专利名称：电子设备的泡沫材料机壳的制作方法
技术领域：
本发明涉及到电子设备的机壳，例如投影电视(PTV)机壳，尤其是涉及膨胀泡沫材料机壳，这种机壳促使降低生产成本，减轻产品重量，降低运输费用，简化产品组装，同时能保持产品结构的完整性。
背景技术：
PTV或者“大屏幕”电视机是图形显像管电视机的一种流行的替代品，因为它们提供了比较大的可视屏幕，而这不能由传统的图形显像管制造出来。目前设计的PTV机壳是为了容纳用于译解电视图像，并将其放映于屏幕上的电子和光学元件的，其屏幕一般在机壳的前面。当今市场上最一般的PTV把通过适当的电子和光学器件产生的图像投映到一个包含全部装置的盒子里的反射镜上，使反射到屏幕上的图像尽可能地大，而这个大小由包围屏幕的机壳所占的体积来决定。典型的PTV屏幕对角线的尺寸从45英尺到73英尺不等，然而通常的机壳高为48到65英尺，宽为38到65英尺，深为22到29英尺。机壳以一种具有美学魅力的方式组装起来，用于容纳电子元件，光发生器，镜头，反射镜和屏幕，这些都是与期望获得的图像有关的。
现在市场上销售的大部分PTV都有一个由多片微粒板切片并粘合在一起的机壳。一些机壳也用到了塑料部件，并用到螺丝钉或其它扣钉以帮助保持机壳的基本结构。组成这样一个机壳所需的塑料部件和微粒板切片的数目通常要超过50件。因此，这些机壳组装起来就显得很复杂而且费用高。由于PTV的尺寸以及通常用于构造这些机壳的微粒板的原因，PTV显得非常笨重且难以移动，因此使得运输费用很高。
存在的可用代替的生产方法是减少这些机壳的整体重量，减少构造这样的机壳必须的部件的数量。例如，喷射铸模可以用于用塑料制造这样的机壳。然而由于要求模型要承受很高的在喷射铸模过程中必须要承受的操作压力(通常是300-500磅/平方英寸)是很复杂的，所以喷射铸模就显得成本很高并且非常耗时。用喷射铸模法做这样一个机壳的模型大概要花费100至150万美元，并且要用二十周的时间来设计和生产。由于成本高，从设计到实际投产时间长，所以用喷射铸模法不是所期望的代替传统方法的方式。
另外一种代替方案就是以真空成形该塑料机壳。尽管从工具制造成本的立场来看这种真空造型是有吸引力的，但是它仍有它的缺点。真空造型将导致原材料连接部分的不协调，原材料的高度浪费以及很高的劳动消耗。
因此，期望为例如PTV的电子设备或其它存储用途而提供这样一种机壳，它制造简单，且能减轻最终产品的重量，降低生产和运输成本，对于特殊的应用也是有弹性的并且结构坚固。
发明内容
本发明意在一种有多种存储用途、尤其是为放置象PTV之类电子设备的机壳，与传统的机壳相比，本发明意在简化生产过程，减轻产品重量，降低生产和运输成本，并且使操作更加容易。尽管大大减轻了重量，本发明机壳的结构完整性完全可与传统的机壳相比。本发明一个显著的创新方面就是本发明的机壳利用到了由膨胀的聚苯乙烯或苯酚泡沫材料构成的泡沫塑料模型来构造，并且该模型被夹在用一种适当的构造材料例如塑料构成的涂层之间。如果用氨基甲酸乙酯喷涂在泡沫塑料的表面会更好，这样可以使其表面有弹性而且装饰得更吸引人。泡沫材料部件在机能上更好地取代了目前由木头或其它塑料造型工艺制造的与其相当的部件。
在一个优选实施例中，本发明的一个PTV机壳是由三个相互匹配的机壳部件组装起来的，这些部件是由以上提到的包含膨胀聚苯乙烯和构造用涂料形成的一种夹层结构构成的。将泡沫材料部分固定于一个由木头、微粒板、混凝土或其它适当材料做成的平底基座上会更好。可以将由喷射铸模法或挤压铸模法，或者用微粒板构造的外部机壳或者饰带部分放置在泡沫材料部分上面并将其固定在底座上，以使它们组装在一起。
另外一个创新方面，本发明的泡沫材料部分通过利用其上模铸的定位功能部件可以被唯一确定地定位。
另外一个创新方面，本发明的泡沫材料部分包括镜子锁位部件，用以在泡沫材料组装时固定锁位PTV的镜子。
还有一个创新方面，本发明的PTV机壳可以由以上提到的包含膨胀的聚苯乙烯并固定于一个基座上的夹层结构构成的一个整体的部件，这个基座包含一个基本平台和固定其上的一个扬声器控制面板。
本发明的其它创新方面包括前述各个方面的个体或其组合。
从下面结合附图的描述中将会显而易见本发明的其它方面和特点。
图1是本发明提出的一个PTV机壳的等角组装分解图。
图2是图1所示的PTV机壳顶部相匹配的两部分组装在一起后的等角组装分解图。
图3是包括一个PTV机壳，一个基座和一个表面机壳的等角组装分解图。
图4a是本发明提到的一个PTV代替实施例的等角图。
图4b是图4a所示PTV的一个组装平面示意图。
具体实施例方式
本发明的机壳意在降低生产成本，减轻产品重量使其更易搬移，降低运输费用，并且通过减少组装的部件数来简化产品的组装。本发明提出的PTV机壳可以以重量轻的泡沫塑料塑模部件来取代传统机壳中的木制部件，即使不能取代全部的话也能取代大部分。泡沫塑料部件由膨胀的聚苯乙烯或苯酚形成，并将其夹在用适当的构造材料如塑料构成的涂层之间。如果在泡沫材料表面上喷涂一层氨基甲酸乙酯涂层就更好了，这样就可以使其表面有弹性并且装饰得更吸引人。膨胀的聚苯乙烯泡沫材料的密度范围优选大约是每立方英尺3-6磅。
因为膨胀的聚苯乙烯特别轻，其承受力和耐久性不是很好。因此对于做PTV机壳之类的产品，膨胀的聚苯乙烯不被看成是一个可行的构造材料，因为这类产品其结构承受力和耐久性是必要的结构特性。然而本发明的机壳是由包含膨胀聚苯乙烯并且其两面有塑料涂层的一种夹层结构构成的，其结构的完整性与传统的机壳不相上下。
在制造这样的机壳时，更期望得到机壳或机壳部件的模型是由铝或其它适当的材料来铸造。在以大约5-15磅/平方英寸的相对较低压力下(最好是8磅/平方英寸)将聚苯乙烯注入模型前，熟悉该技术的人都知道，要将起泡药剂，例如庚烷注入聚苯乙烯珠内。然后把聚苯乙烯注入模型内，并且加热以使珠内的起泡药剂膨胀，它们依次膨胀该珠，使得当其挤压到模型内壁上时，就使聚苯乙烯材料相互结合成一种大体均质的结构。以活的蒸汽将聚苯乙烯注入模型内就更好了，因为蒸汽使聚苯乙烯珠内的大部分起泡药排出，从而使最终产品的阻燃性更好。在一个优选的实施例中，聚苯乙烯珠膨胀为原来的20倍大，而且可在15-30倍之间选择该值。机壳或机壳部件，例如结构嵌板，一旦从模型中取出后最好涂上一层适当的构造材料，例如塑料。在优选的实施例中，一种氨基甲酸乙酯材料，例如StyrothaneTM，可以用于提供一个具有弹性的装饰迷人表面的机壳或其部件。
参照图1，本发明的机壳10是以上面提到的包含夹在塑料涂层之间的膨胀的聚苯乙烯泡沫材料的夹层结构组成的。如图所示，PTV机壳10优选包括一个用于放置PTV光学元件的基座部分12和用于放置PTV镜子和悬挂PTV屏幕的机壳顶部20。如以下讨论的，机壳顶部20被放置在机壳基座12上。机壳顶部20包含对称的相互配对的两部分21a和21b，它们也可以是一个整体的部分，类似于如图2所示的组装在一起的机壳顶部20。机壳顶部左半部分21a和右半部分21b各自分别包含构成整体的顶部嵌板22a和22b，侧面嵌板23和24，以及后部嵌板25a和25b。后部嵌板25a和25b包括顶部28a和28b，底部26a和26b，以及中部27a和27b。这两半部分21a和21b也包含内部相互结合的表面30a和30b，它们优选与外圈轮廓相一致。定位功能部件被模铸进21a和21b两半部分，这样它们就能被位置确定地组装在一起形成一个封闭的机壳10的顶部20了。定位功能部件包括栓钉，销舌和沟槽，它们被模铸进相匹配的两半部分21a和21b。如图1所示，一系列定位孔29被模铸进机壳左顶部21a，这些孔从左面内部结合面30a深入进机壳左顶部。这些定位孔的尺寸和位置是一定的，用以容纳右顶部机壳21b的定位栓钉图中未标出，这些栓钉从右顶部机壳21b的右面内部平面伸出。
把两个半部分21a和21b组装在一起，用于将机壳10内的图象放映到屏幕上图中未标出的PTV镜子图中未标出就可以被锁位在机壳顶部的两部分21a和21b之间了。这有利于减少组装PTV的步骤。在优选的一个实施例中，沟槽33形成在与左右两半部分21a和21b的后面嵌板25a和25b相邻的侧面嵌板23和24中。沟槽33是按一定大小和形状制作的，这样当机壳顶部的两半部分21a和21b组装到一起时，沟槽就可以用于锁位镜子了。也可以把镜子放置于机壳凹入部32a和32b中，该凹入部形成在后面嵌板25a和25b的中间部分27a和27b的上部。
一旦组装在一起，机壳10的顶部20就成为如图2所示的一个整体。机壳底部12包括一个象盒子一样的主体13，它的前面14和后面15各自被挖去一部分，以减轻机壳底部12的重量。前面的挖去部分14可用于容纳扬声器和扬声器控制面板图中未标出。机壳底部12包含一个内部结合顶面16，它可以与机壳顶部20的内部结合底面34匹配在一起。机壳顶部20和机壳底部12优选都包含有模铸在它们的结合面上的象定位栓钉或销舌和沟槽之类的独特的定位功能部件，这样它们就可以位置确定地组装在一起了。如图1和2所示，栓钉定位孔17形成在机壳底部12上，这些定位孔从结合顶面16伸入进机壳底部12，它们的尺寸和位置是一定的，用以容纳机壳顶部20的定位栓钉，这些定位栓钉从机壳顶部20的结合底面34伸出。
将机壳顶部20和底部12组装在一起后，机壳底部12就可以固定在一个大体平坦的基座40上了，如图3所示。基座40可以由木头，微粒板，混凝土或其它适当的材料制成。需要的话，可以增加基座的重量，意在使组装好的机壳不易倾倒。
如图3所示，一个大体U型的外部机壳或者饰带部分50优选被放置在机壳10的泡沫材料部分20和12上，并且朝向机壳10的前面。优选地，通过将外部机壳50固定在基座40上就可以把整体组件10加以固定。外部机壳或者饰带部分50优选可由喷射铸模或挤压塑模形成。
机壳10的泡沫材料部分12和20优选覆盖有一层构造材料层，以形成一种期望的夹层结构。一种氨基甲酸乙酯材料，例如StyrotaneTM，可以用于给机壳10提供有弹性而且装饰迷人的内表面和外表面。PTV机壳10的外表也可以选择用一种由于阻燃性等级低而更便宜的材料做涂层。完成这样的表面后，就可以选择把顶部机壳20固定到底部机壳12上，然后再把底部机壳12固定到基座40上，以组装成为机壳10而不需要用外部机壳50固定。在此实例中，可以适当的采用塑料扣钉固定物来固定泡沫材料部分的扣钉。
看图4a和4b，其中示出本发明的一个可选实施例，它包括一个整体设计的PTV机壳100，是以上述的包含夹在构造材料涂层例如塑料之间的膨胀的聚苯乙烯泡沫材料的夹层结构组成的。整个机壳100包括一个上面盒子部分110，用来放置镜子以及悬挂屏幕，和一个下面盒子部分120用来放置光学元件。机壳100被分割部件125a和125b分割成上面和下面两部分110和120，其中分割部件是从侧面嵌板123和124向内伸出。机壳100的底部被固定在一个组装底座130上，该底座包含了一个由木头、微粒板或者其它适当的材料制作的扬声器控制面板132和一个由木头、微粒板、混凝土或者其它适当的材料制作的平底基座134。凹入部127和128形成在侧面嵌板123和124和分割部件125a和125b中，用于放置扬声器控制面板132。需要的话，可以增加平底基座134的重量，意在使组装好的机壳不易倾倒。
为了说明的目的，前述关于本发明的讨论集中在PTV机壳上。然而，熟悉此技术的人明白，根据本发明制作的机壳可以用于放置许多种电子部件或者用于各种存储应用。上述的夹层结构的嵌板也可以选择用于构成多种盒子。
本发明容许有各种变形体和可选择的外型，在此已经参考图展示并详细讨论了一个具体的实例。然而应该明白，本发明不只局限于公开的某一种形式，而是包含了所有的变形体，等同物，以及在所附权利要求的精神和范围之内的可选方式。
权利要求
1.一种PTV机壳，包括一个用于放置镜子的机壳顶部；和一个与该机壳顶部连接的机壳底部，该机壳顶部和机壳底部由置入第一和第二构造材料层之间的膨胀的聚苯乙烯泡沫材料成型。
2.如权利要求1所述的机壳，其特征在于，所述构造材料是塑料。
3.如权利要求1所述的的机壳，其特征在于，所述机壳顶部包括一个第一半部分；和与第一半部分连接的第二半部分，所述第二半部分和第一半部分是镜像对称的。
4.如权利要求3所述的机壳，其特征在于，所述第一半部分和第二半部分包括定位功能部件，该定位功能部件与所述第一和第二半部分构成一个整体。
5.如权利要求4所述的机壳，其特征在于，所述定位功能部件被模铸进所述的第一半部分和第二半部分。
6.如权利要求4所述的机壳，其特征在于，所述定位功能部件包含多个销舌和沟槽。
7.如权利要求4所述的机壳，其特征在于，所述定位功能部件包含多个定位栓钉。
8.如权利要求1所述的机壳，其特征在于，还包含定位功能部件，该定位功能部件与所述机壳顶部和机壳底部构成一个整体。
9.如权利要求1所述的机壳，其特征在于，还包含一个基座，所述的机壳底部固定于所述基座上。
10.如权利要求9所述的机壳，其特征在于，还包含一个将所述机壳顶部和底部围绕起来的一个外部机壳。
11.如权利要求1所述的机壳，其特征在于，所述的第一和第二半部分在组装起来时适于在它们之间固定锁位一个镜子。
12.一种PTV机壳，包括被分为一个上面部分和一个下面部分的整体封闭件，所述上面部分适用于放置镜子，所述下面部分适用于放置光学元件，所述整体封闭件是由置放在第一和第二构造材料层之间的膨胀的聚苯乙烯泡沫材料构成，以及一个固定于所述封闭件上的基座。
13.如权利要求12所述的机壳，其特征在于，所述构造材料是塑料。
14.一种结构嵌板，包括由构造材料形成的第一层和第二层，以及处于所述第一和第二层之间的由膨胀的聚苯乙烯泡沫材料构成的第三层。
15.如权利要求14所述的结构嵌板，其特征在于，膨胀的聚苯乙烯的密度是3-6磅/立方英尺。
16.如权利要求14所述的结构嵌板，其特征在于，上述构造材料是塑料。
全文摘要
本发明的机壳有利于降低生产成本，减轻产品重量以使其易于移动并降低运输费用，并且通过减少组装部件的数量来简化产品组装，同时保证了机壳的结构完整性。本发明的PTV机壳利用了由膨胀的聚苯乙烯或苯酚泡沫材料来塑造泡沫塑料部件。泡沫材料部分优选能在机能上取代目前木制的或其它塑料铸模工艺制造的等同物部分。在一个优选实施例中，一个PTV机壳由三个相互匹配的泡沫材料模型组装而成。通过模铸在泡沫材料部分的定位功能部件，如本发明的泡沫材料部分可以位置确定地相互定位。一旦组装成后，可以把一个外部机壳或饰带部分放置于泡沫材料部分上。
文档编号H04N5/64GK1620260SQ01815275
公开日2005年5月25日 申请日期2001年8月15日 优先权日2000年8月18日
发明者J·B·罗维 申请人:三菱数字电子美国公司