JP2016086151A - 金属ケース、この金属ケースを備える電子装置並びにこの金属ケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナの無線信号を遮蔽せず、且つサイズの精度を維持することができる金属ケース、この金属ケースを備える電子装置並びにこの金属ケースの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る金属ケースは、ギャップを有する基材及び複数の金属片を備え、ギャップは、基材を貫通して設けられ、複数の金属片は、相隣する２つの金属片の間に接着層が介在するように一体的に連結されて金属片アセンブリを構成し、金属片アセンブリは、ギャップの中に収容され、金属片アセンブリと基材との間には、絶縁部材がさらに設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、金属ケース、この金属ケースを備える電子装置及びこの金属ケースの製造方法に関するものである。

現在、技術の発展に伴って、ノートパソコン、携帯電話機及びマルチメディア装置などの電子装置の機能も多様化している。これと同時に、消費者の電子製品の外観に対する要求も益々高くなっている。金属ケースは、外観、構造の強度及び放熱等の方面で利点を有するため、多くの電子装置に使用されている。しかし、周知のように、金属ケースは、電磁波遮蔽性能を有し、その内部に設けられたアンテナの送受信機能を妨害するため、アンテナの放射効率を低下させる問題がある。

本発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、アンテナの無線信号を遮蔽せず、且つ金属ケースのサイズの精度を維持することができる金属ケース、この金属ケースを備える電子装置並びにこの金属ケースの製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る金属ケースは、ギャップを有する基材及び複数の金属片を備え、ギャップは、基材を貫通して設けられ、複数の金属片は、相隣する２つの金属片の間に接着層が介在するように一体的に連結されて金属片アセンブリを構成し、金属片アセンブリは、ギャップの中に収容され、金属片アセンブリと基材との間には、絶縁部材がさらに設けられる。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る金属ケースの製造方法は、金属材料からなる基材を提供して、基材にギャップを形成する工程と、複数の金属片を提供して、各金属片の側面に加熱されると溶けるプラスチック膜層を形成する工程と、複数の金属片を重ね合わせるようにセットした後、複数の金属片を加熱して、プラスチック膜層を溶融させて、冷却固化させて、接着層と成形させると共に、複数の接着層を介して複数の金属片を一体的に接合して、１つの金属片アセンブリを形成する工程と、金属片アセンブリ及び基材を射出成形金型の中にセットして、金属片アセンブリをギャップの中に収容し且つ金属片アセンブリの両側と基材との間に隙間をそれぞれ形成した後、射出成形金型の中に溶融したプラスチックを注入して、溶融したプラスチックにより隙間を充填して、溶融したプラスチックを冷却固化させて絶縁部材を形成し、絶縁部材によって金属片アセンブリと基材とを一体的に連結して、所望の金属ケースを得る工程と、を備える。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係る電子装置は、機体と、金属ケースと、機体の内部に設けられたアンテナと、を備え、金属ケースは、ギャップを有する基材及び複数の金属片を備え、ギャップは、基材を貫通して設けられ、複数の金属片は、相隣する２つの金属片の間に接着層が介在するように一体的に連結されて金属片アセンブリを構成し、金属片アセンブリは、ギャップの中に収容され、金属片アセンブリと基材との間には、絶縁部材がさらに設けられ、金属ケースが機体に装着された後、金属ケースの金属片アセンブリ及び絶縁部材により構成される部分は、アンテナに対応して位置する。

従来の技術と異なり、本発明の電子装置の金属ケースにおけるアンテナに対応する位置には、複数の金属片及び複数の絶縁部材が形成される。これにより、金属ケースに内蔵されたアンテナの送受信機能は、効果的に改善される。また、基材はアンテナとカップリングすることができるので、基材の一部は電子装置のアンテナの一部として機能して、アンテナの放射効率を大きく高めることができる。また、本発明は、金属ケースの複数の金属片及び複数の絶縁部材に対応する箇所に補強層を被覆させるため、金属ケースのサイズの精度を維持することができる。

本発明の実施形態に係る電子装置の斜視図である。 図１に示した電子装置の金属ケースの一部の拡大斜視図である。 図２に示した金属ケースを反対側から見た斜視図である。 図２に示した金属ケースの分解斜視図である。 図２に示した金属ケースのＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図５に示した金属ケースのＶＩ部の拡大図である。 図２に示した金属ケースのＶ−Ｖ線に沿った一部の拡大断面図である。

図１に示すように、本発明の電子装置１００は、ノートパソコン、携帯電話機又はマルチメディア再生装置などであるが、これらの電子装置に限定されるものではない。電子装置１００は、機体１０、前記機体１０に装着された金属ケース３０及びアンテナ５０を備える。

図２及び図３に示すように、金属ケース３０は、電子装置１００のバックケースとして使用され、且つ基材３１と、複数の金属片３３と、複数の接着層３５と、２つの絶縁部材３６と、基材３１の内面に接合されている補強層３７と、を含む。基材３１は、所望の三次元形状を有し、収容空間３０１を備える。収容空間３０１は、電子装置１００の機体１０と組み合わさって、アンテナ５０及び電池（図示せず）等の電子部品を収容する。

図６を併せて参照すると、本実施形態において、基材３１には、１つのギャップ３１０が設けられている。ギャップ３１０は、アンテナ５０を設置するエリアに対応して位置し、且つ基材３１の内面及び外面を貫通している。基材３１は、ギャップ３１０によって、独立した２つの主体部３１１に分けられる。基材３１は、合金材料によって製造される。好ましくは、５シリーズアルミニウム合金、６シリーズアルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金又はステンレスを採用する。複数の金属片３３及び複数の接着層３５は、２つの主体部３１１の間に挟まれて交互に設置されている。

各金属片３３も、合金材料によって製造される。好ましくは、５シリーズアルミニウム合金、６シリーズアルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金又はステンレスを採用する。複数の金属片３３、複数の接着層３５及び２つの絶縁部材３６は、ギャップ３１０の間に挟んで装着される。金属片３３と接着層３５とは交互に設けられる。接着層３５は、相隣する２つの金属片３３の間に設けられて、その両側に位置する金属片３３と互いに接着する。複数の金属片３３は、複数の接着層３５によって一体的に結合されて金属片アセンブリ３３０を形成する。接着層３５は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるプラスチックフィルムが加熱圧合されることによって形成される。

絶縁部材３６は、主体部３１１と主体部３１１に隣接する金属片３３との間に設けられて、主体部３１１と金属片３３とを絶縁して連接する。言い換えれば、各主体部３１１と該主体部３１１に隣接する金属片３３との間には、１つの絶縁部材３６が介在している。絶縁部材３６は、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ート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）及び変性樹脂材料の中の何れか１種又は多種の組成物が射出成形によって製造されたものである。また、絶縁部材３６は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるプラスチックフィルムが加熱圧合されることによって形成されたものであってもよい。

各金属片３３の金属ケース３０の長さ方向に沿う幅は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。各接着層３５及び各絶縁部材３６の金属ケース３０の長さ方向に沿う幅は、２０μｍ〜８００μｍ（０．０２ｍｍ〜０．８ｍｍ）である。好ましくは、各接着層３５及び各絶縁部材３６の金属ケース３０の長さ方向に沿う幅は、０．１５ｍｍである。即ち、相隣する２つの金属片３３の間の間隔、及び各主体部３１１とそれに隣接する金属片３３との間の間隔は、２０μｍ〜８００μｍ（０．０２ｍｍ〜０．８ｍｍ）である。これによって、金属ケース３０は、アンテナ５０の信号を妨害しない。

金属片３３の形状は、各主体部３１１の断面の形状と同じであり、ほぼ「Ｕ」字状の金属シートである。接着層３５は、その隣に位置する金属片３３に接着される。接着層３５の形状も、金属片３３の形状と同じであり、ほぼ「Ｕ」字状を呈する。絶縁部材３６によって、金属片３３及び主体部３１１は一体的に連結される。

補強層３７は、基材３１の内面を被覆して、各金属片３３、各接着層３５、各絶縁部材３６及び各主体部３１１の一部を一体的に連接する。補強層３７は、複数の金属片３３、複数の接着層３５、２つの絶縁部材３６及び２つの主体部３１１を、さらに緊密に且つ強固に一体的に連結する。補強層３７は、プラスチックからなる。このプラスチックは、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ート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）及び変性樹脂材料の中の１種又は多種の組成物である。

金属ケース３０が電子装置１００の機体１０に組み立てられた後、金属ケース３０の複数の金属片３３及び複数の接着層３５により構成された金属片アセンブリ３３０は、アンテナ５０に対応して位置する。複数の金属片３３は、アンテナ５０とカップリングして、電子装置１００のアンテナ構造の一部として機能することができる。これと同時に、金属ケース３０内に位置するアンテナ５０の信号は、複数の接着層３５及び２つの絶縁部材３６を通過して外部へ放射される。つまり、本発明のケース３０は、アンテナ５０の放射効率に影響を及さない。

本発明の実施形態に係る金属ケース３０の製造方法は、以下の工程を備える。

第一工程において、ギャップ３１０が設けられた基材３１を提供する。ギャップ３１０は、アンテナ５０が配置されるエリアに対応して設置される。基材３１は、ギャップ３１０によって、独立した２つの主体部３１１に分けられる。基材３１は、鋳造、プレス加工又はコンピュータ数値制御（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｕｍｂｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ,ＣＮＣ）によって、所定の形状に成形される。また、基材３１は、５シリーズアルミニウム合金、６シリーズアルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金又はステンレス等の合金材料からなる。

第二工程において、合金材料からなる複数の金属片３３を提供し、且つ各金属片３３の隣の金属片３３に向かう側面にプラスチック膜層３５１を形成する（図７（ａ）を参照）。前記合金材料は、５シリーズアルミニウム合金、６シリーズアルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金又はステンレスであることが好ましい。プラスチック膜層３５１は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）によって製造される。

第三工程において、相隣する２つの金属片３３の間にプラスチック膜層３５１が介在するように、複数の金属片３３を水平方向に沿って重ね合わさるようにセットする。次いで、複数の金属片３３を加熱して、プラスチック膜層３５１を溶融させた後に、冷却固化させて、複数の金属片３３を一体的に接着して、金属片アセンブリ３３０（図７（ｂ）を参照）を形成する。より詳細には、複数の金属片３３を互いにドッキングするように、金型（図示せず）の中にセットして、金属片３３を加熱して、相隣する２つの金属片３３の間のプラスチック膜層３５１を溶融した後に、それを冷却させて、溶融したプラスチック膜層３５１を固化させることによって、相隣する２つの金属片３３の間に接着層３５を形成すると共に、複数の接着層３５を介して複数の金属片３３を一体的に連結して、金属片アセンブリ３３０を形成する。各接着層３５の金属ケース３０の長さ方向に沿う幅は、２０μｍ〜８００μｍ（０．０２ｍｍ〜０．８ｍｍ）である。

第四工程において、金属片アセンブリ３３０及び上記の２つの主体部３１１を射出成形金型（図示せず）の中にセットして、金属片アセンブリ３３０を２つの主体部３１１の間のギャップ３１０の中に挟んで設置し、且つ金属片アセンブリ３３０の長さ方向に沿う両側と２つの主体部３１１との間に隙間をそれぞれ形成させ、さらに前記隙間（即ち、各主体部３１１とそれに隣接する金属片３３との間の距離）を、接着層３５の金属ケース３０の長さ方向に沿う幅に等しくさせる。次いで、射出成形金型の中に溶融したプラスチックを注入して、該溶融したプラスチックを各主体部３１１とそれに隣接する金属片３３との間の隙間の中に充填させる。次いで、溶融したプラスチックを冷却固化させて、各隙間の中に絶縁部材３６を形成して、絶縁部材３６を利用して各主体部３１１とそれに隣接する金属片３３とを一体的に連結する。

上記の工程において、各主体部３１１とそれに隣接する金属片３３との間の隙間の中に溶融したプラスチックを充填すると同時に、溶融したプラスチックを基材３１の内面及び側面に注入して、補強層３７となるよう冷却成形させる。補強層３７によって、複数の金属片３３、複数の接着層３５、２つの絶縁部材３６及び２つの主体部３１１を一体的に連結して、各主体部３１１と金属片アセンブリ３３０との接合力を強める。

変形例として、各絶縁部材３６の形成方法は、接着層３５の形成方法と同じであっても良い。即ち、金属片アセンブリ３３０の長さ方向に沿う２つの側面にそれぞれプラスチック膜層をセットして、該プラスチック膜層を加熱溶融しながら２つの主体部３１１と金属片アセンブリ３３０とを互いに向き合わせて設置した後プレスして、２つの主体部３１１と金属片アセンブリ３３０とを一体的に連結する。

第五工程において、ＮＣ工作機械を用いて、金属片３３の基材３１の外面から露出した余分な材料を除去して、金属片３３と基材３１との外面を同一平面上に位置させる。これにより、金属ケース３０を得る。最後に、金属ケース３０に対して、研磨又は表面装飾処理を行なって、金属ケース３０の外観の全体に渾然一体の金属効果を付与する。

１００ 電子装置
１０ 機体
３０ ケース
３０１ 収容空間
３１ 基材
３１０ ギャップ
３１１ 主体部
３３ 金属片
３３０ 金属片アセンブリ
３５ 接着層
３５１ プラスチック膜層
３６ 絶縁部材
３７ 補強層
５０ アンテナ

Claims (12)

1. ギャップを有する基材及び複数の金属片を備える金属ケースであって、
   前記ギャップは、前記基材を貫通して設けられ、複数の前記金属片は、相隣する２つの金属片の間に接着層が介在するように一体的に連結されて金属片アセンブリを構成し、前記金属片アセンブリは、前記ギャップの中に収容され、前記金属片アセンブリと前記基材との間には、絶縁部材がさらに設けられることを特徴とする金属ケース。
2. 前記基材は、前記ギャップによって独立した２つの主体部に分けられることを特徴とする請求項１に記載の金属ケース。
3. 各金属片の前記金属ケースの長さ方向に沿う幅は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであり、
   前記接着層及び前記絶縁部材の前記金属ケースの長さ方向に沿う幅は、０．０２ｍｍ〜０．８ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の金属ケース。
4. 前記接着層は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるプラスチックフィルムが加熱圧合されることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の金属ケース。
5. 前記金属ケースは、前記基材の内面に接合された補強層をさらに備え、前記補強層は、複数の前記金属片、複数の前記接着層、複数の前記絶縁部材及び２つの前記主体部を一体的に連結することを特徴とする請求項２に記載の金属ケース。
6. 前記補強層は、プラスチックからなり、このプラスチックは、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ート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）及び変性樹脂材料の中の１種又は複数の組成物であることを特徴とする請求項５に記載の金属ケース。
7. 前記基材及び複数の前記金属片は、それぞれ５シリーズアルミニウム合金、６シリーズアルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金又はステンレスにより製造されることを特徴とする請求項１に記載の金属ケース。
8. 金属材料からなる基材を提供して、前記基材にギャップを形成する工程と、
   複数の金属片を提供して、各金属片の側面に加熱されると溶けるプラスチック膜層を形成する工程と、
   前記複数の金属片を重ね合わせるようにセットした後、前記複数の金属片を加熱して、前記プラスチック膜層を溶融させて、冷却固化させて、接着層と成形させると共に、複数の前記接着層を介して前記複数の金属片を一体的に接合して、１つの金属片アセンブリを形成する工程と、
   前記金属片アセンブリ及び前記基材を射出成形金型の中にセットして、前記金属片アセンブリを前記ギャップの中に収容し且つ前記金属片アセンブリの両側と前記基材との間に隙間をそれぞれ形成した後、前記射出成形金型の中に溶融したプラスチックを注入して、前記溶融したプラスチックにより前記隙間を充填して、前記溶融したプラスチックを冷却固化させて絶縁部材を形成し、前記絶縁部材によって前記金属片アセンブリと前記基材とを一体的に連結して、所望の金属ケースを得る工程と、
   を備えることを特徴とする金属ケースの製造方法。
9. 射出成形の過程において、前記絶縁部材を形成すると共に、前記金属片アセンブリ、前記絶縁部材及び前記基材の内面の一部に溶融樹脂を被覆して、補強層を形成して、前記補強層により前記基材、前記金属片アセンブリ及び前記絶縁部材を水平方向に沿ってさらに強固に連結することを特徴とする請求項８に記載の金属ケースの製造方法。
10. 前記金属片アセンブリの前記基材の外面から突出する部分を研磨して、前記金属ケースの外面を滑らかにする工程をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の金属ケースの製造方法。
11. 機体と、金属ケースと、前記機体の内部に設けられたアンテナと、を備える電子装置であって、
    前記金属ケースは、請求項１〜７の何れか１項に記載の金属ケースであり、前記金属ケースが前記機体に装着された後、前記金属ケースの前記金属片アセンブリ及び前記絶縁部材により構成される部分は、前記アンテナに対応して位置することを特徴とする電子装置。
12. 前記基材に固定された前記金属片は、前記アンテナとカップリングして、前記電子装置のアンテナの一部として機能することを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。

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