JP2014099548A - 筐体、筐体の製造方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ボスと板状部材との接合強度を向上させることができる筐体を提供することである。
【解決手段】本発明の一態様にかかる筐体は、ボス本体１１と、当該ボス本体１１の周囲に配置されたフランジ部１２と、を備えるボス１０と、ボス本体１１およびフランジ部１２と接合された板状部材１３と、板状部材１３と接するように配置された樹脂部材１４と、を備える。ここで、樹脂部材１４はフランジ部１２の側面と接するように設けられていてもよい。また、フランジ部１２の側面と接するように設けられている樹脂部材１４の高さが、フランジ部１２の面２３の高さと略同一となるように構成してもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は筐体、筐体の製造方法および電子機器に関し、特にボスを備える筐体、筐体の製造方法および電子機器に関する。

電子機器のケースに用いられる筐体は、所定の部品をネジで固定するためのボスを備える。例えば、ボスを備える筐体は、ボスを接合した板状部材（例えば、板金）を金型に配置してインサート成形することで作製することができる。

特許文献１には、ボスの存在により生じる無駄なスペースを可能な限り小さくすることができる携帯電子機器に関する技術が開示されている。

特開２０１０−１０９７６８号公報

背景技術で説明したように、ボスを備える筐体は、ボスを接合した板状部材を金型に配置してインサート成形することで作製することができる。ここで、ボスと板状部材との接合強度を向上させるためには、ボスと板状部材との接合面積を大きくする必要がある。しかしながら、ボスと板状部材との接合面積はボスの外径とボスの内径との差によって決定される。このため、この値が小さいとボスと板状部材との接合面積が小さくなり、接合強度が低下するという問題があった。

上記課題に鑑み本発明の目的は、ボスと板状部材との接合強度を向上させることができる筐体、筐体の製造方法および電子機器を提供することである。

本発明の一態様にかかる筐体は、ボス本体と、当該ボス本体の周囲に配置されたフランジ部と、を備えるボスと、前記ボス本体および前記フランジ部と接合された板状部材と、前記板状部材と接するように配置された樹脂部材と、を備える。

本発明の一態様にかかる筐体の製造方法は、ボス本体および当該ボス本体の周囲に配置されたフランジ部を板状部材に接合し、前記フランジ部の前記板状部材と接合されている面と逆側の面が金型と当接するように、前記ボスと前記板状部材とを前記金型に配置し、前記金型に樹脂材料を流し込みインサート成形する。

本発明により、ボスと板状部材との接合強度を向上させることができる筐体、筐体の製造方法および電子機器を提供することができる。

実施の形態１にかかる筐体のボス付近の上面図である。 図１に示す筐体のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。 図２に示す筐体に部品を搭載した状態を示す断面図である。 実施の形態１にかかる筐体の製造工程を説明するための断面図である。 実施の形態１にかかる筐体の製造工程を説明するための断面図である。 実施の形態１にかかる筐体の製造工程を説明するための断面図である。 実施の形態１にかかる筐体の製造工程を説明するための断面図である。 本発明の課題を説明するための断面図である。 本発明の課題を説明するための断面図である。 実施の形態２にかかる筐体の一例を示す断面図である。 図７に示す筐体に部品を搭載した状態を示す断面図である。 実施の形態２にかかる筐体の他の例を示す断面図である。 実施の形態３にかかる筐体を示す断面図である。 図１０に示す筐体に部品を搭載した状態を示す断面図である。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態１にかかる筐体のボス付近の上面図である。図２は、図１に示す筐体のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。本実施の形態にかかる筐体は、例えば所定の回路素子を備える電子機器のケースとして用いることができる。ボス１０には所定の部品が固定される。例えば、ボス１０が備える孔部１５にネジ等を螺合することで所定の部品が固定される。なお、ボス１０の孔部１５はネジ穴（ネジボス）であってもよく、また単なる貫通穴であってもよい。

図２に示すように、筐体は、ボス１０と板状部材１３と樹脂部材１４とを備える。筐体は、ボス１０を接合した板状部材１３を金型に配置してインサート成形することで作製することができる。ボス１０は、ボス本体１１と、ボス本体１１の周囲に配置されたフランジ部１２と、を備える。また、ボス本体１１の中心には孔部１５が形成されている。ボス１０は、例えば金属材料を用いて作製することができる。ボス本体１１とフランジ部１２は一体で形成してもよく、ボス本体１１とフランジ部１２とを接合することで形成してもよい。

図１に示す例では、平面視した際のボス本体１１とフランジ部１２の外周形状（つまり、ボス本体１１とフランジ部１２を板状部材１３の主面と平行な面で切断した際の外周形状）が円形である例を示している。しかし、ボス本体１１およびフランジ部１２の外周形状は円形に限定されることはない。例えば、ボス本体１１の外周形状を円形とし、フランジ部１２の外周形状を多角形（例えば、四角形）としてもよい。逆に、ボス本体１１の外周形状を多角形とし、フランジ部１２の外周形状を円形としてもよい。また、ボス本体１１およびフランジ部１２の外周形状を共に多角形としてもよい。なお、孔部１５の形状は円形であることが好ましい。

板状部材１３は、ボス本体１１およびフランジ部１２と接合面２１において接合されている。つまり、板状部材１３の上面は、ボス本体１１の底面およびフランジ部１２の底面と接合面２１において接合されている。板状部材１３には、例えば金属材料で構成された板金を用いることができる。例えば、ボス本体１１およびフランジ部１２は、溶接を用いて板状部材１３に接合されている。また、接着部材（接着剤や両面テープ）を用いて、ボス本体１１およびフランジ部１２を板状部材１３に接着してもよい。

樹脂部材１４は、板状部材１３と接するように配置されている。つまり、強度の強い板状部材１３の周囲に樹脂部材１４を設けることで、筐体全体の強度を向上させることができる。図２に示すように、樹脂部材１４はフランジ部１２の側面２２と接するように設けられている。このとき、フランジ部１２の側面２２と接するように設けられている樹脂部材１４の高さ（つまり、頂面２４の高さ）は、フランジ部１２の板状部材１３と接合されている面２１と逆側の面２３の高さと略同一となるように形成する。また、樹脂部材１４は更に板状部材１３の側面２５と接している。

図３は、図２に示す筐体に部品を搭載した状態を示す断面図である。図３に示すように、筐体に所定の部品を固定する際は、部品が備える取り付け部３２をボス本体１１の頂面と当接するように配置する。そして、部品の取り付け部３２とボス本体１１の孔部１５にネジ３１を通して、部品の取り付け部３２をボス本体１１に固定する。このとき、部品の取り付け部３２はボス１０に固定され、ボス１０は板状部材１３に固定される。よって、部品を筐体に強固に固定することができる。

図４Ａ〜図４Ｄは、本実施の形態にかかる筐体の製造工程を説明するための図である。図４Ａ〜図４Ｄに示すように、本実施の形態にかかる筐体は、ボス１０と板状部材１３とを金型４０に配置し、金型４０に樹脂材料を流し込むインサート成形を用いて形成される。

まず、図４Ａに示すように、ボス本体１１および当該ボス本体１１の周囲に配置されたフランジ部１２を板状部材１３に接合する。例えば、ボス本体１１およびフランジ部１２は、溶接を用いて板状部材１３に接合することができる。

次に、図４Ｂに示すように、フランジ部１２の面２３が金型４０の面４２と当接するように、ボス１０と板状部材１３とを金型４０に配置する。このとき、フランジ部１２の側面２２と金型の内側側面４３との間に隙間ができるように、ボス１０と板状部材１３とを金型４０に配置する。ボス１０および板状部材１３と、金型４０との間には、樹脂を流し込むための空間４１が形成される。

次に、図４Ｃに示すように、金型４０に樹脂材料１４を流し込みインサート成形する。このとき、樹脂材料１４がフランジ部１２の側面２２に配置されるようにインサート成形する。

その後、金型４０を取り除くことで図４Ｄに示す筐体が得られる。

背景技術で説明したように、ボスを備える筐体は、ボスを接合した板状部材を金型に配置してインサート成形することで作製することができる。ここで、ボスと板状部材との接合強度を向上させるためには、ボスと板状部材との接合面積を大きくする必要がある。しかしながら、ボスと板状部材との接合面積はボスの外径とボスの内径との差によって決定される。このため、この値が小さいとボスと板状部材との接合面積が小さくなり、接合強度が低下するという問題があった。

図５、図６は、本発明の課題を詳細に説明するための図である。図５、図６に示す筐体は、ボス１１０、板状部材１１３、および樹脂部材１１４を備える。ボス１１０と板状部材１１３は溶接を用いて接合されている。また、図５、図６に示す筐体は、ボス１１０と板状部材１１３とを金型１４０に配置し、金型１４０に樹脂材料を流し込むインサート成形を用いて形成される。

図６に示すように、筐体をインサート成形する際に板状部材１１３を金型１４０に設置し位置決めする場合、ボス１１０の外周側面では金型との位置合わせが困難なため、板状部材１１３を金型１４０の突起１４５で押さえる必要がある。このように、板状部材１１３を金型１４０の突起１４５を用いて押さえるためには、成形後の筐体のボス１１０の周囲と樹脂部材１１４との間に空隙１１６（図５参照）を設ける必要がある。

しかしながら、ボス１１０の周囲と樹脂部材１１４との間に空隙１１６を設けた場合は、ボス１１０と板状部材１１３との接合面積はボス１１０の外径とボス１１０の内径との差によって決定される。つまり、ボス１１０の外径とボス１１０の内径（孔部１１５の径）との差が大きい場合は、ボス１１０と板状部材１１３との接合面積を広くすることができる。一方、ボス１１０の外径とボス１１０の内径（孔部１１５の径）との差が小さい場合は、ボス１１０と板状部材１１３との接合面積が小さくなる。このため、ボス１１０と板状部材１１３との接合強度が低下するという問題があった。

そこで本実施の形態にかかる発明では、図２に示すように、ボス１０にフランジ部１２を設け、ボス本体１１およびフランジ部１２を板状部材１３に接合している。つまり、フランジ部１２を設けることで、ボス１０と板状部材１３との接合面２１の面積を増加させることができる。よって、ボス１０と板状部材１３との接合強度を向上させることができる。

更に本実施の形態にかかる発明では、樹脂部材１４がフランジ部１２の側面２２と接するように設けている。このように、樹脂部材１４がフランジ部１２の側面２２と接合するように構成することで、ボス１０と板状部材１３との接合強度を更に向上させることができる。

更に本実施の形態にかかる発明では、フランジ部１２の側面２２と接するように設けられている樹脂部材１４の頂面２４の高さが、フランジ部１２の面２３の高さと略同一となるように構成している。換言すると、図４Ｃに示すように、フランジ部１２の面２３と樹脂部材１４の頂面２４とが、金型４０の面４２と当接するように構成している。よって、異なる外径を有するボス１０であっても、同一の金型４０を用いてインサート成形することができる。

また、フランジ部１２の面２３の高さと樹脂部材１４の頂面２４の高さとを略同一としているので、金型４０を変更することなく、フランジ部１２の外径を任意に調整することができる。例えば、ボス１０と板状部材１３との接合面積を大きくしたい場合はフランジ部１２の外径を大きくし、逆に筐体の質量を減らしたい場合はフランジ部１２の外径を小さくすることができる。

以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、ボスと板状部材との接合強度を向上させることができる筐体、筐体の製造方法および電子機器を提供することができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。
図７は、実施の形態２にかかる筐体のボス付近の断面図であり、実施の形態１で説明した図２に対応している。本実施の形態にかかる筐体は、例えば所定の回路素子を備える電子機器のケースとして用いることができる。ボス５０には所定の部品が固定される。例えば、ボス５０が備える孔部５５にネジ等を螺合することで所定の部品が固定される。なお、ボス５０の孔部５５はネジ穴であってもよく、また単なる貫通穴であってもよい。

図７に示すように、筐体は、ボス５０と板状部材５３と樹脂部材５４とを備える。筐体は、ボス５０を接合した板状部材５３を金型に配置してインサート成形することで作製することができる。ボス５０の中心には孔部５５が形成されている。ボス５０は、例えば金属材料を用いて作製することができる。また、ボス５０の外周形状は円形や多角形とすることができる。

板状部材５３は、ボス５０と接合面６１において接合されている。つまり、板状部材５３の上面は、ボス５０の底面と接合面６１において接合されている。板状部材５３には、例えば金属材料で構成された板金を用いることができる。例えば、ボス５０は、溶接を用いて板状部材５３に接合されている。また、接着部材（接着剤や両面テープ）を用いて、ボス５０を板状部材５３に接着してもよい。

また、板状部材５３のボス５０が備える孔部５５と対応する位置には、凹部５６が形成されている。例えば、凹部５６の断面形状は図７に示すような矩形状とすることができる。また、凹部５７の周囲の樹脂の流動性や板状部材５３の絞り加工の容易性を考慮し、凹部５７の断面形状を、図９に示すように、凹部５７の周囲に向かって徐々に凹部５７が浅くなる形状（つまり、おわん形状）としてもよい。更には、凹部５６の下側の樹脂の厚みが薄くなる場合は、樹脂を設けない構造としてもよい。また、平面視した際の凹部５６の形状は円形や多角形とすることができる。なお、平面視した際の凹部５６の形状は、平面視した際の孔部５５の形状よりも大きければ任意の形状とすることができる。孔部１５の形状は円形であることが好ましい。

樹脂部材５４は、板状部材５３と接するように配置されている。つまり、強度の強い板状部材５３の周囲に樹脂部材５４を設けることで、筐体全体の強度を向上させることができる。図７に示すように、樹脂部材５４は板状部材５３の端部６５を取り囲むように設けられている。つまり、樹脂部材５４は板状部材５３の端部６５の上面、側面、底面と接している。

図８は、図７に示す筐体に部品を搭載した状態を示す断面図である。図８に示すように、筐体に所定の部品を固定する際は、部品が備える取り付け部７２をボス５０の頂面と当接するように配置する。そして、部品の取り付け部７２とボス５０の孔部５５にネジ７１を通して、部品の取り付け部７２をボス５０に固定する。このとき、部品の取り付け部７２はボス５０に固定され、ボス５０は板状部材５３に固定される。よって、部品を筐体に強固に固定することができる。

本実施の形態においても、図４Ａ〜図４Ｄで説明した方法と同様の方法を用いて筐体を製造することができる。なお、本実施の形態では、必ずしもボスにフランジ部を設ける必要はない（フランジ部を設けた構成については、実施の形態３で説明する）。フランジ部を設けない場合は、筐体を製造する際の金型の形状は図６に示した金型１４０のような形状となる。つまり、金型１４０が備える突起１４５を用いて板状部材５３を直接押さえるので、成形後の筐体には空隙５８が形成される。

一般的に、ボスを設ける際は、ネジの長さを考慮してボスの高さを決定する必要がある。つまり、ボスは、ネジの長さａに所定の長さ（余長）ｂを加えた長さ（ａ＋ｂ）とする必要がある。このように、ボスに所定の長さｂを設けると、この分だけボスの高さが高くなり、スペースが無駄になるという問題があった。

そこで本実施の形態では、板状部材５３に凹部５６を形成している。つまり、ボス５０が備える孔部５５と対応する位置に凹部５６を形成している。このように、板状部材５３に凹部５６を設けることで、上記の所定の長さｂを設けつつ、ボス５０の高さを低くすることができ、ボス５０を小型化することができる。例えば、図７に示す例では、板状部材５３に形成した凹部５６の深さ分だけ、ボス５０の高さを低くすることができる。

このように、本実施の形態にかかる筐体は、孔部を備えるボスと、前記ボスと接合され、前記ボスの孔部と対応する位置に凹部が形成された板状部材と、前記板状部材と接するように配置された樹脂部材と、を備える。よって、ボスの高さを低くすることができ、ボスを小型化することができる。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について説明する。
図１０は、実施の形態３にかかる筐体のボス付近の断面図であり、実施の形態１で説明した図２と対応している。本実施の形態では、実施の形態１の構成（ボス１０がフランジ部１２を備える構成）と実施の形態２の構成（板状部材５３が凹部５６を備える構成）とを組み合わせている。これ以外は、実施の形態１および２で説明した構成と同様である。なお、図１０、図１１では、実施の形態１および２と同一の構成要素については同一の符号を付している。

図１０に示すように、筐体は、ボス１０と板状部材５３と樹脂部材５４とを備える。筐体は、ボス１０を接合した板状部材５３を金型に配置してインサート成形することで作製することができる。ボス１０は、ボス本体１１と、ボス本体１１の周囲に配置されたフランジ部１２と、を備える。また、ボス本体１１の中心には孔部１５が形成されている。ボス１０は、例えば金属材料を用いて作製することができる。ボス本体１１とフランジ部１２は一体で形成してもよく、ボス本体１１とフランジ部１２とを接合することで形成してもよい。

図１０に示す例では、平面視した際のボス本体１１とフランジ部１２の外周形状（つまり、ボス本体１１とフランジ部１２を板状部材１３の主面と平行な面で切断した際の外周形状）が円形である例を示している。しかし、ボス本体１１およびフランジ部１２の外周形状は円形に限定されることはない。例えば、ボス本体１１の外周形状を円形とし、フランジ部１２の外周形状を多角形（例えば、四角形）としてもよい。逆に、ボス本体１１の外周形状を多角形とし、フランジ部１２の外周形状を円形としてもよい。また、ボス本体１１およびフランジ部１２の外周形状を共に多角形としてもよい。なお、孔部１５の形状は円形であることが好ましい。

板状部材５３は、ボス本体１１およびフランジ部１２と接合面２１において接合されている。つまり、板状部材５３の上面は、ボス本体１１の底面およびフランジ部１２の底面と接合面２１において接合されている。板状部材５３には、例えば金属材料で構成された板金を用いることができる。例えば、ボス本体１１およびフランジ部１２は、溶接を用いて板状部材５３に接合されている。また、接着部材（接着剤や両面テープ）を用いて、ボス本体１１およびフランジ部１２を板状部材５３に接着してもよい。

また、板状部材５３のボス１０が備える孔部１５と対応する位置には、凹部５６が形成されている。例えば、凹部５６の断面形状は図１０に示すような矩形状とすることができる。また、図９に示すように、凹部５７の周囲の樹脂の流動性や板状部材５３の絞り加工の容易性を考慮し、凹部５７の断面形状を、凹部５７の周囲に向かって徐々に凹部５７が浅くなる形状（つまり、おわん形状）としてもよい。更には、凹部５６の下側の樹脂の厚みが薄くなる場合は、樹脂を設けない構造としてもよい。また、平面視した際の凹部５６の形状は円形や多角形とすることができる。なお、平面視した際の凹部５６の形状は、平面視した際の孔部１５の形状よりも大きければ任意の形状とすることができる。

樹脂部材５４は、板状部材５３と接するように配置されている。つまり、強度の強い板状部材５３の周囲に樹脂部材５４を設けることで、筐体全体の強度を向上させることができる。図１０に示すように、樹脂部材５４はフランジ部１２の側面２２と接するように設けられている。このとき、フランジ部１２の側面２２と接するように設けられている樹脂部材５４の高さ（つまり、頂面２４の高さ）は、フランジ部１２の面２３の高さと略同一となるように形成する。また、樹脂部材５４は更に板状部材５３の側面２５と接するように設けられている。

図１１は、図１０に示す筐体に部品を搭載した状態を示す断面図である。図１１に示すように、筐体に所定の部品を固定する際は、部品が備える取り付け部３２をボス本体１１の頂面と当接するように配置する。そして、部品の取り付け部３２とボス本体１１の孔部１５にネジ３１を通して、部品の取り付け部３２をボス本体１１に固定する。このとき、部品の取り付け部３２はボス１０に固定され、ボス１０は板状部材５３に固定される。よって、部品を筐体に強固に固定することができる。

本実施の形態においても、図４Ａ〜図４Ｄで説明した方法と同様の方法を用いて筐体を製造することができる。このとき、本実施の形態では、図４Ａに示す工程において、凹部５６を有する板状部材５３にボス１０を接合する。

本実施の形態にかかる発明では、ボス１０にフランジ部１２を設け、ボス本体１１およびフランジ部１２を板状部材５３に接合している。つまり、フランジ部１２を設けることで、ボス１０と板状部材５３との接合面２１の面積を増加させることができる。よって、ボス１０と板状部材５３との接合強度を向上させることができる。

更に本実施の形態にかかる発明では、板状部材５３に凹部５６を形成している。つまり、ボス５０が備える孔部５５と対応する位置に凹部５６を形成している。このように、板状部材５３に凹部５６を設けることで、ボス１０の高さを低くすることができ、ボス１０を小型化することができる。

以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、ボスと板状部材との接合強度を向上させつつ、ボスの小型化を実現することができる筐体、筐体の製造方法および電子機器を提供することができる。

以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１０ ボス
１１ ボス本体
１２ フランジ部
１３ 板状部材
１４ 樹脂部材、樹脂材料
１５ 孔部
２１ 接合面
３１ ネジ
３２ 取り付け部
４０ 金型
４１ 空間
４２ 面
４３ 内側側面
５０ ボス
５３ 板状部材
５４ 樹脂部材、樹脂材料
５５ 孔部
５６、５７ 凹部
６１ 接合面
７１ ネジ
７２ 取り付け部

Claims (17)

1. ボス本体と、当該ボス本体の周囲に配置されたフランジ部と、を備えるボスと、
   前記ボス本体および前記フランジ部と接合された板状部材と、
   前記板状部材と接するように配置された樹脂部材と、を備える、
   筐体。
2. 前記樹脂部材は前記フランジ部の側面と接するように設けられている、請求項１に記載の筐体。
3. 前記フランジ部の側面と接するように設けられている前記樹脂部材の高さが、前記フランジ部の前記板状部材と接合されている面と逆側の面の高さと略同一である、請求項２に記載の筐体。
4. 前記樹脂部材は更に前記板状部材の側面と接するように設けられている、請求項２または３に記載の筐体。
5. 前記ボスおよび前記板状部材は金属材料で構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の筐体。
6. 前記筐体は、前記ボスと前記板状部材とを金型に配置し、当該金型に樹脂材料を流し込むインサート成形を用いて形成される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の筐体。
7. 前記板状部材の前記ボスが備える孔部と対応する位置には凹部が形成されている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の筐体。
8. 前記凹部の断面形状は矩形状である、請求項７に記載の筐体。
9. 前記凹部の断面形状は、前記凹部の周囲に向かって徐々に凹部が浅くなる形状である、請求項７に記載の筐体。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の筐体と、
    前記筐体内に配置された回路素子と、を備える電子機器。
11. ボス本体および当該ボス本体の周囲に配置されたフランジ部を板状部材に接合し、
    前記フランジ部の前記板状部材と接合されている面と逆側の面が金型と当接するように、前記ボスと前記板状部材とを前記金型に配置し、
    前記金型に樹脂材料を流し込みインサート成形する、
    筐体の製造方法。
12. 前記フランジ部の側面と前記金型の内側側面との間に隙間ができるように、前記ボスと前記板状部材とを前記金型に配置し、
    前記樹脂材料が前記フランジ部の側面に配置されるようにインサート成形する、
    請求項１１に記載の筐体の製造方法。
13. 前記板状部材の前記ボスが備える孔部と対応する位置に凹部を形成する、請求項１１または１２に記載の筐体の製造方法。
14. 前記凹部の断面形状は矩形状である、請求項１３に記載の筐体の製造方法。
15. 前記凹部の断面形状は、前記凹部の周囲に向かって徐々に凹部が浅くなる形状である、請求項１３に記載の筐体の製造方法。
16. 前記ボスおよび前記板状部材は金属材料で構成されている、請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の筐体の製造方法。
17. 前記ボスおよび前記板状部材は溶接を用いて互いに接合される、請求項１６に記載の筐体の製造方法。

Images