WO2007023847A1 - 携帯機器の筐体 - Google Patents

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Toshinobu Ogatsu
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Definitions

  • the present invention relates to a casing of a portable device such as a mobile phone, and more particularly to improvement of a casing structure capable of securing strength at the same time as downsizing and thinning.
  • the key switch part it is necessary to use a key pressing frame so as to cover the shield frame formed on the mounting substrate, since it is necessary to transmit the key hitting force to the built-in parts. It may use a rigid mounting substrate on both sides and form a key switch on the back. There are also cases where a metal case is used and a key switch is pasted on it. Furthermore, as described in Patent Document 1, a structure may be provided to receive a switch load.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-229938
  • the housing structure disclosed in this patent document 1 has some problems.
  • the first problem is that if the shield frame formed on the mounting substrate is designed to receive a load, it is necessary to equalize the heights of the shield frames.
  • the height of this mounted part varies depending on the part Here, it is necessary to adjust to the highest part.
  • a second problem is that when a load is applied to the back surface of the mounted part, stress is applied to the substrate when the key is inserted, which may affect the mounted part. That is, in order to protect the mounted parts, it is necessary to devise a method of reducing the amount of deformation of the substrate, and as a result, the thickness of the substrate may be increased to some extent, resulting in an obstacle to miniaturization and thinning.
  • the present invention has been made in view of the serious problems, and improves the switch housing structure of the portable device, and provides a portable device housing having a structure suitable for thinning and downsizing.
  • the purpose is
  • the casing of the portable device according to the present invention comprises: an interior metal structure having a first bottomed recess shape; and the exterior metal structure of the interior metal structure and the interior site connected thereto. It is provided by integrally molding an exterior material having a larger thermal contraction during cooling than a constituent material of the body, and has a resin outer body having a frame shape.
  • the metal structure is formed into a bottomed concave shape by drawing of a thin sheet metal plate or the like, the metal structure is twisted in the bending direction as well as in the bending direction. It is also resistant to deformation. Therefore, by providing a key switch receiving surface on which the key switch is disposed on the surface portion of the box, even if the thickness of the metal structure is thin, it is possible to sufficiently receive the keying stress of the switch surface. It does not affect the internal mounting parts.
  • the resin outer package is provided on the outer surface of the metal structure by injection molding or the like, the housing of the present invention is thin and has high rigidity while the outer package is resin molded by design. Can be secured.
  • the material of the interior metal structure is, for example, stainless steel, ordinary steel, or titanium, and the metal structure is preferably formed by thin plate drawing. Also before The metal structure is preferably formed by a die casting method, a metal molding method, or a sintering method by metal injection molding.
  • the resin outer package thermally contact a mounting substrate on which a battery and mounting components are mounted to the metal structure.
  • the heat of the battery and the mounting component can be dissipated through the metal structure, and the heat dissipation can be improved.
  • the mounted components are covered with the metal structure, the electromagnetic shielding performance is improved.
  • the metal structure has a box shape formed by a portion where the key switch is to be installed and a side wall portion connected to this portion. This makes the protection of built-in parts more reliable.
  • the resin sheath has a hinge portion to which another housing is rotatably connected, and the hinge portion is formed of a highly elastic resin material so as to be bent.
  • the hinge portion is made of a highly elastic material, so that it is possible to absorb impact when the hinge portion is dropped or the like, and protection of the built-in parts in the strong metal bottomed concave shape and plastic deformation of the whole housing It is possible to make the reduction of the amount of shape compatible.
  • a casing of another portable device includes the interior metal structure having the first bottomed recess shape, the exterior portion of the interior metal structure, and the interior portion connected to the interior portion. It is provided by integrally molding an exterior material having a larger thermal contraction at the time of cooling than a constituent material of the metal structure, and has a metal exterior body having a frame shape.
  • the present invention it is possible to efficiently disperse the keying load on the key switch surface to the surface power and the back surface of the housing which can not be transmitted to the built-in component. Further, since resin is integrally formed on the metal structure, plastic deformation of the metal can be suppressed. Furthermore, in the present invention, the thickness reduction and the high rigidity can be achieved by the metal structure, and the exterior can be made by resin molding to secure the design. Furthermore, according to the present invention, since the metal housing and the resin housing are integrally formed by injection molding or the like, the metal and resin can be easily separated because the bonding method is not used.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a housing of a portable device according to an embodiment of the present invention, where (a) is What was seen from the upper surface side, (b) was seen from the lower surface side.
  • FIG. 2 It is an exploded view which shows the state which isolate
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the housing shown in FIG.
  • FIG. 6 It is an exploded perspective view of the portable device shown in FIG.
  • FIG. 7 A cross-sectional view after standing up of the housing thread, (a) is a cross-sectional view taken along the section line passing through the connector 501 shown in FIG. 6; (b) is a cross section taken along the section line passing through the battery 600 FIG.
  • FIG. 8 A perspective view showing a metal structure 100 according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 A perspective view showing a metal structure 100b of a casing of a portable device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 A perspective view showing a metal structure 100c and a resin outer package 200 of a casing of a portable device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing a metal structure 100c, a resin outer package 200, and a high elasticity metal frame 800 in a casing of a portable device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 15 is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 16 (a) is a perspective view showing a modified example of the high elasticity metal frame 800, (b) is a perspective view showing a state in which the frame 800 is attached to the metal structure 100c.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a housing of a portable device according to an embodiment of the present invention, in which (a) is viewed from the upper surface side and (b) is also viewed the lower surface side force.
  • FIG. 2 is an exploded view showing the metal structure 100 of the casing of the portable device shown in FIG. 1 in a separated state.
  • FIG. 3 is a perspective view of the metal structure 100 viewed from the back side.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the case shown in FIG. 5 (a) to 5 (c) are perspective views of the portable device after the lower housing provided with the switch portion is assembled. 6 is an exploded perspective view of the portable device shown in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view after assembly of the housing, (a) is a cross-sectional view taken along the section line passing through the connector 501 shown in FIG. 6, and (b) is a cross-sectional view taken along the section line passing through the battery 600 It is.
  • the metal structure 100 is formed into a bottomed concave shape by drawing or press forming a metal plate, and is a main structure of a housing.
  • This metal structure 100 has a switch receiving surface 101 on which a flexible substrate as a key switch is disposed, a peripheral rib 102 provided on the periphery to secure the overall rigidity, and wiring of the key switch substrate.
  • a notch 106 for a card slot for mounting a PCMC IA (Personal Computer Memory) or a card or the like, and a connecting force 107 for connecting with a resin at the time of integral molding are provided.
  • the metal structure 100 which is a box-shaped metal casing, has a thickness of, for example, about 0.2 mm to 0.5 mm, and can be obtained by pressing and processing a stainless steel thin plate, a thin steel plate, or a titanium thin plate.
  • the switch receiving surface 101 also has a function as a second bottomed concave shape, and strengthens the torsional rigidity and the bending rigidity of the entire metal casing by the increase of the second moment of the cross section and the hardening by finishing.
  • the metal structure may be produced by a sintering method typified by die cast molding, metal mold molding, and metal injection molding in addition to thin plate drawing. In the case of this sintering, although it is inferior in thinning, there is an effect that it becomes possible to provide the metal structure with ribs and the like installed inside the casing.
  • an outer body 200 made of resin is molded into a casing of a portable device.
  • the body is composed. That is, by injection-molding the resin on the metal structure 100 at a predetermined position, the metal structure 100 and the resin sheath 200 can be integrally formed.
  • the resin outer package 200 and the box-shaped metal structure 100 are not bonded to each other, the resin wraps around the connection holes 107 of the metal structure 100 so that they do not separate after molding.
  • the box-shaped metal structure 100 is formed in a pair so that the resin outer package 200 occupies the periphery uniformly, so the metal shrinks more due to the difference in thermal expansion between the metal and the resin.
  • the box-shaped metal structure 100 and the resin sheath 200 are in close contact with each other by shrinkage of the resin portion after resin molding.
  • the metal structure has a normal plate shape or a simple bending portion, warpage may occur in the entire case due to contraction at the time of cooling.
  • the metal structure overcomes the contraction stress, it is possible to minimize the deformation after molding.
  • the metal exterior body obtained by the construction method near resin injection molding instead of the resin.
  • a thixomold made of magnesium alloy and a die-casting method of magnesium, aluminum or zinc alloy correspond thereto.
  • the thermal expansion coefficient of the constituent material of the metal outer package needs to be larger than the thermal expansion coefficient of the constituent material of the interior metal structure.
  • a rib 201 for fixing a built-in mounting board a rib 202 for fixing a connector, a rib 203 for fixing a battery, and a screw boss 204 for fixing a rear cover, It comprises: a hinge portion 205 for connecting with an upper case (not shown) constituting the display portion.
  • a peripheral resin rib 206 is formed which covers the periphery of the peripheral rib 102 of the box-shaped metal structure 100. Also, in order to prevent deformation of the peripheral rib 102 due to the resin flowing at the time of molding, the peripheral resin rib 206 is provided with a pressing hole 207.
  • a sheet metal part manufactured by press forming has high rigidity because it has a narrow elastic deformation area, but it is plastically deformed and squashes.
  • it is necessary to increase the thickness or to use a material having a wide elastic deformation area.
  • making the plate thickness thicker than necessary in terms of strength is contrary to the demand for a portable device that needs to be thin, small, and lightweight. For this reason, it is desirable to use a material having a wide elastic deformation area, but this reduces the formability.
  • the box-shaped metal structure 100 The resin sheath 200 can suppress the plastic deformation of the metal structure 100 while using the metal material of the elastic deformation region in the range which can be formed into the shape.
  • peripheral rib 102 and the peripheral grease rib 206 are integrally deformed, for example, when subjected to a bending load, the peripheral rib 102 is buckled in addition to the load distribution to the peripheral grease rib. The amount of plastic deformation is significantly reduced compared to the single case.
  • the flexible substrate 300 as a key switch is mounted on the resin outer package 200 integrally formed on the box-shaped metal structure 100. That is, the wiring 301 of the flexible substrate 300 is passed through the wiring hole 103 of the metal structure 100, and the flexible substrate 300 is adhered to the switch receiving surface 101 of the metal structure 100.
  • a dome switch 302 and a light emitting diode (LED) back light 303 are mounted on the flexible substrate 300.
  • the key sheet unit 400 is bonded onto the flexible substrate 300. The key sheet unit 400 is bonded to the key attaching surface 108 which is not the switch receiving surface 101.
  • Main substrate 500 and battery 600 are mounted on the back surface of resin outer package 200.
  • various mounting components other than the SIM connector 501 and the side switch 502 are mounted on both sides of the board.
  • shield parts and the like of the wireless unit can be mounted.
  • the resin outer package 200 and the rear cover 700 are fastened by a fixing screw (not shown).
  • the material of rear cover 700 may be a metal material to make it thinner, or it may be a resin material or an integral molding material of resin and metal.
  • the mounted components on the main substrate 500 and the power of the battery 600 generate heat due to current flow
  • these components are inscribed in the box-shaped metal structure 100, so heat is diffused efficiently and heat is dissipated. Excellent. It is also possible to use this metal structure 100 as a ground of wiring. Furthermore, the metal structure covers the whole of these mounting components and It also exerts
  • the metal structure has a box shape, it is resistant to deformation in the twisting direction as well as in the bending direction. Therefore, even if the thickness is thin, it is possible to receive the tapping stress of the switch surface without any problem. That is, it is possible to efficiently disperse the surface pressure of the casing which can not be transmitted to the built-in parts to the back surface, even if the keying load on the key switch surface of the key sheet unit 400 is transmitted.
  • the design can be secured by resin-molding the exterior while maintaining thinness and high rigidity. Furthermore, it is possible to minimize the plastic deformation that is likely to occur in the case of metal casings. And, in the present embodiment, since the metal case (metal structure 100) and the resin case (resin exterior body 200) are integrally formed and not bonded, the metal portion and the metal case are not formed. It is highly recyclable to easily separate it from fat.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a metal structure 100 of the present embodiment.
  • the metal structure 100a of this embodiment is different from the metal structure 100 shown in FIG. 2 in that a part of the end face of the end portion is formed into a hinge shape 109.
  • the hinge shape 109 in the metal structure 100a, although the molding shape becomes complicated, the strength of the hinge portion can be improved.
  • FIG. 9 is an exploded view showing a portable device according to a third embodiment of the present invention.
  • the size of the substrate 500 and the battery 600 is almost the same as that of the resin outer package 200, and the mounting component 503 is concentrated on one surface (for example, the lower surface) of the substrate 500 and has a switch surface. It is also effective to form a laminated structure of the resin outer package 200 and the metal structure 100, the substrate 500, and the battery 600. Also in this case, the heat dissipation by contact with the metal structure 100 and the shielding effect by the metal structure 100 are also effective.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a metal structure 100b of a casing of a portable device according to a fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG.
  • the rib 110 when the case is relatively large, the rib 110 can be formed on the switch receiving surface 101 of the box-shaped metal structure 100 to increase the rigidity of the switch receiving surface 101. By doing this, even if the switch receiving surface 101 is large, the strength of the switch receiving surface 101 can be improved, and the load of switch pressing can be supported.
  • the rib 110 is also effective as a support for the key sheet unit 400 to prevent misalignment.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the metal structure 100 c and the resin outer package 200 of the casing of the portable device according to the fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 12 shows the state with the rear cover removed after assembling the portable device.
  • FIG. 18 is a perspective view from the back showing
  • the switch can not be arranged in the notch 111, there is an advantage that the rib 112 as a partition of a built-in object such as a battery can be formed by a thin metal plate which is a part of the metal structure 100c.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing a metal structure 100c and a resin outer package 200 of a casing of a portable device according to a sixth embodiment of the present invention and a high elasticity metal frame 800
  • FIG. 15 is a partially enlarged view of FIG.
  • cross-sectional shape of the high elasticity metal frame 800 is not rectangular as shown in FIG.
  • this frame 800 is shown in FIG.
  • the thickness of the device affecting the thinness of the device remains thin, and the peripheral portion is highly elastic. It can be said that it is advantageous to make the device thinner by strengthening it with Further, a highly elastic material having high elasticity has a drawback that when the metal structure is formed by drawing, the forming is difficult because the drawing is plastic deformation. But, By forming the frame portion as a highly elastic metal frame, this weakness is eliminated, and the external metal structure can be easily formed by drawing.
  • the present invention is useful as a housing of a mobile device such as a mobile phone or PDA.

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Abstract

　　箱型の金属構造体をプレス加工等によって成形し、この金属構造体の周辺部分に樹脂を射出成形することにより樹脂外装体を一体成形している。この金属構造体のスイッチ受け面にキースイッチとしてのフレキシブル基板が配置される。樹脂外装体と箱型金属構造体は、接着等はされないが、金属構造体の連結孔に樹脂が回りこむことで、成形後に両者が分離することはない。これにより、薄型化及び小型化に適した構造の携帯機器の筐体が得られる。

Description

明 細 書
携帯機器の筐体
技術分野
[0001] 本発明は、携帯電話等の携帯機器の筐体に関し、特に、小型薄型化と同時に強度 を確保することができる筐体構造の改良に関する。
背景技術
[0002] 携帯電話は、そのニーズの拡大からカメラ機能及び大画面化等の高機能化への強 い要求がある一方で、携帯するといつた観点力も小型薄型への強い要求もあり、これ らの相反する要求にこたえるベぐ種々の構造が提案されてきた。 PDA (Personal Di gital Assistance :携帯情報端末)等の携帯機器も同様である。一般に、各携帯機器 に使用される筐体構造においては、複数の榭脂部品又は金属部品を軽く嵌合し、爪 等によって固定する力、若しくはねじ締結による固定若しくは挟みこみ等を行うか、又 はこれらを組み合わせて使用する場合が多い。また、外部筐体の変形を内部へ伝え ないようにするため、クッション等を貼り付けたりする場合もある。キースィッチ部分に ついては、キー打鍵力を内蔵する部品に伝えない構成とする必要があるため、一般 的には実装基板上に形成されたシールドフレームを覆うようにキー打鍵用のフレーム を用いたり、剛性のある実装基板の両面を使用し、裏面にキースィッチを形成したり する場合がある。また、金属製の筐体を使用し、その上にキースィッチを貼り付ける構 造をとる場合もある。更に、特許文献 1に記載のように、スィッチ荷重を受けるための 構造体を設ける場合もある。
[0003] 特許文献 1：特開 2003— 229938号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、この特許文献 1に開示された筐体構造にはいくつかの問題点がある 。先ず、第 1の問題点は、実装基板上に形成されたシールドフレームで荷重を受ける 構造とした場合、シールドフレームの高さをそろえる必要がある。この実装部品の高さ は部品によって異なる力 ここでは最も高い部品に合わせる必要がある。更に、シー ルドフレームの実装ばらつきも考慮する必要があり、シールドフレーム上に更にフレ ームを設ける必要がある等、結果として薄型化の妨げとなる。
[0005] 第 2の問題点は、実装部品の裏面で荷重を受ける構造とした場合、基板に打鍵時 の応力がかかるため、実装部品への影響が懸念される。即ち、実装部品保護のため 、基板の変形量を減らす工夫が必要になり、基板厚をある程度厚くするなど、結果と して小型薄型化の妨げになってしまう。
[0006] また、第 3の問題点は、特許文献 1に記載されているように、別部品としての構造体 で構成した場合、応力の緩和には有効である力 小型薄型化には妨げとなる。一方 、筐体上に貼り付ける構造とした場合には、筐体部品の成形肉厚の制限から、ある程 度の肉厚の確保が必要になり、やはり小型薄型化の妨げになってしまう。
[0007] 本発明は力かる問題点に鑑みてなされたものであって、携帯機器のスィッチ部筐体 構造を改良し、薄型化及び小型化に適した構造の携帯機器の筐体を提供することを 目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明に係る携帯機器の筐体は、第 1の有底凹部形状を有する内装金属構造体と 、この内装金属構造体の外側部位とそれに連なる内側部位に対し、前記内装金属構 造体の構成材料よりも冷却時の熱収縮が大きい外装材料を一体成形することにより 設けられ、額縁形状をなす榭脂外装体と、を有することを特徴とする。
[0009] 本発明においては、金属構造体が、薄板金属板の絞り加工等により、有底凹部形 状をなすように成形されているので、この金属構造体は、曲げ方向のほか、ねじり方 向の変形にも強い。このため、この箱の表面部分にキースィッチが配置されるキース イッチ受け面を設けることにより、この金属構造体の肉厚が薄くても、スィッチ面の打 鍵応力を十分に受けることができ、内部の実装部品に影響を及ぼすことがない。また 、金属構造体の外面に射出成形等により榭脂外装体が設けられているので、本発明 の筐体は、薄型高剛性を保ちながら、外装については榭脂成形とすることで意匠性 を確保できる。
[0010] 前記内装金属構造体の材質は、例えば、ステンレス、普通鋼、又はチタンであり、 前記金属構造体は、薄板絞り加工によって成形されていることが好ましい。また、前 記金属構造体は、ダイカスト成形、金属モールド成形、又はメタルインジェクション成 形による焼結工法で成形されることが好まし ヽ。
[0011] また、前記榭脂外装体が、電池及び実装部品を実装した実装基板を前記金属構 造体に熱的に接触させることが好ましい。これにより、電池及び実装部品の熱を金属 構造体を介して放散させることができ、放熱性を向上させることができる。また、実装 部品が金属構造体で覆われるため、電磁シールド性が向上する。
[0012] 更に、前記金属構造体は、キースィッチを設置する部分と、この部分に連なる側壁 部分とにより、箱形状をなしていることがましい。これにより、内蔵部品の保護がより確 実になる。
[0013] 更にまた、前記榭脂外装体は、他の筐体が回転可能に連結されるヒンジ部を有し、 このヒンジ部は高弹性榭脂材料で形成されて ヽるように構成することができる。このヒ ンジ部を高弾性材料により構成することで、ヒンジ部分での落下時等の衝撃吸収が 可能になり、強固な金属有底凹部形状内の内蔵部品の保護と、筐体全体の塑性変 形量の低減を両立させることができる。
[0014] 本発明に係る他の携帯機器の筐体は、第 1の有底凹部形状を有する内装金属構 造体と、この内装金属構造体の外側部位とそれに連なる内側部位に対し、前記内装 金属構造体の構成材料よりも冷却時の熱収縮が大きい外装材料を一体成形すること により設けられ、額縁形状をなす金属外装体と、を有することを特徴とする。
発明の効果
[0015] 本発明によれば、キースィッチ面の打鍵荷重を、内蔵部品に伝えることなぐ筐体 表面力 裏面へと効率よく分散させることができる。また、本発明によれば、金属構造 体に榭脂を一体成形しているので、金属の塑性変形を抑制することができる。更に、 本発明においては、金属構造体による薄型化及び高剛性化を得ると共に、外装につ いては榭脂成形とすることで意匠性を確保できる。更にまた、本発明によれば、金属 筐体と榭脂筐体を射出成形等により一体成形しているので、接着工法ではないため に、金属と榭脂を分離し易ぐリサイクル性に富む。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]本発明の実施形態に係る携帯機器の筐体の構造を示す斜視図であり、（a)は 上面側から見たもの、（b)は下面側から見たものである。
[図 2]図 1に示す携帯機器の筐体の金属構造体 100を分離した状態を示す分解図で ある。
圆 3]金属構造体 100をその裏面力も見た斜視図である。
[図 4]図 1に示す筐体の断面図である。
圆 5] (a)乃至 (c)はスィッチ部を設けた下部筐体を組み立てた後の携帯機器の斜視 図である。
圆 6]図 5に示す携帯機器の分解斜視図である。
[図 7]筐体糸且立後の断面図であり、 (a)は図 6に示すコネクタ 501を通る切断線による 横断面図であり、 (b)は電池 600を通る切断線による横断面図である。
圆 8]本発明の第 2の実施の形態の金属構造体 100を示す斜視図である。
圆 9]本発明の第 3の実施の形態の携帯機器を示す分解図である。
圆 10]本発明の第 4の実施の形態の携帯機器の筐体の金属構造体 100bを示す斜 視図である。
圆 11]本発明の第 5の実施の形態の携帯機器の筐体の金属構造体 100c及び榭脂 外装体 200を示す斜視図である。
圆 12]携帯機器組立後のリアカバーを外した状態を示す背面力もの斜視図である。
[図 13]本発明の第 6の実施の形態の携帯機器の筐体における金属構造体 100c及 び榭脂外装体 200及び高弾性金属フレーム 800を示す分解斜視図である。
[図 14]図 13の断面図である。
[図 15]図 14の一部拡大図である。
[図 16] (a)は高弾性金属フレーム 800の変形例を示す斜視図、（b)はこのフレーム 8 00が金属構造体 100cに取り付けられた状態を示す斜視図である。
符号の説明
100、 100a, 100b, 100c 金属構造体
101 スィッチ受け面
102 ジブ
103 配線孔 104 サイドスィッチ孔
105 切り欠き
106 切り欠き
107 アンカ
107 連結孔
108 キー貼り付け面
109 形状
110 リブ
111 切り欠き
112 リブ
200 樹脂外装体
201 リブ
202 リブ
203 リブ
204 ボス
205 ヒンジ部
206 リブ
207 押え孔
300 フレキシブル基板
301 配線
302 ドームスィッチ
303 ノ ックライ卜
400 キーシートユニット
500 基板
501 コネクタ
502 サイドスィッチ 700 ジァカノ一
発明を実施するための最良の形態
[0018] 次に、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。図 1 は本発明の実施形態に係る携帯機器の筐体の構造を示す斜視図であり、 (a)は上 面側から見たもの、（b)は下面側力も見たものである。図 2は図 1に示す携帯機器の 筐体の金属構造体 100を分離した状態を示す分解図である。図 3は金属構造体 100 をその裏面力 見た斜視図である。図 4は図 1に示す筐体の断面図である。図 5 (a) 乃至 (c)はスィッチ部を設けた下部筐体を組み立てた後の携帯機器の斜視図である 。図 6は図 5に示す携帯機器の分解斜視図である。図 7は、筐体組立後の断面図で あり、（a)は図 6に示すコネクタ 501を通る切断線による横断面図であり、（b)は電池 6 00を通る切断線による横断面図である。
[0019] 金属構造体 100は金属板を薄板絞り加工又はプレス成形することにより有底凹部 形状としたものであり、筐体の主要な構造体である。この金属構造体 100は、キース イッチとしてのフレキシブル基板が配置されるスィッチ受け面 101と、全体の剛性を確 保するために周辺部に設けられた周囲リブ 102と、キースィッチ基板の配線を通す配 線孔 103と、長辺側側辺部にスィッチを設けるためのサイドスィッチ孔 104と、短辺側 側辺部にコネクタを配置するためのコネクタ切り欠き 105と、長辺側側辺部に PCMC IA (Personal Computer Memoryし ard International Association)力 ~~ド等を装 する ためのカードスロット用の切り欠き 106と、一体成形時に樹脂との連結を行う連結アン 力 107とが設けられている。箱型金属筐体である金属構造体 100は、厚さが例えば 0 . 2mm〜0. 5mm程度であり、ステンレス薄板、薄鋼板、又はチタン薄板等をプレス カロ工することにより得られる。スィッチ受け面 101は、第 2の有底凹部形状としての機 能も併せ持ち、その断面 2次モーメントの増加とカ卩工硬化によって金属筐体全体の ねじり剛性及び曲げ剛性を強くする。金属構造体は、薄板絞り加工以外に、ダイカス ト成形、金属モールド成形、メタルインジェクション成形に代表される焼結工法で製作 されても有効である。この焼結の場合、薄型化の点では劣るが、筐体内部に設置す るリブ等を金属構造体に設けることが可能になるという効果がある。
[0020] この金属構造体 100には、榭脂製の外装体 200がー体成形されて、携帯機器の筐 体が構成される。即ち、この金属構造体 100の上に所定位置に榭脂を射出成形する ことにより、金属構造体 100と榭脂外装体 200とを一体成形することができる。榭脂外 装体 200と箱型金属構造体 100は、接着等はされないが、金属構造体 100の連結 孔 107に榭脂が回りこむことで、成形後に両者が分離することはない。更に、構造上 、箱型金属構造体 100に対して、その周囲を均一に榭脂外装体 200が占めるように 一対成形されるため、金属と榭脂の熱膨張差により金属の方が収縮率が小さいので 、榭脂成形後の榭脂部分の収縮によって箱型金属構造体 100と榭脂外装体 200と は密着される。このとき、金属構造体が通常の板形状であったり、単なる折り曲げカロ ェのみであると、冷却時の収縮によって筐体全体に反りが発生する場合がある。本 発明では有底凹部形状とすることで、収縮の応力に金属構造体が打ち勝つため、成 形後の変形を最小限に抑えることが可能である。また、榭脂製外装体としたが、榭脂 の代わりに榭脂射出成形に近い工法で得られた金属外装体を用いることも可能であ る。例えば、マグネシウム合金によるチクソモールドと、マグネシウム、アルミニウム、 又は亜鉛合金のダイキャスト工法がそれにあたる。この場合、金属外装体の構成材 料の熱膨張係数は、内装金属構造体の構成材料の熱膨張係数よりも大き!、ものとす る必要がある。
[0021] 榭脂外装体 200には、内蔵する実装基板を固定するリブ 201と、コネクタを固定す るリブ 202と、電池を固定するリブ 203と、リアカバーを固定するためのねじボス 204と 、表示部を構成する上部筐体（図示せず）との連結を行うヒンジ部 205とから構成され る。更に、榭脂外装体 200には、箱型金属構造体 100の周囲リブ 102の周囲を覆う 周囲榭脂リブ 206が形成されている。また、成形時に流動する榭脂によって周囲リブ 102が変形するのを防ぐため、周囲榭脂リブ 206には押え孔 207が設けられている。
[0022] 一般にプレス成形で製作される板金部品は、弾性変形領域が狭いため、高剛性で ある反面、塑性変形しゃすい。この塑性変形を抑えるには、板厚を厚くするか、弾性 変形領域が広い材料を使用する必要がある。しかしながら、強度的に必要以上に板 厚を厚くすることは、薄型、小型、及び軽量である必要があるという携帯機器に対する 要求に反するものである。このため、弾性変形領域が広い材料を使用することが望ま しいが、そうすると成形性が低下する。本発明の構造では、箱型金属構造体 100の 形状に成形可能な範囲の弾性変形領域の金属材料を使用しながら、榭脂外装体 20 0によって金属構造体 100の塑性変形を抑制することができる。即ち、周囲リブ 102と 周囲榭脂リブ 206は、一体になつて変形するため、例えば曲げ荷重を受けた場合、 周囲リブ 102は周囲榭脂リブへの荷重分散に加えて座屈しに《なるため、単体の場 合と比べて、塑性変形量が著しく低下する。
[0023] 次に、本実施形態に係る携帯機器の下部筐体の装置構成及び組立方法について 、主として図 6を参照して説明する。箱型金属構造体 100に一体成形された榭脂外 装体 200に、キースィッチとしてのフレキシブル基板 300を装着する。即ち、フレキシ ブル基板 300の配線 301を金属構造体 100の配線孔 103に通して、フレキシブル基 板 300を金属構造体 100のスィッチ受け面 101に接着する。フレキシブル基板 300 にはドームスィッチ 302及び LED (Light Emitting Diode)バックライト 303が実装され ている。更に、フレキシブル基板 300の上に、キーシートユニット 400が接着される。 キーシートユニット 400は、スィッチ受け面 101ではなぐキー貼り付け面 108に接着 される。こうすることで、上部力もの水滴の進入を防ぐことが可能である。本実施の形 態では、 LEDバックライト 303を使用している力 LEDバックライトの代わりに EL (Ele ctroluminescence)バックライトを使用することも可能である。この場合、 ELバックライト をキーシートユニット 400に内蔵する力、キーシートユニット 400とフレキシブル基板 3 00との間に ELバックライトシートを挿入する。
[0024] 榭脂外装体 200の裏面には、主基板 500及び電池 600が装着される。主基板 500 には、 SIMコネクタ 501及びサイドスィッチ 502の他、種々の実装部品が基板両面に 実装されている。また、無線部のシールド部品等も実装可能である。
[0025] 榭脂外装体 200と、リアカバー 700は、図示しない固定ねじによって締結される。リ アカバ一 700の材質は、より薄型化のために金属材料としてもよいし、榭脂材料又は 榭脂と金属との一体成形材料としてもょ ヽ。
[0026] 主基板 500上の実装部品及び電池 600は通電により発熱する力 本構造ではこれ らの部品が箱型金属構造体 100に内接しているため、効率よく熱拡散が行われ、放 熱性に優れている。また、この金属構造体 100を配線のグランドとして使用することも 可能である。更に、金属構造体はこれらの実装部品の全体を覆うため、優れたシー ルド効果も発揮する。
[0027] 上述の如く構成された本実施形態の携帯機器の筐体にお!、ては、金属構造体が 箱形状をなしているため、曲げ方向のほか、ねじり方向の変形にも強い。このため、 肉厚が薄くても、スィッチ面の打鍵応力を支障なく受けることが可能である。即ち、キ 一シートユニット 400のキースィッチ面の打鍵荷重を、内蔵部品に伝えることなぐ筐 体表面力も裏面へと効率よく分散させることができる。また、本実施形態においては、 薄型高剛性を保ちながら、外装については榭脂成形とすることで、意匠性を確保す ることができる。更に、金属筐体の場合に発生しやすい塑性変形を、最小限に留める ことが可能である。そして、本実施形態においては、金属筐体 (金属構造体 100)と榭 脂筐体 (榭脂外装体 200)とを一体成形していて、接着はしていないために、金属部 分と榭脂部分とを分離し易ぐリサイクル性に富んでいる。
[0028] 次に、図 8を参照して本発明の第 2実施形態について説明する。図 8は本実施形態 の金属構造体 100を示す斜視図である。本実施形態の金属構造体 100aが図 2に示 す金属構造体 100と異なる点は、その端部の端面の一部を、ヒンジ形状 109に成形 してある点である。このように、金属構造体 100aにヒンジ形状 109を形成することによ り、成形形状は複雑になるが、ヒンジ部の強度を向上させることができる。
[0029] 図 9は本発明の第 3の実施形態の携帯機器を示す分解図である。図 9に示すように 、基板 500及び電池 600を榭脂外装体 200とほぼ同等サイズとし、実装部品 503を 基板 500の一方の面 (例えば、下面）に集中させて配置し、スィッチ面を持つ榭脂外 装体 200及び金属構造体 100と、基板 500と、電池 600とを積層構造にすることも有 効である。この場合でも、金属構造体 100との接触による放熱性及び金属構造体 10 0によるシールド効果も有効である。こうすることで、実装部品 503を片面に配置する ため、配線効率は低下するが、電池 600の厚さは、実装基板 500に実装された実装 部品の厚さに無関係に決めることができるので、電池容量をその厚さで任意に調節 することができる。また、実装部品 503を片面に配置することにより、実装基板 500を 配置するためのスペースが薄くて足りると共に、実装基板 500には、従来基板よりも 薄い基板を使用することが可能になるため、従来構造と比べて薄型化が可能である [0030] 図 10は本発明の第 4の実施形態の携帯機器の筐体の金属構造体 100bを示す斜 視図である。図 10に示すように、筐体が比較的大きい場合、箱型金属構造体 100の スィッチ受け面 101に、リブ 110を成形して、スィッチ受け面 101の剛性を高めること も可能である。こうすることで、スィッチ受け面 101が大型であっても、スィッチ受け面 101の強度を向上させることができ、スィッチ押下の荷重を支持することができる。こ のリブ 110は、キーシートユニット 400がずれな!/、ようにする支えとしても有効である。
[0031] 図 11は本発明の第 5の実施形態の携帯機器の筐体の金属構造体 100c及び榭脂 外装体 200を示す斜視図、図 12は携帯機器組立後のリアカバーをと外した状態を 示す背面からの斜視図である。本実施形態においては、金属構造体 100cのスイツ チ受け面 101に切り欠き 111を入れて、この部分を背面側に曲げることにより、リブ 11 2を形成することも可能である。本実施形態においては、きり欠き 111部分にスィッチ を配置できない反面、電池等内蔵物の隔壁としてのリブ 112を、金属構造体 100cの 一部である薄肉金属板で形成できるという利点がある。
[0032] 図 13は本発明の第 6の実施形態の携帯機器の筐体の金属構造体 100c及び榭脂 外装体 200及び高弾性金属フレーム 800を示す分解斜視図、図 14は断面図、図 15 は図 14の一部拡大図である。さらに筐体が薄型になった場合、又は PDA若しくはノ ートパソコンなど、平面面積と厚さのアスペクト比が低下した場合において、有底凹部 型板金だけでは強度が不足したり、又は塑性変形を起こしやすい条件の場合に、高 弾性金属フレーム 800も同時に一体成形することで、更なる高剛性を得ることが可能 である。この場合、相互の金属間の接続を成形材料が保つ役目を果たす。
[0033] 高弾性金属フレーム 800の断面形状は図 13に示すように四角形でなくても、図 16
(a)に示すように、例えば円形であってもよい。この場合に、このフレーム 800は図 16
(b)に示すように、金属構造体 100cに取り付けられる。
[0034] 金属構造体 100cの肉厚を厚くすることで強度を上げる場合に比べ、本実施形態の ように、装置の薄さに影響を与える板厚は薄いままとして、周辺部分を高弾性フレー ム 800で強化することにより、装置の薄型化に有利であるといえる。また、ばね性が強 い高弾性材料は、絞り加工により金属構造体を成形しょうとした場合に、この絞り加 ェが塑性変形を加える加工であるために、成形が難しいという難点がある。しかし、 額縁部分を高弾性の金属フレームとすることで、この弱点を解消し、絞り加工により外 装金属構造体を容易に成形することができる。
産業上の利用可能性
本発明は、携帯電話、 PDA等の携帯機器の筐体として有益である。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1の有底凹部形状を有する内装金属構造体と、この内装金属構造体の外側部位と それに連なる内側部位に対し、前記内装金属構造体の構成材料よりも冷却時の熱 収縮が大き!/ヽ外装材料を一体成形することにより設けられ、額縁形状をなす榭脂外 装体と、を有することを特徴とする携帯機器の筐体。
[2] 前記第 1の有底凹部形状に対し、キースィッチの受圧面となる第 2の有底凹部形状 が設けられたことを特徴とする請求項 1に記載の携帯機器の筐体。
[3] 前記内装金属構造体の材質は、ステンレス、普通鋼、又はチタンであり、前記金属構 造体は、薄板絞り加工によって成形されていることを特徴とする請求項 1又は 2に記 載の携帯機器の筐体。
[4] 前記内装金属構造体は、ダイカスト成形、金属モールド成形、又はメタルインジエタ シヨン成形による焼結工法で成形されることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の携 帯機器の筐体。
[5] 前記榭脂外装体が、電池及び実装部品を実装した実装基板を前記金属構造体に熱 的に接触させることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の携帯機器の 筐体。
[6] 前記金属構造体は、キースィッチを設置する部分と、この部分に連なる側壁部分とに より、箱形状をなしていることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか 1項に記載の携 帯機器の筐体。
[7] 前記榭脂外装体は、他の筐体が回転可能に連結されるヒンジ部を有し、このヒンジ部 は高弹性榭脂材料で形成されて 、ることを特徴とする請求項 1乃至 6の 、ずれか 1項 に記載の携帯機器の筐体。
[8] 第 1の有底凹部形状を有する内装金属構造体と、この内装金属構造体の外側部位と それに連なる内側部位に対し、前記内装金属構造体の構成材料よりも冷却時の熱 収縮が大きい外装材料を一体成形することにより設けられ、額縁形状をなす金属外 装体と、を有することを特徴とする携帯機器の筐体。
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