JPH08316661A - 電子装置の一体型シャーシおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機能的構成部分を組み込みながら、部品点数及
び組立所要時間を削減した低コストの電子装置のシャー
シ。 【解決手段】単一射出成形プロセスにより、スピーカー
２０のための共鳴室５０のような機能的構成部分を支持
シャーシ３０に一体に組み込むことで、部品点数及び組
立所要時間を削減する。また、ねじによる組み付けとは
異なるので、取り付け不良によって発生するような余計
な振動は発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は構成部分を統合して組み
込んだシャーシを有する電子装置に関する。更に詳細に
述べれば、本発明は共鳴室が一体に形成されていて、電
子装置に設けられた電子スピーカーと協同して使用する
成形Ｅ−ＰＡＣ（電子実装組立概念）シャーシに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子装置用シャーシは典型的に外部ハウ
ジング内に取付けられたプラスチックまたは金属の枠組
を備えている。シャーシの枠組は金属またはプラスチッ
クから形成される多数の個別片から構成されている。金
属シャーシの場合には、金属板を所要形状に打ち抜きま
たは曲げ、次に亜鉛めっきプロセスを使用して処理す
る。プラスチック片の場合には、枠部品を適切な形状に
射出成形する。枠片を次に小ねじ、ボルト、溶接、リベ
ット、膠、または他の締め付け技法を使用して組立て、
シャーシを形成する。シャーシが組立てられると、電子
装置を構成する各種電子構成部分をそれに取付ける。

【０００３】組立プロセスは全体として時間がかかる。
一つの理由は、シャーシと見做される部品（これには個
々の枠片、小ねじ、ナット、ボルト、座金、スペーサ、
などがある）および構成部分それ自身の数がかなり多い
ということである。他の理由は、組立プロセスに時間を
必要とするシャーシの組立、続いて各構成部分をシャー
シに組み付けることが必要であるということである。そ
のプロセスは自動化に向いておらず、代わりに実際上、
手による組立に限られている。組立から離れて、各構成
部分が適格に且つ確実にシャーシに固定されているのを
確認する審査時間が追加される。構成部分の取付けが不
適格であれば、余分な振動が生ずるであろうし、その構
成部分およびその周りの構成部分の損傷を生ずる可能性
がある。組立時間が長引けば、個別組立部品の数が増え
るにつれて、コストが上昇する。

【０００４】たとえば、スピーカーを電子装置内部に組
み付けるという、容易と思われる作業を考える。このよ
うなスピーカーは警報、ビーパー（beepers）、および
音声のまたは他の音響再生機構のような電子装置に採用
されている。一旦枠組が組立てられると、スピーカー
（またはそれを支持している回路板）が枠組の内部の所
定場所に正しい向きに設置される。スピーカーは多数小
ねじまたは小形ボルトによりシャーシの枠組に取付けら
れる。電子装置のスピーカーはしばしば小さい（特に、
携帯装置）ので、共鳴室は典型的にスピーカーと接続し
て使用され、スピーカーの性能を改善している。共鳴室
はスピーカーの上方に設置され、スピーカーから離れて
設けられた一つ以上の出口開口を備えている。スピーカ
ーは音波を共鳴室内に放射し、そこで音波は出口開口を
通って逃げる前に共鳴する。共鳴室は広い周波数範囲で
音圧を増大させ、応答を改善し、それにより一般にスピ
ーカーの音質が向上する。

【０００５】組立中、共鳴室はスピーカーの音放射ポー
トの上に置かれてこれを取り囲んでいる。シール用膠ま
たは類似のものを共鳴室とスピーカー（または回路板）
との間の境界に施して気密シールを形成する。シールは
空気が共鳴室から漏れないようにして音波が出口開口を
通して確実に出て行くようにする。察知されたように、
普通、スピーカーおよび共鳴室の組立は時間がかかり、
多数の個別部品が関係している。

【０００６】従来の金属またはプラスチックの枠に関連
する部品の数を削減のに、Ｅ−ＰＡＣ（電子実装組立概
念）という新しい実装プロセスがHewlett-Packard Comp
anyにより最近開拓され、幾つかの製品に導入されてい
る。Ｅ−ＰＡＣは、電子構成部分を最初に保護枠状発泡
材料内に設置し、次にその発泡材料をハウジング内に挿
入する手法である。発泡材料は、電子構成部分を保持す
る形態適合片の中に成形される「バンパー級（bumper g
rade）」発泡ポリプロピレン（ＥＰＰ）である。

【０００７】電子装置用シャーシとしてのＥ−ＰＡＣの
一般的使用法はヨーロッパ特許出願EP 0 546 211 A1 に
述べられている。Ｅ−ＰＡＣシャーシは従来の金属枠組
に置き替わるものである。当該ヨーロッパ出願の明細書
では、電子構成部分を共通のコンピュータ・ワークステ
ーションに保持するのに使用する２ピース・シャーシを
説明している。シャーシとしてＥ−ＰＡＣを使用するこ
とは、構成部分を取付けるのに確実な、振動およびノイ
ズを軽減する枠組としながらも、多数の構成部品を削減
するので、かなりの進歩である。Ｅ−ＰＡＣは組立時間
をかなり減らし、自動組立を可能とする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明以前には、Ｅ−
ＰＡＣシャーシは各種エレクトロニクスを支持する実装
枠組として使用されてきた。本発明は、基本的実装枠組
で非支持の役割を果たす機能的機械構成部分を組み込ん
だ、改良シャーシ、好適にはＥ−ＰＡＣシャーシに関す
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】電子装置は電子構成部分
および電子構成部分を支持するシャーシを備えている。
模範的実施例では、電子構成部分はスピーカーである。
電子装置はシャーシと共に、シャーシの一部として、一
体に形成された非支持シャーシ構成部分をも備えてい
る。非支持シャーシ構成部分は電子構成部分と協同して
電子構成部分の性能を高めるように機能的に動作する。
模範的実施例では、非支持シャーシ構成部分はスピーカ
ーに隣接して設置された共鳴室である。

【００１０】好適には、シャーシおよび共鳴室は発泡ポ
リプロピレンを使用して単一射出成形プロセスを経て共
に一体に形成される。共鳴室はスピーカーに隣接する近
端から遠端まで長手軸に沿って延びる細長い管として実
施されている。管の遠端から長手軸に沿って続き、管の
遠端にある開口を、リボンケーブルのようなもので閉塞
または詰まりを生じないように保護する部分保護壁も設
けられている。

【００１１】支持シャーシおよび非支持機械構成部分を
組み込むことにより、本発明の電子装置は部品の数およ
び組立時間をかなり削減し、それにより製造コストを全
体として低減させている。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の好適実施例に従って構成され
た電子装置10を示す。説明するために、電子装置10を模
範的実施例では心臓細動除去器システムとして図示して
ある。細動除去器システムの主要電子構成部分はＣＲＴ
表示モニタ12、コンデンサ14、およびリレー16である。
細動除去器システムは制御回路板18および電子音響発生
装置またはスピーカー20をも備えている。細動除去器シ
ステムの動作およびこれら構成部分の機能は従来のもの
であり、この開示では詳細に説明しない。

【００１３】電子装置10は、電子構成部分を外部ハウジ
ング（図示せず）の中に保持するためのシャーシ30を備
えている。シャーシ30には三つの部材がある。第１のま
たは上部部材32、第２のまたは下部部材34、および第３
のまたは後部材36である。三つのシャーシ部材は、関連
する電子構成部分を受け且つ保持するように構成された
形態適合凹所を有する枠ユニットを形成している。たと
えば、シャーシ30は、一部は上部部材32に、一部は下部
部材34に形成されて、モニタ12を保持するモニタ用空洞
または凹所38、および上部部材32に形成されてコンデン
サ14を支持するコンデンサ用凹所40を備えている。

【００１４】シャーシ30のほとんどは、構成部分を所定
の、空間を節約するような、三次元の位置に確実に保持
するような、支持枠ユニットとして働く。しかし、本発
明によれば、シャーシ30の一部は枠状支持機能を行なわ
ない機能的機械構造として使用されている。この例示実
施例では、シャーシ30は枠ユニットと共に、枠ユニット
の一部として、一体に形成された非支持シャーシ構成部
分50を備えている。この特定のシャーシ構成部分50は電
子スピーカー20の共鳴室として働く。このようにして、
シャーシ構成部分は電子スピーカー20のような電子構成
部分と協同して電子構成部分の性能を高めるように働
く。

【００１５】図２乃至図４は、非支持シャーシ構成部分
50を更に詳細に図示している。図３および図４を参照す
ると、シャーシ30は下部シャーシ部材34の下側に形成さ
れた円環状スピーカー取付けリム52を備えて電子スピー
カー（図示せず）を受け且つ保持している。図２および
図４に示すように、共鳴室50は電子スピーカー（リム52
に取付けたとき）に隣接する近端58から長手軸56に沿っ
て第２の端または遠端60まで延びる細長い管54から構成
されている。管54は中空で、近端58にある第１のまたは
近い開口64から遠端60にある第２のまたは遠い開口66ま
で連続している実質的に円筒状の空洞62を形成してい
る。

【００１６】スピーカー取付けリム52は管状共鳴室50の
近い開口64の周辺およびその周りに設けられている。取
付けられると、スピーカーは形態適合取付けリム52によ
り堅く保持されてスピーカーと共鳴室50との間に円環状
空気シールを作る。シャーシはプラスチック材料から、
好適には発泡ポリプロピレンから形成される。この材料
には高い寸法安定性があり、しかもスピーカーを形態適
合保持する弾力性がある。シャーシ材料を下に更に詳細
に説明する。

【００１７】例示した実施例では、共鳴室50に軸56に沿
って管54の遠端60から続く部分保護壁68（図２）があ
る。保護壁68は好適には遠い開口66の一方の側に設けら
れ、およそ全円筒管本体の約1/4（90度）から1/2（180
度）の間、軸56を部分的に取り囲んでいる。共鳴室50を
正しく動作させるには、室内空気逃げ開口66が詰まらな
いようにすべきである。保護壁68は遠い開口66に起こる
可能性のあるいかなる詰まりをも防止するのに役立つ。
たとえば、保護壁68は開口66がリボンケーブルにより閉
塞されまたは覆われることがないようにする。

【００１８】共鳴室に関連するスピーカーの動作は良く
理解されている。適切な共鳴室をスピーカに隣接して構
成して、音圧を増大し、広い周波数範囲における応答を
改善し、または音の出力を柔らかくすることができるこ
とは周知である。「ヘルムホルツ（Helmholz）」共鳴器
と言われている模範的共鳴器では、次の設計規準が有効
であるとされる。 fν＝（ＣＤ／４）[１／｛πＶ（Ｌ＋0.75Ｄ）｝]^1/2 ここでfνは共鳴周波数［Hz］であり、Ｖは空洞62の内
部の共鳴室の体積［mm³］であり、Ｄは遠い開口66の直
径［mm］であり、Ｌはスピーカーから遠い開口66までの
距離［mm］であり、Ｃは音速、すなわち約344,000mm/se
cである。したがって、共鳴室の体積、および開口66の
深さおよび大きさを調節することにより、共鳴室50に対
する所要共鳴周波数を得ることができる。「ヘルムホル
ツ」共鳴器は例示目的で設けられているものであり、他
の従来の共鳴器構成を使用することができることに注目
されたい。

【００１９】枠ユニットおよび非支持共鳴室を含む組み
込みシャーシ30は、好適には「バンパー級」発泡ポリプ
ロピレン（ＥＰＰ）から作られるＥ−ＰＡＣ（電子実装
組立概念）として一体に形成される。好適には、各シャ
ーシ部材を製作するのにシングルショット射出成形プロ
セスを使用する。更に詳細に述べれば、ＥＰＰ主体のシ
ャーシを最初スピーカーのような電子装置を支持するよ
うに構成される支持枠ユニットの形状を成す第１の部
分、および共鳴室のような非支持構成部分の形状を成す
第２の部分を有する型枠を形成する。モールドが形成さ
れると、次の段階は既知の方法に従って発泡ポリプロピ
レン細粒を作ることである。細粒は最終プラスチック材
料がシャーシの静帯電を回避するに充分な導電性を確実
に備えるようにする炭素を含んでいる。次に、ポリプロ
ピレンのビーズ（beads）を約４バールの圧力で一体枠
／共鳴室シャーシのうちの所要の二つ型枠に吹き込んで
枠ユニットおよび共鳴室を同時に成形する。ビードのこ
の加圧導入により体積が減少する。

【００２０】続く段階で、型枠から空気を抜き、ポリプ
ロピレン材料の体積を増大させ、ビードに型枠の形状を
取らせる。次に、約摂氏180度の熱い水蒸気を吹き込
み、それらの表面にビーズの癒着（すなわち、橋かけ）
を生ぜしめる。その後、型枠を開いて完全な発泡部品を
取り出す。最後に、部品を硬化させる。

【００２１】エレクトロニクス支持シャーシを形成する
プロセスは、Hewlett-Packard Companyに譲渡されてい
るヨーロッパ特許出願 ＥＰ 0 546 211 Ａ1 に更に詳細
に説明されている。

【００２２】発泡ポリプロピレンには本発明のシャーシ
構成用プラスチック材料に適する幾つかの有利な性質が
ある。たとえば、発泡ポリプロピレンは高い寸法安定性
を備えており、しかも弾力性があり、エネルギ吸収性が
ある。これにより、電子構成部分が確実にシャーシに衝
撃吸収実装される。たとえば、スピーカー20用に特別に
設けられた成形リム52は、電子的に繊細なスピーカーの
周りで衝撃および振動の吸収を行なう。

【００２３】プラスチック材料の変形性または弾力性を
材料の密度により左右することができる。模範的シャー
シでは、ポリプロピレンの密度は、寸法安定性および良
好な衝撃吸収効果を共に示す約60〜80グラム／リットル
の範囲にある。25〜80グラム／リットルという更に広い
密度範囲をも一定の用途に対して使用することができ
る。密度を変えることにより、発泡ポリプロピレンの硬
度および衝撃吸収特性を特定の用途に合わせて調節する
ことができる。密度が減るにつれて、材料は軟らかにな
り、更に良い衝撃吸収性を生ずる。ポリプロピレンの他
の長所は、シャーシにより支持される構成部分が大量の
熱を発生するとき重要であるその温度安定性である。ポ
リプロピレンの他の長所は、完全にリサイクルすること
ができるということである。

【００２４】最も好適であるが、発泡ポリプロピレン
は、本発明によるシャーシとして使用するに適する有利
な性質を持つ唯一つの可能なプラスチック材料ではな
い。寸法安定性および一定の弾力性を持つ他のプラスチ
ック材料もシャーシ材料として使用することができる。
プラスチック材料は、シャーシの形状および輪郭を形成
するよう成形可能にするはずである。代わりの材料はポ
リウレタンまたはポリエチレンであるが、これらの材料
はすべての面でポリプロピレンほど充分とは言えない。

【００２５】本発明を多かれ少なかれ構造および方法の
特徴に関する特有の言語で説明してきた。しかし、ここ
に開示した手段は本発明を実行する模範的形態から構成
されているので、本発明は記述した特定の特徴に限定さ
れるものではないことを理解すべきである。それ故、本
発明は同等の原理および他の該当する司法原理に従って
適切に解釈される、特許請求の範囲の適切な範囲に入る
その形態または修正例のどれに関しても権利を主張する
ものである。

【００２６】〔実施態様〕なお、本発明の実施態様の例
を以下に示す。

【００２７】〔実施態様１〕 電子構成部分12、14、1
6、20、前記電子構成部分を支持するシャーシ30、およ
び前記シャーシ30と共に、その一部として、一体に形成
され、前記電子構成部分12、14、16、20と協同して前記
電子構成部分の性能を高めるように機能的に動作する非
支持シャーシ構成部分50を設けて成る電子装置。

【００２８】〔実施態様２〕 前記シャーシ30および前
記非支持シャーシ構成部分50は発泡ポリプロピレンから
一体に形成されていることを特徴とする、実施態様１に
記載の電子装置。

【００２９】〔実施態様３〕 前記電子構成部分はスピ
ーカー20であり、前記非支持シャーシ構成部分50は前記
スピーカーに隣接して設置された共鳴室であることを特
徴とする、実施態様１または実施態様２に記載の電子装
置。

【００３０】〔実施態様４〕 前記電子構成部分はスピ
ーカー20であり、前記非支持シャーシ構成部分50は、前
記スピーカーに隣接する近端58から遠端60まで長手軸に
沿って延びる細長い管54、および、前記管の遠端60から
長手軸に沿って続き、前記管の前記遠端で開口を詰まら
ないように保護する部分保護壁68、を備えた共鳴室から
構成されていることを特徴とする、実施態様１または実
施態様２に記載の電子装置。

【００３１】〔実施態様５〕 電子構成部分を備えた電
子装置のシャーシであって、前記電子構成部分を支持す
る枠ユニット32、34、36、および前記枠ユニットと共
に、その一部として、一体に形成され、前記電子構成部
分と協同して前記電子構成部分の性能を高めるように機
能的に動作する非支持シャーシ構成部分50、を設けて成
るシャーシ。

【００３２】〔実施態様６〕 前記枠ユニット32、34、
36および前記非支持構成部分50は、発泡ポリプロピレン
から一体に形成されていることを特徴とする、実施態様
５に記載の電子装置。

【００３３】〔実施態様７〕 前記電子構成部分はスピ
ーカー20であり、前記シャーシは前記スピーカーに隣接
して設置された共鳴室50の形を成す非支持構成部分を更
に備えていることを特徴とする、実施態様５または実施
態様６に記載の電子装置。

【００３４】〔実施態様８〕 電子装置の電子スピーカ
ー20と共に使用する共鳴室50であって、前記電子装置10
は電子スピーカー20を受容し且つ保持する大きさの形態
適合支持体のあるシャーシ30を備えている共鳴室であっ
て、前記電子装置の前記シャーシ30と一体に形成され、
前記シャーシの前記形態適合支持体に隣接する近端58か
ら遠端60まで長手軸に沿って延びている管54、を設けて
成る共鳴室50。

【００３５】〔実施態様９〕 電子構成部分を支持する
シャーシを作る方法において、前記電子構成部分を支持
するように構成されている支持シャーシの形状を与える
第１の部分と、前記電子構成部分と協同して機能的に使
用される非支持シャーシ構成部分の形状を与える第２の
部分とを有する型枠を形成するステップ、および形成さ
れた型枠の二つの部分の内部にプラスチック材料をモー
ルドして前記支持シャーシおよび前記非支持シャーシ構
成部分を製作するステップを含む方法。

【００３６】〔実施態様１０〕 前記モールドするステ
ップが、形成された型枠の二つの部分の内部に発泡ポリ
プロピレンを射出成形するステップを含むことを特徴と
する、実施態様９に記載の方法。

【００３７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、本発明のシャーシには多数の効果がある。一つの
効果は、本発明が支持シャーシおよび非支持機械構成部
分を一体に組み込むことにより、部品の数を大幅に減ら
すことができるということである。他の効果は、支持枠
および構成部分を、１ユニットとして共に形成した一体
型シャーシにすることによって、組立時間を大幅に減ら
すことができるということである。他のもう一つの効果
は、一体型シャーシ構成をとることにより、製造コスト
全体を減らすことができるということである。さらに、
非支持機械構成部分を支持シャーシに一体に組み込むこ
とにより、組み付け不良により発生する余計な振動を生
じることを防ぐ効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施例による電子装置用シャーシ
の分解等角図である。

【図２】本発明の好適実施例による共鳴室を示した、図
１のシャーシの一部の等角図である。

【図３】図２のシャーシ部分の下等角図である。

【図４】図２の線４−４を通して切り取った共鳴室の断
面図である。

【符号の説明】

10：電子装置 12：ＣＲＴ表示モニタ 14：コンデンサ 16：リレー 20：スピーカー 30：シャーシ 32：シャーシの上部部材 34：シャーシの下部部材 36：シャーシの後部材 50：非支持シャーシ要素（共鳴室） 52：リム 54：管 58：近端 60：遠端 66：開口 68：保護壁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子構成部分、 前記電子構成部分を支持するシャーシ、および前記シャ
   ーシと共に、その一部として、一体に形成され、前記電
   子構成部分と協同して前記電子構成部分の性能を高める
   ように機能的に動作する非支持シャーシ構成部分を設け
   て成る電子装置。
2. 【請求項２】 電子構成部分を支持するシャーシを作る
   方法において、 前記電子構成部分を支持するように構成されている支持
   シャーシの形状を与える第１の部分と、前記電子構成部
   分と協同して機能的に使用される非支持シャーシ構成部
   分の形状を与える第２の部分とを有する型枠を形成する
   ステップ、および形成された型枠の二つの部分の内部に
   プラスチック材料をモールドして前記支持シャーシおよ
   び前記非支持シャーシ構成部分を製作するステップを含
   む方法。