JP2013123147A - 携帯端末及び携帯端末の実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない部品で構成してもタッチパネルや基板などの内部構成要素が外力の影響を受け難いような構造を備えた携帯端末を提供する。
【解決手段】本発明に係る携帯端末１０は、表面側及び裏面側が開口された平面視で矩形状のフレーム３と、フレーム３の内部に収納され、情報を表示するディスプレイ２、電子部品４１を実装した基板４、及び電子部品４１に電源を供給する電池５を含む内部実装部品と、フレーム３の裏面側開口３２を覆って設けられたリアパネル６と、フレーム３の表面側開口３１を覆って設けられたタッチパネル１とを備えるものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、携帯電話機などの携帯端末の構造技術に係り、特に、外装の構造に改良を施した携帯端末及び携帯端末の実装方法に関する。

近年、携帯電話機などの携帯端末は、小型・薄型化を目的とした実装構造だけではなく、部品点数の削減や製造の容易性等の観点から低コスト化を図った実装構造が求められている。このような実装構造を有する一般的な携帯端末の一例について説明する。図８は一般的な携帯端末５０の外観斜視図であり、図９は図８に示す携帯端末５０の分解図である。また、図１０は図８に示す携帯端末５０を上面から見た平面図であり、図１１は図１０に示す携帯端末５０のＤ−Ｄ断面図であり、図１２は図１０に示す携帯端末５０のＥ−Ｅ断面図である。

図８に示すように、携帯端末５０は扁平形状になっている。この携帯端末５０の内部には、図９の分解図に示すように、上ケース５３と下ケース５９との内部に、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）５２、基板５７、及び電池５８が収容されている。さらに、金属やエンプラ（エンジニアリングプラスチック）等の高剛性材料で形成されたサイドフレーム５４及びサイドフレーム５５によって枠組みが構成され、かつ、タッチパネル５１及びカバー５６を開口部に取り付けた実装構造となっている。

図１０、図１１、及び図１２を用いて、さらに詳細に携帯端末５０の構造について説明する。すなわち、図１０に示す携帯端末５０のＤ−Ｄ断面の位置近傍では、図１１のＤ−Ｄ断面図に示すように、ＬＣＤ５２及び基板５７が上ケース５３と下ケース５９の内部に収容されている。そして、サイドフレーム５４及びサイドフレーム５５に形成されたサイドフレーム溝５４ａによって、上ケースフランジ部５３ａと下ケースフランジ部５９ａを挟み込んでいる。

また、図１０に示す携帯端末５０のＥ−Ｅ断面の位置近傍では、図１２のＥ−Ｅ断面図に示すように、ＬＣＤ５２及び電池５８が上ケース５３と下ケース５９の内部に収容されている。そして、サイドフレーム５４及びサイドフレーム５５に形成されたサイドフレーム溝５４ａによって、上ケースフランジ部５３ａと下ケースフランジ部５９ａを挟み込んでいる。

さらに、図１１、図１２に示すように、図１０のＤ−Ｄ断面の位置とＥ−Ｅ断面の位置とに跨って（つまり、表面の開口部全面に）にタッチパネル５１が取り付けられ、かつ、側面部分がカバー５６（図９参照）にて固定された構造になっている。このような構造にすることにより、携帯端末５０の剛性を向上させることができる。

また、関連技術として、枠状のケース本体の上面側には上カバーによって液晶表示パネルが押圧固定され、該ケース本体の下面側には下カバーによって回路基板が押圧固定された構造の小型電子機器が開示されている。この技術によれば、ケース本体に液晶表示パネルや回路基板を取り付けるときにネジボスを設ける必要がなくなるので、携帯電話などの小型電子機器のより一層の薄型化を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。

また、他の関連技術として、枠状に形成された本体ケースの裏面側に裏蓋を固着してその裏蓋の表面に回路基板を固定的に搭載し、本体ケースの表面側に搭載されたタッチパネルは枠状の導電部材によって本体ケースに一体的に固定された構造の電子機器（腕時計）が開示されている。この技術によれば、タッチパネルの周囲の抑えシロを最小限にして、該タッチパネルの周囲を導電部材によって抑えることができるので、該タッチパネルの水平面積（有効表示面積）を最大限に利用しながら電子機器を小型化することができる。

特開２０００−２２３８５８号公報 特開２０００−１０６２９７号公報

しかしながら、図８〜図１２に示す携帯端末５０は筐体の剛性を向上させることはできるが、分割可能な上ケース５３と下ケース５９とによって筐体枠が構成されているので、必然的に、筐体の薄型化には限界がある。さらに、筐体の枠組にサイドフレーム５４，５５やカバー５６などの要素を用いなければならないので部品点数が多くなってしまい、組立工数が増加してしまう。その結果、携帯端末５０がコストアップしてしまう。

また、前記特許文献1の技術は、ケース本体に液晶表示パネルや回路基板を取り付けるときにネジボスを設ける必要はなくなるが、ケース本体に液晶表示パネルや回路基板を取り付け固定するために上カバーや下カバーを用いなければならない。その結果、部品点数が多くなると共に組立工数が増加してしまうので小型電子機器がコストアップしてしまう。

さらに、前記特許文献２の技術は、表面側のタッチパネルの周辺を枠状の導電部材によって本体ケースに固定することにより、該タッチパネルの外形寸法を最小限にして開口エリアを広くすることができる。しかし、タッチパネルを本体ケースに固定するためには枠状の導電部材を用いなければならないので部品点数が増えてしまう。また、タッチパネルの縁に沿って枠状の導電部材を搭載するためには、高精度なマウンタ冶具が必要となる。そのために、電子機器（腕時計）を組立てるための設備コストが嵩んでしまうと共に組立工数が増加してしまう。

なお、前記特許文献１の技術と前記特許文献1の技術とを複合しても、取り付け部品を用いることなく、一体化されたケース本体に対して、タッチパネル、液晶表示パネル、回路基板、及び裏蓋などを安定的に取り付ける技術を見出すことはできない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、少ない部品で構成してもタッチパネルや基板などの内部構成要素が外力の影響を受け難いような構造を備えた携帯端末、及び携帯端末の実装方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る携帯端末は、表面側及び裏面側が開口された平面視で矩形状のフレームと、前記フレームの内部に収納され、情報を表示するディスプレイ、電子部品を実装した基板、及び前記電子部品に電源を供給する電池を含む内部実装部品と、前記フレームの裏面側開口を覆って設けられたリアパネルと、前記フレームの表面側開口を覆って設けられたタッチパネルと、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る携帯端末の実装方法は、表面側及び裏面側が開口された平面視で矩形状のフレームの内部に、情報を表示するディスプレイ、電子部品を実装した基板、及び前記電子部品に電源を供給する電池を含む内部実装部品を収納する第１の工程と、前記フレームの裏面を覆ってリアパネルを設ける第２の工程と、前記フレームの表面を覆ってタッチパネルを設ける第３の工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の携帯端末は、タッチパネル及びリアパネルをフレームの表面及び裏面に嵌め込むことにより、少ない部品点数で内部要素に外力の影響を与えないような高い剛性を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る携帯端末の外観斜視図である。 図１に示す携帯端末の分解図である。 図１に示す携帯端末を上面から見た平面図である。 図３に示す携帯端末のＡ−Ａ断面図である。 図４に示す携帯端末のＢ−Ｂ断面図である。 図１に示す携帯端末のフレームの斜視図である。 図６に示すフレームのＣ−Ｃ断面図である。 一般的な携帯端末の外観斜視図である。 図８に示す携帯端末の分解図である。 図８に示す携帯端末を上面から見た平面図である。 図１０に示す携帯端末のＤ−Ｄ断面図である。 図１０に示す携帯端末のＥ−Ｅ断面図である。

《概要》
本発明の実施形態に係る携帯端末は、表面側と裏面側が開口された枠状のフレームを主要骨格として、その内部にＬＣＤユニット、基板、及び電池などを収納させ、タッチパネルとリアパネルを枠状のフレームの表面側及び裏面側から嵌め込んだ構成となっている。これにより、タッチパネル及びリアパネルをフレームの表面及び裏面に固定するための取り付け部材が不要となるので、少ない部品点数で高い剛性の携帯端末を構成することができる。

《実施形態》
図１は、本発明の一実施形態に係る携帯端末１０の外観斜視図であり、図２は、図１に示す携帯端末１０の分解図である。また、図３は、図１に示す携帯端末１０を上面から見た平面図である。さらに、図４は、図３に示す携帯端末１０のＡ−Ａ断面図であり、図５は、図４に示す携帯端末１０のＢ−Ｂ断面図である。また、図６は、図１に示す携帯端末１０のフレーム３の斜視図であり、図７は、図６に示すフレーム３のＣ−Ｃ断面図である。

図１に示すように、本実施形態の携帯端末１０は、手のひらで掴み易いように薄型で扁平な形状となっている。この携帯端末１０は、図２に示すように、金属またはエンプラ（エンジニアリングプラスチック）等の高剛性材料で形成された枠状のフレーム３の内部に、内部実装部品Ｂが収容されたものである。この内部実装部品Ｂは、情報を表示するＬＣＤ(ディスプレイ)２、電子部品４１を実装した基板４、及び電子部品４１に電源を供給する電池５が、金属またはエンプラ（エンジニアリングプラスチック）等の高剛性材料で形成された枠状のフレーム３の内部に収容されている。さらに、フレーム３の表面側開口３１にはタッチパネル１が固定的に取り付けられ、該フレーム３の裏面側開口３２にはリアパネル６が固定的に取り付けられた構造となっている。

なお、エンプラは、主に、自動車部品や機械部品などの工業用の用途に好んで用いられているプラスチック材料であって、強靭性及び耐熱性などに優れているため、近年では、携帯端末などの分野にも広く使用されている。

携帯端末１０の構造について、図３、図４、及び図５を用いてさらに詳しく説明する。図３に示す携帯端末１０のＡ−Ａ断面の位置においては、図４のＡ−Ａ断面図に示すように、平面視で矩形形状を有する枠状のフレーム３の裏面側から嵌め込まれたリアパネル６の上面には電子部品４１（図４では不図示）を実装した基板４が搭載されている。さらに、その基板４の上部には情報を表示するＬＣＤ２が実装され、このＬＣＤ２の表面には、枠状のフレーム３の表面側からタッチパネル１が嵌め込まれている。

また、図３に示す携帯端末１０のＢ−Ｂ断面の位置においては、図５のＢ−Ｂ断面図に示すように、枠状のフレーム３の裏面側から嵌め込まれたリアパネル６の上面には、電子部品４１に電源を供給する電池５が搭載されている。さらに、その電池５の上部には表示画面となるＬＣＤ２が実装され、このＬＣＤ２の表面には、枠状のフレーム３の表面側からタッチパネル１が嵌め込まれている。

すなわち、リアパネル６が、枠状のフレーム３の裏面を覆うように該フレーム３の裏面側開口３２に嵌め込まれている。さらに、リアパネル６の上面には、基板４と電池５とが平面上の位置を分割して搭載され、その上面には、ＬＣＤ２がフレーム３の枠内一杯に収納されている。そして、タッチパネル１が、フレーム３の表面を覆うように該フレーム３の表面側開口３１に嵌め込まれている。

さらに、本実施形態の携帯端末１０はフレーム３が補強された構造になっている。これについて、図６及び図７を用いて説明する。図６に示すフレーム３をＣ−Ｃ断面図で見ると、図７に示すように、フレーム３の内側面３３の全周に亘って突起部３ａが形成されている。

すなわち、金属またはエンプラ等の高剛性材料で形成されたフレーム３の内側面３３における幅方向の任意の位置には、図７に示すフレーム３のＣ−Ｃ断面図のように、フレーム３の内側面３３の全周に亘って連続的に突起部３ａが形成されている。これによって、フレーム３の曲げ応力係数である断面係数を高くすることができるので、フレーム３の剛性をさらに向上させることが可能となる。その結果、携帯端末１０としての破壊耐力をさらに向上させることができる。

すなわち、ユーザが携帯しながら移動する携帯端末は、一般的に、圧迫や落下衝撃等の外力が加わりやすいので、外装ケースの変形に伴って内部に実装されている電気部品なども破損に至るおそれがある。そこで、本実施形態の携帯端末１０では、金属またはエンプラ等の高剛性材料で形成されたフレーム３の内側面３３の全周に亘って、さらに、突起部３ａを帯状に形成することにより、強靭な高剛性を有するフレーム３を実現している。言い換えると、フレーム３の内側面３３の全周にわたって突起部３ａを設けているので、さらに高い剛性を確保することができる。

このような高剛性のフレーム３の内部に、ＬＣＤ２や、電子部品を搭載した基板４などを実装させることにより、これらのＬＣＤ２や基板４などが外力からの影響を受け難くなる。その結果、携帯電話機などの携帯端末１０の構造的耐力及び信頼性を向上させることが可能となる。また、突起部３ａの断面形状を変更することにより、強度の向上及び実装の自由度を向上させることが可能とする。さらに、図８で示したような従来構成のケース（上ケース５３及び下ケース５９）やサイドフレーム５４，５５を一体化することにより、さらなる部品点数の削減にも寄与することができる。

《まとめ》
以上説明したように、本発明の実施形態に係る携帯端末１０は、表面側及び裏面側が開口された枠体によって主要骨格を構成する矩形状のフレーム３の内部に、ＬＣＤ２、基板４、及び電池５が収納されている。そして、フレーム３の裏面を覆うように、このフレーム３の裏面側開口３２にリアパネル６が固着され、かつ、フレーム３の表面を覆うように、このフレーム３の表面側開口３１にタッチパネル１が固着されている。

また、フレーム３は、枠体の幅方向の任意の位置において、その内側面３３の全周に亘って連続して突起部３ａが形成されている。この突起部３ａは、フレーム３の内部に収納される部品（ＬＣＤ２、基板４、及び電池５など）の実装スペースを阻害しない範囲で、フレーム３の断面係数が最も高くなるような断面形状にすることが望ましい。あるいは、突起部３ａの断面形状は、フレーム３に収納する部品の実装スペースの自由度やフレーム３の必要強度などに応じて任意に変更してもよい。

また、フレーム３は、金属材料やエンプラ（エンジニアリングプラスチック）材料で形成することが望ましい。なお、フレーム３と突起部３ａは一体成型によって形成することができる。

また、本発明の実施形態に係る携帯端末１０の実装方法は、次のような工程によって実現される。すなわち、本発明の実施形態に係る携帯端末１０の実装方法は、第１の工程によって、表面側及び裏面側が開口された枠体によって主要骨格を構成する矩形状のフレーム３の内部に、ＬＣＤ２、基板４、及び電池５などを収納する。そして、第２の工程によって、フレーム３の裏面を覆うように、このフレーム３の裏面側開口３２にリアパネル６を固着する。さらに、第３の工程によって、フレーム３の表面側開口３１を覆うように、このフレーム３の表面側にタッチパネル１を固着する。尚、第２の工程と第３の工程の順序を逆にすることも可能である。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の具体的な構成は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、それらは本発明に含まれる。

上記の実施形態の一部又は前部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）表面側及び裏面側が開口された平面視で矩形状のフレームと、前記フレームの内部に収納され、情報を表示するディスプレイ、電子部品を実装した基板、及び前記電子部品に電源を供給する電池を含む内部実装部品と、前記フレームの裏面側開口を覆って設けられたリアパネルと、前記フレームの表面側開口を覆って設けられたタッチパネルと、を備えることを特徴とする携帯端末。

（付記２）前記フレームは、その内側面に全周に亘って連続して突起部が形成されていることを特徴とする付記１に記載の携帯端末。

（付記３）前記突起部は、前記内部実装部品の実装スペースを阻害しない範囲で、前記フレームの断面係数が最も高くなるような断面形状となっていることを特徴とする付記２に記載の携帯端末。

（付記４）前記フレームは、金属材料、またはエンジニアリングプラスチック材料で形成されていることを特徴とする付記１から付記３のいずれか１に記載の携帯端末。

（付記５）前記フレームと前記突起部は一体成型によって形成されていることを特徴とする付記２から付記４のいずれか１に記載の携帯端末。

（付記６）表面側及び裏面側が開口された平面視で矩形状のフレームの内部に、情報を表示するディスプレイ、電子部品を実装した基板、及び前記電子部品に電源を供給する電池を含む内部実装部品を収納する第１の工程と、前記フレームの裏面を覆ってリアパネルを設ける第２の工程と、前記フレームの表面を覆ってタッチパネルを設ける第３の工程と、を含むことを特徴とする携帯端末の実装方法。

（付記７）前記フレームは、その内側面に全周に亘って連続して突起部が形成されていることを特徴とする付記６に記載の携帯端末の実装方法。

本発明は、携帯電話機やハンディタイプの各種の情報端末機器などに有効に利用することができる。

１ タッチパネル
２ ＬＣＤ（ディスプレイ）
３ フレーム
３１ 表面側開口
３２ 裏面側開口
３３ 内側面
３ａ 突起部
４ 基板
４１ 電子部品
５ 電池
６ リアパネル
１０ 携帯端末
５０ 携帯端末
５１ タッチパネル
５２ ＬＣＤ（ディスプレイ）
５３ 上ケース
５３ａ 上ケースフランジ部
５４ サイドフレーム
５４ａ サイドフレーム溝
５５ サイドフレーム
５６ カバー
５７ 基板
５８ 電池
５９ 下ケース
５９ａ 下ケースフランジ部
Ｂ 内部実装部品

Claims (7)

1. 表面側及び裏面側が開口された平面視で矩形状のフレームと、
   前記フレームの内部に収納され、情報を表示するディスプレイ、電子部品を実装した基板、及び前記電子部品に電源を供給する電池を含む内部実装部品と、
   前記フレームの裏面側開口を覆って設けられたリアパネルと、
   前記フレームの表面側開口を覆って設けられたタッチパネルと、
   を備えることを特徴とする携帯端末。
2. 前記フレームは、その内側面に全周に亘って連続して突起部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
3. 前記突起部は、前記内部実装部品の実装スペースを阻害しない範囲で、前記フレームの断面係数が最も高くなるような断面形状となっていることを特徴とする請求項２に記載の携帯端末。
4. 前記フレームは、金属材料、またはエンジニアリングプラスチック材料で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の携帯端末。
5. 前記フレームと前記突起部は一体成型によって形成されていることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の携帯端末。
6. 表面側及び裏面側が開口された平面視で矩形状のフレームの内部に、情報を表示するディスプレイ、電子部品を実装した基板、及び前記電子部品に電源を供給する電池を含む内部実装部品を収納する第１の工程と、
   前記フレームの裏面を覆ってリアパネルを設ける第２の工程と、
   前記フレームの表面を覆ってタッチパネルを設ける第３の工程と、
   を含むことを特徴とする携帯端末の実装方法。
7. 前記フレームは、その内側面に全周に亘って連続して突起部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の携帯端末の実装方法。

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