壳体用部件以及电子设备的制作方法

本发明涉及能够用于笔记本电脑、平板电脑等电子设备的壳体的壳体用部件以及使用该壳体用部件的电子设备。

背景技术：

笔记本型的个人计算机(笔记本电脑)、平板型的个人计算机(平板电脑)、智能电话以及移动电话等各种电子设备的壳体需要轻量、薄型且高强度。因此，在电子设备的壳体中，使用通过使环氧树脂等热固化性树脂浸渍于碳纤维等强化纤维而得的预浸板(纤维强化树脂板)而夹入由发泡材料等构成的中间层的板状的层叠板的部件被广泛使用。

在将这样的层叠板用于笔记本电脑等的壳体时，至少需要对其周边部进行壁部等的所希望的形状加工。然而，层叠板由于使用硬质的纤维强化树脂板构成，所以缺乏弯曲等的形状加工的自由度。

因此，本申请人提出了对层叠板的外形端面注塑成型热塑性树脂而进行接合的结构(参照专利文献1)。在该结构中，能够通过与层叠板接合的热塑性树脂部分确保形状加工的自由度，因此能够将层叠板作为各种形状、规格的壳体用部件广泛地利用。

专利文献1：日本特开2013-232052号公报

然而，在将上述专利文献1所记载的壳体用部件相对于其它壳体用部件进行连结固定从而构成壳体时，例如在与层叠板接合的热塑性树脂部分对构成内螺纹部的螺母进行嵌入成型。

然而，在这样的结构中，由于在与比层叠板的外形端面靠外侧的部位接合的热塑性树脂部分配置螺母，所以在对壳体施加有冲击、外力的情况下，上述冲击、外力从紧固2个壳体用部件间的螺钉经由螺母向热塑性树脂部分直接传递。其结果是，存在如下趋势，即，对强度比具有较高强度的层叠板部分差的热塑性树脂部分、或者该热塑性树脂部分与层叠板的接合界面的负荷变大，需求能够进一步提高壳体的强度的壳体用部件。

技术实现要素：

本发明是考虑上述现有技术的课题完成的，其目的在于提供能够获得高强度的壳体用部件以及使用该壳体用部件的电子设备。

本发明的壳体用部件将热塑性树脂与在一对纤维强化树脂板之间配设有中间层的层叠板的外形端面的至少一部分接合，上述壳体用部件的特征在于，上述热塑性树脂延伸至上述层叠板的表面，在延伸至该层叠板的表面的热塑性树脂设置有内螺纹部。

根据这样的结构，通过在从层叠板的外形端面延伸至表面的热塑性树脂设置有内螺纹部，能够在比由热塑性树脂形成的部分强度高的层叠板重叠配置内螺纹部，高强度的层叠板与内螺纹部被一体化。由此，例如即使在对层叠板施加有弯曲方向的外力、冲击的情况下，由于内螺纹部位于层叠板上，也能够通过层叠板承受该外力等。其结果是，能够避免较大的负荷施加于由强度比层叠板差的热塑性树脂形成的部分、该热塑性树脂的部分与层叠板的外形端面的接合界面，能够获得高强度的壳体。

上述内螺纹部也可以是通过嵌入成型而与上述热塑性树脂一体化的螺母。

也可以构成为，上述层叠板具有将一方的纤维强化树脂板的表面沿板厚方向下挖而得的凹部，上述螺母的轴向一端侧配设于上述凹部内。这样的话，能够减少螺母从层叠板的表面的突出高度，能够将该壳体用部件以及使用该壳体用部件的壳体尽可能地轻薄化。

也可以构成为，上述螺母具有从其外周面的轴向一部分朝外径方向突出的凸缘部，该凸缘部的背面抵接配置于上述一方的纤维强化树脂板的表面，并且该凸缘部的表面的至少一部分被上述热塑性树脂覆盖。这样的话，由于能够通过凸缘部将凹部关闭，所以能够防止热塑性树脂进入凹部内给中间层等带来影响。另外，由于凸缘部的表面被热塑性树脂覆盖，从而能够防止螺母向上方脱落。

也可以构成为，在上述凸缘部的外周端面设置有凹凸形状。这样的话，在相对于螺母旋合固定螺钉时，能够通过进入凹凸形状的热塑性树脂实现螺母的止转。

也可以构成为，上述层叠板具有将一方的纤维强化树脂板的表面沿板厚方向下挖而得的凹部，上述螺母的至少轴向一端侧被填充于上述凹部内的上述热塑性树脂覆盖。通过该结构，也能够减少螺母从层叠板的表面的突出高度，能够将该壳体用部件以及使用该壳体用部件的壳体尽可能地轻薄化。

也可以构成为，上述层叠板具有将上述一对纤维强化树脂板以及上述中间层沿板厚方向贯通而得的贯通孔，上述螺母的至少轴向一端侧被填充于上述贯通孔内的上述热塑性树脂覆盖。通过该结构，也能够减少螺母从层叠板的表面的突出高度，能够将该壳体用部件以及使用该壳体用部件的壳体尽可能地轻薄化。

另外，本发明的电子设备的特征在于具备使用上述结构的壳体用部件的壳体。

在该情况下，若构成为具备经由铰接件而能够开闭地与上述壳体连结的另一壳体，将上述铰接件螺纹紧固于构成上述壳体的上述壳体用部件的内螺纹部，则能够确保将2个壳体连结为能够开闭的铰接件的固定强度，能够获得高耐久性。

根据本发明，即便在对层叠板施加有弯曲方向的外力、冲击的情况下，由于内螺纹部位于层叠板上，也能够通过层叠板承受该外力等。其结果是，能够避免较大的负荷施加于由强度比层叠板差的热塑性树脂形成的部分、该热塑性树脂的部分与层叠板的外形端面的接合界面，能够获得高强度的壳体。

附图说明

图1是具备使用本发明的一个实施方式的壳体用部件的壳体的电子设备的立体图。

图2是示意性地表示壳体的背面盖的结构的俯视图。

图3是示意性地表示沿着图2中的III-III线的剖面形状的剖视图。

图4是表示使用固定螺钉将铰接件固定到图3所示的壳体用部件的状态的剖视图。

图5是表示配设于壳体用部件的螺母的结构的立体图。

图6是在包含第1变形例的壳体用部件的层叠板以及框架部的部分的厚度方向的剖视图。

图7是在包含第2变形例的壳体用部件的层叠板以及框架部的部分的厚度方向的剖视图。

图8是在包含第3变形例的壳体用部件的层叠板以及框架部的部分的厚度方向的剖视图。

附图标记说明：

10、10A～10C…壳体用部件；12…壳体；12a…背面盖；12b…正面盖；14…电子设备；16…盖体；18…键盘装置；20…设备主体；22…显示装置；24…铰接件；30…层叠板；30a…外形端面；32…框架部；32a…宽幅部；32b…带状部；34…壁部；36…固定螺钉；36a…螺纹部；40、41…纤维强化树脂板；42…中间层；44、50…螺母；44a…凸缘部；44b…凹凸形状；46…凹部；48…突起部；52…贯通孔。

具体实施方式

以下，针对本发明的壳体用部件，例示出使用该部件的电子设备并列举优选的实施方式，参照附图并且详细地进行说明。

图1是具备使用本发明的一个实施方式的壳体用部件10的壳体12的电子设备14的立体图。在本实施方式中，例示出将使用壳体用部件10的壳体12作为笔记本电脑亦即电子设备14的盖体16来使用的结构。

如图1所示，电子设备14具备：具有键盘装置18的设备主体(主体壳体)20；以及具有由液晶显示屏等构成的显示装置22的矩形平板状的盖体16。电子设备14是将盖体16通过左右的铰接件24相对于设备主体20连结为能够开闭的翻盖型。

设备主体20是扁平箱状的壳体，在内部收纳有未图示的基板、运算处理装置、硬盘装置以及存储器等各种电子部件。键盘装置18配设于设备主体20的上表面。

盖体16具备将背面盖12a与正面盖12b重叠连结而得的壳体12，并且利用通过铰接件24的未图示的电缆而与设备主体20电连接。背面盖12a是覆盖盖体16的侧面以及背面的盖部件，由本实施方式的壳体用部件10构成。盖体16经由螺纹紧固到背面盖12a的铰接件24而与设备主体20连结(也参照图2)。正面盖12b是覆盖盖体16的正面的树脂制的盖部件，在其大部分设置有例如使由液晶显示屏构成的显示装置22露出的孔部。

接下来，对构成盖体16的壳体12的背面盖12a以及形成该背面盖12a的壳体用部件10的结构，具体地进行说明。

首先，说明背面盖12a的整体结构。图2是示意性地表示壳体12的背面盖12a的结构的俯视图，并且是从内表面侧观察成为盖体16的背面的背面盖12a的图。

如上述所述，背面盖12a由壳体用部件10形成。如图2所示，壳体用部件10具备：层叠板30，其由三层构造轻量且高强度地形成；以及框架部32，其通过在层叠板30的外形端面30a接合热塑性树脂而形成。背面盖12a通过这样的壳体用部件10的框架部32而形成成为其周边部以及4边的侧面的壁部34，通过层叠板30而形成支承显示装置22的背面的板状部分。

在壳体12(盖体16)中，使用多个(在图2中为2个)固定螺钉36，相对于在背面盖12a的一边缘侧(在图2中下缘)的框架部32左右设置有一对的宽幅部32a固定铰接件24。另外，在背面盖12a的另一边缘侧(在图2中为上边缘)的框架部32设置有遍及左右方向的带状部32b，在该部分配设有无线通信用的天线38。

接下来，说明构成背面盖12a的壳体用部件10的具体结构。图3是示意性地表示沿着图2中的III-III线的剖面形状的剖视图，是在包含壳体用部件10的层叠板30以及框架部32(宽幅部32a)的部分的厚度方向的剖视图。另外，图4是表示使用固定螺钉36将铰接件24固定到图3所示的壳体用部件10的状态的剖视图。

如图3所示，壳体用部件10具有：层叠板30，其在上下一对纤维强化树脂板40、41之间配设有中间层42；以及框架部32，其与层叠板30的外形端面30a接合。

各纤维强化树脂板40、41是使环氧树脂等热固化性树脂浸渍于强化纤维而得的预浸料(pre-preg)，例如具有0.3mm左右的板厚。在本实施方式中，使用作为强化纤维而使用碳纤维的碳纤维强化树脂(CFRP)。作为强化纤维，也可以使用除碳纤维以外的纤维，也可以使用不锈钢纤维等金属纤维、玻璃纤维等无机纤维等各种材料。

中间层42设置于一对纤维强化树脂板40、41之间，是使上述硬质的纤维强化树脂板40、41之间隔离的软质的隔离物，例如具有0.6mm左右的板厚。通过设置有中间层42，层叠板30的板厚方向的剖面系数增大，成为轻量且高强度的构造。中间层42例如通过由聚丙烯等的发泡片构成的发泡层、具有能够压缩的缝隙地集合而成的碳纤维等的纤维层，而构成。

框架部32通过在这样的层叠板30的外形端面30a将热塑性树脂进行注塑成型从而相对于该层叠板30接合。作为形成框架部32的热塑性树脂，例如可以使用聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等，也可以使用使这些树脂含有玻璃纤维等强化纤维的纤维强化树脂(例如GFRP)。在本实施方式的情况下，通过以使形成框架部32的热塑性树脂浸入夹在纤维强化树脂板40、41之间的中间层42的方式进行注塑成型，而产生锚定效果，确保高的接合强度。

通过接合这样的框架部32，能够对缺乏弯曲、切断等的加工自由度的层叠板30的周边部实施壁部34等的所希望的形状加工。另外，也能够提高在从导电性材料亦即纤维强化树脂板40、41偏移的位置在非导电性材料的框架部32设置天线38等的设计自由度(参照图2)。在图2中，例示出将框架部32设置于层叠板30的外形端面30a的整周的结构，但框架部32也可以仅与外形端面30a的一部分接合。

如图3以及图4所示，将铰接件24通过固定螺钉36螺纹紧固的框架部32的宽幅部32a通过与层叠板30的外形端面30a接合的热塑性树脂延伸至层叠板30的表面(一方的纤维强化树脂板40的表面)而形成。而且，通过对将固定螺钉36旋合于由延伸至该表面的热塑性树脂构成的宽幅部32a的成为内螺纹部的螺母44进行嵌入成型，能够将铰接件24螺纹紧固。即，螺母44配设于层叠板30的表面。

如图5所示，螺母44具有从其外周面的轴向一部分朝外径方向突出的凸缘部44a。凸缘部44a的外周端面形成为沿周向形成有凹凸形状4b的波形状。

如图3所示，在壳体用部件10中，在层叠板30的比外形端面30a靠内侧的部分，形成有将一方的纤维强化树脂板40的表面沿板厚方向下挖而得的凹部46，在该凹部46内配设有螺母44的轴向一端侧。凹部46具有能够收纳螺母44的比凸缘部44a向下突出的圆筒部分的深度。

具体而言，在将螺母44的轴向一端侧插入凹部46内并且将凸缘部44a的背面通过凹部46的周边部抵接配置于层叠板30的表面即纤维强化树脂板40的表面的状态下，层叠板30的表面以及螺母44的螺纹部44c的开口部周边以外的周围被形成宽幅部32a的热塑性树脂覆盖。由此，凹部46的内周面与螺母44的外周面之间的缝隙被凸缘部44a覆盖，因此在层叠板30的表面进行注塑成型而形成宽幅部32a的热塑性树脂不会进入凹部46内。另外，由于螺母44的外周面被从层叠板30的表面立起的圆筒状的突起部48包围，所以螺母44被形成宽幅部32a的热塑性树脂牢固地定位固定。

此外，在本实施方式中，将一方的纤维强化树脂板40沿板厚方向切剪为圆形而将凹部46形成为下挖至中间层42的一部分的形状，但凹部46的深度只要能够配设螺母44的一端侧能就够适当地变更，不一定需要切剪一方的纤维强化树脂板40的板厚整体。

作为这样的壳体用部件10的制造方法的一个顺序，首先，准备一对平面形状的纤维强化树脂板40、41，在它们之间夹持平面形状的中间层42且将整体沿层叠方向进行按压形成层叠板30。接着，将层叠板30配置于模具并且将熔融后的热塑性树脂填充于模具的型腔内从而以使热塑性树脂与层叠板30的外形端面30a接触的方式进行注塑成型，形成框架部32。

接下来，通过机械加工、激光加工形成用于将内螺纹部设置于在外形端面30a接合有框架部32的层叠板30的规定位置的凹部46，在凹部46配置螺母44并配置于其它的模具。而且，通过将熔融后的热塑性树脂填充于模具的型腔内，以使热塑性树脂与层叠板30(纤维强化树脂板40)的表面接触的方式进行注塑成型，形成嵌入成型有螺母44的宽幅部32a。

其结果是，如图3所示那样形成壳体用部件10，该壳体用部件10具有在层叠板30的外形端面30a接合有热塑性树脂的框架部32、与在层叠板30的表面接合热塑性树脂并且对螺母44进行了嵌入成型的宽幅部32a。此外，也可以集中地在一个模具内成型形成框架部32的热塑性树脂、与形成保持螺母44的宽幅部32a的热塑性树脂。

接着，在将铰接件24螺纹紧固于这样的壳体用部件10时，如图4所示，在框架部32的宽幅部32a载置铰接件24且使固定螺钉36的螺纹部36a相对于螺母44的螺纹部44c旋合。由此，由于形成铰接件24螺纹紧固于壳体用部件10的背面盖12a，所以通过在其上重叠连结正面盖12b而能够构建壳体12。

如以上所述，在本实施方式的壳体用部件10中，在将由热塑性树脂构成的框架部32接合于在一对纤维强化树脂板40、41之间配设有中间层42的层叠板30的外形端面30a的至少一部分的结构中，热塑性树脂延伸至层叠板30的表面，在延伸至该层叠板30的表面的热塑性树脂设置有成为内螺纹部的螺母44。

这样，通过在从层叠板30的外形端面30a延伸至表面的热塑性树脂设置有成为内螺纹部的螺母44，能够在比由热塑性树脂形成的框架部32强度高的层叠板30重叠配置螺母44。即，高强度的层叠板30与螺母44以及突起部48被一体化。由此，如图4所示，例如在相对于螺母44旋合固定螺钉36而紧固铰接件24的结构中，即便在对构成壳体12的背面盖12a施加有外力F的情况下，由于螺母44以及对其进行保持的突起部48位于层叠板30上，因此能够通过层叠板30承受该外力F。其结果是，能够避免较大的负荷施加于由强度比层叠板30差的热塑性树脂形成的框架部32、该框架部32与层叠板30的外形端面30a的接合界面，能够获得高强度的壳体12，耐久性也提高。

例如，在本实施方式的电子设备14中，在经由铰接件24使盖体16打开至最大开度例如从打开至盖体16与设备主体20平行的180度位置的状态进一步对盖体16施加打开方向的外力F的情况下，在构成盖体16的壳体12的背面盖12a、与经由螺母44以及固定螺钉36紧固于背面盖12a的铰接件24之间施加较大的负荷。然而，在该电子设备14中，由于铰接件24的紧固部亦即螺母44以与高强度的层叠板30重叠的方式配置，所以能够通过高强度的层叠板30承受上述外力F，不会对由强度比层叠板30低的热塑性树脂构成的框架部32、框架部32与层叠板30的接合界面，直接施加基于外力F的负荷。因此，与如现有结构那样在框架部32嵌入成型有螺母44等的结构相比，能够大幅度提高直至框架部32、框架部32与层叠板30的接合界面破损为止的耐载荷性。

在该壳体用部件10中，层叠板30具有将一方的纤维强化树脂板40的表面沿板厚方向下挖而得的凹部46，螺母44的轴向一端侧配设于凹部46内。由此，能够抑制螺母44以及突起部48在层叠板30的表面的高度方向的突出量，能够将壳体用部件10以及使用壳体用部件10的壳体12尽可能地轻薄化。

螺母44具有从其外周面的轴向一部分朝外径方向突出的凸缘部44a，对于凸缘部44a而言，其背面抵接配置于一方的纤维强化树脂板40的表面，并且其表面的至少一部分被热塑性树脂覆盖。由此，能够通过凸缘部44a关闭凹部46，因此能够防止热塑性树脂进入凹部46内给中间层42等带来影响。另外，通过凸缘部44a的表面被突起部48覆盖，能够防止螺母44向上方脱落，固定螺钉36对铰接件24的紧固强度提高。此时，由于在螺母44的凸缘部44a的外周端面设置有凹凸形状44b，所以通过进入凹凸形状44b的热塑性树脂能够在固定螺钉36紧固时实现螺母44的止转。

图6是在包含第1变形例的壳体用部件10A的层叠板30以及框架部32(宽幅部2a)的部分的厚度方向的剖视图。

如图6所示，在壳体用部件10A中，将不具有凸缘部44a的一般构造的螺母50以与层叠板30的表面重叠的方式进行嵌入成型。即，在壳体用部件10A中，在层叠板30的比外形端面30a靠内侧的部分，形成有将一方的纤维强化树脂板40的表面沿板厚方向下挖而得的凹部46，在与该凹部46重叠的位置配设螺母50，并且以通过填充于凹部46内的热塑性树脂将螺母50的轴向一端侧覆盖的方式进行保持。此外，也可以取代螺母50，使用螺母44(图5参照)。

因此，在这样的壳体用部件10A中，也能够在比由热塑性树脂形成的框架部32强度高的层叠板30重叠配置螺母50，因此能够获得高强度并且耐久性也提高。另外，能够抑制螺母50在层叠板30的表面的高度方向的突出量，能够将壳体用部件10A以及使用壳体用部件10A的壳体12尽可能地轻薄化。

图7是在包含第2变形例的壳体用部件10B的层叠板30以及框架部32(宽幅部2a)的部分的厚度方向的剖视图。

如图7所示，在壳体用部件10B中，在层叠板30形成有沿板厚方向贯通一对纤维强化树脂板40、41以及中间层42的贯通孔52，在与该贯通孔52重叠的位置配设螺母50，并且以通过填充于贯通孔52内的热塑性树脂将螺母50的轴向一端侧覆盖的方式进行保持。此外，也可以取代螺母50，使用螺母44(参照图5)。

因此，在这样的壳体用部件10B中，也能够在比由热塑性树脂形成的框架部32强度高的层叠板30重叠配置螺母50，因此能够获得高强度并且耐久性也提高。即，虽然螺母50以与层叠板30的贯通孔52重叠的方式配置，但配置于层叠板30的比外形端面30a靠内侧的位置，因此在图4所示那样的外力F施加于螺母50的情况下，能够与壳体用部件10、10A的情况相同地通过层叠板30承受该外力F。另外，能够抑制螺母50在层叠板30的表面的高度方向的突出量，能够将壳体用部件10B以及使用壳体用部件10B的壳体12尽可能地轻薄化。

图8是在包含第3变形例的壳体用部件10C的层叠板30以及框架部32(宽幅部32a)的部分的厚度方向的剖视图。

如图8所示，在壳体用部件10C中，在层叠板30未设置有凹部46(参照图3以及图6)、贯通孔52(参照图7)，在其表面使形成框架部32的热塑性树脂延伸而形成突起部48，并且对螺母50进行嵌入成型。此外，也可以取代螺母50，使用螺母44(参照图5)。

因此，在这样的壳体用部件10C中，也能够在比由热塑性树脂形成的框架部32强度高的层叠板30重叠配置螺母50，因此能够获得高强度并且耐久性也提高。此外，在该壳体用部件10C中，在层叠板30的表面注塑成型热塑性树脂并对螺母50(44)进行嵌入成型，因此与上述壳体用部件10、10A、10B相比，整体的厚度变厚，但具有不需要凹部46等的施工作业能够进一步抑制制造成本的优点。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，理所当然，在不脱离本发明的主旨的范围能够自由地变更。

例如，在上述实施方式中，虽然例示出将壳体用部件10作为构成电子设备14的盖体16的壳体12的背面盖12a来使用的结构，但壳体用部件10也可以用于正面盖12b、设备主体20。另外，壳体用部件10能够用作台式电脑、平板电脑、智能电话或者移动电话等各种电子设备的壳体用部件。另外，构成壳体用部件10的内螺纹部(螺母44、50)也可以用于除铰接件24的紧固用以外的用途，例如也可以用作在由壳体用部件10构成的背面盖12a紧固正面盖12b时的内螺纹部。

在上述实施方式中，虽然例示出使用3层构造的层叠板30的壳体用部件10，但例如也可以为在3个以上的纤维强化树脂板40、41的各层间分别夹入中间层42的5层以上的层叠构造。

在上述实施方式中，虽然例示出使用构成宽幅部32a的热塑性树脂将螺母44进行了嵌入成型的结构，但也可以通过在构成宽幅部32a的热塑性树脂直接地进行螺纹形成而形成内螺纹部。