the reliability required for mobile phones, such as key switch keying resistance and drop impact resistance, is desirable. It is rare.
[0003]
In general, in a mobile phone that is carried and used in a bag, pocket, etc., for example, a phone having a key switch, a display unit, etc., as in a conventional mobile phone case described in Patent Document 1. A power supply and various components are mounted on a telephone casing that includes a first casing that forms the front of the telephone and a second casing that fits into the first casing and forms the back of the telephone. Yes. As another conventional example, a printed circuit board in which an electronic component that cannot be reflowed by soldering described in Patent Document 2 is assembled, and an electronic component that can be reflowed by narrowing the surface of the metal printed circuit board with the copper foil forming surface inside. A mobile phone case structure comprising: a case formed by combining the case main body, fixing a transmitter, a receiver, and a grip to a case formed by combining the case main bodies, and incorporating the printed circuit board in the case. In particular, it is presented for the purpose of thinness, light weight, and miniaturization.
[0004]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a telephone case structure used in a conventional general mobile phone shown in Patent Document 1. In FIG.
[0005]
As shown in this figure, a conventional telephone casing is a box-shaped first casing 601 that forms the front of the telephone, and a box-shaped first casing 601 that fits the first casing 601 and forms the back of the telephone. A printed wiring board 605 on which various electrical components such as a key switch 603 and a display unit 604 are mounted is sandwiched between the first casing 601 and the second casing 602. Are integrated to form a mobile phone. In the conventional mobile phone casing having such a configuration, a resin material is generally used for the first casing 601 and the second casing 602 from the viewpoints of price, ease of processing, and weight reduction.
[0006]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cellular phone housing structure disclosed in Patent Document 2. As shown in FIG.
As shown in this figure, the printed circuit board 702 in which the electronic component 701 that cannot be solder reflowed is integrated is narrowed down by narrowing the copper foil forming surfaces 704a and 704b including the copper foil pattern on which the electronic component 703 capable of solder reflow is mounted. By sandwiching the metal printed circuit boards formed in step 1 as the first casing 705 and the second casing 706, respectively, the thickness of the cellular phone casing can be reduced and the weight can be reduced.
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2626627 (5th page, FIG. 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 2629376 (page 3, FIGS. 1 and 2)
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Problems to be solved by the invention]
[0007]
However, the mobile phone casing structure disclosed in Patent Document 1 has several problems.
[0008]
The first problem is that when a mobile phone is made thinner, the thickness of the first housing and the second housing is inevitably reduced, so that the wall thickness is reduced and the mechanical strength of the mobile phone is lowered. Invite them. However, since mobile phones are generally assumed to be carried in bags, pockets, etc., it is not preferable to reduce the mechanical strength as the thickness is reduced.
[0009]
The second problem is that the wall thickness of each of the first housing and the second housing is sufficient to ensure the mechanical strength of the mobile phone up to a strength that can be stored and carried in a generally assumed bag or pocket. Therefore, it is difficult to achieve the original thinning.
[0010]
The third problem is that, in order to secure the mechanical strength of the mobile phone up to the strength that can be stored and carried in a generally assumed bag, pocket, etc., the first housing and the second housing are made of, for example, metal. When such a high-rigidity material is used, generally, when a metal material exceeds the yield point in the material standard, permanent strain remains in the material itself, and the metal material is generally more brittle than a resin material. It is difficult to achieve a reduction in thickness while ensuring mechanical strength.
[0011]
As described above, when the mobile phone casing structure disclosed in Patent Document 1 is used, the mechanical strength of the mobile phone is ensured up to a strength that can be stored and carried in a generally assumed bag, pocket or the like, It is difficult to reduce the thickness of the mobile phone with the reliability required for the mobile phone, for example, key switch keying characteristics, drop impact resistance characteristics, etc. It was impossible.
[0012]
Since the mobile phone casing structure disclosed in Patent Document 2 is also made thin and small by using a second casing made of a metal material, the general structure is similar to that of Patent Document 1. In particular, when a metal material exceeds the yield point in the material standard, permanent strain remains in the material itself, and metal materials are generally more brittle than resin materials, so that they can be made thin while ensuring mechanical strength. It will be difficult to achieve.
[0013]
As described above, when the mobile phone casing structure disclosed in Patent Document 2 is used, the mechanical strength of the mobile phone is ensured up to a strength that can be stored and carried in a generally assumed bag, pocket or the like, It is difficult to reduce the thickness of the mobile phone with the reliability required for the mobile phone, for example, key switch keying characteristics, drop impact resistance characteristics, etc. It was impossible.
[0014]
[Object of invention]
The present invention has been proposed in order to solve such problems of the prior art, and the mechanical strength of a mobile phone is generally up to a strength that can be carried in a bag, pocket, or the like that is generally assumed. It is an object of the present invention to provide a mobile phone that is secure and has the reliability required for a mobile phone, for example, a key switch keying characteristic, a drop impact resistance characteristic, and the like, and can be reduced in thickness. In particular, an object is to provide a thin, light, and small card type mobile phone.
[Means for Solving the Problems]
[0015]
A card-type mobile phone according to the present invention includes an upper housing and a lower housing made of a metal material, a housing structure formed by a center frame made of a resin material, a power module that supplies power to the card-type mobile phone, a card Circuit board module on which a driver circuit and LSI (Large Scale Integrated circuit) for functioning a portable telephone are mounted in advance, an antenna module for wireless communication, and a key on which a plurality of individual key switches are mounted It is composed of a switch module and an LCD module which is a display function of a card type mobile phone.
[0016]
Here, the LCD module, the key switch module, the circuit board module, the antenna module, and the power module are sequentially stacked in the center frame after being optimized to minimize the stack thickness, and then the LCD module and the key switch module. The center frame including the circuit board module, the antenna module, and the power module stacked and enclosed is sandwiched between the upper casing and the lower casing. At this time, the upper casing and the lower casing are connected so as to be in direct contact with each other.
【The invention's effect】
[0017]
According to the present invention, when an external force is applied to an upper and lower casing made of a metal material by enclosing each functional module with a center frame made of a resin material and sandwiching an upper part and a lower part between the upper and lower casing made of a metal material, the external force is applied to the resin material The center frame made of a resin material is deformed before the upper and lower housings made of a metal material are plastically deformed to absorb excessive stress, and the upper housing and the lower housing are directly connected to each other. By connecting them in contact with each other, even if shock waves such as drop impact force are applied to the upper and lower housings, the shock waves are reflected and dispersed at the interface between the upper and lower housings and the center frame, reducing the propagation of shock waves to the center frame and reflecting・ Dispersed shock waves can be received by the upper and lower housings. In addition, by using a material whose main component is a bending elastic modulus in the range of 2 GPa to 17 GPa for the center frame, the excessive stress absorption effect and the shock wave propagation reduction effect can be exhibited most efficiently. Further, by optimizing the LCD module, key switch module, circuit board module, antenna module, and power module so that the thickness of each layer is minimized, the mechanical strength of the mobile phone is generally assumed in addition to the above effects. Thin, lightweight, small card-type mobile phone that has enough strength to be stored in a bag, pocket, etc., and has the reliability required for mobile phones, such as key switch keying resistance and drop impact resistance A telephone can be realized.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0018]
[Construction]
FIG. 3 shows a configuration of an embodiment of a card type mobile phone according to the present invention. Here, FIG. 3A is an overall perspective view of the card type mobile phone according to the present invention, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3A, and FIG. It is BB sectional drawing.
[0019]
A card-type mobile phone 101 according to the present invention includes an upper casing 102 and a lower casing 103 made of a metal material (for example, a metal material such as stainless steel, nickel, titanium, aluminum, and magnesium, and an alloy containing these as a main component), and a resin material. (E.g., PC, PA, PBT, POM, ABS, or a synthetic resin containing these as a main component) A frame structure portion formed of a center frame 106, and a power module 109 for supplying power to the card type mobile phone 101, A circuit board module 108 on which a driver circuit and an LSI (Large Scale Integrated circuit) for functioning the card-type mobile phone 101 are mounted in advance, an antenna module 107 for performing wireless communication, and individual key switches 105a A plurality of key switch modules 105, Is composed of the LCD module 104 is a display function over de type cellular phone 101.
[0020]
Here, the LCD module 104, the key switch module 105, the circuit board module 108, the antenna module 107, and the power module 109 are sequentially stacked and mounted in the center frame 106 after optimization so that the stacking thickness is minimized. A center frame 106 in which an LCD module 104, a key switch module 105, a circuit board module 108, an antenna module 107 for performing wireless communication, and a power module 109 are stacked and included is sandwiched between the upper casing 102 and the lower casing 103. The upper housing 102 and the lower housing 103 are connected so as to be in direct contact with each other.
[0021]
Furthermore, the center frame 106 preferably has a flexural modulus in the range of 2 GPa to 17 GPa. In general, in order to improve the mechanical strength (here, flexural modulus) of resin materials, fillers (for example, glass fiber, carbon fiber, graphite, etc.) are mixed into the main material, or pseudo-2 elements or pseudo-3 elements. The bending elastic modulus can be arbitrarily selected to some extent. However, as shown in FIG. 4, the bending elastic modulus of the center frame 106 is 2 GPa or less. When the above resin material is used, the strain amount ε increases with respect to the applied stress σ, and when an external force is applied to the upper and lower casings 102 and 103 made of a metal material, the deformation amount of the center frame 106 increases. This is because 102 and 103 are plastically deformed. Furthermore, when a resin material having a bending elastic modulus of 17 GPa or more for the center frame 106 is used, the strain amount ε is small with respect to the applied stress σ, but the brittleness is high, so that the upper and lower casings 102 and 103 made of a metal material are used. This is because when an external force is applied, a failure such as a crack is likely to occur in the center frame 106, and a shock wave such as a drop impact force is also likely to propagate.
[0022]
[Example 1]
5, 6 and 7 are an exploded perspective view, an overall perspective view and a sectional view showing a first embodiment of the card type mobile phone according to the present invention, and FIG. 8 is a general reliability test of the mobile phone. FIG. 9 is a result of a resistance to folding load application and a drop impact resistance test, FIG. 9 is a result of a resistance to bending load application test that is a general reliability test of a mobile phone, and FIG. 10 is a resistance to resistance that is a general reliability test of a mobile phone. It is a drop impact test result. 5A is an exploded perspective view showing the structure of the center frame in the first embodiment of the card-type mobile phone according to the present invention, and FIG. 5B is the first embodiment of the card-type mobile phone according to the present invention. FIG. 6 is an exploded perspective view showing a holding structure in the first embodiment of the card type mobile phone according to the present invention, and FIG. 7A is a first perspective view of the card type mobile phone according to the present invention. FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7A, and FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 7B.
[0023]
18 LCD modules 104 with TFT-type LCD (Liquid Crystal Display) capable of displaying 65,000 colors with 20,480 (128 × 160) effective pixels, LCD driving circuit and outer frame for reinforcing mechanical strength The rubber key switch 105a is mounted on an FPC (flexible printed circuit board) (not shown) by sandwiching a stainless steel metal dome that transmits an electrical signal to the FPC when the key switch 105a is pushed downward in the figure. A key switch module 105 on which an LED (light emitting diode) for key illumination is mounted on the FPC, an antenna module 107 having an inverted F-type antenna element, a logic circuit LSI 202, and a radio circuit LSI 203 are provided. Surface mount, speaker not shown, vibrator motor, infrared communication unit, 300,000 A circuit board module 108 mounted with a pixel CMOS (complementary metal oxide semiconductor) camera module, flashlight, and I / O connector, a power module 109 having a lithium ion battery with a capacity of 300 mAh, a protection circuit not shown, and an SD An SD card connector 201 for memory card is connected to a center frame 106 made of synthetic resin in which 30% glass fiber is mixed in PC (polycarbonate) having a flexural modulus of 5.889 GPa, an LCD module 104, a key switch module 105, The antenna module 107, the circuit board module 108, the power module 109, and the SD card connector 201 were sequentially assembled and integrated with the center frame 106 (FIGS. 5A and 5B).
[0024]
Next, the LCD module 104, the key switch module 105, the antenna module 107, the circuit board module 108, the power module 109, the SD card connector 201, and a synthetic resin center frame 106 in which 30% glass fiber is mixed in a PC that is sequentially incorporated. Was inserted between the upper frame 102 made of stainless steel from the exposed direction of the key switch 105a of the center frame 106 and the lower case 103 from the opposite direction of the exposed surface of the key switch 105a of the center frame 106 (FIG. 6).
[0025]
Here, since the difference t1-t2 between the thickness t1 of the LCD module 104 and the thickness t2 of the key switch module 105 is 0.3 mm, the maximum thickness is 1 on the surface of the circuit board module 108 facing the LCD module 104. A logic circuit LSI 202 with a thickness of .5 mm is selectively surface-mounted with a radio circuit LSI 203 with a maximum thickness of 1.8 mm on the surface facing the key switch module 105 on the circuit board module 108 (FIG. 7A). (B) (c)).
[0026]
According to this embodiment, the LCD module 104, the key switch module 105, the antenna module 107, the circuit board module 108, the power module 109, and the SD card connector 201 are sequentially incorporated into a PC having a flexural modulus of 5.889 GPa. By sandwiching the upper and lower parts of the synthetic resin center frame 106 mixed with 30% glass fiber with the upper and lower casings 102 and 103 made of stainless steel, when an external force is applied to the upper and lower casings 102 and 103, the external force is transmitted to the center frame 106. The center frame 106 is deformed before the upper and lower casings 102 and 103 are plastically deformed, and an excessive stress can be absorbed. Further, the thickness difference between the LCD module 104 and the key switch module 105 is optimized by selectively mounting the logic circuit LSI 202 and the radio circuit LSI 203 on the circuit board module 108 in combination with the above effect. The phone's mechanical strength is secured to the level that it can be carried in a pocket, pocket, etc. that is generally assumed, and has the reliability required for a mobile phone, such as key switch keying resistance, drop impact resistance, etc. A thin, light, and small card type mobile phone 101 can be realized.
[0027]
Next, in addition to PC + glass fiber 30% synthetic resin (flexural modulus 5.889 GPa) used in this example, PA [nylon 6] (flexural modulus 1.4 GPa), PBT (flexural modulus 2 GPa), PC + glass fiber 20% synthetic resin (flexural modulus 4.251 GPa), PA + carbon fiber 30% synthetic resin (flexural modulus 17 GPa), PA + carbon fiber 40% synthetic resin (flexural modulus 23.4 GPa) 5 each of the center frames 106 are assembled into the card-type mobile phone 101, and then subjected to a folding resistance load application test (applied load 196N, pass / fail judgment criteria: upper and lower), which is a general reliability test of the mobile phone. Cases 102 and 103 are not plastically deformed) and drop impact test (drop height 1.5 m, pass / fail criteria: center frame 106 is cracked, chipped, etc. Never) were carried out. Here, the folding resistance load application test is a test for evaluating whether or not the mechanical strength of the mobile phone is secured to a strength that can be stored and carried in a bag or pocket that is generally assumed. The mobile phone is subjected to a shear load by applying a load (196 N in this case) to the center position between the support pillars evenly on the support pillars that are placed at a relative distance of 100 mm. is there. As a result, when a bending load is applied to the card-type mobile phone 101 as shown in FIG. 8, when the bending elastic modulus of the center frame 106 is less than 2 GPa, the deformation amount of the center frame 106 becomes large, and the upper and lower casings 102 and 103 made of stainless steel are When plastic deformation was applied and a drop impact force was applied to the card-type mobile phone 101, the center frame 106 was cracked or chipped when the bending elastic modulus of the center frame 106 was 23.4 GPa or more. From this test result, in order to ensure the mechanical strength of the card-type mobile phone 101 up to a strength that can be stored in a bag, pocket, etc. that is generally assumed, and to ensure the drop impact resistance, the center frame 106 It has been found that the bending elastic modulus of is in the range of 2 GPa to 17 GPa.
[0028]
Further, as a material of the center frame 106, PC, PA [nylon 66], PBT, POM, ABS, or these are mainly used in addition to PC + glass fiber 30% synthetic resin whose bending elastic modulus ranges from 2 GPa to 17 GPa. A synthetic resin as a component can be used. However, in order to realize a thin, light, and small card-type mobile phone, it is necessary to accurately form a thin and fine shape. Therefore, PC or a synthetic resin mainly composed of PC, PA or PA because of its ease of molding. It is most preferable to use a synthetic resin containing as a main component.
[0029]
Next, the optimum structure of the stainless steel upper frame 102, the lower housing 103, and the synthetic resin center frame 106 in which 30% glass fiber is mixed in a PC having a flexural modulus of 5.889 GPa used in this embodiment. The combination of sheet thickness is specified. Four types (0.2 mm, 0.3 mm, 0.45 mm, 0.6 mm) of the plate thickness t1 of the upper housing 102, and four types (0.2 mm, 0.3 mm, 0) of the plate thickness t2 of the lower housing 103. Four types (0.4 mm, 0.6 mm, 0.9 mm, 1.2 mm) of the thickness of the center frame 106, each of which is 5 units, and each card type mobile phone 101 After installation, a folding resistance load application test (applied load 196 N, pass / fail judgment criteria: upper and lower casings 102 and 103 are not plastically deformed) and drop impact resistance test (drop height), which are general reliability tests of mobile phones 1.5 m, pass / fail judgment criteria: the center frame 106 should not be cracked or chipped). As a result, when a bending load is applied to the card-type mobile phone 101 as shown in FIG. 9, when the thickness t3 of the center frame 106 is 0.4 mm, the center of the upper and lower casings 102 and 103 is independent of the thickness t1 and t2. When the amount of deformation of the frame 106 is increased, the upper and lower casings 102 and 103 are plastically deformed, and the ratio of the plate thicknesses t1 and t2 of the upper and lower casings 102 and 103 to the plate thickness t3 of the center frame 106 is 1: 2 or less. The deformation amount of the upper and lower casings 102 and 103 was plastically deformed. Further, as shown in FIG. 10, when a drop impact force is applied to the card type mobile phone 101, when the thicknesses t1 and t2 of the upper and lower casings 102 and 103 are 0.2 mm, the center frame 106 does not depend on the thickness t3. The frame 106 was cracked or chipped. From the results of this test, the upper and lower casings are used to ensure the mechanical strength of the card-type mobile phone 101 up to the strength that can be stored and carried in bags, pockets, etc. as well as the drop impact resistance. The ratio between the thicknesses t1 and t2 of 102 and 103 and the thickness t3 of the center frame 106 is 1: 2 or more, and the thicknesses t1 and t2 of the upper and lower casings 102 and 103 are 0.3 mm or more. It was found that the plate thickness t3 should be 0.6 mm or more. Here, in order to realize a thin, light and small card type mobile phone, the total thickness of the card type mobile phone 101 is minimized, and the plate thicknesses t1 and t2 of the upper and lower casings 102 and 103 are set to 0.3 mm, It is obvious that the thickness t3 of the center frame 106 is most preferably 0.6 mm.
[0030]
In addition to stainless steel, nickel, titanium, aluminum, magnesium, or an alloy containing these as a main component can be used as the material of the upper and lower casings 102 and 103.
Here, as a material for the center frame 106, in addition to the synthetic resin (flexural modulus 5.889 GPa) mixed with PC + glass fiber 30% used in this example, PA [nylon 6] (flexural modulus 1.4 GPa), PBT ( Bending elastic modulus 2GPa), PC + glass fiber 20% synthetic resin (flexural modulus 4.251GPa), PA + carbon fiber 30% synthetic resin (flexural modulus 17GPa), PA + carbon fiber 40% synthetic resin (flexural modulus) 23.4 GPa) is made using nickel, titanium, aluminum and magnesium in addition to stainless steel as the material of the upper and lower casings 102 and 103, and in a general reliability test of a mobile phone as described above. A certain folding resistance load application test (applied load 196 N, pass / fail judgment criteria: upper and lower casings 102 and 103 are not plastically deformed) and drop resistance When the impact test (fall height 1.5 m, pass / fail judgment criteria: center frame 106 is not cracked, chipped, etc.) was performed in each combination, the optimum value of the bending elastic modulus of the center frame 106 (range from 2 GPa to 17 GPa) ) And an optimum plate thickness combination of the upper housing 102, the lower housing 103, and the center frame 106 (ratio of the plate thickness t1, t2 of the upper and lower housings 102, 103 to the plate thickness t3 of the center frame 106 is 1: 2 or more) Gave the same result as above.
[0031]
In summary, in order to realize a thin, light, and small card-type mobile phone, it is necessary that the material of the center frame 106 has a bending elastic modulus in the range of 2 GPa to 17 GPa and can accurately form a thin and fine shape. Therefore, it is most preferable to use PC or a synthetic resin containing PC as a main component, PA or a synthetic resin containing PA as a main component because of its ease of molding. -From the viewpoint of workability and availability, it is most preferable to use stainless steel or an alloy containing stainless steel as a main component, nickel or an alloy containing nickel as a main component, titanium or an alloy containing titanium as a main component. Most preferably, the ratio of the plate thickness t1, t2 to the plate thickness t3 of the center frame 106 is 1: 2 or more.
[0032]
[Example 2]
FIG. 11 is an exploded perspective view, an overall perspective view, and a sectional view showing a second embodiment of the card type mobile phone according to the present invention. Here, FIG. 11 (a) is an exploded perspective view showing the holding structure in the second embodiment of the card type mobile phone according to the present invention, and FIG. 11 (b) is in the second embodiment of the card type mobile phone according to the present invention. FIG. 11C is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 11B.
[0033]
Here, since the configuration of the center frame 106 in the second embodiment is the same as that of the first embodiment (FIGS. 5A and 5B), the description thereof is omitted.
The LCD module 104, the key switch module 105, the antenna module 107, the circuit board module 108, the power module 109, and the SD card connector 201 were sequentially incorporated, and 30% glass fiber was mixed in a PC having a flexural modulus of 5.889 GPa. The center frame 106 made of synthetic resin is sandwiched between the upper frame 102 made of stainless steel from the exposed direction of the key switch 105a of the center frame 106 and the lower frame 103 made of stainless steel from the opposite direction of the exposed surface of the key switch 105a of the center frame 106. did. At this time, the upper casing 102 has arms 501a, 501b, 501c, and 501d having connecting holes, and the center frame 106 has screw holes 502a, 502b, 502d corresponding to the arms 501a, 501b, 501c, and 501d. 503c and 504d, and the lower housing 103 has arms 503a, 503b, 503c, and 503d having connecting holes corresponding to the arms 501a, 501b, 501c, and 501d and screw holes 502a, 502b, 503c, and 504d. After the pinching and fitting, the arms 501a and 503a having the connection holes and the screw holes 502a are connected to the arms 501b and 503b having the connection holes and the screw holes 502b by the connection screws 504a. The connecting screws 504b are used to connect the arms 501c and 503 having connecting holes. And a connecting screw 504c and a screw hole 502c, arm 501d which open connecting hole, a connecting screw 504d and 503d and a screw hole 502d, and each ligated. (FIGS. 11A and 11B). Here, the relative positional relationship between the upper casing 102, the center frame 106, and the lower casing 103 is such that the upper casing 102 and the lower casing 103 are directly connected. Lower housing 103 The outermost surface, then Upper housing 102 Finally, the center frame 106 is arranged on the innermost side. (FIG. 11C).
[0034]
According to this embodiment, the LCD module 104, the key switch module 105, the antenna module 107, the circuit board module 108, the power module 109, and the SD card connector 201 are sequentially incorporated into a PC having a flexural modulus of 5.889 GPa. When an external force is applied to the upper and lower casings 102 and 103 by sandwiching the upper and lower portions of the synthetic resin center frame 106 mixed with 30% glass fiber between the upper and lower casings 102 and 103 made of stainless steel, the external force propagates to the center frame 106. The center frame 106 is deformed before the upper and lower casings 102 and 103 are plastically deformed, and an excessive stress can be absorbed. Further, the relative position of the upper casing 102 and the lower casing 103 is set so as to be directly connected from the outside of the apparatus. Lower housing 103 , Upper housing 102 The center frame 106 is connected to the upper casing 102, the lower casing 103, and the center frame 106 at the same time by connecting screws 504a, 504b, 504c, and 504d, so that shock waves such as a drop impact force are applied to the upper and lower casings 102 and 103. However, the shock wave is reflected / dispersed at the interface between the upper and lower casings 102, 103 and the center frame 106, the propagation of the shock wave to the center frame 106 is reduced, and the reflected / dispersed shock wave is made of a highly rigid stainless upper / lower casing 102, In addition to the above-mentioned effects, the mechanical strength of the mobile phone is ensured up to the strength that can be stored and carried in a bag, pocket, etc., and the reliability required for the mobile phone, for example, To realize a thin, light, and small card-type mobile phone with key switch keying characteristics, drop impact resistance characteristics, etc. Kill.
[0035]
Also in this embodiment, the material of the center frame 106 is made of PC or a synthetic resin mainly composed of PC, PA or PA, the bending elastic modulus of which is in the range of 2 GPa to 17 GPa, and a thin and fine shape can be accurately formed. Uses a synthetic resin as the main component, and the upper and lower casings 102 and 103 are made of stainless steel or an alloy containing stainless steel as the main component, nickel or alloy titanium containing nickel as the main component because of its mechanical strength, workability, and availability. Alternatively, an alloy mainly composed of titanium is used, and the ratio between the plate thicknesses t1 and t2 of the upper and lower casings 102 and 103 and the plate thickness t3 of the center frame 106 is set to 1: 2 or more. Needless to say, the same effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
[0036]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a telephone case structure used in a conventional general mobile phone shown in Patent Document 1. FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cellular phone housing structure disclosed in Patent Document 2.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of a card type mobile phone according to the present invention.
FIG. 4 is a stress-strain curve of a resin material.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing the structure of the center frame in the first embodiment of the card type mobile phone according to the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a holding structure in the first embodiment of the card type mobile phone according to the present invention.
[FIG. 7] A perspective view and a sectional view showing the entire apparatus in the first embodiment of the card type mobile phone according to the present invention.
FIG. 8 is a result of a folding resistance load application test and a drop impact test, which are general reliability tests of mobile phones.
FIG. 9 shows a folding resistance application test result, which is a general reliability test of a mobile phone.
FIG. 10 is a drop impact test result that is a general reliability test of a mobile phone.
FIG. 11 is an exploded perspective view showing a holding structure in a second embodiment of a card-type mobile phone according to the present invention, and a perspective view and a sectional view showing the entire apparatus.
[Explanation of symbols]
[0037]
101 Card type mobile phone
102 Upper housing
103 Lower housing
104 LCD module
105a Key switch
105 Key switch module
106 Center frame
107 Antenna module
108 Circuit board module
109 Power module
201 SD card connector
202 LSI for logic circuit
203 LSI for wireless circuit
501a, 501b, 501c, 501d Arm
502a, 502b, 502c, 502d Screw hole
503a, 503b, 503c, 503d Arm
504a, 504b, 504c, 504d Connection screw
601 First housing
602 second housing
603 Key switch
604 display
605 printed wiring board
701 Electronic parts that cannot be solder reflowed
702 Printed circuit board
703 Electronic components that can be solder reflowed
704a, 704b Copper foil forming surface
705 first housing
706 Second housing

Claims (10)

金属材料からなり、キースイッチ、表示部が設置される上部筐体と、
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により構成され、
前記センターフレームが前記上部筐体と前記下部筐体とで挟持され、
前記上部筐体と前記下部筐体が嵌合し、前記嵌合位置における前記上部筐体と前記下部筐体および前記センターフレームの位置関係は、前記下部筐体を最外面、次に、前記上部筐体、センターフレームは最も内側となるように配置されている携帯端末。
An upper housing made of a metal material, where key switches and display units are installed,
A lower housing made of a metal material;
Consists of a center frame made of resin material,
The center frame is sandwiched between the upper housing and the lower housing;
The upper housing and the lower housing are fitted, and the positional relationship between the upper housing, the lower housing, and the center frame at the fitting position is such that the lower housing is the outermost surface, and then the upper housing A portable terminal in which the housing and center frame are arranged on the innermost side.
前記上部筐体と前記センターフレームとが直接接触し、かつ、前記下部筐体と前記センターフレームが直接接触する請求項1に記載の携帯端末。The portable terminal according to claim 1, wherein the upper casing and the center frame are in direct contact, and the lower casing and the center frame are in direct contact. 前記上部筐体と前記下部筐体と前記センターフレームとが、少なくとも二箇所以上で固定されている請求項1記載の携帯端末。The portable terminal according to claim 1, wherein the upper casing, the lower casing, and the center frame are fixed at least at two or more locations. 前記固定は、ネジと、前記センターフレームに設けられたネジ穴によってなされる請求項記載の携帯端末。The portable terminal according to claim 3 , wherein the fixing is performed by a screw and a screw hole provided in the center frame. 前記ネジが、前記上部筐体に設けられた貫通穴と前記下部筐体に設けられた貫通穴とを介して、前記ネジ穴に連結されている請求項3から4のいずれか1項に記載の携帯端末。Said screw, wherein a through hole provided in the upper housing through a through hole provided in the lower housing, according to the any one of claims 3 which is connected to the screw hole 4 Mobile devices. 前記上部筐体と前記下部筐体を構成する材料に、ステンレス、ニッケル、チタン、アルミニウム、マグネシウム及びこれらを主成分とする合金を使用する請求項1からのいずれか1項に記載の携帯端末。The mobile terminal according to any one of claims 1 to 5 , wherein stainless steel, nickel, titanium, aluminum, magnesium, and an alloy containing these as a main component are used as a material constituting the upper housing and the lower housing. . 前記センターフレームを構成する材料に、PC,PA,PBT,POM,ABS及びこれらを主成分とする合成樹脂を使用し、且つ、前記センターフレームの曲げ弾性率が2GPaから17GPaの範囲である請求項1からのいずれか1項に記載の携帯端末。The material constituting the center frame is PC, PA, PBT, POM, ABS and a synthetic resin containing these as main components, and the bending elastic modulus of the center frame is in the range of 2 GPa to 17 GPa. The mobile terminal according to any one of 1 to 6 . 前記上部筐体および下部筐体と前記センターフレームの板厚の比が1:2以上である請求項1からのいずれか1項に記載の携帯端末。The portable terminal according to any one of claims 1 to 7 , wherein a ratio of plate thicknesses of the upper housing and the lower housing to the center frame is 1: 2 or more. 前記携帯端末は、携帯電話機である請求項1からのいずれか1項に記載の携帯端末。The portable terminal, the portable terminal according to any one of claims 1 to 8 is a mobile phone. 前記携帯端末は、カード型携帯電話機である請求項1から記載の携帯端末。The portable terminal, the portable terminal of claims 1 to 8, wherein the card-type portable telephone.
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