JP2017126602A - 電子機器用筐体および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】一定の強度を確保しつつ薄型化および軽量化を図ることができる電子機器用筐体および電子機器を提供すること。
【解決手段】電子機器用筐体１は、シート状筐体部材１１と、シート状筐体部材１１の周囲に配置され、インサート成形によってシート状筐体部材１１の外縁部１１ｃと一体化されたフレーム部材１２と、フレーム部材１２を介して、シート状筐体部材１１に対して張力Ｔを付与する張力付与機構と、を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器用筐体およびそれを用いた電子機器に関する。

ノートブック型のパーソナルコンピュータ（ノート型ＰＣ）、タブレット型のパーソナルコンピュータ（タブレット型ＰＣ）、スマートフォンおよび携帯電話等の各種の電子機器の筐体は、軽量、薄型かつ高強度である必要がある。そこで、このような電子機器の筐体として、炭素繊維等の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ板（繊維強化樹脂板）が広く用いられている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−１６５９３０号公報

ここで、特許文献１に示すような従来の電子機器用筐体では、上記プリプレグ板を複数積層したものを筐体用材料として用いているが、一定の強度を確保する観点から、これ以上筐体を薄くすることができず、日々高まる薄型化・軽量化の要求を満たすことが困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一定の強度を確保しつつ薄型化および軽量化を図ることができる電子機器用筐体および電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子機器用筐体は、シート状筐体部材と、前記シート状筐体部材の周囲に配置され、インサート成形によって前記シート状筐体部材の外縁部と一体化されたフレーム部材と、前記フレーム部材を介して、前記シート状筐体部材に対して張力を付与する張力付与機構と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器用筐体は、上記発明において、前記張力付与機構は、前記シート状筐体部材と対向して配置され、前記シート状筐体部材との間に各種電子部品が配置される空間を形成する平板状の筐体部材と、前記筐体部材から前記シート状筐体部材側に突出し、前記シート状筐体部材と接触するリブ部と、前記フレーム部材と前記筐体部材の外縁部とを締結する締結部材と、を備え、前記シート状筐体部材と前記リブ部とが接触する部分を支点とし、前記フレーム部材と前記筐体部材の外縁部とが締結された部分を力点とし、前記シート状筐体部材と前記フレーム部材とが固定された部分を作用点として、前記シート状筐体部材に張力を付与することを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器用筐体は、上記発明において、前記張力付与機構は、前記シート状筐体部材と対向して配置され、前記シート状筐体部材との間に各種電子部品が配置される空間を形成する有底箱状の筐体部材と、前記筐体部材の端部に形成され、前記空間側から前記フレーム部材に接触するフランジ部と、前記フレーム部材と前記筐体部材の側面とを締結する締結部材と、を備え、前記フランジ部と前記フレーム部材とが接触する部分を支点とし、前記フレーム部材と前記筐体部材の側面とが締結された部分を力点とし、前記シート状筐体部材と前記フレーム部材とが固定された部分を作用点として、前記シート状筐体部材に張力を付与することを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器用筐体は、上記発明において、前記フレーム部材は平面形状が四角枠状であり、４つのコーナー部がそれ以外の部分よりも柔軟な素材で構成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器用筐体は、上記発明において、前記シート状筐体部材は、織物であることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器用筐体は、上記発明において、前記シート状筐体部材は、炭素繊維が三軸で織られた三軸織物であることを特徴とする。

また、本発明に係る電子機器用筐体は、上記発明において、前記シート状筐体部材は、炭素繊維が一方向に配列された一方向配列材であることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、上記電子機器用筐体を用いたことを特徴とする。

本発明に係る電子機器用筐体およびそれを用いた電子機器によれば、シート状筐体部材を用いるとともに、シート状筐体部材に対して張力を付与することにより、外力に対抗しうる強度を確保することができるとともに、従来のようなプリプレグ板の積層体を電子機器用筐体として用いた場合と比較して、薄型化および軽量化を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る電子機器用筐体を適用可能な電子機器を示す斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る電子機器用筐体の第１筐体部材を示す平面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る電子機器用筐体の第１筐体部材を示す断面図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る電子機器用筐体を示す、図２のＸ−Ｘ断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係る電子機器用筐体のシート状筐体部材に適用可能な炭素繊維の三軸織物を示す模式図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る電子機器用筐体の第１筐体部材を示す平面図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る電子機器用筐体の第１筐体部材を示す断面図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係る電子機器用筐体を示す、図６のＹ−Ｙ断面図である。

以下、本発明に係る電子機器用筐体および電子機器について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明に係る電子機器用筐体を適用可能な電子機器５０としては、例えば図１に示すようなノート型ＰＣが挙げられる。電子機器５０は、キーボード装置５１１、背面カバー５１２ａおよび正面カバー５１２ｂを有する機器本体５１と、液晶ディスプレイ等からなるディスプレイ装置５２１、背面カバー５２３ａおよび正面カバー５２３ｂを有する矩形平板状の蓋体５２とを備え、蓋体５２を左右のヒンジ５２２により機器本体５１に対して開閉可能に連結したクラムシェル型のノート型ＰＣである。本発明に係る電子機器用筐体は例えばこの電子機器５０の背面カバー５１２ａ，５２３ａとして利用することができる。なお、機器本体５１の内部には、図示しない基板、演算処理装置、ハードディスク装置およびメモリ等の各種電子部品が収納されている。

［第１実施形態］
第１実施形態に係る電子機器用筐体について、図２〜図５を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器用筐体１は、図２および図３に示すように、当該電子機器用筐体１を構成する部材として、従来のプリプレグ板のようなそれ自体で剛性を有する素材を用いるのではなく、プリプレグ板よりもはるかに薄く軽量なシート状筐体部材１１を用い、このシート状筐体部材１１に対して張力Ｔを常時付与することにより、従来のプリプレグ板と同様の剛性を確保することを特徴としている。

電子機器用筐体１は、図４に示すように内部に空間を有する箱状に形成されており、シート状筐体部材１１およびフレーム部材１２からなる第１筐体部材１０と、第２筐体部材（筐体部材）２０と、締結部材３０と、を備えている。ここで、第２筐体部材２０および締結部材３０は、後記するように、フレーム部材１２を介して、シート状筐体部材１１に対して張力Ｔを付与する張力付与機構として機能する。なお、図４は、電子機器用筐体１を図２に示したＸ−Ｘ方向で切断した場合の片側（左側）の断面を示しているが、その反対側（右側）の断面も同様の構成を備えている。

シート状筐体部材１１は、図４に示すように、平坦部１１ａと、傾斜部１１ｂと、外縁部１１ｃと、を有している。傾斜部１１ｂは、第２筐体部材２０から伸びるリブ部２１によってシート状筐体部材１１が外側（第２筐体部材２０とは反対方向）に押されて形成されたものであり、平坦部１１ａの末端から所定の角度で傾斜し、外縁部１１ｃへ続いている。外縁部１１ｃは、インサート成形によってフレーム部材１２に埋設されており、当該フレーム部材１２に対して強固に固定されている。そして、シート状筐体部材１１は、後記するように、フレーム部材１２を介して張力付与機構によって張力Ｔが付与されている。

ここで、シート状筐体部材１１としては、例えば図５に示すように、炭素繊維１１１が三軸で織られた一枚の三軸織物を用いることができる。このような三軸織物をシート状筐体部材１１として用いることにより、外力を三方向に逃がすことができる。また、従来用いられていたプリプレグ板の積層体は厚さが０．５ｍｍ前後であるが、同図に示す三軸織物は樹脂成分が不要で、かつ単層で構成されているため、厚さが０．１３ｍｍ前後であり、薄く軽量である。

また、三軸織物は、図５に示すように、強固に織られた状態において必ず微細な織目１１２が形成される。従って、シート状筐体部材１１として三軸織物を用いることにより、電子機器用筐体１内に各種電子部品Ｍ（図４参照）を配置した場合において、当該電子部品Ｍが発する熱を、織目１１２を介して外部に排出することが可能となる。また、三軸織物には必ず織目１１２が形成されるため、後記するように、シート状筐体部材１１（三軸織物）を、フレーム部材１２を構成する樹脂または金属にインサート成形する際に、樹脂または金属が織目１１２に入り込み、固定性が向上する。また、例えばこのような織目１１２に光源を配置することにより、イルミネーション等の装飾的機能として活用することも可能である。

また、シート状筐体部材１１としては、三軸織物の他にも、二軸織物や四軸織物といったその他の織物、あるいは炭素繊維が一方向に配列された一方向配列材（ＵＤ（Uni Derection）材）等を用いることもできる。特にＵＤ材は高い強度を有する素材であるため、シート状筐体部材１１としてＵＤ材を用いることにより、上記織物を用いた場合以上の高い強度を確保することができる。また、炭素繊維以外にも、その他の繊維状材料を用いることができる。

フレーム部材１２は、シート状筐体部材１１を支持するとともに、箱状の電子機器用筐体１の側面を構成するものである。フレーム部材１２は、図２に示すように四角枠状に形成され、シート状筐体部材１１の周囲に配置されている。また、フレーム部材１２は、図４に示すように、インサート成形によってシート状筐体部材１１の外縁部１１ｃと一体化されている。なお、フレーム部材１２は、樹脂または金属によって構成されている。

第２筐体部材２０は、箱状の電子機器用筐体１の他方の面を構成するものである。第２筐体部材２０は、図４に示すように平板状に形成されており、シート状筐体部材１１と対向して配置されている。そして、第２筐体部材２０とシート状筐体部材１１との間には、各種電子部品Ｍが配置される空間が形成されている。

第２筐体部材２０は、図４に示すように、フレーム部材１２の近傍にリブ部２１が形成されている。このリブ部２１は、シート状筐体部材１１側に突出し、当該シート状筐体部材１１と接触している。締結部材３０は、例えばネジであり、フレーム部材１２の下面１２ａと第２筐体部材２０の外縁部２０ａとを締結し、両者を固定している。

以上のような構成を備える電子機器用筐体１は、図４に示すように、締結部材３０を締結した際に、シート状筐体部材１１とリブ部２１とが接触する部分を支点とし、フレーム部材１２と第２筐体部材２０の外縁部２０ａとが締結された部分を力点とし、シート状筐体部材１１とフレーム部材１２とが固定された部分を作用点として、テコの原理により、シート状筐体部材１１に対して縦方向および横方向の張力Ｔを付与する（図２参照）。すなわち、締結部材３０が締結された際の締結力Ｆが上記力点に付与されることにより、上記支点を介してシート状筐体部材１１に張力Ｔが付与されることになる。

従って、このようなシート状筐体部材１１を用いるとともに、シート状筐体部材１１に対して張力Ｔを付与することにより、外力に対抗しうる強度を確保することができるとともに、従来のようなプリプレグ板の積層体を電子機器用筐体として用いた場合と比較して、薄型化および軽量化を図ることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る電子機器用筐体について、図６〜図８を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器用筐体１Ａは、第１実施形態とは張力Ｔを付与する方法が異なる。なお、以下の説明では、第１実施形態と重複する構成については適宜説明を簡略化・省略する。

本実施形態に係る電子機器用筐体１Ａは、図６および図７に示すように、当該電子機器用筐体１Ａを構成する部材として、プリプレグ板よりもはるかに薄く軽量なシート状筐体部材１１Ａを用い、このシート状筐体部材１１Ａに対して張力Ｔを常時付与することにより、従来のプリプレグ板と同様の剛性を確保することを特徴としている。

電子機器用筐体１Ａは、図８に示すように内部に空間を有する箱状に形成されており、シート状筐体部材１１Ａおよびフレーム部材１２Ａからなる第１筐体部材１０Ａと、第２筐体部材（筐体部材）２０Ａと、締結部材３０と、を備えている。ここで、第２筐体部材２０Ａおよび締結部材３０は、後記するように、フレーム部材１２Ａを介して、シート状筐体部材１１Ａに対して張力Ｔを付与する張力付与機構として機能する。

シート状筐体部材１１Ａは、箱状の電子機器用筐体１Ａの一方の面を構成するものである。シート状筐体部材１１Ａは、図８に示すように平坦に形成されている。そして、シート状筐体部材１１Ａの外縁部１１ｃは、インサート成形によってフレーム部材１２Ａに埋設されており、当該フレーム部材１２Ａに対して強固に固定されている。シート状筐体部材１１Ａとしては、第１実施形態と同様に、三軸織物（図５参照）、二軸織物、四軸織物およびＵＤ材を用いることができる。

フレーム部材１２Ａは、シート状筐体部材１１Ａを支持するとともに、箱状の電子機器用筐体１Ａの側面を構成するものである。フレーム部材１２Ａは、図６に示すように四角枠状に形成され、シート状筐体部材１１Ａの周囲に配置されている。また、フレーム部材１２Ａは、図８に示すように一部が外側に屈曲した凹部１２ｂが形成されている。そして、フレーム部材１２Ａは、図８に示すように、インサート成形によってシート状筐体部材１１Ａの外縁部１１ｃと強固に一体化されている。

また、フレーム部材１２Ａは、例えば４つのコーナー部１２１がそれ以外の部分、すなわちコーナー部１２１以外の部分よりも柔軟な素材で構成されている。これにより、張力付与機構は、フレーム部材１２Ａにおけるコーナー部１２１以外の部分を介して、シート状筐体部材１１Ａに対して適切に張力Ｔを付与することができる。なお、コーナー部１２１の素材としては、例えば金属以外の樹脂類や、より柔軟なエラストマー等を用いることができる。

また、コーナー部１２１は、コーナー部１２１以外の部分と同じ素材で構成しても構わない。この場合、例えばコーナー部１２１の肉厚を、コーナー部１２１以外の部分の肉厚よりも薄くすることにより、当該コーナー部１２１の構造上の剛性を低減させる。これにより、コーナー部１２１を柔軟な素材で構成した場合と同様に、フレーム部材１２Ａにおけるコーナー部１２１以外の部分を介して、シート状筐体部材１１Ａに対して適切に張力Ｔを付与することができる。

第２筐体部材２０Ａは、箱状の電子機器用筐体１Ａの他方の面を構成するものである。第２筐体部材２０Ａは、図８に示すように有底箱状に形成されており、シート状筐体部材１１Ａと対向して配置されている。

第２筐体部材２０Ａは、図８に示すように、端部にフランジ部２１Ａが形成されている。このフランジ部２１Ａは、フレーム部材１２Ａの凹部１２ｂ側に突出し、当該凹部１２ｂと接触している。締結部材３０は、フレーム部材１２Ａと第２筐体部材２０Ａの側面２０ｂとを締結する。

以上のような構成を備える電子機器用筐体１Ａは、図８に示すように、締結部材３０を締結した際に、フランジ部２１Ａとフレーム部材１２Ａとが接触する部分を支点とし、フレーム部材１２Ａと第２筐体部材２０Ａの側面２０ｂとが締結された部分を力点とし、シート状筐体部材１１Ａとフレーム部材１２Ａとが固定された部分を作用点として、テコの原理により、シート状筐体部材１１Ａに対して縦方向および横方向の張力Ｔを付与する（図６参照）。すなわち、締結部材３０が締結された際の締結力Ｆが上記力点に付与されることにより、上記支点を介してシート状筐体部材１１Ａに張力Ｔが付与されることになる。

従って、このようなシート状筐体部材１１Ａを用いるとともに、シート状筐体部材１１Ａに対して張力Ｔを付与することにより、外力に対抗しうる強度を確保することができるとともに、従来のようなプリプレグ板の積層体を電子機器用筐体として用いた場合と比較して、薄型化および軽量化を図ることができる。

以上、本発明に係る電子機器用筐体およびそれを用いた電子機器について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、シート状筐体部材１１，１１Ａを構成する繊維としては、炭素繊維１１１以外にも、金属繊維、植物繊維、合成繊維等を用いることができ、繊維以外にも金属膜等も用いることができる。

また、電子機器用筐体１Ａでは、フレーム部材１２Ａにおける４つのコーナー部１２１が、それ以外の部分よりも柔軟な素材で構成されていたが、例えばコーナー部１２１に相当する部分を切断し、当該切断部分にキャップ等の別部材を嵌め込むような構成、あるいは４つのコーナー部１２１を丸め、フレーム部材１２Ａの平面形状を角丸四角枠状とする構成としても構わない。このような構成であっても、コーナー部１２１を柔軟な素材で構成した場合と同様の効果を奏する。

また、図１では、電子機器５０の一例としてノート型ＰＣを例示したが、電子機器用筐体１，１Ａは、タブレット型ＰＣ、スマートフォンおよび携帯電話等にも適用することができる。また、上記以外の電子機器においても、例えば機器内部の熱を排出するサーマールルーバー部分等に利用することができる。

１，１Ａ 電子機器用筐体
１０，１０Ａ 第１筐体部材
１１，１１Ａ シート状筐体部材
１１ａ 平坦部
１１ｂ 傾斜部
１１ｃ 外縁部
１１１ 炭素繊維
１１２ 織目
１２，１２Ａ フレーム部材
１２ａ 下面
１２ｂ 凹部
１２１ コーナー部
２０，２０Ａ 第２筐体部材（筐体部材）
２０ａ 外縁部
２０ｂ 側面
２１ リブ部
２１Ａ フランジ部
３０ 締結部材
５０ 電子機器
５１ 機器本体
５１１ キーボード装置
５１２ａ 背面カバー
５１２ｂ 正面カバー
５２ 蓋体
５２１ ディスプレイ装置
５２２ ヒンジ
５２３ａ 背面カバー
５２３ｂ 正面カバー

Claims (8)

1. シート状筐体部材と、
   前記シート状筐体部材の周囲に配置され、インサート成形によって前記シート状筐体部材の外縁部と一体化されたフレーム部材と、
   前記フレーム部材を介して、前記シート状筐体部材に対して張力を付与する張力付与機構と、
   を備えることを特徴とする電子機器用筐体。
2. 前記張力付与機構は、
   前記シート状筐体部材と対向して配置され、前記シート状筐体部材との間に各種電子部品が配置される空間を形成する平板状の筐体部材と、
   前記筐体部材から前記シート状筐体部材側に突出し、前記シート状筐体部材と接触するリブ部と、
   前記フレーム部材と前記筐体部材の外縁部とを締結する締結部材と、
   を備え、
   前記シート状筐体部材と前記リブ部とが接触する部分を支点とし、前記フレーム部材と前記筐体部材の外縁部とが締結された部分を力点とし、前記シート状筐体部材と前記フレーム部材とが固定された部分を作用点として、前記シート状筐体部材に張力を付与することを特徴とする請求項１に記載の電子機器用筐体。
3. 前記張力付与機構は、
   前記シート状筐体部材と対向して配置され、前記シート状筐体部材との間に各種電子部品が配置される空間を形成する有底箱状の筐体部材と、
   前記筐体部材の端部に形成され、前記空間側から前記フレーム部材に接触するフランジ部と、
   前記フレーム部材と前記筐体部材の側面とを締結する締結部材と、
   を備え、
   前記フランジ部と前記フレーム部材とが接触する部分を支点とし、前記フレーム部材と前記筐体部材の側面とが締結された部分を力点とし、前記シート状筐体部材と前記フレーム部材とが固定された部分を作用点として、前記シート状筐体部材に張力を付与することを特徴とする請求項１に記載の電子機器用筐体。
4. 前記フレーム部材は平面形状が四角枠状であり、４つのコーナー部がそれ以外の部分よりも柔軟な素材で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の電子機器用筐体。
5. 前記シート状筐体部材は、織物であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子機器用筐体。
6. 前記シート状筐体部材は、炭素繊維が三軸で織られた三軸織物であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子機器用筐体。
7. 前記シート状筐体部材は、炭素繊維が一方向に配列された一方向配列材であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子機器用筐体。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電子機器用筐体を用いたことを特徴とする電子機器。

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