JP5903632B2

JP5903632B2 - 板状の筐体部材、及び、そのインサート射出成形方法

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Publication number: JP5903632B2
Application number: JP2012197603A
Authority: JP
Inventors: 義弘河田; 健一真銅; 亮米澤; 吉成松山; 啓文佐々木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: US20150224689A1; JP2014051044A; US20140072761A1

Description

本開示は、金属部材と樹脂部材とを平面方向に接合した板状の筐体部材、及び、そのインサート射出成形方法に関する。

ノートブック型パーソナルコンピュータの筐体部材には、薄型化、軽量化を実現するために、マグネシウム合金が用いられている場合がある。また、マグネシウム合金と樹脂材料とを組み合わせたインサート成形部品の形成方法として、金属板の表面全体及び外周面全体を樹脂板で覆うようにインサート成形し、金属板の固定用孔から裏面側に回り込んだ樹脂により固定用孔より大きい鍔部を形成するインサート射出成形方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−７１８号公報

上記インサート射出成形方法では、金属板の固定用孔から裏面側に回り込んだ樹脂により固定用孔より大きい鍔部を形成している。しかし、樹脂の収縮が生じた場合、鍔部と金属板の固定用孔との間に隙間が生じ、樹脂が表面側から脱落するおそれがあった。また、樹脂注入孔をテーパ状とすることで樹脂の抜け止めを行っているが、この場合にも樹脂の収縮の程度によって抜け止めの効果がない場合もある。

本開示は、金属材料と樹脂材料との接合の強度を向上させた板状の筐体部材を提供する。

本開示における板状の筐体部材は、貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第１の主面側に開口を有する第１の半貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第２の主面側に開口を有する第２の半貫通孔と、を有する、第１の金属材料からなる第１部材と、
前記第１部材の前記第１の半貫通孔と、前記貫通孔と、第２の半貫通孔と、にわたって延在し、前記第１部材と接合された第２の材料からなる第２部材と、
を備える。

本開示における板状の筐体部材は、第１部材の第１の半貫通孔と、貫通孔と、第２の半貫通孔と、にわたって延在する第２部分を有する。そこで、第２部材は、第１部材の貫通孔３の第１の主面側及び第２の主面側のいずれにも抜けることがなく、第１部材と第２部材との接合を維持できる。また、第１部材又は第２部材のいずれかに歪みを生じた場合にも、接合を保つことができる。

実施の形態１に係る板状の筐体部材の裏面の平面図である。図１のＡ−Ａ線方向からみた断面構造を示す断面図である。図２の第１部材と第２部材との接合部分Ｂの部分拡大断面図である。実施の形態１に係る板状の筐体部材のインサート射出成形方法において、第１の金型の上に第１部材をインサートし、第１の金型と第２の金型とを型締めした状態を示す部分断面図である。図４の第１の金型と第２の金型とを型締めした状態で、空洞部に第２の材料を射出し、冷却・固化した後、型開きして得られた板状の筐体部材の部分断面図である。図５で得られる変形例１の板状の筐体部材の部分断面図である。変形例２の板状の筐体部材の図１のＡ−Ａ線方向からみた断面構造を示す断面図である。図７の第１部材と第２部材との接合部分Ｃの部分拡大断面図である。変形例２の板状の筐体部材のインサート射出成形方法において、第１の金型の上に第１部材をインサートし、第１の金型と第２の金型とを型締めした状態を示す部分断面図である。図９の第１の金型と第２の金型とを型締めした状態で、空洞部に第２の材料を射出し、冷却・固化した後、型開きして得られた変形例２の板状の筐体部材の部分断面図である。図１の板状の筐体部材の表面側の平面図である。図１１の板状の筐体部材の表面側の斜視図である。実施の形態１に係る板状の筐体部材をディスプレイ部分に用いたノートブック型パーソナルコンピュータのディスプレイ部分を閉じた状態の外観を示す斜視図である。実施の形態１に係る板状の筐体部材をディスプレイ部分に用いたノートブック型パーソナルコンピュータのディスプレイ部分を開けた状態の外観を示す斜視図である。

本開示における第１態様に係る板状の筐体部材は、貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第１の主面側に開口を有する第１の半貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第２の主面側に開口を有する第２の半貫通孔と、を有する、第１の金属材料からなる第１部材と、
前記第１部材の前記第１の半貫通孔と、前記貫通孔と、前記第２の半貫通孔と、にわたって延在し、前記第１部材と接合された第２の材料からなる第２部材と、
を備える。

第２態様に係る板状の筐体部材は、上記第１態様において、前記第２部材は、前記第１部材の前記貫通孔に対して厚さ方向に傾きを持って交差して延在してもよい。

第３態様に係る板状の筐体部材は、上記第１態様において、前記第２部材は、前記第１部材の前記第２の半貫通孔から、前記第２の半貫通孔の背面部分の前記第１部材に回り込んで延在する回り込み部分を有してもよい。

第４態様に係る板状の筐体部材は、上記第３態様において、前記第２部材の前記回り込み部分は、前記第１部材の前記第２の半貫通孔の背面部分のテーパ状の面に回り込んで延在してもよい。

第５態様に係る板状の筐体部材は、上記第１態様において、前記第１部材は、板状部分を有し、前記第１部材の前記貫通孔は、前記板状部分の厚さの２倍以下の深さを有する、請求項１に記載の板状の筐体部材。

第６態様に係る板状の筐体部材は、上記第１態様において、前記第１の金属材料は、マグネシウム合金であってもよい。

第７態様に係る板状の筐体部材は、上記第１態様において、前記第２の材料は、樹脂材料である、請求項１に記載の板状の筐体部材。

第８態様に係る板状の筐体部材のインサート射出成形方法は、第１の金型と、前記第１の金型に対して接離自在な第２の金型とを備えた射出成形金型を用意するステップであって、前記第１の金型は、貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第１の主面側に開口を有する第１の半貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第２の主面側に開口を有する第２の半貫通孔と、を有する、第１の金属材料からなる第１部材をインサートしてあり、前記第２の金型は、前記第１の金型と型締めした場合に、前記第１の金型の上にインサートした前記第１部材の前記貫通孔と、前記第１の半貫通孔又は前記第２の半貫通孔と対向する表面を含む、射出成形金型を用意するステップと、
前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めするステップと、
前記第１の金型の上にインサートされた前記第１部材と前記第２の金型との間に形成される空洞部に、第２の材料を射出し、冷却・固化させて、前記第１部材の前記第１の半貫通孔と、前記貫通孔と、前記第２の半貫通孔と、にわたって延在する前記第２の材料からなる第２部材を形成するステップと、
前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きし、インサートされた前記第１部材と、前記第１部材と接合した前記第２部材とからなる板状の筐体部材を取り出すステップと、
を含む。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。なお、図面において、実質的に同一の部材には同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る板状の筐体部材１０の裏面の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線方向からみた断面構造を示す断面図である。図３は、図２の第１部材１と第２部材２との接合部分Ｂの部分拡大断面図である。図４は、実施の形態１に係る板状の筐体部材１０のインサート射出成形方法において、第１の金型３２の上に第１部材１をインサートし、第１の金型３２と第２の金型３４とを型締めした状態を示す部分断面図である。図１１は、図１の板状の筐体部材１０の表面側の平面図である。図１２は、図１１の板状の筐体部材１０の表面側の斜視図である。

この板状の筐体部材１０は、金属材料からなる第１部材１と、樹脂材料等の第２の材料からなる第２部材２との２つの部材が接合して構成されている。図１に示す例では、板状の筐体部材１０は、その大半を占め、板状形状を有する第１部材１と、第１部材１の一つの辺に接合された第２部材２とを有する。接合部分において、第１部材１は、貫通孔３と、貫通孔３の周囲の第１の主面側に開口を有する第１の半貫通孔４と、貫通孔３の周囲の第２の主面側に開口を有する第２の半貫通孔５と、を有する。また、第２部材２は、第１部材１の第１の半貫通孔４と、貫通孔３と、第２の半貫通孔５と、にわたって延在する。具体的には、第２部材２は、貫通孔３を埋める部分が貫通孔部分１３となり、第１の半貫通孔を埋める部分が第１の半貫通孔部分１４となり、第２の半貫通孔５を埋める部分が第２の半貫通孔部分１５となる。第２部材２は、第１の半貫通孔部分１４と、貫通孔部分１３と、第２の半貫通孔部分１５と、が、第１部材１の貫通孔３に対して厚さ方向に傾きを持って交差して延在している。つまり、第２部材２の第１の主面側の第１の半貫通孔部分１４と、第２の主面側の第２の半貫通孔部分１５とが、第１部材１の貫通孔３を挟んで設けられている。そのため、収縮等によって第１部材１の貫通孔３と第２部材２との間に隙間が発生した場合であっても、第２部材２は、第１部材１の貫通孔３の第１の主面側及び第２の主面側のいずれにも抜けることがなく、第１部材１と第２部材２との接合を維持できる。また、第１部材１又は第２部材２のいずれかに歪みを生じた場合にも、接合を保つことができる。

なお、この板状の筐体部材１０では、裏面側（図１）と表面側（図１１、図１２）とにおいて、強度向上に関する様々な構造及び美観を得るための装飾等を設けてもよい。

以下に、この板状の筐体部材１０を構成する構成要素について説明する。

＜第１部材＞
第１部材１は、第１の金属材料からなる。第１の金属材料としては、例えば、マグネシウム合金を使用できる。
また、第１部材１は、大半を占める板状部分と、第２部材２との接合部分とを備える。この第１部材１は、第２部材２との接合部分において、貫通孔３と、貫通孔３の周囲の第１の主面側に開口を有する第１の半貫通孔４と、貫通孔３の周囲の第２の主面側に開口を有する第２の半貫通孔５と、を有する。また、第１部材１の貫通孔３は、板状部分の厚さの２倍以下の深さを有するものとしてもよい。第１の半貫通孔４と、第２の半貫通孔５とは、それぞれ第１の主面側に開口を有するか、第２の主面側に開口を有するかの点で相違する。なお、図３、図５、図６、図８、図１０では、第１の半貫通孔４と、第２の半貫通孔５とは、貫通孔３の中心に対して互いに対向する方向に配置されている。これによって、第１部材１と第２部材２との接合部分の厚さを第１部材１の板状部分の厚さの２倍程度に抑えることができる。ただし、第１の半貫通孔４と第２の半貫通孔５との配置は、上記のように貫通孔３の中心に対して互いに対向する方向に配置する場合に限られるものではない。例えば、貫通孔３の中心に対して略同一方向に第１の半貫通孔４と第２の半貫通孔５とを配置してもよい。

＜第２部材＞
第２部材２は、例えば、樹脂材料からなる。なお、第２部材２に樹脂材料以外の材料を適用することも可能である。例えば第１部材１を構成する第１の金属材料よりも融点の低い金属材料であれば第２部材２に用いてもよい。
第２部材２は、第１部材１の第１の半貫通孔４と、貫通孔３と、第２の半貫通孔５と、にわたって延在する。また、図２及び図３に示すように、第２部材２は、第１部材１の第２の半貫通孔５から、第２の半貫通孔５の背面部分の第１部材１に回り込んで延在する回り込み部分１６を有してもよい。さらに、第２部材２の回り込み部分１６は、第１部材１の第２の半貫通孔１５の背面部分のテーパ状の面６に回り込んで延在してもよい。

＜インサート射出成形方法＞
図４は、実施の形態１に係る板状の筐体部材１０のインサート射出成形方法において、第１の金型３２の上に第１部材１をインサートし、第１の金型３２と第２の金型３４とを型締めした状態を示す部分断面図である。図５は、図４の第１の金型３２と第２の金型３４とを型締めした状態で、空洞部７に第２の材料を射出し、冷却・固化した後、型開きして得られた板状の筐体部材１０の部分断面図である。
第１部材と接合した第２部材とからなる板状の筐体部材は、以下のインサート射出成形方法によって得ることができる。
（ａ）第１の金型３２と、第１の金型３２に対して接離自在な第２の金型３４とを備えた射出成形金型を用意する。第１の金型３２は、貫通孔３と、貫通孔３の周囲の第１の主面側に開口を有する第１の半貫通孔４と、貫通孔３の周囲の第２の主面側に開口を有する第２の半貫通孔５と、を有する、第１の金属材料からなる第１部材１をインサートしている。この場合、第１部材１は、例えば、吸引等によって第１の金型３２の面に押し付けることが好ましい。第２の金型３４は、第１の金型３２と型締めした場合に、第１の金型３２の上にインサートした第１部材１の貫通孔３と、第１の半貫通孔４又は第２の半貫通孔５と対向する表面を含む。
（ｂ）第１の金型３２と第２の金型３４とを型締めする（図４、図９）。
（ｃ）第１の金型３２の上にインサートされた第１部材１と第２の金型３４との間に形成される空洞部７に、第２の材料を射出し、冷却・固化させる。これによって、第１部材１の第１の半貫通孔４と、貫通孔３と、第２の半貫通孔５と、にわたって延在する第２の材料からなる第２部材２を形成する。
（ｄ）第１の金型３２と第２の金型３４とを型開きし、インサートされた第１部材１と、第１部材１と接合した第２部材２とからなる板状の筐体部材１０を取り出す（図５、図６、図１０）。
以上によって、板状の筐体部材１０を得ることができる。

＜効果等＞
なお、上記インサート射出成形方法において得られる筐体部材１０について、発明者らは第１部材１と第２部材２が離間し難いという効果があることを確認した。当該効果を奏するための射出した樹脂材料の冷却・固化の際の応力の挙動についてはいくつかの仮説が考えられる。有力な仮説として以下のメカニズムが考えられる。第１部材の貫通孔３、第１及び第２の半貫通孔４、５の上に流し込まれた樹脂材料のうち、第１及び第２の半貫通孔４、５の上に流し込まれた樹脂材料が貫通孔３よりも先に冷えて固まるものと思われる。その後、貫通孔３に充填された樹脂材料が固まるが、その場合には、貫通孔３周辺の箇所が先に冷えて固まっているので厚み方向以外にかかる力が少なくなり歪みが発生しにくくなるものと思われる。よって、成形後の筐体部材１０は歪みが少なく、部材が離間し難い効果がある。

（変形例１）
図６は、変形例１の板状の筐体部材１０ａの部分断面図である。この変形例１の板状の筐体部材１０ａでは、図５の板状の筐体部材１０と比較すると、回り込み部分１６を設けていない点で相違する。この場合には、より簡易に板状の筐体部材を作成できる。なお、十分な接合の強度を必要とする場合には、図５の板状の筐体部材１０のように回り込み部分１６を設けることが好ましい。

（変形例２）
図７は、変形例２の板状の筐体部材１０ｂの図１のＡ−Ａ線方向からみた断面構造を示す断面図である。図８は、図７の第１部材１と第２部材２との接合部分Ｃの部分拡大断面図である。図９は、変形例２の板状の筐体部材１０ｂのインサート射出成形方法において、第１の金型３２の上に第１部材１をインサートし、第１の金型３２と第２の金型３４とを型締めした状態を示す部分断面図である。図１０は、図９の第１の金型３２と第２の金型３４とを型締めした状態で、空洞部９に第２の材料を射出し、冷却・固化した後、型開きして得られた変形例２の板状の筐体部材１０ｂの部分断面図である。

この変形例２の板状の筐体部材１０ｂは、図５の板状の筐体部材１０と対比すれば、回り込み部分１６が、第１部材１のテーパ状面６に回り込んでいる点で相違する。このように回り込み部分１６がテーパ状面６に回り込んで形成されているので、第１部材１と第２部材２との接合はさらに外れにくくなっている。

＜パーソナルコンピュータ＞
図１３は、実施の形態１に係る板状の筐体部材１０をディスプレイ部分に用いたノートブック型パーソナルコンピュータ３０のディスプレイ部分を閉じた状態の外観を示す斜視図である。図１４は、実施の形態１に係る板状の筐体部材１０をディスプレイ部分に用いたノートブック型パーソナルコンピュータ３０のディスプレイ部分を開けた状態の外観を示す斜視図である。

このノートブック型パーソナルコンピュータ３０は、ディスプレイ２２を保持するディスプレイ部分に用いた板状の筐体部材（上部筐体）１０と、下部筐体２０とを備える。上部筐体である板状の筐体部材１０は、第１部材１と第２部材２との接合強度が強いので、ノートブック型パーソナルコンピュータ３０の強度を高めることができる。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、金属部材と樹脂部材とを平面方向に接合した板状の筐体部材に適用可能である。具体的には、ノートブック型パーソナルコンピュータ等の電子機器用の板状の筐体部材などに、本開示は適用可能である。

１第１部材（金属部材）
２第２部材（樹脂部材）
３貫通孔
４第１の半貫通孔
５第２の半貫通孔
６テーパ状面
７空洞部
１０、１０ａ、１０ｂ筐体部材（上部筐体）
１３貫通孔部分
１４第１の半貫通部分
１５第２の半貫通部分
１６回り込み部分
２０下部筐体
２２ディスプレイ
３０ノートブック型パーソナルコンピュータ
３２第１の金型
３４第２の金型

Claims

貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第１の主面側に開口を有する第１の半貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第２の主面側に開口を有する第２の半貫通孔と、を有する、第１の金属材料からなる第１部材と、
前記第１部材の前記第１の半貫通孔と、前記貫通孔と、第２の半貫通孔と、にわたって延在し、前記第１部材と接合された第２の材料からなる第２部材と、
を備え、
前記第２部材は、前記第１部材の前記貫通孔に対して厚さ方向に傾きを持って交差して延在し、
前記第２部材は、前記第１部材の前記第２の半貫通孔から、前記第２の半貫通孔の背面部分の前記第１部材に前記第１の半貫通孔方向に回り込んで延在する回り込み部分を有し、
前記第２部材の前記回り込み部分は、前記第１部材の前記第２の半貫通孔の背面部分のテーパ状の面に回り込んで延在することで前記第１の主面と前記回りこみ部分の表面とが略同一平面をなす、板状の筐体部材。
前記第１部材は、板状部分を有し、前記第１部材の前記貫通孔は、前記板状部分の厚さの２倍以下の深さを有する、請求項１に記載の板状の筐体部材。
前記第１の金属材料は、マグネシウム合金である、請求項１に記載の板状の筐体部材。
前記第２の材料は、樹脂材料である、請求項１に記載の板状の筐体部材。
第１の金型と、前記第１の金型に対して接離自在な第２の金型とを備えた射出成形金型を用意するステップであって、前記第１の金型は、貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第１の主面側に開口を有する第１の半貫通孔と、前記貫通孔の周囲の第２の主面側に開口を有する第２の半貫通孔と、を有する、第１の金属材料からなる第１部材をインサートしてあり、前記第１の半貫通孔と前記第２の半貫通孔とは、前記貫通孔の中心に対して互いに対向する方向に配置されており、前記第１の半貫通孔の周囲の前記第１部材において、前記第２の半貫通孔の背面部分にテーパ状の面を有し、前記第２の金型は、前記第１の金型と型締めした場合に、前記第１の金型の上にインサートした前記第１部材の前記貫通孔と、前記第１の半貫通孔又は前記第２の半貫通孔と対向する表面を含む、射出成形金型を用意するステップと、
前記第１の金型と前記第２の金型とを型締めするステップと、
前記第１の金型の上にインサートされた前記第１部材と前記第２の金型との間に形成される空洞部に、第２の材料を射出し、冷却・固化させて、前記第１部材の前記第１の半貫通孔と、前記貫通孔と、第２の半貫通孔と、にわたって前記第１部材の前記貫通孔に対して厚さ方向に傾きを持って交差して延在すると共に、前記第１部材の前記第２の半貫通孔から、前記第２の半貫通孔の背面部分の前記第１部材に前記第１の半貫通孔方向に回り込んで延在する回り込み部分を有し、前記第２部材の前記回り込み部分は、前記第１部材の前記第２の半貫通孔の背面部分のテーパ状の面に回り込んで延在することで前記第１の主面と前記回りこみ部分の表面とが略同一平面をなす、前記第２の材料からなる第２部材を形成するステップと、
前記第１の金型と前記第２の金型とを型開きし、インサートされた前記第１部材と、前記第１部材と接合した前記第２部材とからなる板状の筐体部材を取り出すステップと、
を含む、板状の筐体部材のインサート射出成形方法。