JP4889613B2 - 携帯無線機 - Google Patents

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Description

本発明は、携帯電話やPHS(Personal Handy-Phone System)等の携帯無線機に関し、特に筐体が折り畳み可能な構造を持つ携帯無線機に関する。
従来、上述した折り畳み可能な構造を持つ携帯無線機は、一般に上筐体と下筐体をヒンジ部で連結して開閉自在とする機構を有しており、開いた状態と閉じた状態の2つの状態をとることができる。
近年、このような携帯無線機では、アンテナの小型化や、アンテナを筐体内に配置するアンテナの内蔵化が行われている。アンテナを小型化して内蔵する場合、アンテナ特性が劣化する傾向があり、この対策として、例えば特許文献1には、上筐体に導電性部材を使用し、下筐体にアンテナ素子と無給電素子を上筐体に対向配置して、アンテナ素子及び無給電素子を上筐体と静電容量結合させて上筐体の電流の流れを変え、指向性を変化させてアンテナ特性を向上させる技術が開示されている。
また、特許文献2には、上筐体に板状導体素子を設け、下筐体に給電板金を設けて、上筐体と下筐体とを連結する連結部による開き状態において板状導体素子と給電板金とを近接させて電磁的結合を行い、上筐体のグランドパターンを上側のアンテナ素子として動作させ、下筐体のグランドパターンを下側のアンテナ素子として動作させて、直接上筐体を励振したアンテナ構造と同等の特性が得られるようにした技術が開示されている。
特許文献1又は特許文献2の携帯無線機は、上筺体と下筐体との開閉が縦の1方向に可能であるいわゆる縦開き型の携帯無線機であるが、これに加えて、近年、上筐体と下筐体との開閉が縦横の2方向に可能であるいわゆる縦横開き型の携帯無線機も開示されている(例えば、特許文献3)。
特開2006−129230号公報 特開2006−054843号公報 特開2007−113686号公報
しかしながら、上筐体と下筐体との間でアンテナ素子同士を静電容量結合あるいは電磁結合させるには、対向配置する2枚の板金に面積の大きなものが必要であるため、機器本体の小型化並びに薄型化ができない。また、特許文献3のような縦横開き型の携帯無線機においては、横開き状態の場合、上筐体又は下筐体の長手方向の一方の端部で上筐体と下筐体とを回動自在に支持するものの、他方の端部は開放された状態となることから、振動によって結合面の距離が変化し、アンテナ特性にばらつきが生ずる。また、下筐体から上筐体への給電を、ヒンジ部内に同軸ケーブルを通すことで行うこともできるが、同軸ケーブルを用いた場合、コストが嵩むことになる。
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、上下2つの筐体から成る折り畳み可能な構造を持つ携帯無線機であって、特に、上筐体と下筐体との開閉が2方向に可能である携帯無線機において、筐体の長手方向に平行な軸で回動する場合に上筐体と下筐体との間でアンテナ素子に給電する場合に、機器本体の小型化並びに薄型化を図ることができるとともに、安定したアンテナ特性が得られ、更に上下筐体間の給電に伴うコストアップを最小限に抑えることができる携帯無線機を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明の携帯無線機は、第1の筐体と、第2の筐体と、前記第1の筐体と前記第2の筐体とを2つの軸で回動可能に連結する連結部と、前記第2の筐体に設けられたアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記第1の筐体と前記第2の筐体とが長手方向に平行な軸で回動する場合に、前記第1の筐体の給電ラインと前記第2の筐体の給電ラインとが前記第1の筐体又は前記第2の筐体の長手方向の前記連結部の反対側で電気的に接続することにより前記第1の筐体から給電される。
この構成によれば、第1の筐体と第2の筐体とが長手方向に平行な軸で回動する場合に、第1の筐体からアンテナに給電が行われ、静電容量結合や電磁結合を行うための面積の大きな板金を必要としないので、機器本体の小型化並びに薄型化が図れる。また、振動によるアンテナ特性のばらつきが生じることがないので、安定したアンテナ特性が得られる。
また、上記構成において、前記第1の筐体又は前記第2の筐体の長手方向の前記連結部の反対側に位置し、前記第1の筐体と前記第2の筐体とが長手方向に平行な軸で回動する場合に、前記第1の筐体と前記第2の筐体を支持する係合部を備え、前記アンテナは、前記第1の筐体から前記係合部を介して給電される。
この構成によれば、第1の筐体又は第2の筐体の長手方向の連結部の反対側に配置し、第1の筐体と第2の筐体とを長手方向に平行な軸で回動する場合に、第1の筐体と第2の筐体を支持する係合部を介して第2の筐体に設けたアンテナに給電を行うので、静電容量結合や電磁結合を行うための面積の大きな板金を必要としないことから、機器本体の小型化並びに薄型化が図れる。また、静電容量結合や電磁結合を行うための板金を必要としないことから、振動によるアンテナ特性のばらつきが発生せず、安定したアンテナ特性が得られる。更に、ヒンジ部内に同軸ケーブルを通すことはないので、上下筐体間の給電に伴うコストアップを最小限に抑えることができる。
また、上記構成において、前記第1の筐体内の回路基板と、前記回路基板から前記アンテナに給電する給電部と、を備える。
この構成によれば、第1の筐体と第2の筐体とが長手方向に平行な軸で回動する場合に、第1の筐体内の回路基板からアンテナに給電が行われる。したがって、静電容量結合や電磁結合を行うための面積の大きな板金を必要としないので、機器本体の小型化並びに薄型化が図れる。更に、振動によるアンテナ特性のばらつきが生じることがないので、安定したアンテナ特性が得られる。
また、上記構成において、前記アンテナは、筐体ダイポールアンテナである。
この構成によれば、アンテナを筐体ダイポールアンテナとすることで、外付けアンテナを設ける場合と比べてデザイン性の向上が図れる。
本発明によれば、上下2つの筐体から成る折り畳み可能な構造を持つ携帯無線機において、第1の筐体と第2の筐体とが長手方向に平行な軸で回動する場合に、第1の筐体からアンテナに給電が行われ、静電容量結合や電磁結合を行うための面積の大きな板金を必要としないので、機器本体の小型化並びに薄型化が図れる。また、振動によるアンテナ特性のばらつきが生じることがないので、安定したアンテナ特性が得られる。
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る携帯無線機の外観を示す斜視図である。同図において、本実施の形態に係る携帯無線機10は、下筐体(第1の筐体)11と、上筐体(第2の筐体)12と、下筐体11と上筐体12を連結する連結部(ヒンジ部)13と、下筐体11又は上筐体12の長手方向の連結部13の反対側に位置し、下筐体11と上筐体12とが長手方向に平行な軸で回動する場合に下筐体11と上筐体12を支持する第1係合部15及び第2係合部46とを備えている。この携帯無線機10では、下筐体11と上筐体12が互いに重なり合う閉じ状態と、閉じ状態から第1回動軸31を中心として下筐体11に対して上筐体12及び連結部13が一体的に回動することによる縦開き状態と、閉じ状態から第2回動軸32を中心として下筐体11及び連結部13に対して上筐体12が回動することによる横開き状態とが得られる。
下筐体11には、閉じ状態において上筐体12と対向する表面11Aに、入力キー24及び機能キー25を多数備えた操作部23が設けられている。また、上筐体12には、閉じ状態において下筐体11と対向する表面12Aに表示部(例えば、LCD:Liquid Crystal Display)28が設けられている。
連結部13は、連結部本体13Aと、第1回動部材33と、第2回動部材34とからなる。第1回動部材33は、下筐体11と連結部本体13Aとを連結するとともに、下筐体11に対して連結部本体13Aが回動するための支軸部材である。この第1回動部材33は、その軸線が前述した第1回動軸31に沿って配置され、下筐体11の厚み方向に対して直交するとともに、下筐体11の短辺方向(幅方向)に沿って設けられている。第2回動部材34は、上筐体12と連結部本体13Aとを連結するとともに、下筐体11及び連結部本体13Aに対して上筐体12が回動するための支軸部材である。この第2回動部材34は、その軸線が前述した第2回動軸32に沿って配置され、上筐体12の厚み方向に対して直交するとともに、上筐体12の長辺方向(長手方向)に沿って設けられている。このような第2回動部材34は、一端部が連結部本体13Aに連結され、他端部が上筐体12に連結されている。このように、上筐体12は、第2回動部材34により片持ち支持されている。
第1回動軸31及び第2回動軸32は、携帯無線機10が閉じ状態から縦開き状態あるいは横開き状態に移行する際の下筐体11及び上筐体12の回転中心線の方向を向く軸である。具体的には、第1回動軸31は、下筐体11の厚み方向に対して直交するとともに下筐体11の短辺方向(幅方向)に沿う方向に向く軸である。また、第2回動軸32は、上筐体12の厚み方向に対して直交するとともに、上筐体12の長辺方向(長手方向)に沿う方向に向く軸である。これらの第1回動軸31及び第2回動軸32は、互いに直交している。第1回動部材33は、下筐体11に対する上筐体12及び連結部13の回動に伴って、第1回動軸31を中心に回動する。第2回動部材34は、下筐体11及び連結部13に対する上筐体12の回動に伴って、第2回動軸32を中心に回動する。
なお、本実施の形態において、下筐体11に対して上筐体12が第2回動軸32を中心に回動する状態とは、閉じ状態から完全な横開き状態に至るまでの間を指し、下筐体11に対して上筐体12が回動中の下筐体11と上筐体12との間の挟み角度は問わない。
また、本実施の形態において、厳密には携帯無線機10が閉じ状態から縦開き状態となる際には下筐体11に対して上筐体12及び連結部13が一体的に回動し、携帯無線機10が閉じ状態から横開き状態となる際には下筐体11及び連結部13に対して上筐体12が回動すると説明すべきであるが、以下の説明において縦開き状態あるいは横開き状態とは単に下筐体11に対して筐体12が回動すると説明し、連結部13についての記載を簡略化する場合がある。
第1係合部15は、携帯無線機10が閉じ状態から横開き状態を開始してから完全な横開き状態が得られるまでの間及び横開き状態から閉じ状態に復帰するまで間、下筐体11の長手方向端部37及び上筐体12の長手方向端部38同士、すなわち下筐体11及び上筐体12における連結部13とは反対側の端部同士を係合させることにより、上筐体12を片持ち支持する第2回動部材34を補助するものである。この第1係合部15により、閉じ状態、閉じ状態と横開き状態との間の状態や、完全な横開き状態において、落下や衝撃等による外力が携帯無線機10に加わっても上筐体12、連結部13、第2回動部材34等における特定部位に負荷が集中せず、破損の虞が少ないという効果が得られる。
図2は、第1係合部15の構成を示す斜視図である(第2係合部46の第1収容部55も示す)。同図において、係合ピン45は、下筐体11の厚み方向に沿って突出する略角柱形状の第1突出部51と、第1突出部51に接続されて第1突出部51の連続方向に対して交差する方向に延びる略円柱形状の第2突出部52とを有する。このように、係合ピン45は、第1突出部51及び第2突出部52が略L字状に連結された形状となっている。この係合ピン45は、磁性体により形成されている。係合ピン45は、第2突出部52の先端(開放端)が連結部13とは反対側、すなわち下筐体11の長手方向端部37側を向くように配向され、第2突出部52の軸線が第2回動軸32に沿う位置まで下筐体11から突出可能となっている。
保持部49は、下筐体11の内部に収容されて固定されている。保持部49には、係合ピン45の第1突出部51が挿通されている。係合ピン45は、第1突出部51が略角柱形状であるため、保持部49に対して軸回転する虞がなく、第2突出部52の先端が下筐体11の長手方向端部37側に向けて維持される。係合ピン45の第1突出部51の基端部(すなわち第1突出部51における第2突出部52との接続箇所とは反対側の端部)にはストッパ50が設けられている。ストッパ50は、導電性を有する金属部材で円筒形に形成され、第1突出部51の基端部に挿通されて固定されている。また、ストッパ50は、下筐体11内に設けられた回路基板100(図4の模式図を参照)上の給電部101に電気的に接続されている。このストッパ50は係合ピン45に電気的に接続されるので、当然ながら係合ピン45も上述した回路基板100上の給電部101に電気的に接続された状態にある。図4に示すように、給電部101は、回路基板100に実装された無線回路102とパターン103を介して接続されている。
係合ピン45は、保持部49の上面49Aに第2突出部52が接触する位置から、保持部49の下面49Bにストッパ50が接触する位置までの範囲で、第1突出部51の軸方向に沿って保持部49に対して摺動可能となっている。そして、係合ピン45は、第2突出部52が保持部49の上面49Aに接触する位置にあるときは第1突出部51の頂部及び第2突出部52が下筐体11の表面11Aから突出せず、ストッパ50が保持部49の下面49Bに接触する位置にあるときは第2突出部52の軸線が第2回動軸32に沿うように配置される。
下筐体磁石48は、下筐体11の内部において第1突出部51の軸方向に沿った係合ピン45の直下に配置されている。この下筐体磁石48は、保持部49の上面49Aに第2突出部52が接触する位置にあるとき、すなわち係合ピン45が下筐体11に収容されているとき、ストッパ50に対して所定間隔を介して接触しない位置に配置されている。このような下筐体磁石48は、表面に板金48Aが積層されているため、板金48Aの材質、厚み、面積等を適宜選択することにより係合ピン45に対する当該下筐体磁石48の磁力を任意に設定できる。
第2係合部46(図1参照)は、携帯無線機10が閉じ状態にあるとき、前述した第1係合部15の係合ピン45と対面する位置において、下筐体11から突出した係合ピン45の第1突出部51を挿入可能な第1収容部55と、下筐体11から突出した係合ピン45の第2突出部52を挿入する第2収容部56(図3参照)とを有する。第2係合部46は、図3に示すように、第1収容部55及び第2収容部56が上筐体12の長手方向に沿って配置されている。この場合、第1収容部55が連結部13側に位置する。
第1収容部55は、所定厚みを有する扇状の肉抜部55Bにより略矩形状の開口58Aと略V字状の開口58Bとを有するブロック体とされ、開口58Aが上筐体12の表面12A(図1参照)に沿うように設けられている。第1収容部55は、導電性を有する金属部材で形成されており、上筐体12内に設けられたアンテナとしての金属部104(図4の模式図を参照)に電気的に接続されている。開口58Bと反対側に形成された軸部59は、その軸線が開口58Bの円弧中心を通過するように配置されている。肉抜部55Bの内面58は平滑面となっている。肉抜部55Bの周囲に上筐体磁石(磁石)63がインサート成型により埋設されているとともに、開口の周囲に円弧状の案内溝55Aが形成されている。
図3に示すように、第2収容部56は、略U字状の肉抜部56Bにより略矩形形状の開口56Cを有するブロック状に形成されている。この第2収容部56も上述した第1収容部55と同様に導電性を有する金属部材で形成されており、上筐体12内に設けられたアンテナとしての金属部104(図4の模式図を参照)に電気的に接続されている。この第2収容部56は、第1収容部55に隣接して配置され、開口56Cが上筐体12の表面12Aに沿うように上筐体12に固定されている。第2係合部46は、第1収容部55の開口58Aがリターンスプリング47により上筐体12の表面12Aに沿うように維持されるため、通常、第1収容部55の開口58Aと第2収容部56の開口56Cとが上筐体12の表面12Aに沿って連続するように配向される。
図2において、第1収容部55の上筐体磁石63としては、前述した第1係合部15の下筐体磁石48よりも磁力が大きい磁石が採用されている。案内溝55Aは、その円弧中心が軸部59の軸線に沿うように配置されている。このような第1収容部55は、軸部59の軸線が第2回動軸32に沿うように配置されているとともに、軸部59に軸通される捻りばねであるリターンスプリング47により、開口58Aが常に上筐体12の表面12Aに沿うように維持される。
第2係合部46は、携帯無線機10が閉じ状態及び縦開き状態において、上筐体12が第2回動軸32を中心として回動しないように、連結部13の連結部本体13Aに対する上筐体12の回動を規制する。この第2係合部46により、携帯無線機10が閉じ状態及び縦開き状態において、使用者が意図せずに上筐体12が第2回動軸32を中心として回動せず、これにより上筐体12、連結部13、第2回動部材34等における特定部位に負荷が集中して破損することを防止できるという効果が得られる。
上述したように、第2係合部46の第1収容部55と第2収容部56は、ともに導電性を有する金属部材で形成されており、上筐体12内に設けられたアンテナとしての金属部104に電気的に接続されている。携帯無線機10が閉じ状態で、第2係合部46と前述した第1係合部15とが係合することで(すなわち第1係合部15の係合ピン45の第1突出部51及び第2突出部52と第2係合部46の第1収容部55及び第2収容部56とが接触することで)、下筐体11内に設けられた回路基板100上の給電部101に電気的に接続されることになる。この状態は、携帯無線機10が横開き状態になっても維持される。このように、下筐体11から上筐体12に給電する際に、静電容量結合や電磁結合を行うための面積の大きな板金や同軸ケーブルを介さずに直接行える。
そして、静電容量結合や電磁結合を行うための面積の大きな板金や同軸ケーブルを使用しないことから、機器本体の小型化並びに薄型化が図れるとともにコストアップを低く抑えることができる。更に、振動によるアンテナ特性のばらつきが生じることがないので、安定したアンテナ特性が得られる。特に、第1係合部15と第2係合部46は、連結部13に対する補強部材として、下筐体11と上筐体12とが長手方向に平行な軸で回動する場合に下筐体11と上筐体12を支持するものであるので、第1係合部15及び第2係合部46を下筐体11から上筐体12への給電にも使用することで、コストアップは最小限に抑えることができる。
次に、本実施形態の携帯無線機10の動作を説明する。携帯無線機10が閉じ状態にあるとき、すなわち下筐体11と上筐体12が互いに重なり合う状態にあるとき、第1係合部15の係合ピン45の第1突出部51の頂部及び第2突出部52と、第2係合部46の第1収容部55及び第2収容部56とが対面する。この際、係合ピン45に対する上筐体磁石63の磁力の影響が下筐体磁石48の磁力の影響よりも大きいため、上筐体磁石63の磁力により係合ピン45が下筐体11の表面11Aから引き出されて確実に突出し、第1突出部51の頂部及び第2突出部52が開口58A、56Cから第1収容部55及び第2収容部56に挿入される。この際、リターンスプリング47により第1収容部55の開口58Aと第2収容部56の開口56Cとが上筐体12の表面12Aに沿って連続しているため、第1収容部55及び第2収容部56に対して第1突出部51の頂部及び第2突出部52が円滑に挿入される。
図3(A)に示すように、携帯無線機10は、閉じ状態において、第1係合部15の係合ピン45が第2係合部46の第1収容部55及び第2収容部56に挿入されるが、第1収容部55の開口58A及び第2収容部56の開口56Cはどちらも下筐体11の表面11Aに対面しているため、係合ピン45が第1収容部55及び第2収容部56に対して挿脱自在であり、所謂第1係合部15がロックされない状態、換言すればロック解除状態となっている。
続いて、携帯無線機10が閉じ状態から横開き状態に移行するとき、すなわち下筐体11に対して上筐体12が第2回動軸32を中心として回動を開始し、下筐体11の表面11Aと上筐体12の表面12Aとが離反すると、上筐体12に追従して第2収容部56が第2突出部52を巻き込むように回動するものの、開口58Aの縁部が第1突出部51の側面に接触することにより第1収容部55の回転が規制され、リターンスプリング47を巻き方向に圧縮させながら上筐体12に対して相対的に回動して、下筐体11の表面11Aに対して開口58Aを対面させた状態を維持する。
一方、携帯無線機10は、横開き状態で、第1係合部15と第2係合部46が電気的に接続するので、下筐体11内の回路基板100上の無線回路102と上筐体12内の金属部104とが電気的に接続される。これにより、下筐体11から上筐体12への給電が可能となる。上筐体12の金属部104は筐体ダイポールアンテナとして動作する。筐体ダイポールアンテナとすることで外付けアンテナを設ける場合と比べて携帯無線機10のデザイン性の向上が図れる。また、第2の筐体を導電性の金属フレームとした場合、金属部104をその一部又は全部とすることで、第2の筐体をアンテナとして使用することが可能である。又は、第2の筐体内の板金若しくは基板(グランド部分など)をアンテナとして使用することが可能である。このように、第2の筐体又は第2の筐体内の板金若しくは基板をアンテナとして使用すれば、専用に金属部104を設ける場合と比べてコストの削減が可能となる。
以上のような実施の形態の携帯無線機10によれば、下筐体11又は上筐体12の長手方向の連結部13の反対側に位置し、下筐体11と上筐体12とが長手方向に平行な軸で回動する場合に下筐体11と上筐体12を支持する係合部である第1係合部15及び第2係合部46を備え、これら第1係合部15と第2係合部46が連結部13に対する補強部材として機能するとともに、下筐体11内の回路基板100に実装された無線回路102と上筐体12内の金属部104とを電気的に接続するので、下筐体11から上筐体12に給電する際に、静電容量結合や電磁結合を行うための面積の大きな板金や同軸ケーブルを介さずに直接行えることから、機器本体の小型化並びに薄型化が図れる。また、静電容量結合や電磁結合を行うための板金を必要としないことで、振動によるアンテナ特性のばらつきが発生せず、安定したアンテナ特性が得られる。また、同軸ケーブルを使用しないことで、コストアップを最小限に抑えることができる。また、上筐体12の金属部104は筐体ダイポールアンテナとして動作するので、外付けアンテナを設ける場合と比べて携帯無線機10のデザイン性の向上が図れる。また、上筐体12を導電性の金属フレームとした場合、金属部104をその一部又は全部とすることで、上筐体12をアンテナとして使用することが可能となり、専用に金属部104を設ける場合と比べてコストの削減が可能となる。
本発明は、機器本体の小型化並びに薄型化を図ることができるとともに、安定したアンテナ特性を得ることができ、更に上下筐体間の給電に伴うコストアップを最小限に抑えることができるといった効果を有し、筐体が折り畳み可能な構造を持つ携帯電話やPHS等の携帯無線機への適用が可能である。
本発明の一実施の形態に係る携帯無線機を横開きした状態を示す斜視図 本発明の上記実施の形態に係る携帯無線機の第1係合部を示す斜視図(第2係合部46の第1収容部55も示す) 本発明の上記実施の形態に係る携帯無線機を閉じた状態と横方向に開いたときに第1係合部と第2係合部との接続状態を示す図 本発明の上記実施の形態に係る携帯無線機の構成を示す模式図
符号の説明
10 携帯無線機
11 下筐体
11A 表面
12 上筐体
12A 表面
13 連結部
13A 連結部本体
15 第1係合部
23 操作部
25 操作キー
28 表示部
31 第1回動軸
32 第2回動軸
33 第1回動部材
34 第2回動部材
37、38 長手方向端部
45 係合ピン
46 第2係合部
47 リターンスプリング
48 下筐体磁石
48A 板金
49 保持部
49A 上面
49B 下面
50 ストッパ
51 第1突出部
52 第2突出部
55 第1収容部
55A 案内溝
55B 肉抜部
56 第2収容部
56C 開口
58 内面
58A、58B 開口
59 軸部
63 上筐体磁石
100 回路基板
101 給電部
102 無線回路
103 パターン
104 金属部

Claims (4)

  1. 第1の筐体と、
    第2の筐体と、
    前記第1の筐体と前記第2の筐体とを2つの軸で回動可能に連結する連結部と、
    前記第2の筐体に設けられたアンテナと、を備え、
    前記アンテナは、前記第1の筐体と前記第2の筐体とが長手方向に平行な軸で回動する場合に、前記第1の筐体の給電ラインと前記第2の筐体の給電ラインとが前記第1の筐体又は前記第2の筐体の長手方向の前記連結部の反対側で電気的に接続することにより前記第1の筐体から給電される携帯無線機。
  2. 前記第1の筐体又は前記第2の筐体の長手方向の前記連結部の反対側に位置し、前記第1の筐体と前記第2の筐体とが長手方向に平行な軸で回動する場合に、前記第1の筐体と前記第2の筐体を支持する係合部を備え、
    前記アンテナは、前記第1の筐体から前記係合部を介して給電される請求項1に記載の携帯無線機。
  3. 前記第1の筐体内の回路基板と、
    前記回路基板から前記アンテナに給電する給電部と、
    を備える請求項1又は請求項2に記載の携帯無線機。
  4. 前記アンテナは、筐体ダイポールアンテナである請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の携帯無線機。
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