改良版 13.3インチ・タッチパネル ケース

以前作成した、13.3インチ・タッチパネル液晶ケースの改良版です。
強度やスイッチ操作性を向上しています。


・中身
・以前のケース
http://halfcoin.blog.fc2.com/blog-entry-29.html


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変更・改良点

  • マットアクリル仕様
  • 部分接着による強度向上・部品点数削減
  • 部品変更への対応
  • スイッチの操作性向上
  • 放熱スリットの増設

  • レーザー彫刻による彫込廃止(厚み+2mm)
  • サンドブラストによる梨地廃止
  • 本体強度を上げても、液晶の押し込み影響が変わらなかった(液晶起因の問題)

外観

パッと見で、以前と違いは殆どありません。
外形・レイアウトは以前の物を踏襲しています。

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三脚・Vesa・低角度用スタンド対応は以前の通りです。
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マットアクリル

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ブラスト処理の代用として、マットアクリルを使用しています。

予定ではブラスト処理を廃止。表面処理無しで、光沢アクリルを用いる予定でした。
通常の光沢アクリルでは汚れ・傷に対しての耐性が無いため、実用性はイマイチ。
自分で使いたくないと思う物は、作る訳にいかないので、メーカーのマット品を使う事にしました。

通常品(光沢)に比べてるとコストが掛かりますし、ブラストほどの梨地・質感はありませんが、ブラストより手間・費用が嵩みません。コスト削減のため、露出する所にのみマット品を用いています。

コネクタカバー部にも、マット処理を使っています。
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◆メリット・デメリット
触感はシルキータッチでサラサラしています。
油分が抜けてない・梨地の山が薄いこともあって、汚れが付きにくく、埃が絡みにくくなっています。
息を吹きかければ、大抵の埃は飛んでいきます。

難点は保護紙が剥がれやすく、加工前の処理が必要な事。
予め保護紙の補強をしたり、剥がれた箇所はマスキングの追加処理します。
それでも露出部の汚れが防げない場合、汚損扱いで作り直します。
そのため通常のアクリルよりも手間が掛かります。

これでもブラスト処理に比べれば楽で、ブラストのムラが出来て何度もやり直したり、マスキング・アクリルの隙間からメディアが割って入って、タップ予定箇所を損傷する心配が無いため、作業効率は良い方です。作業もクリーン。


◆断面
このマットアクリルは表面処理ではなく、コンパウンドのようなものが練り込んであるようです。
そのため、レーザーカット断面にも若干ながらマット質感があります。

後記する接着と関連するのですが、側面・断面部分に差異が出てしまうため、気になる場合・好みによって、サンディング処理をしてマット化。質感を整えてください。




接着


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部品点数削減と強度向上を狙って、部分的に接着をしています。
反りや誤差を出来るだけ抑えています。

◆接着箇所
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前面から1・2枚目のフレーム層。
前面から3・4枚目の液晶ユニット・メイン部分を接合しています。

この4枚だけでも、以前のケースを上回る強度を持っています。

他の箇所で部品が2つ増えましたが、この削減で部品総数は以前と同じになっています。
弱い箇所・複雑な箇所がユニット化したので、部品を扱いやすくなっています。

カット時の熱で歪みが生じたり、細く破損の恐れのあったフレーム層が強固になった事。
部品の位置・順番が分かりづらかったメイン部分を統一した事で、製造・組み立てしやすくなりました。
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◆溶剤・レーザー熱接着
※ケースを使用するのに差し支えない話です。飛ばしてください。

接着の問題。
貼り合わせる際、位置がずれる事。

応力が発生して、部品同士の反りや歪みが起きるなど、位置ずれの懸念があるので注意が必要です。
身近な所で言うと、同じサイズの2枚の紙に糊を塗って、キッチリと貼り合わせるのが難しいような感じです。

◆手法
工程を分けると3つ。
複合接着と治具を使って対処しています。

  • 溶剤系接着剤によるスポット接着。
  • 治具を使って原点を再設定。
  • レーザーカッターの熱による線状接着。


◆溶剤接着
この工程目的は、レーザー熱接着前の仮固定と、レーザー熱接着が及ばない箇所の固定です。
特に熱の接着・切断は、反りとズレが発生しやすいので、その影響を抑えます。
部材が薄ければ薄いほど、熱や応力の影響を受けやすくなります。

溶剤接着は毛細管現象を利用して、部品の隙間に接着剤を流し込みます。
母材のアクリルを溶解して液化。溶剤が抜けた後にアクリルが固化して接着します。

流動性が高いとハミ出した接着剤がダダ漏れして部品を汚しますし、入手出来る接着剤は固化が早いので、早くしないと固まってしまう。…汚れを防ぎつつ作業スピードを上げる必要があるので、面積が広くなると、コツだけでは解決できない問題があります。

側面から接着剤を流し込むだけでは、内部に接着剤を行き渡らせる事が難しい。接着部を開いて溶剤を塗って後で貼り合わせるのも、位置ズレと部品の反りが出やすく、面積が大きくなると困難です。

整形後の部品を使う際は貼り合わせ精度が重要になるので、溶剤接着だけで済ますのは向きません。
かといって、アクリルと同成分のモノマーを用いる重合接着も難しい。


とまあ、長い前置きですが。

やったことは片方の板に『溶剤流し込み用のスポット』を設ける。そこに接着剤を流し込む。
そこから小規模な面接着を複数作成。部分的に押さえ込んで面固定します。
足りない部分はレーザーで熱接着をします。当然ネジ止めよりも強固です。

位置を合わせた状態で接着出来るので、板をめくったり、ワイヤーを挟んで流し込む必要が無い。
位置がズレない・反りが無い・応力が残りません。という事です。

ただし、スポットだけでは板の端の方が捲れてしまうのと、0.x単位のズレは出るため、外形などは貼り合わせ後にトリミングを兼ねた仕上げカットをします。


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◆レーザー熱接着
レーザーカットは熱によってワークを溶かして切断します。その際、気化成分と粉塵もでます。
それを利用して熱溶解による接着と、気化成分 & 溶解気味の粉塵を隙間に流しこんで接着します。

カットした所はすぐ固化するので、カット箇所が多いほど接着箇所が増加。強度が上がります。
スリットのような強度が落ちやすい箇所も、補強箇所に変わるので、アクリル量が減っても強度をキープできます。彫りつつ補強する、トンネル切削のシールドマシンみたいなものでしょうか。

アクリルを2枚重ねてカットすると、板同士が付く訳ですが…これは板間の隙間がない事が前提です。薄板を置いただけでは熱によって反り・浮きが生じます。仮固定をしておかないと、反った状態で付いたり。そもそも付かなかったり。下手すると、一度反り始めると次々にズレていきます。そのための溶剤で仮固定が必要になります。

仮固定・下処理をしていても付かない場所が出ますが、そこはネジ打ちを以前通りに設けてあるので、組み上げ時のネジで押さえ込みます。


最終的に。
板を合わせた状態でカットするため、2枚の部品寸法がずれず、強度のある接着が出来る訳です。


◆接着工程
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この説明いらないかな? 素材作っちゃったし一応…。

まず必要な部品サイズよりも大きめに2枚の板を切り出します。
切り出した部品を、下画像・左側の位置で貼り合わせます。
その際に溶剤接着用のスポットとして設けた『青い丸の箇所』に溶剤を流し込みます。

位置合わせは、外形で行います。
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次に治具を使って、レーザーカッターの原点と、ワークの原点を合わせます。
調整後、上画像右側のように、必要な部品サイズ・加工箇所をカットします。

◆レーザー熱接着を行う場合
恐らくレーザーカッターでは反則技です。他にやってる人の情報が無いので。
誰もこの方法を思い浮かばなかったか、本当にやっちゃ駄目なパターン。

この手法を行う場合、絶対に借り受けるfabの承認を頂いてから行って下さい。
内部の溶剤が抜け切らない状態でカットすると、引火する可能性があります。

火災報知器が反応すると全館避難になって大変なことになりますとか、ブロワーが消火するどころか空気供給して更に燃えるとか、気化成分や熱によって機材・館内設備を犯すとか、有毒ガスが出るとか、予め講習を受けてると思いますが、それを理解して輪をかける形で、念を押して作業許可を取ってやって下さい。


◆接着の欠点
板厚が増えるので熱が溜まりやすく、アクリルに汚れが出やすくなります。
レーザー集光による断面のテーパー化。設計データとの誤差が大きくなります。
接着したユニットパーツは焦げたり、汚れが生じています。

汚れについては、内部の見えない箇所に配置する部品である事。
フロント側はスクリーンパネルで塞いでしまうため、目立つ事はありません。
若干見えても、露出箇所が少ないので、コンパウンドなどで研磨すれば状態を戻すことが出来ます。
(改善できそうな見込みがあるので、善処してみます)

板間の寸法誤差を修正するのは結構厳しいです。
データ側で0.x単位で折り込めば、誤差の少ない物は出来るのですが、気温湿度によってアクリルの状態が変わってくるので、毎回データ側での調整するのはシビアです。

なので。
気になる場合は、断面側をサンディングして調整してください。

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◆強度
液晶面への押し込み影響を抑えるために強度を上げたのですが…。
結局、液晶起因の問題で改善しませんでした。どうしようもないです。

それでも。全体の持った際の強度・剛性が上がっています。
印象からしても、安心して使えるようになっています。

部品変更

調達先から違う部品が届いてしまったので、止むを得ず合わせました。
合わせるだけの試作をする事になったので、中途半端に合わせるくらいなら、いっそ改良してしまえ。となりました。よくこういうので振り回されてる。


◆ケーブル
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スイッチケーブルとEDPケーブルが変わってます。

スイッチケーブルは右の太いケーブルになって、ケース内に収まらなくなった。
EDPは右下の細い撚り線 & 小さいコネクタから、中央のFFC&変換コネクタ、もしくは左上の太い撚り線 & 大きいコネクタになってしまった。

TP133r1pa-001.jpg
基板は一緒なんですがね。

◆edp
TP133r1pa-004.jpg TP133r1pa-005.jpg 
コネクタを180度折り返す事で、基板へ接続しています。

『太い撚り線・大きいコネクタ』の場合、折位置がコネクタ側に寄せられません。
そうなるとケース側設計で干渉を逃がす場合、ケースの外形寸法を大きくしないと収まりません。
ケースデザインが変わるレベルになるので、このケーブルは使えません。

TP133r1pa-006.jpg 
代替として、もう一種類のケーブル、FFC&変換コネクタに合わせて設計しました。
問題はケーブルを折る必要があること。長さをあわせて、4回折る必要があります。

綺麗に折りたい場合、同じ長さに切った紙をテンプレートにして、折位置の把握&シュミレートをしてから、実際にFFCを折って下さい。
TP133r1pa-010.jpg TP133r1pa-011.jpg 


◆スイッチケーブル
TP133r1pa-002.jpg 
これもランダム性があって、太かったり細かったりします。
ここもレイアウト上の問題で、ケーブルが太いとユニット部の外形寸法を変更する必要があります。

そのため、細いケーブルを得るのに一から作ることにしました。
日興電線の撚り線AWG26を使ってます。(直径0.48mm)
TP133r1pa-009.jpg TP133r1pa-007.jpg
画像・上のケーブルが使えない太いヤツ。左下が以前のもの。
右下のが今回新規に作ったケーブルです。

ケーブルのコシが強いため撚ることが出来ませんが、折り癖が付けやすくなっています。
TP133cs-000.jpg
TP133r1pa-008.jpg
被覆剥きは『C.K Tools 330009』を使って処理。
圧着は『エンジニア 精密圧着ペンチ PA-09』使ってます。

圧着は11.6インチ&13.3インチ液晶を作るため入手してあったので、作るかどうかの決断は早かった。それだけが幸い。(11.6インチ&13.3インチは、これでまた一悶着あるんですが)

ひとまず。
これで同じ基盤・以前と同じ寸法で収める事が出来ました。


 

スイッチ改良

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誤操作防止 & スイッチの位置を把握しやすくしました。

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左のが以前の。右のが今回の。

以前は背面部がフラットになっていました。手を背面に回した際、スイッチがどこにあるのか?
どこまで指を伸ばせば良いのか? 操作箇所を把握しづらいのがネックでした。

今回はスイッチ部品そのものを大きくするのと、スイッチ周囲の誘い込みを広げています。
スイッチ操作レイヤーも一段下げて、段差を付けています。ベタ置きした際に押し込み防止だけでなく、レイヤー層の違いによって、どこまで手を伸ばせば良いのか、触感で判断しやすくなりました。



 
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画像左、上にある部品が以前の。下にあるのが今回の部品です。
指が接する部分を大きくしています。

本体側にも誘い込みを設けて、段差・落とし込んだ触感を得ることで、ボタンの位置を把握しやすくなっています。押し込んだ際も指が沈み込みやすくなり、押し込みやすくなっています。

誘い込み部分は、内部にゴミや汚れが入らないようになっています。
表層から一枚下のレイヤーで、スイッチと本体に隙間が無い状態になっています。


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放熱スリット & レイヤー

液晶部から出る熱を排出するため、放熱スリットを設けています。

本体厚が2mm増えた事で、熱が溜まりやすくなってしまうので、スリットを設ける事にしました。
放熱スリットは小さく、数も少ないのですが、これだけでも上限温度は下がっています。

スリットを設けると強度が落ちるため、前回は避けていたのもあるのですが…。
強度は上記の接着でクリアできた事。むしろ強度向上に寄与するため、メリットが増えています。

液晶とスクリーンの間が詰まっている都合、前面からの放熱が多いことに変わりありませんが、ケースの厚さが増えても、以前と同じかちょっと下がったかな?くらいになっています。あとはスリットが有るという精神的な保険。


◆レイヤー
組み立てる際の参考に。
以前ほど難しくない。と思う。

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スイッチケーブルには、今回もケーブルホルダーを使っています。
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◆分割
2箇所の部品を分解配置しています。
マットアクリル使用量削減と、破損しやすい箇所を予め分割。組み立て中の破損を防いでいます。


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コスト削減というほどでも無いのですが…。
板取をすると、このサイズの部品が上手く取れるので、小さく切り出しています。
強度は最背面に近い所なので、分割の影響は軽微です。

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こちらは以前と同じレイヤー。スイッチケーブルを通す箇所です。
片持ちになると折れやすいため、予め分割しておくことで破損防止もありますが、分けておくことでケーブル収納をしやすくなっています。組み立てる際、最後に側面側から細い部品をセットする事で、ケーブルを上下のアクリル間に挟みにくくなります。



蛇足

あれ、書くのこれで終わりか? なんか他にあった気がするけど…。

作業量が多くなって、自前のレーザーカッターが欲しいです。
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Comment

2017.02.17 Fri 01:08  |  Re: タイトルなし

android x86 4.4-r5 以降での動作を確認しています。いずれもドライバインストールなどの設定無しで動作します。USBをプスっとさせば呆気無く動いてくれます。

  • #-
  • 島根鳥取
  • URL

2017.02.12 Sun 01:19  |  

このタッチパネルをandroid x86で使いたいと思っているのですが、pc側にドライバなどを入れる必要はあるのでしょうか?

  • #-
  • ざるそば
  • URL

2016.12.29 Thu 22:22  |  Re: タイトルなし

長らくお待たせした上に、数をご用意できず面目ないです。
ひとまず今回ので『設計待ちで出せない状況』はこれでクリア出来たと思うので、安定して出せるよう進めております。
また事前に告知を出してから出品させて頂きますので、今後共、ご贔屓に頂けると幸いです。

  • #-
  • 島根鳥取
  • URL

2016.12.25 Sun 00:17  |  

落札させてもらおうと思ったらもう落札されてて残念でした;;
またの機会を楽しみに待っております!

  • #-
  • みらげ
  • URL
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