KR102110010B1 - 케이스용 부재 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 높은 강도를 얻을 수 있는 케이스용 부재 및 상기 케이스용 부재를 이용한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
케이스용 부재(10)는, 예컨대 덮개(16)와 기기 본체(20)를 힌지(24)를 통해 개폐 가능하게 연결한 전자 기기(14)의 덮개(16)를 구성하는 케이스(12)에 이용된다. 케이스용 부재(10)는, 한 쌍의 섬유 강화 수지판(40, 41) 사이에 중간층(42)을 배치한 적층판(30)의 외형 단부면(30a)의 적어도 일부에 열가소성 수지로 이루어지는 프레임부(32)를 접합한 구성에 있어서, 열가소성 수지가 적층판(30)의 표면까지 연장되고, 상기 적층판(30)의 표면으로 연장된 열가소성 수지에 암나사부가 되는 너트(44)가 형성되어 있다.
케이스용 부재(10)는, 예컨대 덮개(16)와 기기 본체(20)를 힌지(24)를 통해 개폐 가능하게 연결한 전자 기기(14)의 덮개(16)를 구성하는 케이스(12)에 이용된다. 케이스용 부재(10)는, 한 쌍의 섬유 강화 수지판(40, 41) 사이에 중간층(42)을 배치한 적층판(30)의 외형 단부면(30a)의 적어도 일부에 열가소성 수지로 이루어지는 프레임부(32)를 접합한 구성에 있어서, 열가소성 수지가 적층판(30)의 표면까지 연장되고, 상기 적층판(30)의 표면으로 연장된 열가소성 수지에 암나사부가 되는 너트(44)가 형성되어 있다.
Description
본 발명은 노트형 PC나 태블릿형 PC 등의 전자 기기의 케이스에 이용 가능한 케이스용 부재 및 상기 케이스용 부재를 이용한 전자 기기에 관한 것이다.
노트북형의 퍼스널 컴퓨터(노트형 PC), 태블릿형의 퍼스널 컴퓨터(태블릿형 PC), 스마트폰 및 휴대 전화 등의 각종의 전자 기기의 케이스는, 경량, 박형 또한 고강도일 필요가 있다. 그래서, 전자 기기의 케이스에는, 탄소 섬유 등의 강화 섬유에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 함침(含浸)시킨 프리프레그판(섬유 강화 수지판)으로 발포재 등으로 이루어지는 중간층을 끼워 넣은 판 형상의 적층판을 이용하는 것이 널리 이용되고 있다.
이러한 적층판을 노트형 PC 등의 케이스에 사용할 때에는, 적어도 그 둘레 가장자리부에 벽부 등의 원하는 형상 가공을 행할 필요가 있다. 그러나, 적층판은 경질의 섬유 강화 수지판을 이용하여 구성되어 있기 때문에 굽힘 등의 형상 가공의 자유도가 부족하다.
그래서 본 출원인은, 적층판의 외형 단부면에 대해 열가소성 수지를 사출 성형하여 접합한 구성을 제안하고 있다(특허문헌 1 참조). 이 구성에서는, 적층판에 접합한 열가소성 수지 부분에서 형상 가공의 자유도를 확보할 수 있기 때문에, 적층판을 각종 형상이나 사양의 케이스용 부재로서 광범위하게 이용할 수 있다.
그런데, 상기 특허문헌 1에 기재된 케이스용 부재를 다른 케이스용 부재에 대해 연결 고정하여 케이스를 구성할 때에는, 예컨대 적층판에 접합한 열가소성 수지 부분에 암나사부를 구성하는 너트를 인서트 성형하는 것이 행해진다.
그러나, 이러한 구성에서는, 적층판의 외형 단부면보다 외측에 접합된 열가소성 수지 부분에 너트가 배치되어 있기 때문에, 케이스에 대해 충격이나 외력이 부여된 경우, 이들 충격이나 외력은 2개의 케이스용 부재 사이를 체결하는 나사로부터 너트를 통해 열가소성 수지 부분에 직접적으로 전달된다. 그 결과, 높은 강도를 갖는 적층판 부분보다 강도가 뒤떨어지는 열가소성 수지 부분 혹은 상기 열가소성 수지 부분과 적층판의 접합 계면에 대한 부하가 커지는 경향에 있어, 케이스의 강도를 한층 향상시킬 수 있는 케이스용 부재가 요구되고 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 고려하여 이루어진 것으로, 높은 강도를 얻을 수 있는 케이스용 부재 및 상기 케이스용 부재를 이용한 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 케이스용 부재는, 한 쌍의 섬유 강화 수지판 사이에 중간층을 배치한 적층판의 외형 단부면의 적어도 일부에 열가소성 수지를 접합한 케이스용 부재로서, 상기 열가소성 수지가 상기 적층판의 표면까지 연장되며, 상기 적층판의 표면으로 연장된 열가소성 수지에 암나사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 적층판의 외형 단부면으로부터 표면까지 연장된 열가소성 수지에 암나사부를 형성함으로써, 열가소성 수지로 형성된 부분보다 고강도의 적층판에 암나사부를 겹쳐 배치할 수 있어, 고강도의 적층판과 암나사부가 일체화된다. 이에 의해, 예컨대 적층판에 절곡(折曲) 방향의 외력이나 충격이 부여된 경우라도, 암나사부가 적층판 상에 있기 때문에, 이 외력 등을 적층판으로 받아낼 수 있다. 그 결과, 적층판보다 강도가 뒤떨어지는 열가소성 수지로 형성된 부분이나 이 열가소성 수지의 부분과 적층판의 외형 단부면의 접합 계면에 대해 큰 부하가 가해지는 것을 회피할 수 있고, 높은 강도의 케이스를 얻을 수 있다.
상기 암나사부는, 인서트 성형에 의해 상기 열가소성 수지와 일체화된 너트여도 좋다.
상기 적층판은, 한쪽의 섬유 강화 수지판의 표면을 판 두께 방향으로 파내려 간 오목부를 갖고, 상기 너트는, 그 축 방향 일단측이 상기 오목부 내에 배치된 구성이어도 좋다. 그러면, 적층판의 표면으로부터의 너트의 돌출 높이를 저감할 수 있어, 상기 케이스용 부재 및 이것을 이용한 케이스를 가급적으로 박형화할 수 있다.
상기 너트는, 그 외주면의 축 방향 일부분으로부터 외부 직경 방향으로 돌출된 플랜지부를 갖고, 상기 플랜지부는, 그 이면이 상기 한쪽의 섬유 강화 수지판의 표면에 접촉 배치되며, 그 표면의 적어도 일부가 상기 열가소성 수지에 의해 덮인 구성이어도 좋다. 그러면, 오목부를 플랜지부로 폐색할 수 있기 때문에, 오목부 내에 열가소성 수지가 들어가 중간층 등에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 플랜지부의 표면이 열가소성 수지에 의해 덮임으로써, 너트의 상방으로의 빠짐 방지가 이루어진다.
상기 플랜지부의 외주 단부면에는, 요철 형상이 형성된 구성이어도 좋다. 그러면, 너트에 대해 고정 나사를 나사 결합시킬 때, 요철 형상으로 들어간 열가소성 수지에 의해 너트의 회전 방지가 도모된다.
상기 적층판은, 한쪽의 섬유 강화 수지판의 표면을 판 두께 방향으로 파내려 간 오목부를 갖고, 상기 너트는, 적어도 그 축 방향 일단측이 상기 오목부 내에 충전된 상기 열가소성 수지에 의해 덮인 구성이어도 좋다. 이 구성에 의해서도, 적층판의 표면으로부터의 너트의 돌출 높이를 저감할 수 있어, 상기 케이스용 부재 및 이것을 이용한 케이스를 가급적으로 박형화할 수 있다.
상기 적층판은, 상기 한 쌍의 섬유 강화 수지판 및 상기 중간층을 판 두께 방향으로 관통한 관통 구멍을 갖고, 상기 너트는, 적어도 그 축 방향 일단측이 상기 관통 구멍 내에 충전된 상기 열가소성 수지에 의해 덮인 구성이어도 좋다. 이 구성에 의해서도, 적층판의 표면으로부터의 너트의 돌출 높이를 저감할 수 있어, 상기 케이스용 부재 및 이것을 이용한 케이스를 가급적으로 박형화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전자 기기는, 상기 구성의 케이스용 부재를 이용한 케이스를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 케이스와 힌지를 통해 개폐 가능하게 연결된 다른 케이스를 구비하고, 상기 케이스를 구성하는 상기 케이스용 부재의 암나사부에 대해, 상기 힌지가 나사 고정된 구성이면, 2개의 케이스를 개폐 가능하게 연결하는 힌지의 고정 강도를 확보할 수 있어, 높은 내구성을 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 적층판에 절곡 방향의 외력이나 충격이 부여된 경우라도, 암나사부가 적층판 상에 있기 때문에, 이 외력 등을 적층판으로 받아낼 수 있다. 그 결과, 적층판보다 강도가 뒤떨어지는 열가소성 수지로 형성된 부분이나 이 열가소성 수지의 부분과 적층판의 외형 단부면의 접합 계면에 대해 큰 부하가 가해지는 것을 회피할 수 있고, 높은 강도의 케이스를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 케이스용 부재를 이용한 케이스를 구비하는 전자 기기의 사시도이다.
도 2는 케이스의 배면 커버의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2 중의 III-III선을 따르는 단면 형상을 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 케이스용 부재에 고정 나사를 이용하여 힌지를 고정한 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 케이스용 부재에 배치되는 너트의 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 제1 변형예에 따른 케이스용 부재의 적층판 및 프레임부를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
도 7은 제2 변형예에 따른 케이스용 부재의 적층판 및 프레임부를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
도 8은 제3 변형예에 따른 케이스용 부재의 적층판 및 프레임부를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
도 2는 케이스의 배면 커버의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2 중의 III-III선을 따르는 단면 형상을 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 케이스용 부재에 고정 나사를 이용하여 힌지를 고정한 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 케이스용 부재에 배치되는 너트의 구성을 도시한 사시도이다.
도 6은 제1 변형예에 따른 케이스용 부재의 적층판 및 프레임부를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
도 7은 제2 변형예에 따른 케이스용 부재의 적층판 및 프레임부를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
도 8은 제3 변형예에 따른 케이스용 부재의 적층판 및 프레임부를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 케이스용 부재에 대해, 이 부재를 이용한 전자 기기를 예시하여 바람직한 실시형태를 들어, 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 케이스용 부재(10)를 이용한 케이스(12)를 구비하는 전자 기기(14)의 사시도이다. 본 실시형태에서는, 케이스용 부재(10)를 이용한 케이스(12)를 노트형 PC인 전자 기기(14)의 덮개(16)로서 사용한 구성을 예시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자 기기(14)는, 키보드 장치(18)를 갖는 기기 본체(본체 케이스)(20)와, 액정 디스플레이 등으로 이루어지는 디스플레이 장치(22)를 갖는 직사각형 평판 형상의 덮개(16)를 구비한다. 전자 기기(14)는, 덮개(16)를 좌우의 힌지(24)에 의해 기기 본체(20)에 대해 개폐 가능하게 연결한 클램셸(clamshell)형이다.
기기 본체(20)는 편평 상자 형상의 케이스이며, 내부에 도시하지 않은 기판, 연산 처리 장치, 하드디스크 장치 및 메모리 등의 각종 전자 부품을 수납하고 있다. 키보드 장치(18)는, 기기 본체(20)의 상면에 배치되어 있다.
덮개(16)는, 배면 커버(12a)와 정면 커버(12b)를 겹쳐 연결한 케이스(12)를 구비하고, 힌지(24)를 통과한 도시하지 않은 케이블에 의해 기기 본체(20)와 전기적으로 접속되어 있다. 배면 커버(12a)는, 덮개(16)의 측면 및 배면을 덮는 커버 부재이며, 본 실시형태에 따른 케이스용 부재(10)에 의해 구성되어 있다. 덮개(16)는, 배면 커버(12a)에 나사 고정된 힌지(24)를 통해 기기 본체(20)와 연결되어 있다(도 2도 참조). 정면 커버(12b)는, 덮개(16)의 정면을 덮는 수지제의 커버 부재이며, 그 대부분에 예컨대 액정 디스플레이로 이루어지는 디스플레이 장치(22)를 노출시키는 구멍부가 형성되어 있다.
다음으로, 덮개(16)를 구성하는 케이스(12)의 배면 커버(12a) 및 이 배면 커버(12a)를 형성하는 케이스용 부재(10)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 배면 커버(12a)의 전체적인 구성을 설명한다. 도 2는 케이스(12)의 배면 커버(12a)의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이며, 덮개(16)의 배면이 되는 배면 커버(12a)를 내면측에서 본 도면이다.
상기한 바와 같이, 배면 커버(12a)는 케이스용 부재(10)에 의해 형성되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스용 부재(10)는, 3층 구조이고 경량이며 또한 고강도로 형성된 적층판(30)과, 적층판(30)의 외형 단부면(30a)에 열가소성 수지를 접합함으로써 형성된 프레임부(32)를 구비한다. 배면 커버(12a)는, 이러한 케이스용 부재(10)의 프레임부(32)에 의해 그 둘레 가장자리부 및 4변의 측면이 되는 벽부(34)가 형성되고, 적층판(30)에 의해 디스플레이 장치(22)의 배면을 지지하는 판 형상 부분이 형성되어 있다.
케이스(12)[덮개(16)]에서는, 배면 커버(12a)의 일 가장자리측(도 2에서는 하측 가장자리)의 프레임부(32)에 좌우 한 쌍 형성한 광폭(廣幅)부(32a)에 대해, 복수(도 2에서는 2개)의 고정 나사(36)를 이용하여 힌지(24)가 고정된다. 또한, 배면 커버(12a)의 타(他) 가장자리측(도 2에서는 상측 가장자리)의 프레임부(32)에는 좌우 방향에 걸친 띠형상부(32b)가 형성되고, 이 부분에 무선 통신용의 안테나(38)가 배치된다.
다음으로, 배면 커버(12a)를 구성하는 케이스용 부재(10)의 구체적인 구성을 설명한다. 도 3은 도 2 중의 III-III선을 따르는 단면 형상을 모식적으로 도시한 단면도이며, 케이스용 부재(10)의 적층판(30) 및 프레임부(32)[광폭부(32a)]를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다. 또한, 도 4는 도 3에 도시된 케이스용 부재(10)에 고정 나사(36)를 이용하여 힌지(24)를 고정한 상태를 도시한 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 케이스용 부재(10)는, 상하 한 쌍의 섬유 강화 수지판(40, 41) 사이에 중간층(42)을 배치한 적층판(30)과, 적층판(30)의 외형 단부면(30a)에 접합된 프레임부(32)를 갖는다.
각 섬유 강화 수지판(40, 41)은, 강화 섬유에 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 함침시킨 프리프레그이며, 예컨대 0.3 ㎜ 정도의 판 두께를 갖는다. 본 실시형태에서는, 강화 섬유로서 탄소 섬유를 이용한 탄소 섬유 강화 수지(CFRP)를 이용하고 있다. 강화 섬유로서는, 탄소 섬유 이외여도 좋고, 스테인리스 섬유 등의 금속 섬유나 유리 섬유 등의 무기 섬유 등, 각종 재료를 이용해도 좋다.
중간층(42)은, 한 쌍의 섬유 강화 수지판(40, 41) 사이에 형성되어, 이들 경질의 섬유 강화 수지판(40, 41) 사이를 이격시키는 연질의 스페이서이며, 예컨대 0.6 ㎜ 정도의 판 두께를 갖는다. 중간층(42)을 형성함으로써, 적층판(30)의 판 두께 방향의 단면 계수가 증대하여, 경량이며 또한 고강도의 구조가 된다. 중간층(42)은, 예컨대 폴리프로필렌 등의 발포 시트로 구성된 발포층이나, 압축 가능한 간극을 가지고 집합된 탄소 섬유 등의 섬유층에 의해 구성된다.
프레임부(32)는, 이러한 적층판(30)의 외형 단부면(30a)에 열가소성 수지를 사출 성형함으로써 상기 적층판(30)에 대해 접합되어 있다. 프레임부(32)를 형성하는 열가소성 수지로서는, 예컨대 폴리에틸렌 수지나 폴리프로필렌 수지 등을 이용하면 되고, 이들 수지에 유리 섬유 등의 강화 섬유를 함유시킨 섬유 강화 수지(예컨대, GFRP)를 이용해도 좋다. 본 실시형태의 경우, 프레임부(32)를 형성하는 열가소성 수지를 섬유 강화 수지판(40, 41) 사이에 끼워진 중간층(42)에 침입시키도록 사출 성형함으로써 앵커 효과를 발생시켜, 높은 접합 강도를 확보하고 있다.
이러한 프레임부(32)를 접합함으로써, 굽힘이나 절단 등의 가공의 자유도가 부족한 적층판(30)의 둘레 가장자리부에 벽부(34) 등의 원하는 형상 가공을 실시할 수 있다. 또한, 도전성 재료인 섬유 강화 수지판(40, 41)으로부터 떨어진 위치에서 비도전성 재료인 프레임부(32)에 안테나(38)를 설치하는 등의 설계 자유도의 향상도 가능해진다(도 2 참조). 도 2에서는 프레임부(32)를 적층판(30)의 외형 단부면(30a)의 전체 둘레에 형성한 구성을 예시하고 있으나, 프레임부(32)는 외형 단부면(30a)의 일부에만 접합되어도 좋다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 힌지(24)가 고정 나사(36)에 의해 나사 고정되는 프레임부(32)의 광폭부(32a)는, 적층판(30)의 외형 단부면(30a)에 접합된 열가소성 수지를 적층판(30)의 표면[한쪽의 섬유 강화 수지판(40)의 표면]까지 연장시킴으로써 형성되어 있다. 그리고, 이 표면까지 연장된 열가소성 수지로 이루어지는 광폭부(32a)에 고정 나사(36)를 나사 결합하는 암나사부가 되는 너트(44)를 인서트 성형함으로써, 힌지(24)를 나사 고정 가능하게 하고 있다. 즉, 너트(44)는 적층판(30)의 표면에 배치되어 있다.
너트(44)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 그 외주면의 축 방향 일부분으로부터 외부 직경 방향으로 돌출된 플랜지부(44a)를 갖는다. 플랜지부(44a)의 외주 단부면은, 둘레 방향을 따라 요철 형상(44b)이 형성된 파형 형상으로 되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 케이스용 부재(10)에서는, 적층판(30)의 외형 단부면(30a)보다 내측이 되는 부분에 한쪽의 섬유 강화 수지판(40)의 표면을 판 두께 방향으로 파내려 간 오목부(46)를 형성하고, 이 오목부(46) 내에 너트(44)의 축 방향 일단측을 배치하고 있다. 오목부(46)는, 너트(44)의 플랜지부(44a)보다 아래로 돌출된 원통 부분을 수납 가능한 깊이를 갖는다.
구체적으로는, 너트(44)의 축 방향 일단측을 오목부(46) 내에 삽입하고, 플랜지부(44a)의 이면을 오목부(46)의 둘레 가장자리부에서 적층판(30)의 표면, 즉 섬유 강화 수지판(40)의 표면에 접촉 배치한 상태로, 적층판(30)의 표면 및 너트(44)의 나사부(44c)의 개구부 주변을 제외한 주위가 광폭부(32a)를 형성한 열가소성 수지에 의해 덮여 있다. 이에 의해, 오목부(46)의 내주면과 너트(44)의 외주면 사이의 간극이 플랜지부(44a)에 의해 덮이기 때문에, 적층판(30)의 표면에 사출 성형되어 광폭부(32a)를 형성하는 열가소성 수지가 오목부(46) 내에 들어가는 일이 없다. 또한, 너트(44)의 외주면이 적층판(30)의 표면으로부터 기립한 원통 형상의 보스부(48)에 의해 둘러싸이기 때문에, 너트(44)가 광폭부(32a)를 형성하는 열가소성 수지에 의해 강고하게 위치 결정 고정되어 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 오목부(46)를 한쪽의 섬유 강화 수지판(40)을 판 두께 방향으로 원형 형상으로 잘라내어, 중간층(42)의 일부까지 파내려 간 형상으로 하였으나, 오목부(46)의 깊이는 너트(44)의 일단측을 배치 가능하면 적절히 변경 가능하고, 반드시 한쪽의 섬유 강화 수지판(40)의 판 두께 전체를 잘라낼 필요는 없다.
이러한 케이스용 부재(10)의 제조 방법의 한 절차로서는, 먼저, 한 쌍의 평면 형상의 섬유 강화 수지판(40, 41)을 준비하고, 그 사이에 평면 형상의 중간층(42)을 끼워 전체를 적층 방향으로 프레스함으로써 적층판(30)을 형성한다. 계속해서, 적층판(30)을 금형에 세팅하고, 용융된 열가소성 수지를 금형의 캐비티 내에 충전함으로써 열가소성 수지를 적층판(30)의 외형 단부면(30a)에 접촉하도록 사출 성형하여, 프레임부(32)를 형성한다.
다음으로, 외형 단부면(30a)에 프레임부(32)를 접합한 적층판(30)의 소정 부위에 암나사부를 형성하기 위한 오목부(46)를 기계 가공이나 레이저 가공에 의해 형성하고, 오목부(46)에 너트(44)를 배치하여 다른 금형에 세팅한다. 그리고, 용융된 열가소성 수지를 금형의 캐비티 내에 충전함으로써, 열가소성 수지를 적층판(30)[섬유 강화 수지판(40)]의 표면에 접촉하도록 사출 성형하여, 너트(44)를 인서트 성형한 광폭부(32a)를 형성한다.
그 결과, 도 3에 도시된 바와 같이, 적층판(30)의 외형 단부면(30a)에 열가소성 수지를 접합한 프레임부(32)와, 적층판(30)의 표면에 열가소성 수지를 접합하여, 너트(44)를 인서트 성형한 광폭부(32a)를 갖는 케이스용 부재(10)가 형성된다. 한편, 프레임부(32)를 형성하는 열가소성 수지와, 너트(44)를 유지하는 광폭부(32a)를 형성하는 열가소성 수지를 통합하여 하나의 금형 내에서 성형해도 좋다.
계속해서, 이러한 케이스용 부재(10)에 힌지(24)를 나사 고정할 때에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임부(32)의 광폭부(32a)에 힌지(24)를 얹어 놓고 고정 나사(36)의 나사부(36a)를 너트(44)의 나사부(44c)에 대해 나사 결합시킨다. 이에 의해, 힌지(24)가 케이스용 부재(10)에 나사 고정된 배면 커버(12a)가 형성되기 때문에, 그 위에 정면 커버(12b)를 겹쳐 연결함으로써 케이스(12)를 구축할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 케이스용 부재(10)에서는, 한 쌍의 섬유 강화 수지판(40, 41) 사이에 중간층(42)을 배치한 적층판(30)의 외형 단부면(30a)의 적어도 일부에 열가소성 수지로 이루어지는 프레임부(32)를 접합한 구성에 있어서, 열가소성 수지가 적층판(30)의 표면까지 연장되고, 상기 적층판(30)의 표면으로 연장된 열가소성 수지에 암나사부가 되는 너트(44)가 형성되어 있다.
이와 같이, 적층판(30)의 외형 단부면(30a)으로부터 표면까지 연장된 열가소성 수지에 암나사부가 되는 너트(44)를 형성함으로써, 열가소성 수지로 형성된 프레임부(32)보다 고강도의 적층판(30)에 너트(44)를 겹쳐 배치할 수 있다. 즉, 고강도의 적층판(30)과 너트(44) 및 보스부(48)가 일체화된다. 이에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이, 예컨대 너트(44)에 대해 고정 나사(36)를 나사 결합시켜 힌지(24)를 체결 고정한 구성에 있어서, 케이스(12)를 구성하는 배면 커버(12a)에 외력(F)이 가해진 경우라도, 너트(44) 및 이것을 유지하는 보스부(48)가 적층판(30) 상에 있기 때문에, 이 외력(F)을 적층판(30)으로 받아낼 수 있다. 그 결과, 적층판(30)보다 강도가 뒤떨어지는 열가소성 수지로 형성된 프레임부(32)나 이 프레임부(32)와 적층판(30)의 외형 단부면(30a)의 접합 계면에 대해 큰 부하가 가해지는 것을 회피할 수 있고, 높은 강도의 케이스(12)를 얻을 수 있으며, 내구성도 향상된다.
예컨대, 본 실시형태에 따른 전자 기기(14)에서는, 힌지(24)를 통해 덮개(16)를 최대 개방도, 예컨대 덮개(16)와 기기 본체(20)가 평행한 180도 위치까지 개방한 상태로부터 더욱 덮개(16)에 개방 방향의 외력(F)을 부여한 경우에는, 덮개(16)를 구성하는 케이스(12)의 배면 커버(12a)와, 이것에 너트(44) 및 고정 나사(36)를 통해 체결 고정된 힌지(24) 사이에 큰 부하가 가해지게 된다. 그러나, 상기 전자 기기(14)에서는, 힌지(24)의 체결부인 너트(44)가 고강도의 적층판(30)에 겹쳐지도록 배치되어 있기 때문에, 상기 외력(F)을 고강도의 적층판(30)으로 받아낼 수 있고, 그것보다 저강도의 열가소성 수지로 이루어지는 프레임부(32)나 프레임부(32)와 적층판(30)의 접합 계면에 대해 외력(F)에 의한 부하가 직접적으로 부여되는 일이 없다. 따라서, 종래 구성과 같이 프레임부(32)에 너트(44)를 인서트 성형 등 한 구성에 비해, 프레임부(32)나 프레임부(32)와 적층판(30)의 접합 계면이 파손되기까지의 내하중성을 대폭 높일 수 있다.
상기 케이스용 부재(10)에서는, 적층판(30)은 한쪽의 섬유 강화 수지판(40)의 표면을 판 두께 방향으로 파내려 간 오목부(46)를 갖고, 너트(44)는 그 축 방향 일단측이 오목부(46) 내에 배치되어 있다. 이에 의해, 적층판(30)의 표면에서의 너트(44) 및 보스부(48)의 높이 방향의 돌출량을 억제할 수 있어, 케이스용 부재(10) 및 이것을 이용한 케이스(12)를 가급적으로 박형화할 수 있다.
너트(44)는 그 외주면의 축 방향 일부분으로부터 외부 직경 방향으로 돌출된 플랜지부(44a)를 갖고, 플랜지부(44a)는 그 이면이 한쪽의 섬유 강화 수지판(40)의 표면에 접촉 배치되며, 그 표면의 적어도 일부가 열가소성 수지에 의해 덮여 있다. 이에 의해, 오목부(46)를 플랜지부(44a)로 폐색할 수 있기 때문에, 오목부(46) 내에 열가소성 수지가 들어가 중간층(42) 등에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 플랜지부(44a)의 표면이 보스부(48)에 의해 덮임으로써, 너트(44)의 상방으로의 빠짐 방지가 이루어지고, 고정 나사(36)에 의한 힌지(24)의 체결 강도가 향상된다. 이때, 너트(44)의 플랜지부(44a)의 외주 단부면에는 요철 형상(44b)이 형성되어 있기 때문에, 요철 형상(44b)으로 들어간 열가소성 수지에 의해 고정 나사(36)의 체결 시에 너트(44)의 회전 방지가 도모된다.
도 6은 제1 변형예에 따른 케이스용 부재(10A)의 적층판(30) 및 프레임부(32)[광폭부(32a)]를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 케이스용 부재(10A)에서는, 플랜지부(44a)를 갖지 않는 일반적인 구조의 너트(50)를 적층판(30)의 표면에 겹치도록 인서트 성형하고 있다. 즉, 케이스용 부재(10A)에서는, 적층판(30)의 외형 단부면(30a)보다 내측에 위치한 부분에서 한쪽의 섬유 강화 수지판(40)의 표면을 판 두께 방향으로 파내려 간 오목부(46)를 형성하고, 이 오목부(46)와 겹쳐지는 위치에 너트(50)를 배치하며, 오목부(46) 내에 충전된 열가소성 수지에 의해 너트(50)의 축 방향 일단측을 덮도록 유지하고 있다. 한편, 너트(50)를 대신하여 너트(44)(도 5 참조)를 이용해도 좋다.
따라서, 이러한 케이스용 부재(10A)에 있어서도, 열가소성 수지로 형성된 프레임부(32)보다 고강도의 적층판(30)에 너트(50)를 겹쳐 배치할 수 있기 때문에, 높은 강도를 얻을 수 있고, 내구성도 향상된다. 또한, 적층판(30)의 표면에서의 너트(50)의 높이 방향의 돌출량을 억제할 수 있어, 케이스용 부재(10A) 및 이것을 이용한 케이스(12)를 가급적으로 박형화할 수 있다.
도 7은 제2 변형예에 따른 케이스용 부재(10B)의 적층판(30) 및 프레임부(32)[광폭부(32a)]를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 케이스용 부재(10B)에서는, 한 쌍의 섬유 강화 수지판(40, 41) 및 중간층(42)을 판 두께 방향으로 관통한 관통 구멍(52)을 적층판(30)에 형성하고, 이 관통 구멍(52)과 겹쳐지는 위치에 너트(50)를 배치하며, 관통 구멍(52) 내에 충전된 열가소성 수지에 의해 너트(50)의 축 방향 일단측을 덮도록 유지하고 있다. 한편, 너트(50)를 대신하여 너트(44)(도 5 참조)를 이용해도 좋다.
따라서, 이러한 케이스용 부재(10B)에 있어서도, 열가소성 수지로 형성된 프레임부(32)보다 고강도의 적층판(30)에 너트(50)를 겹쳐 배치할 수 있기 때문에, 높은 강도를 얻을 수 있고, 내구성도 향상된다. 즉, 너트(50)는 적층판(30)의 관통 구멍(52)에 겹쳐지도록 배치되어 있으나, 적층판(30)의 외형 단부면(30a)보다 내측이 되는 위치에 배치되어 있기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같은 외력(F)이 너트(50)에 부여된 경우, 케이스용 부재(10, 10A)의 경우와 마찬가지로 이 외력(F)을 적층판(30)으로 받아낼 수 있다. 또한, 적층판(30)의 표면에서의 너트(50)의 높이 방향의 돌출량을 억제할 수 있어, 케이스용 부재(10B) 및 이것을 이용한 케이스(12)를 가급적으로 박형화할 수 있다.
도 8은 제3 변형예에 따른 케이스용 부재(10C)의 적층판(30) 및 프레임부(32)[광폭부(32a)]를 포함하는 부분에서의 두께 방향의 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 케이스용 부재(10C)에서는, 적층판(30)에 오목부(46)(도 3 및 도 6 참조)나 관통 구멍(52)(도 7 참조)을 형성하지 않고, 그 표면으로 프레임부(32)를 형성하는 열가소성 수지를 연장시켜 보스부(48)를 형성하며, 너트(50)를 인서트 성형하고 있다. 한편, 너트(50)를 대신하여 너트(44)(도 5 참조)를 이용해도 좋다.
따라서, 이러한 케이스용 부재(10C)에 있어서도, 열가소성 수지로 형성된 프레임부(32)보다 고강도의 적층판(30)에 너트(50)를 겹쳐 배치할 수 있기 때문에, 높은 강도를 얻을 수 있고, 내구성도 향상된다. 한편, 이 케이스용 부재(10C)에서는, 적층판(30)의 표면에 열가소성 수지를 사출 성형하여 너트(50)(44)를 인서트 성형하고 있기 때문에, 상기한 케이스용 부재(10, 10A, 10B)에 비해 전체의 두께가 두꺼워지지만, 오목부(46) 등의 시공 작업이 불필요하여 제조 비용을 한층 억제할 수 있다고 하는 이점이 있다.
한편, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 자유롭게 변경할 수 있는 것은 물론이다.
예컨대 상기 실시형태에서는, 케이스용 부재(10)를 전자 기기(14)를 구성하는 덮개(16)의 케이스(12)의 배면 커버(12a)로서 이용한 구성을 예시하였으나, 케이스용 부재(10)는 정면 커버(12b)나 기기 본체(20)에 이용해도 좋다. 또한, 케이스용 부재(10)는 데스크탑형 PC, 태블릿형 PC, 스마트폰 또는 휴대 전화 등, 각종의 전자 기기의 케이스용 부재로서 이용 가능하다. 또한, 케이스용 부재(10)를 구성하는 암나사부[너트(44, 50)]는, 힌지(24)의 체결용 이외의 용도로 이용해도 좋고, 예컨대 케이스용 부재(10)로 구성한 배면 커버(12a)에 정면 커버(12b)를 체결할 때의 암나사부로서 이용해도 좋다.
상기 실시형태에서는, 3층 구조의 적층판(30)을 이용한 케이스용 부재(10)를 예시하였으나, 예컨대 3장 이상의 섬유 강화 수지판(40, 41)의 각 층 사이에 각각 중간층(42)을 끼워 넣은 5층 이상의 적층 구조여도 좋다.
상기 실시형태에서는, 너트(44)를 광폭부(32a)를 구성하는 열가소성 수지를 이용하여 인서트 성형한 구성을 예시하였으나, 광폭부(32a)를 구성하는 열가소성 수지에 직접적으로 나사 형성을 행함으로써 암나사부를 형성해도 좋다.
10, 10A∼10C: 케이스용 부재 12: 케이스
12a: 배면 커버 12b: 정면 커버
14: 전자 기기 16: 덮개
18: 키보드 장치 20: 기기 본체
22: 디스플레이 장치 24: 힌지
30: 적층판 30a: 외형 단부면
32: 프레임부 32a: 광폭부
32b: 띠형상부 34: 벽부
36: 고정 나사 36a: 나사부
40, 41: 섬유 강화 수지판 42: 중간층
44, 50: 너트 44a: 플랜지부
44b: 요철 형상 46: 오목부
48: 보스부 52: 관통 구멍
12a: 배면 커버 12b: 정면 커버
14: 전자 기기 16: 덮개
18: 키보드 장치 20: 기기 본체
22: 디스플레이 장치 24: 힌지
30: 적층판 30a: 외형 단부면
32: 프레임부 32a: 광폭부
32b: 띠형상부 34: 벽부
36: 고정 나사 36a: 나사부
40, 41: 섬유 강화 수지판 42: 중간층
44, 50: 너트 44a: 플랜지부
44b: 요철 형상 46: 오목부
48: 보스부 52: 관통 구멍
Claims (20)
- 케이스용 부재(member for chassis)로서,
제1 및 제2 섬유 강화 수지판 사이에 배치된 중간층을 갖는 적층판 - 상기 제1 섬유 강화 수지판은 오목부를 포함함 - ;
상기 적층판의 외형 단부면의 적어도 일부에 접합된 열가소성 수지 프레임부 - 상기 열가소성 수지 프레임부는 상기 적층판의 상기 제1 섬유 강화 수지판의 표면까지 연장되며, 상기 열가소성 수지 프레임부는 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 오목부와 정렬된 개구를 갖는 원통형 보스부를 포함함 - ; 및
상기 열가소성 수지 프레임부의 상기 원통형 보스부의 상기 개구 및 상기 적층판의 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 오목부 내에 위치하는 암나사부
를 포함하는 케이스용 부재. - 제1항에 있어서,
상기 암나사부는 인서트 성형에 의해 상기 열가소성 수지 프레임부와 일체화된 너트인 것인 케이스용 부재. - 제1항에 있어서,
상기 제1 섬유 강화 수지판 내의 상기 오목부는, 두깨 방향으로 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 표면을 파내려감(burrow)으로써 형성되는 것인 케이스용 부재. - 제2항에 있어서,
상기 너트는 축 방향 일단측에서 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 오목부 에 배치되는 것인 케이스용 부재. - 제2항에 있어서,
상기 너트는 외주면의 축 방향 일부분으로부터 외부 직경 방향으로 돌출된 플랜지부를 포함하고, 상기 플랜지부는 하나의 표면이 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 표면에 접촉하도록 배치되는 것인 케이스용 부재. - 제5항에 있어서,
상기 플랜지부의 외주 단부면에 요철 형상이 제공되는 것인 케이스용 부재. - 제5항에 있어서,
상기 플랜지부의 상기 표면의 적어도 일부는 상기 열가소성 수지 프레임부에 의해 덮여있는 것인 케이스용 부재. - 제1항에 있어서,
상기 암나사부는 내부에 위치한 고정 나사를 포함하는 것인 케이스용 부재. - 제8항에 있어서,
상기 열가소성 수지 프레임부의 상기 원통형 보스부는 힌지의 개구 내에 위치하는 것인 케이스용 부재. - 제9항에 있어서,
상기 나사는 상기 힌지를 상기 열가소성 수지 프레임부에 고정시키는 것인 케이스용 부재. - 전자 기기로서,
디스플레이;
키보드; 및
상기 디스플레이와 키보드를 포함하는 케이스용 부재를 포함하고,
상기 케이스용 부재는:
제1 및 제2 섬유 강화 수지판 사이에 배치된 중간층을 갖는 적층판 - 상기 제1 섬유 강화 수지판은 오목부를 포함함 - ;
상기 적층판의 외형 단부면의 적어도 일부에 접합된 열가소성 수지 프레임부 - 상기 열가소성 수지 프레임부는 상기 적층판의 상기 제1 섬유 강화 수지판의 표면까지 연장되며, 상기 열가소성 수지 프레임부는 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 오목부와 정렬된 개구를 갖는 원통형 보스부를 포함함 - ; 및
상기 열가소성 수지 프레임부의 상기 원통형 보스부의 상기 개구 및 상기 적층판의 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 오목부 내에 위치하는 암나사부
를 포함하는 것인 전자 기기. - 제11항에 있어서,
상기 암나사부는 인서트 성형에 의해 상기 열가소성 수지 프레임부와 일체화된 너트인 것인 전자 기기. - 제11항에 있어서,
상기 제1 섬유 강화 수지판 내의 상기 오목부는, 두깨 방향으로 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 표면을 파내려감(burrow)으로써 형성되는 것인 전자 기기. - 제12항에 있어서,
상기 너트는 축 방향 일단측에서 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 오목부 에 배치되는 것인 전자 기기. - 제12항에 있어서,
상기 너트는 외주면의 축 방향 일부분으로부터 외부 직경 방향으로 돌출된 플랜지부를 포함하고, 상기 플랜지부는 하나의 표면이 상기 제1 섬유 강화 수지판의 상기 표면에 접촉하도록 배치되는 것인 전자 기기. - 제15항에 있어서,
상기 플랜지부의 외주 단부면에 요철 형상(irregular shape)이 제공되는 것인 전자 기기. - 제15항에 있어서,
상기 플랜지부의 상기 표면의 적어도 일부는 상기 열가소성 수지 프레임부에 의해 덮여있는 것인 전자 기기. - 제11항에 있어서,
상기 암나사부는 내부에 위치한 고정 나사를 포함하는 것인 전자 기기. - 제18항에 있어서,
상기 열가소성 수지 프레임부의 상기 원통형 보스부는 힌지의 개구 내에 위치하는 것인 전자 기기. - 제19항에 있어서,
상기 나사는 상기 힌지를 상기 열가소성 수지 프레임부에 고정시키는 것인 전자 기기.
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