(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の材料で形成された枠と、
前記枠とは個別に前記第１の材料で形成されて前記枠に結合された表皮と、
を備え、前記第１の材料は、少なくとも繊維と該繊維を懸濁する母体との複合物であって且つ炭素繊維強化プラスチックであり、前記表皮は、前記第１の材料の積層された複数の層で形成され、前記積層された複数の層の外縁は、前記複数の層の積層方向に垂直な第１の方向及び第２の方向に沿って少なくとも１つの階段状パターンを形成し、そして前記表皮の一部分が少なくとも前記枠の壁をカバーし、前記積層された複数の層の各層は、前記階段状パターンを形成するために前記枠の壁に近い層の方が前記枠の壁から遠い層より表面積が小さくなるように配置され、前記枠は、テーパー付けされたセグメントを画成し、前記積層された複数の層は、前記テーパー付けされたセグメントに隣接する、
ハウジング。
【請求項２】
前記枠は、断面が内実であり、
前記積層された複数の層の各層の少なくとも一部分は、その各層の少なくとも一部分にそれぞれ対応するテーパー付けされたセグメントの厚さの異なる固有の部分に隣接して配置される、
請求項１に記載のハウジング。
【請求項３】
前記階段状パターンの少なくとも一部分は、前記テーパー付けされたセグメントの少なくとも一部分を包囲する、請求項１に記載のハウジング。
【請求項４】
前記枠は、少なくとも１つのコーナーから延びる少なくとも１つのコーナーフランジを画成し、
前記表皮の一部分が前記コーナーフランジの一部分の上に配置される、
請求項１に記載のハウジング。
【請求項５】
母体内繊維材料で枠を形成する段階と、
前記母体内繊維材料の少なくとも第１層及び第２層から成る積層された複数の層で表皮を形成する段階と、
前記積層された複数の層の外縁に、前記複数の層の積層方向に垂直な第１の方向及び第２の方向に沿って少なくとも１つの階段状パターンを形成する段階と、
前記表皮の少なくとも一部分を前記枠の少なくとも一部分の周りに巻き付ける段階であって、前記積層された複数の層の各層は、前記階段状パターンを形成するために前記枠に近い層の方が前記枠から遠い層より表面積が小さくなるように配置される段階と、
前記表皮を前記枠に結合する段階と、
を備え、
前記母体内繊維材料は、炭素繊維強化プラスチックであり、前記枠は、テーパー付けされたセグメントを画成し、前記積層された複数の層は、前記テーパー付けされたセグメントに隣接する、物体の製造方法。
【請求項６】
前記第１層は、第１の複数の実質的に整列された繊維を母体に含み、
前記第２層は、第２の複数の実質的に整列された繊維を母体に含み、
前記第１の複数の繊維は、第１軸に沿って延び、そして
前記第２の複数の繊維は、前記第１軸とは異なる第２軸に沿って延びる、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記表皮の少なくとも一部分を前記枠の少なくとも一部分の周りに巻き付ける前に前記第２層の少なくとも一部分を除去する段階を更に備えた、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
母体内繊維材料から枠を形成する前記段階は、
繊維及び母体を含む粒状化母体内繊維材料を型に入れ、
型を閉じ、
母体が溶融するまで型を加熱し、
繊維の周りで母体を固体化して枠を形成する、
ことを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
表皮を形成する前記段階は、
前記第１層を第１の十字形状にカットし、
前記第２層を第２の十字形状にカットし、
前記第２の十字形状が前記第１の十字形状の一部分を露出するように前記第１層を前記第２層に結合して、前記表皮に階段状パターンを形成する、
ことを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
母体内繊維材料から枠を形成する前記段階は、更に、枠の少なくともセグメントにテーパーを形成することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
表皮の少なくとも一部分を枠の少なくとも一部分の周りに巻き付ける前記段階は、前記表皮の階段状パターンを前記テーパーの周りに巻き付けることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記枠は、三次元物体の少なくとも第１、第２及び第３の縁を画成し、
前記第１の縁及び第２の縁は、それらの間に延びる第１平面を画成し、
前記第２の縁及び第３の縁は、それらの間に延びる第２平面を画成し、
前記第１の縁及び第３の縁は、それらの間に延びる第３平面を画成し、
前記第１、第２及び第３の平面は、平行でもなく、重畳もしない、
請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
４つのコーナー及び４つの支柱を画成する枠であって、２つのコーナー間に各支柱が延びて、長方形状を形成する枠と、
積層された複数の層より成る十字形状の表皮と、
を備え、前記十字形状の表皮は、前記枠の少なくとも１つのセグメントに少なくとも部分的に隣接して結合され、
前記十字形状の表皮は、前記４つの支柱を包囲し、
前記４つのコーナーは、露出され、そして
前記枠及び十字形状の表皮は、炭素繊維強化プラスチックである母体内繊維材料から形成され、
前記枠及び十字形状の表皮は、母体内繊維材料から別々に形成され、
前記積層された複数の層の外縁は、前記複数の層の積層方向に垂直な第１の方向及び第２の方向に沿って少なくとも１つの階段状パターンを形成し、前記積層された複数の層の各層は、前記階段状パターンを形成するために前記枠に近い層の方が前記枠から遠い層より表面積が小さくなるように配置され、
前記枠のセグメントは、テーパー付けされており、前記積層された複数の層は、前記テーパー付けされたセグメントに隣接する、
ようにされた物体。
【請求項１４】
前記表皮は、前記物体の底面を形成する、請求項１３に記載の物体。
【請求項１５】
前記４つのコーナーの各々は、前記底面に実質的に平行に内方に延びるフランジを含む、請求項１４に記載の物体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、電子装置のハウジングに係り、より詳細には、炭素繊維強化プラスチックで形成されたハウジングに係る。
【０００２】
関連出願の相互参照：本出願は、参考としてここにそのまま援用される２００９年５月１８日に出願された“Reinforced Device Housing”と題する米国ノンプロビジョナル特許出願第１２／４６７，９９８号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
ポータブル装置を含む多くの電子装置は、プラスチックで作られたハウジングを有している。プラスチックエンクロージャーは、比較的安価で製造し易いが、比較的低い圧力のもとでも壊れたりクラックが生じたりすることがある。他の電子装置は、金属ハウジングを有する。金属ハウジングは、耐久性があるが、同じサイズのプラスチックケーシングより重たく及び／又は高価である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ある電子装置は、強化プラスチックハウジングを使用している。例えば、ある装置は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成されたハウジングを有する。標準的なＣＦＲＰは、複数の層で作られ、各層は、典型的に、全ての繊維がその層内で実質的に同じ方向に延びるようにプラスチック母体に整列された炭素繊維を有している。炭素繊維は、その繊維の長さに対して横方向に加えられた力に対して構造上の強度並びに耐屈曲・破壊性を与える。ＣＦＲＰ材料は、一般的に、高い強度対重量比及び重量対スチフネス比を有する。しかしながら、ＣＦＲＰは、炭素繊維をその長手軸に沿って曲げるように曲げたり丸めたりした場合に、クラックが生じたり壊れたりすることがある。より一般的には、各ＣＦＲＰ層の繊維は、一般的に（直角のコーナーに形成されるような）急角度への適合に抵抗し、複合曲線を伴う形状や橋絡状態をとり及び／又は維持する。より正確に述べると、繊維は、鋭いコーナーや複合曲線を伴う形状への適合に抵抗し、隣接層間の橋絡、空所、他の表面的及び構造的欠陥を生じさせる。従って、ＣＦＲＰは、特に、電子装置ハウジングのような非常に鋭いコーナーを有する多くの用途に対して選択される材料ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般的に、ここに述べる実施形態は、電子装置のためのハウジングの形態をとる。このハウジングは、積層型ＣＦＲＰ材料又は他の母体内繊維(fiber-in-matrix)材料から形成される。規範的な実施形態において、ＣＦＲＰから作られた脊柱又は枠がＣＦＲＰ表皮を支持しそしてそれに取り付けられる。この実施形態は、電子装置又は実質上全ての他のものを収容する。同様の材料を使用して枠及び表皮を形成することにより、２つのコンポーネントは、互いに頑健に結合され、そして同一でないまでも同様の熱膨張係数を有する。この実施形態では、頑健な結合及び同様の熱膨張係数を組み合わせることで、他のハウジングを悩ませるクラックを防止することができる。
【０００６】
一般的に、表皮は、互いに上下に積層された複数のＣＦＲＰ層で形成される。各隣接層の炭素繊維は、一般的に、異なる方向に延びる。これは、ある層にクラックが生じても他の層は曲がらないので、全ての表皮層を経て延びるクラックを生じることなく、表皮が複数の方向に屈曲するのを許す。
【０００７】
枠のあるセグメントにテーパーを付け、そして表皮の隣接区分に階段状パターンを形成することにより、機械的な応力を、表皮から、２つのコンポーネント間の単一の縁当接部へ伝達するのではなく、テーパー付けされたセグメントにわたって拡散することができる。応力が広いエリアにわたって拡散され、枠と表皮との間の接合部を画成する平面に集中されないので、表皮は、応力のもとで枠から分離するおそれが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】規範的実施形態を上から見た斜視図である。
【図２】図１の実施形態の裏面の斜視図である。
【図３】図１の３−３線に沿った図１の実施形態の一部分の断面図である。
【図４】図１の実施形態の枠部分の上から見た斜視図である。
【図５】図４に示す枠部分の後ろから見た斜視図である。
【図６】図１の実施形態の表皮部分の上から見た平面図である。
【図７】図６の７−７線に沿った図６の表皮の断面図である。
【図８】図１の実施形態のコーナー部分をその製造中に示した上部平面図である。
【図９】図４に示す枠のコーナーを下から見た斜視図である。
【図１０】図１の１０−１０線に沿った実施形態の断面図である。
【図１１】図１の実施形態の規範的な製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
一般的に、ここに述べる実施形態は、電子装置のためのハウジングの形態をとる。このハウジングは、積層の母体内繊維材料、例えば、ＣＦＲＰから形成される。規範的な実施形態において、ＣＦＲＰから作られた脊柱がＣＦＲＰ表皮を支持しそしてそれに取り付けられる。
【００１０】
ＣＦＲＰ脊柱は、全ハウジングに強度及び剛性を与える一体的な枠であると共に、枠のコーナーの少なくとも幾つかを形成する。ある実施形態では、脊柱は長方形である。表皮は、互いに上下に積層されるＣＦＲＰ型材料の複数層から形成される。ある実施形態において、各層は、１つ以上のコーナーにおいてカットされ、その下の層の少なくとも一部分を露出させる。従って、表皮は、全体的に十字形状であり、その十字の各腕が前記長方形脊柱の異なる側に巻き付けられる。
【００１１】
図１は、規範的実施形態１００の上から見た斜視図であり、一方、図２は、その実施形態の背面の斜視図である。この実施形態１００は、表皮１１０に取り付けられた枠１０５を備えている。上述したように、枠及び表皮は、両方とも、ＣＦＲＰで形成されるか、又は実質的に整列された繊維で強化された別のポリマー材料で形成される。この実施形態１００及び他の考えられる実施形態を製造するための規範的方法は、図１１を参照して以下に説明する。
【００１２】
十字形状の表皮１１０を有する実施形態では、枠１０５のコーナーが露出される。従って、コーナーフランジ１１５が枠１０５の一部分として形成されるか、さもなければ、枠に取り付けられる。これらのフランジは、一般的に、実施形態１００が形成されるときには表皮及び枠の露出部分とで連続表面を形成する。各コーナーフランジ１１５の露出表面は、図１と図２を比較することにより明らかなように、背面より前面の方が一般的に大きい。換言すれば、表皮１１０は、各コーナーフランジ１１５の背面を、その前面より多くカバーする。別の実施形態では、フランジの前面をその背面より多くカバーしてもよいし、又は表皮が前面及び背面を等しくカバーしてもよいことに注意されたい。各対のコーナー間には支柱又は壁が延びる。
【００１３】
図１、３及び４に最も良く示されたように、枠１０５又は脊柱は、弧セグメントを形成する丸み付けされた外縁及び実質的にフラットな内縁を有する長方形部材である。従って、図３に示す断面では、枠１０５は、円の一部分であるように見える。図３は、図１の２−２線に沿った実施形態１００の断面図であることに注意されたい。表皮１１０は、枠１０５を取り巻き、そして各側壁付近で実施形態のベースに沿って内側リップ３００を形成する。表皮１１０は、それ自身に接着して内側リップ３００を形成することにより、一般的に、強い結合を与えると共に、表皮と枠との間の全体的な接着結合に貢献する。
【００１４】
枠１０５は、図３の断面において、丸み付けされた外縁及びフラットな内縁を有するものとして示されているが、枠の表面の形状は、別の実施形態では変化してもよい。例えば、枠は、ある実施形態では、Ｃ字型断面でもよいし、他の実施形態では、長方形でもよいし、等々である。実際的に述べると、枠の形状は、実施形態１００の用途、スペースの制約、熱分散係数、実施形態に対する負荷、等に基づいて変化してもよい。
【００１５】
図４及び５は、一般的に、枠１０５の上部及び下部の斜視図を示す。枠１０５は、典型的に、切り刻まれた炭素繊維を、表皮１１０の個々のＣＦＲＰ層を形成するのに使用された同じエポキシと混合することにより、ＣＦＲＰ材料で作られる。従って、ここに示す実施形態では、枠及び表皮の組成がほぼ同じである。
【００１６】
他の実施形態は、異なる母体内繊維材料から形成されてもよい。例えば、この材料は、ガラス繊維、アラミド（その一例がＫＥＶＬＡＲである）、ポリエチレン（ＤＹＮＥＥＭＡ及びＳＰＥＣＴＲＡを含む）、ポリプロピレン、等の強化繊維を使用する。又、この材料は、他の形式の熱硬化性材料（その一例は、ポリエステル、ビニルエステル、フェノリック、等である）、ナイロン又は別のポリアミド、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン、ピーク(Peek)を含む熱可塑性材料、等々を含む他の母体成分を使用してもよい。熱可塑性材料を使用して実施形態を構成するときには、炭素充填ナイロンを使用して脊柱又は枠を射出成形し、炭素繊維強化されたナイロン予備含浸シートから表皮１１０を熱成形することができる。更に、このような実施形態では、枠１０５及び表皮１１０は、熱のみを使用して互いに取り付けることができ、圧力は、要求されない。従って、ある実施形態では、ＣＦＲＰに代わって、前記材料のいずれかを単独で又は組み合わせて使用してもよいことを理解されたい。従って、“ＣＦＲＰ”は、前記材料及びその組み合わせの一例として参照されるに過ぎないことを理解されたい。
【００１７】
枠１０５は、複数の壁４０５より成り、その各々は、中間部が最高の高さを有し、そして枠のコーナーに向かってテーパー付けされる。各コーナーの各壁にテーパーセグメント４００が画成される。テーパーセグメント４００（図８に要素８０５及び８１０としても示された）は、一般的に、コーナーフランジ１１５の縁からコーナー半径の開始まで延びる。図８は、図４に破線のボックスで示された枠１０５の一部分の拡大図である。
【００１８】
コーナーフランジ１１５は、各コーナーにおける応力及び衝撃に対する強化を与える。コーナーから外方にフランジを延ばすことで、コーナーへのインパクトから生じる応力を広い面積にわたって分散して、コーナーが表面にインパクトを及ぼすときに枠にクラックが生じるおそれを低減することができる。更に、このような応力を大きな表面（例えば、フランジ）に沿って拡散することで、実施形態１００に収容された電子的コンポーネントに伝達されるインパクト又は振動を減少して、装置の故障のおそれを低減することができる。
【００１９】
図６及び７を参照して、表皮１１０について説明する。図６及び７に示すように、表皮１１０は、互いに上下に又は並置して積層された多数の個々の層６００、６０５、６１０、６１５、６２０、６２５、６３０、６３５から形成される。表皮１１０は、８枚の層を有するものとして示されているが、他の実施形態では、より多くの層又はより少ない層が使用されてもよいことが明らかであろう。
【００２０】
各層６００、６０５、・・・６３５は、ＣＦＲＰの個々のシートである。ここに示す実施形態では、隣接層は、その繊維が同じ方向に延びないように配向される。例えば、層６００の繊維は、図６の上から下へ延びるが、層６０５の繊維は、４５°の角度にオフセットされ、そして層６１０の繊維は、図６で見て左から右へ延びる。隣接層の繊維間の厳密なオフセットは、変化してもよいが、４５°又は９０°のオフセットがしばしば使用される。これらの層は、化学的接着剤、ヒートシーリング（熱成形）、超音波接着、層間の化学的反応、等を含む種々の仕方のいずれかにより互いに結合される。典型的に、表皮１１０を形成する含浸層は、隣接層を固定するように共硬化される。
【００２１】
図６に最も良く示されたように、各層６００、６０５、・・・６３５は、各コーナーにおいてその下の層に対してアンダーカットされ、最も上の層が最も深いコーナー（例えば、表皮１１０の中心線に最も近いコーナー）でカットされた縁をもつようにされる。表皮は、各層が水平及び垂直の両軸に沿ってアンダーカットされたコーナーをもつように示されているが、別の実施形態では、そのようなアンダーカットは、２つの軸の一方のみに沿って行ってもよい。更に別の実施形態では、あるコーナーのみがアンダーカットされてもよいし、コーナーがアンダーカットされなくてもよい。表皮１１０がコンポーネント要素に分離するのを防止するために各層が隣接層（１つ又は複数）に結合されることに注意されたい。
【００２２】
図７は、表皮１１０の種々の層６００、６０５、・・・６３５を、特に、図６の７−７線に沿って端から見た図である。この角度から見ると、層６００、６０５、・・・６３５が、全体的に考えたときに、階段状のパターンを形成することが明らかである。このアンダーカットパターンは、一般的に、枠１０５のコーナー部分と相互作用して、表皮１１０が枠から引き裂かれ、切断され又は剥離されることに対して付加的な抵抗を与え、これについては、図７及び図８の両方を参照して以下に述べる。
【００２３】
図８は、この実施形態の製造中の枠１０５の一部分、より詳細には、第１のテーパー付けされた部分８０５及び第２のテーパー付けされた部分８１０を有するコーナー８００を示す。テーパー付けされた部分８０５、８１０は、コーナーフランジ８１５を経て互いに接合される。図８において、表皮１１０は、枠１０５にまだ取り付けられていないが、取り付けのために適切に整列されている。このように、表皮の下に横たわる枠の部分が見える。図９は、コーナー８００の底部の斜視図であり、コーナーフランジ８１５も示している。
【００２４】
テーパー付けされた区分８０５、８１０は、一般的に、コーナー８００から、枠１０５のまっすぐなマンドレルセグメント８２０、８２５への遷移部に沿って狭くなる。マンドレル区分及びテーパー付けされた区分は、両方とも、断面が内実であるが、別の実施形態では、中空であってもよい。一般的に、コーナー８００の縁におけるテーパー付けされた部分の厚みは、マンドレルセグメントの厚みと、マンドレルセグメントの周囲に巻き付けられるときの表皮１１０の全ての層の厚みとの和に等しい。即ち、実施形態１００が完全に組み立てられたときには、側壁の厚みにほとんど変化がないか又は目立った変化は全くない。というのは、表皮１１０の追加寸法が、コーナー８００、テーパー付けされた区分８０５、８１０、及びマンドレルセグメント８２０、８２５の間の差を補償するからである。更に、表皮１１０の個々の層６００、６０５、・・・６３５は、テーパー付けされた部分が薄くなり／先細りになるのを一般的に補償する階段状パターンを形成する。枠の周りに表皮が巻き付けられるときには、コーナーフランジ８１５の一部分が表皮によりカバーされる。一般的に、コーナーフランジ８１５は、各コーナーの２つのテーパー付けされた区分８０５、８１０間に延びる。
【００２５】
図１０は、枠１０５の１つの長さ部分に巻き付けられた表皮１１０の一例の断面図である。特に、図１０は、表皮の階段状のアンダーカット層６００、６０５、・・・６３０と、枠のテーパー付けされた区分８１０及びマンドレル部分８２５との間の関係を示す。図１０は、図１の線１０−１０に沿った実施形態の断面図である。
【００２６】
図１０において明らかなように、実施形態１００の全体的な高さは、実質的に不変であるが、枠１０５の厚みは、それが各マンドレル区分８２０、８２５の中央に向かって延びるにつれて増加する。表皮１１０の種々の層６００、６０５、・・・６３０は、テーパー付けされたセグメント８１０及びマンドレル部分８２５の減少高さ／断面を補償する。テーパー付けされたセグメント８１０の寸法が減少するにつれて、付加的な層が実施形態の全体的形状に厚み及び／又は高さを追加する。ある実施形態は、比較的滑らかな円錐状の側壁を与えるのではなく、テーパー付けされたセグメント８１０の寸法（１つ又は複数）を減少することに注意されたい。このような実施形態では、テーパー付けされたセグメントの各「段」又は区分の長さは、ほぼ、表皮１１０の隣接層間の対応オフセットの距離となる。従って、（図１１を参照して以下に述べるように）製造中に枠の周りに表皮を巻き付けるときには、各層は、テーパー付けされた区分８１０の周囲に形成された段に隣接して横たわる。
【００２７】
コーナー８００とマンドレル区分８２５との間に均一な遷移を与えるのに加えて、表皮１１０のオフセット層により形成された段状部分は、表皮と枠１０５との間の結合を向上させるよう働くこともできる。テーパー付けされた区分８１０にわたって各層６００、６０５、・・・６３０の遷移部及び縁を徐々に広げることにより、実施形態１００に課せられる応力は、表皮と枠との間の接合点に集中するのではなく、テーパー付けされた区分にわたって拡散される。従って、表皮の階段状構造を枠のテーパー付けされた部分と組み合わせたことで、機械的及び／又は熱的応力のために表皮及び枠にクラックが生じたり又はそれらが分離したりするおそれを少なくすることができる。
【００２８】
他の実施形態では、マンドレル部分８２５及びテーパー付けされた部分８１０の位置が逆転され、そしてコーナーではなく、表皮の縁の中央部分に表皮１１０の階段状パターンが形成されることに注意されたい。
【００２９】
図１１は、実施形態１００又は同様の実施形態を形成する１つの規範的な方法を示すフローチャートである。幾つかのオペレーションは、図示された以外の順序で遂行されてもよいことを理解されたい。例えば、表皮１１０は、枠１０５を圧縮成形する前に作られてもよい。従って、当業者であれば、規範的な方法の変形が容易に明らかであろう。そのような変形は、本書によって意図され包含される。更に、ここに示すオペレーションの順序は、便宜上のものに過ぎず、製造のための特定の順序を必要とすると解釈されてはならない。
【００３０】
オペレーション１１００において、枠１０５を圧縮成形する。典型的に、枠は、２片型又は３片型で形成される。混合物、典型的に、エポキシ及び切り刻まれた炭素繊維の粉末、粒状混合物又は異種組み合わせを型ベースに入れる。このエポキシ／炭素繊維混合物は、表皮１１０の組成と同一でないとしても、同様であることに注意されたい。両要素には同じ又は同様のエポキシが使用され、その各々に炭素繊維が懸濁される。型の上部プレートを型ベースへ下げ、そして上部プレート及び型ベースで形成される空所スペースに粉末を分散させる。一般に、この空所スペースは、出来上がった枠１０５の形状をしている。
【００３１】
型を加熱しながら、型で粉末を圧縮する。混合物が加熱するにつれて、エポキシが溶融して、空所スペースを満たすように流れ込み、切り刻まれた炭素繊維をスペース全体に分散させる。エポキシは、それが冷却するにつれて、炭素繊維の周りの母体へと硬化する。エポキシが固定すると、枠１０５が形成され、型から取り出される（又は同じ型をオペレーション１１２０ないし１１３５に使用する場合には、そのままにされる）。
【００３２】
オペレーション１１０５では、表皮１１０の層６００、６０５、・・・６３０の各々をカットする。特に、層の組み合わせにより生成される階段状構成を各層にカットする。オペレーション１１１０では、層が互いに上下に横たわるようにし、そして互いに結合させる。そのような結合は、非粘着性剥離紙が階段状構成をカバーしたまま、種々の層の中間部にのみ生じるようにする。ある実施形態では、層を結合して表皮１１０を形成し、次いで、個々の層の部分を破断して、前記階段状構成を形成できることに注意されたい。
【００３３】
オペレーション１１１５において、この実施形態の最終形態を生成するのに使用される型に表皮１１０を入れる。即ち、型は、表皮１１０を枠１０５に添付する。オペレーション１１２０において、非粘着性剥離紙を除去した後の枠１０５の外部、及び成形作業中に枠に接触する表皮１１０の部分に接着剤（典型的にフィルム接着剤）を施す。接着剤を施すと、オペレーション１１２５において、枠を型に入れ表皮の上に置く。熱溶接、超音波溶接、等により表皮と枠を互いに結合する場合には、接着剤は省略され、オペレーション１１２０がスキップされる。
【００３４】
両部片が型に入れられると、表皮１１０の縁を、枠１０５の周り又はその上に巻き付ける。一般的に、これは、表皮の階段状部分を枠のテーパー付けされたセグメントと整列するように行われる。それら部片が適切に整列されると、型を閉じ、表皮及び枠にドラフトを適用する。ドラフトは、一般的に、型が閉じられ、加熱されそして加圧されるときに、それら部片を位置保持すると共に、型が閉じるときに型が水平及び垂直の両圧力を発生できるようにする。ＣＦＲＰの組成、表皮及び／又は枠の寸法、等と共に厳密な量が変化するところの充分な熱及び圧力のもとで、表皮及び枠が硬化され、互いに接着される。適切な熱及び／又は圧力の決定は、当業者の権限の範囲内であることに注意されたい。典型的に、表皮１１０は、枠１０５の外側に巻き付けられ、枠の内縁に沿って延び、そして型が閉じられるときにそれ自身の一部分に重畳する。表皮がそれ自身にこのように重畳することで、図３に最も良く示された内側リップ３００を形成し、そして枠を取り巻いて枠を表皮に対して位置固定する強力な結合を容易に生成する。
【００３５】
表皮１１０及び枠１０５は、同一ではないまでも同様の組成で作られるので、それらの部片は、互いに比較的効率的に且つ強力に結合する。本質的に、実施形態１００は、枠及び脊柱を構成する材料が類似しているために、一体的又はほぼ一体的構造となる。更に、表皮及び枠は、同様の材料又は同じ材料から作られるので、両要素の熱膨張係数は、一致又はほぼ一致する。従って、熱的負荷は、表皮と枠との間の界面に最小の応力しか生成せず、従って、枠及び／又は表皮のクラック発生又は分離を減少することができる。
【００３６】
硬化の後に、実施形態１００は、型から取り出される。この実施形態は、多数の電子的コンポーネントを収容することができる。例えば、ある実施形態を使用して、移動電話、ラップトップ又はノートブックコンピュータ、タブレットコンピューティング装置、デスクトップコンピュータ、テレビジョン、ステレオ受信器、又は実際上任意の他の電子装置の外面を形成することができる。この実施形態は、電子装置ハウジングの実質的に全体を形成してもよいし、又はバックケース及び側壁のような一部分だけを形成してもよい。別の実施形態は、全く電子装置ハウジングでなくてもよく、典型的に金属又はプラスチックで作られた多数の物体を形成してもよい。例えば、ある実施形態は、台所用具又は皿を製造するためにここに述べたように形成される。他の実施形態は、ボックス又は保管容器を製造する。ここに述べる方法及び実施形態に基づいて種々の物体を形成できることに注意されたい。例えば、母体内繊維枠及び母体内繊維表皮を使用して、ゴルフクラブのヘッドを構成することができる。クラブヘッド形状の三次元枠を形成し、そして上述したように、枠に表皮を巻き付け及び取り付けることができる。単一の表皮を使用してもよいし、又は複数の表皮でクラブヘッドの外部を形成してもよい（例えば、ヘッドの各側に１つの表皮）。同様に、ある実施形態では、２つ以上の枠を使用してもよい。ゴルフクラブヘッドの実施例を続けると、１つが上部で１つが下部の２つの枠を形成し、次いで、互いに取り付けた後に、表皮を取り付けることができる。別の実施形態は、タービンブレード（例えば、風車又はタービン用の）、プロペラ、航空機の翼、フィン又はテール構造、クランクアーム及びシートポストのような自転車部品、運搬用コンテナ、スキー及びスノーボード、等の形態をとる。
【００３７】
ここに述べる実施形態を使用して、複雑な包囲型の三次元形状を形成することができ、その形成された形状のいかなる部分も開放又は露出する必要がないことに注意されたい。従って、枠の１つのセグメントが、形成されるべき物体のＸ軸に沿って延び、第２のセグメントが物体のＹ軸に沿って延び、そして第３のセグメントが物体のＺ軸に沿って延びるように、枠が整形される。例えば、方形のボックスは、ボックスの各コーナーから３つの個別の軸に沿って延びる枠を有する。他の実施形態では、枠セグメントが、２つのセグメントの各セット間に延びる３つ以上の独特の平面を画成して、三次元構造体又は構造体の一部分を画成する。
【００３８】
以上、特定の実施形態及びその製造方法を一般的に説明した。当業者であれば、本開示の精神又は範囲から逸脱せずに幾つかの変更がなされ得ることが明らかであろう。例えば、炭素以外の繊維を強化又は硬直化要素として使用してもよい。一例として、ある金属を使用してもよく、又は別の形式のプラスチックを使用してもよい。従って、本開示の適切な範囲は、特許請求の範囲で規定される。
【符号の説明】
【００３９】
１００：実施形態
１０５：枠
１１０：表皮
１１５：コーナーフランジ
３００：内側リップ
４００：テーパーセグメント
４０５：壁
６００、６０５、６１０、６１５、６２０、６２５、６３０、６３５：層
８００：コーナー
８０５、８１０：テーパー付けされた部分
８１５：コーナーフランジ
８２０、８２５：マンドレルセグメント
【図１】
0005611330.tif 000002
【図２】
0005611330.tif 000003
【図３】
0005611330.tif 000004
【図４】
0005611330.tif 000005
【図５】
0005611330.tif 000006
【図６】
0005611330.tif 000007
【図７】
0005611330.tif 000008
【図８】
0005611330.tif 000009
【図９】
0005611330.tif 000010
【図１０】
0005611330.tif 000011
【図１１】
0005611330.tif 000012