JP2012017135A - 筐体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所要の強度が確保された薄肉の筐体を安価に提供すること。
【解決手段】筐体１は、曲げ線１３により区画される複数の領域を有するシート材からなるブランク１２を曲げ線１３に沿って曲げることにより立体的に形成されたカバー部２と、カバー部２を補強するために、合成樹脂の射出成形によってカバー部２に融着された骨部材３とを具備する。骨部材３が、カバー部２の異なる領域の隣接する少なくとも一対の端縁部に沿って延在してこの端縁部を接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は筐体とその製造方法とに関するものである。

例えば電子機器を収納するため或いは空気等の流体を流通させるために内部に空間が形成された筐体が様々な分野で用いられている。このような筐体を合成樹脂で製造する場合には、射出成形、真空・圧空成形、曲げ成形等が用いられることはよく知られているとおりである。（例えば、特許文献１及び２参照。）

特開２００９−１８５６０号公報 特開２００２−１６０７９１号公報

ところで、筐体の肉厚を薄肉化する要求が近年増えてきているが、例えば、射出成形により薄肉化を実現しようとすると、肉厚の減少により樹脂の流動抵抗が増大するのでより大きな射出圧力の発生可能なより大型の成形機並びに強度及び精度の高い金型を必要とするため設備費用が増大すること、及び成形技術上の様々な制約及び克服すべき課題が多く安定した製品を得るまでに長い時間を要することもよく知られているとおりである。

また、真空・圧空成形を利用する場合には、筐体の形状によっては偏った伸長作用が働くため、深い形状を成形すると偏肉し、その結果筐体の強度の低下を招くことがある。

また、シート材の曲げ加工によって筐体を成形する場合、筐体のコーナー部が一体に接続されないので筐体の強度が十分ではないこと、及び形状が単純なものに限られるということが課題としてある。

本発明は、前述の従来技術の課題に鑑み、所要の強度が確保された薄肉の筐体を安価に提供することを目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明による筐体は、曲げ線（１３）により区画される複数の領域を有するシート材からなるブランク（１２）を曲げ線（１３）に沿って曲げることにより立体的に形成されたカバー部（２）と、カバー部（２）を補強するために、合成樹脂の射出成形によってカバー部（２）に融着された骨部材（３）と、を具備する筐体（１）であって、骨部材（３）が、カバー部（２）の異なる領域の隣接する少なくとも一対の端縁部に沿って延在して前記端縁部を接続するものである。

これによれば、カバー部（２）の隣接する端縁は射出成形された骨部材（３）によって接続されるので、たとえカバー部（２）の素材の板厚を薄くしたとしても筐体の必要な強度を確保できるようになり、また真空成形では困難な深さの深い形状の筐体の製作も偏肉部の発生なしに可能である。さらに、筐体の肉厚はシート材の素材の厚さに等しいので、薄肉射出成形の場合のように大型の設備を用いることなく、所望の薄さの薄肉筐体を容易に得ることができる。

本発明においては、骨部材（３）は、カバー部（２）の開放端縁部にも沿って延在してよい。これにより、カバー部（２）が薄いシート材から形成されていたとしても、その薄い開放端縁部を補強することが可能になる。

本発明においては、骨部材（３）は、曲げ線（１３）に沿うカバー部（２）の曲げ部（１７）にも沿って延在してよい。これにより曲げ部（１７）の補強が可能になる。

本発明においては、骨部材（３）は枠状フレームとして形成されてよい。これにより、骨部材（３）の全体的な強度及びしたがって筐体の強度が高まるという効果が得られる。

本発明においては、曲げ線（１３）によって区画されて隣接する領域が、前記領域の曲げ線方向の全長に対して互いに部分的に連接されていてよい。これによれば、カバー部（２）の形状の自由度を高めることが可能になるとともに、曲げ成形に要するプレス圧力を低減することも可能になる。

本発明においては、カバー部（２）の端縁部が骨部材（３）に埋設されることが可能である。これにより、カバー部（２）の端縁部と骨部材（３）との間の接合強度を高めることができる。

本発明においては、骨部材（３）は、該骨部材（３）がカバー部（２）の一対の端縁部に融着している部分の厚さ（ｔ２）より、一対の端縁部の間の中央部分の厚さ（ｔ１）が小であるように形成されてよい。骨部材（３）をこのように形成することにより、コーナー部全体の冷却が促進され、骨部材（３）合成樹脂の収縮によるソリを抑制することが可能になる。

本発明においては、合成樹脂製のシート材が好適に用いられる。

本発明による筐体の製造方法は、曲げ線（１３）により区画される複数の領域を有するシート材からなるブランク（１２）から立体的に形成されたカバー部（２）と、異なる前記領域の隣接する少なくとも一対の端縁部に沿って延びて前記端縁部を接続する骨部材（３）とを具備する筐体（１）の製造方法であって、ブランク（１２）の曲げ成形が可能であるとともに合成樹脂の射出成形が可能な金型を準備する段階と、ブランク（１２）を準備する段階と、ブランク（１２）を金型の一方の型にセットする段階と、金型の他方の型を一方の型に型締めすることによりカバー部（２）を曲げ成形する段階と、金型の一方の型と他方の型とカバー部（２）とで金型内に形成されるキャビティに樹脂を射出充填することにより、骨部材（３）を成形する段階と、金型を開いて筐体を取り出す段階と、を含むことを特徴とするものである。

これによれば、カバー部（２）の隣接する端縁は射出成形された骨部材（３）によって接続されるので、たとえカバー部（２）の素材の板厚を薄くしたとしても筐体の必要な強度が確保された筐体を大型の成形機を用いることなく容易に得ることが可能になる。また、カバー部が金型によって形状を拘束された状態で骨部材（３）が射出成形されて最終的に形状が固定されるので、金型外ではカバー部（２）の曲げ部に発生し得るスプリングバックを考慮すること無くカバー部（２）を所定の形状に固定することが可能になる。

カバー部と骨部材とから構成される本発明の実施形態による筐体の斜視図である。 カバー部のための、シート材からなるブランクの斜視図である。 曲げ成形されたカバー部の斜視図である。 カバー部のコーナーを形成する一対の端縁部とそこに融着された骨部材の拡大断面図である。 カバー部の曲げ部とそこに融着された骨部材の拡大断面図である。 本発明の実施形態の変形例による筐体のカバー部のコーナーを形成する一対の端縁部とそこに融着された骨部材の拡大断面図である。 本発明の実施形態の更に別の変形例による筐体のカバー部の曲げ部とそこに融着された骨部材の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る筐体１とその製造方法について、図１〜７を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る筐体１の完成品を示しており、この筐体１は、筐体１内部に空間を形成するカバー部２と、前記カバー部２を補強するために前記カバー部２の稜線部及び開放端縁部等に沿って延びるとともにカバー部２に融着された骨部材３とから構成されている。筐体１はカバー部２によって形成された、階段状の同一の輪郭を有する右側面部４及び左側面部５と、最も大きな面積を有する上面部６と、上面部６に隣接する第１前面部７と、前記第１前面部７に隣接する中間部８と、前記中間部８に隣接する台形状の第２前面部９とを有している。但し、筐体１の下面１１及び背面１０は開放しており、背面１０はその下側に骨部材３だけが延びている。また、上面部６は背面１０に近い側で段付き形状を有するとともに前面側で僅かな角度であるが屈曲しており、その結果上面部６は、その中央部の最大の第１部分６ａと、背面１０に近い側の第２部分６ｂと、第１部分６ａと第２部分６ｂとの間の幅の狭い第３部分６ｃと、前面に近い側の第４部分６ｄとを含んでいる。

カバー部２は、本実施形態では合成樹脂製の厚さ０．３ｍｍのシート材のブランク１２を曲げ成形することにより形成されたものである。シート材の材料としては、例えばポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリオキシエチレン、ポリアセタールのような合成樹脂材料からなるシート又はそれらを積層した多層シートを利用できる。また、シート材の厚さは本実施形態では０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲から選択されることが好適である。但し、本明細書における用語の「シート材」は、均一な厚さの板状の材料という意味で用いられており、したがってその厚さは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに限定されるものではなく、例えばより厚い材料も「シート材」に包含される。またシート材は合成樹脂に限定されることが意図されているわけではなく、金属製のシート材も本発明において利用可能である。

図２は、カバー部２の展開状態のブランク１２を示している。ブランク１２は図１に示されるカバー部２の立体形状を実現するための展開形状を有している。図２には仮想的な８本の曲げ線１３ａ〜１３ｈが一点鎖線で示されており、これら８本の曲げ線１３ａ〜１３ｈによってブランク１２は、カバー部２の右側面部４、左側面部５、第１前面部７、第２前面部９、中間部８、並びに上面部６の第１部分６ａ〜第４部分６ｄにそれぞれ対応する複数の領域に区画されている。なお、本明細書では、記載を解りやすくするために、前記ブランク１２の前記複数の領域も、それらが対応するカバー部２の前述の例えば右側面部４及び上面部６等と呼ぶ。

本実施形態では、ブランク１２の例えば上面部６の第２部分６ｂと第４部分６ｄはそれらの幅が変化すること無く連続している一方で、左右の各側面部４，５と上面部６との間には前面側から延びるスリット１４ａ、１４ｃ及び背面側から延びるスリット１４ｂ、１４ｄが形成され、その結果左右の各側面部４，５と上面部６の第２部分６ｂとは中央部付近にだけ部分的に設けられた狭幅の連接部１５ａ、１５ｂによってそれぞれ接続される。換言すると、左右の各側面部４，５と上面部６の第２部分６ｂとは、曲げ線１３ｇ、１３ｈ方向のそれらの全長に対して互いに中央部付近だけで部分的に連接されている。また、上面部６の第２部分６ｂ、第３部分６ｃ，及び第４部分６ｄと右側面部４及び左側面部５はそれぞれ互いに共通の曲げ線１３ｇ、１３ｈにより区画される領域であるが、接続部を全く有さず完全に分離されている。このように、曲げ線１３ｇ、１３ｈによって区画されて隣接する領域を部分的に接続することにより、カバー部２の形状の自由度を高めることが可能になるとともに、曲げ成形に要するプレス圧力を低減することも可能になる。

図３は、ブランク１２が折り曲げ線１３に沿って折り曲げられた状態のカバー部２、即ち骨部材３が融着される前のカバー部２を表している。本実施形態では、ブランク１２は図３の形状を実現する専用の金型（図示せず）を利用して曲げ成形されるので、図３は、正確に言うと、金型内でとりうるカバー部２の形状を示している。

本実施形態の骨部材３は、前述したとおり、カバー部２の稜線部分に沿って延びている。ところで、カバー部２の稜線部分は、図３からわかるように、異なる領域の、隣接するが分離された一対の端縁で形成された部分と、異なる領域が連続している曲げ部とを含んでいる。カバー部２の前記隣接するが分離された一対の端縁で形成された部分は、例えば符号１６ａ及び１６ｂで示される矢印線に沿って延びており、前記曲げ部は例えば曲げ線１３ａ〜１３ｈにそれぞれ対応する曲げ部１７ａ〜１７ｈで示される。このように、本実施形態では、骨部材３は複数の前記一対の端縁に沿って形成されるとともに曲げ部１７に沿っても形成される。また、本実施形態ではカバー部２の開放端縁にも沿って骨部材３が延び、さらに背面１０の下部におけるようにカバー部２が無いところに骨部材３だけが延びてもよい。また、本実施形態では各部分に延びる骨部材３は、前述の端縁部や曲げ部１７等で延びる部分が一体に連続した枠状フレームとして形成されている。

骨部材３は、金型（図示せず）内に曲げ成形したカバー部２を残した状態で射出成形することによりカバー部２に融着されて形成されたものである。また、骨部材３は、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリアセタール、及びポリブチレンテレフタレート等のプラスチック材料から成形され、その材料の融点又は熱変形温度はカバー部２のそれより通常は低い。

図４は、カバー部２のコーナーを形成する隣接する一対の端縁部の例としての上面部６の第１部分６ａの端縁部と右側面部４の端縁部に融着された骨部材３の拡大断面図である。図４に示されるように、本実施形態では、カバー部２の端縁部は、骨部材３に埋設されるように、即ち端縁部の外面と内面とそれらの間の端面で骨部材３に接するようにして骨部材３に結合されている。また図示されないが、カバー部２の開放端縁部も同様に骨部材３に埋設されるように骨部材３に結合されている。

図５は、カバー部２の曲げ部の例として、中間部８と第２前面部９との間の曲げ部１７ａとそこに融着された骨部材３の拡大断面図である。図５に示されるように、骨部材３はカバー部２の曲げ部の外面側だけではなく内面側にも融着されて延びている。

次に、本発明の実施形態による筐体１の製造方法ついて以下に説明する。本発明の実施形態による筐体１の製造方法は、前述した実施形態の筐体１を製造するものとして説明されるが、前述の実施形態の筐体１の製造への適用に限定されないことは勿論である。

本発明の実施形態による製造方法では、筐体１を製造するにあたって、まずシート材からなるブランク１２の曲げ成形が可能であるとともに合成樹脂の射出成形が可能な金型（図示せず）を準備する。この金型は、周知技術を利用して製作可能なものであって、筐体１の外面輪郭に対応する形状の凹部を有するキャビティ型（図示せず）と、筐体１の内面輪郭に対応する凸部を有するコア型（図示せず）とを具備していて、さらに骨部材３の射出成形も実施できるように、及びアンダカット部を有する成形品の取り出しが可能であるようなスライド構造も有するように構成されている。

次に、図２に示される形状のブランク１２を準備する。

次に、金型の一方の型であるキャビティ型（図示せず）の外端面（図示せず）上の所定の位置にブランク１２をセットする。

次に、コア型をキャビティ型に向けて移動して最終的に型締めする。その結果、金型の内部では図３に示す形状のカバー部２が形成される。このとき、骨部材３の輪郭に相当する形状のキャビティ（図示せず）が、キャビティ型とコア型とカバー部２とによって区画形成される。

次に、金型内に形成された前記キャビティに合成樹脂を射出充填することによりカバー部２に融着した骨部材３を形成する。

次に、金型を開いて成形された筐体１を取り出す。以上で、一つの筐体１の成形工程が完了し、引き続いて筐体１を連続的に成形したい場合には、ブランク１２を準備する段階から、あるいはブランク１２が多数準備されているならブランク１２をキャビティ型にセットする段階から繰り返せばよい。

（その他の実施形態）
前述の実施形態においては、骨部材３はカバー部２の隣接する一対の端縁部だけでなく開放端縁部及び曲げ部等にも形成されて枠状に一体に形成されているが、本発明においては骨部材３はカバー部２の隣接する少なくとも一対の端縁部に形成されればよい。従って、骨部材３が開放端部や曲げ部に沿って延びない実施形態、あるいはそのため骨部材３が枠状に一体に形成されない実施形態も本発明により可能である。

図６は、前述の実施形態の変形例として示されるものであって、図４と同様にカバー部２の隣接する一対の端縁部の例としての上面部６の第１部分６ａの端縁部と右側面部４の端縁部とそこに融着された骨部材３の拡大断面図である。図６においては、骨部材３は、それがカバー部２の端縁部に融着している部分の厚さｔ２より、両端縁部の間の中央部分の厚さｔ１が小であるように形成されている。このように形成することにより、コーナー部全体の冷却が促進され、骨部材合成樹脂の収縮によるソリを抑制することができる。

図７は、前述の実施形態の変形例として示されるものであって、図５と同様の、カバー部２の中間部８と第２前面部９との間の曲げ部１７ａとそこに融着された骨部材３の拡大断面図である。図７に示されるカバー部２は、その曲げ部の曲げ線１３方向に沿って一連の複数の小孔１８があけられている。その結果、曲げ部の内面側に延びる骨部材３の部分と外面側に延びる骨部材３の部分とが前記小孔１８を介して接続され、その結果骨部材３とカバー部２との結合がより強固になるとともに曲げ部における骨部材３の成形性が向上する。

本発明における筐体１は様々な形状が可能であり、例えば曲げ部及びコーナー部の角度は直角に限定されることはなく、また筐体１が湾曲面を少なくとも部分的に含む形状であってもよい。

１ 筐体
２ カバー部
３ 骨部材
４ 右側面部
６ 上面部
１２ ブランク
１３ａ〜１３ｈ 曲げ線
１４ａ〜１４ｄ スリット
１５ａ、１５ｂ 連接部
１７ａ〜１７ｈ 曲げ線

Claims (11)

1. 曲げ線（１３）により区画される複数の領域を有するシート材からなるブランク（１２）を前記曲げ線（１３）に沿って曲げることにより立体的に形成されたカバー部（２）と、
   前記カバー部（２）を補強するために、合成樹脂の射出成形によってカバー部（２）に融着された骨部材（３）と、を具備する筐体（１）であって、
   前記骨部材（３）が、前記カバー部（２）の異なる前記領域の隣接する少なくとも一対の端縁部に沿って延在して前記端縁部を接続することを特徴とする、筐体（１）。
2. 前記骨部材（３）が、前記カバー部（２）の開放端縁部にも沿って延在することを特徴とする、請求項１に記載の筐体（１）。
3. 前記骨部材（３）が、前記曲げ線（１３）に沿うカバー部（２）の曲げ部（１７）にも沿って延在することを特徴とする、請求項２に記載の筐体（１）。
4. 前記骨部材（３）が枠状フレームとして形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の筐体（１）
5. 前記曲げ線（１３）によって区画されて隣接する領域が、前記領域の曲げ線方向の全長に対して互いに部分的に連接されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の筐体（１）。
6. 前記カバー部（２）の端縁部が前記骨部材（３）に埋設されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の筐体（１）。
7. 前記骨部材（３）は、該骨部材（３）がカバー部（２）の前記一対の端縁部に融着している部分の厚さ（ｔ２）より、前記一対の端縁部の間の中央部分の厚さ（ｔ１）が小であるように形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の筐体（１）。
8. 前記シート材が合成樹脂製のものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の筐体（１）。
9. 曲げ線（１３）により区画される複数の領域を有するシート材からなるブランク（１２）から立体的に形成されたカバー部（２）と、異なる前記領域の隣接する少なくとも一対の端縁部に沿って延びて前記端縁部を接続する骨部材（３）とを具備する筐体の製造方法であって、
   前記ブランク（１２）の曲げ成形が可能であるとともに合成樹脂の射出成形が可能な金型を準備する段階と、
   前記ブランク（１２）を準備する段階と、
   前記ブランク（１２）を前記金型の一方の型にセットする段階と、
   前記金型の他方の型を前記一方の型に型締めすることにより前記カバー部（２）を曲げ成形する段階と、
   前記金型の前記一方の型と前記他方の型と前記カバー部（２）とで前記金型内に形成されるキャビティに樹脂を射出充填することにより、前記骨部材（３）を成形する段階と、
   前記金型を開いて前記筐体を取り出す段階と、を含むことを特徴とする筐体（１）の製造方法。
10. 前記骨部材（３）を成形する前記段階において、前記カバー部（２）の開放端縁部にも沿って前記骨部材（３）が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の筐体（１）の製造方法。
11. 前記骨部材（３）を成形する前記段階において、前記曲げ線（１３）に沿う前記カバー部（２）の曲げ部（１７）にも沿って前記骨部材（３）が形成されることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の筐体（１）の製造方法。

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