JP2006294712A

JP2006294712A - 電子機器用筐体

Info

Publication number: JP2006294712A
Application number: JP2005110398A
Authority: JP
Inventors: Mikio Sasaki; 幹夫佐々木; Takashi Ishibashi; 石橋隆; Katsuya Sato; 佐藤克哉
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Metals Ltd; Hitachi Metals MPF Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Metals MPF Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2006-10-26

Abstract

【課題】外力が加わった場合の撓み変形量を小さくすることで、さらに軽量にすることでき、また、品質の良好なものを工業的に量産し得る電子機器用筐体を得る。
【解決手段】略矩形状の平面部を有する箱体からなる電子機器用筐体であって、前記平面部の少なくとも一部に平面視で略矩形状を有し、前記凹状部の底面の面積（Ｓ１）と凹状部の平面視で最外郭の面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．５〜０．９とされている凹状部が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばノートブック型パーソナルコンピュータに代表される電子機器に用いられる電子機器用筐体に関する。

近年、通信手段のめざましい発展に伴い、ノートブック型や携帯型のパーソナルコンピュータが普及している。ノートブック型のパーソナルコンピュータ（以下、「ノートパソコン」と言う）は、携帯する際にコンパクトになるように、主基板やキーボードなどが搭載された本体に対し、液晶表示装置などを収納したディスプレイ部が回動自在に取付けられている。このようなノートパソコンでの本体やディスプレイ部などの筐体は、軽量化、薄型化に加え、意匠性を向上する要求もあり、比較的密度の小さいアルミニウム合金やマグネシウム合金をダイカスト法で成形し、表面処理が施されている。

図１０は、ノートパソコン用の筐体を示し、（ａ）はディスプレイ部を閉じた状態の斜視図、（ｂ）はディスプレイ部の一部の断面図である。図において、６３はノートパソコンの本体部、６５は本体部６３にヒンジで開閉可能に取り付けられたディスプレイ部である。ディスプレィ部６５には、背面筐体６１と前面筐体６２の間に液晶表示装置６４が配置されている。
このような軽量、薄型のノートパソコンは、携帯される機会が増え、ノートパソコンをカバンに入れて持ち運びする際にノートパソコン自体に大きな外力の加わる機会も増えている。具体的には、図中に示すような外力Ｆがディスプレイ部の一番剛性の低いディスプレイ部中央部に加えられることがあるが、その時に薄肉化している背面筐体６１が変形し、収納された液晶表示装置６４に接触し、液晶表示装置６４が変形し、さらに破損するといった不具合が発生している。これを防止するために、背面筐体６１の基本肉厚を厚くしたり、背面筐体６１の内側にリブ（突起）を多数配置したりしている。ところが、これらの対策では薄型・軽量化に逆行することになり、携帯性が悪くなる。

そのために、例えば特許文献１には、図９に示すようにマグネシウム合金をダイカスト法で成形し、略矩形状の中央部に凸状の隆起部を形成した筐体を用いたディスプレイ部を有するノートパソコンを開示している。図９で、５１はディスプレイ部のうちの背面筐体で、この背面筐体５１と前面筐体５２の間に液晶表示装置５４が配置されている。背面筐体５１は、平面部５１ａから１〜３ｍｍの隆起部５１ｂ（段差Ｈ５１）を設けている。この特許文献１によれば、１〜３ｍｍの隆起部５１ｂ（段差Ｈ５１）を設けることで、断面２次モーメントが高くなって、剛性が向上し、背面筐体５１の中央に外力Ｆが加わった場合でも、隆起部５１ｂ（段差Ｈ５１）がない場合に比較して撓み変形量が小さくなり、許容できる範囲で背面筐体５１の平均肉厚Ｔ５１を薄くできるとしている。なお、５３は、主基板やキーボードなどが搭載される本体である。

特開２００３−２０４１７４号公報

ノートパソコン用などの筐体には、剛性を確保すると共に、極限まで薄肉にしていっそう軽量にすることが求められている。しかしながら、本発明者らの解析によれば、特許文献１に開示されるような、平面部５１ａから隆起部５１ｂ（段差Ｈ５１）を設けた筐体は、剛性が上がるわけではなく、むしろ形状によっては座屈が生じ、大きな変形を生じることがある。そして、液晶表示部を収納するようなディスプレイ部に用いられる背面筐体において、その変形が大きくなると、前述したように内部に収納される液晶表示部を損傷させるおそれがある。また、特許文献１においては、マグネシウム合金溶湯を射出成形することで、主要部肉厚Ｔ５１を０．８ｍｍ程度まで薄くできるとしているが、マグネシウム合金溶湯を射出成形して得られる筐体は、その製法上の制約から、比較的厚肉のものに限定される。また、その製造過程中に鋳造欠陥や酸化物を内部および表面に介在させる恐れが皆無ではないため、品質の良好なものを工業的に量産しにくいという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、外力が加わった場合の撓み変形量を小さくすることで、さらに軽量にすることのできる電子機器用筐体を得ることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、略矩形状の平面部を有する箱体からなる電子機器用筐体であって、前記平面部の少なくとも一部に凹状部が形成されていることを特徴とする。
本発明は、略矩形状の平面部に凹状部が形成されていることで、携帯する際にかかると思われる最大の力であるディスプレイ部の中央部付近に約４００Ｎ程度の荷重が付加された場合でも、変形の少ない剛性が向上された筐体となる。
本発明の電子機器用筐体で剛性が高い理由を説明する。
図２に荷重、撓み変形量の解析結果を示すが、図１０に示されるような従来の平面状の筐体の場合には、図２の比較例１に示すように荷重がかかり始めると低い荷重では筐体は大きく変形し、荷重の増加に従い変形量は増大していき、２００N以上の荷重となると荷重の増加に対する変形量の増加は小さくなっている。これは、筐体の変形に伴い荷重の受け方が変わって来て、見かけ上の剛性が向上するために撓み変形量の増加が小さくなったと思われる。これに対して、本発明の場合には、図２の本発明の実施例１に示すように荷重のかかり始めから、撓み変形量が小さく、初期から高い剛性を示していることが判る。この理由は、本発明の場合には、略矩形状の平面部に凹状部が形成されていることから、あたかも荷重の小さい領域で剛性が低いために生じる変形を予め完了した形状となることから、荷重の低い領域からでも筐体の剛性は高い状態となり、荷重のかかり始めから、撓み変形量が小さいような特性を示すものと思われる。

本発明において、前記凹状部が平面視で略矩形状を有し、前記凹状部の底面の面積（Ｓ１）と凹状部の平面視で最外郭の面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．５〜０．９とされていることが好ましい。
上記構成とすることで、さらに撓み変形量の少ない筐体となる。

本発明において、前記凹状部の平面部からの深さが、２〜５ｍｍとされていることが好ましい。
上記構成とするのは、凹状部の平面部からの深さが２ｍｍ未満では、撓み変形量を少なくする効果が少なく、一方、凹状部の平面部からの深さが５ｍｍを超えると、液晶表示装置等を収納する部分の厚さが足りなくなり、背面筐体の厚さをさらに厚くする必要があり、ノートパソコンなどとした場合に厚くなり、携帯に適さなくなるからである。

本発明において、電子機器用筐体が軽金属材料により形成されることで、さらに軽量な筐体となる。さらに前記筐体は、マグネシウム合金素材に塑性加工が施され、主要部肉厚が０．５〜０．８ｍｍとされていることが好ましい。
マグネシウム合金の比重は１．８で、現在実用化されている金属材料の中で最も小さく、軽量化材料として多用されているアルミニウムの比重２．７と比較しても、非常に小さい。例えば、０．６〜１．０ｍｍのマグネシウ合金薄板素材に、プレス、冷間鍛造、温間鍛造、熱間鍛造、またはこれらを組み合わせた塑性加工を施し、主要部肉厚を０．５〜０．８ｍｍとすることで、軽量で、強度が確保された筐体となる。

本発明において、前記筐体は、その内面に液晶表示装置を収納されることが好ましい。上記構成とした筐体は、携帯する際にかかると思われる最大の力である、中央部付近に約４００Ｎ程度の荷重が付加された場合、その撓み変形量が少ないので、液晶表示部を損傷させるおそれが少ない。

本発明の電子機器用筐体によれば、外力が加わった場合の撓み変形量を小さくすることで、さらに軽量にすることできる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
図１は、実施の形態の１つのノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。図１で、背面筐体１１は、板厚０．８ｍｍの（ＡＳＴＭ規格）ＡＺ３１のマグネシウム合金薄板素材に、熱間鍛造が施され、幅がＷ１２、奥行きＤ１２の矩形状の凹部の外郭部１１ａと、この外郭部１１ａの内側の略中央に、幅がＷ１１、奥行きがＤ１１で、深さＨ１１が２〜５ｍｍで、矩形状の凹状部の底面１１ｂが形成されている。そして、凹状部の底面の面積（Ｓ１＝Ｗ１１×Ｄ１１）と凹状部の平面視での最外部の面積（Ｓ２＝Ｗ１２×Ｄ１２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．５〜０．９とされている。背面筐体１１は、主要部肉厚Ｔ１１が０．５〜０．８ｍｍとされている。背面筐体１１の内面には液晶表示部が収納されている。なお、１３は前面筐体である。

背面筐体１１は、マグネシウム合金材からなるので、軽量で、強度が確保されている。また、凹状部１１ｂを形成しているので、携帯する際にかかると思われる最大の力である、中央部付近に約４００Ｎ程度の荷重を付加した場合でも、剛性が高いことから、従来の平面形状の筐体に比較して、撓み変形量は少ない。また、熱間鍛造を施すことで、品質の良好なものを工業的に量産することができる。

次に、具体的な実施例を比較例と共に説明する。
図１の背面筐体１１で、外郭部１１ａを、幅（Ｗ１２）が２００ｍｍで奥行き（Ｄ１２）が１２０ｍｍの矩形状にし、また、凹状部１１ｂの底面を、幅（Ｗ１１）が１６０ｍｍ、奥行き（Ｄ１１）が１００ｍｍの矩形状にし、凹状部の底面の面積（Ｓ１）と凹状部の平面視での最外郭の面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）を、［Ｓ１＝Ｗ１１（１６０ｍｍ）×Ｄ１１（１００ｍｍ）＝１６，０００ｍｍ^２］／［Ｓ２＝Ｗ１２（２００）×Ｄ１２（１２０ｍｍ）＝２４，０００ｍｍ^２］＝０．６７とした解析モデルを作成した。なお、凹状部１１ｂの深さＨ１１を、実施例１は２ｍｍ、実施例２は４ｍｍとした。一方、図６に示すような凹状部１１ｂを形成しない従来の平面状の解析モデルを作成し、これを比較例１とした。さらに、特許文献１に開示される図５に示すような、凸状の隆起部を形成した筐体の解析モデルを作成し、これを比較例２とした。

ノートパソコンなどの筐体においては、４００Ｎの荷重が加えられたとき撓み変形量が１０ｍｍ以下であれば、剛性があると評価される。そこで、実施例１と実施例２、および比較例１と比較例２の解析モデルの中央部に、４００Ｎの荷重が加え、荷重−撓み変形量を解析した。その結果を図２に示す。

図２から、凹状部の底面の面積（Ｓ１）と凹状部の平面視での最外郭の面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．６７、凹状部１１ｂの深さＨ１１が２ｍｍの実施例１は、４００Ｎの荷重を加えたときの、撓み変形量が７ｍｍであり、剛性があると評価された。また、（Ｓ１／Ｓ２）は実施例１と同じで、凹状部１１ｂの深さＨ１１が４ｍｍの実施例２は、４００Ｎの荷重が加えたときの撓み変形量が８ｍｍであり、剛性があると評価された。一方、従来の平面形状の比較例１は、４００Ｎの荷重が加えたときの、撓み変形量が１１ｍｍあり、剛性が多少不足していると評価された。また、特許文献１に開示される、凸状の隆起部を形成した比較例２は、荷重を加える途中で座屈が発生し、４００Ｎの荷重が加えたときの撓み変形量が１７ｍｍであり、剛性が不足していると評価された。

本発明は、上記実施例に限定されず、図２または図３に示すような筐体とすることもできる。
図３は、実施の形態の１つのノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。図３で、背面筐体１１は、板厚０．８ｍｍの（ＡＳＴＭ規格）ＡＺ３１のマグネシウム合金薄板素材に、熱間鍛造が施され、矩形状の平面部１１と矩形状の凸部１１ｃと、矩形状の凹部の外郭部１１ａと、この外郭部１１ａの内側の略中央に、深さＨ１１が２〜５ｍｍで、矩形状の凹状部の底面１１ｂが形成されている。そして、凹状部の底面の面積（Ｓ１＝Ｗ１１×Ｄ１１）と凹状部の平面視での最外部の面積（Ｓ２＝Ｗ１２×Ｄ１２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．５〜０．９とされている。背面筐体１１は、主要部肉厚Ｔ１１が０．５〜０．８ｍｍとされている。背面筐体１１の内面には液晶表示部が収納されている。なお、１３は前面筐体である。
本発明例の場合には矩形状の凸部１１ｃを有することから、図１に示す例の場合に比較して、背面筐体の剛性を高くすることが出来る。

図４は、本発明の変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の断面図である。図４で、背面筐体３１は、板厚０．８ｍｍの（ＡＳＴＭ規格）ＡＺ３１のマグネシウム合金薄板素材に、熱間鍛造が施され、矩形状の凹部の外郭部３１ａと、この外郭部３１ａの内側の略中央に、楕円状で、深さＨ３１が２〜５ｍｍの矩形状の凹状部３１ｂが形成されている。そして、凹状部の底面の面積（Ｓ１）と凹状部の平面視での最外郭の面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．５〜０．９とされている。背面筐体３１は、主要部肉厚Ｔ３１が０．５〜０．８ｍｍとされている。背面筐体１１の内面には液晶表示部が収納されている。なお、３３は前面筐体である。

背面筐体３１は、マグネシウム合金材からなるので、軽量で、強度が確保されている。また、凹状部３１ｂを形成しているので、携帯する際にかかると思われる最大の力である、中央部付近に約４００Ｎ程度の荷重を付加した場合、剛性が高いことから、従来の平面形状の筐体に比較して、撓み変形量は少ない。また、熱間鍛造を施しているので、品質の良好なものを工業的に量産することができる。

図５は、本発明の変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の断面図である。図５で、背面筐体３１は、板厚０．８ｍｍの（ＡＳＴＭ規格）ＡＺ３１のマグネシウム合金薄板素材に、熱間鍛造が施され、矩形状の平面部３１と矩形状の凸部３１ｃと、矩形状の凹部の外郭部３１ａと、この外郭部３１ａの内側の略中央に、楕円状で、深さＨ３１が２〜５ｍｍの矩形状の凹状部３１ｂが形成されている。そして、凹状部の底面の面積（Ｓ１）と凹状部の平面視での最外郭の面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．５〜０．９とされている。背面筐体３１は、主要部肉厚Ｔ３１が０．５〜０．８ｍｍとされている。背面筐体３１の内面には液晶表示部が収納されている。なお、３３は前面筐体である。
本発明例の場合には矩形状の凸部３１を有することから、図４に示す例の場合に比較して、背面筐体の剛性を高くすることが出来る。

図６は、本発明の別の変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の断面図である。図６で、背面筐体４１は、板厚０．８ｍｍの（ＡＳＴＭ規格）ＡＺ３１のマグネシウム合金薄板素材に、熱間鍛造が施され、矩形状の凹部の外郭部４１ａと、この外郭部４１ａの内側の略中央に、小幅状で、深さＨ４１が２〜５ｍｍの矩形状の凹状部４１ｂが形成されている。背面筐体４１は、主要部肉厚Ｔ３１が０．５〜０．８ｍｍとされている。背面筐体４１の内面には液晶表示部が収納されている。なお、４３は前面筐体である。

背面筐体４１は、マグネシウム合金材からなるので、軽量で、強度が確保されている。また、凹状部４１ｂを形成しているので、携帯する際にかかると思われる最大の力である、中央部付近に約４００Ｎ程度の荷重を付加した場合、剛性が高いことから、従来の平面形状の筐体に比較して、撓み変形量は少ない。また、熱間鍛造を施しているので、品質の良好なものを工業的に量産することができる。なお、この別の変形例は、前述した実施例１、実施例２よりは撓み変形量は多くなるが、問題が起こらない範囲で適用することができる。

図７は、本発明の別の変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の断面図である。図７で、背面筐体４１は、板厚０．８ｍｍの（ＡＳＴＭ規格）ＡＺ３１のマグネシウム合金薄板素材に、熱間鍛造が施され、矩形状の平面部４１と矩形状の凸部４１ｃと、矩形状の凹部の外郭部４１ａと、この外郭部４１ａの内側の略中央に、小幅状で、深さＨ４１が２〜５ｍｍの矩形状の凹状部４１ｂが形成されている。背面筐体４１は、主要部肉厚Ｔ３１が０．５〜０．８ｍｍとされている。背面筐体１１の内面には液晶表示部が収納されている。なお、４３は前面筐体である。
本発明例の場合には矩形状の凸部４１ｃを有することから、図６に示す例の場合に比較して、背面筐体の剛性を高くすることが出来る。

図８は、実施の形態の１つのノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。図８で、背面筐体３１は、板厚０．８ｍｍの（ＡＳＴＭ規格）ＡＺ３１のマグネシウム合金薄板素材に、熱間鍛造が施され、矩形状の平面部３１と平面視で一部分凸部３１ｃ−１のある略矩形状の凸部３１ｃと、矩形状の凹部の外郭部３１ａと、この外郭部３１ａの内側の略中央に、深さＨ１１が２〜５ｍｍで、矩形状の凹状部の底面３１ｂが形成されている。そして、凹状部の底面の面積（Ｓ１＝Ｗ１１×Ｄ１１）と凹状部の平面視での最外部の面積（Ｓ２＝Ｗ１２×Ｄ１２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．５〜０．９とされている。背面筐体３１は、主要部肉厚Ｔ３１が０．５〜０．８ｍｍとされている。背面筐体３１の内面には液晶表示部が収納されている。なお、３２は前面筐体である。
本発明例の場合には平面視で一部分凸部のある矩形状の凸部３１を有することから、図１に示す例の場合に比較して、背面筐体の剛性をさらに高くすることが出来る。

背面筐体３１は、マグネシウム合金材からなるので、軽量で、強度が確保されている。また、凹状部３１ｂを形成しているので、携帯する際にかかると思われる最大の力である、中央部付近に約４００Ｎ程度の荷重を付加した場合でも、剛性が高いことから、従来の平面形状の筐体に比較して、撓み変形量は少ない。また、熱間鍛造を施すことで、品質の良好なものを工業的に量産することができる。

実施の形態の１つのノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。実施例１と実施例２、および比較例１と比較例２の荷重−撓み変形量の解析結果を示す図である。変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。別の変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。別の変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。別の変形例のノートパソコン用筐体を示し、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は筐体のうちの背面筐体の一部の断面図である。特許文献１に開示されるノートパソコン用の筐体を示し、（ａ）はカバーを閉じた状態の斜視図、（ｂ）はカバーの一部の断面図である。従来のノートパソコン用の筐体を示し、（ａ）はカバーを閉じた状態の斜視図、（ｂ）はカバーの一部の断面図である。

符号の説明

１１、２１、３１、５１、６１：背面筐体（筐体）
１１ａ、２１ａ、３１ａ：外郭部
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ：凹状部
１２、２２、３２、５２、６２：前面筐体
１３、２３、３３、４３、５３、６３：本体
１４、２４、３４、５４、６４：液晶表示装置
１５、２５、３５、５５、６５：ディスプレイ部
５１ａ：平面部
５１ｂ：隆起部（段差）
Ｈ１１、Ｈ２１、Ｈ３１：深さ
Ｈ５１：段差
Ｄ１１、Ｄ１２：奥行き
Ｓ１：凹状部の底面の面積
Ｓ２：外郭部の面積
Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ５１：主要部肉厚
Ｗ１１、Ｗ１２：幅

Claims

略矩形状の平面部を有する箱体からなる電子機器用筐体であって、前記平面部の少なくとも一部に凹状部が形成されていることを特徴とする電子機器用筐体。
前記凹状部が平面視で略矩形状を有し、前記凹状部の底面の面積（Ｓ１）と凹状部の平面視で最外郭の面積（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が、０．５〜０．９とされていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器用筐体。
前記凹状部の平面部からの深さが、２〜５ｍｍとされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器用筐体。
前記筐体は、軽金属材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電子機器用筐体。
前記筐体は、マグネシウム合金素材に塑性加工が施され、主要部肉厚が０．５〜０．８ｍｍとされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の電子機器用筐体。
前記筐体は、その内面に液晶表示装置を収納されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の電子機器用筐体。