CN108029213A - 壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明的第1实施方式涉及的壳体(1)，具备底盖(2)、顶盖(4)、以及配置于由底盖(2)和顶盖(4)划分出的空间内的加固构件(3)，加固构件(3)具有平面部(31)、和在平面部(31)的周缘部立起设置的直立壁部(32)，加固构件(3)的直立壁部(32)与在底盖(2)或顶盖(4)的周缘部立起设置的直立壁部(22)接合。

Description

壳体
技术领域
本发明涉及内置电子设备部件的壳体(电子设备壳体)、公文包、手提箱等的壳体。
背景技术
近年来，为了电子设备的薄型化和轻量化、便携性的提高、防止电子设备内部的部件破损，对壳体提出了高刚性化的要求。详细而言，在单手握持电子设备并用另一只手操作的情况下，或电子设备的搬运、监视器等的开闭时，会受到不平衡的载荷，因此扭转方向的力会作用于壳体。另外，在搬运时不慎摔落电子设备的情况下，同样扭转方向的力会作用于壳体。因此，需求壳体具有高的抗扭刚性(torsional rigidity)。在这样的技术背景下，一直以来提出许多用于提高壳体的刚性的技术。另外，从提高便携性的观点出发，为了薄型化和轻量化，需求能够毫不浪费地利用壳体内的空间。
具体而言，专利文献1记载了一种通过使设置于第1壳体的钩部与设置于第2壳体的被卡合部卡合，将第1壳体与第2壳体在侧面卡合的发明。专利文献2记载了一种提高电气设备的外壳结构的刚性的发明，包含具有上下段的电气设备安装面的树脂制下部盒、和具有与上段的电气设备安装面重叠的正面壁的上部盒。专利文献3记载了一种涉及具有多个凸部的第1面与表面材料的第2面接合而成的纤维增强复合材料结构体的发明。专利文献4记载了一种涉及电气设备的壳体框架的底板的发明，将第1部件与第2部件以内部中空的方式重叠为箱状，使它们在彼此的壁部的壁面结合。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2011-22848号公报
专利文献2：日本特开平10-150280号公报
专利文献3：日本特开2015-13484号公报
专利文献4：日本特开2002-16384号公报
发明内容
但是，专利文献1记载的发明中，由于钩部与被卡合部接合，没有一体化，因此在受到较大载荷而发生扭曲的情况下，会导致钩部或被卡合部破损、或者壳体被分割成第1壳体和第2壳体。其结果，专利文献1记载的发明，虽然在能够保持卡合状态的较小的扭曲变形的情况下也许没有什么大问题，但是在不慎摔落的情况等发生较大的扭曲变形的情况下，无法确保原本的刚性。
另外，专利文献2记载的发明中，由于仅通过树脂制下部盒的上段的电气设备安装面与上部盒的正面壁重叠，而部件彼此没有被束缚固定，因此无法提供具有市场所需求的抗扭刚性的壳体。
另外，专利文献3记载的发明中，由于仅仅是一个部件与另一部件的平面接合，因此在表面侧和背面侧，刚性会产生较大差异。其结果，根据专利文献3记载的发明，在弄错壳体的配置方式的情况下，得不到原本所需的刚性。并且，由于在结构体的内部形成有凸部，因此无法将电子部件装填在结构体的内部，不适合薄型化。
另外，专利文献4记载的发明中，由于在壁面和平面结合，因此虽然能显示出高的抗扭刚性，但与专利文献3同样，在表面侧和背面侧，刚性会产生较大差异，在弄错配置方式的情况下，得不到原本所需的刚性。并且，由于是在空洞内锥形突出的结构，因此无法将电子部件装填在内部，这一点不适合薄型化。
如上所述，根据以往用于提高壳体的刚性的技术，无法在实现薄型化和轻量化以及便携性的提高的同时赋予壳体高的抗扭刚性。因此，期待提供一种能够实现薄型化和轻量化并且赋予壳体高的抗扭刚性的技术。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供一种能够实现薄型化和轻量化以及便携性的提高并且提高抗扭刚性的壳体。
本发明的第1技术方案涉及的壳体，其特征在于，具备底盖、顶盖、以及配置于由所述底盖和所述顶盖划分出的空间内的加固构件，所述加固构件具有平面部、和在所述平面部的周缘部立起设置的直立壁部，所述加固构件的直立壁部，与在所述底盖或所述顶盖的周缘部立起设置的直立壁部接合。
本发明的第1技术方案涉及的壳体，在上述发明的基础上，其特征在于，所述加固构件的周缘部与所述底盖或所述顶盖接合，所述加固构件的除了周缘部以外的区域的至少一部分，与没有与所述加固构件的周缘部接合的所述底盖或所述顶盖接合。
本发明的第2技术方案涉及的壳体，其特征在于，具备底盖、顶盖、以及配置于由所述底盖和所述顶盖划分出的空间内的加固构件，所述加固构件具有平面部、和在所述平面部的周缘部立起设置的直立壁部，所述加固构件的周缘部与所述底盖或所述顶盖接合，所述加固构件的除了周缘部以外的区域的至少一部分，与没有与所述加固构件的周缘部接合的所述底盖或所述顶盖接合。
本发明涉及的壳体，在上述发明的基础上，其特征在于，所述加固构件通过热熔接与所述底盖和/或所述顶盖接合。
本发明涉及的壳体，在上述发明的基础上，其特征在于，所述加固构件以23℃时的剥离载荷为60～5000N/cm2的范围内、且200℃时的剥离载荷为低于60N/cm2的范围内的方式，与所述底盖和/或所述顶盖接合。
本发明涉及的壳体，在上述发明的基础上，其特征在于，所述加固构件和与该加固构件接合的所述底盖和/或所述顶盖由纤维增强复合材料形成，在底盖和/或顶盖、以及所述加固构件中的至少一者的接合部分设置有热塑性树脂，所述加固构件与底盖和/或顶盖经由所述热塑性树脂接合。
本发明涉及的壳体，在上述发明的基础上，其特征在于，所述加固构件与所述底盖和/或所述顶盖直接接合。
本发明涉及的壳体，在上述发明的基础上，其特征在于，具备发热构件，所述发热构件配设在通过所述加固构件与所述底盖和/或所述顶盖接合而形成的中空结构内的所述加固构件的表面。
本发明涉及的壳体，在上述发明的基础上，其特征在于，在通过所述加固构件与所述底盖和/或所述顶盖接合而形成的中空结构内，具备另一加固构件。
本发明涉及的壳体，在上述发明的基础上，其特征在于，所述另一加固构件与所述加固构件的内表面、以及与所述加固构件接合着的所述底盖或所述顶盖接合。
根据本发明涉及的壳体，能够实现薄型化和轻量化以及便携性的提高并且提高抗扭刚性。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的壳体结构的立体图。
图2是图1所示的壳体的分解立体图。
图3是表示图2所示的加固构件结构的剖视图。
图4是表示壳体结构的一例的剖视图。
图5是表示另一加固构件结构的平面图和剖视图。
图6是表示本发明的第1实施方式涉及的壳体中的加固构件结构的示意图。
图7是表示本发明的第2实施方式涉及的壳体中的加固构件结构的剖视图。
图8是用于说明抗扭刚性试验的方法的示意图。
图9是用于说明抗弯刚性试验的方法的示意图。
图10是用于说明剥离载荷试验的方法的示意图。
图11是表示层叠体结构的示意图。
图12是用于说明压制成型方法的示意图。
图13是表示实施例1的加固构件的配置的示意图。
图14是表示实施例5的加固构件的配置的示意图。
图15是表示实施例6的加固构件的配置的示意图。
图16是用于说明使用接合用夹具将加固构件与实施例6的底盖热熔接的剖视图。
图17是表示实施例8的加固构件的配置的示意图。
图18是表示实施例9的加固构件的配置的示意图。
图19是表示实施例10的加固构件的配置的示意图。
具体实施方式
本发明的发明人反复进行认真研究，结果发现通过将加固构件与壳体接合，相比于加固构件没有接合壳体的情况，能够大幅提高壳体的抗扭刚性。另外发现，通过有效利用由加固构件的接合而形成的中空结构，能够实现薄型化、轻量化、提高便携性。以下，参照附图对根据上述见解而想到的本发明的第1和第2实施方式涉及的壳体进行详细说明。再者，作为本发明的壳体的用途，可举出公文包、手提箱、内置电子设备部件的壳体等，更具体而言，可举出扬声器、显示器、HDD、笔记本电脑、手机、数码相机、PDA、等离子显示器、电视、照明、冰箱和游戏机，其中，优选用于要求抗扭刚性高且更轻更薄的翻盖型个人电脑和平板型个人电脑。
〔第1实施方式〕
首先，参照图1～图6，对本发明的第1实施方式涉及的壳体进行说明。
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的壳体结构的立体图。如图1所示，本发明的第1实施方式涉及的壳体1，作为主要构成要素具备：俯视为矩形形状的底盖2、与底盖2接合的加固构件3、以及俯视为矩形形状的顶盖4。再者，以下将与底盖2和顶盖4的短边平行的方向定义为x方向，将与底盖2和顶盖4的长边平行的方向定义为y方向，将与x方向和y方向垂直的方向定义为z方向(铅垂方向)。
图2是图1所示的壳体1的分解立体图。如图2所示，底盖2具备：相对于xy平面平行的俯视为矩形形状的平面部21、和从平面部21的周缘部沿z的+方向立起设置的直立壁部22。再者，形成底盖2的构件的厚度优选在0.1～0.8mm的范围内。另外，形成底盖2的构件的弹性模量优选在20～120GPa的范围内。
另外，底盖2优选由金属材料和纤维增强复合材料之中的任一种形成，也可以通过将它们组合来形成。从体现高的抗扭刚性的观点出发，底盖2优选是由同一材料形成的没有接缝的构件。另外，从生产率的观点出发，可以使用力学特性高的金属材料、纤维增强复合材料来形成形状简单的平面部21，并使用成型性优异的树脂材料通过射出成型等来形成形状复杂的直立壁部22和接合部分。
作为金属材料，优选使用铝合金、镁合金、钛合金等轻金属材料。作为铝合金，可例示Al-Cu系的A2017、A2024、Al-Mn系的A3003、A3004、Al-Si系的A4032、Al-Mg系的A5005、A5052、A5083、Al-Mg-Si系的A6061、A6063、Al-Zn系的A7075等。作为镁合金，可例示Mg-Al-Zn系的AZ31、AZ61、AZ91等。作为钛合金，可例示11～23种添加了钯的合金、添加了钴和钯的合金、50种(α合金)、60种(α-β合金)、80种(β合金)所对应的Ti-6Al-4V等。
作为用于纤维增强复合材料的增强纤维，可使用碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、硼纤维、PBO纤维、高强力聚乙烯纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等的纤维，也可以将这些纤维混合两种以上使用。这些增强纤维可以作为在一个方向上并丝而成的长纤维、单一的亚麻短纤维(tow)、织物、针织品、无纺布、垫子、线绳等纤维结构物使用。
作为基质树脂，可以使用环氧树脂、酚醛树脂、苯并嗪树脂和不饱和聚酯树脂等的热固性树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯、液晶聚酯等的聚酯系树脂、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丁烯等的聚烯烃、苯乙烯系树脂、聚氨酯树脂，此外，可以使用聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPE)、改性PPE、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、改性PSU、聚醚砜(PES)、聚酮(PK)、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚芳酯(PAR)、聚醚腈(PEN)、酚醛树脂和苯氧树脂等的热固性树脂。从生产率和力学特性的观点出发，优选使用热固性树脂，其中优选使用环氧树脂。从成型性的观点出发，可以使用热塑性树脂，其中，从强度的观点出发优选使用聚酰胺树脂，从耐冲击性的观点出发优选使用聚碳酸酯树脂，从轻量性的观点出发优选使用聚丙烯树脂，从耐热性的观点出发优选使用聚苯硫醚树脂。另外，上述树脂不仅可以作为纤维增强复合材料的基质树脂，也可以作为由树脂本身形成的底盖、顶盖、加固构件使用。
在本发明中，从层叠等的操作性的观点出发，优选使用包含上述增强纤维和基质树脂的预浸料作为各构件的材料。从高的力学特性和设计自由度的观点出发，优选使用单一方向连续纤维预浸料，从各向同性的力学特性、成型性的观点出发，优选使用织物预浸料。另外，也可以由这些预浸料的层叠体构成增强纤维。
加固构件3具备：相对于xy平面平行的俯视为矩形形状的平面部31、以及从平面部31的周缘部向z的-方向立起设置的直立壁部32。图3是表示图2所示的加固构件3的结构的剖视图。如图3所示，加固构件3通过将加固构件3的直立壁部32的外表面与底盖2的直立壁部22的内表面面接合，在平面部31与底盖2的平面部21之间形成中空结构S1的状态下与底盖2接合。
再者，加固构件3的直立壁部32优选与底盖2的4边的直立壁部22面接合。另外，在本实施方式中，加固构件3的直立壁部32与底盖2的直立壁部22面接合，但也可以在顶盖4侧形成直立壁部，使加固构件3的直立壁部32的外表面与顶盖4的直立壁部的内表面面接合。另外，加固构件3的平面部31与底盖2的平面部21之间的距离(从平面部21起的加固构件3的高度)h的最大值在3～30mm的范围内。本发明中，加固构件3的高度h是体现抗扭刚性的一个因素。因此，高度h优选较大，优选为3mm以上。在高度h的最大值小于3mm的情况下，壳体1中直立壁部32的效果较小，产生无法体现出原本的抗扭刚性之类的问题。另一方面，在高度h的最大值大于30mm的情况下，需要增加直立壁部32的厚度，其结果产生壳体1的重量增加之类的问题。
图4是表示壳体结构的一例的剖视图。如图4(a)、(b)所示，在通过加固构件3与底盖2或顶盖4接合而形成的中空结构S1内配置有发热构件D1、D2。发热构件D1、D2优选配置于加固构件3的中空结构S1侧表面。通过这样的结构，能够增大电子设备的使用者会触碰到的底盖2与发热构件D1、D2之间的距离，抑制底盖2的温度上升。再者，在本说明书中“发热构件”是指随着电子设备的工作而发热的构件，特别是指随着电子设备的工作会上升10℃以上的温度的构件。作为这样的发热构件，可例示LED、电容器、逆变器、电抗元件、热敏电阻元件、功率晶体管元件、电动机、CPU、搭载这些的电子基板等。
本发明优选在加固构件3和与加固构件3接合的底盖2或顶盖4之间形成的中空结构S1内具备另一加固构件。在该中空结构S1内所具备的另一加固构件，可以仅与底盖2或顶盖4接合，也可以仅与加固构件3接合。优选另一加固构件与加固构件3的内表面接合，并且也与接合了加固构件3的底盖2或顶盖4接合。在此，加固构件3的内表面是指加固构件3的中空结构S1内侧的面。
可以通过在加固构件3的平面部31与底盖2的平面部21之间形成的中空结构S1内，以将加固构件3的内表面与接合了加固构件3的底盖2或顶盖4接合的方式配置另一加固构件，从而提高抗弯刚性。图5(a)是表示另一加固构件的结构的平面图，图5(b)是图5(a)的A-A线剖视图。如图5(a)、(b)所示，另一加固构件5是以在中空结构S1的y方向中央部沿着x方向延伸的方式而配置的构件，底盖2的平面部21与加固构件3的平面部31连接。通过经由另一加固构件5将底盖2的平面部21与加固构件3的平面部31一体化，使得在受到载荷时底盖2和加固构件3同步地变形，因此能够提高壳体1的抗弯刚性。另外，通过底盖2的直立壁部22、加固构件3的直立壁部32与另一加固构件5一体化，底盖2和加固构件3的直立壁部22、32特别难以向壳体1的内侧方向变形，能够提高壳体1的抗扭刚性。
再者，另一加固构件5只要与底盖2的平面部21和加固构件3的平面部31连接，则也可以是以在中空结构S1的x方向中央部沿着y方向延伸的方式而配置的构件，也可以是以沿着中空结构S1的对角线方向延伸的方式而配置的构件。尤其是另一加固构件5优选被配置为，在厚度方向上受到载荷的情况下，从底盖2的平面部21的挠曲量变大的位置穿过，所配置的构件可以配置多个，构件彼此可以交叉。另外，另一加固构件5优选由具有弹性体、橡胶成分的树脂材料、凝胶等弹性优异的冲击吸收材料形成，由此，不仅是抗弯刚性，还能够体现出对于冲击的效果。
本实施方式中，加固构件3如图6(a)所示由平面部31、直立壁部32构成，但也可以如图6(b)所示通过将平面部31设为曲面形状的构件构成加固构件3。即，可以制成将平面部31设为曲面形状的构件，从而省略直立壁部32。另外，也可以如图6(c)所示由平面部31、直立壁部32、接合部33构成。另外，从提高刚性的观点、有效利用空间的观点出发，也可以在平面部31形成凹凸形状。本实施方式中，加固构件3与底盖2接合，但也可以将加固构件3与顶盖4接合，在加固构件3的平面部31与顶盖4之间形成中空结构S1。对于这些加固构件3不特别限定，优选为具有开口部的构件，图6(a)～(c)所示的加固构件只是一个例子。
另外，从壳体的轻量化和薄型化的观点出发，形成加固构件3的构件的厚度优选为0.3～1.0mm的范围内。另外，形成加固构件3的构件的弹性模量优选为20～120GPa的范围内。另外，加固构件3优选由上述的金属材料和纤维增强复合材料之中的任一者形成，可以根据加固构件3的目的来选择材料。即，从体现出高的加固效果的观点出发，可以使用弹性模量高的金属材料、纤维增强复合材料，从散热性的观点出发，可以使用热传导率高的金属材料。另外，在由纤维增强复合材料形成加固构件3的情况下，加固构件3优选由单一方向连续纤维预浸料的层叠体构成。另外，加固构件3的线膨胀系数相对于与加固构件3接合的底盖2的线膨胀系数之比优选为0.1～10的范围内。
另外，加固构件3的直立壁部32优选通过热熔接与底盖2的直立壁部22接合。另外，23℃时的剥离载荷更优选为100～5000N/cm2的范围内。作为热熔接方法，可例示嵌入射出法、外嵌射出法、振动熔接法、超声波熔接法、激光溶接法、热板溶接法等。另外，该情况下，优选直立壁部32与直立壁部22的接合面在200℃时的剥离载荷低于60N/cm2。200℃时的剥离载荷更优选为30N/cm2以下。
另外，优选该剥离载荷在180℃时低于60N/cm2，从解体性接合的观点出发，能够在更低的温度区域容易剥离。但是，如果解体的温度变低，则在作为壳体使用时，加固构件有可能由于与电子部件的工作相伴的温度上升、使用环境的温度而剥离。因此，优选在使用壳体的温度区域中以高的接合强度接合加固构件，而在解体的温度区域中能够容易剥离。为此，更优选80℃时的剥离载荷为60～5000N/cm2的范围内。
再者，200℃时的剥离载荷越低越好，最优选为10N/cm2以下。并且，由于200℃时的剥离载荷越低越好，因此对下限不特别限定，优选为0N/cm2以上，但如果过低则处理性差，因此更优选为1N/cm2以上。通过这样的结构，能够体现出可以容易地拆卸加固构件3的解体接合性，使电子设备的修理、循环处理变得容易。另外，优选加固构件3和与加固构件3接合的底盖2或顶盖4由纤维增强复合材料形成，在底盖2或顶盖4、以及加固构件3中的至少一者的接合部分设置有热塑性树脂，加固构件3与底盖2或顶盖4经由热塑性树脂接合。
作为在接合部分设置热塑性树脂的方法，可举出使用将热塑性树脂用作基质树脂的纤维增强片(预浸料片)将加固构件3和与加固构件3接合的底盖2或顶盖4成型而得到的方法。采用该方法得到的成型体，热塑性树脂以高比例存在于表面，因此在接合时能够具有大的接合面积，接合部位的选择自由度变高，因而优选。从各构件的力学特性的观点出发，优选使用热固性树脂作为基质树脂的纤维增强复合材料，作为在这样的构件设置热塑性树脂的方法，可举出将加热热塑性树脂使其熔融的熔融物、或使热塑性树脂在溶剂中溶解得到的溶液进行涂布，从而在纤维增强复合材料设置热塑性树脂性的方法。另外，在将使用热固性树脂作为基质树脂的纤维增强片(预浸料片)成型、固化时，可例示对于在纤维增强片(预浸料片)的最外层将由热塑性树脂制成的薄膜、无纺布层叠到表面而得到的层叠体，进行加热、加压成型的方法。
另外，优选加固构件3与底盖2或顶盖4直接接合。通过使用在加固构件3的直立壁部32和/或与该直立壁部32接合的底盖2的直立壁部22或顶盖4的直立壁部具有热塑性树脂的纤维增强复合材料，不再需要使用除了各构件以外的接合剂，能够将各构件直接接合，从而能够抑制壳体1的重量增加。适合于将加固构件3与底盖2或顶盖4直接接合的方法有，在使用热固性树脂作为基质树脂的纤维增强片(预浸料片)的最外层将由热塑性树脂制成的薄膜、无纺布层叠到表面而得到层叠体，并使用该层叠体的方法，作为在此使用的热塑性树脂，也可以从作为所述基质树脂例示的热塑性树脂中选择。
优选基质树脂选择熔点比将由热固性树脂形成的纤维增强片(预浸料片)成型、固化的成型温度低的热塑性树脂。对于热塑性树脂的熔点的下限不特别限定，从体现本发明的壳体应用于电子设备时的耐热性的观点出发，优选为80℃以上，更优选为100℃以上。另外，对于热塑性树脂的形态不特别限定，可例示薄膜、连续纤维、织物、粒子、无纺布等形态，从成型作业时的操作性的观点出发，优选薄膜、无纺布的形态。通过选择这样的树脂，在成型时热塑性树脂熔融，在成型体表面，热塑性树脂以膜的形式扩展形成，在接合时接合面积变大，浸渗于纤维增强片的增强纤维中形成牢固的热塑性树脂层，能够体现高的剥离强度。可以在采用这些方法得到的加固构件3和与加固构件3接合的底盖2或顶盖4中的至少一者设置热塑性树脂，但优选在接合的构件中两方的接合部件都设置热塑性树脂。另外，所设置的热塑性树脂优选选择彼此实质相同的热塑性树脂。
在本说明书中，“解体性接合”不仅包括能够将加固构件3容易地卸下，还包括能够再接合，再接合时，为了体现接合性，可以赋予热塑性树脂，但优选能够不增加热塑性树脂等的重量进行再接合。另外，进行再接合时的剥离载荷优选为原来的剥离载荷的50％以上，进一步优选为70％以上。本发明的解体性接合，是通过将作为热塑性树脂的特性的利用加热使树脂熔融而使力学特性降低这一点，以及在冷却或常温下固化而体现出树脂原本的高的力学特性这一点应用于接合技术而实现的。
另外，可以在本发明的抗扭刚性提高的范围内，在加固构件3的平面部31和直立壁部32形成孔部。通过这样的结构，能够配置配线缆线，用于将内置于中空结构S1中的电子部件、与配置于由底盖2和顶盖4划分出的空间中除了中空结构S1以外的空间(后述的空间S3)的电子部件和/或与顶盖4相对应的显示器、键盘等连接。从散热性的观点出发，该孔部优选以用于使空气流动良好的配置方式，例如在相对的直立壁部32形成。这些孔部相对于加固构件3的表面积优选为30％以下，从抗扭刚性的观点出发进一步优选为15％以下。
顶盖4与底盖2的直立壁部22的周缘部接合。在图1中，顶盖4为平滑的板状形状，也可以是具有曲面、凹凸的板状形状。另外，顶盖4可以与底盖2的材料、形状相同，通过这样的结构，能够得到无论对于哪个面都具有高的刚性的壳体1。另外，顶盖4可以是液晶显示器、键盘等电子设备部件，通过这样的结构，能够应用于翻盖型个人电脑和平板型个人电脑。
由以上的说明可知，本发明的第1实施方式涉及的壳体1，具备底盖2、顶盖4、以及配置于由底盖2和顶盖4划分出的空间内的加固构件3，加固构件3具有平面部31、和在平面部31的周缘部立起设置的直立壁部32，加固构件3的直立壁部32与在底盖2或顶盖4的周缘部立起设置的直立壁部接合。由此，能够提供可实现薄型化和轻量化并且提高抗扭刚性的壳体。
〔第2实施方式〕
下面，参照图7对本发明的第2实施方式涉及的壳体进行说明。再者，本发明的第2实施方式涉及的壳体，在加固构件的结构方面具备技术特征。因此，以下仅对于本发明的第2实施方式涉及的壳体中的加固构件的结构进行说明，省略其它结构的说明。
图7是表示本发明的第2实施方式涉及的壳体中的加固构件结构的剖视图。在本实施方式中，如图7所示，没有与构件34的周缘部接合的顶盖4，与构件34的除了周缘部以外的区域的至少一部分接合。再者，在本实施方式中，构件34的周缘部和除了周缘部以外的区域的至少一部分分别与底盖2和顶盖4接合，但也可以是部件34的周缘部和除了周缘部以外的区域的至少一部分分别与顶盖4和底盖2接合。
由以上的说明可知，本发明的第2实施方式涉及的壳体1，具备底盖2、顶盖4、以及配置于由底盖2和顶盖4划分出的空间内的具有开口部的加固构件3，加固构件3的周缘部与底盖2接合，加固构件3的除了周缘部以外的区域的至少一部分与没有与加固构件3的周缘部接合的顶盖4接合。由此，能够提供可实现薄型化和轻量化且提高抗扭刚性的壳体。
以上，对应用了由本发明人完成的发明的实施方式进行了说明，但本实施方式中作为本发明的公开的一部分的记载和附图并不限定本发明。例如，本发明涉及的壳体可以通过将上述第1和第2实施方式中的壳体所具有的结构任意组合而构成。具体而言，第1实施方式中的加固构件可以满足第2实施方式中的加固构件的构成条件的一者或两者，第2实施方式中的加固构件可以满足第1实施方式中的加固构件的构成条件。像这样，本领域技术人员基于本实施方式得到的其它实施方式、实施例以及应用技术等，全部包含在本发明的范围中。
实施例
以下，利用实施例对本发明进行具体说明。但本发明并不限定于以下的实施例。
＜评价·测定方法＞
(1)抗扭刚性试验
如图8(a)所示，将壳体1的一边用U型固定夹具100固定，将与固定了的一边相对的另一边用支持夹具101保持，在该形态下固定于试验机后，如图8(b)所示，测定将角度θ的变化速度设为1°/min并赋予50N的载荷时的壳体1的位移量，将测定值作为壳体的抗扭刚性值。
(2)抗弯刚性试验
如图9所示，以能够从与加固构件接合的底盖2或顶盖4侧赋予载荷F的方式将壳体设置于试验机。作为试验机使用“Instron”(注册商标)万能试验机4201型(英斯特朗公司制)。使用直径为20mm的压头102以1.0mm/min的十字头速度按压壳体1的中心位置，测定赋予100N的载荷时的底盖2或顶盖4的弯曲量，将测定值作为抗弯刚性值。
(3)弯曲弹性模量的评价
依据ASTM D-790(1997)的标准，评价加固构件3、底盖2和顶盖4所使用的材料的弯曲弹性模量。在将任意方向设为0°方向的情况下，对0°、+45°、-45°、90°方向这四个方向，从由实施例或比较例得到的各构件分别以宽度为25±0.2mm、厚度D与间距L的关系为L/D＝16的方式切取长度为间距L+20±1mm的弯曲试验片，从而制作试验片。对各个方向的测定次数n设为5次，将全部测定值(n＝20)的平均值作为弯曲弹性模量。作为试验机使用“Instron”(注册商标)万能试验机4201型(英斯特朗公司制)，使用3点弯曲试验夹具(压头直径为10mm、支点直径为10mm)将支持间距设定为试验片厚度的16倍，测定弯曲弹性模量。在试验片的水分率为0.1质量％以下、气氛温度为23℃且湿度为50质量％的条件下进行试验。
(4)加固构件的剥离载荷试验(23℃和200℃)
基于JIS K6849(1994)规定的“粘结剂的拉伸粘结强度试验方法”评价加固构件的剥离载荷。本试验中的试验片使用实施例或比较例中得到的壳体。此时，为了测定加固构件的剥离强度，以不存在没有与加固构件接合的顶盖或底盖的状态(接合之前)进行评价。具体而言，如图10所示将壳体1的底盖2或顶盖4用固定夹具103固定，将加固构件3用拉伸夹具104固定。然后，在保持将各构件固定的状态下赋予拉伸载荷F，直到加固构件3剥离或拉伸夹具104从加固构件3脱离为止，进行评价。此时的接合面积，通过测定接合前的加固构件3的接合面的宽度、长度而计算。在部分接合的情况下，测定它们的面积并合计作为接合面积。根据所得到的拉伸载荷值和接合面积算出加固构件3的剥离载荷。另外，关于200℃时的加固构件3的剥离载荷，连同固定壳体1的夹具一起设置于恒温槽内，将恒温槽内的气氛温度升温到200℃。升温后，保持该状态10分钟之后，与加固构件3的剥离载荷试验同样地赋予拉伸载荷，进行评价。
＜使用的材料＞
将用于评价的材料示于以下。
[材料1]
准备东丽(株)制“torayca”预浸料P3252S-12作为材料1。材料1的特性示于以下的表1。
[材料2]
准备超级树脂工业(株)制SCF183EP-BL3作为材料2。材料2的特性示于以下的表1。
[材料3]
准备铝合金A5052作为材料3。材料3的特性示于以下的表1。
[材料4]
准备镁合金AZ31作为材料4。材料4的特性示于以下的表1。
[材料5]
准备钛合金Ti-6Al-4V作为材料5。材料5的特性示于以下的表1。
[材料6]
使用由90质量％的聚酰胺6树脂(东丽(株)制“AMILAN”(注册商标)CM1021T)、和10质量％的包含聚酰胺6/66/610的三元共聚聚酰胺树脂(东丽(株)制“AMILAN”(注册商标)CM4000)构成的母料，制作每单位面积重量为124g/m2的热塑性树脂薄膜，作为材料6。材料6的特性示于以下的表1。
(实施例1)
实施例1-(1)：底盖的制作
从材料1切取7枚具有预定尺寸的片。其中4枚以预浸料的纤维方向与纵向(图1中的x方向)平行的方式切割，其余3枚以纤维方向与横向(图1中的y方向)平行的方式切割。在本实施例中，将横向(y方向)设为0°，如图11所示，以纤维方向为90°的预浸料片105a与纤维方向为0°的预浸料片105b对称层叠的方式，得到7枚预浸料片构成的层叠体。
在此，使用压制成型装置和图12(a)所示的一对模具106，在一对模具106内配置所得到的层叠体107。此时，压制成型装置的热盘温度设定为150℃，如图12(b)所示，使模具106移动，在保持1.0MPa成型压力的状态下加压。30分钟后打开模具106，将成型品从模具106中取出。进行修整以使所得到的成型品的直立壁部成为期望的高度，得到底盖。
实施例1-(2)：顶盖的制作
使用使所得到的成型品的形状变得平滑的模具，除此以外与实施例1-(1)同样地得到成型品。进行修整以使所得到的成型品的尺寸成为期望的大小，得到顶盖。
实施例1-(3)：加固构件的制作
与实施例1-(1)同样地得到成型品。进行修整以使所得到的成型品的接合面成为期望的宽度，得到加固构件。
实施例1-(4)：壳体的制作
将实施例1-(1)～(3)中得到的各构件接合。此时，如图13所示通过粘结剂将底盖2的纵向(长边)的直立壁部与加固构件3的纵向(长边)的直立壁部接合。实施例1中的成型条件和评价结果示于以下的表2。
(实施例2)
不使用粘结剂，涂布140℃的利用热熔胶涂布器熔融的热熔树脂(CEMEDINE(株)制HM712)，将加固构件重叠并从上方放置重物，保持3分钟的状态下进行接合。除了接合的方法以外，与实施例1-(1)～(4)同样地得到壳体。实施例2中的成型条件和评价结果示于以下的表2。
(实施例3、4)
将表2记载的尺寸的加固构件成型并进行使用，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例3、4中的成型条件和评价结果示于以下的表2。
(实施例5)
将表3记载的尺寸的加固构件成型并进行使用，并且如图14所示通过热熔接将底盖2的横向(短边)的直立壁部与加固构件3的横向(短边)的直立壁部接合，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例5中的成型条件和评价结果示于以下的表3。
(实施例6)
在底盖的与加固构件的接合面侧的面和加固构件的与底盖的接合面侧的面上，层叠包含共聚聚酰胺树脂(东丽(株)制“AMILAN(注册商标)”CM8000)的厚度为50μm的薄膜，得到层叠体。使用所得到的层叠体，如图15所示得到在加固构件3上设置有与底盖2的接合扩展部(接着しろ)33的加固构件和底盖。使用图16所示的接合用夹具109，配置于以接合用夹具109的表面温度成为180℃的方式设定的压制成型装置中，进行加热、加压。1分钟后，将底盖、加固构件和接合用夹具从压制成型装置中取出并进行冷却。5分钟后，将接合用夹具109取出，得到底盖与加固构件的一体化产品。然后，与实施例1-(4)同样地使用粘结剂将顶盖接合。实施例6中的成型条件和评价结果示于以下的表3。
(实施例7)
作为另一加固构件，以0°的预浸料片与90°的预浸料片交替地对称层叠的方式层叠25枚，使得材料1的厚度成为3mm。与实施例1-(1)同样地利用压制成型装置进行加热、加压，得到成型品。进行加工以使所得到的成型品的宽度成为7.2mm，得到表3记载的尺寸的另一加固构件。将所得到的另一加固构件如图5所示进行配置，利用粘结剂进行接合，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例7中的成型条件和评价结果示于以下的表3。
(实施例8)
将表3记载的尺寸的加固构件成型并进行使用，如图17所示通过热熔接将底盖2的横向(短边)的直立壁部和纵向(长边)的直立壁部与加固构件3的横向(短边)的直立壁部和纵向(长边)的直立壁部接合，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例8中的成型条件和评价结果示于以下的表3。
(实施例9)
将表4记载的尺寸的加固构件成型并进行使用，如图18所示将加固构件3的平面部31与顶盖4进行平面接合，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例9中的成型条件和评价结果示于以下的表4。
(实施例10)
将表4记载的尺寸的加固构件成型并进行使用，如图19所示在加固构件3设置与底盖2的接合扩展部(接着しろ)33，将加固构件3的上部与顶盖4接合，除此以外与实施例6同样地得到壳体。实施例10中的成型条件和评价结果示于以下的表4。
(实施例11)
将表4记载的尺寸的加固构件成型并进行使用，如图18所示将加固构件3的平面部31与顶盖4进行平面接合，进而通过热熔接将底盖2的纵向(长边)的直立壁部与加固构件3的纵向(长边)的直立壁部接合，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例11中的成型条件和评价结果示于以下的表4。
(实施例12)
作为底盖，使用表4记载的材料，将热盘温度设为220℃，将成型压力设为10MPa，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例12中的成型条件和评价结果示于以下的表4。
(实施例13)
作为底盖，使用表4记载的材料，将热盘温度设为200℃，将成型压力设为10MPa，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例13中的成型条件和评价结果示于以下的表5。
(实施例14)
作为底盖，使用表4记载的材料，将热盘温度设为240℃，将成型压力设为10MPa，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例14中的成型条件和评价结果示于以下的表5。
(实施例15)
作为底盖使用表4记载的材料，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例15中的成型条件和评价结果示于以下的表5。
(实施例16)
将表5记载的加固构件成型并进行使用，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例16中的成型条件和评价结果示于以下的表5。
(实施例17)
将表6记载的底盖和顶盖成型并进行使用，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例17中的成型条件和评价结果示于以下的表6。
(实施例18)
将表6记载的加固构件成型并进行使用，除此以外与实施例2同样地得到壳体。实施例18中的成型条件和评价结果示于以下的表6。
(实施例19)
实施例19-(1)：底盖的制作
使用将10枚材料6层叠成的层叠体、压制成型装置、以及图12(a)所示的一对模具106，将层叠体配置在一对模具106内。此时，加压成型装置的热盘温度设定为260℃，在保持成型压力为1.0MPa的状态下进行加压。10分钟后，对加压成型装置的热盘流动冷却水，开始冷却。模具106的温度成为100℃以下之后，打开模具106，将成型品从模具106中取出。进行修整以使所得到的成型品的直立壁部成为期望的高度，得到底盖。
实施例19-(2)：加固构件和顶盖的制作
变更所使用的模具以得到表6记载的尺寸，除此以外与实施例19-(1)同样地得到加固构件和顶盖。
实施例19-(3)：壳体的制作
将所得到的底盖和加固构件重叠为接合形态，利用超声波熔接机进行接合。然后，与实施例1-(4)同样地使用粘结剂将顶盖接合。实施例19中的成型条件和评价结果示于以下的表6。
(参考例1)
将表6记载的加固构件成型并进行使用，作为顶盖准备液晶显示器，除此以外与实施例2同样地得到壳体。参考例1中的成型条件和评价结果示于以下的表6。
(比较例1)
除了不使用加固构件以外，与实施例1同样地得到壳体。比较例1中的成型条件和评价结果示于以下的表7。
(比较例2)
除了使用将材料1和材料2层叠而成的层叠体作为底盖的材料以外，与比较例1同样地得到壳体。比较例2中的成型条件和评价结果示于以下的表7。
(比较例3、4)
设为表7记载的尺寸，在平面中将构件接合，除此以外与实施例1同样地得到壳体。比较例3、4中的成型条件和评价结果示于以下的表7。
〔评价〕
实施例中得到的壳体，确认体现出高的抗扭刚性。其中，实施例1、2体现出非常高的抗扭刚性，并且中空结构的比例高，因此在中空结构的内部能够搭载许多电子设备等，是适合于薄型化和轻量化的壳体。实施例7中确认还具有另一加固构件的效果，不仅是抗扭刚性，也体现出抗弯刚性。实施例2～19中通过热熔接将顶盖与加固构件接合，因此体现出高的抗扭刚性、抗弯刚性，并且能够通过加热将接合部解体，因此从修理、循环利用的观点出发优选。另外，实施例6、10中将加固构件与底盖直接接合，因此与使用粘结剂、热熔树脂等的情况相比，重量的增加较少，从轻量化的观点出发优选。
实施例12～14中，通过底盖使用力学特性高的金属材料，不仅体现出高的抗扭刚性，也体现出抗弯刚性。另外，由于采用热传导率高的材料，因此从热特性的观点出发也优选。实施例15中，底盖使用具有电磁波透过性的非导电材料，因此不仅是高的抗扭刚性，从能够进行电波通信的观点出发也优选。实施例17、18中，谋求各构件变薄，在维持抗扭刚性的同时，也有助于轻量化和壳体的变薄。实施例19中，各构件使用树脂材料，抗弯刚性稍差，但体现出抗扭刚性。另外，参考例1中，作为壳体的利用方法，在中空结构内配置电子部件，使用液晶显示器作为顶盖制作电子设备。通过满足本发明的条件，确认能够提供体现出高的抗扭刚性和抗弯刚性的电子设备。
另一方面，比较例1、2中，抗扭刚性非常差，属于内部的电子设备有可能破损的壳体。另外，比较例3、4中虽然也使用加固构件，但没有满足本发明的条件，因此无法体现出充足的抗扭刚性。
表2
表3
表4
表5
表6
表7
产业可利用性
根据本发明，能够提供可实现薄型化和轻量化、便携性的提高以及抗扭刚性提高的壳体。
附图标记说明
1 壳体
2 底盖
3 加固构件
4 顶盖
5 另一加固构件
21 平面部
22 直立壁部
31 平面部
32 直立壁部

Claims (10)

1.一种壳体，其特征在于，具备底盖、顶盖、以及配置于由所述底盖和所述顶盖划分出的空间内的加固构件，所述加固构件具有平面部、和在所述平面部的周缘部立起设置的直立壁部，
所述加固构件的直立壁部，与在所述底盖或所述顶盖的周缘部立起设置的直立壁部接合。
2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，
所述加固构件的周缘部与所述底盖或所述顶盖接合，所述加固构件的除了周缘部以外的区域的至少一部分，与没有与所述加固构件的周缘部接合的所述底盖或所述顶盖接合。
3.一种壳体，其特征在于，具备底盖、顶盖、以及配置于由所述底盖和所述顶盖划分出的空间内的加固构件，所述加固构件具有平面部、和在所述平面部的周缘部立起设置的直立壁部，
所述加固构件的周缘部与所述底盖或所述顶盖接合，所述加固构件的除了周缘部以外的区域的至少一部分，与没有与所述加固构件的周缘部接合的所述底盖或所述顶盖接合。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的壳体，其特征在于，
所述加固构件通过热熔接与所述底盖和/或所述顶盖接合。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的壳体，其特征在于，
所述加固构件以23℃时的剥离载荷为60～5000N/cm2的范围内、且200℃时的剥离载荷为低于60N/cm2的范围内的方式，与所述底盖和/或所述顶盖接合。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的壳体，其特征在于，
所述加固构件和与该加固构件接合的所述底盖和/或所述顶盖由纤维增强复合材料形成，在所述加固构件以及底盖和/或顶盖中的至少一者的接合部分设置有热塑性树脂，所述加固构件与底盖和/或顶盖经由所述热塑性树脂接合。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的壳体，其特征在于，
所述加固构件与所述底盖和/或所述顶盖直接接合。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的壳体，其特征在于，具备发热构件，
所述发热构件配设在通过所述加固构件与所述底盖和/或所述顶盖接合而形成的中空结构内的所述加固构件的表面。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的壳体，其特征在于，
在通过所述加固构件与所述底盖和/或所述顶盖接合而形成的中空结构内，具备另一加固构件。
10.根据权利要求9所述的壳体，其特征在于，
所述另一加固构件与所述加固构件的内表面、以及与所述加固构件接合着的所述底盖或所述顶盖接合。
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