JP2006093722A

JP2006093722A - 電子機器

Info

Publication number: JP2006093722A
Application number: JP2005296174A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kono; 務河野; Makoto Iida; 誠飯田; Shozo Nakamura; 省三中村; Hiroki Kuramoto; 浩樹蔵本; Takeshi Nakagawa; 毅中川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】反り等の変形が生じにくく、リサイクル処理に適した構造を有する電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器の筐体の骨組みとなる金属板１には複数の下穴１ａ，１ｂが開けられており、そのそれぞれに、筐体の外装となる成形部品２の裏面側に一体成形されたフック２ａ，２ｂが１ずつ取り付けられている。中央の下穴１ｂは、ｘｙ面内におけるフック２ｂの移動を拘束している。また、その他の下穴１ａ内には、成形部品２の成形収縮の中心に向かう方向（固定フック２ｂに向かう方向）へとフック２ａを移動させるためのスライド域が確保されている。そして、少なくとも１つのスライドフック２ａの頭部には、取付ネジ用のボス穴２ｃが形成されている。このボス穴２ｃには、筐体内部に収納される部品を固定するためのネジがはめ込まれる。
【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形加工技術に係り、特に、電子機器用の筐体の構造に関する。

電子機器の筐体には、取付ネジ用ボス、補強用リブその他の各種部品が取り付けられているが、このような筐体は、通常、プラスチックの射出成形またはマグネシウム合金の鋳造によって形成される。

ところが、マグネシウム合金製筐体は、強度面において優れるが、プラスチック製筐体よりも製造コストがかさむ。その反対に、プラスチック製筐体は、製造コストの削減という観点からは有利であるが、マグネシウム合金製筐体よりは強度が弱い。

そこで、プラスチックと金属の両材料の利点を活かした新たな筐体が提案されている。この筐体は、取付ネジ用ボス、補強リブ等の成形部品を金属板にアウトサート成形することによって作成されるものである。これに関連し、日経メカニカル（１９９８年９月号、ｐ５６〜ｐ５７）には、成形部品のアウトサート成形するアルミ板に金属錯体を予め形成しておくことによって、成形部品とアルミ板とを接着させる技術が記載されている。

ところが、上記日経メカニカル記載の技術を用いて作成された筐体は、その構成部品である金属板と成形部品とが接着しているため、成形材料の成形収縮による残留応力の発生によって変形する可能性がある。

ところで、省資源化の観点からは、異種材料からなる構成部品を含む電子機器等については、回収後のリサイクル処理の効率についても十分に考慮した製品設計がなされることが求められている。

そこで、本発明は、反り等の変形が生じにくく、リサイクル処理に適した構造を有する電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
一つ以上の成形部品が取り付けられた組立部品を備えた電子機器であって、
前記組立部品には貫通穴が少なくとも１つ形成され、
前記少なくとも１つの成形部品の本体には、前記組立部品の貫通穴にスライド可能にはめられた複数の係合部が一体成形され、
当該複数の係合部のうちの少なくとも１つの頭部には部品取付用穴が形成されることを特徴とする電子機器を提供する。

本発明に係る電子機器によれば、成形部品が、その係合部で組立部品の貫通穴にひっかかっているだけであるため、この係合部を切断することにより、組立部品本体から成形部品を速やかに分離することができる。また、この係合部の切断により、係合部の頭部に設けられた部品取付用穴に取り付けられている他の部品もあわせて組立部品から分離することもできる。したがって、リサイクル処理における分別作業を効率的に進めることができる。

また、成形部品の係合部が組立部品の貫通穴でスライド可能であるため、成形材料の成形収縮による残留応力が発生しない。したがって、組立部品に反り等の変形が生じにくい。

なお、このような組立部品は、アウトサート成形による成形部品の取付けが可能な部品であれば、その種類を問わない。

本発明に係る電子機器によれば、リサイクル処理における分別作業の効率化が達成される。また、反り等の外観不良の発生を防止することができる。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る実施の一形態について説明する。

まず、本実施の形態に係る電子機器について説明する。

本電子機器は、各種機能を実現する電子部品その他の付属部品、これらを内部に収容した筐体を備えている。

筐体の骨組みは、金属材料（鉄、アルミニウム、マグネシウム合金等）、無機材料（ガラス、紙等）、熱可塑性高分子材料（ＡＢＳ樹脂：アクリルニトリル・ブタ
ジエン・スチレン、ＰＰ樹脂：ポリプロピレン、ＰＳ樹脂：ポリスチレン、等）、熱硬化性高分子材料（エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）のうちの１種類または複数種類の材料で形成された基板である。この基板は、必要に応じて、適当な平面形状または適当な立体形状に成形されている。以下に示すように、この基板には、基板形成材料に接着しない材料、例えば、熱可塑性高分子材料（ＡＢＳ樹脂：アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン、ＰＰ樹脂：ポリプロピレン、ＰＳ樹脂：ポリスチレン、等）、熱硬化性高分子材料（エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）、金属材料（アルミニウム、マグネシウム合金等）、無機材料（ガラス、紙等）のうちの適当な材料でアウトサート成形された成形部品が取り付けられている。

図１に示すように、筐体の骨組みとなる基板１には３つの下穴１ａ,１ｂがｘ方向に一列に並んで開けられており、そのそれぞれに、筐体の外装材となる成形部品２の裏面側に一体成形されたフック２ａ,２ｂが１ずつひっかけられている。すなわち、成形部品２は、フック２ａ,２ｂの頭部のひっかかりだけで基板１に取り付けられている。なお、ここでいう「フック」とは、下穴を通る軸部と、下穴からの脱落防止用の頭部とを有する突起部のことを意味し、その形状を鉤形に限定するものではない。したがって、ここでいう「フック」には、例えば、後述の十字形の突起部等も含まれる。

さて、３つの下穴のうちの中央の下穴１ｂは、ｘｙ面内方向へのフック２ｂ（以下、固定フック２ｂと呼ぶ）の移動を完全に拘束している。具体的には、固定フック２ｂの軸部外周面および頭部下面と、下穴１ｂの内周面および縁部との間にはほとんど隙間があいていない。したがって、この固定フック２ｂの位置が、成形部品２の成形収縮の中心になっている。

その他２つの両側の下穴１ａ内には、成形部品２の成形収縮の中心に向かう方向（ここではｘ方向）へとフック２ａ（以下、スライドフック２ａと呼ぶ）を移動させるためのスライド域が確保されている。具体的には、スライドフック２ａが取り付けられている下穴１ａは、成形部品２の成形収縮の中心に向かう方向への長さ寸法Ｌ_１が、スライドフック２ａの軸部の外径寸法Ｌ_２よりも適当な距離だけ長くとられている。そして、スライドフック２ａが筐体１に抱き付かないように、スライドフック２ａには、下穴１ａの深さ方向および幅方向（ここではｚ方向およびｙ方向）への遊びが設けられている。したがって、成形部品２が成形収縮すると、スライドフック２ａは、成形部品２の成形収縮の中心に向かって下穴１ａ内部をスムーズに移動することができる。

そして、少なくとも１つのスライドフック２ａの頭部には、取付ネジ用のボス穴２ｃが形成されている。このボス穴２ｃには、筐体内部に収納される部品を固定するためのネジがはめ込まれる。したがって、いずれのスライドフック２ａの頭部にボス穴２ｃが形成されるは、筐体内部における電子部品等のレイアウトに応じて定まる。

このような取付け構造によれば、成形部品２の成形収縮に伴うスライドフック２ａの変位が基板１によって拘束されないため、筐体の反り等の原因となる残留応力の発生を防止することができる。したがって、電子機器の外観不良の発生が防止される。

また、成形部品２は、基板の下穴にフック頭部でひっかかっているだけであるため、各フックの頭部の切断によって基板１から簡単にこれを取り外すことができる。さらに、フック頭部の切断によって、これに形成されているボス穴にネジ止めされている他の部品もあわせて基板１から分離することができる。したがって、リサイクル処理における解体・分別作業を効率的に進めることができる。

なお、本実施の形態においては、固定フック２ｂの両側にそれぞれ１つずつスライドフック２ａを設けているが、かならずしも、この通りにする必要はない。例えば、基板１の長さに応じて、固定フック２ｂの両側または片側にさらにスライドフック２ａを追加してもよい。

以上においては、成形部品２の裏面側にスライドフック２ａを一列に並べた場合を例に挙げたが、比較的大型の電子機器の筐体の外装等として用いられる成形部品等のように、比較的面積が大きな成形部品（例えばＡ４サイズ程度の成形部品）には、成形部品２の裏面内に複数のスライドフック２ａを分散させることが望ましい。固定フック２ｂを中心として放射状に複数のスライドフック２ａを並べると、成形部品２の裏面内に複数のスライドフック２ａを比較的一様に分散させやすい。例えば、成形部品２が長方形である場合には、図２に示すように、固定フック２ｂを２本の対角線Ｓ_２,Ｓ_４の交点上に設けて、複数のスライドフック２ａを、適当な個数ずつ、２本の対角線Ｓ_２,Ｓ_４および２本の対称中心線Ｓ_１,Ｓ_３上に設ければよい。もちろん、これ以外のレイアウトでスライドフック等を設けても構わない。ただし、いずれのレイアウトを採用する場合においても、前述の場合と同様に、各スライドフック２ａが取り付けられている下穴１ａには、成形部品２の成形収縮の中心すなわち固定フック２ｂへ向かう方向へとスライドフック２ａを移動させるためのスライド域が確保され、かつ、各スライドフック２ａには、下穴１ａの深さ方向および幅方向への遊びが設けられていることに変わりはない。また、スライドフック２ａの頭部には、前述の場合と同様、筐体内部における電子部品等のレイアウトに応じて適宜にボス穴２ｃが形成されている。

なお、電子機器の筐体の外装として成形部品を用いる場合には、基板１が製品面に現れないようにするために、成形部品２の裏面側に、基板１の端面を外部から隠すための側壁部２ｄも一体成形する必要がある。ただし、成形部品の成形収縮を考慮して、アウトサート成形終了時には、側壁部２ｄと基板１の端面との間には適当な隙間が開いている必要がある。

ところで、スライドフック２ａは、取付けネジ用のボスとしてだけでなく、他の機能部品としても利用し得る。例えば、複数のスライドフック２ａのうちの１つのスライドフック２ａ_１に基板補強用リブとしての機能を持たせるには、図３に示すように、その形状とその下穴の形状とをともに十字形とすればよい。この場合には、十字形のスライドフック２ａ_１の対称中心線Ｓ_５,Ｓ_６の交点Ｏの移動が拘束され、成形部品の成形収縮の中心となるため、図１に示したような固定フックを別途設ける必要はない。そして、他のスライドフック２ａが取り付けられた下穴１ａ内には、前述の場合と同様、成形部品２の成形収縮の中心Ｏに向かう方向へとスライドフック２ａを移動させるためのスライド域が確保されている必要がある。また、十字形のスライドフック２ａ_１やその他のスライドフック２ａの頭部には、必要に応じて、取付けネジ用のボス穴２ｃを形成してもよい。

なお、基板補強用リブとしての機能を持たせるスライドフック２ａ_１の形状およびその下穴の形状は、必ずしも十字形である必要はない。例えば、基板補強用リブとしてのスライドフック２ａ_１は短冊形であってもよい。基板補強用リブとしてのスライドフック２ａ_１を短冊形とする場合には、スライドフック２ａの長手方向中心線の延長上に固定フックを設け、かつ、スライドフック２ａを固定フックに向かって移動させるためのスライド域を下穴１ａ内に設ける。

つぎに、本実施の形態に係る電子機器の製造方法について説明する。なお、ここでは、基板の形成材料として、アルミニウム等の金属材料を用い、成形部品の成形材料として、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性高分子材料を用いる。

まず、予め所定の形状（ここでは平板状）に成形された基板１に、固定フック２ｂおよびスライドフック２ａを取り付けるための下穴１ａ,１ｂを開ける。

そして、図４（ａ）に示すように、この基板１を１組のアウトサート成形用金型１２ａ,１２ｂで挟み込む。

ここで用いる１組のアウトサート成形用金型１２ａ,１２ｂにうちの一方の金型１２ａには、成形部品の本体の反転形状が彫り込まれている。また、成形材料を射出するノズルの先端が接合されるノズル接合部が形成されている。

他方の金型１２ｂには、基板１の外周よりもやや外側に側壁部２ｄの反転形状が彫り込まれている。また、この金型１２ｂには、基板１の各下穴１ａ,１ｂに対応付けて、フック頭部の反転形状がそれぞれ彫り込まれている。これらフック頭部の反転形状のうちの少なくとも１つには、ボス穴２ｃを形成するための凸形状が含まれている。さらに、この金型１２ｂには、スライドフック２ａが取り付けられる下穴１ａに対応付けて、その下穴１ａの両端部に差し込まれる凸部１３がそれぞれ形成されている。これらの凸部１３によって、下穴１ａの両端部への成形材料の侵入が阻止され、スライドフックが移動するためのスライド域が下穴１ａ内に確保される。また、１つの下穴１ａに挿入される２つの凸部の間に充填された成形材料によってスライドフック２ａの軸部が形成される。

さて、アウトサート成形用金型１２ａ,１２ｂの型締後、図４（ｂ）に示すように、アウトサート成形用金型１２ａのノズル接合部１４にノズル１５を接合させ、その金型１２ａのキャビティ部１６へと成形材料を射出する。このとき射出された成形材料は、スプル１４およびランナを通過し、アウトサート成形用金型１２ａのキャビティ部１６に充填されると共に、基板の下穴１ａ,１ｂを通過して、他方のアウトサート成形用金型１２ｂのキャビティ部にも充填される。

アウトサート成形金型１２ａ,１２ｂのキャビティ部への成形材料の射出終了後、所定の硬化時間が経過したら、アウトサート成形用金型１２ａ,１２ｂを開く。そして、図４（ｃ）に示すように、一方のアウトサート成形用金型１２ａに抱きついている成形品、すなわち、電子機器の筐体の構成部品を突出ピン（不図示）で突き出す。

そして、筐体の各構成部品の裏側に突出しているフック頭部のボス穴に、それぞれ、電子機器の内部部品をネジ止めする。そして、筐体の各構成部品同士をはめあわせることによって電子機器が完成する。

ところで、筐体補強用等の肉厚部を成形部品２に設ける場合には、図６に示すように、ノズル１５に対向するアウトサート成形用金型１２ｂに凹形状２０を彫り込んでおき、基板１を塑性変形させることができる射出圧力で成形材料をノズル１５から射出させればよい。アウトサート成形用金型１２ａ,１２ｂに挟み込まれた基板１は、成形材料の射出圧力によって変形し、ノズル１５に対向するアウトサート成形用金型１２ｂの凹面２０に密着する。そして、基板１とアウトサート成形用金型１２ｂとの生じた隙間に成形材料が充填され、最終的には、基板１の肉厚を補う肉厚部２ｅを有する成形部品２が成形される。

また、製品としての美観が重視される場合には、電子機器の製品面にゲート跡が残らないように、電子機器の外観にあらわれない部分、例えば、図５に示すように固定フック２ｂおよびスライドフッ２ａの頭部にピンポイントゲート１７を設けることが望ましい。

以上においては、筐体の変形を防止するためにスライドフック２ａに用いた取付け構造を採用したが、固定フック２ｂだけを用いた取付け構造を採用しても、スライドフックを用いた取付け構造と同様な効果を達成させることは可能である。すなわち、成形材料の射出に先立ち、基板１の予備加熱を行い、成形材料の成形収縮量と同程度の熱膨張を基板１に生じさせておけば、成形材料の成形収縮とともに基板１も収縮するため、筐体の変形の原因となる残留応力の発生を防止することができる。このような基板の予備加熱工程を前工程として付加する場合には、アウトサート成形終了時において側壁部２ｄと基板１の端面との間に隙間が開いている必要はない。なお、このような取付け構造で基板に取り付けられる成形部品には、図７に示すように、固定フック２ｂ以外の機能部、例えば、リブ３、取付けネジ用ボス４ａ、取付けネジ以外のためのボス４ｂ等が形成されていてもよい。

本発明の一実施の形態に係る電子機器の筐体へのアウトサート成形品の取付け構造を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係る電子機器の筐体へのアウトサート成形品の取付け構造を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係る電子機器の筐体へのアウトサート成形品の取付け構造を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係る電子部品の製造工程におけるアウトサート成形加工工程を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係る電子部品の製造工程におけるアウトサート成形加工工程を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係る電子部品の製造工程におけるアウトサート成形加工工程を説明するための図である。本発明の一実施の形態に係る電子機器の筐体へのアウトサート成形品の取付け構造を説明するための図である。

符号の説明

１…基板
１ａ…スライドフック取付け用の下穴
１ｂ…固定フック取付け用の下穴
２…成形部品
２ａ…スライドフック
２ｂ…固定フック
２ｃ…ボス穴
２ｄ…側壁
２ｅ…肉厚部
３…リブ
４ａ…取付けネジ用ボス
４ｂ…ボス
１２a…アウトサート成形用金型（固定側）
１２b…アウトサート成形用金型（可動側）
１３…凸部
１４…スプル

Claims

一つ以上の成形部品が取り付けられた組立部品を備えた電子機器であって、
前記組立部品には貫通穴が少なくとも１つ形成され、
前記少なくとも１つの成形部品は、当該成形部品の本体と、前記組立部品の貫通穴にスライド可能にはめられた複数の係合部とが一体成形され、
当該複数の係合部のうちの少なくとも１つの頭部には部品取付用穴が形成されることを特徴とする電子機器。
１つ以上の成形部品が取り付けられた組立部品を備えた電子機器であって、
前記組立部品には、当該組立部品の基準点において少なくとも２方向に分岐する貫通穴が形成され、
前記少なくとも１つの成形部品の本体には、前記貫通穴にそって分岐した係合部が、当該貫通穴にはめられた状態で一体成形されることを特徴とする電子機器。
請求項１または２記載の電子機器であって、
前記成形部品の本体の縁部には、前記組立部品の端面を覆う側壁部が一体形成されることを特徴とする電子機器。
１つ以上の成形部品が取り付けられた組立部品を備えた電子機器であって、
前記成形部品のうちの少なくとも１つは、当該成形部品の成形材料の射出によって前記組立部品に形成された変形部に固定されることを特徴とする電子機器。
一つ以上の成形部品がアウトサート成形された加工品を製造する、加工品の製造方法であって、
前記成形部品は、前記加工品の基材の貫通穴に係合した係合部を有し、
当該電子機器の製造方法は、
前記成形部品を成形するための成形部品用金型で前記基材をはさみこむステップと、
前記成形部品用金型の内部に、前記成形部品の係合部をかたちづくるキャビティ部側から成形材料を射出することを特徴とする、加工品の製造方法。
一つ以上の成形部品がアウトサート成形された加工品を製造する、加工品の製造方法であって、
前記成形部品は、前記加工品の基材の貫通穴に係合した係合部を有し、
当該製造方法は、
前記成形部品を成形するための成形部品用金型で前記基材をはさみこむステップと、
前記成形部品用金型の内部に、前記成形部品の係合部をかたちづくるキャビティ部側から成形材料を射出することを特徴とする、加工品の製造方法。
一つ以上の成形部品がアウトサート成形された加工品を製造する、加工品の製造方法であって、
前記成形部品の成形材料の成形収縮に応じて前記加工品の基材を熱膨張させた状態で、前記成形部品を成形すること特徴とする、加工品の製造方法。