JP2009269395A - 筐体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチック部品が少し変形し、プラスチック部品と金属本体との間に内部応力が少し生じる筐体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】金属本体と、プラスチック部品と、を含む筐体において、前記金属本体及びプラスチック部品がインサート成型方法によって一体に成型され、前記金属本体とプラスチック部品との間に係合区域が形成され、前記係合区域内で、前記プラスチック部品が少なくとも２つの部分に分離して形成される。金属本体と、プラスチック部品と、を含む筐体の製造方法において、前記金属本体を準備するステップと、前記金属本体を射出成型用金型内に挿入するステップと、前記射出成型用金型内にプラスチックの溶湯を注入して、前記金属本体と係合する区域に少なくとも２つの部分に分離されるプラスチック部品を形成するステップと、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、筐体及びその製造方法に関し、特に金属本体とプラスチック部品とが係合して形成される筐体及びその製造方法に関する。

金属本体とプラスチック部品とが係合して形成される筐体において、前記金属本体は、伸張性がよく、強度が高く、製品の薄型化を実現でき、表面の光沢度がよい特性を有し、前記プラスチック部品は、絶縁性がよく、複雑な構造を容易に形成できるという特性を有する。

前記筐体は、軽く、薄く、短く、小さく発展する製品の要求を満足させ、電磁シールドによる好ましくない影響を防止することができるので、コンピューター、携帯電話、携帯用個人情報端末（PDA）等の電子装置の領域ばかりでなく、自動車工業、日常用品等の領域にも広く用いられている。

従来の筐体は、インサート成型方法によって金属本体とプラスチック部品とを一体に成型する。即ち、インサート材とする金属本体を金型に設置し、その金型内にプラスチック溶湯を注入した後、そのプラスチック溶湯を固化させて、前記プラスチック部品と前記金属本体とを係合一体に成型する。

ところが、前記プラスチック部品の厚さが薄く、そのプラスチック部品と金属本体との係合接続面積或いは係合接続長さが大きい時、成型された筐体を冷却させる過程で、前記プラスチック部品が大きく収縮・変形するから、筐体の品質及び良品率が悪くなる。

且つ、前記プラスチック部品が収縮・変形する時、前記プラスチック部品と前記金属本体との間に内部応力が集中される。前記筐体を使用する過程で、温度の変化或いは外部の衝撃等によって、前記プラスチック部品の内部応力が解放されると、前記プラスチック部品に亀裂、湾曲、断裂等が生じることができる。従って、前記筐体の外観が悪くなる。

本発明の目的は、プラスチック部品が少し変形し、プラスチック部品と金属本体との間に内部応力が少し生じる筐体及びその製造方法を提供することである。

金属本体と、プラスチック部品と、を含む筐体において、前記金属本体及びプラスチック部品がインサート成型方法によって一体に成型され、前記金属本体とプラスチック部品との間に係合区域が形成され、前記係合区域の内で、前記プラスチック部品が少なくとも２つの部分に分離して形成される。

金属本体と、プラスチック部品と、を含む筐体の製造方法において、前記金属本体を準備するステップと、前記金属本体を射出成型用金型内に挿入するステップと、前記射出成型用金型内にプラスチックの溶湯を注入して、前記金属本体と係合する区域に少なくとも２つの部分に分離されるプラスチック部品を形成するステップと、を含む。

本発明の筐体は、金属本体と、プラスチック部品と、をインサート成型方法によって一体成型し、金属本体とプラスチック部品との係合区域の内で、前記プラスチック部品が少なくとも２つ部分に分けられて前記金属本体に接着されるから、前記プラスチック部品の各々の部分の係合面積或いは係合長さが小さくなり、各々の部分の成型する時の収縮変形が小さくなる。従って、本発明は、プラスチック部品を一体に成型して、係合接続面積或いは係合接続長さが大きくなることにより、収縮・変形が大きくなることを防止することができる。即ち、前記収縮・変形による筐体の表面に窪み、空洞が生じることを防止し、且つプラスチック部品の内部応力を低減するから、外部環境の変化によって生じる亀裂、湾曲、断裂等の破壊を防止することができる。

だから、本発明の筐体は、比較的優れる品質を確保することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る筐体及びその製造方法に対して詳細に説明する。

図１は、本発明の第一実施形態に係る筐体１０を示す分解斜視図である。本実施の状態に係る筐体１０は、コンピューター、携帯電話、携帯用個人情報端末等のような電子装置に応用されることができる。

前記電子装置用筐体１０は、金属本体１１と、前記金属本体１１と係合するプラスチック部品１２と、を含む。前記プラスチック部品１２は、電子装置のアンテナの信号をシールドすることができないアンテナカバー部である。

前記金属本体１１は、略矩形の金属蓋板である。前記プラスチック部品１２と係合する前記金属本体１１の側辺には、仕切り部１００と複数の連接部１１０とが形成されている。前記金属本体１１と前記プラスチック部品１２とが係合する個所には、係合区域ａが形成されている。前記係合区域ａは、前記仕切り部１００によって第一係合区域ａ１と第二係合区域ａ２とに分割できる。

前記金属本体１１は、マグネシウム合金、アルミニウム合金或いはチタン合金等の材料を採用し、キャスティング（Casting）方法で製造したものである。他の実施形態では、金属板材を採用して、プレス（Press）、打ち抜き或いは押し抜き等の方法で製造することもできる。

前記プラスチック部品１２は、略長条状の蓋板であり、第一プラスチック部１２ａと第二プラスチック部１２ｂとを含む。前記第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂの長さがおおむね相等であり、それぞれ前記第一及び第二係合区域ａ１、ａ２内に係合される。

前記プラスチック部品１２を前記係合区域ａに係合させると、前記仕切り部１００が前記第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂの間に位置している。

前記仕切り部１００の厚さと、前記第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂの厚さがおおむね相等であるので、前記仕切り部１００と前記第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂとが平滑に係合される。

前記プラスチック部品１２が前記複数の金属本体１１の連接部１１０に係合されるので、前記第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂが前記金属本体１１に緊密に接着される。

前記プラスチック部品１２の材料として、前記金属本体１１の材料との接着性が優れる材料を採用する。例えば、液晶ポリマー（LCP）、ポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリブチレンテレフタレト（PBT）等のエンプラ（Engineering Plastic）を採用する。

以下、図２を参照しながら、第一実施の形態に係る筐体１０の製造方法に対して詳しく説明する。

ステップ１：金属本体１１を提供する。前記金属本体１１において、プラスチック部品１２と係合する側辺に仕切り部１００及び複数の連接部１１０が形成されている。プラスチック部品１２と係合する前記金属本体１１の箇所には、係合区域ａが形成されている。前記係合区域ａは、前記仕切り部１００によって第一係合区域ａ１と第二係合区域ａ２にと分割される。

前記金属本体１１は、キャスティング、プレス、打ち抜き或いは押し抜き等を単独或いはそれらを組み合わせた方法で製造したものである。前記仕切り部１００及び複数の連接部１１０は、前記金属本体１１を製造する過程中で、直接一体に成型するか、或いは数値制御装置（Computer Number Control,CNC）で加工を実施して形成するものである。

ステップ２：インサート材とする前記金属本体１１を射出成型用金型内に設置する。

ステップ３：内部に前記金属本体１１が設置されている射出成型用金型内にプラスチック溶湯を注入して、それぞれ前記第一及び第二係合区域ａ１、ａ２に対応する位置に第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂを形成する。前記第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂが形成された後、前記金属本体１１と一体に形成される。即ち、上述した方法で、プラスチック部品１２と前記金属本体１１とが一体に成型される筐体１０を製造する。

本発明の第一実施の状態において、前記プラスチック部品１２の第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂがそれぞれに第一及び第二係合区域ａ１、ａ２に形成される。前記第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂは、仕切り部１００によって分離される。また、前記仕切り部１００が前記係合区域ａの略中心に位置するので、前記第一プラスチック部１２ａ又は第二プラスチック部１２ｂの長さは、前記係合区域ａの長さの略半分である。

従来の筐体において、プラスチック部品が２つの部分に分割されておらず、係合区域に一体に形成されたので、プラスチック部品の略中心の位置の変形が一番大きくなる。その変形の最大量は、全体係合区域の長さの約０．８％である。

けれども、本発明の第一実施の状態において、前記プラスチック部品１２の第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂが分割状態で形成されたので、各々のプラスチック部１２ａ又は１２ｂの略中心の位置の最大変形量が比較的小さい。その最大変形量は、全体係合区域の長さの約０．２％である。且つ、前記第一及び第二プラスチック部１２ａ、１２ｂの長さが従来の一体的に形成されたプラスチック部品の長さより小さくなるから、前記プラスチック部１２ａ、１２ｂに生じる応力が従来の一体に形成されたプラスチック部品に生じる応力より小さくなる。

従って、本発明の第一実施の状態の筐体１０を使用する過程で、温度の変化或いは外部の衝撃により前記筐体１０のプラスチック部品１２に亀裂、湾曲、断裂等の現像が生じることを防ぐことができる。従って、本発明の第一実施の状態の筐体１０の安定性がよくなる。

前記プラスチック部品１２の各々のプラスチック部１２ａ、１２ｂの長さは、プラスチック材料の熱膨張収縮率と筐体１０とが許容する最大変形量によって確定される。即ち、各々のプラスチック部１２ａ、１２ｂの長さを、許容する最大変形量と材料の熱膨張収縮率との比率より小さくする。例えば、製品の最大変形量が０．８ｍｍであり、材料の収縮率が約０．３％である場合、前記各々のプラスチック部（１２ａ又は１２ｂ）の長さを２６７ｍｍより小さくする。

図３は、本発明の第二実施の形態に係る筐体２０を示す断面図である。本実施の状態の筐体２０と第一実施の状態の筐体１０との異なるところは、金属本体２１に設置される仕切り部２００がプラスチック部品２２に完全に貫通されなくて、第一及び第二プラスチック部２２ａ、２２ｂが完全に分離されないことである。だから、前記プラスチック部品２２の露出する方の面が平坦な表面になる。

図４は、本発明の第三実施の形態に係る筐体３０を示す断面図である。本実施の状態の筐体３０と第一実施の状態の筐体１０との異なるところは、金属本体３１とプラスチック部品３２との係合区域ｂに第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂが完全に分離され、第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂの間に仕切り部が設置されないことである。

本実施の状態の筐体３０の製造方法と、第一実施の状態の筐体１０の製造方法と、の異なるところは、前記筐体３０を製造する場合、射出成型用金型内或いは前記金属本体３１と射出成型用金型との間に仕切り手段を設置することである。成型する時前記仕切り手段によって、前記プラスチック部品３２は二分に分離される。即ち、成型された前記筐体３０を前記射出成型用金型から取出せば、前記プラスチック部品３２は完全に分離されている第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂを含む。

または、射出成型用金型に打ち抜き手段を設置することもできる。即ち、前記プラスチック部品３２が冷却される前に、前記打ち抜き手段を使用して前記プラスチック部品３２を第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂに分離させる。

または、筐体３０の一部分をインサート成型した後、他の一部分をインサート成型することもできる。即ち、まず、金属本体３１及び係合区域の一部分を射出成型用金型内に挿入した後、射出成型用金型内にプラスチック溶湯を注入して、第一或いは第二プラスチック部３２ａ、３２ｂを形成する。その後、金属本体３１及び係合区域の他の一部分を射出成型用金型内に挿入し、プラスチック溶湯を前記金型に注入して他のプラスチック部（３２ｂ或いは３２ａ）を形成する。もし、前記第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂが完全に同じである場合、前記第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂを同一の金型で製造することができる。これによって、金型の小型化を実現し、製造コストも低減することができる。

本発明の第三実施の形態において、筐体３０のプラスチック部品３２に分離される第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂが形成されているので、前記プラスチック部品３２の収縮・変形及び内部応力が小さくなる。また、前記第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂの間に仕切り部がないので、前記第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂが熱膨張する場合、前記第一及び第二プラスチック部３２ａ、３２ｂの一端が自由に伸張することができる。従って、応力がプラスチック部品３２の内部に集中されることを防止し、筐体３０が高い温度で変形することを防ぐことができる。

図５は、本発明の第四実施の形態に係る筐体４０を示す断面図である。本実施の状態の筐体４０と第一実施の状態の筐体１０との異なるところは、第一及び第二プラスチック部４２ａ、４２ｂが完全に分離されなく、前記第一及び第二プラスチック部４２ａ、４２ｂと金属本体との間にノッチ（Notch）が形成されていることである。前記ノッチが金属本体４１とプラスチック部４２との間に形成されているので、外部に露出した前記プラスチック部品４２の面が平坦になる。

図６は、本発明の第五実施の形態に係る筐体５０を示す断面図である。本実施の形態の筐体５０は、金属本体５１と、前記金属本体５１を被覆するプラスチック部品５２と、を含む。前記プラスチック部品５２は、分離されている第一及び第二プラスチック部５２ａ、５２ｂを含む。

従来の筐体において、プラスチック部品を金属本体の外表面に一体に形成する場合、成型過程で金属本体が前記プラスチック部品の収縮を制限するので、前記プラスチック部品の内部に応力が生じる。本発明筐体において、プラスチック部品５２に分離される第一及び第二プラスチック部５２ａ、５２ｂが形成されているので、各々のプラスチック部５２ａ又は５２ｂの収縮量を低減することができる。且つプラスチック部品５２が成型過程で、前記第一及び第二プラスチック部５２ａ、５２ｂの一端が自由に伸張することによって、プラスチック部品５２の内部に生じる応力を低減することができる。

また、以上の実施の形態に係る筐体１０，２０，３０，４０，５０おいて、金属本体１１，２１，３１，４１，５１と、プラスチック部品１２，２２，３２，４２，５２と、の係合区域の実際の係合長さ及び係合面積によって、前記プラスチック部品１２，２２，３２，４２，５２を３つの部分或いはその以上に分離して形成することができる。

本発明の筐体は以下のような優れた点がある。

（１）プラスチック部品の各々の部分の長さ或いは面積が小さいから、成型過程で、収縮による変形量が小さくなる。従って、プラスチック部品の表面に変形、窪み、空洞等の問題が生じることを防止して、本発明の筐体の表面の質感を向上させることができる。

（２）プラスチック部品が複数の部分に分離されているので、内部に生じる応力を低減させることができる。従って、プラスチック部品の厚さを小さくなるよう設けることができる。即ち、本発明の筐体をさらに薄く、軽く製造し、高い良品率を確保することができる。

（３）プラスチック部品の内部応力を低減することによって、温度の変化、外部の衝撃又は外部環境の変化による亀裂、湾曲、断裂等の問題が生じることを防止することができる。

（４）金属本体とプラスチック部品との係合接続面積或いは係合接続長さが比較的大きい場合、小型の金型と設備で、プラスチック部品を複数の部分に分離して形成することができる。プラスチック部品を一体に形成する場合、大型の金型又は大型の設備が必要とされるので、製造のコストが高く、生産操作が困難になる。本発明の筐体及びその製造方法は、製造のコストが高く、生産操作が困難である問題を避けることができる。

また、本発明の筐体及びその製造方法は、プラスチック部品の各々の部分が相同する場合、１つの金型を使用して、プラスチック部品を複数の部分に分離して形成することができるので、製造のコストをさらに低減することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

本発明の第一実施の形態に係る筐体を示す分解斜視図である。 本発明の第一実施の形態に係る筐体を示す組立斜視図である。 本発明の第二実施の形態に係る筐体を示す断面図である。 本発明の第三実施の形態に係る筐体を示す断面図である。 本発明の第四実施の形態に係る筐体を示す断面図である。 本発明の第五実施の形態に係る筐体を示す断面図である。

符号の説明

ａ 係合区域
ａ１ 第一係合区域
ａ２ 第二係合区域
１０ 筐体
１００ 仕切り部
１１ 金属製本体
１１０ 連接部
１２ プラスチック部品
１２ａ 第一プラスチック部
１２ｂ 第二プラスチック部
２０ 筐体
２００ 仕切り部
２１ 金属製本体
２２ プラスチック部品
２２ａ 第一プラスチック部
２２ｂ 第二プラスチック部
ｂ 係合区域
３０ 筐体
３１ 金属製本体
３２ プラスチック部品
３２ａ 第一プラスチック部
３２ｂ 第二プラスチック部
４０ 筐体
４１ 金属製本体
４２ プラスチック部品
４２ａ 第一プラスチック部
４２ｂ 第二プラスチック部
４４ ノッチ
５０ 筐体
５１ 金属製本体
５２ プラスチック部品
５２ａ 第一プラスチック部
５２ｂ 第二プラスチック部

Claims (8)

1. 金属本体と、プラスチック部品と、を含む筐体において、
   前記金属本体及びプラスチック部品がインサート成型方法によって一体に成型され、
   前記金属本体とプラスチック部品との間に係合区域が形成され、
   前記係合区域の内で、前記プラスチック部品が少なくとも２つの部分に分離して形成されることを特徴とする筐体。
2. 前記金属本体は、キャスティング、プレス、打ち抜き或いは押し抜き等を単独或いはそれらを組み合わせた方法によって製造されることを特徴とする請求項１に記載の筐体。
3. 前記金属本体の材料として、マグネシウム合金、アルミニウム合金或いはチタン合金を採用することを特徴とする請求項１に記載の筐体。
4. 前記金属本体と前記プラスチック部品との係合区域内において、前記金属本体に仕切り部が形成され、前記仕切り部によって前記プラスチック部品が複数の部分に分離して形成されることを特徴とする請求項１に記載の筐体。
5. 前記プラスチック部品の各々の部分の長さは、許容する最大変形量と材料の熱膨張収縮率との比率より小さいことを特徴とする請求項１に記載の筐体。
6. 金属本体と、プラスチック部品と、を含む筐体の製造方法において、
   前記金属本体を準備するステップと、
   前記金属本体を射出成型用金型内に挿入するステップと、
   前記射出成型用金型内にプラスチックの溶湯を注入して、前記金属本体と係合する区域に少なくとも２つの部分に分離されるプラスチック部品を形成するステップと、を含むことを特徴とする筐体の製造方法。
7. 前記金属本体は、キャスティング、プレス、打ち抜き或いは押し抜き等を単独或いはそれらを組み合わせた方法によって製造されることを特徴とする請求項６に記載の筐体の製造方法。
8. 前記金属本体と前記プラスチック部品との係合区域内において、前記金属本体に仕切り部が形成され、前記仕切り部によって前記プラスチック部品を複数の部分に形成することを特徴とする請求項６に記載の製造方法。

Images