JP3949823B2 - カード型電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード型電子機器（ＩＣカード、ＰＣカードとも呼ばれる）等に好適なカード型電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコン等の外部データ入出力装置と組み合わせてデータを入出力し、必要なデータをパソコンなどと共有し、かつ、表示できるカード型電子機器が広く利用されるようになっている。
このようなカード型電子機器は、一般的に、ケース本体とケース本体を覆う下カバーとからなるケース内に、外部データ入出力装置と接続するためのコネクタ、メモリーやＣＰＵを備えた回路基板、データなどを表示するための液晶表示セル、及び電池等を収納し、コネクタの挿し込み口と液晶表示セルの外面がケースから露出している。また、ケース本体には電池出し入れ口や操作ボタンを集めた操作板取り付け部も形成される。
【０００３】
そして、ケース本体は金属製の上カバーと樹脂製の枠体とからなり、上カバーと枠体とを上カバーに設けた埋め込みフィンを枠体中に埋め込む形でモールド成形（アウトサート成形）で一体に取り付けている。
しかし、上カバーの埋め込みフィンを保持させる枠体は非常に細い場合が多い。すなわち、決められた外形寸法内で回路基板などの各種部材を納めるための内部空間をできるだけ多く採る必要があり、その結果、枠は細く、さらに内面側を削り取るなどして枠はますます細くなっている。このため組み付けたときの定着性をよくしようと上カバーに埋め込みフィンを形成しても、枠を突き抜けるなどして利用できなかったり、あるいは埋め込みフィンが短くなって、抜け方向の力に対向できなくなったりする。その上、金属と樹脂の接着相性は良くないので、通常の手段では上カバーと枠体との組み付け強度を十分に取れない場合が多い。
【０００４】
特にＰＣカードはPCMCIAにより、例えば、タイプIIでは外形が前後寸法（Ｗ）５４．０ｍｍ、左右寸法（Ｌ）８５．６０ｍｍおよび上下方向寸法（厚み）（Ｔ2×２）５．００ｍｍのように小さな寸法が厳しく定められている。しかも、ＰＣカードは携帯中やパソコンとの接続時あるいは操作時にケースを曲げたりひねったりする変形を受けやすく、長期間使用する間に金属カバーの埋め込みフィンが次第に樹脂枠体から抜け出してきて、上カバーと枠体とが分離しやすい。
特に、電池出し入れ口を形成するために、枠体の厚みを小さくした部分や、コネクタを配置するために形成した開口部の両側では、上カバーと枠体との接触面積が小さいので、上カバーと枠体が分離して浮き上がりやすい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、金属製の上カバーと樹脂製の枠体とで本体ケースを構成するカード型電子機器において、上カバーと枠体との定着性を高めることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
カード型電子機器は矩形のケースに回路基板、コネクタ、液晶表示セルおよび電池を備えた構造である。コネクタは外部機器への接続が可能であり、電池はケースに設けた開口から交換が可能である。
ケースは金属製の上カバーと樹脂製の枠体及び下カバーとからなる。上カバーと枠体はケース本体を構成する。
【０００７】
なお、説明の都合上、矩形をしたケースを平らに置いて、コネクタを備えパソコンなどと接続する側を〔前〕とする。従って、平面上で前後方向と直行する方向の一方が〔左〕、他方が〔右〕である。裏面は左右方向を軸に回転させて示すこととする。すなわち表面図と裏面図で前後は変化しない。厚みは〔上〕〔下〕方向であり、上面と下面で構成される。
【０００８】
枠体は対向した左右の側枠部とこれらの一端（後端）をつなぐ後枠部を一体に連続させた三方枠である。三方枠は側枠部の前端をつなぐ枠部がなく前部が開口となっているものである。開口部には、コネクタが位置する。対向した側枠部は内面側の一部に凹部を有して他の部分よりも薄肉に形成されることがある。この凹部にはケースの内部に納める部品の一部が位置することになる。後枠部は下面側に凹部を有して他の枠よりも肉薄に成形された部分を有している。この凹部はケースが完成したとき電池を交換するための出し入れ口を構成するためのものである。
【０００９】
上カバーは通常、ステンレスの薄板を用いることが多く、枠体の左側枠部、右側枠部に対応した左側縁と右側縁に下方へ向けた埋め込みフィンを、また、後側縁に下方へ向け、さらに枠体の外面方向に向けた埋め込みフィンを形成してある。ただし、側縁の埋め込みフィンは、前記枠体の側枠部の内面側に凹部が存在するとき、その個所では短く枠体の外面側へ向けて形成することがある。また、上カバーの前端における定着性を向上させるために、上カバーの前端縁の両側に下方に向けた埋め込みフィンを設けることがある。
【００１０】
上カバーと枠体とを一体にモールド成形する。これにより、上カバーの下方へ向けた埋め込みフィンはその外面側と内面側から、外面方向に向けたものは上面側と下面側から樹脂で保持する。
上カバーの前端縁の両側に設けた埋め込みフィンは、枠体の側枠部の前端部（枠体の開口側端）に埋め込んで定着する。
【００１１】
この構成によれば、上カバーと枠体とは比較的厚肉の個所ばかりでなく、後枠部や側枠部の薄肉個所でも埋め込みフィンが樹脂に保持され、しかも、保持される方向が枠体の全体からすると内外方向と上下方向の組み合わせとなるので、ひねりや曲げ時の抜け方向の力に対して抵抗が強く、上カバーと枠体との定着性が向上する。上カバーが前端縁の両側に埋め込みフィンを備えるときは、上カバーと枠の定着が不安定となりやすい、細い側枠部の前端部分と上カバーの固定状態が改善される。
埋め込みフィンの先端縁に基部よりも先端側の幅を広くした定着用突起を形成したり、定着用突起を先端部に突部を有したものにすると、上カバーと枠体との引っ掛かりが強くなって抜け方向の力に対する抵抗が強くなるので好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施形態として説明するカード型電子機器１（図２、図３）はPCMCIAに準拠しており、ケース４とその内部に納めるコネクタ２、回路基板３、液晶表示セル１０および電池ホルダー６とからなり、全体として矩形で外形が前後寸法（Ｗ）５４．０ｍｍ、左右寸法（Ｌ）８５．６０ｍｍおよび上下方向寸法（厚み）（Ｔ2×２）５．００ｍｍである。
ケース４は金属製の上カバー７と樹脂製の枠体８および金属製の下カバー５とからなる。なお、上カバー7と枠体８はモールド成形（アウトサート成形）によって一体化されケース本体４ａを構成する。枠体８は左枠部１４、右枠部１４’及び後枠部１５からなり、前枠部に相当する部分が開口した三方枠である。欠落した前枠部に相当する部分は後にコネクタ２を取り付ける開口部４６となる。
【００１３】
上カバー７は、０．１５mm厚ステンレス板をプレス加工して成形する。ステンレス板は比較的硬く薄板であっても剛性が高い。上カバー７の中央部には、左右方向の両側に約１０ｍｍ、前後方向の両側に約３mmのスペースを残して隆起段部９を形成してある（図３、図４）。この隆起段部９は内側に液晶表示セル１０を収容するためのものであり、その中央に表示窓１１を開設し、表示窓１１を通して液晶表示セル１０が露出するようになっている（図３）。上カバー７の上面後方には隆起段部９に並んで操作板嵌合凹部１２を形成し、複数の操作ボタンを有する操作板３９を嵌合固定してある。
【００１４】
なお、操作板嵌合凹部１２と隆起段部９とは、その間に穿設した挿通口１３によって連通してあり、挿通孔１３を通したＦＰＣ４５（図１７参照）で操作板３９と回路基板３とを接続してある。
上カバー７は、左側縁と右側縁の後方寄りの位置から下方に向けて１対の抱持片２４を形成してあると共に、左側縁、右側縁および後端縁に埋め込みフィン４１ａ〜４１ｄを形成してある（図２、図６〜図９）。左側縁は、その前方寄りと後方寄りにそれぞれ下方に向けた埋め込みフィン４１ａを、また、中央部に枠体８の外面方向に向いた短い埋め込みフィン４１ｂを備え、右側縁は、下方に向けた埋め込みフィン４１ａのみを備えている。
【００１５】
又、後端縁は枠体８の外面方向に向いた短い埋め込みフィン４１ｄを備え、前端縁は左右方向の両端部寄りに下方に向けた埋め込みフィン４１ｃを備える。埋め込みフィン４１ａと埋め込みフィン４１ｃの上下方向寸法は、枠体８の上下方向寸法（厚み）よりやや短く、埋め込みフィン４１ｂと埋め込みフィン４１ｄは、左枠部１４の薄肉部における枠体８の内外方向寸法（幅）や後枠部１５の内外方向寸法（幅）よりも短い。
そして、埋め込みフィン４１ａ，４１ｂあるいは４１ｄの先端縁部には平面視で先端側の幅を基部側の幅よりも広く末広がり状に形成した複数の定着用突起４２を適宜の間隔で形成してある（図１０）。
図８において符号４７は樹脂注入孔で上カバー７に設けられ、上方から下方へ押し広げた形となっていて、樹脂との成形後はこの部分が樹脂に埋め込まれた格好となり、枠体８に対する上カバー７の位置決めとしても機能する。
【００１６】
枠体８はガラスフィラーを混入して補強したポリカーボネート樹脂を素材とした成形品（実際は、上カバー７と一体成形する）で、前記のように左枠部１４、右枠部１４’及び後枠部１５を一体に備えた三方枠である。左枠部１４には上カバー７の埋め込みフィン４１ａが上面から、また、埋め込みフィン４１ｂは内側から埋め込まれることとなる。後枠部１５には上カバー７の埋め込みフィン４１ａが上面から埋め込まれ、後枠部１５には埋め込みフィン４１ｄが内側から、埋め込まれることとなる。さらに、左枠部１４と右枠部１４’の前端部には埋め込みフィン４１ｃが上面から埋め込まれることとなる。
【００１７】
後枠部１５は電池出し入れ口を作るために下面側に凹部を設けてあり、上下方向の寸法が左右の枠部１４，１４’より小さい。また、その中央部下面に固定突起１６を有する。固定突起１６には下面にネジ穴１７を形成し、固定突起１６の両側には左右方向に係止突起１８が張り出している。
左右の枠部１４，１４’の両端下面、すなわちケース本体４ａの下面四隅にネジ穴１７’を形成してある。また、左右の枠部１４，１４’の後方寄りの外側面には上カバー７の抱持片２４が嵌合した陥没部２５が結果として形成される。
【００１８】
左枠部１４の内側中間部は凹部４３に形成してあり（図１、図７）、上カバー７の短い埋め込みフィン４１ｂはこの個所に埋め込まれる。
なお、左右の枠部１４，１４’の下面には前後方向（長手方向）に溝１９を形成し、これらの枠部１４，１４’の内側において、それぞれ後枠部１５寄りの２カ所に、溝１９から連続する係止凹部２０を間隔を開けて形成してある。さらに、左右の枠部１４，１４’の内側において、係止凹部２０に隣接する位置にカシメピン２１を成形してある。
また、左右の枠部１４，１４’の下面に設けた前後方向に長い溝１９（図１，図６）の長手方向略中央部に溝１９よりも深い穴部２２を溝１９と同一ライン上に形成してある（図５）。この穴部２２の長さは約４mmであり、その長さ方向両側にはそれぞれ隆起部２３を形成してある。
【００１９】
枠体８は、左右の枠部１４、１４’の左右方向端面が上カバー７の左右方向端縁に一致し、後枠部１５は上カバー７の後端縁に沿う配置となる。
そして、上カバー７と枠体８とはアウトサート成形によって一体に組み付けられケース本体４ａとなる（図３）。結果として、上カバー７の抱持片２４は枠体８の陥没部２５に係合し、上カバー７周縁の埋め込みフィン４１ａ〜４１ｄがそれぞれ左右及び後方の枠部１４，１４’，１５に埋め込まれて定着された構造となる。埋め込みフィン４１ａ，４１ｃは枠体８の内面側と外面側から樹脂で保持され、埋め込みフィン４１ｂ，４１ｄは上下方向から樹脂で保持される。さらに、埋め込みフィンに４１ａ，４１ｃ，４１ｄの先端縁には定着用突起４２が形成されているのでこれらの部分における枠部との引っかかりは強固で、抜け方向への抵抗力がより大きい。埋め込みフィン４１ｃと左右の枠部１４，１４’との係合はなるべく左右の枠部１４，１４’の内面寄りとすることが好ましい。
【００２０】
回路基板３は、ＣＰＵ、メモリ部等の制御装置を実装してあり、図２及び図１７に示すように、その長手方向一端縁に沿って、PCMCIAの規格に合致するコネクタ２を、その端子を基板側へ半田付けすることで一体に取り付けてある。回路基板３は後端縁の両側に、ケース本体４ａのカシメピン２１と係合する切欠２６を有する。
【００２１】
電池ホルダー６（図１１）は、後枠部１５の内側に沿って配置される内部枠２７を備える。内部枠２７の上下方向寸法（厚み）は後枠部１５とほぼ同じである。
内部枠２７の左右部に、左右の枠部１４、１４’の内側に沿って延びる側部アーム２８を設けるとともに下面中央部から、側部アーム２８と平行な中央アーム２９を張り出して形成し、中央アーム２９と両側の側部アーム２８との間を、それぞれ電池収納空間としてある。
側部アーム２８の両端に、先端が枠体８の前記した係止突起１８（図１）に係止可能な開閉蓋３０を回動自在に設ける。さらに、中央アーム２９の先端に、電池の＋極に接触する端子板３１を取り付け、側部アーム２８の先端と中央アーム２９の先端間に、電池の−極に接触する端子板３１’を架設する。 側部アーム２８はまた、外側面に左右の枠部１４，１４’の係止凹部２０と係合可能な突起４０を備えている。
【００２２】
下カバー５は、０．１５mｍ厚ステンレス板等の比較的堅い金属薄板を素材とし、反りを小さくする目的で、幅方向において上方凸に僅かに湾曲させてある（図１４）また、下カバー５の剛性を高めるために、右側の端縁部を除いた三方の周囲に、上方へ隆起する補強段部３４（図１２）を形成してある。
下カバー５の後端縁の中央部には、切り起こし片３２を形成すると共に、切り起こし片３２にケース本体４ａのネジ穴１７と対応する固定孔３３を穿設してある。さらに、枠体８の四隅に設けたネジ穴１７’と対応する下カバー５の四隅部に固定孔３３’を穿設してある。
【００２３】
下カバー５の左側縁と右側縁は上方に折り曲げて立ち上げフィン３５に形成し（図１３）、ケース本体４ａの溝１９に係合可能としてあり、その長さ方向中央部に舌片３６を形成して、左右の枠部１４，１４’に設けた穴部２２へ嵌合可能としてある。この舌片３６の上下方向寸法（立ち上げの高さ）は、立ち上げフィン３５よりも大であり、且つ、穴部２２の深さよりやや小さく形成してある。また、舌片３６の両側縁の先端に、側方に突出する半円形の突部３７をそれぞれ形成してある（図１５）。突部３７の頂点間の距離は穴部２２の長さより僅かに大となっている。さらに、舌片３６の基部の両側には、ケース本体４ａの隆起部２３と係合可能な切欠３８が形成されている。切欠３８により、舌片３６の実質的な立ち上げ長さが大きくなるので、舌片３６が撓みやすく、後述するように舌片３６を穴部２２に挿入するときの方向など、装着時の自由度が増す。
また、下カバー５の成形時において、プレス加工を施した薄板の両側縁を曲げて立ち上げ部３５及び舌片３６を形成する際に、舌片３６の精度が出にくいが、切欠３８を形成してあると、金型内で舌片３６の部分に矯正曲げを施すことができる。
【００２４】
カード型電子機器１を組立てるには、まず、液晶表示セル１０と回路基板３とをその左縁部においてＦＰＣ４４により接続した後（図１６）、ケース本体４ａの隆起段部９の内部に液晶表示セル１０をその反射板を裏にして収納し、液晶表示セル１０を上カバー７に両面接着テープ等を用いて接着する。次いで、ＦＰＣ４４を折り曲げて液晶表示セル１０の反射板側に回路基板３を重ね、そのまま液晶表示セル１０と回路基板３をケース本体４ａ内部の前方寄りに収納する（図１７）。回路基板３はこれに設けた切欠２６を枠体８のカシメピン２１に係合して位置決めし、次いで、カシメピン２１を溶融圧壊して回路基板３をケース本体４ａに固定する。コネクタ２は三方枠である枠体８の左側に位置する開口部４６に納め、両面接着テープで上カバー７の内面に固定する。このときＦＰＣ４４の折り曲げ部は回路基板３の側縁から張り出すが、この張り出した部分は左枠部１４の内側に形成した凹部４３内に納まる。そして、挿通孔１３を通してケース本体４ａの内外に延びるＦＰＣ４５を介して、ケース本体４ａの表面に装着してある操作板３９と回路基板３とを接続する。
【００２５】
次に、ケース本体４ａの内部の後方寄りにおいて、回路基板３の隣に電池ホルダー６を装着する（図１７）。電池ホルダー６の突起４０をケース本体４ａの係止凹部２０に係合して電池ホルダー６を位置決めした後、電池ホルダー６の端子板３１，３１’を回路基板３に半田付けにより接続して、電池ホルダー６を固定する。
次いで、ケース本体４ａに下カバー５を被せ、下カバー５の立ち上げフィン３５及び舌片３６をそれぞれケース本体４ａの溝１９及び穴部２２に差し込む（図１８）。この時、ケース本体４ａの隆起部２３が下カバー５の切欠３８に係合して、舌片３６を穴部２２に向けてスムーズにガイドする。
【００２６】
最後に、下カバー５の固定孔３３，３３’を通してケース本体４ａのネジ孔１７，１７’にネジを螺入し、下カバー５を確実にケース本体４ａに固定する。
このように組み立てたカード型電子機器１の前端面にはコネクタ２が露出しており、後端面は、電池ホルダー６の中央アーム２９と側部アーム２８との間が、それぞれ電池出し入れ口となっている。この電池出し入れ口は、電池ホルダー６の開閉蓋３０の先端を後枠部１５の係止突起１８に係止させて塞ぐことができる。
なお、本発明のカード型電子機器は、ＰＣカード以外のものとすることも可能である。また、左枠部１４の凹部４３には回路基板と液晶表示セルをつなぐＦＰＣ４４の折り曲げによる張り出し部ばかりでなく、ケース４の内部に収納される実装部材の張り出し部が納まることがある。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に記載の構成によれば、金属製の上カバーと樹脂製枠体とのモールド成形において、枠体の上下方向寸法（厚み）が大きい部分では、上カバーの埋め込みフィンを下方に向けて形成し、このフィンを樹脂枠体内に深く埋設して、枠体の内面側と外面側から樹脂で保持させ、枠体の上下方向寸法が小さい部分では埋め込みフィンを枠体の外面方向に向けて形成し、このフィンを上下から樹脂で挟んで保持するので、上カバーと枠体との結合が埋め込みフィンを介して広い範囲で強化される。
また、ケースの左右方向部分と前後方向部分で上カバーと枠体が定着されるので、使用期間が長くなっても上カバーと枠体との間に隙間が生じたりすることが少ない。
【００２８】
請求項２に記載の構成によれば、側枠部に薄肉部がある場合もこの部分の埋め込みフィンにより、上カバーと枠体との固定が強化され、枠体に膨らみや枠体と上カバーとの間に間隙が生じるなどのことがない。
請求項３に記載の構成によれば、枠体の後方において後枠部と上カバーの外面方向に向いた埋め込みフィンが結合し、枠体の前方において上カバーの下方に向いた埋め込みフィンが結合するので、枠体と上カバーが前後においても対で結合されているので枠体と上カバーの結合がさらに強固である。
また、上カバーが枠体から分離して浮き上がりやすいコネクタ取り付け用開口部の端部両側が埋め込みフィンを介した結合によって結合が強化され、この部分の上カバーと枠体との定着性が向上する。
請求項４に記載の構成によれば、定着用突起が枠体との係合を強め、埋め込みフィンと枠体との結合がさらに強化される。
請求項５に記載の構成によれば、先端部の両側に突部を有した定着用突起は、樹脂に埋め込まれると、引き抜く方向に対する抵抗力が大きく、枠体と上カバーとの結合がさらに強固となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るケース本体の裏面図
【図２】本発明のカード型電子機器の分解斜視図
【図３】同上の組立後の斜視図
【図４】ケース本体の表面図
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図
【図７】図４のＣ−Ｃ線断面図
【図８】図４のＤ−Ｄ線断面図
【図９】上カバーの右側端部の端面図
【図１０】他の埋め込みフィンの先端部の拡大図
【図１１】電池ホルダーの平面図
【図１２】下カバーの平面図
【図１３】下カバーの側面図
【図１４】下カバーの横断面図
【図１５】図１２のＥ部分の拡大図
【図１６】ケース本体と重合前の回路基板及び液晶表示セルの斜視図
【図１７】回路基板及び電池ホルダーを収納したケース本体の裏面図
【図１８】穴部と舌部との係止部の拡大断面図
【符号の説明】
１ カード型電子機器
２ コネクタ
３ 回路基板
４ ケース
４ａ ケース本体
５ 下カバー
６ 電池ホルダー
７ 金属製の上カバー
８ 樹脂製の枠体
９ 隆起段部
１０ 液晶表示セル
１１ 表示窓
１２ 操作板嵌合凹部
１３ 挿通口
１４ 左枠部
１４’右枠部
１５ 後枠部
１６ 固定突部
１７，１７’ ネジ穴
１８ 係止突起
１９ 溝
２０ 係止凹部
２１ カシメピン
２２ 穴部
２３ 隆起部
２４ 抱持片
２５ 凹部
２６ 切欠
２７ 内部枠
２８ 側部アーム
２９ 中央アーム
３０ 開閉蓋
３１，３１’ 端子板
３２ 切り起こし片
３３，３３’ 固定孔
３４ 補強段部
３５ 立ち上げ部
３６ 舌片
３７ 突部
３８ 切欠
３９ 操作板
４０ 突起
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ 埋め込みフィン
４２ 定着用突起
４３ 凹部
４４ ＦＰＣ
４５ ＦＰＣ
４６ 開口部
４７ 樹脂注入孔

Claims (5)

1. 金属製の上カバーと樹脂製の枠体及び下カバーからなる矩形のケースに回路基板を納めたカード型電子機器であって、枠体は対向した側枠部とこれらの一端をつなぐ端枠部を一体に連続させた三方枠であって、端枠部は下面側に凹部を有して他の枠よりも肉薄に成形されており、上カバーは側枠部と対応する側縁に、下方に向けた埋め込みフィンを備えると共に端枠部と対応する端縁に端枠部の外面側に向けた埋め込みフィンを形成してあり、上カバーと枠体とを一体にモールド成形し、上カバーにおける下方に向けた埋め込みフィンを樹脂で枠体の外面側と内面側から保持し、外面側に向けた埋め込みフィンを樹脂で上下方向から保持してあることを特徴としたカード型電子機器。
2. 三方枠の側枠部は内面側に凹部を有してこの個所が他の部分よりも薄肉に形成されており、上カバーは側枠部と対応する側縁に、下方に向けた埋め込みフィンと前記の凹部と対応する個所に枠体の外面方向へ向けた埋め込みフィンとを備えていることを特徴とした請求項１に記載のカード型電子機器。
3. 上カバーは、三方枠の開口側と対応する端縁の両側に下方に向けた埋め込みフィンを備え、これらのフィンを三方枠における側枠部の開口側端に埋め込み、枠体の内面側と外面側から樹脂で保持してあることを特徴とした請求項１又は２に記載のカード型電子機器。
4. 埋め込みフィンは、先端縁にその平面視において基部よりも先端の幅が大きい末広がり状の定着用突起を備えていることを特徴とした請求項１〜３のいずれか1つに記載のカード型電子機器。
5. 定着用突起をその平面視において先端部の両側に突部を有したものとしてあることを特徴とする請求項４いずれか１つに記載のカード型電子機器。

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