CN202435730U - 电子设备的超薄刚性外壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子设备的外壳，包括至少一个前壳和一个后壳组装在一起定义出一内部空间用于容纳所述电子设备的功能组件，所述功能组件至少包括通过窗口从外部可见的屏幕，并且所述前壳包括：塑胶壳体；通过一体成型至少部分地集成于塑胶壳体内的金属加强框；以及固定设置于所述壳体上的金属箔片，所述金属箔片具有位于壳体之外的唇缘，所述唇缘覆盖住屏幕的一部分，形成所述窗口。本实用新型的外壳提高了结构刚性并且在一定的强度下可以相对减少材料用量，降低成本。

Description

电子设备的超薄刚性外壳

技术领域

本实用新型涉及电子设备的外壳，更具体地说，涉及一种包括至少前壳和后壳彼此组装在一起定义出一内部空间以容纳电子设备的功能组件的外壳，所述功能组件至少包括一可通过窗口从外部观看到的显示屏。

背景技术

电子产品制造商不断地追求在产品尺寸特别是产品厚度上的进一步降低。制造商们还不断追求实现电子设备前侧各组件的基本共面。此外，制造商们正在寻求解决方案来降低成本，无论是材料成本还是制造成本。

能够获得精致的外观并最大化电子设备前侧显示屏的尺寸的解决方案是特别受到关注的。这不仅涉及到便携式电子设备，还涉及到诸如台式电脑显示器、固定在墙体上的尺寸高达40英寸或更大尺寸的超薄电视机等设备。

我们知道，传统的解决方案采用塑胶外壳来实现，这导致外壳非常厚。

在现有的这种解决方案中，外壳包括两个塑胶件，即前壳和后壳，形成一个内部空间来设置电子器件例如液晶显示屏（LCD）。该显示屏上覆盖有一块平板式或电容式触摸屏。前壳设有窗口，使得显示屏从外部可见并可接触到。通常，窗口的边缘，在各种英文刊物上又被称为“唇缘（lip）”或“边刃（bezel）”，是令人讨厌的，因为其为厚度超过1mm的塑胶唇缘覆盖在显示屏的外周边缘上。此外，当整个外壳由塑胶制成时，其整体的结构刚性比较低。

已知的是，通过加入高品质高强度的加工玻璃置于触摸屏之上可以提高外壳的强度。从美观上来讲，塑胶外壳设置成与玻璃的外表面平齐。但在刚性方便，这种玻璃，在英文中有时又被称为“透镜盖（lens cover）”、“玻璃盖（cover glass）”或“Gorrila^?? 玻璃”，具有大约1.4mm的厚度。塑胶壳结合到玻璃的底部。这种系统存在的问题是整个外壳和“透镜盖”的成本非常高。

还有一些现有的解决方案制成钣金外壳或注射金属，这种方案导致外壳的成本相对比较高，并且需要非标准的方法来使显示屏和前壳面板共面。公开号为US 2004/102230的美国专利申请进一步公开了一种使用塑胶件和金属组件的方案。这种混合方案需要使用复杂且昂贵的设备。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电子设备的美观并实现高结构刚性和低成本的新型外壳。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种电子设备的外壳，包括至少一个前壳和一个后壳组装在一起定义出一内部空间用于容纳所述电子设备的功能组件，所述功能组件至少包括通过窗口从外部可见的屏幕，并且所述前壳包括：

塑胶壳体；

通过一体成型至少部分地集成于塑胶壳体内的金属加强框；以及

固定设置于所述壳体上的金属箔片，所述金属箔片具有位于壳体之外的唇缘，所述唇缘覆盖住屏幕的一部分，形成所述窗口。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述唇缘具有小于或等于0.2mm的厚度。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述唇缘具有小于或等于0.1mm的厚度。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述唇缘定义一壳体平面，所述金属箔片还具有通过一体成型部分地集成于所述壳体内的外边缘，所述外边缘相对于所述壳体平面倾斜设置。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述唇缘与所述壳体在所述外边缘与所述唇缘的接合处齐平共面设置。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述外边缘嵌入所述壳体内的深度小于或等于2mm。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述金属箔片的外边缘形成有在注塑成型时被壳体塑胶穿过的多个孔。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述金属箔片胶粘在集成了加强框后的壳体上。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述加强框成“U”形或“V”形，且该“U”形或“V”形的封闭侧朝向金属箔片。

根据本实用新型的电子设备的外壳中，所述加强框包括第一垂直部分、第二水平部分和第三倾斜部分，所述第三倾斜部分通过一体成型部分嵌入所述塑胶壳体内，且所述第三倾斜部分上形成有在注塑成型时被壳体塑胶穿过的多个孔。

本实用新型的电子设备的外壳基于金属薄板和塑胶材料的结合使用，通过金属件嵌入式一体成型制造工艺得到复合部件，从而获得塑胶或金属件的最佳特性的增强效应。本实用新型提供塑胶和金属异质材料之间的紧密结合，提高了结构刚性并且在一定的强度下可以相对减少材料用量，降低成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是根据本实用新型的平板电脑的简化结构示意图；

图2是根据本实用新型的平板电脑的内部结构的简化剖视图；

图3是模具内塑胶注射模式的简化示意图；

图4是根据本实用新型一个实施例的平板电脑的简化示意图，其中唇缘胶粘在壳体上；

图5是根据本实用新型的平板电脑的简化俯视图；

图6是根据本实用新型的平板电脑在加强框处的简化剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在图1-6中，不同实施例或变形中相同的部件具有相同的附图标号。显然，本实用新型中的不同特征、形式和实施例可以在各种不同的组合中相互结合，除非他们不相兼容或彼此相互排斥。

图1示出的多媒体电子设备的外壳包括两个半壳3和4，二者通过连接面13接合在一起，并且定义出一内部空间5以容纳该电子设备的功能组件。后续描述中还会提到“前壳3”和“后壳4”，来表示对应于电子设备的前后表面的两个半壳。

根据本实用新型的一方面，前壳3和后壳4中至少一者具有至少一个加强框，由第一材料制成。该加强框通过一体成型的方式集成在由第二材料制成的壳体中。

接下来的描述将介绍使用金属箔片、3mm厚的金属加强框、和塑胶壳体实现的一个实施例。更广泛地说，金属箔片和金属加强框可以由钢铁或具有高熔点温度的其它金属或金属合金（其熔点温度接近钢铁）制成。所述第二种材料为有机材料或熔点温度低于第一种材料的金属或金属合金，例如镁或Zamac型合金。本实用新型的一方面涉及在低于金属箔片和加强框的熔点温度的温度下将第二种材料注射入模具内。

在图1所示的实施例中示出了触摸式平板电脑，例如平板形状的不带键盘或鼠标的小型计算机，具有大约七英寸的显示屏大小。该平板电脑包括外壳2，外壳2由两部分组成，即前壳3和后壳4。前壳3和后壳4组装在一起定义出一内部空间5，用于设置电子部件。后壳4构成底部，可整体由塑胶制成，或通过塑胶或金属注射成型在一框架中嵌入金属嵌件来制成。

前壳3构成顶部，与后壳4直接结合以形成一个开放的盒子形式的外壳。前壳3包括：

-       塑胶壳体30；

-       伸出壳体30外的金属箔片6，该金属箔片6的中部具有开口以形成矩形的中心窗口7；

-       设置于金属箔片6下方的加强框8，加强框8围绕内部空间5成闭环状。

金属箔片6和加强框8部分地集成在塑胶材料制成的壳体30内。

需要注意的是，金属箔片6形成平板电脑的外表面的一部分，因而考虑到想要达到的视觉和触觉效果（例如装饰、铭牌、金属拉丝等），对其进行了一定的表面加工处理。

如图1所示，内部空间5中设有位于上部的触摸屏9，用于可用手写笔或手指通过窗口7接触到该触摸屏9。触摸屏9下面是接着是液晶显示屏（LCD）10、电路板（PCB）11和电池12，电路板11内设有微处理器和存储器（未示出），电池12用于给整个设备供电。

外壳2上还可以设有与其直接相关的其它功能部件，例如：

-       天线单元（金属子集、电路板等），这种类型的元件与外壳直接接触，因为天线单元的位置和/或特点，要考虑外壳的金属部件和/或该单元在塑胶件内的连接点所构成的平面；

-       考虑到外壳的人机工程学和美观需要而设置的导光部件，用于将电路板上设置的光源例如LED发出的光导出。

这些功能部件可以在前壳和后壳成型的过程中结合到壳体内。

金属箔片6由厚度为0.1mm的钣金件制成。这种规格的厚度可以降低材料成本。当然，并不是必须要使用这么薄的板材，我们主要考虑的是它的特点。通过加入加强框8，可以实现完美平面的刚性和耐用性。加强框8包围触摸屏9和显示屏10。

金属箔片6可以通过现有的任何方法或任何工艺的组合来实现，包括例如切割、冲压、冲孔、弯折等。

再参见图2，可以看到加强框8设于外壳2内的细节，触摸屏9位于水平面内且朝上设置。金属箔片6包括从外部可见的唇缘6a和以0 °~ 90 °之间的一个角度（优选45 °）倾斜的外边缘6b，唇缘6a形成窗口7，外边缘6b相对于壳体平面15倾斜。使用较少的材料注塑成型金属-塑胶复合体的尺寸特性的控制，是很复杂的，因为塑胶产生的收缩会使金属箔片变形。为了减少收缩现象的影响，在塑胶注射成型过程中，使注射流的轴位于包含该外边缘6b的平面内。

为清楚起见，图中除了触摸屏9之外，未示出设备1的其它功能组件。例如，将壳体平面15从水平位置（触摸屏平面）倾斜1-2度，可使得该壳体平面15贴在触摸屏9上。

加强框8由三部分构成，即第一垂直部分8a、第二水平部分8b和第三倾斜部分8c。第一垂直部分8a在横向上定义出内部空间5。图中还示出液晶显示屏10的托架16，该托架16固定于加强框8的四个侧面中的两个侧面上。加强框8的第二水平部分8b基本与金属箔片6的壳体平面15平行并位于金属箔片6下方。第三部分8c从第二水平部分8b以一45度的角度倾斜伸出，从而这三个部分8a、8b、8c构成向下的“U”形或“V”形，即“U”形或“V”形的封闭侧朝向金属箔片6。第三倾斜部分8c部分嵌入塑胶壳体30内。

在成型过程中通过包围/穿透/交错的方式，本实用新型一方面提供外边缘6b与塑胶壳体30之间的连接，另一方面提供加强框8和塑胶壳体30之间的连接，从而有效阻止了塑胶件和金属件之间的相对移位的可能性，并且加强了异质材料组合的粘结力。在外边缘6b和加强框8特别是其第三倾斜部分8c上可形成多个孔17、18。孔的设置和分布可以避免出现从外表面可见到的缩痕的出现，以保证其美观。

图2示出了另一实施例中两个半壳之间的连接面13，该连接面13并不位于一个连续的平面内。后壳4内设置的塑胶突起件19正好装入加强框8的框架结构内。前壳3和后壳4的组装和连接通过紧固装置例如螺丝和/或夹扣来实现。

参见图3，示出了根据本实用新型的金属箔片和加强框的模塑成型的示例。图中示出的模具20中具有塑胶壳体30、金属箔片6和加强框8。开始时，只有金属箔片6和加强框8设置在模具20中。接着在100度的温度下，注入温度为200度、压强为200巴的构成壳体30的塑胶。如图3所示，模具20的两个接合面21和22允许模具20在脱模时打开。

参见图4，示出了根据本实用新型的外壳的另一实施例。金属箔片形成为一唇缘31，定义出一窗口7的边缘，通过该窗口7可以看到触摸屏9。在该实施例中，唇缘31粘结在塑胶壳体30上。可以在塑胶壳体30上一体成型设置好加强框8之后，对壳体30进行机加工以形成一个定位平面以用于胶粘唇缘31。另一实施例中，该定位平面可以直接在壳体30的成型过程中获得。优选地是，唇缘31和加强框8之间的间距被部分或完全填充塑胶以形成所述定位平面。唇缘31为厚度小于0.2mm的薄片，优选厚度等于0.1mm，其被胶粘在通过加入加强框8注塑成型的刚性结构上。

图5是根据本实用新型的平板电脑的简化俯视图。如图5所示，触摸屏9被精美加工的薄唇缘6a或31框起来，唇缘6a或31固定在通过加强框8加强的壳体30上。加强框8在图6中有示出。图6是在加强框处的简化剖视图。触摸屏9位于加强框8之内，而壳体30通过一体成型与加强框8固定。

由此，本实用新型基于金属薄板和塑胶材料的结合使用，通过金属件嵌入式一体成型制造工艺得到复合部件。

本实用新型通过注塑一体成型获得塑胶或金属件的最佳特性的增强效应。本实用新型提供塑胶和金属异质材料之间的紧密结合，产生意想不到的特征，特别是对于给定的强度可以减少材料用量。本实用新型基于金属件的一体注塑成型提供材料之间的粘结力，这种方法与混泥土存在一定的相似性。为了实现异质材料之间的较大的粘结力这一目标，本实用新型提供金属件和塑胶件之间的多处重叠，以便在成型过程中塑胶进入金属件。

本实用新型中使用的一体成型材料的主要优点是易于获得复杂的形状，外壳内的这些形状的作用是例如设置或固定内部器件例如硬盘、显示屏、一个或多个电池、一个或多个印刷电路等。塑胶材质的另一个重要好处是其相对于无线电波的透明性，因而可以在其内设置天线。另一个好处是塑胶具有相对低的成本。非磁性合金和/或有色金属的使用可兼容各种类型的天线。

金属在便携式电子设备上的贡献额别是在于提高用户可感知的质量，并有效地提供电子屏蔽，同时，宽广的平面结构提高了天线的效率。

本实用新型的目的是利用各材料优势，使它们能在本实用新型中联合作用。

根据本实用新型， 外壳中金属件的存在也有利于更好地对设备内部产生的热量进行散热。对于其内的电子器件必须与散热片接触的某些设备，在相关组件表面和复合外壳的金属件之间加入一个低热阻结构可以以最低的成本来实现其功能。

本实用新型的优势还在于美学外观以及触感方面。根据本实用新型得到的外壳可以很直观的得到一个完美的美学线条，尤其是在其边界处，特别是在金属和塑胶件的外表面之间的融合及过渡。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种电子设备的外壳，包括至少一个前壳和一个后壳组装在一起定义出一内部空间用于容纳所述电子设备的功能组件，所述功能组件至少包括通过窗口从外部可见的屏幕，其特征在于，所述前壳包括：

塑胶壳体；

通过一体成型至少部分地集成于塑胶壳体内的金属加强框；以及

固定设置于所述壳体上的金属箔片，所述金属箔片具有位于壳体之外的唇缘，所述唇缘覆盖住屏幕的一部分，形成所述窗口。

2.根据权利要求1所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述唇缘具有小于或等于0.2mm的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述唇缘具有小于或等于0.1mm的厚度。

4.根据权利要求1所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述唇缘定义一壳体平面，所述金属箔片还具有通过一体成型部分地集成于所述壳体内的外边缘，所述外边缘相对于所述壳体平面倾斜设置。

5.根据权利要求4所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述唇缘与所述壳体在所述外边缘与所述唇缘的接合处齐平共面设置。

6.根据权利要求4或5所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述外边缘嵌入所述壳体内的深度小于或等于2mm。

7.根据权利要求4所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述金属箔片的外边缘形成有在注塑成型时被壳体塑胶穿过的多个孔。

8.根据权利要求1所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述金属箔片胶粘在集成了加强框后的壳体上。

9.根据权利要求1所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述加强框成“U”形或“V”形，且该“U”形或“V”形的封闭侧朝向金属箔片。

10.根据权利要求9所述的电子设备的外壳，其特征在于，所述加强框包括第一垂直部分、第二水平部分和第三倾斜部分，所述第三倾斜部分通过一体成型部分嵌入所述塑胶壳体内，且所述第三倾斜部分上形成有在注塑成型时被壳体塑胶穿过的多个孔。

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