(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に用いる筐体用部材であって、
表面板と、
前記表面板の一面に固定され、該一面の周縁部の少なくとも一辺に沿って設けられるフレームと、
を備え、
前記フレームは、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して形成され、
前記フレームは、
前記一面に固定されるフレーム本体と、
前記フレーム本体と一体に形成され、シャフト状部材を圧入するための挿入穴が形成されたシャフト支持部と、
を有することを特徴とする筐体用部材。
【請求項２】
請求項１に記載の筐体用部材であって、
前記シャフト支持部は、前記一辺から前記一面の面方向へと起立した突出部を有し、
前記挿入穴は、前記フレーム本体に沿って前記突出部に形成され、前記突出部の端面において前記面方向と交差する方向を臨んで開口していることを特徴とする筐体用部材。
【請求項３】
請求項２に記載の筐体用部材であって、
前記突出部には、前記挿入穴の少なくとも一部の周囲を囲むボス部が設けられ、
前記ボス部の外周面を囲む補強リングをさらに備えることを特徴とする筐体用部材。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の筐体用部材であって、
前記フレーム本体及び前記突出部を一括りに囲む補強シートをさらに備えることを特徴とする筐体用部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の筐体用部材であって、
前記強化繊維は、少なくとも前記一辺の長手方向に沿って延在していることを特徴とする筐体用部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の筐体用部材であって、
前記フレーム本体は、前記一面を囲むように該一面の周縁部に沿って枠状に延在しており、
前記シャフト支持部は、前記フレーム本体の一辺に設けられていることを特徴とする筐体用部材。
【請求項７】
筐体用部材を用いて形成された筐体を備える電子機器であって、
前記筐体用部材は、
表面板と、
前記表面板の一面に固定され、該一面の周縁部の少なくとも一辺に沿って設けられるフレームと、
を備え、
前記フレームは、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して形成され、
前記フレームは、
前記一面に固定されるフレーム本体と、
前記フレーム本体と一体に形成され、ヒンジシャフトを圧入するための挿入穴が形成されたシャフト支持部と、
を有し、
さらに、前記ヒンジシャフトが前記挿入穴に圧入されることで、前記筐体と相対的に固定されたヒンジと、
前記ヒンジシャフトに対して軸回りに回転可能に連結されることで、前記筐体に対して相対的に回動可能に連結された第２の筐体と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項７に記載の電子機器であって、
前記筐体の正面に設けられたディスプレイと、
前記第２の筐体に設けられたキーボードと、
をさらに備え、
前記筐体は、背面が前記表面板で形成され、側面が前記フレームで形成されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
電子機器に用いる筐体用部材の製造方法であって、
強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを金型の外面に巻き付けて複数層積層することで、フレーム原型を形成する工程と、
前記フレーム原型を加工することで、フレーム本体と、該フレーム本体の一辺に設けられたシャフト支持部と、を形成する工程と、
前記シャフト支持部を加工することで、シャフト状部材を圧入するための挿入穴を形成する工程と、
を含むことを特徴とする筐体用部材の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の筐体用部材の製造方法であって、
前記シャフト支持部を形成する工程では、前記一辺から突出する突出部と、該突出部の端面近傍に前記挿入穴の少なくとも一部を囲むためのボス部を形成しておき、
前記挿入穴は、前記端面から前記シャフト状部材を圧入する方向に穿孔して形成することを特徴とする筐体用部材の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の筐体用部材の製造方法であって、
さらに、前記ボス部の外周面にシート状のプリプレグを周方向に巻き付けて硬化させる工程、又は、前記ボス部の外周面に金属リングを被せる工程、を含むことを特徴とする筐体用部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の筐体用部材の製造方法であって、
さらに、前記フレーム本体及び前記シャフト支持部にシート状のプリプレグを巻き付けて硬化させる工程を含むことを特徴とする筐体用部材の製造方法。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか１項に記載の筐体用部材の製造方法であって、
さらに、前記フレーム本体と前記シャフト支持部とを設けたフレームを、板状部材の一面に固定する工程を含むことを特徴とする筐体用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の筐体に用いる筐体用部材、電子機器及び筐体用部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノート型ＰＣのような電子機器の筐体は、軽量、薄型且つ高強度である必要がある。このような筐体に用いる部材として、炭素繊維等の強化繊維にエポキシ樹脂等のマトリクス樹脂を含浸させたプリプレグ（繊維強化樹脂）の積層板を形成し、その周囲に樹脂フレームを射出成形した構成からなる筐体用部材がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６４９１７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、プリプレグを用いた筐体用部材をノート型ＰＣのディスプレイ筐体に使用している。ところで、ノード型ＰＣのディスプレイ筐体は、本体筐体に対してヒンジ装置を介して連結される。そこで、特許文献１の筐体用部材は、プリプレグ積層板の周囲に設けた樹脂フレームに十分な幅を確保し、ここにヒンジ装置をねじ止めしている。つまり、この構成では、ディスプレイ筐体内にヒンジ装置の取付板やその取付ねじが大きく侵入している。このため、この構成では、ディスプレイを筐体の縁部近傍まで寄せることが難しく、ディスプレイの周囲を囲むベゼル部材の幅が拡大し、外観品質の向上や筐体の小型化の障害となっていた。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、筐体の外観品質の向上や小型化を可能とする筐体用部材、電子機器及び筐体用部材の製造方法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】
【０００６】
本発明の第１態様に係る筐体用部材は、電子機器に用いる筐体用部材であって、表面板と、前記表面板の一面に固定され、該一面の周縁部の少なくとも一辺に沿って設けられるフレームと、を備え、前記フレームは、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して形成され、前記フレームは、前記一面に固定されるフレーム本体と、前記フレーム本体と一体に形成され、シャフト状部材を圧入するための挿入穴が形成されたシャフト支持部と、を有する。
【０００７】
前記シャフト支持部は、前記一辺から前記一面の面方向へと起立した突出部を有し、前記挿入穴は、前記フレーム本体に沿って前記突出部に形成され、前記突出部の端面において前記面方向と交差する方向を臨んで開口した構成としてもよい。
【０００８】
前記突出部には、前記挿入穴の少なくとも一部の周囲を囲むボス部が設けられ、前記ボス部の外周面を囲む補強リングをさらに備える構成としてもよい。
【０００９】
前記フレーム本体及び前記突出部を一括りに囲む補強シートをさらに備える構成としてもよい。
【００１０】
前記強化繊維は、少なくとも前記一辺の長手方向に沿って延在している構成であってもよい。
【００１１】
前記フレーム本体は、前記一面を囲むように該一面の周縁部に沿って枠状に延在しており、前記シャフト支持部は、前記フレーム本体の一辺に設けられた構成としてもよい。
【００１２】
本発明の第２態様に係る電子機器は、筐体用部材を用いて形成された筐体を備える電子機器であって、前記筐体用部材は、表面板と、前記表面板の一面に固定され、該一面の周縁部の少なくとも一辺に沿って設けられるフレームと、を備え、前記フレームは、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して形成され、前記フレームは、前記一面に固定されるフレーム本体と、前記フレーム本体と一体に形成され、ヒンジシャフトを圧入するための挿入穴が形成されたシャフト支持部と、を有し、さらに、前記ヒンジシャフトが前記挿入穴に圧入されることで、前記筐体と相対的に固定されたヒンジと、前記ヒンジシャフトに対して軸回りに回転可能に連結されることで、前記筐体に対して相対的に回動可能に連結された第２の筐体と、を備える。
【００１３】
前記筐体の正面に設けられたディスプレイと、前記第２の筐体に設けられたキーボードと、をさらに備え、前記筐体は、背面が前記表面板で形成され、側面が前記フレームで形成された構成としてもよい。
【００１４】
本発明の第３態様に係る筐体用部材の製造方法は、電子機器に用いる筐体用部材の製造方法であって、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを金型の外面に巻き付けて複数層積層することで、フレーム原型を形成する工程と、前記フレーム原型を加工することで、フレーム本体と、該フレーム本体の一辺に設けられたシャフト支持部と、を形成する工程と、前記シャフト支持部を加工することで、シャフト状部材を圧入するための挿入穴を形成する工程と、を含む。
【００１５】
前記シャフト支持部を形成する工程では、前記一辺から突出する突出部と、該突出部の端面近傍に前記挿入穴の少なくとも一部を囲むためのボス部を形成しておき、前記挿入穴は、前記端面から前記シャフト状部材を圧入する方向に穿孔して形成するようにしてもよい。
【００１６】
さらに、前記ボス部の外周面にシート状のプリプレグを周方向に巻き付けて硬化させる工程、又は、前記ボス部の外周面に金属リングを被せる工程、を含んでもよい。
【００１７】
さらに、前記フレーム本体及び前記シャフト支持部にシート状のプリプレグを巻き付けて硬化させる工程を含んでもよい。
【００１８】
さらに、前記フレーム本体と前記シャフト支持部とを設けたフレームを、板状部材の一面に固定する工程を含んでもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、筐体の外観品質の向上や小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、一実施形態に係る筐体用部材を用いて形成した筐体を備える電子機器の斜視図である。
【図２】図２は、筐体用部材の構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図３】図３は、筐体用部材の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、挿入穴及びその周辺部を拡大した斜視図である。
【図５】図５は、フレームを突出部を横切る位置で切断した断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、ヒンジシャフトを挿入穴に圧入する動作を模式的に示す平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示す状態からヒンジシャフトを挿入穴に圧入した状態での平面図である。
【図７】図７は、ボス部に補強リングを取り付けた状態での挿入穴及びその周辺部を拡大した斜視図である。
【図８】図８は、図７に示すシャフト支持部に補強シートを取り付けた状態での斜視図である。
【図９】図９は、図８に示すフレームを補強リングを横切る位置で切断した模式的な断面図である。
【図１０】図１０は、補強シートを収容するための凹状部を設けた構成例での挿入穴及びその周辺部を拡大した斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、金型にプリプレグを巻き付ける工程の説明図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、金型にプリプレグを巻き付けて積層体を形成した状態を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、積層体を金型から引き抜いた状態での斜視図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、積層体から切り出したフレーム原型に機械加工を施している状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る筐体用部材について、この部材を用いた電子機器との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
図１は、一実施形態に係る筐体用部材１０を用いて形成した筐体１２を備える電子機器１４の斜視図である。本実施形態では、筐体用部材１０を用いた筐体１２をノート型ＰＣである電子機器１４の蓋体１６に利用した構成を例示する。筐体用部材１０は、タブレット型ＰＣ、デスクトップ型ＰＣ、スマートフォン、携帯電話、携帯用ゲーム機等の各種電子機器の筐体に利用できる。
【００２３】
図１に示すように、電子機器１４は、キーボード１８を有する機器本体２０と、液晶ディスプレイ等で構成されたディスプレイ２２を有する矩形平板状の蓋体１６と、を備える。蓋体１６と機器本体２０とは、左右のヒンジ２４によって相対的に回動可能に連結されている。機器本体２０の内部には、図示しない基板、演算処理装置、ハードディスク装置、メモリ等の各種電子部品が収納されている。キーボード１８は、機器本体２０の上面に設けた図示しないディスプレイに表示してタッチ操作するソフトウェア式のキーボードでもよい。
【００２４】
蓋体１６は、筐体１２の正面にディスプレイ２２を設けた構成である。筐体１２は、背面カバー１２ａと正面カバー１２ｂとで構成されている。背面カバー１２ａは、蓋体１６の背面及び四周側面を覆うカバー部材であり、本実施形態に係る筐体用部材１０によって形成されている。正面カバー１２ｂは、蓋体１６の正面の四周縁部を覆い、中央に形成された開口にディスプレイ２２が配設される樹脂或いは金属等で形成されたベゼル部材である。
【００２５】
次に、蓋体１６の背面カバー１２ａを形成する筐体用部材１０の構成について具体的に説明する。図２は、筐体用部材１０の構成を模式的に示す分解斜視図であり、ディスプレイ２２等が収納される背面カバー１２ａの内面側を示した図である。図３は、筐体用部材１０の構成を模式的に示す斜視図である。
【００２６】
以下、筐体用部材１０（背面カバー１２ａ）について、図２及び図３に示す姿勢を基準とし、手前側をＹ１、奥側をＹ２、左側をＸ１、右側をＸ２と呼び、さらに、板厚方向で上側をＺ１、下側をＺ２と呼んで説明する。これらの各方向は、Ｙ１方向及びＹ２方向をまとめてＹ方向、Ｘ１方向及びＸ２方向をまとめてＸ方向、Ｚ１方向及びＺ２方向をまとめてＺ方向と呼ぶこともある。なお、筐体用部材１０（背面カバー１２ａ）が電子機器１４に用いられた状態での各方向は、図１に示す通りである。
【００２７】
図２及び図３に示すように、筐体用部材１０は、表面板２６と、フレーム２８と、を備える。
【００２８】
表面板２６は、薄い矩形状のプレートである。表面板２６は、筐体１２の背面を形成する。つまり表面板２６は、外面２６ａが筐体１２の背面となり、内面２６ｂが筐体１２内を向いたディスプレイ２２の支持面となる。表面板２６は、例えばプリプレグの積層板、ガラス板、樹脂板、又は、アルミニウムやチタン等の金属板で構成される。プリプレグの積層板は、例えば炭素樹脂等の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層したものである。
【００２９】
フレーム２８は、表面板２６の内面２６ｂに接着剤等で固定される。フレーム２８は、内面２６ｂを囲むようにその四周縁部に沿って延在する枠体である。フレーム２８は、筐体１２の側面を形成する。つまりフレーム２８の外周面２８ａが、筐体１２の四周側面となる。フレーム２８は、さらに、表面板２６の剛性を高める補強部材としての機能と、ヒンジ２４の取付部としての機能と、を有する。
【００３０】
フレーム２８は、例えば炭素樹脂等の強化繊維にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂或いは熱可塑性樹脂を含浸させたプリプレグ２９を複数層積層して形成したプレートに機械加工を施したものである（図５参照）。これによりフレーム２８は、軽量且つ高強度である。本実施形態では、強化繊維として炭素繊維を用いた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を用いてフレーム２８を形成している。強化繊維は、ステンレス繊維等の金属繊維やガラス繊維等の無機繊維等、各種材料を用いてもよい。強化繊維は、フレーム２８の延在方向（長手方向）、つまりフレーム２８が表面板２６の内面２６ｂを枠状に囲む方向に沿って延在している（図４中に破線で示す強化繊維２９ａ参照）。表面板２６もプリプレグである場合、フレーム２８は、熱溶着で表面板２６に固定してもよい。
【００３１】
フレーム２８は、フレーム本体３０と、シャフト支持部３２と、を有する。フレーム本体３０及びシャフト支持部３２は、一体に形成されている。フレーム２８は、プリプレグ２９の積層体に機械加工を施してフレーム本体３０及びシャフト支持部３２を形成したものであるが、詳細は後述する。
【００３２】
フレーム本体３０は、表面板２６の内面２６ｂに固定され、内面２６ｂの周縁部に沿って延在するように配置される矩形の枠状部分である。図２及び図３では、フレーム本体３０は、４辺のうち、Ｙ１側でＸ方向に沿った辺３０ａを多少幅広に形成し、残りの３辺を辺３０ａよりも幅狭に構成した構成を例示しているが、各辺の幅や形状は適宜変更可能である。
【００３３】
シャフト支持部３２は、ヒンジ２４のヒンジシャフト２４ａを支持する部分である（図６Ａ及び図６Ｂ参照）。シャフト支持部３２は、フレーム本体３０のＹ１側の辺３０ａに形成されている。シャフト支持部３２は、辺３０ａに設けられた突出部３４と、突出部３４のＸ方向の左右端面にそれぞれ形成された挿入穴３６と、を有する。
【００３４】
図４は、挿入穴３６及びその周辺部を拡大した斜視図である。図４は、図２及び図３中でＸ２側を向いた挿入穴３６及びその周辺部の構成を代表的に図示している。Ｘ１側を向いた挿入穴３６及びその周辺部の構成は、Ｘ２側のものと左右対称構造であるため、詳細な説明は省略する。
【００３５】
図２〜図４に示すように、突出部３４は、辺３０ａから面方向（Ｚ１方向）へと起立し、Ｘ方向に延在した断面略かまぼこ型（ｈｏｇ−ｂａｃｋｅｄ）の壁体である。突出部３４のＸ方向長さは、フレーム本体３０の辺３０ａのＸ方向長さよりも短い。これにより、突出部３４の端面に形成された挿入穴３６は、フレーム本体３０の左右でＹ方向に延びた各辺からＸ方向に後退した位置にあり、この後退したスペースにヒンジ２４が配設される（図６Ｂ参照）。突出部３４の形状は、適宜変更可能である。
【００３６】
突出部３４の左右の端面３４ａには、挿入穴３６が開口している。突出部３４の左右の端部には、挿入穴３６の少なくとも一部を囲む円筒状のボス部３４ｂが設けられている。ボス部３４ｂは、突出部３４の円弧状の頂面よりも一回り小さい外径の円筒とされている。ボス部３４ｂは、省略してもよく、その場合は突出部３４の全長を同一断面で形成すればよい。但し、後述する補強リング３８を設置する際は、ボス部３４ｂを設けることが好ましい（図７参照）。
【００３７】
挿入穴３６は、ヒンジシャフト２４ａを圧入するための穴である。挿入穴３６は、ボス部３４ｂの軸心に軸方向に沿って形成されている。挿入穴３６は、フレーム本体３０に沿って突出部３４に形成され、突出部３４の左右の端面３４ａにおいて表面板２６の内面２６ｂの面方向（Ｚ方向）と交差する方向を臨んで開口している。本実施形態では、挿入穴３６は、例えば内面２６ｂの面方向と垂直する方向、具体的には突出部３４及び辺３０ａの長手方向であるＸ方向を臨んで開口している。そこで本実施形態の挿入穴３６は、突出部３４に対し、端面３４ａからヒンジシャフト２４ａを圧入する方向（Ｘ方向）に穿孔して形成されている。図４及び図５では、開口側から奥側に内径が２段に縮径する段付き構造の挿入穴３６を例示している。挿入穴３６は開口側から奥側にかけて同一の内径で形成されてもよい。
【００３８】
図５は、フレーム２８を突出部３４を横切る位置で切断した断面図であり、辺３０ａ及び突出部３４をＸ方向に直交する平面（ＹＺ平面）で切断した図である。図５では、断面を示すハッチングは省略している。
【００３９】
図５に示すように、フレーム２８は、プリプレグ２９が幅方向に複数層積層され、互いに固定されている。図５に示す辺３０ａ及び突出部３４を含む部分では、プリプレグ２９がＹ方向に積層されている。辺３０ａと対向するＹ２側の辺は、プリプレグ２９がＹ方向に積層されている。辺３０ａと直交するＹ方向に延在した他の２辺は、プリプレグ２９がＸ方向に積層されている。挿入穴３６は、プリプレグ２９が積層され、固定された積層板に機械加工で穿孔し、形成してものである。フレーム２８は、その厚み方向（Ｚ方向）にプリプレグ２９を積層して形成してもよい。
【００４０】
次に、挿入穴３６に対するヒンジ２４の具体的な取付構造を説明する。図６Ａは、ヒンジシャフト２４ａを挿入穴３６に圧入する動作を模式的に示す平面図である。図６Ｂは、図６Ａに示す状態からヒンジシャフト２４ａを挿入穴３６に圧入した状態での平面図である。
【００４１】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本実施形態のヒンジ２４は、ヒンジシャフト２４ａと、ブラケット２４ｂと、トルク発生部２４ｃと、を有する。
【００４２】
ヒンジシャフト２４ａは、ヒンジ２４の回転軸となる金属製のシャフト状部材である。ブラケット２４ｂは、ヒンジシャフト２４ａに対して相対的に回転可能に外挿された支持板２４ｄと、支持板２４ｄと一体形成された取付板２４ｅとで構成された金属部品である。取付板２４ｅは、複数の貫通孔を有し、機器本体２０に対してねじ止めされる。トルク発生部２４ｃは、ヒンジシャフト２４ａとブラケット２４ｂ（支持板２４ｄ）との間の相対回転に所定の回転トルクを付与する。
【００４３】
ヒンジシャフト２４ａは、挿入穴３６に圧入されることで、筐体１２（蓋体１６）と回転不能に固定される。つまりブラケット２４ｂと固定された機器本体２０は、蓋体１６と固定されたヒンジシャフト２４ａの軸回りに相対的に回動可能な状態にある。その結果、ヒンジ２４は、蓋体１６と機器本体２０との間を相対的に回動可能に連結する。
【００４４】
このようなフレーム２８において、フレーム本体３０は、シャフト支持部３２を設けた１つの辺３０ａのみで棒状に形成されてもよいし、３０ａを含めた２辺或いは３辺で形成されてもよい。フレーム２８は、２辺又は３辺の場合、各辺同士は繋がっていなくてもよい。
【００４５】
ところで、図５で示したように、挿入穴３６は、プリプレグ２９の積層板を穿孔して形成している。このため、プリプレグ２９同士の境界が挿入穴３６に重なる位置にも形成されている。従って、例えば蓋体１６と機器本体２０との間に大きな外力が付与され、挿入穴３６の内周面がヒンジシャフト２４ａから負荷を受けた場合、積層されたプリプレグ２９の層間が強化繊維２９ａの繊維方向に沿って剥離する懸念がある。例えば、図５に示す構成例では、ヒンジシャフト２４ａから挿入穴３６に負荷が掛かると、挿入穴３６に重なる位置にあるプリプレグ２９同士の境界がＹ方向に剥離する懸念がある。なお、このようなプリプレグ２９の層間剥離は、挿入穴３６にヒンジシャフト２４ａを圧入する際にも起こり得る。さらに、フレーム２８は、ヒンジシャフト２４ａから図５中でＺ１方向の負荷を受けると、突出部３４とフレーム本体３０との境界部３４ｃ（図４参照）に亀裂や割れを生じる懸念もある。
【００４６】
そこで、本実施形態のフレーム２８は、補強リング３８と、補強シート４０と、を備え、上記した問題を抑制可能な構成とすることが好ましい。図７は、ボス部３４ｂに補強リング３８を取り付けた状態での挿入穴３６及びその周辺部を拡大した斜視図である。
【００４７】
図７に示すように、補強リング３８は、ボス部３４ｂの外周面を囲むように固定されるリンク状部材である。補強リング３８は、例えば帯状のプリプレグをボス部３４ｂの周方向に１周又は複数周巻き付けて固定したものである。補強リング３８に含まれる強化繊維３８ａは、例えば炭素繊維である。強化繊維３８ａは、ボス部３４ｂの外周面の周方向に沿って延在している。これにより補強リング３８は、ヒンジシャフト２４ａから挿入穴３６の内周面への負荷によるプリプレグ２９の層間剥離を抑制する。補強リング３８は、金属や樹脂で形成されたリンク状部材でもよい。
【００４８】
上記のように、本実施形態のボス部３４ｂは、その外径が突出部３４よりも一回り小さい。そこで、このボス部３４ｂと突出部３４との間に形成された段差に補強リング３８が収容される。これにより補強リング３８が、突出部３４とボス部３４ｂとの間に凸状の段差を形成することを抑制できる。
【００４９】
図８は、図７に示すシャフト支持部３２に補強シート４０を取り付けた状態での斜視図である。図９は、図８に示すフレーム２８を補強リング３８を横切る位置で切断した模式的な断面図である。
【００５０】
図８及び図９に示すように、補強シート４０は、フレーム本体３０の辺３０ａと、突出部３４と、補強リング３８（ボス部３４ｂ）とを一括りに囲んで固定された帯状のシートである。補強シート４０は、例えば帯状のプリプレグをフレーム本体３０や突出部３４の周方向に１周又は複数周巻き付けて固定したものである。補強シート４０に含まれる強化繊維４０ａは、例えば炭素繊維である。強化繊維４０ａは、フレーム本体３０や突出部３４の外周面の周方向に沿って延在している。補強シート４０は、突出部３４の全長に設けてもよいが、少なくとも左右のボス部３４ｂの近傍、つまり境界部３４ｃの近傍に設けられる。これにより補強シート４０は、ヒンジシャフト２４ａから挿入穴３６の内周面への負荷による境界部３４ｃでの亀裂や割れを抑制する。補強シート４０は、金属や樹脂で形成されたシート状部材でもよい。補強シート４０は、ボス部３４ｂを覆わない位置に設けられてもよい。
【００５１】
図１０に示すように、突出部３４及びフレーム本体３０には、補強シート４０を設ける部分の外周面を凹ませた凹状部３４ｄを設けてもよい。これにより補強シート４０は、凹状部３４ｄに収容され、突出部３４等の外面に凸状の段差ができることを防止できる。
【００５２】
補強リング３８及び補強シート４０は、いずれか一方のみを用いてもよい。また、補強リング３８及び補強シート４０は、例えば挿入穴３６へのシャフト状部材からの負荷が想定されないか又は相当に小さい仕様では、省略してもよい。
【００５３】
次に、筐体用部材１０の製造方法の一手順を説明する。図１１Ａ〜図１１Ｄは、筐体用部材１０の製造工程を模式的に示す説明図である。
【００５４】
上記した通り、フレーム２８は、プリプレグ２９の積層体に機械加工を施してフレーム本体３０及びシャフト支持部３２を形成したものである。フレーム２８を製造する際は、先ず、図１１Ａに示すように、フレーム２８の内周形状に合わせた矩形棒状の金型４２を準備する。そして、金型４２の外周面に対し、長尺なシート状のプリプレグ２９を複数周巻き付ける。この巻き付けるプリプレグ２９の幅は、少なくともフレーム２８のＺ方向高さ以上である必要があり、本実施形態ではフレーム２８の７個以上の幅である（図１１Ｃ参照）。なお、図１１Ａでは、１周目のプリプレグ２９を金型４２の外面から離間させて図示しているが、実際には１周目のプリプレグ２９は金型４２の外面に当接している。
【００５５】
プリプレグ２９は、所定の積層厚みとなるまで、具体的には、少なくともフレーム２８の各辺の幅寸法以上の厚みになるまで金型４２の外面に巻き付ける。プリプレグ２９の巻き付けが完了すると、図１１Ｂに示すように、金型４２の外面には、プリプレグ２９がトイレットペーパー状に積層され、所定の厚みを持った矩形筒状の積層体４４が形成される。積層体４４は、プリプレグ２９の巻き付け完了後にまとめて各層のプリプレグ２９を加熱して硬化させ、これにより各層のプリプレグ２９同士を溶着固定してもよい。プリプレグ２９同士は、接着剤で固定してもよい。
【００５６】
そして、積層体４４を金型４２から引き抜く。図１１Ｃに示すように、積層体４４は、フレーム２８の細かな加工前の原型であるフレーム原型４６をＺ方向に複数積層した大きさである。図１１Ｃは、フレーム原型４６の７個分の高さを持った積層体４４を例示している。そこで、今度は、積層体４４を図１１Ｃ中の破線で示すフレーム原型４６同士の境界線にそって輪切りに切断し、１つのフレーム原型４６毎に分割する。
【００５７】
次いで、図１１Ｄに示すように、フレーム原型４６について、ＣＮＣ工作機械を用いて機械加工を施す。図１１Ｄ中の参照符号４８は、例えばＣＮＣ工作機械のエンドミル４８である。図１１Ｄは、フレーム原型４６をフレーム２８に加工している途中の状態を示している。図１１Ｄ中の参照符号５０は、フレーム本体３０の原型であり、参照符号５２は、シャフト支持部３２の原型である。そして、挿入穴３６も穿孔し、フレーム原型４６の加工が完了すると、フレーム２８の成形が完了する。
【００５８】
次に、補強リング３８の取付工程を実施する。補強リング３８がプリプレグである場合には、帯状のプリプレグのシートをボス部３４ｂの外周面に巻き付ける。そして、プリプレグの樹脂を加熱して硬化させることで、補強リング３８がボス部３４ｂに固定される。一方、補強リング３８が、樹脂や金属のリング状部材である場合は、ボス部３４ｂの先端から外嵌し、接着剤等で固定すればよい。
【００５９】
次に、補強シート４０の取付工程を実施する。補強シート４０がプリプレグである場合には、帯状のプリプレグのシートをフレーム本体３０、突出部３４、及び補強リング３８の外周面を一括りに覆うように巻き付ける。そして、プリプレグの樹脂を加熱して硬化させることで、補強シート４０がフレーム２８に固定される。一方、補強シート４０が、樹脂や金属のシートである場合は、フレーム本体３０や突出部３４に巻き付けて接着剤等で固定すればよい。
【００６０】
最後に、このように形成したフレーム２８を表面板２６に固定することで筐体用部材１０の製造が完了する。なお、筐体用部材１０は、フレーム２８と表面板２６とが異なる製造所で製造され、最終的なアセンブリ工程で一体化される場合もある。そこで、当該筐体用部材の製造方法は、最終的なフレーム２８と表面板２６との固定工程を省略し、フレーム２８の製造工程のみで構成されてもよい。
【００６１】
以上のように、本実施形態に係る筐体用部材１０は、表面板２６と、表面板２６の内面２６ｂに固定され、内面２６ｂの周縁部の少なくとも一辺に沿って設けられるフレーム２８と、を備える。フレーム２８は、強化繊維２９ａにマトリクス樹脂を含浸させたプリプレグ２９を複数層積層して形成されている。さらに、フレーム２８は、表面板２６の内面２６ｂに固定されるフレーム本体３０と、フレーム本体３０と一体に形成され、シャフト状部材（ヒンジシャフト２４ａ）を圧入するための挿入穴３６が形成されたシャフト支持部３２と、を有する。
【００６２】
このように、当該筐体用部材１０は、表面板２６の内面２６ｂに固定されるフレーム２８に挿入穴３６が形成されている。そして、この挿入穴３６には、シャフト状部材としてヒンジシャフト２４ａを圧入することができる。このため、当該筐体用部材１０は、ヒンジ２４の取付板をねじ止めするためのスペースが不要となる。これによりフレーム２８は、可及的に幅狭に形成することができ、ディスプレイ２２等の電子部品を可及的に筐体１２の縁部まで寄せて搭載することができる。その結果、筐体用部材１０を用いることで、ディスプレイ２２を囲むベゼル部材（正面カバー１２ｂ）を可及的に幅狭に構成でき、筐体１２の外観品質が向上し、さらに小型化も可能となる。またフレーム２８は、プリプレグ２９の積層構造であるため、軽量且つ高強度である。しかも筐体用部材１０は、フレーム２８と表面板２６とが別構造のため、使用する電子機器１４や筐体１２の仕様に応じて、フレーム２８或いは表面板２６の形状等を容易に変更でき、高い汎用性が得られる。
【００６３】
フレーム２８は、図２及び図３に示すように、表面板２６の内面２６ｂを枠状に囲んでいることが好ましい。これにより、フレーム２８による筐体用部材１０の補強効果が向上し、且つフレーム２８の外周面２８ａを筐体１２の側面として兼用することができる。
【００６４】
フレーム２８は、シャフト支持部３２を構成する突出部３４がフレーム本体３０から起立している。これにより、フレーム２８は、ヒンジ２４の取付スペースを容易に確保できる。なお、ヒンジ２４は、ねじを用いずにヒンジシャフト２４ａを直接的に挿入穴３６に固定するため、突出部３４を設けても筐体用部材１０の板厚は、従来のねじ止め構造のヒンジの場合と同様か又は薄型化できる。また、突出部３４は、ヒンジ２４によって形成される蓋体１６と機器本体２０との間の隙間を埋めるヒンジカバーとしても機能する。
【００６５】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【００６６】
上記では、筐体用部材１０を電子機器１４を構成する蓋体１６の筐体１２として用いた構成を例示したが、筐体用部材１０は機器本体２０に用いてもよい。
【００６７】
上記では、表面板２６の内面２６ｂのみにフレーム２８を設けた構成を例示したが、当該筐体用部材１０の用途によってはフレーム２８を表面板２６の内面２６ｂ及び外面２６ａの両方又は外面２６ａのみに設けてもよい。
【００６８】
上記では、フレーム２８の筐体１２の長辺に対応する辺３０ａにシャフト支持部３２を設け、ここにヒンジ２４を連結する構成を例示したが、シャフト支持部３２は筐体１２の短辺に対して設けてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１０  筐体用部材
１２  筐体
１２ａ  背面カバー
１２ｂ  正面カバー
１４  電子機器
１６  蓋体
２０  機器本体
２４  ヒンジ
２４ａ  ヒンジシャフト
２６  表面板
２８  フレーム
２９  プリプレグ
２９ａ，３８ａ，４０ａ  強化繊維
３０  フレーム本体
３２  シャフト支持部
３４  突出部
３４ａ  端面
３４ｂ  ボス部
３６  挿入穴
３８  補強リング
４０  補強シート
４４  積層体
４６  フレーム原型
【要約】
【課題】筐体の外観品質の向上や小型化を可能とする筐体用部材、電子機器及び筐体用部材の製造方法を提供する。
【解決手段】筐体用部材は、電子機器に用いる筐体用部材であって、表面板と、前記表面板の一面に固定され、該一面の周縁部の少なくとも一辺に沿って設けられるフレームと、を備える。前記フレームは、強化繊維に樹脂を含浸させたプリプレグを複数層積層して形成されている。前記フレームは、前記一面に固定されるフレーム本体と、前記フレーム本体と一体に形成され、シャフト状部材を圧入するための挿入穴が形成されたシャフト支持部と、を有する。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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