CN105824357B - 框体用材料、电子设备以及框体用材料的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种制造管理容易并且能够得到高强度的框体用材料、使用了该框体用材料的电子设备以及该框体用材料的制造方法。框体用材料(10)是接合将发泡层(32)夹在一对纤维强化树脂板(30、30)之间的板状体(34)与由热可塑性树脂形成在板状体(34)的周边部(40、41)的框架体(36)而成的构成。板状体(34)是通过由未将发泡层(32)夹在中间地使一对纤维强化树脂板(30、30)彼此接合而成的耳状的接合部(38)形成板状体的周边部(40、41)，而将发泡层(32)密封于一对纤维强化树脂板(30)、(30)的内侧的构造，框架体(36)在与接合部(38)接触的状态下与板状体(34)接合。

Description

框体用材料、电子设备以及框体用材料的制造方法
技术领域
本发明涉及能够用于笔记本型PC等电子设备的框体的框体用材料、使用了该框体用材料的电子设备以及该框体用材料的制造方法。
背景技术
笔记本型的个人电脑(笔记本型PC)、平板型的个人电脑(平板型PC)、智能电话以及手机等各种电子设备的框体需要轻量、薄型并且高强度。鉴于此，电子设备的框体广泛使用以使环氧树脂等热固化性树脂浸渍于碳纤维等强化纤维而成的预浸渍料板(纤维强化树脂板)夹入发泡层的板状的框体用材料。
关于这样的框体用材料，本申请人针对将发泡层夹在纤维强化树脂板之间的板状体的周边部提出了通过注塑热可塑性树脂而接合了框架体的构造(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2013－232052号公报
在上述专利文献1所记载的现有技术中，向板状体的端面注塑热可塑性树脂，通过使该热可塑性树脂浸入被夹在纤维强化树脂板间的发泡层而产生锚固效应，由此能够得到高接合强度。可是，在该结构中，管理热可塑性树脂向发泡层浸入的浸入量是困难的，制造管理是复杂的。
另外，在该构造中，由于使框体外表面侧的纤维强化树脂板比框体内表面侧的纤维强化树脂板更向边部突出，因此能够确保板状体与热可塑性树脂的接触面积，并能够确保其接合强度。可是，利用板状体的周边部的部位，不能够确保外表面侧的纤维强化树脂板的突出量，有时基于充分的接触面积的高接合强度的确保是困难的。
发明内容
本发明正是考虑到上述现有技术的问题而提出的，本发明的目的在于提供一种制造管理容易并且能够得到高强度的框体用材料、使用了该框体用材料的电子设备以及该框体用材料的制造方法。
本发明涉及的框体用材料是接合了将发泡层夹持在至少一对纤维强化树脂板之间的板状体与由热可塑性树脂形成在该板状体的周边部的框架体的框体用材料，其特征在于，所述板状体是通过由未将所述发泡层夹持在中间地使所述一对纤维强化树脂板彼此接合的耳状的接合部形成所述板状体的周边部，从而将所述发泡层密封于所述一对纤维强化树脂板的内侧的构造，所述框架体在与所述接合部接触的状态下与所述板状体接合。
根据这样的构成，通过发泡层被密封于一对纤维强化树脂板间，在框架体向板状体接合时，由于形成框架体的热可塑性树脂未浸入发泡层内，所以其制造管理是容易的，能够降低制造成本。另外，由于使设置于板状体的周边部的接合部与框架体接触而接合，能够充分地确保这些板状体与框架体之间的接触面积，能够得到高接合强度。
所述接合部具有沿着该框体用材料的外表面的平板部，所述框架体也可以与所述平板部的内表面接合。由此，因为该框体用材料的外表面利用平板部(以及框架体)被形成为同一平面，所以外观品质高。
所述平板部也可以延伸至该框体用材料的至少一部分的边部。由此，遍及该框体用材料的外形整体能够确保高强度，并且因为在外表面未出现纤维强化树脂板与框架体的接缝，所以外观品质进一步变高，能够降低或不需要用于隐藏接缝的表面处理等后处理。
所述接合部具有由该框体用材料的边部弯曲所述平板部的弯曲部，并且所述框架体也可以与所述弯曲部的内表面接合。由此，因为从该框体用材料的外表面至侧面的外表面由纤维强化树脂板能够一体地形成，所以变成更高强度，并能够进一步减少表面处理等后处理。
所述纤维强化树脂板也可以是含有碳纤维的构成。
所述发泡层具有外形比所述纤维强化树脂板小的平面形状，若所述发泡层被配置于比所述一对纤维强化树脂板的周边部靠内侧，则能够容易地成形将发泡层密封于纤维强化树脂板的内侧的板状体。
所述框架体也可以通过注塑所述热可塑性树脂而与所述板状体接合。
本发明涉及的电子设备的特征在于，是使用了上述构成的框体用材料的蛤壳式的电子设备，使用了所述框体用材料作为盖体的后盖。
另外，本发明涉及的电子设备的特征在于，是使用了上述构成的框体用材料的平板型的电子设备，并使用了所述框体用材料作为背板。
该情况下，也可以所述盖体或者所述背板是矩形平板状，在所述盖体或者所述背板的4边中的至少1边中，是所述平板部未延伸至该盖体或者该背板的边部的构造，在未延伸至所述边部的平板部与所述边部之间设置有所述框架体，并在该框架体的内侧设置无线通信用的天线。
本发明涉及的框体用材料的制造方法，其特征在于，在至少一对纤维强化树脂板之间夹持外形比该纤维强化树脂板小的平面形状的发泡层，通过对未将所述发泡层夹持在中间的所述一对纤维强化树脂板的周边部彼此冲压来设置耳状的接合部，由此形成将所述发泡层密封于所述一对纤维强化树脂板的内侧的板状体，通过以与设置于所述板状体的周边部的接合部接触的方式注塑热可塑性树脂，由此在所述板状体的周边部形成框架体。
根据本发明，通过将发泡层密封于纤维强化树脂板的内侧，在框架体向板状体接合时，由于形成框架体的热可塑性树脂未浸入发泡层内，所以其制造管理是容易的，并能够降低制造成本。另外，由于使设置于板状体的周边部的接合部与框架体接触而接合，所以能够充分地确保这些板状体与框架体之间的接触面积，并能够得到高接合强度。
附图说明
图1是具备由本发明的一个实施方式涉及的框体用材料形成了的电子设备用框体所构成的盖体的电子设备的立体图。
图2是示意性表示盖体的后盖的构成的俯视图。
图3是沿着图2中的III－III线的端面图。
图4是沿着图2中的IV－IV线的剖视图。
图5是表示图3所示的周围部的变形例涉及的周边部的剖视图。
图6是表示图4所示的周围部的变形例涉及的周边部的剖视图。
图7是用于说明本实施方式涉及的框体用材料的制造方法的剖视图。
图8是表示将本实施方式涉及的框体用材料作为平板型PC的后盖使用的构成例的立体图。
具体实施方式
以下，对于本发明涉及的框体用材料，以与利用了该材料的电子设备的关系列举优选实施方式，参照附图进行详细地说明。
图1是具备由本发明的一个实施方式涉及的框体用材料10形成的电子设备用框体12所构成的盖体14的电子设备16的立体图。在本实施方式中，举例说明将由框体用材料10形成的电子设备用框体12用于作为笔记本型PC的电子设备16的盖体14的构成。
如图1所示，电子设备16具备具有键盘装置18的设备主体20以及具有由液晶显示器等构成的显示器装置22的矩形平板状的盖体14，该电子设备16是利用左右两侧的铰接件24使盖体14相对设备本体20能够开闭连结的蛤壳式。在设备本体20的内部收纳有未图示的基板、运算处理装置、硬盘装置以及存储器等各种电子部件。
盖体14具备具有后盖12a和前盖12b的电子设备用框体12。后盖12a是覆盖盖体14的侧面以及背面的盖部件，由本实施方式涉及的框体用材料10形成。前盖12b是与显示器装置22一起覆盖盖体14的正面的树脂制的盖部件。在电子设备用框体12内部的上端部附近设置有左右一对的天线26、26。各天线26被用于收发无线通信等所使用的电波。
接着，对盖体14的后盖12a以及形成该后盖12a的框体用材料10的构成进行具体的说明。
首先，说明后盖12a的整体的构成。图2是示意性表示盖体14的后盖12a的构成的俯视图，图2是表示了收纳有显示器装置22等的后盖12a的内表面的图。
如上所述，后盖12a由框体用材料10形成。如图2所示，后盖12a是在其周边部将成为电子设备用框体12的4边的侧面的壁部28立起形成的面板状的盖部件。
在后盖12a的上边部的内表面设置有天线26。在后盖12a的下边部被切口形成有一对凹部29、29，该凹部29、29配设有一对铰接件24、24。
接着，说明构成后盖12a的框体用材料10的具体的构成。图3是沿着图2中的III－III线的端面图，图4是沿着图2中的IV－IV线的剖视图。
如图2～图4所示，框体用材料10具备在上下一对的纤维强化树脂板(预浸渍料层)30、30间夹入发泡层32的层压构造的板状体34、以及与板状体34的周边部40、41接合的框架体36。
各纤维强化树脂板30是使环氧树脂等热固化性树脂浸渍于强化纤维中的预浸渍料。在本实施方式中，使用利用了碳纤维作为强化纤维的碳纤维强化树脂(CFRP)。作为强化纤维也可以是碳纤维以外的，也可以使用不锈钢纤维等金属纤维、玻璃纤维等无机纤维等各种材料。
发泡层32被设置在一对纤维强化树脂板30、30之间，该发泡层32是使这些硬质的纤维强化树脂板30、30之间隔离的软质的间隔物。通过设置发泡层32，板状体34的板厚方向的剖面系数增大，成为轻量并且高强度的构造。发泡层32由例如聚丙烯等发泡片材构成。
如图3以及图4所示，板状体34为通过由不将发泡层32夹在中间地使一对纤维强化树脂板30、30彼此接合的耳状的接合部38形成板状体34的4边的周边部，从而将发泡层32密封于一对纤维强化树脂板30、30的内侧的构造。接合部38是在成形该板状体34时使纤维强化树脂板30、30彼此冲压而接合的接合部。此外，板状体34也可以是在3张以上的纤维强化树脂板30的各层之间分别夹入发泡层32而成的5层以上的层压构造，该情况下，接合部38接合3张以上的纤维强化树脂板30彼此而被构成。
由图3以及图4可清楚地看出，对于本实施方式的板状体34的4边的周边部而言，后盖12a的配设有天线26的上边部(上边)与除其以外的左右侧边部(左边、右边)以及下边部(下边)的构造不同。
首先，如图3所示，在配设有天线26的一侧的上边以外的左边、右边以及下边的周边部40(也参照图2)中，接合部38具有与框体用材料10(后盖12a)的外表面42同一平面并沿着该外表面42延伸的平板部38a、以及在边部使平板部38a以与后盖12a的内部正交的方式弯曲的弯曲部38b。此外，也可以实质上将平板部38a设为0长度，弯曲与发泡层32的边界附近的接合部38来形成弯曲部38b。在板状体34的内表面侧(在图3中的下侧)的纤维强化树脂板30形成有在接合部38附近朝向外表面侧的纤维强化树脂板30侧倾斜的倾斜面30a。
通过在这些平板部38a、弯曲部38b以及倾斜面30a的内表面注塑热可塑性树脂，框架体36与板状体34接合。框架体36是被形成用于安装前盖12b的未图示的螺纹孔、凸缘形状等的框状部分。作为形成框架体36的热可塑性树脂可以使用例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等，也可以使用使这些树脂中含有玻璃纤维等强化纤维的纤维强化树脂(例如，GFRP)。在本实施方式的情况下，框架体36由非导电性材料形成。
因此，在图3所示的周边部中，接合了纤维强化树脂板30的接合部38的平板部38a延伸至框体用材料10的外表面边部，其内侧与框架体36接合。并且，对于周边部40的壁部28而言，其外表面的大部分由接合部28的弯曲部38b形成，其内侧与框架体36接合。
由此，在周边部40中，因为利用接合部38能够充分确保纤维强化树脂板30与框架体36的接合面积(接触面积)，所以能够将板状体34与框架体36之间以高接合强度接合。另外，由于利用高强度的纤维强化树脂板30将框体用材料10的外表面42形成至边部并将比其低强度的框架体36接合于其内侧，因此能够确保周边部40整体的强度。并且，由于在外表面42不出现纤维强化树脂板30与框架体36的接缝，因此外观品质高，由于也不需要用于隐藏接缝的表面处理等后处理，因此能够降低制造成本。
接着，如图4所示，配设有天线26的一侧的上边的周边部41(也参照图2)中，接合部38具有与框体用材料10(后盖12a)的外表面42同一平面地沿着该外表面42从发泡层32的端部稍延伸的平板部38a。由此，与图3所示的周边部40的平板部38a不同，周边部41的平板部38a未到达框体用材料10的边部。另外，在周边部41中，在板状体34的内表面侧(图4中的下侧)的纤维强化树脂板30也形成有倾斜面30a。
通过向这些平板部38a的内表面以及端面和倾斜面30a的内表面注塑热可塑性树脂，框架体36与板状体34接合。在该构成的情况下，框架体36以与后盖12a的外表面42同一平面地沿着该外表面42延伸，并在边部向后盖12a的内部突出的方式形成。
因此，在图4所示的周边部41中，接合了纤维强化树脂板30彼此的接合部38的平板部38a未延伸至框体用材料10的边部，其内侧以及侧方接合与框架体36。并且，周边部41的壁部28由框架体36形成，在该壁部28的内侧设置有天线26。
由此，虽然周边部41比周边部40的情况时小，但是由于利用接合部38能够充分确保纤维强化树脂板30与框架体36的接合面积(接触面积)，所以能够将板状体34与框架体36之间以高接合强度接合。另外，由于在天线26的外表面侧未配置有作为导电性材料的纤维强化树脂板30，配置有非导电性材料的框架体36，所以天线26的灵敏度变为良好。此外，在因电子设备16的规格等而不需要天线26的设置的情况下，对于周边部41也可以设为与图3所示的周边部40相同的构造。
这样的周边部40、41的形状当然也可以是图3、图4所示的形状以外的形状。例如对于周边部40，也可以如图5所示设为采用省略了弯曲部38b的形状的周边部40A。在该周边部40A中，接合部38的平板部38a延伸至框体用材料10的边部，框架体36与该平板部38a的内表面侧接合。
另外，例如对于周边部41，也可以如图6所示设为将平板部38a与框体用材料10的外表面42高度不同地形成的周边部41A。在该周边部41A中，与图4所示的周边部41比较，由于框架体36除了与平板部38a的内侧以及侧方接合还与平板部38a的外侧接合，所以框架体36对于板状体34的接合强度也变为更高。
图7是用于说明本实施方式涉及的框体用材料10的制造方法的剖视图。
在制造框体用材料10时，首先，准备一对具有规定的外形(例如矩形形状)的平面形状的纤维强化树脂板30，在其间夹持具有比这些纤维强化树脂板30小的规定的外形(例如矩形形状)的平面形状的发泡层32(例如发泡片材)，将整体朝层压方向冲压。此时，在周边部40、41中，通过对其间未夹有发泡层32的一对纤维强化树脂板30、30彼此进行冲压，由在周边部40、41形成了的耳状的接合部38形成将发泡层32密封于内侧的三明治构造的板状体34。
接着，如图7所示，通过将板状体34设置于金属模具44并从注入口44a向空腔46内填充熔融的热可塑性树脂，以热可塑性树脂接触于板状体34的接合部38的方式注塑热可塑性树脂。此外，在图7中举例说明了图3所示的周边部40的制造方法，对于图4所示的周边部41的制造方法也大致相同。其结果，如图3以及图4所示，在板状体34的周边部40、41形成有框架体36，该框体用材料10被成形。
如以上所述，在本实施方式涉及的框体用材料10中，板状体34通过由未将发泡层32夹持于中间地使一对纤维强化树脂板30、30彼此接合的耳状的接合部38形成板状体34的周边部40(40A)、41(41A)，而将发泡层32密封在一对纤维强化树脂板30、30的内侧(中央部分)，框架体36在与接合部38接触的状态下与板状体34接合。
因此，通过发泡层32被密封于纤维强化树脂板30、30之间，在框架体36向板状体34接合时，由于形成框架体36的热可塑性树脂未浸入发泡层32内，所以能够使其制造管理容易，降低制造成本。另外，由于使设置于板状体34的周边部40、41的接合部38与框架体36接触而接合，因此能够充分确保这些板状体34与框架体36之间的接触面积，并能够得到高接合强度，该框体用材料10的强度也高。
接合部38具有沿着该框体用材料10的外表面42的平板部38a，框架体36与平板部38a的内表面接合(参照图3～图6)。由此，由于该框体用材料10的外表面42利用平板部38a(以及框架体36)被形成在同一平面，因此外观品质高。此时，在图3～图5所示的周边部40、40A、41中，平板部38a延伸至该框体用材料10的边部。因此，遍及框体用材料10的外形整体能够确保高强度，并且在外表面42未出现纤维强化树脂板30与框架体36的接缝，所以外观品质变为更高，且能够降低或不需要用于隐藏接缝的表面处理等后处理。
该情况下，在如图3所示的周边部40中，接合部38具有由边部使平板部38a弯曲的弯曲部38b，框架体36也与弯曲部38b的内表面接合。换言之，在该框体用材料10中，通过在板状体34的周边部40设置不具有发泡层32的接合部38，发泡层32不会成为障碍，能够对该接合部38实施拉伸加工而形成弯曲部38b。由此，因为能够从框体用材料10的外表面42至成为侧面的壁部28的外表面由纤维强化树脂板30一体地形成，所以能够变成更高强度，并且能够进一步减少表面处理等后处理。
此外，本发明并不被限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内当然能够自由地变更。
例如，在上述实施方式中，虽然举例说明使用框体用材料10作为构成电子设备16的盖体14的电子设备用框体12的结构，但是框体用材料10也可以用于设备主体20。
另外，上述的框体用材料10除了笔记本型PC以外，例如能够作为平板型PC、台式PC、智能电话或者手机等各种电子设备的框体用材料利用。例如，如图8所示，在作为平板型PC的电子设备50的情况下，由于在电子设备用框体54的正面具有能够触摸操作的显示器装置52，所以由框体用材料10形成矩形平板状的后盖(背板)54a即可。此时，将设置有天线26的电子设备用框体54的上边设为与图4所示的周边部41相同的构造，将其他3边设为与图3所示的周边部40相同的构造即可。
附图标记说明
10-框体用材料；12、54-电子设备用框体；12a、54a-后盖；12b-前盖；14-盖体；16、50-电子设备；18-键盘装置；20-设备主体；22、52-显示器装置；24-铰接件；26-天线；28-壁部；30-纤维强化树脂板；30a-倾斜面；32-发泡层；34-板状体；36-框架体；38-接合部；38a-平板部；38b-弯曲部；40、40A、41、41A-周边部；42-外表面；44-金属模具。

Claims (12)

1.一种框体用材料，该框体用材料是接合了将发泡层夹持在至少一对纤维强化树脂板之间的板状体与由热可塑性树脂形成在该板状体的周边部的框架体而成的，其特征在于，
所述板状体是通过由未将所述发泡层夹在中间且使所述一对纤维强化树脂板彼此接合的耳状的接合部形成所述板状体的周边部，从而将所述发泡层密封于所述一对纤维强化树脂板的内侧的构造，其中，在板状体的内表面侧的纤维强化树脂板形成有在接合部附近朝向外表面侧的纤维强化树脂板侧倾斜的倾斜面；
所述框架体在与所述接合部接触的状态下与所述板状体接合；其中，所述接合部的内表面以及所述倾斜面的内表面处与所述框架体接合。
2.根据权利要求1所述的框体用材料，其特征在于，
所述接合部具有沿着该框体用材料的外表面的平板部，
所述框架体与所述平板部的内表面接合。
3.根据权利要求2所述的框体用材料，其特征在于，
所述平板部延伸至该框体用材料的至少一部分的边部。
4.根据权利要求3所述的框体用材料，其特征在于，
所述接合部具有由该框体用材料的边部将所述平板部弯曲的弯曲部，
所述框架体与所述弯曲部的内表面接合。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的框体用材料，其特征在于，
所述纤维强化树脂板含有碳纤维。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的框体用材料，其特征在于，
所述发泡层具有外形比所述纤维强化树脂板小的平面形状，并被配置于比所述一对纤维强化树脂板的周边部靠内侧。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的框体用材料，其特征在于，通过注塑所述热可塑性树脂，所述框架体与所述板状体接合。
8.一种电子设备，其特征在于，
该电子设备是使用了权利要求1至7中任意一项记载的框体用材料的蛤壳式的电子设备，并将所述框体用材料作为盖体的后盖使用。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述接合部具有沿着该框体用材料的外表面的平板部，所述盖体是矩形平板状，
在所述盖体的4边中的至少1边中，是所述平板部未延伸至该盖体的边部的构造，
在未延伸至所述边部的平板部与所述边部之间设置有所述框架体，并在该框架体的内侧设置无线通信用的天线。
10.一种电子设备，其特征在于，
该电子设备是使用了权利要求1至7中任意一项记载的框体用材料的平板型的电子设备，并将所述框体用材料作为背板使用。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述接合部具有沿着该框体用材料的外表面的平板部，
所述背板是矩形平板状，
在所述背板的4边中的至少1边中，是所述平板部未延伸至该背板的边部的构造，
在未延伸至所述边部的平板部与所述边部之间设置有所述框架体，并在该框架体的内侧设置无线通信用的天线。
12.一种框体用材料的制造方法，其特征在于，
在至少一对纤维强化树脂板之间夹持外形比该纤维强化树脂板小的平面形状的发泡层，通过对未将所述发泡层夹持在中间的所述一对纤维强化树脂板的周边部彼此冲压来设置耳状的接合部，由此形成将所述发泡层密封于所述一对纤维强化树脂板的内侧而成的板状体，其中，在板状体的内表面侧的纤维强化树脂板形成有在接合部附近朝向外表面侧的纤维强化树脂板侧倾斜的倾斜面；
通过以与设置于所述板状体的周边部的接合部接触的方式注塑热可塑性树脂，由此在所述板状体的周边部形成框架体；其中，所述接合部的内表面以及所述倾斜面的内表面处与所述框架体接合。
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