JP2002045956A

JP2002045956A - 電子機器筐体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002045956A
Application number: JP2001152495A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Matsuoka; 達彦松岡; Naozumi Hatada; 直純畑田; Tsutomu Kono; 務河野; Takeshi Nakagawa; 毅中川; Shinichi Urano; 真一浦野; Masahiro Amano; 正博天野; Hideyuki Sato; 秀行佐藤; Yukihiko Yamamiya; 幸彦山宮; Yoshitoshi Shibata; 佳年柴田; Yoshio Nishiyama; 義雄西山
Original assignee: PROGRESS CORP; Hitachi Ltd
Current assignee: PROGRESS CORP; Hitachi Ltd
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2002-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】近年開発された、射出速度を高精度に制御で
きるダイカストマシンを用いて、Ａ５〜Ｂ５サイズ程度
で平均肉厚0.7ｍｍ以下の金属筐体を、ショートショッ
トや変形の発生なく、安定して生産できるようにするこ
とで、軽量で薄肉かつ低コストな金属製筐体を提供す
る。【解決手段】筐体内部の、ゲート１４の延長線上に帯
状の厚肉部を設けるとともに、ゲート１４の位置を箱型
筐体底面の高さに配置することで、溶融金属の流動抵抗
を抑えた。また、離型時キャビティーと型の間にガスな
どを注入することで離型を速やかに行い、イジェクタピ
ン等による変形を防止した。更に、ボスの補強リブ等の
向きを湯流れと平行にすることで、強度向上のみでな
く、ボス等への湯回り特性向上を図った。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造成形による薄
型の電子機器筐体及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ノート形パソコンに代表される携帯型電
子機器には、軽量、高強度、高意匠性、低コストなどの
特性が求められている。そこでこれらの条件を満たすべ
く、携帯型電子機器に用いられる筐体には、低比重材
料、薄肉成形性、電磁波シールド性、２次加工性などの
特性を持った材料が望まれていた。

【０００３】そういったニーズの中、実用金属材料中で
は最も軽く高強度で、新成形技術（チクソモールディン
グ法）の登場により唯一薄肉化に対応可能となったマグ
ネシウム合金(以下、Mｇと略す)が、近年携帯型電子機
器の市場で主流となった。

【０００４】しかし、このように急成長したＭｇ製筐体
には問題点も多い。肉厚が１ｍｍ未満では歩留まりが極
めて悪化すること、耐食性に劣る為特殊な表面処理工程
が必要となること、また高強度ゆえ切削などの２次加工
性に劣ることなどが影響して、他材料特にアルミ合金
（以下、Ａｌと略す）に比べると、製造コストや製品の
安定供給面では大きく劣っている。

【０００５】それに対してＡｌダイカストは、Ｍｇ製筐
体に比べると製造コストは抑えられるものの、一般的に
安定生産可能といえるのは、ノート形パソコンの大きさ
（Ａ５〜Ｂ５サイズ）の場合肉厚１．５ｍｍ程度までで
あり、軽量化及び薄肉化の観点から携帯型電子機器とし
ては不適と言わざるをえなかった。

【０００６】これら以外にも、最近ではＡｌ材を深絞り
してノートパソコンの筐体に用いた例もあるが、この場
合補強等のリブを設けることができないなど、設計上の
自由度を著しく阻害する為、標準的な選択手段とは言い
難いのが実状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】製造コストやダイカス
ト成形の安定性を考えると、Ａｌ成形の魅力は大きい。
しかし従来のＡｌダイカスト技術では、Ａ５〜Ｂ５サイ
ズの箱型に近い形状を成形する場合、前述のように肉厚
が１．５ｍｍ以下のものでは、溶融金属の流動性が悪化
しショートショット不良となり易く、成形の安定化が困
難であった。その対策として、流動性を高める為に射出
速度を上げてしまうと、充填量を制御できず金型が開い
てしまい、結果として肉厚過多となることが多い。

【０００８】そういった状況の中、近年、充填抵抗が大
きくても高速加速特性が良好で、射出速度を高精度に制
御できるダイカストマシンが登場した。（例えば、特開
2000-84654号公報）そこで、その装置を用いて薄肉Ａｌ
製筐体の鋳造に挑戦したところ、Ａ５〜Ｂ５サイズ程度
の筐体であれば肉厚１ｍｍ程度まではほぼ安定成形可能
なことが確認できた。

【０００９】しかし、目標としていた０．７ｍｍ以下の
薄肉で成形した場合には、以下の問題が依然として残っ
た。（１）従来通りの金型構造で成形した場合、依然として
流動性不足が原因でショートショットとなった。また、
リブやボスへの湯回りも悪化し、未充填が多発した。（２）薄肉化により筐体の冷却速度が早くなるが、この
冷却速度に合わせて筐体を取り出そうとしても、ランナ
ーが完全に冷えていない為に取り出せない。逆に、筐体
の取り出しをランナーの冷却に合わせて遅らせると、そ
の分筐体の収縮が進んでしまい、金型から取り出し難く
なるなどの問題が発生した。また肉厚が薄い為、型から
成形品を取り出す際イジェクタピンで突き出すと、成形
品が変形する問題も発生した。（３）筐体全体を薄肉化したことで、ボス自体の強度が
不足するなどの強度面の問題が発生した。

【００１０】本発明の目的は、これらの問題点を克服す
ることで、軽量で薄肉かつ低コストな金属製筐体を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の各課題を解決する
為に、本発明においては、次の手段を講じる。（１）ゲート延長上にある筐体の肉厚を部分的に厚くす
ると同時に、ゲート位置も筐体で最大面積を持つ底面部
分と同一高さに設けることで、溶融金属がキャビティー
に流入する際の流動抵抗を極力低減させ、成形に必要十
分な流動性を確保する。（２）金型から成形品を取り出す際、固定金型とキャビ
ティーの間にガス等を注入し、それと同時に型を開き、
移動金型側に残った成形品のゲート部分をイジェクタピ
ンで突き出して成形品を取り出す方法を採ることで、離
型性を改善させ成形品の変形を防止する。（３）溶融金属の湯流れ方向に向いたリブをボス側面へ
立てることで、ボス形状への流動性向上とボス周りの強
度の向上を同時に図る。また、ボス補強以外の用途のリ
ブについても、湯流れ方向と平行に設置することで、リ
ブへの流動性が確保できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１３】図２は、ノート形パソコンの概要を示す斜
視図である。図２において、１はディスプレイ、２はキ
ーボード、３はディスプレイパネル、４はトップカバ
ー、５はディスプレイカバー、そして６はボトムケース
である。金属製の筐体は３〜６の各部品に用いられる。
本発明では、特に流動性が悪く成形の難しいディスプレ
イカバー５を基に説明する。

【００１４】（実施の形態１）図８は、請求項１、２及
び４に関する、ディスプレイカバー５の凹側形状とゲー
トの位置関係を示す平面図である。ここで、８はフロー
リーダー、１２はビスケット、１３はランナー、１４は
ゲート、１５はエアベント、１６はエアベント入口を示
す。

【００１５】前述のように、金属鋳造の薄肉電子機器筐
体では、肉厚が薄くなることで湯回り特性が悪化し、シ
ョートショットになり易い。

【００１６】そこで、充填量確保の為、ゲート１４をデ
ィスプレイカバー５の上辺だけでなく、左右辺側にも設
置した。また、キャビティー内のゲート１４の延長線上
にあたる部分に、帯状の厚肉部（フローリーダー８）を
設け、その長さもエアベント入口１６付近まで伸ばし
て、ディスプレイカバー５全体をバランスよく網羅でき
るように配置した。フローリーダー８の向きは、一律に
ゲート１４からエアベント１５に向く様に配置し、その
結果、ディスプレイカバー５左右辺のゲート１４から伸
びたフローリーダー８は、カバー５内部で交差する構造
となった。因みに、フローリーダー８の各寸法は、薄肉
部の平均肉厚（本実施の形態では約０．６５ｍｍ）をＴ
とした場合、フローリーダー８の肉厚は１．５Ｔ、幅は
１５〜３０Ｔとしたが、これ以上でも問題ない。また、
フローリーダー８の形状は、本実施の形態のような一定
幅だけでなく、その流動特性に合わせて、エアベント１
５側に近づくにつれて幅が狭まる台形状にしても良い。

【００１７】この結果、各ゲート１４を通った溶融金属
は、極めて低い流入抵抗でフローリーダー８及びキャビ
ティーに流れ込むことができ、キャビティー内でもフロ
ーリーダー８を主要経路としてエアベント１５付近まで
一気に流れ込むことが可能で、これによりディスプレイ
カバー５全体へとスムーズに充填され、結果的にショー
トショットを抑えることができる。また、フローリーダ
ー８、特に筐体縁に対して傾斜させて設けた部分が、補
強リブと同様の効果を持つことになり、薄肉化で低下し
た筐体の曲げ剛性向上に大きく役立つ。

【００１８】（実施の形態２）図６は、請求項３に関す
る、図８のディスプレイカバー５をＡ方向から見た断面
図である。ここで、１３はランナー、１４はゲートを示
す。

【００１９】図６に示すように、ゲート１４の高さ位置
（図中の垂直位置）をディスプレイカバー５の底面部
（図中の底辺）に揃えるように設置した。その際、ゲー
ト１４の角度も、ディスプレイカバー５の底面部の傾斜
に合わせ、一直線上となる様に設定した。

【００２０】これにより、ランナー１３、ゲート１４と
流れて来た溶融金属は、ゲート１４から少ない流入抵抗
でディスプレイカバー５（キャビティー）に流れ込むこ
とができ、その後もロスなくエアベント（図中、左側）
まで流れることが可能となる。

【００２１】以上の実施の形態１及び２によって、ゲー
ト１４からキャビティーに流れ込む際の流入抵抗の低減
並びにキャビティー内の流動経路の確保が達成でき、シ
ョートショットが防止できた。

【００２２】（実施の形態３）図９（ａ）と（ｂ）はそ
れぞれ請求項５に関する平面図と正面図であり、図４は
その斜視図である。ここで、９はボス、１０はリブ、２
２はピンを示す。ボス９はヒンジやディスプレイパネル
３の固定用、ピン２２はヒンジの位置決め並びにディス
プレイケーブルのルーティング用として設けられるもの
であり、テーパのついたボス９とピン２２の間を補強目
的でリブ１０にて接続させるが、そのリブ１０の向きを
湯流れ方向と平行にした。

【００２３】これによって、射出速度が早いダイカスト
成形において、よりショートショットし易いボス９やピ
ン２２の流動抵抗を低減させることができる。尚、この
発明は、ピン２２が付随しないボス９単独の場合にも適
用でき、ボス９の強度ＵＰにも役立つ。

【００２４】（実施の形態４）図５は、請求項６に関す
るリブ形状の一例を示す斜視図である。ここで、１１は
リブ、１７はディスプレイカバー５の側壁を示す。

【００２５】ディスプレイパネル３はプラスチックで成
形される場合も多いので、金属筐体であるディスプレイ
カバー５に取り付けても、外力が加わるとディスプレイ
パネル３が変形して、ディスプレイカバー５内側に脱落
することがある。

【００２６】その一般的な対策として、図５のように、
リブ１１をディスプレイカバー５内側に設けて、ディス
プレイパネル３がカバー５内側に落ち込まないように挟
み込む構造を採るが、このリブ１１の長手方向が湯流れ
方向に対して平行になるよう設けることで、リブ１１の
流動性が確保できる。図５の場合、湯流れは側壁１７と
平行方向にあるものとする。尚、リブ１１形状は特に台
形に限らない。

【００２７】（実施の形態５）図１０は、請求項８の実
施の形態に関する金型の断面図を示す。ここで、ディス
プレイカバー５はキャビティーとして形成され、１３は
ランナー、１４はゲート、１５はエアベント、１６はエ
アベント入口、１８は移動金型、１９は固定金型、２０
はガス注入口、２１は鋳込み口である。

【００２８】図１０のように構成した金型を用い、鋳込
み口２１から溶融金属を高速に注入して鋳造を行う。そ
の後、冷却時に成形品が収縮してその凹側で金型を締め
付けること、かつ成形品を取り出す際にその凹側が真空
近い状態となることから、一般的に型からの成形品の取
り出しは困難となり易い。そこで、従来肉厚1ｍｍ以上
の筐体の場合は、凹側を移動金型側とし、鋳造後金型を
開いて移動金型を移動した後、Ф６〜20mm程度の直径を
有する多数のイジェクタピンにより成形品を突き出すこ
とで、移動金型から取り出していた。しかし、肉厚が0.
7ｍｍ程度まで薄くなると、成形品自体の剛性が低くな
り、イジェクタピンにより突き出す際成形品が変形する
問題が生じた。

【００２９】そこで図１０に示すように、従来とは逆
の、成形品の凹側を固定金型１９側とした金型構造を採
用した。この場合の離型手順は、次のようになる。ま
ず、鋳造後固定金型１９と成形品凹側の隙間にガス等を
注入することで、離型時に生じる真空状態を解除させ
る。次に、型を開いて、成形品を保持した移動金型１８
を移動させる。そして、成形品の凸側、すなわち表面側
に傷を付けないように、成形品のゲート１４部分をイジ
ェクタピン（図示せず）により突き出して、成形品を取
り出す。この方法だと、最後に離型される移動金型１８
側は成形品の凸側になる為、収縮による締め付けや真空
状態を生じることがないので、成形品を変形させること
なく容易に取り出すことが可能となる。

【００３０】特に、本実施の形態のように薄肉の場合、
冷却速度が速いが故に収縮する時間もより短い為、成形
品の凹側を移動金型側にすると、型開きをしている間に
冷却され、収縮による締め付けが一層強くなる。また、
型開き後にガス注入すると、成形品凸側にバックアップ
がない為、容易に変形することになる。

【００３１】そこで本実施の形態では、成形品の凹側を
固定側として、型開き前の早い段階にガス注入させた。
また成形品凸側に移動金型１８が接しているため、ガス
を注入しても移動金型１８がバックアップとなり、成形
品の変形は生じない。

【００３２】以上のように、本発明により、肉厚が０．
７ｍｍ以下の薄肉の金属筐体を鋳造する場合には、成形
品の凹側を固定側に配置し型開きの前にその凹側にガス
を注入することで、成形品を変形させずに取り出すこと
が、薄型筐体製造工程における重要な要素となる。

【００３３】尚、本実施の形態においては、ガス注入口
２０の直径はФ３０ｍｍ、円形の注入口の片側のクリア
ランスは20〜40μmとした（図１０では誇張拡大して示
している）。クリアランスをこのような範囲に設定する
ことにより、溶融金属が隙間から入り込むことがほとん
どなく、ガスなどをスムーズに注入することが可能とな
る。

【００３４】また、本実施の形態では、ガスの注入口２
０を円形としたが、四角形や多角形としても問題はな
い。更に、突き出しピンを固定金型１９側にも設置し、
ゲート１４部や成形品の周辺部を押すようにすれば、よ
り確実に離型させることができる。それに、本実施の形
態ではガスなどの気体を用いたが、液体であっても同様
の効果を得られる。

【００３５】上述の様な金型構造とした結果、薄肉筐体
であっても変形させずに離型することが可能となる。ま
た、多数のイジェクタピンが不要となる為、金型構造も
簡単になる。更に、筐体のイジェクタピンの摺動部に対
応する箇所に生じていたバリがなくなり、その後のバリ
取りが不要になるなどの付随効果も期待できる。

【００３６】尚、本実施の形態はダイカストの場合につ
いて示したが、チクソモールディングの場合にも応用で
きる。

【００３７】以上の実施の形態にて説明した方法で成形
した筐体を用いることにより、ノート形パソコンなどの
電子機器において特に薄肉化に貢献できるとともに、Mg
筐体などに比較して大幅な低コスト化が図れる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００３９】ゲートの延長線上の筐体内に一部肉厚を厚
くした部分を設け、かつゲート位置を箱型筐体の底面高
さに合わせることで、溶融金属の流動抵抗が軽減され、
肉厚０．７mm以下といった、極めて薄肉の筐体を提供す
ることができる。

【００４０】また、実施の形態に示すように、離型時に
ガス封入することで、薄肉故発生し易いイジェクタピン
による成形品の変形を無くすことができる。

【００４１】更に、ボス側面に設ける補強用を含めたリ
ブの向きを湯流れ方向にすることで、リブとボスへの湯
回り向上、ボスの強度向上を同時に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に関わるゲート方案の例を
示す平面図である。

【図２】ノート形パソコンの概要を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態に関わる、ディスプレイカ
バーの概要を示す平面図である。

【図４】本発明の実施の形態に関わる、ボス形状の例を
示す斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態に関わる、リブの形状の例
を示す斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態に関わる、図１及び８の断
面をＡ方向から見た断面図である。

【図７】本発明の実施の形態に関わる、金型の断面図で
ある。

【図８】本発明の実施の形態に関わるゲート方案の他の
例を示す平面図である。

【図９】（ａ）と（ｂ）はそれぞれ本発明の実施の形態
に関わる、ボス形状の他の例を示す平面図と正面図であ
る。

【図１０】本発明の実施の形態に関わる、他の金型の断
面図である。

【符号の説明】

１…ディスプレイ、２…キーボード、３…ディスプレイ
パネル、４…トップカバー、５…ディスプレイカバー、
６…ボトムケース、７…ヒンジ部、８…フローリーダ
ー、９…ボス、10…リブ、11…リブ、12…ビスケット、
13…ランナー、14…ゲート、15…エアベント、16…エア
ベント入口、17…側壁、18…移動金型、19…固定金型、
20…ガス注入口、21…鋳込み口、22・・・ピン。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０５Ｋ 5/02 Ｈ０５Ｋ 5/02 ＮＺ (72)発明者畑田直純神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者河野務神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者中川毅神奈川県海老名市下今泉810番地株式会社日立製作所インターネットプラットフォーム事業部内 (72)発明者浦野真一千葉県習志野市東習志野７丁目１番１号株式会社日立ケーイーシステムズ内 (72)発明者天野正博山梨県都留市小野260 株式会社プログレス内 (72)発明者佐藤秀行山梨県都留市小野260 株式会社プログレス内 (72)発明者山宮幸彦山梨県都留市小野260 株式会社プログレス内 (72)発明者柴田佳年山梨県都留市小野260 株式会社プログレス内 (72)発明者西山義雄山梨県都留市小野260 株式会社プログレス内Ｆターム(参考） 4E360 AA02 AB02 AB52 EE15 FA02 GA11 GA53 GB46 GC04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１ｍｍ以下の平均肉厚を有する鋳造成形
の電子機器筐体において、筐体の内側に溶融金属の湯流
れ方向を長手方向とする帯状の厚肉部を設けたことを特
徴とする電子機器筐体。
【請求項２】請求項１記載の電子機器筐体に溶融金属
を注入するゲート位置の延長線上、又は平行となる位置
の肉厚を厚肉としたことを特徴とする請求項１記載の電
子機器筐体。
【請求項３】１ｍｍ以下の平均肉厚を有する鋳造成形
の電子機器筐体の製造方法において、溶融金属をキャビ
ティーに注入するゲートの位置を、電子機器筐体の最も
広い面積を持つ面と同じ高さに設置したことを特徴とす
る電子機器筐体の製造方法。
【請求項４】前記ゲートの位置を、電子機器筐体の最
も広い面積を持つ面の複数の辺に設置したことを特徴と
する請求項３記載の電子機器筐体の製造方法。
【請求項５】１ｍｍ以下の平均肉厚を有する鋳造成形
の電子機器筐体において、筐体に設置したボスの側面
に、その長手方向が溶融金属の湯流れと同じ向きとなる
ようにリブを設けたことを特徴とする電子機器筐体。
【請求項６】１ｍｍ以下の平均肉厚を有する鋳造成形
の電子機器筐体において、筐体に設けたリブの長手方向
が溶融金属の湯流れと同じ向きであることを特徴とする
電子機器筐体。
【請求項７】請求項６記載の電子機器筐体のリブにお
いて、その溶融金属の湯流れ断面の面積は、湯流れの下
流側に比べ上流側の方が大きいことを特徴とする電子機
器筐体。
【請求項８】１ｍｍ以下の平均肉厚を有する鋳造成形
の電子機器筐体の製造方法において、金型を開いて成形
品を金型から取り出す際、成形品と金型の間に気体ある
いは液体を注入することを特徴とする電子機器筐体の製
造方法。