JP5051648B2 - 電子機器の筐体構造および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は電子機器の筐体構造に関し、さらに詳細には軽量化および薄型化の実現が可能な筐体構造に関する。

近年のノートブック型パーソナル・コンピュータ（以下、ノートＰＣという。）などの携帯式コンピュータは、無線通信用のアンテナを標準で装備するようになってきている。無線通信用のアンテナは、ユーザがノートＰＣを使用する際に最もアンテナの感度が良好になるように、液晶ディスプレイの上側もしくは横側に配置される。周波数帯域の広帯域化・複数帯域化への対応、データ転送速度の高速化への対応、ダイバーシティ通信への対応などの理由で、ノートＰＣのディスプレイ側筐体に搭載されるアンテナの数も一層増大する傾向にある。

図６は、従来のノートＰＣの表示部２１３の構成を示す概略斜視図である。表示部２１３は、ディスプレイ筐体２２３、ディスプレイ・モジュール２２５、アンテナ取り付け部２２７ａ、２２７ｂ、およびベゼル２３１を含んでいる。アンテナ取り付け部２２７ａ、２２７ｂには、無線通信のための様々なアンテナが取り付けられる。ディスプレイ筐体２２３は箱形の構造であり、内部にディスプレイ・モジュール２２５を収納して固定するようになっている。アンテナ取り付け部２２７ａ、２２７ｂは、ディスプレイ・モジュール２２５の側部とディスプレイ筐体２２３の内面との間に配置される。ベゼル２３１はディスプレイ・モジュール２２５の前面に配置されてディスプレイ筐体２２３に取り付けられる。

ディスプレイ筐体２２３は、内蔵されたディスプレイ・モジュール２２５などの部品を外部からの押圧に対して保護する構造体である。そのため、ディスプレイ筐体２２３は、かつては厚いガラス繊維強化プラスチックによって形成されることが多かったが、筐体の強度を保ちつつ薄型化および軽量化を可能にするために、最近はアルミニウム系合金、マグネシウム系合金などのような軽金属が多く使われるようになっている。

アンテナ取り付け部２２７ａ、２２７ｂに取り付けられたアンテナは、金属のような導電性材料で形成されたディスプレイ筐体２２３の内側に配置されると感度が低下する。そのため、ディスプレイ筐体２２３が金属製の場合は、アンテナの位置に対応する側部の一部に切り欠き２３３ａ、２３３ｂを設けて、ゴムやプラスチックなどのような非導電体で構成されたキャップ２３５ａ、２３５ｂを切り欠き２３３ａ、２３３ｂの内部に充填する構造が一般的であった。

しかし、ディスプレイ筐体２２３に切り欠き２３３ａ、２３３ｂを設けると、その部分の強度が低下することが避けられないという問題がある。そのため、切り欠き２３３ａ、２３３ｂによって強度が低下することを見越して十分な強度を確保できるよう、ディスプレイ筐体２２３の構造を決定しなければならなかった。特に、一つの筐体に複数のアンテナが搭載される場合には、搭載されるアンテナの数だけ切り欠きが必要となるので、金属製の筐体による薄型化および軽量化の制約になっていた。

特許文献１は、繊維を含む機材の縁端部を覆うための樹脂材を、この樹脂材と基材との合わせ面から接着剤をはみ出させることなく接着して、縁端部における繊維のささくれを覆うことができる電子機器筐体を開示する。特許文献２は、軽量化、電磁シールド性、変形などの多目的に対応するために、金属板と複合熱可塑性樹脂材料で形成した壁部で構成される電子機器用の筐体を開示する。金属板と壁部は、波形の形状をした接合面で接合される。
特開２００５−１４９４６３号公報 特開平１１−２９８１５８号公報

ノートＰＣの薄型化および軽量化が一層進展してくるのに伴い、ディスプレイ筐体の構造もそれに対応するためにさらに進化してきている。金属製のディスプレイ筐体では、アンテナの感度を確保するための切り欠き部分が強度的に弱点になり、さらに意匠的な問題もあったりして新しい構造のディスプレイ筐体が求められていた。本発明の出願人に譲渡されて出願された特願２００７−６９９４７号にかかる発明では、ディスプレイ筐体を、非導電性材料で形成され意匠的機能を分担する化粧カバーと、金属で形成され強度的機能を分担するフレームとの複合部材で構成している。

しかし、この筐体では部材の点数が多くなったり、金属を使用するため重くなったりするという課題が残っており、これからの世代のノートＰＣにはさらに薄型化および軽量化に対応できるディスプレイ筐体が望まれていた。そこで本発明の目的は、薄型化および軽量化が可能な電子機器用の筐体構造を提供することにある。さらに本発明の目的は、そのような筐体構造を採用した電子機器を提供することにある。

本発明にかかるディスプレイ・モジュールを収納する電子機器の筐体構造は、側壁と、導電性樹脂の領域と非導電性樹脂の領域が突き合わせ接合された底面とで構成される。そして、突き合わせ接合の接合部が筐体の底面において曲線を描く。接合部が底面において曲線を描くように２つの領域の端部を接触させることで、直線で接触させるよりも接触面積を大きくして接合部を強化することができる。また、突き合わせ接合により筐体の厚さ方向のスペースを確保することができ、薄型化を実現することができる。

曲線は規則的な凹凸の曲線を含んで構成することができる。この場合、導電性樹脂部分のピッチと非導電性樹脂部分のピッチを等しくすることができる。導電性樹脂の領域は炭素繊維強化樹脂を含んで構成することができる。この場合、炭素繊維強化樹脂層の間に発泡層を含む積層構造のパネルとして構成すると軽量で強度の高い導電性樹脂の領域を構成することができる。そして、所定の形状に切断した積層構造のパネルを金型に固定した後に融解したガラス繊維強化樹脂を金型に流し込んで筐体構造を製作することで、突き合わせ接合部では発泡層にガラス繊維強化樹脂が入り込み接合部の強度を向上することができる。

側壁と底面の周辺部を非導電性樹脂で形成して、アンテナ搭載スペースを設けると、底面および側壁から電波を送受信することができるためアンテナの感度を向上させることができる。アンテナ搭載スペースの厚さを接合部および導電性領域の厚さより薄くすると、アンテナに対して一層多くの取り付けスペースを提供することができるためアンテナの設計自由度が向上する。突き合わせ接合部はディスプレイ・モジュールの投影面の内側に設けても底面に凹凸ができないために厚さを抑えた筐体構造にすることができる。

本発明により、薄型化および軽量化の可能な電子機器用の筐体構造を提供することができた。さらに本発明により、そのような筐体構造を採用した電子機器を提供することができた。

図１は、本実施の形態にかかるノートＰＣ１０の外観を示す斜視図である。ノートＰＣ１０は、ディスプレイ筐体１３に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モジュール１５が収納されている。システム筐体１１には、プロセッサ、マザー・ボード、無線モジュール、ハードディスク・ドライブなどのシステム・デバイスが収納されている。システム筐体１１の上面には、キーボード・アセンブリ１７とキーボード・ベゼル１９が取り付けられている。システム筐体１１とディスプレイ筐体１３は、ヒンジ部２１ａ、２１ｂで開閉可能なように結合されている。

図２は、ディスプレイ筐体１３がＬＣＤモジュール１５を収納する内側の平面図である。図２の上側には、ヒンジ部２１ａ、２１ｂが位置している。ディスプレイ筐体１３は、ＬＣＤモジュール１５を収納したり押圧に対してディスプレイ・モジュール１５を保護したりする強度を備えるとともに、外側がノートＰＣ１０の外形を構成する意匠的要素を備えている。したがって、ディスプレイ側ではディスプレイ筐体１３以外に強度を確保するための特別なフレーム部材を必要としない。

ディスプレイ筐体１３は、非導電性の材料であるガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）の領域１０１と導電性の材料である炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）の領域１０３の２つの領域で形成されている。ＧＦＲＰ領域１０１はディスプレイ筐体１３の周辺部に配置され、さらに内側を箱状に形成するための側壁１３ａを構成している。ＧＦＲＰ領域１０１には、アンテナ領域１０１ａ、１０１ｂ、インジケータ領域１０１ｃ、およびその他の領域１０１ｄ、１０１ｅが代表的に示されている。ＣＦＲＰ領域１０３はディスプレイ筐体１３の中央部に配置されて全体の領域を支配している。ＧＦＲＰとＣＦＲＰはともにナイロンを基材にしている。

アンテナ領域１０１ａ、１０１ｂとインジケータ領域１０１ｃは、側壁１３ａから中央部に向かって伸びており、ＣＦＲＰ領域１０３との境界２０１ａ〜２０１ｃが規則的な波形になっている。アンテナ領域１０１ａ、１０１ｂはＬＡＮやＷＡＮなどのアンテナを取り付けるスペースとして利用する。インジケータ領域１０１ｃは、インジケータ用の発光ダイオードを取り付けるスペースとして利用する。また、ＣＦＲＰ領域１０３は、カメラを取り付けるカメラ領域１０３ａを含む。

図３は、ディスプレイ筐体１３にアンテナ２５１ａ、２５１ｂが配置された状態を示す平面図である。アンテナ２５１ａ、２５１ｂはそれぞれ放射素子部２５５ａ、２５５ｂおよびグランド・シート２５３ａ、２５３ｂで構成されている。アンテナ２５１ａ、２５１ｂはシステム筐体１１に収納された無線モジュールに接続されている。放射素子部２５５ａ、２５５ｂでは、合成樹脂のフレームに周波数帯に応じた複数の放射素子が貼り付けられている。グランド・シート２５３ａ、２５３ｂは、アルミ箔で形成されている。アンテナ２５１ａ、２５１ｂは、アンテナの電波感度を向上するために、図１に示すようにディスプレイ筐体１３が開かれたときに上側に位置するように配置されている。

図４は、ディスプレイ筐体１３にＬＣＤモジュール１５が収納された状態を示す平面図である。図３および図４を参照すると明らかなように、アンテナ領域１０１ａ、１０１ｂは、アンテナ２５１ａ、２５１ｂの全体を搭載できるように側壁１３ａから中央部に向かって十分に延びている。その結果、アンテナ領域１０１ａ、１０１ｂとＣＦＲＰ１０３の接合部は、ＬＣＤモジュール１５の底面に対する投影の内側に入る。アンテナ２５１ａ、２５１ｂの全体が、非導電性材料で形成されたアンテナ領域１０１ａ、１０１ｂに配置されることで良好な電波特性を得ることができる。アンテナ２５１ａ、２５１ｂは、放射素子部２５５ａ、２５５ｂがディスプレイ筐体の側壁１３ａの内面とＬＣＤモジュール１５との間に配置され、グランド・シート２５３ａ、２５３ｂの大部分が、ＬＣＤモジュール１５とアンテナ領域１０１ａ、１０１ｂとの間に配置される。

ここで、ＧＦＲＰ領域１０１とＣＦＲＰ領域１０３の接合構造について説明する。ＧＦＲＰ領域１０１とＣＦＲＰ領域１０３は、一体となって、ＬＣＤモジュール１５を保持したり外部からの押圧に耐えたりといったようにディスプレイ筐体１３の強度を確保する必要がある。したがって、接合部分には所定の強度が要求される。ＧＦＲＰ領域１０１とＣＦＲＰ領域１０３の接合部には、図２に示すように底面で規則的な波形を形成する突き合わせ接合部２０１ａ〜２０１ｃと、直線で示されている重ね合わせ接合部２０１ｄ、２０１ｅとがある。重ね合わせ接合部２０１ｄ、２０１ｅは例示であり、突き合わせ接合部２０１ａ〜２０１ｃ以外のＧＦＲＰ領域１０１とＣＦＲＰ領域１０３の接合部はすべて重ね合わせ接合されている。

重ね合わせ接合部２０１ｄ、２０１ｅでは、ＧＦＲＰ領域１０１がＣＦＲＰ領域１０３の上にディスプレイ筐体１３の内側に盛り上がるように重ね合わされている。突き合わせ接合部２０１ａ〜２０１ｃでは、底面上で波形のような規則的な凹凸の曲線を描く接触面でＧＦＲＰ領域１０１の端部とＣＦＲＰの領域１０３端部が付き合わせられて接合されている。重ね合わせ接合は、突き合わせ接合よりも強度を強くすることができるが、重ね合わせ部分で内側に厚くなるために、ＬＣＤモジュール１５の底面に対する投影に入らない領域にだけ採用している。なお、重ね合わせ部分でＧＦＲＰ領域１０１がディスプレイ筐体１３の外側に盛り上がるように重ね合わせる方法もあるが、意匠上の問題があるためそれを採用することはできない。

本実施の形態ではＣＦＲＰ領域１０３の厚さは１．５ｍｍで、アンテナ領域１０１ａの厚さは１ｍｍ〜１．５ｍｍである。ＣＦＲＰ領域１０３は、２つのＣＦＲＰ層の間に発泡層が挟まれた積層構造のパネルを図２に示したようなＣＦＲＰ領域１０３の形状に切断して製作する。ディスプレイ筐体１３の強度を強くする必要がある中央部分にこのような積層構造のパネルを採用することで、軽量でかつ強度の強いディスプレイ筐体１３を製作することができる。そして、加工したＣＦＲＰ１０３のパネルを金型にセットし、加熱して融解したＧＦＲＰを金型に圧入する射出成形でディスプレイ筐体１３を形成する。

図５（Ａ）は、アンテナ領域１０１ａと接合部２０１ａの詳細を示す平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ矢視の断面図で、図５（Ｃ）は接合部２０１ａを拡大した断面図ある。図５（Ｂ）において、アンテナ領域１０１ａを構成する主体的な面の厚さｔ１は１ｍｍにしているが、ＣＦＲＰの領域１０３との接合面の近辺での厚さｔ２は１．５ｍｍにしてＣＦＲＰ領域１０３の厚さと同じにしている。

アンテナ領域１０１ａ、１０１ｂは、カメラ領域１０３ａとの間でも突き合わせ接合で結合されているため、十分な強度を確保することができるようになっている。そしてアンテナ領域１０１ａの厚さｔ１の部分にアンテナ２５１ａの放射素子部２５５ａを配置することができるため、アンテナの放射素子部２５５ａに対してディスプレイ筐体１３の厚さ方向にスペースを提供し、アンテナのデザインに対する制約を緩和して良好なアンテナ特性を得ることができる。さらに、アンテナ領域１０１ａ、１０１ｂを薄くすることによりディスプレイ筐体１３の軽量化を図ることができる。

接合部２０１ａは、アンテナ領域１０１ａとＣＦＲＰ領域１０３の端部が、平面上で幅Ｌ１が約６ｍｍで長さＬ２が約７ｍｍの規則的な凹凸の曲線で形成された曲面で接触している。接触面の形状は、２つの材料の接触面積を多くして結合強度を増すことを目的にしているのでこれ以外でもよい。ＣＦＲＰ領域１０３は、ＣＦＲＰ１０５、１０７の層の間に発泡層１０９を挟み込んだ積層構造であるため、射出成形の過程で融解したＧＦＲＰが部分的に発泡層１０９の中に入り込み、両者は図５（Ｃ）に示すように強固に接合される。

図２と図４を参照したときに、接合部２０１ａ〜２０３ｄは、ＬＣＤモジュール１５の底面に対する正投影の中にあるためその下に隠れるが、接合部２０１ｄ、２０１ｅは、ＬＣＤモジュール１５の正投影の外に位置する。したがって、接合部２０１ｄ、２０１ｅは、ＣＦＲＰ１０５の内側にＧＦＲＰ領域１０１を重ね合わせるようにしても、ＬＣＤモジュール１５の取り付けには支障がでない。

カメラ領域１０３ａと側壁１３ａの近辺に存在するＧＦＲＰ領域との接合は重ね合わせ接合をすることができるためカメラ領域１０３ａの強度を確保することができ、さらに強度が確保されたカメラ領域１０３ａに対して付き合わせ接合をすることでアンテナ領域１０１ａ、１０１ｂの強度を確保することができる。接合部２０１ａ〜２０１ｃでは、突き合わせ接合をしてＬＣＤモジュール１５に対して底面に平坦な取り付け面を提供している。なお、ディスプレイ筐体１３の外側は塗装して接合部２０１ａ〜２０１ｅが外側からはみえないようになっている。

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。

携帯式コンピュータや携帯電話などの電子機器に使用できる。

本実施の形態にかかるノートＰＣ１０の外観を示す斜視図である。 ディスプレイ筐体がＬＣＤモジュールを収納する内面の平面図である ディスプレイ筐体にアンテナが配置された状態を示す平面図である。 ディスプレイ筐体にＬＣＤモジュールが収納された状態を示す平面図である。 接合部の詳細を示す平面図および断面図である。 従来のディスプレイ筐体およびＬＣＤモジュールを説明する斜視図である。

符号の説明

１０…ノートＰＣ
１１…システム筐体
１３…ディスプレイ筐体
１３ａ…側壁
１５…ＬＣＤモジュール
１７…キーボード・アセンブリ
１９…キーボード・ベゼル
２１ａ、２１ｂ…ヒンジ部
１０１、１０１ｄ、１０１ｅ…ＧＦＲＰ領域
１０１ａ、１０１ｂ…アンテナ領域（ＧＦＲＰ領域）
１０１ｃ…インジケータ領域（ＧＦＲＰ領域）
１０３…ＣＦＲＰ領域
１０３ａ…カメラ領域（ＣＦＲＰ領域）
１０５、１０７…ＣＦＲＰ層
１０９…発泡層
２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ…突き合わせ接合部
２０１ｄ〜２０１ｅ…重ね合わせ接合部
２５１ａ、２５１ｂ…アンテナ
２５３ａ、２５３ｂ…グランド・シート
２５５ａ、２５５ｂ…放射素子部

Claims (8)

1. 電子機器のディスプレイ・モジュールを収納するディスプレイ筐体の筐体構造であって、
   前記筐体構造の底面の中央部に配置され炭素繊維強化樹脂で形成された導電性樹脂の領域と、
   前記中央部を囲うように配置されアンテナ搭載スペースを含む前記底面の周辺部と内側を箱状に形成する側壁を含みガラス繊維強化樹脂で形成された非導電性樹脂の領域とを有し、
   前記導電性樹脂の領域の端部と前記非導電性樹脂の領域の端部との接合部が前記底面において規則的な凹凸の曲線を描くように突き合わせ接合で結合されている筐体構造。
2. 前記接合部において、前記導電性樹脂の領域のピッチと前記非導電性樹脂の領域のピッチが等しい請求項１に記載の筐体構造。
3. 前記導電性樹脂の領域が炭素繊維強化樹脂層の間に発泡層を含む積層構造のパネルで形成されている請求項１または請求項２に記載の筐体構造。
4. 前記筐体構造は、所定の形状に切断した前記積層構造のパネルを金型に固定した後に融解した前記ガラス繊維強化樹脂を前記金型に流し込んで形成されている請求項３に記載の筐体構造。
5. 前記アンテナ搭載スペースが前記接合部の厚さおよび前記導電性樹脂の領域の厚さより薄い前記非導電性樹脂の領域に形成されている請求項１に記載の筐体構造。
6. 前記接合部が前記底面に対する前記ディスプレイ・モジュールの投影の内側に形成されている請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の筐体構造。
7. 前記ディスプレイ・モジュールの投影面の外側において前記導電性樹脂の領域と前記非導電性樹脂の領域が重ね合わせ接合されている請求項６に記載の筐体構造。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の筐体構造を有する電子機器。

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