CN106879205B - 电子设备壳体和组装方法 - Google Patents

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Abstract

提供了电子设备壳体和组装方法。一种电子设备(10),包括至少一个电子部件(74)。电子设备还包括由单个金属片制成的第一壳体(24)。第一壳体限定长度、宽度和小于长度和宽度两者的高度。该壳体具有至少五个侧壁(26、28、30、32、34)和敞开端(36),所述至少五个侧壁(26、28、30、32、34)限定内腔(38),该敞开端通向该腔,该敞开端跨越第一壳体的宽度和高度。电子部件被容纳在该腔内。覆盖件(18)可移除地附着在壳体的敞开端上以便有助于将保持力施加在其中的电子部件上。

Description

电子设备壳体和组装方法
本申请是国际申请日为2013年7月12日、国际申请号为PCT/US2013/050262的PCT国际申请的、进入中国国家阶段的国家申请号为201380043110.X、题为“电子设备壳体和组装方法”的专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请是于2013年3月11日提交的美国专利申请No.13/793,560的续篇,该美国专利申请要求于2012年7月16日提交的美国临时申请No.61/672,041的优先权,其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
用于便携式笔记本或蛤壳式计算机的壳体可以由组装到金属框架上的多个塑料面板或段制成。金属框架被结构化以将计算机的内部部件保持并附接在一起。这样的内部部件可以包括印刷电路板,该印刷电路板承载计算机的中央处理器和诸如用于图形等的任何附加处理器以及计算机的随机访问内存(RAM)。附加部件包括电池、诸如键盘和触控板等的输入设备、存储内存(诸如硬驱动器、固态驱动器等)、通信设备(诸如用于WiFi连接和连网)、可移除内存设备(诸如CD-或DVD-R/W驱动器)和用于外部外设连接的结构。
在基于框架的壳体结构中,可以将所有这样的部件附着到框架,框架本身可以由若干不同的部分组成。壳体的部件进而附接到框架以提供稍微匀称的外观以及为内部部件提供保护。在笔记本(或蛤壳)构造中,刚才描述的布置可以构成被构造成倚靠在表面上的基单元。可以通过铰链将以盖或显示器、壳体的形式的另一个组件附接到基壳体。盖壳体可以包括视频显示器,该视频显示器可以是呈LCD面板的形式,具有各种形式的与之相关联的背光照明。类似于基壳体,可以将显示器(以及也被包括在盖壳体内的任何其它部件)附着到另一个框架,为了封闭盖组件将其它壳体段或面板附着到该另一个框架。铰链可以附接到盖的框架和基的框架两者,且其部分延伸通过壳体段或面板之间或之内的开口。
基壳体与盖壳体之间的铰接附件可以允许计算机在打开构造与关闭构造之间移动。关闭构造使得盖定位成抵靠基,且显示器和输入设备定位在壳体单元的内部以便在运输期间受到壳体单元的保护。在打开构造中,显示器是可视的,并且用户可访问输入设备。可以使盖旋转通过一定的位置范围以便提供对显示器的舒适查看。
出于修理或维护原因,可以复杂化这样的基于框架的壳体构造以组装和拆卸。此外,由于所需的部件的数目和复杂的组装模式,基于框架的壳体构造可能是庞大的。此外,部件之间的接头或连接部的数目会导致多个潜在故障区域,这些区域会减弱总强度和由这样的壳体提供的保护。
虽然许多笔记本计算机仍然使用这样的壳体结构,但是已经研发了试图将框架的效用合并且到壳体单元的一部分中以及减少构成壳体的外部件的总数目的其它结构。这样的结构可以由金属制成并且可以例如将基壳体的顶壁(围绕键盘)连同其前壁和侧壁包括在一个单元中。该单元还可以具有内部加固件并且可以包括附接结构(诸如螺纹孔)用于内部部件的附接。独立的单元可以限定基的底壁并且可以附接到上壳体单元。这样的结构可以提供对部件的更容易的组装,但是仍然可能包括沿着壳体部件之间的大附接区域的主要故障位置。
发明内容
本公开的一方面涉及电子设备。该电子设备包括至少一个电子部件。该电子设备还包括由单个材料片制成的第一壳体。该第一壳体限定长度、宽度和高度,该高度小于长度和宽度两者。此外,该壳体具有至少五个侧壁和敞开端,所述至少五个侧壁限定内腔,该敞开端通向该腔,该敞开端跨越壳体的宽度和高度。电子部件被容纳在腔内。覆盖件可移除地附着在第一壳体的敞开端上以便有助于将保持力施加在第一壳体中的电子部件上。
在示例中,单个材料片可以是金属。第一壳体可以是便携式计算机的基壳体,并且覆盖件可以是铰链组件的第一部分。在这样的示例中,该设备可以进一步包括盖组件,该盖组件借助于铰链组件而可操作地连接到基壳体。该盖组件可以包括盖壳体,该盖壳体大致由单个金属片制成并且具有至少五个侧壁和敞开端,所述至少五个侧壁限定内腔,该敞开端通向内腔。盖组件可以进一步包括显示器单元,该显示器单元被接纳在盖壳体的腔内,并且铰链组件可包括第二部分,该第二部分可移除地附着在盖壳体的敞开端上。
第一壳体的侧壁中的至少一个可以包括开口,该开口暴露电子部件的一部分。在这样的示例中,电子部件可以是触控板组件,该触控板组件包括触摸感应表面,并且该触摸感应表面可以在开口内被暴露。此外或替代地,电子部件可以是包括多个键的键盘组件,并且至少键盘组件的键可以在开口内被暴露。在进一步示例中,电子部件可以包括至少一个外部连接元件,并且所述至少一个外部连接元件可以在开口内被暴露。
电子部件可以定位在侧壁中的两个间隔开且平行的侧壁之间限定的空间内。在这样的示例中,该设备可以进一步包括垫片构件,该垫片构件楔入在电子部件与两个侧壁中的第一个侧壁之间以迫使电子部件的至少一部分与两个侧壁中的第二个侧壁接触。垫片构件可以是被接纳在壳体的内腔内的第二电子部件的一部分。此外或替代地,侧壁中的至少一个可以包括穿过其的孔,并且电子部件可以在其中包括与侧壁中的孔对准的螺纹孔。在这样的示例中,该设备可以进一步包括螺钉,该螺钉穿过壳体中的孔并且与电子部件的螺纹孔接合。该设备可以进一步包括支撑构件,该支撑构件在内腔内接触壳体的侧壁中的至少两个侧壁。支撑构件可以与电子部件组装以将部件固定在壳体内。
电子部件可以是壳体内的多个电子部件中的一个。这样的电子部件中的至少一些可以分别接触侧壁中的至少一个,并且电子部件中的至少一些可以沿着其相应的部分彼此接触以帮助将电子部件中的至少一些保持在壳体内预定的位置中。覆盖件可以在电子部件上施加保持力以帮助将电子部件保持在壳体内预定的位置中。
本公开的另一个方面涉及电子壳体组件。该组件包括由单个金属片制成的第一壳体单元。第一壳体单元限定长度、宽度和高度,该高度小于长度和宽度两者,该壳体单元具有至少五个侧壁和敞开端,所述至少五个侧壁限定内腔,该敞开端通向该腔,该敞开端跨越壳体单元的宽度和高度。该组件进一步包括覆盖件,该覆盖件可移除地附着在第一壳体单元的敞开端上。第一壳体单元通过包括在离开如此形成的敞开端的方向上深拉单个大致扁平金属材料片的工艺而制成。
该组件可以包括被接纳在第一壳体单元内的至少一个电子部件,并且制造第一壳体单元的工艺可以进一步包括将该金属材料片深拉成一种被构造成如下构型(form),该构型将至少一个电子部件接纳在其中。电子部件在其中可以包括螺纹孔,并且制造第一壳体单元的工艺可以进一步包括形成穿过侧壁中的至少一个的孔,该孔被构造成与电子部件中的螺纹孔对准。制造第一壳体单元的工艺可以进一步包括在侧壁中的至少一个中形成开口以暴露电子部件的至少一部分。该开口可以通过激光切削、通过铣削、或通过其它工艺形成。
深拉工艺可以使用模具来执行,该模具可以在该金属材料片上赋予壳体的外部构型。外部构型可以包括第一壳体单元的侧壁的相应的外表面。该工艺可以进一步使用如下工具来执行,该工具可以在该金属材料片上赋予第一壳体单元的内部构型。内部构型可以包括限定内腔的侧壁的相应的内表面。由模具赋予的第一壳体单元的外部构型可以是包括侧壁的初始外表面的初始外部构型。在这样的示例中,该工艺可以进一步包括从第一壳体单元(包括侧壁的初始外表面)去除材料。从第一壳体单元去除材料可以通过铣削、研磨、抛光或其它工艺来执行。从第一壳体单元去除材料可以减小初始外部构型的相邻侧壁之间的拐角上的半径。
本公开的另一个方面涉及用于组装电子设备的方法。该方法包括将电子部件通过第一壳体敞开端插入到第一壳体中。第一壳体由单个金属片制成,并且限定长度、宽度和高度,该高度小于该长度和该宽度两者。第一壳体具有至少五个侧壁和敞开端,所述至少五个侧壁环绕内腔,该敞开端通向腔,该敞开端跨越第一壳体的宽度和高度。该方法还包括将覆盖件可移除地附着在第一壳体的敞开端上以便有助于将保持力施加在其中的电子部件上。
覆盖件可以是铰链组件的第一部分,且第一壳体可以是便携式计算机的基组件的基壳体。在这样的示例中,该方法可以进一步包括将盖组件与铰链组件的第二部分附接。铰链组件可以被构造成将显示器组件可操作地连接到基壳体。盖组件可以包括盖壳体,并且该方法可以进一步包括将显示器单元通过盖壳体的敞开端插入到盖壳体中。此外,盖壳体可以由单个金属片制成,并且可以限定长度、宽度和高度,该高度小于该长度和该宽度两者。盖壳体可以具有至少五个侧壁和敞开端,所述至少五个侧壁环绕内腔,该敞开端通向腔,该敞开端跨越该盖壳体的宽度和高度,并且将盖组件与铰链组件的第二部分组装使得铰链组件的第二部分有助于将保持力施加在其中的显示器单元上。
该方法可以进一步包括在第一壳体的侧壁中的至少一个中形成开口以暴露电子部件的一部分。在第一壳体为笔记本计算机的基壳体的示例中,电子部件可以是具有触摸感应表面的触控板组件。此外,该方法可以包括将触控板移动到基壳体内的位置中,使得触摸感应表面在壳体中形成的开口中暴露并且大致与其中形成有开口的侧壁的外表面平齐。
该方法可以进一步包括在侧壁中的一个与电子部件之间插入垫片构件。该垫片构件可以是第二电子部件的一部分,并且插入垫片构件可以包括将第二电子部件通过第一壳体的敞开端插入到腔中。
该方法可以进一步包括将多个电子部件通过该第一壳体的敞开端插入到该第一壳体中,使得电子部件在第一壳体内彼此之间处于相互接触的关系。至少一个电子部件可以接触覆盖件,并且另一个电子部件可以接触与覆盖件相反的侧壁。在这样的示例中,电子部件之间的相互接触关系可以使得电子部件的组合体跨越覆盖件与相反的侧壁之间的长度。
该方法可以进一步包括由单个扁平金属片通过在离开如此形成的敞开端的方向上深拉该片来形成第一壳体。深拉工艺可以使用模具来执行,该模具在金属材料片上赋予第一壳体的外部构型。外部构型可以包括第一壳体的侧壁的相应的外表面。深拉工艺可以进一步使用如下工具来执行,该工具在金属材料片上赋予第一壳体的内部构型。该内部构型可以包括与内腔相邻的侧壁的相应的内表面。
本公开的另一个方面涉及一种用于制造电子设备壳体的方法。该方法可以包括在第一方向上深拉单个大致扁平金属材料片以形成由单个金属片制成的第一壳体单元。第一壳体单元可以限定长度、宽度和高度,该高度小于该长度和该宽度两者。第一壳体单元可以具有至少五个侧壁和敞开端,所述至少五个侧壁限定内腔,该敞开端通向该腔,该敞开端跨越壳体单元的宽度和高度,使得壳体的长度在第一方向上延伸。该方法可以进一步包括将覆盖件可移除地附着在第一壳体单元的敞开端上。
附图说明
图1示出根据本公开的实施例的便携式计算机;
图2示出基壳体单元,该基壳体单元可以被用作图1的便携式计算机的一部分;
图3示出盖壳体单元,该盖壳体单元可以被用作图1的便携式计算机的一部分;
图4示出图1的便携式计算机的分解图和可以被包括在该便携式计算机中的各种部件;
图5示出图1的便携式计算机的局部剖视图;
图6示出图1的便携式计算机的局部截面图;
图7示出装置的部分,这些部分可以以根据本公开的另一个实施例的方法用来制造图1的便携式计算机的壳体的部分;
图8示出包括图7的装置部分和工件的方法中的步骤;
图9示出方法中的另一个步骤,其中装置被用来使工件至少部分地成形;
图10示出在用于制造基壳体的后续方法步骤期间图9的工件;
图11示出在用于制造基壳体的另一个后续方法步骤期间图10的工件;
图12示出包括将各种电子部件组装到基壳体中的方法的步骤;
图13示出后续组装步骤的细节视图;
图14示出另一个后续组装步骤的细节视图;
图15示出具有组装在其中的各种电子部件的基壳体;
图16示出图15的组件,该组件具有进一步与其组装的铰链单元;
图17示出与图16的组件对准以便与其组装的显示器组件;
图18A和图18B示出流程图,该流程图示出根据本公开的一方面制造计算机壳体部件的方法中的步骤;并且
图19示出流程图,该流程图示出根据本公开的一方面将壳体部件与其它部件组装以制造计算机的方法中的步骤。
具体实施方式
转向附图,图1示出呈“笔记本”或“蛤壳”计算机形式的便携式计算机10,基12被构造成倚靠在表面上并且支撑包括屏幕16的盖14。盖14借助于铰链18而连接到基12,在使用计算机10期间,铰链18允许盖抵靠基12关闭,并且允许通过使盖旋转离开基到用户可选观察位置而打开盖。
基12包括键盘72和触控板70以便用户输入到计算机10。触控板70还可以被称为触摸板并且可以包括任何类型的触摸感应输入,触控板70输入通过电容性的、磁性的、电阻性的、表面声波或其它形式的触摸感应来操作。键盘72和触控板70两者都安装到基,使得它们在基12的上壁26的外表面处暴露(或另外可用于用户交互)。应注意的是,术语“上”、“下”和涉及元件的相对位置的其它术语相对于图1中所描述的参照系来确定。使用这样的术语是为了方便并且如果设备重新定位则不限制元件的实际位置。
基12包括图2所示的壳体24,该壳体24由一体式材料结构构成,该一体式材料结构包括上壁26、与上壁26间隔开并且对置的下壁28、前壁30和两个侧壁32和34,该两个侧壁32和34在上壁26与下壁28之间大体竖直地延伸。在这样的一体式结构中,单个材料片包括前述壁26、28、30、32和34,且这些壁中的任一个借助于相同材料的连续未中断段与相邻的壁稳固地或一体地连接。例如,壳体24可以由单个塑料片或金属片制成,其中,这些壁与相邻的壁一体地形成,而没有呈紧固、胶合、焊接的形式的任何接头或诸如钎焊、焖接(braising)等的金属接头。塑性材料可以包括聚碳酸酯、ABS、PCABS等。金属材料可以包括铝、铝合金、镁合金、不锈钢等。如下所述,具有在壁之间的所描述的坚固连接的这样的壳体通过对金属或塑料进行注射成型,通过对金属进行压铸或通过对金属片进行深拉工艺而制成。
如图2中进一步所示,壳体24限定敞开端36,该敞开端36与前壁30相对并且被上壁26、下壁28和侧壁32和34的边缘限界。敞开端36为基壳体24的内部38提供入口,该基壳体24被构造成封闭计算机10的各种内部部件。基壳体24还包括键盘开口40和触控板开口42,键盘开口40和触控板开口42大体遵循相应的键盘72和触控板70的表面轮廓,使得键盘72和触控板70可以组装在键盘开口40和触控板开口42中并且可以由用户访问。在壳体24中还可以包括例如通过侧壁32或34中的任一个到内部38的许多外围设备连接开口43,并且这些开口43可以允许访问计算机10的外围设备连接部,诸如电源适配器插头、USB设备、一个或更多个内存卡、音频设备等。
当壳体24被构造为包括上壁、下壁28、前壁30和侧壁32和34的单个材料片时,壳体24可以比其它笔记本计算机壳体结构强。具体地,抗扭强度(或抗轴向扭转)相对于多部分壳体结构而言可以增加。这可以使得壳体24并且相应而言可以使得计算机10整体例如对于落在侧边缘或拐角上更具抵抗力。另外,这样的壳体构造可以使得计算机10的组装工艺更容易,并且通过除去分型线、缝或与将多个部件组装到单个壳体中相关联的紧固件,这样的壳体构造可以进一步增强计算机10的视觉外观。
盖14也可以包括盖壳体44,该盖壳体44构造有由单个材料片制成的多个稳固联结的壁。在图3中所示的示例中,盖壳体44是整体或一体材料片,其限定上壁46,该上壁46大体定位成在盖14处于关闭位置中时离开基壳体24的上壁26。盖壳体44还包括边框壁48,该边框壁48定位成与上壁46相对并且与上壁46间隔开。边框壁48可以被构造成围绕与盖14相关联的显示器屏幕16的至少部分。如图5中进一步所示,边框壁48可以帮助保持显示器组件60,该显示器组件60被构造成定位在盖壳体44内。因此,边框壁48可以与上壁46相对,该上壁46在其与边框壁48相对的一侧上可以接触显示器组件60。
盖壳体44还限定敞开端56,该敞开端56被定位成与前壁相对。敞开端56被上壁46、侧壁52的边缘和边框壁48的至少部分的边缘限界。在图3中所示的示例中,边框壁与侧壁52和前壁稳固地联结并且从侧壁52和前壁向内延伸。盖壳体44还限定显示器开口58,通过该显示器开口58,用户可以看见显示器组件60的至少屏幕部16。取决于例如显示器组件58的构造和/或构造盖壳体44的材料,边框壁48向内延伸的距离可以变化。
在图3中所示的示例中,边框壁48仅沿着其相应的部分从侧壁52向内延伸的距离对敞开端限界,留下敞开端56的一部分不被限界。这样的布置也使得显示器开口58仅在其三侧上对屏幕16限界,并且显示器开口58通向敞开端56的一部分。在其它实施例中,边框壁48可以从一个侧壁52延伸到另一个侧壁,使得边框壁48的一部分将显示器开口58(其可以在四侧上被限界)与敞开端56分离。
如图1、图4、和图6中所示,铰链组件18可以将基12与盖14连接。铰链组件18可以包括基部62(图6),该基部62被构造成与基壳体24附接并且覆盖基壳体24的敞开端36。类似地,铰链组件18的盖部64可以与盖壳体44附接以覆盖盖壳体44的敞开端36。接头66或多个接头66可以将基部62连接到盖部64并且可以被构造成允许基部62与盖部64铰接以在基12与盖14之间提供所需的旋转范围。这些图中所示的接头66的示例是呈筒或钢琴式铰链的形式,但是在类似的结构中可以实施其它形式的笔记本计算机铰链。
如图4-6中所示,基壳体24和盖壳体44可以被构造成分别与铰链组件18的基部62和盖部64工作以将适当地构造的内部部件保持在其中。具体地,基壳体24可以被构造成保持一个或更多个电池68、触控板组件70、键盘组件72和板组件74。这些部件可以被构造成彼此接触,并且与基壳体24的内部38的各个部分和铰链基部62的表面的部分(该部分覆盖敞开端36)接触,使得这些部件被保持在基壳体24内并且被固定在他们相应的位置中。
如图4的分解图中所示,基壳体24的这些部件以及内部38可以被构造成使得这些部件可以通过基壳体24的敞开端36而滑动到基壳体24中。这些部件可以进一步被构造成使得它们彼此接合且与基壳体24接合,使得这些部件一旦以具体方式被组装则其位置就被维持。在图4中以及在图5的剖视图中所示的示例中,所述一个或更多个电池68可以被构造成接触下壁28的内部并且沿着前壁30的部分接触前壁。比如,电池68A和68C可以被构造成接触侧壁32和34中相邻的侧壁的相应部分,且电池68B定位在电池68A与68C之间并且与电池68A和68C相互接触。电池68可以被构造成与上壁28的内部间隔开。该构造可以允许触控板组件70定位在电池68的至少部分与上壁28之间。
触控板组件70可以包括通常与触控板或其它触摸感应输入设备相关联的各种子部件。所述各种子部件可以包括触摸感应衬底76,该触摸敏感衬底76限定与用户交互的实际表面。触控板组件70还可以包括支撑结构78,该支撑结构78可以保持衬底76,并且触控板组件70可以包括相关联的电路或其它功能,诸如用以提供可点击触控板表面等的结构。支撑结构78可以被构造成环绕衬底76向外延伸,使得衬底76可以配合在开口42内,且支撑结构接触上壁26的围绕开口42的部分。与上壁26相反,支撑结构78可以接触电池68中的一个或更多个。在这样的构造中,电池68和支撑结构78可以被构造成使得,当彼此堆叠时,它们在下壁28与上壁26之间完全延伸。通过衬底76配合在开口42内以及在电池68、触控板组件70和上下壁26和28之间产生的摩擦的组合,这样尤其可以保持触控板组件70的位置。
类似于触控板组件70,键盘组件72可以被结构化为与键盘开口40接合。如图5和图6中所示,键盘组件72可以包括支撑结构73,且凸起部80由向外延伸的凸缘部82包围。键盘支撑结构73可以被构造成使得,凸起部80配合在键盘开口40内,并且使得当凸起部80在开口40内时,凸缘82可以接触上壁26的内表面。支撑结构73还可以支撑各种键盘键84和任何相关的电路,使得键盘组件72可以是独立式单元。
此外,板组件74可以被构造成配合在键盘支撑结构73与下壁28的内表面之间。如图5和图6中所示,键盘组件和板组件74可以被构造成使得板组件74可以接触下壁28的内表面,且键盘支撑结构73被保持在适当的位置,使得凸起部80在开口40内,并且凸缘82被板组件74保持成与上壁26接触。
如图4中所示,板组件74可以包括印刷电路板或附接在一起的被支撑在公共结构上的多个印刷电路板等。图4中所示的印刷电路板可以是呈母板等的形式,母板等可以在可以被支撑在母板上的各种半导体芯片或其它微电子元件之间提供互连以及提供有诸如电源、内存等的外部部件。在这些图中所示的简化示例中,印刷电路板86被示出为包括被支撑于印刷电路板86上的微处理器88。微处理器88可以实施计算机10的各种功能,所述各种功能包括:接收用户输入,直接或通过与图形处理器通信等而提供输出,以及分配内存使用和从内存检索已存储的数据。印刷电路板86也被示出为在其上具有风扇94以便为基12内的部件提供冷却。印刷电路板86还可以包括呈RAM或其它类似部件的形式的一个或更多个内存结构。印刷电路板86还可以包括用于与电池68、触控板组件70、键盘72和显示器组件60通信的连接部。
板组件74还可以包括端单元90,这些端单元90可以定位在印刷电路板86的朝向基壳体24的侧壁32和34布置的相反侧上。此外或替代地,端单元可以沿着印刷电路板86的在那些相邻的侧壁之间延伸的侧定位。在另一个示例中,印刷电路板86可以由单个壳体单元支撑或容纳在该单个壳体单元内,该单个壳体单元大致覆盖印刷电路板86本身的一部分。如所示出的,端单元90被构造成在下壁28的内表面上接触基壳体24的下壁28。端单元90也被构造成分别接触侧壁32和34的内表面,且印刷电路板86将端单元90间隔开,以维持这样的接触。在该布置中,印刷电路板86可以被支撑在这样的位置中,使得它不直接接触基壳体24的内部,并且使得支撑在印刷电路板86上的薄弱部件被隔离以免与基12的其它内部特征接触,否则这会导致对印刷电路板86的损害。
端单元90还可以包括各种输入或输出端口结构92。这样的端口92可以包括用于外部电源的连接部、或专门被构造为例如USB、火线、HDMI的连接部或其它类似连接部。端口92还可以包括SD读卡器槽或音频输入或输出连接部。端口的导电特征可以与印刷电路板86的电路连接以便与印刷电路板86通信。此外,端口92可以对准基壳体24中的端口开口43,使得部件可以通过壳体24与端口92连接。
端单元90可以进一步被构造成提供维持上文所讨论的键盘组件73的期望位置所需的间隔。具体地,当端单元定位在基壳体24内使得它们接触下壁28的内部时,它们可以支撑在与下壁28相反的侧上的键盘组件72,使得凸缘82接触上壁26的内部,且凸起部定位在键盘开口40内。这样的构造可以允许容易地移除板组件74以便修理,升级(诸如更换或添加内存),或用同样构造的板组件74更换以便换出现有板组件。这样做可以用于修理目的,诸如更换受损的板组件74或升级(诸如通过例如用具有更快的处理器等的新板组件74更换板组件74)。该构造还可以使笔记本计算机的定制制造流水化,允许在计算机10的组装期间根据客户规格提供和选择具有不同的处理器、内存构造等的多个预组装板组件74。此外,其它内部部件的上述构造同样可以提供对其更容易的修理/更换。
如上所讨论的,铰链组件18的基部62可以被构造成关闭基壳体24的敞开端36,使得基12的内部部件被保持在其中。如图6中所示,基部62可以被构造成有助于将基12的内部部件固持在它们相应的位置。在示出的示例中,其中,电池68接触前壁30的内部,并且板组件74接触与前壁30相对的电池68,铰链基部62的内表面96可以接触与电池68相对的板组件74。以这种方式,基12的这些内部部件在前壁30与铰链基部62的表面96之间连续接触,这将在前壁30与表面96之间的这些部件维持在它们的位置中。这样的内部部件的其它构造是可能的,其中,在前壁30与铰链基部62之间维持部件之间的连续接触,并且部件之间的连续接触能够基于所使用的特定部件及其大体形状来确定。
铰链基部62可以借助于接合在基壳体24与铰链基部62之间的各种紧固件而附着到基壳体24。在图6的示例中,一个或更多个螺钉98穿过下壁28并且与铰链基部62接合。类似的螺钉可以穿过上壁26或侧壁32和34中的一个或两者。可替代地,卡扣结构能够用来附着铰链基部62与基壳体24。作为进一步的替代方案,可以使用压配结构或粘合剂。
铰链组件18的实施例可以包括穿过铰链组件18的布线,使得可以例如在板组件74与显示器组件60之间形成连接部以为显示器组件60提供电力和视频信号。另外,从铰链组件18的基部62和盖部64延伸的线段可以被包括在铰链组件18内以便分别连接与板组件74和显示器组件60连接的线段。在基壳体24内的部件之间可以存在类似布线以例如将板组件74与触控板组件70和/或键盘组件72连接。此外或替代地,导电连接部可以定位在相邻的部件上,使得,当被组装到基壳体24中时,在部件例如电池68与板组件74之间获得电连接。铰链基部62还可以包括一个或多个开口,所述一个或多个开口对准风扇94的输出部以允许空气经过。
柔性插件100可以定位在基12的各种内部部件之间。这些插件100可以是可压缩的并且可以由各种泡沫、橡胶、弹性体等制成。在部件之间或在部件与壳体24的这些壁中的一个壁之间的插件100的存在可以占据可能因制造公差引起的在部件之间或部件与壁之间的额外空间。这可以允许部件在壳体24内更精确的配合并且可以最小化部件在壳体24内的移动,且无需部件的或壳体24的特别严格的公差。这些插件100可以在策略位置中与各种部件附着或组装。例如,如图6中所示,插件100可以在一个位置处附着到电池68使得插件100将定位在前壁30与电池68之间。如还示出的,另一个插件100可以在一个位置处附接到键盘组件72以接触铰链基部62的表面96。附加插件100可以附着到触控板组件70或板组件72以接触这些部件中的其它部件。更进一步,插件100可以定位在电池68与触控板70之间、定位在板组件74与键盘组件72之间、或定位在这些部件中的任何一个与上壁26、下壁28或侧壁32和34之间。
如图6中所示,一个或更多个楔形元件102也可以组装在基壳体24内,且与上述内部部件中的一个或更多个相邻。使用这样的楔形元件102可以有助于将基壳体24内的内部部件保持在期望的位置。在图6中所示的示例中,楔形元件102定位在电池68下方,使得在一侧上,它接触电池68,并且在另一侧上,它接触下壁28的内表面。如还示出的,电池68的与楔形元件102接触的部分可以包括倾斜表面104,该倾斜表面104被构造成沿着其区域的一部分与楔形元件102相互接触。这可以允许电池68在与楔形元件102相反的侧上与例如触控板组件70的更均匀地接触。通过使用如所示的楔形元件102,楔形元件102可以将电池68朝向基壳体24的上表面26推动,从而产生触控板组件70的抵靠上壁的内部的压力、在触控板组件70与电池68之间的压力等等。压力的这种增加在部件之间以及在部件与上壁26和下壁28之间产生摩擦,这可以帮助维持部件的位置。
附加楔形元件102可以定位在例如板组件74与下壁28之间,定位在电池68与触控板组件70之间,定位在板组件74与键盘组件72之间,或定位在任何其它相邻的部件之间。因此,板组件74、触控板组件70、键盘组件72和任何其它部件还可以包括类似于电池68的表面104的倾斜表面。此外,楔形元件102可以在适当的位置中附接到例如板组件74或铰链基部62或与板组件74或铰链基部62一体地形成以分别接合电池68和板组件74。在另一个示例中,板组件74本身可以具有如下表面,该表面的作用类似楔形件并且被构造成与键盘组件72上的适当地构造的倾斜表面接触。
如图4中所示,盖壳体44被构造成将显示器组件60接收在其中,在上文相对于图3描述了该盖壳体44的结构。显示器组件60可以包括计算机屏幕16和与计算机屏幕16相关联的各种电子部件。在一个示例中,显示器组件60可以包括呈LCD屏幕的形式的屏幕16和诸如荧光灯、LED灯或OLED面板的相关联的光源。显示器组件60还可以包括各种部件,所述各种部件不一定与显示器本身相关联但是在策略上可以定位在盖壳体44内。这样的部件可以包括WiFi或蜂窝数据(诸如3G、4G或LTE)天线。各种电子屏蔽结构也可以被包括在显示器组件60中。
显示器组件60可以被构造成被接纳在盖壳体44内,使得屏幕16的可视区域对准在显示器开口58内。此外,显示器组件60可以包括一个或更多个在策略上定位的柔性插件100,这些柔性插件100类似于上文相对于以上的基壳体24所讨论的那些插件。与基12的部件一样,这样的插件可以用于补偿显示器组件60与盖壳体44之间的机械公差积累,并且可以用于在显示器组件60与盖壳体44之间提供压配。再者,与上文相对于图6描述的那些楔形元件类似的楔形元件102也可以定位在显示器组件60与盖壳体44之间。
如还示出的,如上所述,铰链组件18包括借助于接头66而附接到基部62的盖部64(图6)。铰链盖部64被构造成与盖壳体44组装,使得铰链盖部64包围盖壳体44的敞开端56。这样做时,铰链盖部64可通过接触显示器组件60的与敞开端56相邻的一部分来将显示器组件60固定在盖壳体44内。附加泡沫插件,诸如图6所示的插件100,可以补偿铰链盖部64与显示器组件60之间的机械公差和/或显示器组件60与盖壳体44的前壁的内部之间的机械公差。此外,铰链盖部64可以包括凸起部65(图12),该凸起部65可以跨越边框壁48的部分之间的任何敞开距离,并且该凸起部65分别与侧壁52相邻。这样的部分65可以大致与已组装的计算机10中的边框壁48平齐并且可以对屏幕16的底边缘限界。
如上所讨论的,基壳体24和盖壳体44(基壳体24和盖壳体44具有单个材料片并且牢固地联结在本文所描述的类型的壁之间)可以由包括各种金属或塑料的各种材料使用各种制造方法制成。图7-11示出在用于为计算机10制造基壳体24和盖壳体44的一个方法中的各个阶段。另外,图12-17示出在制造如通过包括深拉以及其它工艺的任何方式制造的基组件12和盖组件14和用这些组件组装计算机10中的各个阶段。在图18A、图18B和图19中所示的流程图中进一步描绘了这些步骤。
在图7-11、图18A和图18B的深拉示例中,如图7中所示,可以使用工具106和模具108制造基壳体24和盖壳体44。工具106可以大体呈现基壳体24的内部38所需的形状,并且模具108可以包括腔110,该腔110大体呈现基壳体24的外表面所需形状的互补形状。工具106和模具108可以被构造成与特别适于使用工具106和模具108实现深拉工艺的机械(未示出)一起使用。除了这些图中所示的壳体24的变型之外,工具106和模具108也可以被构造成形成具有各种设计、大小、形状或其它构造的壳体24。
如图8中所示,当工具106和模具108处于预形成位置中且工具106从腔110取出时(图18A中的步骤202),呈大体扁平金属片的形式的工件24'可以定位在工具106与模具108之间。工件24'可以是上文描述的适合于形成基壳体24的材料中的任何一种,并且工件24’的厚度近似等于基壳体24的各个壁的所需厚度。在一些实施例中,工件24'的初始厚度可以比基壳体24的所需最终壁厚厚,以补偿由于在拉伸工艺期间材料的拉伸而产生的材料厚度上的减小或补偿在下述可选修整工艺中的材料去除。在示例中,可以执行上述工艺以对于由不锈钢制成的基壳体24或盖壳体44而言实现约0.6mm(+/-5%)的最终材料厚度或对于由铝制成的基壳体24或盖壳体44而言实现约0.8mm(+/-5%)的最终材料厚度。在基壳体24或盖壳体44由各种塑料制成的其它示例中,与之相关联的制造工艺可以被构造成实现在约1.5mm(+/-5%)与2mm(+/-5%)之间的最终材料厚度。
在深拉工艺中,工具106与定位在工具106与模具108之间的工件24'一起被驱动到腔110中(图18A中的步骤204),这可以通过对工具106施加恒定压力或通过将工具106重复冲击到腔110中来实现。如图9中所示,在工件24'被推成具有在工具106与腔110之间限定的区域的形状时,该驱动作用促使工件24'的塑性变形。如所示出的,工具106的驱动方向大体在将是壳体24的敞开端36与壳体24的前壁30之间的方向上执行。驱动工艺和伴随的变形工艺可以继续,直至工件24'到达腔110的端部为止,该端部大体提供前壁30的形式。在此时,然后可以将工具106从腔110取出并且将变形的工件24'从腔110或工具106移除。在实施例中,可以在上述变形工艺之前加热工件24'。可以执行这样的加热以使得工件24'更柔软(但是仍然为固态),并且因此,更适合于深拉工艺。
如图10中所示,变形的工件24'可以包括余料112,在从模具108移除之后所述余料112围绕的将是敞开端36(图18A中的步骤206)。如图11中所示,该余料112可以通过切削来移除,这可以通过锯子,通过激光等,或通过机加工工艺进行(图18A中的步骤208)。在这样的移除之后,工件24'可以具有基壳体所需的大体形状,包括上壁26、下壁28、前壁30和侧壁32和34以及敞开端36,如图11所示。
随后,触控板开口42、键盘开口40和端口开口43可以形成在工件24'中(图18A中的步骤212),产生图2中所示的壳体24的结构。这可以通过激光切削,通过机加工,或通过钻削和使用锯子等的物理切削的组合来进行。使用适当构造的工具和模具组合的类似的工艺也可以用来制造盖壳体44,这也可以包括切削适当成形的显示器开口60(图18B中的步骤203-213)。在上述注射成型和压铸工艺中,键盘、触控板和显示器开口40、42和60可以通过在所使用的任何模具中包括这些特征结合这样的模制而形成。可替代地,这些开口40、42和60可以在后续的步骤中形成,如结合深拉工艺所描述的。
在基壳体24形成之后,可以在任何时间点将附加修整工艺应用到基壳体24。这样的工艺包括机加工其外部以移除过量的壁厚或者诸如通过减小拐角半径等来产生特定的形状(图18A中的步骤210和图18B中的211)。另外,基壳体24的外部可以被阳极化、涂漆、密封或以其它方式处理。
在形成基壳体24和盖壳体44之后(基壳体24和盖壳体44可以根据如上文所描述的深拉工艺或先前提及的注射成型或压铸方法制造),可以将计算机10的各种内部部件组装到相应的壳体中(图19中的步骤214-216)。如图12中所示,与基壳体24相关联的各种部件可以通过敞开端36插入到该基壳体24中。在将后续部件放置到壳体24中之前,可以根据需要分阶段地将部件插入并且定位。在示例中,可以将触控板组件70首先放置到壳体24中并且定位在开口42内,在此之后,可以将电池68定位成与前壁30相邻并且定位在触控板组件70下方(图19中的步骤214)。在组装期间,诸如通过附接相互接合的插头或出口等可以在部件之间实现电连接。
随后,可以通过敞开端36将键盘组件72插入到壳体24内,如图12中所示(图19中的步骤216)。然后,可以将键盘组件72定位成使得凸起部80对准键盘开口40,如图13中所示。然后,可以使键盘组件72移动,使得凸缘82接触上壁26的内部,并且将凸起部80定位在开口40内,如图14中所示。如上文所解释的,凸起部80配合在开口40内可以保持键盘组件72适当地定位在开口内,而维持凸缘82与上壁26的内部接触。如上文所讨论的,通过将板组件74插入到键盘支撑部73与下壁28的内部之间的空间中,键盘组件72可以被维持在这样的位置中。
然后,如图16中所示,通过将铰链基部26附接到基壳体24的敞开端36,可以将铰链组件18与基组件12组装(图19中的步骤218)。如上所讨论的,铰链基部26可以被构造成接触板组件74的一部分,使得基12的内部部件被维持在其期望的位置中。应注意的是,在铰链组件18中包括线并且线穿过铰链组件18的实施例中,在将铰链组件18附接到基壳体24之前,这样的线可以与可能从例如板组件74延伸的其它线连接。如上所讨论的,铰链基部62可以借助于螺钉、卡扣或压合结构、粘合剂等附接到基壳体24。
如上所讨论的,盖壳体44可以以与基壳体24的方式类似的方式来制造。在使用深拉的示例中,盖壳体44可以通过将金属片在离开将变成敞开端56的方向上深拉而制造。随后,如上所讨论的,可以在边框壁48中切割显示器开口58(图18B中的步骤213)。然后,可以将显示器组件60与盖壳体44组装,得到盖组件14(图19中的步骤215)。然后,可以通过将铰链盖部64附接到盖壳体44的敞开端56来将盖组件14与铰链组件18组装,所述将铰链盖部64附接到盖壳体44的敞开端56可以以与将铰链基部62与基壳体24的敞开端36附接类似的方式进行(图18中的步骤217)。在将铰链盖部64与敞开端56附接之前,可以连接在显示器组件60与铰链组件18之间需要连接的任何线。应注意的是,基组件12、盖组件14和铰链组件18在组装在一起之前可以同时或以期望的任何顺序进行。此外,若需要,则盖组件14在与基12组装之前可以与铰链18组装。在已经组装好计算机之后,还可以执行附加修整步骤,包括清洁、涂漆、封装、电池充电等(图18中的步骤219)。
也可以在其它电子设备中使用与在笔记本计算机的背景下上文所描述的那些构造类似的构造的壳体。例如,两个组件的类似构造(该两个组件的类似构造包括上文所讨论的通用形式的单件壳体并且与覆盖壳体敞开端的铰链连接)可以在移动电话中实施。在其它示例中,可以在智能电话、平板计算机、电子读取器等中使用具有上文所讨论的类型的单个壳体的单个组件,该单个组件在其敞开端上具有帮助维持设备的内部部件的各个位置的覆盖件。此外,可以在包括键盘等的外围电子设备中实施这样的壳体构造。
虽然已经参照特定实施例完成了本文的描述,但是需理解的是,这些实施例仅仅说明本公开的原理和应用。因此,需要理解的是,可以对说明性实施例做出若干修改,并且在不脱离如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下,可以构想其它布置。
工业实用性
本发明总体涉及用于电子设备的壳体以及制造该壳体并且与其它电子部件组装的方法。具体地,壳体以及用于制造壳体的方法可以是便携式计算机的壳体。

Claims (19)

1.一种制造电子设备壳体的方法,所述方法包括:
将预定大小和厚度的金属片定位在工具与模具之间;
使用所述工具将所述金属片压到所述模具中以形成单个材料结构的第一壳体,所述第一壳体限定长度、宽度和高度,所述高度小于所述长度和所述宽度两者,所述第一壳体具有至少五个侧壁和敞开端,所述侧壁限定内腔,所述敞开端通向所述内腔,所述敞开端跨越所述第一壳体的所述宽度和所述高度,其中,所述内腔包含电子部件;
将所述第一壳体从所述模具移除;
在所述第一壳体的所述侧壁中的至少一个中形成一个或多个开口;以及
通过所述敞开端将一个或多个电子部件滑动到所述内腔中,使得所述一个或多个电子部件被容纳在所述内腔中;
其中,所述一个或多个开口中的每一个被布置为暴露所述一个或多个电子部件中的相应一个电子部件;
在所述第一壳体的所述敞开端上可移除地附着覆盖件,所述覆盖件接触在所述第一壳体中的电子部件中的至少一个,其中,当所述覆盖件附着在所述第一壳体的所述敞开端时,所述电子部件在所述覆盖件和所述五个侧壁中与所述覆盖件相对的一个侧壁之间连续接触以有助于将所述电子部件中的至少一些维持在所述壳体内的预定位置,其中,所述第一壳体是便携式计算机的基组件的基壳体,并且其中,所述覆盖件是铰链组件的第一部分;
通过所述铰链组件将盖组件操作地连接到所述基壳体;
构造所述电子部件使得他们彼此接合并且与所述基壳体接合,使得所述电子部件一旦以特定方式被组装则其位置就被维持;以及
在所述基壳体内与所述电子部件中的一个或多个电子部件相邻组装一个或多个楔形元件,使得这样的楔形元件的使用进一步有助于维持所述电子部件在所述基壳体内的期望位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电子部件中的给定电子部件是包括触摸感应表面的触控板组件,并且其中,所述触摸感应表面在用于所述触控板组件的开口内被暴露。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电子部件中的给定电子部件是包括多个键的键盘组件,并且其中,至少所述键盘组件的各键在用于所述键盘组件的开口内被暴露。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电子部件中的给定电子部件包括至少一个外部连接元件,并且其中,所述至少一个外部连接元件在用于所述外部连接元件的开口内被暴露。
5.根据权利要求1所述的方法,进一步包括将垫片构件插入在所述侧壁中的一个侧壁与所述电子部件中的给定电子部件之间。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述垫片构件是所述一个或多个电子部件中的另一个电子部件的部分,并且插入所述垫片构件包括通过所述壳体的所述敞开端将所述另一个电子部件插入到所述内腔中。
7.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
将所述一个或多个电子部件中的选定电子部件定位在一空间内,所述空间被限定在所述侧壁中的两个间隔开并且平行的侧壁之间;
将垫片构件楔入在所述选定电子部件与所述两个间隔开并且平行的侧壁中的第一个之间;以及
将所述选定电子部件的至少一部分放置为抵靠所述两个间隔开并且平行的侧壁中的第二个。
8.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:在将所述金属片压到所述模具中之前,加热所述金属片,以使得所述金属片柔软但是仍然为固态来促进深拉工艺。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,通过所述敞开端将所述一个或多个电子部件滑动到所述内腔中包括:
将所述电子部件中的第一电子部件滑动到所述内腔中;
将所述第一电子部件定位在所述内腔中的预定位置;
在将所述第一电子部件定位之后,将所述电子部件中的第二电子部件滑动到所述内腔中;以及
提供所述第一电子部件和所述第二电子部件之间的电或机械连接。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述第一电子部分是触控板组件,并且所述第二电子部件是电池组件。
11.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:在将所述壳体从所述模具移除之后,从所述单个材料结构移除余料。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述余料被从所述单个材料结构的外表面移除以移除过量的壁厚或者获得预定的形状。
13.根据权利要求1所述的方法,其中,所述壳体包括基壳体和盖壳体,并且其中所述方法进一步包括:
将预定大小和厚度的第一金属片定位在第一工具与第一模具之间;
使用所述第一工具将所述第一金属片压到所述第一模具中以形成所述基壳体;
将预定大小和厚度的第二金属片定位在第二工具与第二模具之间;
使用所述第二工具将所述第二金属片压到所述第二模具中以形成具有单个材料结构的所述盖壳体,所述盖壳体限定长度、宽度和高度,所述高度小于所述长度和所述宽度两者,所述盖壳体具有限定显示开口的至少四个侧壁和与所述显示开口相邻的所述敞开端;
将所述盖壳体从所述第二模具移除;
通过所盖壳体的敞开端滑动显示设备,使得所述显示设备的显示元件在所述显示开口内被暴露;以及
将所述铰链组件附着到所述盖壳体。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,将所述铰链组件附着到所述基壳体和所述盖壳体包括将所述一个或多个电子部件中的选定电子部件电耦合到所述显示元件。
15.根据权利要求13所述的方法,进一步包括将垫片构件插入在在所述基壳体的侧壁中的一个侧壁与所述一个或多个电子部件中的给定电子部件之间。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述垫片构件是所述一个或多个电子部件中的另一个电子部件的部分,并且插入所述垫片构件包括通过所述基壳体的敞开端将所述另一个电子部件插入到所述内腔中。
17.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
将所述一个或多个电子部件中的选定电子部件定位在一空间内,所述空间被限定在所述基壳体的侧壁中的两个间隔开并且平行的侧壁之间;
将垫片构件楔入在所述选定电子部件与所述两个间隔开并且平行的侧壁中的第一个之间;以及
将所述选定电子部件的至少一部分放置为抵靠所述两个间隔开并且平行的侧壁中的第二个。
18.根据权利要求13所述的方法,其中,通过所述敞开端将所述一个或多个电子部件滑动到所述基壳体的内腔中包括:
将所述电子部件中的第一电子部件滑动到所述内腔中;
将所述第一电子部件定位在所述内腔中的预定位置;
在将所述第一电子部件定位之后,将所述电子部件中的第二电子部件滑动到所述内腔中;以及
提供所述第一电子部件和所述第二电子部件之间的电或机械连接。
19.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:在将所述基壳体从所述第一模具移除之后,从所述基壳体的单个材料结构移除余料。
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