JP2011055198A - アンテナ給電装置及びそれを用いた通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】繰返し荷重に対するアンテナ4と通信回路基板5の回路端子との電気的接続状態の劣化を防止する。
【解決手段】装置筐体から引出・収納されるアンテナ4と通信回路基板5の回路端子とを電気的に接続する給電板2を備え、給電板2が回路端子に機械的、かつ、電気的に接続された固定部2cと、引出・収納されるアンテナ4が摺動する接触部2aと、接触部2aと固定部2cとの間に設けられて、接触部2aとアンテナ4との接触面で発生する摩擦による力を吸収する力吸収部2bと、を備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、アンテナ給電装置及びそれを用いた通信装置に関する。
携帯端末等の通信装置に設けられている地上波デジタルテレビジョンアンテナは、アンテナ給電装置によって装置筐体に収納された通信用の電子回路と接続されている。このようなアンテナ給電装置としては、種々の構成が提案され得ている。
例えば、特開平6−260828号にかかるアンテナは、ロッドアンテナの下端に接続された金属製の提灯バネと、ロッドアンテナが収納される長い内筒と、この内筒と通信用の電子回路基板に設けられた回路端子とを接続する同軸ケーブルとを備える。なお、提灯バネは、ロッドアンテナと電気的・機械的に接続されると共に内筒に内接している。これにより、ロッドアンテナは、提灯バネ、内筒、同軸ケーブルを介して回路端子と電気的に接続される。
また、特開2000−188503号公報にかかるアンテナは、図11に示すような、端末装置筐体100に設けられた筒状部101、端末装置筐体100に内設された通信用の電子回路基板102、筒状部101に案内されるアンテナ103、一端が電子回路基板102の回路端子に固着され、他端がアンテナ103のアンテナチューブ104にバネ力によって接触する給電バネ105を備える。なお、図11(a)は、アンテナ103の長手方向における装置の部分断面図であり、図11(b)は図11(a)におけるB−B線に沿った断面図である。
特開平6−260828号公報 特開2000−188503号公報
特開平6−260828号公報にかかるアンテナにおいては、電子回路基板の回路端子と内筒とを同軸ケーブルにより接続するための半田付け等の作業が必要となる。この点、特開2000−188503号公報にかかるアンテナは、電子回路基板を端末装置筐体100に収納固定すると、給電バネ105は、自身のバネ力によりアンテナチューブ104と接触するため、上述した半田付け等の作業が不要になる利点がある。
しかしながら、特開2000−188503号公報にかかるアンテナは、引出・収納動作を繰返えすと、電子回路基板の回路端子と給電バネとの機械的・電気的接続状態が劣化する場合がある。即ち、アンテナの引出・収納によりアンテナチューブ104は上下方向D1,D2に動くことになる。このとき、アンテナチューブ104の動きに応じた摩擦力が、給電バネ105に作用する。この摩擦力により、図11(a)に示すような力F1,F2が、電子回路基板の回路端子と給電バネとの接続点に作用する。このような力F1,F2が接続点に繰返し加わることにより、回路端子と給電バネとの機械的・電気的接続状態が劣化する。
また、アンテナ103のロッド部106とアンテナチューブ104との直径が異なっているため、アンテナ103を引出・収納した際には、図11(b)に示すような力F3が給電バネ105に働き、回路端子と給電バネとの機械的・電気的接続状態を劣化させる。
そこで、本発明は、アンテナの引出・収納を繰返し行っても、アンテナと回路端子との電気的接続状態が劣化しないようにしたアンテナ給電装置及びそれを用いた通信装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、アンテナ給電装置は、装置筐体から引出・収納されるアンテナと通信回路基板の回路端子とを電気的に接続する給電板を備え、給電板が回路端子に機械的、かつ、電気的に接続された固定部と、引出・収納されるアンテナが摺動する接触部と、接触部と固定部との間に設けられて、接触部とアンテナとの接触面で発生する摩擦による力を吸収する力吸収部と、を備える。
また、通信装置は、装置筐体から引出・収納されるアンテナと、回路端子を備えた通信回路基板と、回路端子に機械的、かつ、電気的に接続された固定部と、引出・収納されるアンテナが摺動する接触部と、接触部と固定部との間に設けられて、接触部とアンテナとの接触面で発生する摩擦による力を吸収する力吸収部とを含む給電板を有するアンテナ給電装置と、を備える。
本発明によれば、アンテナの引出・収納を繰返し行っても、アンテナと回路端子との電気的接続状態の劣化が防止できる。
本発明の第1の実施形態にかかるアンテナ給電装置の断面図である。 本発明の第2の実施形態にかかるアンテナ給電装置を用いた携帯端末の斜視図である。 第2の実施形態にかかるアンテナ給電装置の断面図である。 第2の実施形態にかかるアンテナを支持する支持部の部分破断斜視図である。 第2の実施形態にかかる給電板の斜視図である。 第2の実施形態にかかるアンテナの動きを説明する断面図で、(a)は、アンテナが収納状態にあるときの図、(b)は引出途中の図、(c)は使用状態にあるときの図である。 第2の実施形態にかかる給電板の状態を説明する断面図で、(a)はアンテナを引出しているときの図、(b)はアンテナを収納しているときの図、(c)は接触部が下テーパ部に当接したときの図、(d)はアンテナが動いていないときの図である。 第2の実施形態にかかる1つの湾曲部しか持たない給電板とアンテナとの接触状態を説明する断面図である。 第2の実施形態にかかる2つの湾曲部を持つ給電板とアンテナとの接触状態を説明する断面図である 第2の実施形態にかかる多段式アンテナを備えるアンテナ給電装置の断面図である。 関連技術の説明に適用されるアンテナ給電装置の断面図で、(a)はアンテナの長手方向の断面図、(b)は(a)におけるB−B線に沿った断面図である。
本発明の実施形態を図を参照して説明する。なお、以下の説明ではアンテナ給電装置が用いられる通信装置として携帯端末を例に説明するが、装置筐体に対して引出・収納されるアンテナを備えた通信装置に広く適用できることを付言する。
<1.第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態にかかるアンテナ給電装置1の断面図である。アンテナ給電装置1は、給電板2を備える。この給電板2は、接触部2a、力吸収部2b及び固定部2cを含み、装置筐体3から引出・収納されるアンテナ4と通信回路基板5の回路端子とを電気的に接続する。
接触部2aは、アンテナ4に押圧されている。固定部2cは、通信回路基板5の回路端子に機械的かつ電気的に接続されている。力吸収部2bは、接触部2aと固定部2cとの間に設けられて、接触部2aとアンテナ4との接触面で発生する摩擦力による給電板2の変形を吸収する。
このような構成により、アンテナ4を装置筐体3から引出・収納する際に、アンテナ4と接触部2aとの接触面には摩擦力が発生する。この摩擦力により、給電板2はアンテナ4の動きに従動する。給電板2は固定部2cの位置で通信回路基板5に対して機械的に固定されているので、給電板2の動きは、この給電板2の変形として現れる。このとき接触部2aと固定部2cとの間に力吸収部2bが設けられているので、給電板2の変形は力吸収部2bが変形することにより吸収される。従って、固定部2cに作用する摩擦力による力は、非常に小さくすることができる。よって、アンテナ4の引出・収納を繰返し行っても、固定部2cと通信回路基板5の回路端子との電気的・機械的接続状態が劣化しない。
<2.第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。図2は、本実施形態にかかるアンテナ給電装置12を備えた携帯端末10の斜視図であり、図3は図2におけるA−A線に沿った部分断面図である。携帯端末10は、装置筐体10a、アンテナ給電装置12により装置筐体10aに内設された通信回路基板と接続されたアンテナ16、種々の画像情報を表示するための表示部10d、種々の情報を入力するための入力キー10e等を備える。
そして、アンテナ16を使用するときは、アンテナ16は装置筐体10aから引出される。また、アンテナ16を使用しないときは、アンテナ16は装置筐体10aに押込まれることにより収納される。以下、アンテナ16を装置筐体10aから引出す方向を引出方向(図2及び図3において矢印K1の方向)、収納する方向を収納方向(図2及び図3において矢印K2の方向)と記載し、アンテナ16が引出された状態を使用状態、収納された状態を収納状態と記載する。また、以下の説明においては、「上端」又は「下端」と記載して各部材の部位を特定するが、この場合の「上端」は各部材における「引出方向側の端部」を意味し、「下端」は「収納方向側の端部」を意味する。
図3に示すように、アンテナ16は、円柱体のロッド部16a、このロッド部16aの上端に配置されたキャップ部16b、ロッド部16aの下端に配置されたアンテナ端子部16cを備える。また、アンテナ給電装置12は、装置筐体10aに取付けられた支持部14、装置筐体10aに内設された通信回路基板15の回路端子とアンテナ16とを電気的に接続する給電板18を備える。そして、アンテナ16は、支持部14に挿通して上下動可能に支持されている。
アンテナ16におけるロッド部16aとアンテナ端子部16cとは、電気良導体で形成され、かつ、電気的に接続されている。アンテナ16のキャップ部16bは、キャップボディ部16ba、このキャップボディ部16baの上端に設けられたキャップ16bb、キャップボディ部16baの下端に設けられた上テーパ部16bcを備える。アンテナ端子部16cは、受電部16ca、この受電部16caの下端に設けられた抜止フランジ16cb、受電部16caの上端に設けられた下テーパ部16ccを備える。
キャップ部16bのキャップボディ部16baやアンテナ端子部16cの受電部16caの直径D2は、ロッド部16aの直径D1より大きく(D2>D1)、かつ、支持部14の内直径D3に対してクリアランスΔだけ小さい寸法に設定されている(D2+Δ=D3)。このとき、クリアランスΔが大きいと、キャップボディ部16baや受電部16caが支持部14に対して大きくガタツクようになる。逆に、クリアランスΔが小さいと、キャップボディ部16baや受電部16caが支持部14に挿通し難くなる。そこで、クリアランスΔは、キャップボディ部16baや受電部16caが支持部14に容易に挿通でき、かつ、ユーザに違和感を与える大きなガタツキが生じない寸法に設定される。これらの具体的な値は、支持部14、キャップボディ部16ba及び受電部16caの熱膨張率や表面仕上げ度等により適宜設定される。
図4は、アンテナ給電装置12における支持部14の部分破断図である。なお、図4においては、支持部14が取り付けられる領域の装置筐体10aが合わせて示されている。支持部14は、筒部14a、ナット14b、接触窓14c及び突起14dを含み、これらは樹脂等の電気絶縁材により形成されている。なお、支持部14は、装置筐体10aと一体に形成されていても良い。この場合は、ナット14bが不要になる利点がある。
筒部14aは、装置筐体10aに設けられた取付孔10bに挿入される円筒体である。この筒部14aの内直径は、上述した寸法D3に設定され、この内部にアンテナ16が挿通される。筒部14aの上端にはフランジ14eが設けられ、筒部14aの本体をなす案内部14fの外面には、ナット14bが螺合するねじ溝が形成されている。
接触窓14cは、案内部14fを半径方向に開口して形成された概略矩形状の窓で、給電板18が挿入される。この接触窓14cの上端面は引出変位規制部19aをなし、下端面は収納変位規制部19bをなして、これらによって給電板18の最大変位量を規制する変位規制部19が形成されている。
突起14dは、フランジ14eと案内部14fとを橋架して設けられたリブである。なお、装置筐体10aには、案内部14fが挿入される取付孔10bと突起14dが嵌合する突起溝10cとが、形成されている。そして、案内部14fを取付孔10bに挿入すると、フランジ14eが装置筐体10aに当接して、挿入量が規制される。このとき、突起14dが突起溝10cに挿入される。その後、案内部14fにナット14bを螺合させる。
通信回路基板15の位置は装置筐体10aに対して決められているので、給電板18の位置及び向きも決められている。このためナット14bを案内部14fに螺合させたときに、その締め付け力で案内部14fが回転してしまうと、給電板18と接触窓14cとの位置が一致しなくなる。しかし、突起14dが突起溝10cに挿入することにより筒部14aの回転が規制されるので、接触窓14cは、装置筐体10aに対して常に一定の方向となるように取付けることができる。
図5は、通信回路基板15の回路端子15aに接続された給電板18の斜視図である。給電板18は、アンテナ16と接触する接触部18a、通信回路基板15の回路端子15aと接続される固定部18b、力吸収部18cを含む板バネである。この給電板18は、燐青銅やステンレス等の弾性率の大きな材料により形成された電気良導体である。固定部18bは、半田付けやリベット等により、通信回路基板15の回路端子15aと機械的かつ電気的に接続されている。
接触部18aは、アンテナ16の長手方向に湾曲して形成されて、力吸収部18cが発生するバネ力により、アンテナ16のキャップボディ部16baやアンテナ端子部16cの受電部16caに押圧される。接触部18aの湾曲方向は、収納方向から引出方向、またはその逆の方向である。図5等においては、収納方向から引出方向に湾曲している場合を示している。このように接触部18aを湾曲させたのは、アンテナ16を引出・収納する際に、接触部18aがアンテナ16に係止されたりするのを防止するためである。
なお、接触部18aは、キャップボディ部16baや受電部16caに押圧されて接触しているため、アンテナ16の引出・収納に伴い発生する摩擦力によって、給電板18は変形する。即ち、アンテナ16が引出されるときは、給電板18は接触窓14cの引出変位規制部19a側に曲がり、アンテナ16が収納されるときは、収納変位規制部19b側に曲がる。しかし、このような給電板18の変形量は、接触部18aが引出変位規制部19a又は収納変位規制部19bに当接することで規制される。即ち、引出変位規制部19a又は収納変位規制部19bは、給電板18の最大変形量を規定している。
力吸収部18cは、接触部18a側の第1湾曲部18cb、固定部18b側の第2湾曲部18ca、及びこれらの間に設けられた直線部18ccを含む。第1湾曲部18cb及び第2湾曲部18caの湾曲方向及び作用については、接触部18aの作用と共に、後述する動作説明において詳しく述べる。
次に、このような構成のアンテナ給電装置12を用いた携帯端末10でアンテナ16を引出・収納する場合の動作を説明する。なお、アンテナ16を引出す場合と収納する場合とでは、給電板18に作用する摩擦の方向が異なるだけで同様の説明が可能である。そこで、以下においては、アンテナ16を引出す場合を例に説明する。
図6(a)は、アンテナ16が収納状態にあるときの断面図、図6(b)は引出途中の断面図、図6(c)は使用状態にあるときの断面図である。また、図7(a)はアンテナ16を引出しているときの給電板18の状態を示す断面図、図7(b)はアンテナ16を収納しているときの給電板18の状態を示す断面図、図7(c)は接触部18aが下テーパ部16ccに当接したときの給電板18の状態を示す断面図、図7(d)は、アンテナ16が動いていないときの給電板18の状態を示す断面図である。
<収納状態及び使用状態>
図6(a)に示す収納状態又は図6(c)に示す使用状態において、接触部18aは、受電部16ca又はキャップボディ部16baに押圧されている(図7(d)参照)。この押圧力は、給電板18における力吸収部18cのバネ性により生じる。受電部16ca又はキャップボディ部16baの直径は支持部14の内直径より適宜小さい寸法に形成され、かつ、接触部18aが受電部16ca又はキャップボディ部16baに押圧されているため、例えば携帯端末10を上下逆に把持しても、装置筐体10aからアンテナ16が抜出てしまうことはない。
<引出・収納動作中>
アンテナ16を収納状態と使用状態との間で遷移させる引出・収納動作は、ユーザがキャップ部16bを把持してアンテナ16を引出又は収納することにより行われる。このとき、キャップボディ部16ba又は受電部16caは、接触部18aに対して摺動する。このときの摺動により摩擦力が発生して、給電板18が変形する(図7(a)、図7(b)参照)。その後、接触部18aはキャップボディ部16baや受電部16caから離れる。これにより、接触部18aは、図6(b)に示すように、アンテナ軸心Qに近づく方向に前進する。
さらに、アンテナ16の引出・収納動作を続けると、接触部18aはキャップ部16bの上テーパ部16bcやアンテナ端子部16cの下テーパ部16ccに当接し、アンテナ軸心Qから離れる方向に押し出される。図7(c)においては、接触部18aが下テーパ部16ccに当接して、アンテナ軸心Qから矢印K3の方向に押し出される場合を示している。なお、接触部18aが上テーパ部16bcや下テーパ部16ccに当接するのは、給電板18の第2湾曲部18caのバネ力によって、接触部18aが、案内部14fの内壁よりアンテナ軸心Q側に突出しているためである。
図7(a)、図7(b)における点線で示す給電板18は、接触部18aとキャップボディ部16ba又は受電部16caとの摩擦により変形した給電板18を示している。即ち、アンテナ16が引出される際には、図7(a)に示すように、給電板18は、上端方向に湾曲して引出変位規制部19aに接触部18aが当接する。同様に、アンテナ16が収納される際には、図7(b)に示すように、給電板18は、下端方向に湾曲して収納変位規制部19bに接触部18aが当接する。接触部18aが引出変位規制部19a又は収納変位規制部19bに当接すると、それ以上に給電板18は変形できなくなる。即ち、接触部18aが引出変位規制部19a又は収納変位規制部19bに当接することで、給電板18の最大変形量が規制される。
給電板18の変形は、主に力吸収部18cの第2湾曲部18ca及び第1湾曲部18cbが弾性変形することで吸収される。給電板18の変位を吸収するだけの目的であれば、例えば図8に示すような、1つの湾曲部により形成された力吸収部31を持つ給電板30であっても良い。しかし、この場合、接触部31aが摩擦により摩耗すると、図8の拡大図に示すように、接触部31aと受電部16caとの間に、クリアランスSが発生して、接触状態が悪くなることが生じる。
しかし、本実施形態にかかる力吸収部18cは、第2湾曲部18caと第1湾曲部18cbとの2つの湾曲部を備えるため、図9に示すように、第1湾曲部18cbのバネ力f1が、接触部18aを受電部16caの方向に押す。従って、接触部18aが摩耗しても、接触部18aは受電部16caと確実に接触する。
また、図8に示す構成の場合には、1つの湾曲部によって給電板30の変形が吸収されるため、この湾曲部で吸収しきれなかった力が固定部に加わることになる。しかし、本実施形態にかかる力吸収部18cは、第2湾曲部18ca及び第1湾曲部18cbを備えて、給電板18の変位をこれら2つの湾曲部によって吸収するので、固定部18bには加わる力は非常に小さくなる。従って、アンテナの引出・収納を繰返し行っても、固定部と回路端子との電気的・機械的接続状態が劣化することがない。
なお、上記説明では、単段式のアンテナについて説明したが、図10に示すような多段式のアンテナ26であってもよい。図10に示すアンテナ26は、ロッド部26aが第1ロッド部26aaと、この第1ロッド部26aaに収納可能に設けられた第2ロッド部26abを含んでいる。そして、第1ロッド26aaにキャップ部16bが設けられ、第2ロッド26abにアンテナ端子部16cが設けられている。このように多段式のアンテナを用いることにより、収納時のアンテナの長さを短くすることが可能になる。
1,12 アンテナ給電装置
2,18,30 給電板
2c,18b 固定部
2a,18a,31a 接触部
2b,18c,31 力吸収部
3,10a 装置筐体
4,16,26 アンテナ
5,15 通信回路基板
10 携帯端末
14 支持部
15a 回路端子
16a,26a ロッド部
16b キャップ部
16c アンテナ端子部
16ca 受電部
18ca 第2湾曲部
18cb 第1湾曲部
19 変位規制部
19a 引出変位規制部
19b 収納変位規制部

Claims (12)

  1. アンテナ給電装置であって、
    装置筐体から引出・収納されるアンテナと通信回路基板の回路端子とを電気的に接続する給電板を備え、前記給電板が
    前記回路端子に機械的、かつ、電気的に接続される固定部と、
    引出・収納される前記アンテナが摺動する接触部と、
    前記接触部と前記固定部との間に設けられて、前記接触部と前記アンテナとの接触面で発生する摩擦による力を吸収する力吸収部と、を備えることを特徴とするアンテナ給電装置。
  2. 請求項1に記載のアンテナ給電装置であって、
    前記力吸収部が、湾曲して設けられた第1湾曲部と、
    前記第1湾曲部と前記接触部との間に湾曲して設けられた第2湾曲部と、を備えることを特徴とするアンテナ給電装置。
  3. 請求項2に記載のアンテナ給電装置であって、
    前記第1湾曲部又は前記第2湾曲部のいずれか一方が、前記接触部を前記アンテナに押圧することを特徴とするアンテナ給電装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアンテナ給電装置であって、
    前記アンテナが挿通して支持される支持部と、
    前記支持部の側筒部に形成されて、前記接触部が挿通する接触窓と、を備えることを特徴とするアンテナ給電装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアンテナ給電装置であって、
    前記給電板における前記アンテナを引出す方向及び収納する方向の最大変位量が規定される変位規制部を設けたことを特徴とするアンテナ給電装置。
  6. 請求項4に記載のアンテナ給電装置であって、
    前記接触窓における前記アンテナの長さ方向の上下端面が、前記給電板における前記アンテナを引出す方向及び収納する方向の最大変位量を規定する変位規制部をなすことを特徴とするアンテナ給電装置。
  7. 装置筐体から引出・収納されるアンテナと、
    回路端子を備えた通信回路基板と、
    前記回路端子に機械的、かつ、電気的に接続される固定部と、引出・収納される前記アンテナが摺動する接触部と、前記接触部と前記固定部との間に設けられて、前記接触部と前記アンテナとの接触面で発生する摩擦による力を吸収する力吸収部とを含む給電板を有するアンテナ給電装置と、を備えることを特徴とする通信装置。
  8. 請求項7に記載の通信装置であって、
    前記力吸収部が、湾曲して設けられた第1湾曲部と、
    前記第1湾曲部と前記接触部との間に湾曲して設けられた第2湾曲部と、を備えることを特徴とする通信装置。
  9. 請求項8に記載の通信装置であって、
    前記第1湾曲部又は前記第2湾曲部のいずれか一方が、前記接触部を前記アンテナに押圧することを特徴とする通信装置。
  10. 請求項7乃至9のいずれか1項に記載の通信装置であって、
    前記アンテナが挿通して支持される支持部と、
    前記支持部の側筒部に形成されて、前記接触部が挿通する接触窓と、を備えることを特徴とする通信装置。
  11. 請求項7乃至10のいずれか1項に記載の通信装置であって、
    前記給電板における前記アンテナを引出す方向及び収納する方向の最大変位量が規定される変位規制部を設けたことを特徴とする通信装置。
  12. 請求項10に記載の通信装置であって、
    前記接触窓における前記アンテナの長さ方向の上下端面が、前記給電板における前記アンテナを引出す方向及び収納する方向の最大変位量を規定する変位規制部をなすことを特徴とする通信装置。
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