JP2007124124A - 筐体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の作成時における複雑なデザイン形状を実現することが容易であり、かつ筐体内部の部品実装も容易に行うことができ、しかも製造性の向上が図れるうえ、内部フレームの加工も容易に行える筐体構造を提供することを目的とする。
【解決手段】可撓性材料によって構成された筐体２と、この筐体内に挿入された形状記憶合金製の内部フレーム５とを備え、筐体２は、記憶形状が復元された内部フレーム５の外形に沿う形状とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、形状記憶合金の復元作用を利用して、曲面等を含むデザイン性の高い筐体を容易に得ることができる筐体構造に関する。

近年、コンピュータシステム等の進展により各種電子機器が普及し、これに伴いデザイン性の高い機器が要望されている。特に利用者が自由に持ち運んで把持操作を行う機器、例えば携帯端末機器等においては、筐体に各種形状や色彩等が施され、より興趣観を高める工夫が施されている。そして、デザイン性の高い筐体、特に凹凸曲面等をもつ筐体を製作するような場合には、一般的に型成形等が適用されている。

ところで、金属組織の変態温度に基づいて一定温度の加熱等により形状を復元できる形状記憶合金の利用が各種分野で拡大している。電子機器の分野においては、外部衝撃などによって筐体が変形した時の復元に供する目的で、フレキシブルな筐体に形状記憶合金を組み込み、フレキシブル構造とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、携帯端末機器である送話器部材を可撓性の筐体によって構成し、筐体内に形状記憶合金製の芯材を組込んで、過大な負荷により変形が生じた場合でも容易に所定形状に復元できるようにする技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３３７５５１号公報 特開平６−２４４７７３号公報

上述のように、近年の各種電子機器の普及に伴うデザイン性を高める要望に対し、従来技術のもとでは、筐体の形成について複雑な型成形等が適用されており、例えば型製作、注入成形、型抜き等により複雑な成形が必要であった。そして、そのためにデザイン性の高い筐体、特に複雑な凹凸曲面等をもつ筐体の製作が実現困難であり、部品実装等にも多くの工程が必要となり、製造性も低いものであった。

上述の公知技術においては、製品の異常操作により筐体が変形したような場合に、筐体の形状を復元させて原形に戻す機能を有しているが、デザイン性の高い筐体、特に凹凸曲面等をもつ筐体を製作する時点で適用されるものではなかった。

本発明はこのような従来事情のもとになされたものであり、筐体の作成時における複雑なデザイン形状を実現することが容易な筐体構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明では、可撓性材料によって構成された筐体と、この筐体内に挿入された形状記憶合金製の内部フレームとを備え、前記筐体は、記憶形状が復元された前記内部フレームの外形に沿う形状とされていることを特徴とする筐体構造を提供する。

また、本発明では、可撓性材料によって構成された筐体と、この筐体内に挿入された形状記憶合金製の内部フレームとを備え、前記筐体は、記憶形状が復元された前記内部フレームの外形に沿い、少なくとも一部に曲面を有する三次元形状とされていることを特徴とする筐体構造を提供する。

本発明によれば、複雑なデザイン形状を実現することが容易となる。

以下、本発明に係る筐体構造の実施形態について、図面を参照して説明する。

［第１実施形態（図１〜図５）］
本実施形態では、内部にフレキシブル構造の電子機器用部品が実装される携帯端末機器用筐体の構造を例として説明する。

図１は携帯端末器の外観を示す全体斜視図であり、図２は筐体の部品構成を示す分解斜視図である。図３は携帯端末機器の縦断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。図５は製造工程を示す説明図である。

まず、図１により外観構成について説明する。本実施形態の携帯端末器１は、可撓性材料によって構成された筐体２を備えている。この筐体２は、例えば直方体を基本形態として各隅角部が滑らかな曲面とされ、表裏面には緩やかな凹凸曲面が形成された三次元形状のものである。この筐体２の表面上部側には、筐体２の曲面に沿って湾曲したフレキシブルＬＣＤ３が設けられるとともに、筐体２の表面下部側には、複数の操作ボタン４が設けられている。筐体２を構成する可撓性材料には、例えばゴム、シリコン系樹脂、熱可塑性エラストマー等が適用されている。

次に、図２〜図４により、筐体２の内部挿入部品等も含めて携帯端末器１の構成を説明する。図２は、組立前の筐体２の構成部品要素および記憶形状が復元された状態の形状記憶合金製内部フレーム５の形状を示している。

図２に示すように、組立前の筐体２の構成部品要素は、例えば一端が開口した有底筒状をなす二分割形の部品、すなわち表面側半筒状部品２ａおよび裏面側半筒状部品２ｂと、これらの開口部を塞ぐ蓋部品２ｃとの計三部品から構成されている。表面側半筒状部品２ａおよび裏面側半筒状部品２ｂは、これらを合体した状態で内外径が略一定の筒となる形状のものであり、組立前においては筒軸方向に沿って壁面が平坦な形状である。

そして、表面側半筒状部品２ａおよび裏面側半筒状部品２ｂは、組立時には接着されて袋状となり、組立後には図１の如く変形するものである。表面側半筒状部品２ａの上部側にはフレキシブルＬＣＤ３を内側から挿入するための窓孔６が穿設されており、下部側には操作ボタン４を挿入するための複数のボタン孔７が穿設されている。

また、蓋部品２ｃは例えば平坦な一枚板状で、周縁部が凹凸状をなす形状とされている。この蓋部品２ｃの周縁部の形状は、図１に示した変形後の筐体２の上側端部組立後の筐体２に対応する曲面である。そして、蓋部品２ｃは携帯端末器１としての組立最終段階で、表面側半筒状部品２ａおよび裏面側半筒状部品２ｂの開口部に装着される。

また、図２に原形および復元形状を示すように、筐体２の内部に挿入される形状記憶合金製の内部フレーム５は、湾曲した梁構造または梁と面との複合構造を有している。すなわち、この内部フレーム５は所定幅の梁または板材により構成されており、製作および形状記憶時には直方体の６面を略全体的に湾曲させた形状となっている。

これにより、図１に示したように、筐体２を内側から支持して筐体２の外形を形成する曲面をもつ三次元形状の骨格をなす構成とされている。なお、この筐体２は後述するように、内部フレーム５を筐体２に挿入する際には直方体に変形される（下記の図５（ａ）参照）。また、内部フレーム５には、ＬＣＤ取付け孔８、ボタン基板取付け孔９、および回路基板取付け孔１０等が形成されている。形状記憶合金には、例えばチタン・ニッケル合金（Ｔｉ−Ｎｉ合金）、銅・亜鉛・アルミニウム合金（Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金）等が適用されている。

図３および図４には、筐体２内に内部フレーム５を挿入した状態を示すとともに、筐体２内に電子機器部品を実装した状態を示している。すなわち、可撓性材料によって構成された筐体２は、記憶形状が回復された内部フレーム５によって内側から支持されている。内部フレーム５は、直方体を湾曲させた状態の立体形状をなしており、内部フレーム５における直方体の１２稜に相当する部位全体に沿って筐体２が湾曲している。

そして、内部フレーム５には、フレキシブルＬＣＤ３が図２に示したＬＣＤ取付け孔３を介して、図示省略の取付け具により搭載状態で取付けられている。このフレキシブルＬＣＤ３は曲面状態となり、筐体２のＬＣＤ挿入用窓孔６に嵌合挿入され、これにより携帯端末器１の表示部を形成している。

また、内部フレーム５には、フレキシブルなボタン基板１１が図２に示したボタン基板取付け孔９を介して、図示省略の取付け具により曲面状態で取付けられている。このボタン基板１１に設けられた操作ボタン４は、筐体２のボタン挿入用窓孔６に嵌合挿入され、これにより操作ボタン４が筐体２の表面側に表出して携帯端末器１の操作部を形成している。

さらに、内部フレーム５には、回路部品を搭載したフレキシブル回路基板１２が、図２に示した回路基板取付け孔１０を介して、図示省略の取付け具により、曲面状態となって搭載されている。なお、フレキシブル回路基板１２には、ＬＣＤ用配線１３およびボタン操作によるスイッチ部品１４等が設けられ、これにより携帯端末器１が構成されている。

次に、図５（ａ）〜（ｅ）により、上記構成を有する筐体２および携帯端末器１の製造工程について説明する。

図５（ａ）は、内部フレーム５の変形工程を示している。この工程は、内部フレーム５を筐体２の内部に挿入する直前の工程である。この工程では、図２に示した立体的な湾曲形状を記憶した内部フレーム５を、常温下で塑性変形させて例えば直方体状とする。すなわち、下記の工程で示すように、本実施形態では図２に示した筐体２の構成部品を、蓋部品２ｃを除いて接着することにより、袋状または筒状の構成とする。

そこで、この袋状または筒状に構成した筐体２への挿入を容易に行える準備工程を施すものである。すなわち、可撓性材料からなる筐体２の内部に挿入し易いストレートな形状とするものである。この工程における内部フレーム５の変形作用は機械的操作等によって容易に行うことができる。

図５（ｂ）は、内部フレーム５への部品実装工程を示している。この工程では、可撓性材料からなる筐体２と同様にフラットな形状となっている直方体状の内部フレーム５に、内部部品としてのフレキシブルＬＣＤ３、フレキシブルなボタン基板１１およびフレキシブル回路基板１２等を固定する。この場合、内部フレーム５はフラットな形状であることから、上記の各部品３，５，１１もフラットな形状をなして固定され、容易に実装することができる。

図５（ｃ）は、部品実装後の内部フレーム５を、筐体２内に組込む工程を示している。この工程では、部品実装がされた骨組みである内部フレーム５を、筐体２に一定の力で挿入する。筐体２は可撓性材料、例えばゴム等の弾性材料によって構成されていることから、挿入操作時には、筐体２の伸びによって内部フレーム５を容易に挿入することができる。特に、この工程においては、挿入される内部フレーム５に実装されているフレキシブルＬＣＤ３、フレキシブルなボタン基板１１およびフレキシブル回路基板１２等はフラットであるため、挿入操作の容易性は極めて高い。

図５（ｄ）は、内部フレーム５の形状回復工程を示している。この工程では、内部フレーム５を筐体２に挿入した後、ヒータ１５等で内部フレーム５に一定の熱を与えて加熱し、内部フレーム５を形状回復させるための一定の温度とする。この加熱作用によって、直方体状の内部フレーム５が図２に示した記憶形状に復元する。すなわち、筐体２と内部フレーム５の両者が定位置に収まった状態で、形状記憶合金の記憶された原形状に回復させることができる。この際、フレキシブルＬＣＤ３、フレキシブルなボタン基板１１およびフレキシブル回路基板１２等は回復した内部フレーム５に沿って湾曲する。

図５（ｅ）は、仕上げ工程を示している。この工程では、内部フレーム５は変形し、ゴム筐体２も内部フレーム５の形状に追従する。そして、筐体２もフレームに引張られ、同じく変形する。そこで、最後に、筐体２の開口部に蓋部品２ｃを接着し、所定機器部品が搭載された電子機器としての携帯端末器１が完成する。

以上の第１実施形態によれば、袋状、または筒状等の可撓性材料、例えばゴム製の筐体２の内部に、形状記憶合金製の内部フレーム５を挿入し、両者が定位置に収まった状態で、形状記憶合金に記憶された原形に戻すことができ、これにより筐体２を、内部フレーム５の復元形状に沿わせて変形した曲面形状を持つ筐体２を製作することができる。

そして、本実施形態によれば、可撓性材料からなる筐体２に内部フレーム５を挿入する場合には、形状記憶合金製の内部フレーム５を挿入し易いフラットな形状に変形させることで、円滑な挿入作用が行え、余分な装置、労力、時間等を必要としない。

したがって、本実施形態によれば、従来技術におけるデザイン性の高い筐体２の製作が実現困難で部品実装等に多くの工程が必要となったり、製造性も低い点等を克服し、筐体２の作成時における複雑なデザイン形状を実現することが容易に行えるようになる。

しかも、筐体２内部の部品実装も容易に行うことができ、製造性の向上が図れるうえ、内部フレーム５の加工も容易に行えるようになる。すなわち、本実施形態によれば、筐体２の作成時における複雑なデザイン形状を実現することが容易であり、かつ筐体２内部の部品実装も容易に行うことができ、しかも製造性の向上が図れるうえ、内部フレーム５の加工も容易に行える。

［第２実施形態（図６）］
図６は、本発明の第２実施形態を示す筐体２の縦断面図である。この第２実施形態では、図６に示すように、内部フレーム５に凹面部５ａが形成されている。また、筐体２は内部フレーム５の外周面側の略三面を被覆する一部切欠両端開口筒状の主筐体部分２ｄと、この主筐体部分２ｄの開口部である三面を被覆する他の三体の補助筐体部分２ｅ，２ｆ，２ｇとに分割されている。第１の補助筐体部分２ｅは内部フレーム５の凹面部５ａの被覆用として構成されており、凹面部５ａに対応する凸面２ｅ１を有している。他の補助筐体部分２ｆ，２ｇは主筐体部分２ｄの開口端部を塞ぐ蓋部品とされている。

このように、筐体２を複数部品の分割構成とし、第１の補助筐体部分２ｅには内部フレーム５の凹面部５ａの凹面部５ａに対応する凸面２ｅ１を形成した場合には、図６に示したように、内部フレーム５の凹面部５ａに適合する第１の補助筐体部分２ｅを用いて、簡単な構成で凹部被覆を行うことができる。

［第３実施形態（図７）］
図７は、本発明の第３実施形態を示す筐体２の縦断面図である。この第３実施形態では、図７に示すように、内部フレーム５の一部の外周面側に凹部５ａが形成され，筐体２がゴム等の弾性材で構成されるとともに、筐体２が内部フレーム５の四面を被覆する両端開口筒状の構成となっている。この構成において、弾性材製の筐体２の弾力によって、内部フレーム５の凹部５ａと主筐体部分２ｄとの間に空間１６が形成される。そこで、本実施形態では、凹部５ａにおける主筐体部分２ｄと内部フレーム５との間の隙間１６に挿入し得る、表面が凸状に膨らむ湾曲部分を有する補助筐体部分２ｈが設けられている。また、両端開口の主筐体部分２ｄの開口部である二面を被覆する他の２体の補助筐体部分２ｆ，２ｇが設けられている。

この構成によれば、筐体２と内部フレーム５との間に大きい隙間が生じるような場合に、その隙間を補助筐体部分によって容易に閉塞することができる。

［第４実施形態（図８、図９）］
図８は、本発明の第４実施形態を示す筐体２の縦断面図であり、図９は図８のＢ−Ｂ線断面図である。この第４実施形態では、形状記憶合金からなる内部フレーム５が板状部品からなる２部品５ｂ，５ｃに分割されている。そして、これらの分割された２部品５ｂ，５ｃを、内部フレーム５に一体に設けられたリブあるいはブラケット１７で支持させることにより、内部フレーム５の２部品５ｂ，５ｃが筐体２の例えば外面側に向って凸になる面２ｉと、外面側に向って凹となる面２ｊとに沿う状態で保持されている。

このような構成の本実施形態では、２体の内部フレーム５である板状の２部品５ｂ，５ｃにより、筒状の筐体２の２稜の稜線を沿わせて形状支持することができ、これら２部品５ｂ，５ｃにより上記各実施形態と同様の機能を得ることができる。

［他の実施形態］
以上の実施形態のほか、本発明では種々の変形、応用等が可能である。例えば、上述の各実施形態では、直方体状の内部フレーム５、すなわち縦断面が四角形となる形状を基本として筐体２を湾曲させる形状としたが、内部フレーム５の縦断面を他の多角形、あるいは楕円その他の形状としてもよい。

また、上述の各実施形態では、筐体２の略全体が曲面とされた構造を示したが、記憶形状が復元された内部フレーム５の外形に沿う構成であれば、少なくとも一部に曲面を有する三次元形状とされていればよい。

また、上述の各実施形態では、筐体２を筒状、袋状もしくは箱状をなす複数の分割体からなる構成としたが、当該形状の一体構造物として構成してもよい。

さらに、上述の各実施形態では、内部フレーム５を梁構造、または梁と面との複合構造を有する一体構造または２部品からなる構造としたが、これらの構成に限らず、少なくとも一部の稜線によって筐体２が沿うべき形状をなす構成とすればよい。

また、内部フレーム５の記憶形状の復元は、筐体２への挿入状態下で行うことが最も簡便であるが、筐体２への挿入状態以外の状態で記憶形状の復元を行うことも可能である。

さらにまた、本発明に係る筐体構造は、上述の携帯端末機器用筐体以外に、種々の電子機器用、例えばコンピュータ用親機、子機、音声や画像の放送用受信器やその操作機、その他各種ゲーム機等に広く適用することができる。

本発明の第１実施形態による筐体構造を示す斜視図。 本発明の第１実施形態による筐体構造の部品構成を示す分解斜視図。 図１に示した筐体の縦断面図。 図３に示した筐体のＡ−Ａ線断面図。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１実施形態による筐体の組立て工程図。 本発明の第２実施形態による筐体構造を示す分解斜視図。 本発明の第３実施形態による筐体構造を示す分解斜視図。 本発明の第４実施形態による筐体構造を示す縦断面図。 図８に示した筐体のＢ−Ｂ線断面図。

符号の説明

１ 携帯端末器
２ 筐体
３ フレキシブルＬＣＤ
４ 操作ボタン
５ 形状記憶合金製内部フレーム
６ 窓孔
７ ボタン孔
８ ＬＣＤ取付け孔
９ ボタン基板取付け孔
１０ 回路基板取付け孔
１１ ボタン基板
１２ フレキシブル回路基板
１３ ＬＣＤ用配線
１４ スイッチ部品
１５ ヒータ
１６ 空間
１７ リブあるいはブラケット

Claims (6)

1. 可撓性材料によって構成された筐体と、この筐体内に挿入された形状記憶合金製の内部フレームとを備え、前記筐体は、記憶形状が復元された前記内部フレームの外形に沿う形状とされていることを特徴とする筐体構造。
2. 可撓性材料によって構成された筐体と、この筐体内に挿入された形状記憶合金製の内部フレームとを備え、前記筐体は、記憶形状が復元された前記内部フレームの外形に沿い、少なくとも一部に曲面を有する三次元形状とされていることを特徴とする筐体構造。
3. 前記筐体は筒状、袋状もしくは箱状をなす一体構造物、または当該形状を分割した複数の分割体からなる組立物である請求項１または２記載の筐体構造。
4. 前記内部フレームは梁構造、または梁と面との複合構造を有し、少なくとも一部の稜線によって前記筐体が沿うべき形状をなしている請求項１または２記載の筐体構造。
5. 前記内部フレームの記憶形状の復元は、前記筐体への挿入状態下でされている請求項１または２記載の筐体構造。
6. 前記筐体は、内部にフレキシブル構造の電子機器用部品が実装される携帯端末機器用筐体である請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の筐体構造。

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