JP5044510B2 - 筐体、電子機器、および筐体の製造方法 - Google Patents
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Description
そして、封止部にある芯体が樹脂表面から露出したり、筐体に反りが発生したりすれば製品品質の低下を招くことになる。
図1は、本発明の実施の形態に係る電子機器を例示するための模式図である。また、図1(a)は電子機器の正面図、図1(b)は図1(a)におけるA−A矢視断面を表している。
なお、図1に例示をする電子機器は、本発明の実施の形態に係る電子機器の一例として、キースイッチのような入力手段やフラットパネルディスプレイのような出力手段などを備えた携帯用情報機器を例示するものである。携帯用情報機器としては、例えば、携帯用コンピュータ、各種の携帯用オーディオプレーヤーやビデオプレーヤー、PDA(Personal Digital Assistant)などの携帯情報端末、携帯電話などを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく各種の電子機器に適用することができる。
図2は、本発明の実施の形態に係る筐体を例示するための模式斜視図である。また、図2(a)は筐体の模式斜視図、図2(b)は筐体に設けられる芯体の模式斜視図である。 図2(a)に示すように、筐体2には、その周囲を枠状に囲む封止部4と、封止部4の内部に周縁部8の少なくとも1部が封止されることで封止部4と一体成形される板状の芯体3と、が設けられている。
また、芯体3の主面(第1の主面3a、第2の主面3b)を貫通する孔3cが適宜設けられている。孔3cは、例えば、第1の主面3a、第2の主面3bに設けられた部材の配線などのために用いられる。
図3は、周縁部に係る第1の比較例を例示するための模式断面図である。また、図3(a)は突出部が長い場合を例示するための模式断面図、図3(b)は突出部が短い場合を例示するための模式断面図である。
図5(a)、(b)に示すように、芯体3の平板部の主面3a、3bの周縁には、突出部8aと延出部8bとを有する周縁部8が設けられている。突出部8aは、芯体3の平板部の周縁から芯体3の第2の主面3bの側(裏面側)に突出するようにして設けられている。すなわち、突出部8aは、芯体3の周縁に設けられ、芯体3の平板部の主面(第1の主面3a、第2の主面3b)と交差する方向に突出して設けられている。
すなわち、突出部8aの平板部側の一部(延出部8bから遠方側の一部)は、封止部4から露出している。
そのため、金型110で突出部8a(第1の折曲部8a1)の露出部分を支持するようにすれば、突出部8aの変形を抑制することができる。
この場合、図5(a)に示すように、延出部8bの位置を封止部4の厚み方向における略中央とすることができる。そのようにすれば図5(b)に示すように、封止部4の表面側、裏面側の双方において延出部8bの露出を抑制することができる。ただし、樹脂の充填方向などによって延出部8bの変形方向が予想できる場合には、変形方向における封止部4の厚み方向端面との寸法が長くなるような位置に延出部8bを設けるようにすることもできる。
図6に示すように、芯体3の周縁には、突出部8aと延出部18bとを有する周縁部18が設けられている。そして、図5において例示をしたものと同様に、突出部8aには第1の折曲部8a1と第2の折曲部8a2とが設けられている。また、第2の折曲部8a2と連接し、第2の折曲部8a2の突出方向(折曲方向)と交差する方向であって、芯体3の中央部から見て外側に向かって延出する延出部18bが設けられている。
また、図示は省略するが、延出部の先端に折曲部を設けるようにすることもできる。また、延出部と樹脂との接合性や樹脂の流動性などを考慮して、延出部に切り欠きや穴などを設けるようにすることもできる。
図7に示すように、芯体13の周縁には、突出部28aと延出部28bとを有する周縁部28が設けられている。突出部28aは、芯体13の周縁から芯体13の第2の主面13bの側(裏面側)に突出するようにして設けられている。すなわち、突出部28aは、芯体13の主面(第1の主面13a、第2の主面13b)と交差する方向に突出するようにして設けられている。
ここで、電子機器の種類によっては芯体が樹脂表面から露出することを抑制することよりも、充填された樹脂が冷却される際に発生する筐体の反りを抑制することの方が重要となる場合がある。例えば、封止部4の厚み方向の寸法が比較的厚いものなどの場合には、芯体が樹脂表面から露出するおそれが低くなるので、筐体の反りの抑制のみを考慮すれば良い場合もある。
次に、筐体の反りを抑制することについて例示をする。
芯体に用いられる金属材料などの熱膨張率よりは、封止部に用いられる樹脂材料の熱膨張率の方が大きい。そのため、充填された樹脂が冷却される際に熱応力が発生する。そして、発生した熱応力の分布が大きくなると筐体に反りが発生する場合がある。
前述したように、封止部4と平板部30(芯体)との間における熱膨張率の差により熱応力が発生する。この場合、発生する熱応力の大きさは平板部30(芯体)と接する部分における封止部4の厚み寸法によって変化し、封止部4の厚み寸法が厚くなるほど発生する熱応力が大きくなる。そのため、平板部30(芯体)と接する部分における封止部4の厚み寸法の厚い側の収縮量が大きくなって、封止部4の厚み寸法の薄い側に突出するように筐体32が反ることになる。
図8(b)、図8(c)に示す湾曲した矢印は筐体32の反る様子を表している。すなわち、図8に例示をしたものの場合には、平板部30の主面30b側に接する封止部4の厚み寸法の方が厚いので、封止部4の厚み寸法が薄い主面30aの側に突出するように筐体32が反ることになる。
筐体32にこのような反りが発生すると、平板部30の主面30a、30bに操作部材や機構部材などを設ける際の障害となる。また、外皮7の取付けに支障が生じ、商品性が著しく低下してしまうことにもなる。すなわち、製品品質が著しく低下することになる。
図9、図10に示すように、芯体は、第1の主面と、これに対向する第2の主面と、を有する平板部を備え、平板部(芯体)の周縁には封止部4が設けられている。
また、第1及び第2の主面と交差する方向に突出する突出部38a〜38eが平板部(芯体)の周縁に設けられている。
そして、突出部38a〜38eの少なくとも一部が封止部4により封止されている。この場合、前述したものと同様に突出部38a〜38eの平板部側の一部が封止部4から露出しているようにすることもできる。
突出部38a〜38eの形態としては、図9(a)、図10(a)に示すような湾曲状の突出部38a、図9(b)、図10(b)に示すようなL字状の突出部38b、図9(c)、図10(c)に示すようなU字状の突出部38c、図9(d)、図10(d)に示すようなZ字状の突出部38d、図9(e)、図10(e)に示すような階段状の突出部38eなどを例示することができる。ただし、これらの形態に限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、図9、図10に例示をしたものは封止部4の厚み寸法が厚い側に突出部38a〜38eを突出させているが、樹脂充填の際に封止部4の表面から突出部38a〜38eが露出しない場合には封止部4の厚み寸法が薄い側に突出部を突出させるようにすることもできる。
例えば、図8(b)に例示をしたような平板状の芯体の場合において、芯体の材料をステンレス、その厚み寸法を0.3mmとすれば中央部分における反り量は1.5mm程度となった。これに対し、図10(b)に例示をしたような突出部を設け、芯体の主面から突出する寸法を0.9mmとすれば中央部分における反り量を0.5mm程度に抑制することができた。
また、図5、図6に例示をしたものと同様に、突出部38a〜38eの周縁に設けられ突出部38a〜38eが突出する方向と交差する方向であって平板部の中央部から見て外側に向かって延出する延出部をさらに備えるようにすることもできる。延出部をさらに備えるようにすれば封止部4をさらに補強することができ、ひいては筐体の強度をさらに向上させることができる。その結果、筐体の反りをさらに抑制することができる。
平板部30(芯体)と接する部分における封止部4の厚み寸法の差を少なくするためには、例えば、封止部4に樹脂が除去された部分である肉抜き部4dを設けるようにすればよい。この場合、図11(a)〜(e)に例示をするように、封止部4の厚み寸法が薄い側における寸法T1と厚い側における寸法T2との差が少なくなるように肉抜き部4dを設ければよい。このようにすれば、寸法T1側における熱応力と寸法T2側における熱応力との差を少なくすることができる。そして、芯体の両主面側において発生する熱応力の差を少なくすることができるので筐体の反りを抑制することができる。この場合、寸法T1と寸法T2とを略同一とすれば、発生する熱応力を略均衡させることができる。
すなわち、図11に例示をした筐体においては、第1の主面とこれに対向する第2の主面とを有する平板部30と、平板部30の周縁に設けられ、樹脂が除去された肉抜き部4dを有する封止部4と、を備え、肉抜き部4dは、第1の主面側に発生する熱応力と、第2の主面側に発生する熱応力と、の差が少なくなるように設けられている。
また、肉抜き部4dは、第1の主面側における封止部4の厚み寸法T1と、第2の主面側における封止部4の厚み寸法T2と、の差が少なくなるように設けられている。
なお、肉抜き部4dの大きさ、形状、数、配置などは例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、肉抜き部4dの形態として一方が開放されたものを例示したが、中空状に設けられる肉抜き部とすることもできる。また、厚み寸法の差を少なくすることは必ずしも厳密に行う必要はなく、例えば、筐体の反りが許容できる範囲内で製品デザインなどを考慮して、肉抜き部の大きさ、形状、数、配置などを適宜決定することもできる。
図12(a)、(b)に示すように、封止部4に沿って略均等に肉抜き部4dを設けるようにすることができる。この場合、図12(a)に例示をするように連結部4eを適宜設けるようにすることで封止部の強度低下を抑制することもできる。なお、肉抜き部4d、連結部4eの大きさ、形状、数、配置などは例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
図13は、突出部と肉抜き部とを設ける場合を例示するための模式断面図である。
図13(a)〜(e)に示すように、平板部の周縁に設けられ第1及び第2の主面と交差する方向に突出する突出部38a〜38eを設けるとともに肉抜き部4dを適宜設けて突出部38a〜38e(芯体)と接する部分における封止部4の厚み寸法の差を少なくするようにすれば、筐体の反りをさらに抑制することができる。なお、突出部38a〜38e、肉抜き部4dの大きさ、形状、数、配置などは例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、肉抜き部4dの形態として一方が開放されたものを例示したが、中空状に設けられる肉抜き部とすることもできる。また、厚み寸法の差を少なくすることは必ずしも厳密に行う必要はなく、例えば、筐体の反りが許容できる範囲内で製品デザインなどを考慮して、肉抜き部の大きさ、形状、数、配置などを適宜決定することもできる。
また、図5、図6に例示をしたものと同様に、突出部38a〜38eの周縁に設けられ突出部38a〜38eが突出する方向と交差する方向であって平板部の中央部から見て外側に向かって延出する延出部をさらに備えるようにすることもできる。延出部をさらに備えるようにすれば封止部4をさらに補強することができ、ひいては筐体の強度をさらに向上させることができる。その結果、筐体の反りをさらに抑制することができる。
図14に示すように、まず、芯体を形成する(ステップS1)。
この際、キースイッチなどの入力手段やフラットパネルディスプレイなどの出力手段などの操作部材、回路基板や電源などの機構部材などを設ける主面(平坦面)を形成する。また、この主面に連接するようにして、芯体の周縁に突出部と延出部とを有する周縁部を形成する。すなわち、主面の周縁に設けられ、主面と交差する方向に突出して設けられた突出部と、突出部に設けられ、突出部が突出する方向と交差する方向であって、主面の中央部から見て外側に向かって延出する延出部と、を有する芯体を形成する。
また、突出部、延出部を設けないようにすることもできる。その場合は、後述するように樹脂封止がされる部分(封止部)に肉抜き部を設けるようにすればよい。
この場合、延出部が設けられている場合には少なくとも延出部を樹脂封止するようにする。また、延出部が設けられていない場合には少なくとも突出部を樹脂封止するようにする。また、前述したように、突出部の延出部が設けられた面を樹脂封止するようにすることもできる。また、延出部を樹脂封止がされる部分(封止部)の厚み方向において略中央となる位置に保持するようにすることもできる。また、樹脂封止がされる際には、突出部の延出部が設けられた面と対向する面を支持するようにすることもできる。また、樹脂封止にはインサート成形法を用いることができる。
なお、突出部、延出部が設けられている場合であっても肉抜き部を設けるようにすることもできる。
まず、図15(a)に示すように、射出成形機100の成形金型である雌金型100aと雄金型100bの間に芯体Wを載置する。
次に、図15(b)に示すように、雌金型100aと雄金型100bの型締めを行う。型締めの際には、雌金型100aと雄金型100bとにより少なくとも延出部が設けられた部分が樹脂封止されるような位置に芯体が保持される。また、金型により突出部が支持されるようになっている。
例えば、操作部材としては、キースイッチなどの入力手段やフラットパネルディスプレイなどの出力手段などを例示することができる。また、機構部材としては、回路基板や電源などを例示することができる。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、電子機器1が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
Claims (10)
- 第1の主面とこれに対向する第2の主面とを有する平板部と、
前記平板部の周縁に設けられ、前記第1及び第2の主面と交差する方向に突出するように折り曲げられた第1の折曲部と、前記第1の折曲部と直接連接し前記第1の折曲部が突出する方向から反転する方向に折り曲げられた第2の折曲部と、を有する突出部と、
前記突出部の周縁に位置し、前記第2の折曲部に連接し、前記突出部が突出する方向と交差する方向であって、前記平板部の中央に対してその外側に向かう方向に延出する延出部と、
前記延出部を封止する封止部と、
を備え、
前記延出部は、前記封止部の厚み方向の略中央に設けられたことを特徴とする筐体。 - 前記延出部は、前記第1及び第2の主面に対して略平行に延在してなること、を特徴とする請求項1記載の筐体。
- 前記延出部は、凹凸部を有すること、を特徴とする請求項1または2に記載の筐体。
- 前記突出部の前記平板部側の一部は、前記封止部から露出していること、を特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の筐体。
- 前記封止部は、樹脂が除去された肉抜き部を有し、
前記肉抜き部は、前記第1の主面側に発生する熱応力と、前記第2の主面側に発生する熱応力と、の差が少なくなるように設けられていること、を特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の筐体。 - 前記肉抜き部は、前記第1の主面側における前記封止部の厚み寸法と、前記第2の主面側における前記封止部の厚み寸法と、の差が少なくなるように設けられていること、を特徴とする請求項5記載の筐体。
- 前記封止部は、インサート成形法により形成されてなること、を特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の筐体。
- 請求項1〜7のいずれか1つに記載の筐体と、
前記第1及び第2の主面の少なくともいずれかの側に設けられた電子部品と、
を備えたこと、を特徴とする電子機器。 - 第1の主面とこれに対向する第2の主面とを有する平板部と、
前記平板部の周縁に設けられ、前記第1及び第2の主面と交差する方向に突出するように折り曲げられた第1の折曲部と、前記第1の折曲部と直接連接し前記第1の折曲部が突出する方向から反転する方向に折り曲げられた第2の折曲部と、を有する突出部と、
前記突出部の周縁に位置し、前記第2の折曲部に連接し、前記突出部が突出する方向と交差する方向であって、前記平板部の中央に対してその外側に向かう方向に延出する延出部と、
を有する芯体の前記延出部を樹脂により封止する際に、前記延出部が前記樹脂により封止される部分の厚み方向の略中央に設けられていること、を特徴とする筐体の製造方法。 - 前記樹脂で封止するとき、前記第1の主面側に発生する熱応力と、前記第2の主面側に発生する熱応力と、の差が少なくなるように樹脂が除去された肉抜き部を形成すること、を特徴とする請求項9記載の筐体の製造方法。
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