JP2001315162A - 電子機器筐体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属板と熱可塑性樹脂の複合成形から成る電子
機器筐体を極めて生産性の高い製法で生産することであ
る。 【解決手段】ラミネート法は原板工程において、コイル
原板１００又はシート原板１０１を脱脂，被膜化成処理
等の前処理１０２を施した後、接着剤103を塗布し、そ
の面に熱可塑性樹脂フィルム１０４をラミネート１０５
しラミネート原板１０６を製造する。一方、プレコート
法は原板工程において熱可塑性樹脂１０８をコーティン
グ１０９し、オーブン１１０で焼成しプレコート原板１
１１を得る。部品加工工程では、原板工程で製造された
ラミネート原板又はプレコート原板から複数個取りの金
属プレス成形を行い目的の金属部品を製造する。 【効果】マルチサイズのコイル或いはシート原板に対す
るインモールド樹脂との熱溶着処理、原板からプレス部
品の加工、そしてインモールドと一貫した効率生産が出
来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパーソナルコンピュ
ータ等の電子機器筐体の製造方法に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ノート型パーソナルコンピュー
タ，電子手帳，電話機等で代表される携帯用電子機器の
筐体においては、軽量性，薄形且つ高剛性，電磁波シー
ルド性，放熱性，美粧性等が要求される。製品の軽量化
という観点から、筐体の材料としてプラスチックが着目
されＡＢＳ樹脂が使用されたが、剛性等の強度不足から
薄肉化が犠牲になった。その後、剛性不足を補う為ＡＢ
ＳとＰＣのポリマーアロイ、更にはガラス，炭素繊維
等、強化プラスチック筐体が実用化されるに至った。し
かしながら、これらのプラスチックでも流動性が低下し
易く、薄肉高剛性には限界がある。又、プラスチック自
体は電磁波をシールドする特徴を有していない為、筐体
内面に導電性素材をメッキ或いはコーティング処理を行
い、電磁シールド性を付与する方法が用いられるが、こ
の処理が製造コストアップの大きな要因となっている。
更に、電子機器の高性能化への高速化に伴い、チップの
高集積化，高密度実装が進み、素子単体の熱密度が高く
なり、放熱性も重要な課題になっている。即ち、現時点
では軽量，薄肉高剛性，電磁シールド，放熱特性等、求
められる特徴を総合的に満足するプラスチック筐体は得
られていない。一方、これらの性能を満足する為、アル
ミニウム合金やマグネシウム合金の板金又はアルミニウ
ム合金やマグネシウム合金のダイキャスト、更には新し
い製法としてマグネシウムのチクソモールド法等が実用
化されている。しかし板金ではリブ，ボス及び嵌合部等
を形成しにくい欠点がある。又、ダイキャストやチクソ
モールド法においてはリブ，ボス等を一体に成形出来る
利点があるもののアンダーカット構造等のより複雑な形
状の成形は難しい。従って、これらの複雑な構造部位に
ついては成形後、機械加工により制作することとなり、
生産性が劣り経済的にも高価なものとなった。以上、述
べたように樹脂又は金属単体では一長一短があり、要求
特性を満足することが出来ない。これらの問題を改善す
る手段として樹脂と金属の一体複合成形が考えられた。
この方法はインモールド成形である。インモールド成形
は金属部品を金型内にセットし、その後、樹脂を射出成
形して一体化するものである。インモールド成形には、
金属部品を樹脂内に埋め込むインサート成形、金属基板
上に樹脂部品を成形するアウトサート成形がある。イン
モールド成形における金属部品と樹脂の接合方法は、ア
ンカー効果の付与になる。金属部品端部を所定寸法食い
込ませることにより、樹脂層が金属部品を抱きかかえる
構造、金属部品に貫通孔を設け、貫通孔に樹脂を廻り込
ませ金属部品を狭み込む構造等によりアンカー効果によ
って樹脂と金属を接合固定する。接合力はあくまでもア
ンカー効果によるものであるから、樹脂の剛性、アンカ
ーの形状，配置等，樹脂材質，アンカーの構造制限が伴
う。又、金属と樹脂の成形収縮差による隙間、剥がれ等
の問題も生じ易い。更に電子機器筐体の外装部品におい
ては表層に樹脂のアンカー部分が露出し、平滑仕上げが
困難であり外観の美装仕上げ上致命的となる。

【０００３】類似技術としては特開平７−１２４９９５
号公報に記載されている。この特開平７−１２４９９５
号公報では金属部品にニトリルゴム系，クロロプレンゴ
ム系等の耐熱ゴム系接着剤を塗布するか、若しくはポリ
ウレタン系等のホットメルト接着剤を塗布し、その接着
剤層上にリブ部，ボス部を構成する部位に対して樹脂を
射出して複合成形する方法。又、接着剤としてフィルム
状接着剤を利用する前記の方法。更には金属部品にトリ
アジンチオール類の表面処理を行い、その表面処理層上
にリブ部，ボス部を構成する部位に対してトリアジンチ
オールと反応性を富む樹脂を射出して複合成形する方法
が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、目的
の部品１ピース毎、射出成形する熱可塑性樹脂と接着す
る為の前処理、例えば金属部品への接着剤塗布、又はフ
ィルム状接着剤を介して接着する方法、トリアジンチオ
ール類の薬剤処理を行う方法等がある。これらは生産性
が低く、且つ、後者の場合は射出成形する熱可塑性樹脂
の材質の選択肢が狭い等の問題がある。更に、電子機器
筐体の外装部品に適用する場合には部品毎、外装面に対
する塗装処理が必要となり、工程が繁雑であるばかりで
なくコストアップの大きな原因となる。

【０００５】本発明の目的は、金属板と熱可塑性樹脂の
複合成形から成る電子機器筐体を極めて生産性の高い製
法で生産することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの特徴で
は、少なくともリブ部、又はボス部を有する電子機器筐
体を、金属と樹脂を一体に複合成形する製造方法におい
て、予め熱可塑性樹脂フィルムをラミネート、若しくは
熱可塑性樹脂をプレコート処理した多数個取りの量産を
前提としたコイル、又はシート状金属板から、目的の形
状の金属部品をプレス成形加工により制作する。次に該
金属部品を射出成形金型にセットし、ラミネート若しく
はプレコート層面に前記リブ部、又はボス部部位を熱融
着可能な熱可塑性樹脂の射出によって複合成形すること
を特徴とする電子機器筐体の製造方法が提供される。

【０００７】本発明の他の特徴としては、少なくともリ
ブ部、又はボス部部位を配設する反対面、即ち外装に該
当する金属板にコイル状、或いは、シート状において意
匠を目的としたフィルムラミネート若しくは塗装処理を
施しておくことによって、外装面が意匠処理された金属
部品と樹脂とを、一体に複合成形することを特徴とする
電子機器筐体の製造方法が提供される。この場合、金属
部品と樹脂とを一体に複合成形後、外装面を塗装等によ
り処理する場合に比較し、優れた生産性の向上、及び生
産コストの低減が可能となる。

【０００８】また、その他の特徴としては、金属部品と
樹脂の一体複合成形において金属がアルミニウム及びア
ルミニウム合金、又はマグネシウム合金から成る軽量性
に優れた且つ、生産性に優れた電子機器筐体の製造方法
が提供される。但し、マグネシウム合金は冷間加工の可
能な合金組成を用いる。

【０００９】金属部品と樹脂の一体複合成形において、
金属板に処理するラミネート層、又はプレコート層の熱
可塑性樹脂の融点、若しくは熱変形温度と金属板を加工
後、該ラミネート層、又はプレコート層面に熱融着すべ
く射出成形する熱可塑性樹脂の融点、若しくは熱変形温
度の温度差において、前者が１０℃以上高く設定するこ
とによって、後者の射出成形する熱可塑性樹脂の射出時
に該ラミネート層、又はプレコート層が熱流出されにく
く、界面での熱融着が安定する。

【００１０】熱可塑性樹脂フィルムをラミネート、若し
くは熱可塑性樹脂をプレコートした金属板を、後加工し
て得られる金属部品を金型に装着し、ラミネート、若し
くはプレコート層面に熱可塑性樹脂を射出成形して構成
するリブ部、又はボス部等の構成部位において段付構成
として、付根部リブ幅をＴ₀，ボス径Ｔ₀′とし、前記ラ
ミネート層面、若しくはプレコート層面に熱融着する段
付のリブ段付幅をＴ₁、ボス段付径をＴ₁′ の関係にお
いてＴ₁／Ｔ₀≦３／２，Ｔ₁′／Ｔ₀′≦３／２とするこ
とによって該金属部品に対するリブ及びボス等の構成部
位の接合強度を安定的に高めることが出来る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１及び図２
にてフローチャートを用いて、以下に説明する。

【００１２】図１は、コイル原板又はシート原板の金属
板にリブやボス等の構成部位を熱可塑性樹脂のインモー
ルド成形によって構成する金属面に、前記熱可塑性樹脂
と熱融着可能な熱可塑性樹脂を主成分とするフィルムを
ラミネートする方法と、プレコートする方法について示
す。

【００１３】先ず、フィルムラミネートとプレコート法
の違いは原板工程にあり、部品加工工程、及びリブ，ボ
ス等の構成部位をインモールドする工程は双方同じであ
る。

【００１４】ラミネート法は原板工程において、コイル
原板１００又はシート原板１０１を脱脂，被膜化成処理
等の前処理１０２を施した後、接着剤１０３を塗布す
る。その面に、熱可塑性樹脂フィルム１０４をラミネー
ト１０５しラミネート原板１０６を製造する。熱可塑性
樹脂フィルムの材質は、インモールド法によってリブ，
ボス等の構成部位を射出成形する熱可塑性樹脂と熱融着
可能な樹脂を選定する。例えば、ポリオレフィン系，ポ
リスチレン系，ポリエステル系，ポリアミド系，アクリ
ル系，ポリビニル系及び、そのポリマーアロイ等の中か
ら目的に応じ選ぶことが出来る。一方、プレコート法は
原板工程において、コイル原板１００又はシート原板１
０１を脱脂，被膜化成処理等の前処理１０７を施した
後、熱可塑性樹脂１０８をコーティング１０９する。熱
可塑性樹脂は液状組成物の場合はロールコート、粉末状
組成物の場合は静電粉体塗装等によりコーティング後、
オーブン１１０で焼成しプレコート原板１１１を得る。
尚、ラミネート法，プレコート法に使用する金属原板に
は、軽量性を重視する用途の場合、アルミニウム，アル
ミニウム合金，マグネシウム合金等の低比重金属が好ま
しい。勿論、鉄系表面処理鋼板，ステンレス鋼板等の薄
板を使用することも可能である。

【００１５】次に、部品加工工程では、原板工程で製造
されたラミネート原板又はプレコート原板から複数個取
りの金属プレス成形を行い、目的の金属部品を製造す
る。この様にして得られた金属部品を次のインモールド
工程において、射出成形金型にセットし、リブ，ボス等
の熱可塑性樹脂から成る構成部位を射出成形することに
よって、金属部品と樹脂の複合一体成形された目的の電
子機器筐体を得ることが出来る。

【００１６】以上は電子機器筐体の外装面を平滑な金属
面とし、内面にリブ，ボス等、構成部位を熱可塑性樹脂
でインモールドする製法である。尚、筐体の外装面を塗
装等の意匠仕上げをする場合は、別個の工程で仕上げる
ことになる。つまり、フローチャート図１の金属部品工
程完、若しくはインモールド工程完の状態で単品毎塗装
することで外装面の意匠仕上げの目的を達成することは
可能であるが、その分のコストアップは避けられない。

【００１７】そこで、フローチャート図２に示す様に外
装面の意匠仕上げを単品毎処理するのではなく、マルチ
サイズのコイル又はシート原板工程で、外装面となる金
属表面にプレス成形に耐え得る意匠を目的としたフィル
ムラミネート若しくはプレコート塗装を処理する工程
（インモールド面ラミネート処理２００，意匠用フィル
ム２０１の貼り付け、意匠面ラミネート処理２０２）を
追加することによって、インモールド工程完成時点で外
装面に予め意匠仕上された電子機器筐体を提供出来るこ
とが可能となる。又、外装面の意匠感は多種多様の表現
が可能であり、フィルムラミネートであればカラー，パ
ターン，シボ，マット，ソフトタッチ等、幅広いデザイ
ンがフィルムの選択によって実現出来ることとなる。一
方、プレコート塗装の場合においてもインモールド面樹
脂コート２０３，意匠用プレコート塗料２０４（カラ
ー，光沢，マット，ソフトタッチ等）の塗装方法の選
択、意匠面樹脂コート２０５の追加によって幅広い表現
が可能である。材質的には前者の場合、ポリエチレンテ
レフタレート，ポリオレフィン，アクリニトリルブタジ
エンスチレン，ウレタン，塩化ビニール等のフィルムが
使用出来る。後者の場合は、ポリエステル系，ウレタン
系塗料が適している。

【００１８】図３は、本発明の第１実施であるペン入力
式のパーソナルコンピューターの筐体ウエケース斜視図
であり、構成が解る様に一部断面で示している。図４
は、図３の一部断面の拡大斜視図である。図３〜図４に
おいて、１はウエケースであり、次の構成から成り立っ
ている。２は厚み０.６ のアルミニウム合金板、３はア
ルミニウム合金板２に接着された厚み０.１ のポリカー
ボネートラミネートフィルム、４はアルミニウム合金板
１に塗装されたポリエステル系プレコート、５はインモ
ールドにより一体成形されたＡＢＳフレーム、６は同じ
くボス、７は同じくリブ、８は同じくヒンジである。

【００１９】インモールドする前工程でのウエケースプ
レス加工原板にはウエケース１の多数個取りを可能にし
たアルミニウム合金のマルチサイズシート原板（ｔ０.
６ ×Ｗ６００×Ｌ１,６００ ）を用いた。先ず、意匠
面となるポリエステル系プレコート４の処理として脱
脂，洗浄した後、防錆，塗膜密着を目的としたクロメー
ト処理を行い、エポキシ変成ポリエステル系のプライマ
ー塗装，ポリエステル系トップコートの順で塗装処理を
行った。次に前記意匠面に対し、相対するインモールド
面に反応性ウレタン接着剤をロールコートし、ｔ０.６
のポリカーボネートフィルムをラミネートした。

【００２０】この様にして得られたラミネート原板か
ら、部品加工工程としてポリエステル系プレコート４が
意匠面となる様に、Ｗ１５０×Ｌ２２０×Ｈ７.０ のウ
エケースをプレス加工した。プレス加工はラミネート原
板の抜きプレス、Ｈ７.０ の絞りプレス，トリミングプ
レスの各工程を経てプレス加工品を得た。次にインモー
ルド工程に進み、前記プレス加工品を射出成形金型にセ
ットし、ＡＢＳ樹脂（テクノＡＢＳ３３０：テクノポリ
マー(株)）を射出成形し、ＡＢＳフレーム５，ＡＢＳボ
ス６，ＡＢＳリブ７，ＡＢＳヒンジ８を一体に成形した
ウエケース１を製造した。プレス加工品のポリカーボネ
ートラミネートフィルム４に接触するＡＢＳフレーム
５，ＡＢＳボス６，ＡＢＳリブ７，ＡＢＳヒンジ８の界
面は射出成形時のＡＢＳ樹脂温度２００〜２３０℃、及
び射出圧力２０〜３０ＭＰａによって熱溶着される。

【００２１】この様にして得られたウエケース１は、イ
ンモールド成形により射出成形したフレーム，ボス，リ
ブ等の構成部位の接合強度が２ＭＰａ以上あり、且つ外
装面はポリエステル塗装仕上げされている。

【００２２】実施例１との相違において、ポリエステル
系プレコート４の替りにソフトタッチ感のポリウレタン
フィルムをラミネートした。それ以外は実施例１と同様
の加工を行い、ウエケース１を製造した。外装面はソフ
トタッチ感のポリウレタンフィルムがラミネートされて
いる為、肌触りが良く、タッチ感に優れたウエケース１
が得られた。

【００２３】図３〜図４において、１はウエケースであ
り、次の構成とした。２は厚み0.3のステンレス鋼板、
３はステンレス鋼板２に接着された厚み０.５ のＡＢＳ
ラミネート、４は構成せず、５はインモールドにより一
体成形されたＡＢＳフレーム、６は同じくボス、７は同
じくリブ、８は同じくヒンジである。

【００２４】ここでインモールドする前工程でのウエケ
ースのプレス加工原板には、ウエケース１の多数個取り
を可能にした片面ヘヤーライン加工したステンレス鋼板
（ｔ０.３×Ｗ２５０×Ｌ１,０００ ）を用いた。次
に、脱脂，洗浄後、ヘアーライン加工意匠面の反対面に
接着剤を用い、ｔ０.５ のＡＢＳシートをラミネートし
た。尚、ステンレス鋼板２の外装面はヘヤーライン加工
のみならず、梨地，シボ，光沢等、多種多様の表現が可
能となる。

【００２５】この様にして得られたラミネート原板から
部品加工工程として、ヘヤーライン加工面が外装面とな
る様に、Ｗ１５０×Ｌ２２０×Ｈ７.０ のウエケースの
プレス加工を行った。プレス加工はラミネート原板を１
５０℃に予熱後、抜き，絞り，トリミングの順に加工し
プレス加工品を得た。次に、実施例１、及び２と同様に
ＡＢＳ樹脂（テクノＡＢＳ３３０：テクノポリマー
(株)）をインモールドし、金属の質感溢れる外装面を有
する、且つ生産性に優れたウエケース１が得られた。

【００２６】図５は、ボス部の断面図、図６はリブ部の
断面を示す。図３のウエケースにおいて、実施例１〜３
におけるボス６，リブ７のインモールド形状を図５及び
図６に示す様にＴ₀＜Ｔ₁，Ｔ₀′＜Ｔ₁′の関係におい
て、３に対する６又は７の熱溶着関係がＴ₁／Ｔ₀≦３／
２，Ｔ₁′／Ｔ₀′≦３／２にあれば、ボス６及びリブ７
の接着強度が向上し、且つ安定する結果が得られた。接
着強度はＴ₁／Ｔ₀，Ｔ₁′／Ｔ₀′倍率にほぼ比例して向
上する。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、金属板と熱可塑性樹脂
の複合成形から成る電子機器筐体を極めて生産性の高い
製法で生産することが可能になる。特に、マルチサイズ
のコイル或いはシート原板に対するインモールド樹脂と
の熱溶着処理、更には意匠面となる金属板の意匠処理を
原板の状態で処理して置き、この原板からプレス部品の
加工、そしてインモールドと一貫した効率生産が出来る
ことに大きな特徴がある。又、インモールド樹脂との接
着は、金属板に対するラミネート樹脂、又はプレコート
樹脂の選択によって様々な組合せが考えられ、多様な展
開が可能となる。更に、アンカー効果に頼らない為、外
装面が平滑な仕上りとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子機器筐体製造の概念を示すフローチャート
図である。

【図２】意匠仕上げを含めた電子機器筐体製造の概念を
示すフローチャート図である。

【図３】ペン入力式のパーソナルコンピューターのウエ
ケースの斜視図である。

【図４】図３の一部断面を示す拡大斜視図である。

【図５】図３におけるボス部の事例を示す部分断面図で
ある。

【図６】図３におけるリブ部の事例を示す部分断面図で
ある。

【符号の説明】

１…ウエケース、２…アルミニウム合金板、３…ポリカ
ーボネートラミネートフィルム、４…ポリエステル系プ
レコート、５…ＡＢＳフレーム、６…ＡＢＳボス、７…
ＡＢＳリブ、８…ＡＢＳヒンジ、Ｔ₀〜Ｔ₁…ボス及びリ
ブの断面層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 101:12 Ｂ２９Ｋ 101:12 105:22 105:22 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4E048 AB01 4E360 AB02 EE03 EE12 EE13 EE15 GA51 GA53 GB99 GC04 GC08 4F100 AB01A AB09A AB10A AB31A AK01B AK03 AK12 AK41 AK46 AT00A BA02 BA03 BA07 BA10A BA10B BA10C CC00C EH46 GB16 GB41 HB00C JA04B JB16B JL02 YY00B 4F206 AA03 AA24 AA31 AD03 AD05 AD20 AG03 AH42 JA03 JB12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂フィルムのラミネート、若し
   くは熱可塑性樹脂をプレコートしたコイル原板、又はシ
   ート原板の金属板から打ち抜き、プレス成形フォーミン
   グした金属部品を金型内に装着し、該ラミネート層面、
   又はプレコート層面にリブ，ボス等の構成部位を射出成
   形により成形した熱可塑性樹脂で一体に複合成形するこ
   とを特徴とした電子機器筐体の製造方法。
2. 【請求項２】金属板として該ラミネート層面、又はプレ
   コート層面の反対の面に高意匠ラミネート処理又は塗装
   処理されていることを特徴とする請求項１に記載の方
   法。
3. 【請求項３】金属板として０.３〜１.０mmのアルミニウ
   ム、又はアルミニウム合金若しくは、マグネシウム合金
   を使用することを特徴とする請求項１または２記載の方
   法。
4. 【請求項４】金属部品がアルミニウム、又はアルミニウ
   ム合金若しくは、マグネシウム合金の板を冷間加工でプ
   レス成形フォーミングして、使用することを特徴とする
   請求項１または２記載の方法。
5. 【請求項５】金属板に処理するラミネート層、又はプレ
   コート層の熱可塑性樹脂の融点と金属板を加工後、該ラ
   ミネート層、又はプレコート層面に熱融着すべく射出成
   形する熱可塑性樹脂の融点に融点差を設け、前者の融点
   が１０℃以上高いことを特徴とする請求項１または２記
   載の方法。
6. 【請求項６】金属板に処理するラミネート層、又はプレ
   コート層の熱可塑性樹脂の熱変形温度と金属板を加工
   後、該ラミネート層、又はプレコート層面に熱融着すべ
   く射出成形する熱可塑性樹脂の熱変形温度に温度差を設
   け、前者の熱変形温度が１０℃以上高いことを特徴とす
   る請求項１または２記載の方法。
7. 【請求項７】熱可塑性樹脂フィルムをラミネート、若し
   くは熱可塑性樹脂をプレコートした金属板を後加工して
   得られる金属部品を金型に装着し、ラミネート層面、若
   しくはプレコート層面に熱可塑性樹脂を射出成形して構
   成するリブ部、又はボス部等の構成部位において段付構
   成として、付根部リブ幅をＴ₀，ボス径Ｔ₀′とし、前記
   ラミネート層面、若しくはプレコート層面に熱融着する
   段付のリブ段付幅をＴ₁、ボス段付径をＴ₁′の関係にお
   いてＴ₁／Ｔ₀≦３／２，Ｔ₁′／Ｔ₀′≦３／２であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の方法。