JP4564328B2

JP4564328B2 - 生産性および意匠性に優れる電子機器用筐体

Info

Publication number: JP4564328B2
Application number: JP2004303279A
Authority: JP
Inventors: 健一小倉; 誠三上野; 義弥枝
Original assignee: Furukawa Sky Aluminum Corp
Current assignee: Furukawa Sky Aluminum Corp
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2024-10-18
Also published as: JP2006111955A

Description

本発明は、ＡＶ機器、携帯型ゲーム機、携帯電話器、一般の電子機器などに適した、生産性および意匠性に優れる、２以上のアルミ部品から構成された電子機器用筐体に関する。

車両内装、建物内外装、各種日用品などを対象に、粗面化表面上に陽極酸化皮膜および塗装膜を形成したアルミニウム材が提案されている（特許文献１）。
一方、電子機器には、意匠性の向上を目的として、表面に陽極酸化皮膜を形成して金属の重厚感を醸し出したアルミニウムまたはアルミニウム合金筐体（以下、筐体と称す。）が多用されるようになった。

前記筐体を構成する部品は、板材を所定形状にプレス成形（絞り加工または曲げ加工）するか、或いは押出形材、衝撃押出形材、鍛造形材などを所定形状に加工して部品素材を形成する。また、この部品素材は必要に応じて陽極酸化処理（アルマイト処理）を施して製造されている。前記部品素材をどの方法で形成するかは、部品の形状、寸法精度、製造コスト、製造量などを勘案して決定される。

しかし、前記筐体を構成する２以上の部品が同種合金を用いて同一製法で形成された場合でも、陽極酸化処理後の各部品間で色調に違和感が生じ筐体の意匠性が悪化する場合があった。

まして、前記筐体を構成する２以上の部品が異種合金或いは異なる製法で形成されている場合は、各部品は陽極酸化処理後において肉眼上で色差が生じ、筐体の意匠性が悪化した。この色差を改善するためには、各部品ごとに陽極酸化条件を少しずつ変えて陽極酸化処理を行なうとか、一定条件で陽極酸化処理を行なった後に、特定の部品に対してさらに陽極酸化を行なうなどの処置が必要であり、生産性が著しく低かった。
なおこのように製法が異なることで肉眼上の色調に差が生じるのは、製法が異なると、金属組織（金属間化合物の大きさなど）或いは表面状態が異質なものになるためである。

特開２００２−６９６９６号公報

このようなことから、本発明者等は、筐体を構成する部品間の色差について検討し、前記色差は、合金の種類、部品の表面粗さ、陽極酸化皮膜の厚さ等を選定することにより、前記色差を低減し得ることを見出し、さらに検討を進めて本発明を完成させるに至った。
本発明は、生産性および意匠性に優れる電子機器用筐体の提供を目的とする。

請求項１記載発明は、２以上のアルミ部品から構成された電子機器用筐体において、前記２以上のアルミ部品の表面は、それぞれ表面粗さＲａが０．５μｍ以上に調整されたのち、陽極酸化皮膜が２５μｍ以下の厚さに形成されており、かつ前記２以上のアルミ合金部品の表面のＪＩＳＺ８７３０で規定される色差ΔＥ*_abが１．０以下であることを特徴とする意匠性に優れる電子機器用筐体である。

なお、前記表面粗さはＪＩＳＢ０６０１で規定される中心線平均粗さである。
陽極酸化皮膜厚さは渦電流式膜厚計により測定した厚さである。

前記色差ΔＥ*_abは、ΔＥ*_ab＝［（ΔＬ^＊）^２＋（Δａ^＊）^２＋（Δｂ^＊）^２］^１／２の式で示される。以下ΔＥ*_abはΔＥと略記する。

請求項２記載発明は、前記２以上のアルミ部品が少なくとも２種以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１記載の意匠性に優れる電子機器用筐体である。

請求項３記載発明は、前記２以上のアルミ部品が全て同種のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１記載の意匠性に優れる電子機器用筐体である。

請求項１記載発明は、電子機器用筐体を構成する２以上のアルミ部品が、それぞれ表面粗さＲａが０．５μｍ以上に調整され、その上に陽極酸化皮膜が２５μｍ以下の厚さに形成され、かつ前記２以上の部品間の陽極酸化処理後のＪＩＳＺ８７３０で規定される色差ΔＥが１．０以下を満足するものなので、前記筐体を構成する２以上の部品間の肉眼上の色差は緩和されて筐体全体の色調に違和感がなくなり、筐体は意匠性に優れたものとなる。

本発明は、筐体を構成する２以上のアルミ部品が同種のアルミニウム合金から構成されている筐体は勿論、異種のアルミニウム合金のアルミ部品から構成された筐体に適用しても、同様の効果が得られる。前記同種合金とはＪＩＳＨ４０００に規定された４桁の数字（合金番号）で示される合金のうちで、前記４桁の数字が全て同じ合金同士をいう。

前記２以上のアルミ部品の少なくとも１つが、アルミニウムＯ材またはアルミニウム合金Ｏ材の衝撃押出形材をプレス成形して製造されている場合は、加工が迅速に行え有利である。

前記２以上のアルミ部品がともに同種のアルミニウム合金からなり、且つ質別がともにＯ材である電子機器筐体を用いる場合は、筐体は、特に加工性と意匠性がともに優れたものとなる。

具体的には、２以上のアルミ部品が１１００、３００３、５０５２、６０６３、６０６１がともに同種のアルミニウム合金で、しかも同一質別がＯ材、Ｈ２４材、Ｈ１１２材の場合は特に意匠性が優れたものとなる。さらに同種のアルミニウム合金の組成が表１の分類Ｂ、Ｃの組み合わせの場合は、ΔＥが０．２５以下になる。

本発明において、アルミ部品の表面粗さＲａを０．５μｍ以上に調整する理由は、前記表面粗さＲａが０．５μｍ未満では光が乱反射し難く、陽極酸化処理後において肉眼上の色差が顕在化し易くなるためである。
前記表面粗さＲａを０．５μｍ以上に調整するには、ショットブラスト法、エッチング法、エンボスロール圧延法などの常法が適用できる。

本発明の筐体（部品）において、金属固有の重厚感は、陽極酸化皮膜中に取り込まれた金属間化合物が光を拡散することにより醸し出される。
本発明において、前記陽極酸化皮膜の厚さを２５μｍ以下に規定する理由は、２５μｍを超えると肉眼上の色差が顕在化し易くなるためである。なお、陽極酸化皮膜の厚さは、あまり薄いとその製品表面保護効果が十分に得られないので４μｍ以上が望ましい。

本発明では、部品の表面粗さが０．５μｍ以上に調整されたのち、陽極酸化皮膜が２５μｍ以下の厚さに形成され、かつ前記２以上のアルミ合金部品の表面のＪＩＳＺ８７３０で規定される色差ΔＥ*_abが１．０以下を満足するので、合金種或いは製法の少なくとも１つが異なる２以上の部品間の肉眼上の色差が緩和され、それにより筐体の意匠性が向上する。

本発明において、陽極酸化皮膜の形成には、硫酸、シュウ酸、クロム酸、ほう酸などの酸性浴を用いる常法が適用できる。

本発明において、色差ΔＥを１．０以下に規定する理由は、色差ΔＥが１．０を超えると、表面粗さＲａを０．５μｍ以上に調整し、かつ陽極酸化皮膜を２５μｍ以下の厚さに形成しても、部品間に肉眼上の色差が生じ、意匠性が低下するためである。

本発明において、前記色差ΔＥを０．２５以下にすると、２以上の部品間で肉眼上の色差が全く認められなくなり、意匠性が著しく向上する。
前記ΔＥを０．２５以下にするには、２以上の部品に同種合金を用いるだけでなく、同種合金の組成をより狭い範囲に規定する必要がある。

（ａ）表１のＡ〜Ｃに分類される各アルミ合金（ＪＩＳＨ４０００に規定される組成範囲内）の圧延材をプレス成形（絞り加工と曲げ加工）する方法、（ｂ）前記アルミ合金の押出形材をプレス成形（打抜加工）する方法、（ｃ）前記アルミ合金の押出形材を衝撃押出後プレス成形（打抜加工）する方法のいずれかの方法によりアルミ部材を成形し、前記アルミ部材に、必要により熱処理などを施したのち、粗面化処理→洗浄処理→陽極酸化処理→洗浄処理→乾燥処理を施して３種のアルミ部品を製造し、前記３種のアルミ部品を用いて筐体を組み立て、その意匠性を評価した。
ここで、前記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の方法で製造したアルミ部品はそれぞれアルミ部品ａ、アルミ部品ｂ、アルミ部品ｃと記す。
なお、例外として、表２のＮｏ．１３は、アルミ部品ａ、ｂ、ｃとも全て、１１００Ａ合金を前記（ａ）の方法で製造し、質別は全てＨ２４の同一質別とした。またＮｏ．１８は、アルミ部品ａ、ｂ、ｃとも全て、１１００Ｂ合金を前記（ｂ）の方法で製造し、質別は全てＨ１１２の同一質別とした。

前記粗面化処理はアルミナ粒子を用いたショットブラスト法により施した。表面粗さＲａはアルミナ粒子の平均粒径およびショット圧力を変えて種々に変化させた。
前記洗浄処理は８２℃の純水に４分間浸漬して施した。
前記陽極酸化処理は硫酸濃度１６０ｇ／リットルの電解液（２３℃保持）を用い、電流密度１．５Ａ／ｄｍ^２の条件で施した。陽極酸化皮膜厚さは陽極酸化処理時間を変えて種々に変化させた。

前記表面粗さＲａはＪＩＳＢ０６０１に規定される「中心線平均粗さ」で求めた。前記陽極酸化皮膜厚さは渦電流式膜厚計により測定した。前記アルミ部品の色差ΔＥはＪＩＳＺ８７３０により測定した。
実施例１において、アルミ部品の表面粗さ、陽極酸化皮膜厚さ、色差ΔＥは、いずれも本発明規定値を満足した。

前記筐体の意匠性は、筐体を検査員が肉眼で観察し、検査員が３個の部品間に色差が全くないと判定したとき、筐体は意匠性が極めて優れる（レベル５）と評価し、以下優れる（レベル１）まで５段階レベルで評価した。

［比較例１］
実施例１において、アルミ部材の表面粗さおよび陽極酸化皮膜厚さのいずれかを本発明規定値外とした他は実施例１と同じ方法によりアルミ部品ａ、ｂ、ｃを製造し、実施例１と同じ方法により筐体の意匠性を評価した。

ここで、表１の合金組成について詳細に説明しておく。
表１の分類Ａの合金中、３００３、３１０４、３１０５、３２０３、５００５、５０５２、６０６１合金は各元素量がＪＩＳの上限値以下である。１０５０合金はＳｉを０．１５質量％（以下、％と略記する。）、Ｆｅを０．２５％、Ｃｕを０．０５％、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉの合計が０．０５％である。１１００合金はＳｉを０．２０％、Ｆｅを０．６０％、Ｃｕを０．１５％、Ｍｎを０．０３％、Ｚｎを０．０２％とした。５１５４、５６５２合金はＦｅ、ＳｉをＦｅ＋Ｓｉの合計値で規定しているため、５１５４はＳｉ０．２０％、Ｆｅ０．２５％とし、５６５２はＳｉ０．２０％、Ｆｅ０．２０％とし、その他のＣｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、ＴｉはＪＩＳの上限値とした。６０６３合金は合金組成が６０６１合金と重複する部分があるため、Ｍｇを０．８０％に抑えた。それ以外はＪＩＳの上限値とした。

表１の分類Ｂの合金は前記分類Ａより元素量が少ないものである。
具体的には、１０５０合金はＳｉを０．０８％、Ｆｅを０．２０％、Ｃｕを０．０５％、Ｍｎを０．０１％、Ｍｇを０．０１％、Ｚｎを０．０１％、Ｔｉを０．０２％とし、１１００合金はＳｉを０．１５％、Ｆｅを０．５０％、Ｃｕを０．１０％、Ｍｎを０．０３％、Ｚｎを０．０２％とした。３００３合金はＳｉを０．３０％、Ｆｅを０．５５％、Ｃｕを０．１５％、Ｍｎを１．３０％、Ｚｎを０．１０％とした。３１０４合金はＳｉを０．４０％、Ｆｅを０．５０％、Ｃｕを０．２５％、Ｍｎを１．１０％、Ｍｇを１．１０％、Ｚｎを０．２５％とした。３１０５合金はＳｉを０．４０％、Ｆｅを０．５０％、Ｃｕを０．２５％、Ｍｎを０．８０％、Ｍｇを０．８０％とした。３２０３合金はＳｉを０．４０％、Ｆｅを０．５０％、Ｃｕを０．０５％、Ｍｎを１．２０％とした。５００５合金はＳｉを０．２０％、Ｆｅを０．５０％、Ｃｕを０．２０％、Ｍｎを０．２０％、Ｍｇを１．００％とした。５０５２合金はＳｉを０．２０％、Ｆｅを０．３０％、Ｃｕを０．１０％、Ｍｎを０．１０％、Ｍｇを２．６０％とした。５１５４合金はＳｉを０．１５％、Ｆｅを０．２０％、Ｃｕを０．１０％、Ｍｎを０．１０％、Ｍｇを３．５０％としｔ。５６５２合金はＳｉを０．１５％、Ｆｅを０．２０％、Ｃｕを０．１０％、Ｍｎを０．１０％、Ｍｇを２．５０％とした。６０６１合金はＳｉを０．７０％、Ｆｅを０．５０％、Ｃｕを０．２５％、Ｍｎを０．１５％、Ｍｇを１．００％とした。６０６３合金はＳｉを０．５０％、Ｆｅを０．３０％、Ｃｕを０．０５％、Ｍｎを０．１０％、Ｍｇを０．６５％とした。

表１の分類Ｃの合金は押出、鍛造等に用いられる代表的な合金である１１００、３００３、５０５２、６０６３、６０６１合金で、前記分類Ｂの合金より元素量が少ないものである。具体的には、１１００はＳｉを０．１０％以下、Ｆｅを０．４０％、Ｃｕを０．１０％、Ｍｎを０．０３％、Ｚｎを０．０２％とし、３００３合金はＳｉを０．１５％、Ｆｅを０．４０％、Ｃｕを０．１０％、Ｍｎを１．００％とし、５０５２合金はＳｉを０．１５％、Ｆｅを０．２５％、Ｃｕを０．０５％，Ｍｎを０．０５％，Ｍｇを２．４０％とした。６０６１合金はＳｉを０．６０％、Ｆｅを０．２５％、Ｃｕを０．１５％、Ｍｎを０．１０％、Ｍｇを０．９０％とした。６０６３合金はＳｉを０．４０％、Ｆｅを０．２０％、Ｃｕを０．０５％、Ｍｎを０．１０％、Ｍｇを０．５０％とした。

実施例１、２および比較例１、２の意匠性の評価結果を表２に示す。
表２には各部品ごとに合金番号、調質条件、表面粗さ、陽極酸化皮膜厚さ、およびΔＥを併記した。なお、ΔＥは３部品間の最大色差を示した。

表２から明らかなように、実施例１の筐体（本発明例）はいずれも陽極酸化処理上がりの状態で意匠性に優れた。これは前記筐体を構成する各アルミ部品の表面粗さＲａを０．５μｍ以上とし、その上に陽極酸化皮膜を２５μｍ以下の厚さに形成し、かつ前記２以上の部品間の色差ΔＥは１．０以下の値となったためである。

本発明では、２以上の部品の合金種が異なる場合（Ｎｏ．１〜６）は、合金の組合せを１０００系、３０００系、５０００系、６０００系等の同一合金系同士の組み合わせとしたので、異なる合金を組み合わせた場合でも、質別の相違に関係なく、意匠性は１または２の低いレベルではあったが、本発明の規定を満足した。

また同種合金、異質別の場合（Ｎｏ．７〜１２）は意匠性が３または４のレベルに向上した。また同種合金、同一質別の場合（Ｎｏ．１３〜２２）は意匠性は５のレベルとなり、最も優れた。ここで、同種合金、同一質別の組み合わせの実施例で、最も組成範囲が狭い場合（Ｎｏ．１８〜２２）は、ΔＥは０．２５以下という極めて優れたものであった。
また、同一質別の場合は、質別がＯ材以外の場合（Ｎｏ．１３（Ｈ２４）、Ｎｏ．１８（Ｈ１１２））でも意匠性が優れた。

このようなΔＥの色差測定の結果と、筐体の意匠性についての検査員の判断は、傾向的にほぼ一致し、本発明のＡＶ機器、携帯型ゲーム機、携帯電話器、一般の電子機器などに適した２以上のアルミ部品から構成された電子機器用筐体は、生産性および意匠性に優れることが確認された。

これに対し、比較例１（Ｎｏ．２３〜２５）の筐体は、表面粗度Ｒａおよび陽極酸化処理皮膜厚さの少なくとも１つが本発明規定値外であったため意匠性が劣った。

Claims

２以上のアルミ部品から構成された電子機器用筐体において、前記２以上のアルミ部品の表面は、それぞれ表面粗さＲａが０．５μｍ以上に調整されたのち、陽極酸化皮膜が２５μｍ以下の厚さに形成されており、かつ前記陽極酸化皮膜が形成された２以上のアルミ合金部品の表面のＪＩＳＺ８７３０で規定される色差ΔＥ*_abが１．０以下であることを特徴とする意匠性に優れる電子機器用筐体。
前記２以上のアルミ部品が少なくとも２種以上のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１記載の意匠性に優れる電子機器用筐体。
前記２以上のアルミ部品が全て同種のアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１記載の意匠性に優れる電子機器用筐体。