JP2020515061A - 端末ハウジング及び端末 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態は、端末ハウジングを提供する。端末ハウジングの少なくとも一部が内層と外層とを含み、内層はアルミニウム層又はアルミニウム合金層であり、外層はステンレス鋼層である。アルミニウム層又はアルミニウム合金層は端末の内側に面しており、ステンレス鋼層は端末の外側に面している。アルミニウム層又はアルミニウム合金層の厚さが０．３〜１．０ｍｍであり、ステンレス鋼層の厚さが０．０５〜０．３ｍｍである。端末ハウジングは、ステンレス鋼に特有の金属的な外観効果と高い光沢性の外面とを有しており、製造コストが低い。本発明の実施形態は、前述した端末ハウジングを含む端末をさらに提供する。

Description

本発明の実施形態は、端末技術の分野に関し、具体的には、端末ハウジング及び端末に関する。

近年、金属的な外観を有するスマートフォンが消費者に益々好まれている。もっとも、スマートフォンの現在の金属製外装部品は、殆どがアルミニウム合金材料で作製されている。これにより、スマートフォンの外観がひどく画一化される。また、アルミニウム合金を材料として使用することにより打抜き加工やＣＮＣ（コンピューター数値制御：computer numerical control）等の加工プロセスを経て、アルミニウム合金材料で作製された外装部品の形状が得られ、次に、アルミニウム合金に特有の外観効果が、研磨、サンドブラスト、陽極酸化等の表面処理プロセスによって実現される。外装部品の加工プロセスは複雑であり、加工期間は長く、生産効率は低く、コストは高く、金属的な外観の光沢度は低い。

本発明の実施形態は、端末ハウジング及びハウジングを含む端末を提供することを目的とする。ハウジングは、ステンレス鋼に特有の金属的な外観効果と高い光沢性の外面とを有しており、製造コストが低い。

具体的には、本発明の実施形態は、端末ハウジングを提供する。端末ハウジングの少なくとも一部は、内層と外層とを含む。内層はアルミニウム層又はアルミニウム合金層である。外層はステンレス鋼層である。アルミニウム層又はアルミニウム合金層は、端末の内側に面している。ステンレス鋼層は、端末の外側に面している。アルミニウム層又はアルミニウム合金層の厚さが０．３〜１．０ｍｍである。ステンレス鋼層の厚さが０．０５〜０．３ｍｍである。

オプションで、アルミニウム層又はアルミニウム合金層の厚さは０．５〜０．９ｍｍであり、ステンレス鋼層の厚さは０．１〜０．２ｍｍである。

ステンレス鋼層のステンレス鋼が、３０４ステンレス鋼、３０１ステンレス鋼、及び３１６ステンレス鋼のうちの少なくとも１つを含む。アルミニウム合金層のアルミニウム合金が、Ａ１０５０、Ａ５０５２、及びＡ６０６３のうちの少なくとも１つを含む。

オプションで、内層及び外層は、分子間力の下での薄片化（lamination）により互いに接合される。

オプションで、内層及び外層を含み、且つ端末ハウジング上にある領域のカッピング（cupping）値が、６ｍｍ以上である。

オプションで、ステンレス鋼層の表面のビッカース硬度が３００以上である。

オプションで、内層及び外層を含み、且つ端末ハウジング上にある領域の引抜強度が、２００ＭＰａ以上である。

オプションで、内層及び外層を含み、且つ端末ハウジング上にある領域の伸びが、２０％以上である。

オプションで、試験片の幅が２０ｍｍである場合に、内層及び外層を含み、且つ端末ハウジング上にある領域の１８０°剥離力が、１００Ｎ以上である。

オプションで、端末ハウジングは、端末の背面カバーである。

本発明の実施形態は、端末をさらに提供する。端末は、前述した端末ハウジングを含む。

本発明の実施形態で提供される端末ハウジングは、ステンレス鋼に特有の金属的な外観効果、高い光沢性の外面、及び比較的小さな質量を有し、製造プロセスが簡素であり、コストが低い。端末ハウジングは、大規模な工業生産に適用可能である。

本発明の一実施形態による複合金属材料の概略構造図である。 本発明の一実施形態による複合金属材料の薄片化準備プロセスの概略フローチャートである。 本発明の一実施態様による、携帯電話の背面ハウジングのプロセスのフローチャートである。 本発明の一実施態様による、携帯電話の準備された物理的な背面ハウジングの写真である。 本発明の別の実施態様による、携帯電話の背面ハウジングのプロセスのフローチャートである。 本発明の別の実施態様による、携帯電話の準備された背面ハウジングの概略断面図である。 本発明の別の実施態様による、携帯電話の準備された背面ハウジングの概略構造正面図である。 本発明の別の実施態様による、携帯電話の準備された背面ハウジングの概略構造背面図である。 本発明の一実施形態による端末の分解図である。

以下、本発明の実施形態における添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

本発明の一実施形態は、端末ハウジングを提供する。端末ハウジングの少なくとも一部は、内層と外層とを含む。内層はアルミニウム層又はアルミニウム合金層である。つまり、内層はアルミニウム又はアルミニウム合金で作製される。外層はステンレス鋼層である。つまり、外層はステンレス鋼で作製される。端末ハウジングを端末に取り付けると、内層は端末の内側に面し、外層は端末の外側に面する。内側の層の厚さは０．３〜１．０ミリメートル（ｍｍ）であり、外側の層の厚さは０．０５〜０．３ｍｍである。

ステンレス鋼層は、端末の外側に面している。つまり、ステンレス鋼層は、端末ハウジングの外面の側にある。具体的には、端末を使用するときに、ユーザはステンレス鋼層に直接的に触れることになる。

本発明の実施態様では、端末ハウジングの少なくとも一部又は全部は、複合金属材料で作製される。具体的には、図１は、本発明の一実施形態による複合金属材料の概略構造図である。複合金属材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金層１１とステンレス鋼層１２とを含む。本発明のこの実施形態で提供される端末ハウジングの一部又は全部は複合金属材料で作製され、ステンレス鋼層は外側に面する。すなわち、ステンレス鋼側が端末ハウジングの外面として使用され、アルミニウム又はアルミニウム合金側が端末ハウジングの内面として使用される。それによって、ステンレス鋼に特有の外観効果を得ることができ、端末ハウジングの比較的小さな質量を保証することができる。

本発明のオプションの実施態様では、アルミニウム層又はアルミニウム合金層の厚さは０．５〜０．９ｍｍであり、ステンレス鋼層の厚さは０．１〜０．２ｍｍである。また、アルミニウム層又はアルミニウム合金層の厚さは、０．６ｍｍ〜０．８ｍｍ又は０．７ｍｍであってもよく、ステンレス鋼層の厚さは、０．１５ｍｍであってもよい。ステンレス鋼層に対するアルミニウム又はアルミニウム合金層の構成比は、必要に応じて設定してもよい。

本発明の実施態様では、ステンレス鋼層は、３０４ステンレス鋼、３０１ステンレス鋼、及び３１６ステンレス鋼のうちの少なくとも１つで作製してもよく、特にＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、及びＳＵＳ３１６等のタイプのステンレス鋼で作製してもよいが、ステンレス鋼は上記のタイプに限定されるものではない。アルミニウム層又はアルミニウム合金層は、１０５０アルミニウム板、５０５２アルミニウム板、及び６０６３アルミニウム板等のタイプの材料を使用してもよいが、材料は上記のタイプに限定されるものではない。通常、１０５０アルミニウム板は純アルミニウム板であり、５０５２アルミニウム板及び６０６３アルミニウム板はアルミニウム合金板である。

本発明の実施態様では、アルミニウム層又はアルミニウム合金層とステンレス鋼層とが、分子間力の下での薄片化により互いに密接に接合される。試験片の幅が２０ｍｍである場合に、端末ハウジング上の複合金属材料で作製された領域の１８０°剥離力が、１００Ｎ（ニュートン）以上である。例えば、剥離力は、１１０Ｎ、１２０Ｎ、又は１３０Ｎであり得る。

本発明の実施態様では、端末ハウジング上の複合金属材料で作製された領域では、アルミニウム層又はアルミニウム合金層上にくぼみを形成することにより得られるカッピング値が、６ｍｍ以上であり、具体的には６〜１５ｍｍで有り得、さらに６〜１２ｍｍであってもよい。

本発明の実施態様では、ステンレス鋼層の表面のビッカース硬度が、３００以上であり、具体的には３００〜１８００であり得、さらに８００〜１５００であってもよい。

本発明の実施態様では、端末ハウジング上の複合金属材料で作製された領域の引抜強度が、２００メガパスカル（ＭＰａ）以上であり、具体的には２００〜９００ＭＰａであり得、さらに３００〜６００ＭＰａであってもよい。複合金属材料で作製された領域の伸びが、２０％以上であり、具体的には２０％〜６０％であり得、さらに３０％〜５５％であってもよい。

本発明の実施態様では、端末ハウジングは、端末の背面カバー、例えば、携帯電話の背面ハウジングであってもよい。

図２に示されるように、本発明の実施態様では、複合金属材料の薄片化準備プロセスは、具体的には以下の通りである：ステンレス鋼素材１とアルミニウム又はアルミニウム合金素材２とを提供し、２つの素材をロール圧接により一緒に薄片化して複合金属材料の予備成形品（precursor）３を得て、次に、複合金属材料の予備成形品３に熱処理を施し、熱処理が完了した後に表面平坦化処理を施し、最終的に切込み加工（slitting）により必要なサイズの複合金属材料４を得て、端末ハウジングを準備する。オプションで、ステンレス鋼素材の厚さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であり、アルミニウム又はアルミニウム合金素材の厚さが０．３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。

本発明の実施態様では、端末ハウジングは、以下の加工手順を使用することにより準備され得る：まず、必要なサイズの複合金属材料を、打抜き加工及びＣＮＣ等の加工プロセスを使用することにより予め準備された端末ハウジングの外観に加工し、次に表面処理によりステンレス鋼に特有の金属的な外観の装飾効果を達成して、端末ハウジングを得る。表面処理は、研磨、サンドブラスト、ベルト研磨、及びＰＶＤ（物理蒸着：physical vapor deposition）コーティング等の方法の少なくとも１つであり得る。

具体的には、図３に示されるように、本発明の実施態様では、携帯電話の背面ハウジングが一例として使用される。複合金属材料を使用して携帯電話の背面ハウジングの全てを準備する場合に、準備の加工手順には具体的に次のステップが含まれる。

Ｓ３１：複合金属材料を提供する：必要なサイズの複合金属材料を板の形態で提供する。複合金属材料は、相互薄片化により接合されるステンレス鋼層及びアルミニウム合金層を含む。複合金属材料のアルミニウム層又はアルミニウム合金層の厚さが０．３〜１．０ｍｍであり、ステンレス鋼層の厚さが０．０５〜０．３ｍｍである。必要に応じて、アルミニウム又はアルミニウム合金に対するステンレス鋼の構成比を設定してもよい。例えば、特定の実施形態では、ステンレス鋼層の厚さは０．１ｍｍであり、アルミニウム合金の厚さは０．５ｍｍである。

Ｓ３２：外観を加工する：打抜き加工及びＣＮＣ加工プロセスを使用することにより、ステップＳ３１で準備された複合金属材料を携帯電話の背面ハウジングの外観に加工する。

Ｓ３３：ステンレス鋼表面を研磨する：ステンレス鋼表面に研磨処理を施して、高光沢性のミラー効果を達成する。

Ｓ３４：研磨したステンレス鋼表面をコーティングする：高光沢性のステンレス鋼の鏡面を蒸着又は金属被覆によりコーティングしてステンレス鋼の鏡面を保護し、最終的に製品、すなわち携帯電話の背面ハウジングを得る。本発明のこの実施態様で得られる携帯電話の物理的な背面ハウジングについて、図４を参照されたい。鏡面のより良い装飾効果を達成するために、コーティング層を透明にすることも、又は色で作製することもできる。

本発明の他の実施態様では、代替として、ステンレス鋼に特有の金属的な外観の装飾効果は、サンドブラスト又はベルト研磨等の外観処理方法、及び研磨後のＰＶＤコーティングを使用することにより、さらに達成することができる。

本発明の別の実施態様では、図５に示されるように、携帯電話の背面ハウジングが一例として使用される。複合金属材料を使用して携帯電話の背面ハウジングの一部を準備し、プラスチックを使用して携帯電話の背面ハウジングの一部を準備する場合に、準備の加工手順には具体的に次のステップが含まれる。

Ｓ５１：複合金属材料を提供する：必要なサイズの複合金属材料を板の形態で提供する。複合金属材料は、相互薄片化により接合されるステンレス鋼層及びアルミニウム合金層を含む。複合金属材料のアルミニウム層又はアルミニウム合金層の厚さが０．３〜１．０ｍｍであり、ステンレス鋼層の厚さが０．０５〜０．３ｍｍである。必要に応じて、アルミニウム又はアルミニウム合金に対するステンレス鋼の構成比を設定してもよい。例えば、特定の実施形態では、ステンレス鋼層の厚さは０．１ｍｍであり、アルミニウム合金の厚さは０．５ｍｍである。

Ｓ５２：外観及びプラスチック充填形状を加工する：打抜き加工及びＣＮＣ加工プロセスを使用することにより、ステップＳ５１で準備された複合金属材料を、携帯電話の背面ハウジングの外観及びその後プラスチックに接合される複合金属材料構造の形状（つまり、プラスチックが充填される形状）に加工する。本発明のこの実施態様では、携帯電話の背面ハウジングの外観が処理された後に、表面マイクロポア処理がさらに施され、それによって無数のナノサイズのマイクロポアが複合金属材料の表面に形成され、それにより、その後のプラスチック射出成形が容易にされる。

Ｓ５３：プラスチック射出成形を行う：ステップＳ５２で準備された接合すべき構造内へのプラスチックの射出成形を行って、プラスチック射出成形を完了する。プラスチックは、具体的にはポリブチレンテレフタレートであってもよい。

Ｓ５４：外観を加工する：プラスチック射出成形が完了した後に、複合金属材料の余分な部分とプラスチックの余分な部分とを再びＣＮＣ加工により削り出し、機械部品の必要な外観を得る。

Ｓ５５：ステンレス鋼表面及びプラスチック表面を研磨する：ステンレス鋼表面に及びステンレス鋼側のプラスチックに研磨処理を施して、高光沢性のミラー効果を達成する。

Ｓ５６：研磨したステンレス鋼表面及びプラスチック表面をコーティングする：高光沢性のステンレス鋼の鏡面及びプラスチックの鏡面を蒸着又は金属被覆によりコーティングしてステンレス鋼の鏡面を保護し、最終的に製品、すなわち、携帯電話の背面ハウジングを得る。

図６は、この実施態様により得られる携帯電話の背面ハウジングの概略断面図である。携帯電話の背面ハウジングは、複合金属材料１０とプラスチック２０とを含む。複合金属材料１０は、内層（アルミニウム又はアルミニウム合金層）１１と外層（ステンレス鋼層）１２とを含む。ステンレス層１２の表面が高光沢性の鏡面であり、高光沢性の鏡面には保護コーティング膜３０が配置される。図７及び図８は、それぞれ、この実施態様による携帯電話の準備された背面ハウジングの前面（つまり、携帯電話の外側に面する面）及び背面（つまり、携帯電話の内側に面する面）の概略構造図である。前面は、ユーザが携帯電話を使用するときにユーザが直接的に触れることになる面であり、背面は、携帯電話の背面ハウジングが携帯電話から取り外されたときに見える内面である。

本発明の実施形態は、金属的な外観の機械部品を有するあらゆる電子装置に適用可能であり、スマートフォンの機械部品に限定されるものではない。適用方法はスマートフォンの適用方法と一致している。

本発明の実施形態同士の間の関連部分は、互いに参照され得る。

図９に示されるように、本発明の実施形態は、端末をさらに提供し、具体的には、ディスプレイ装置１１０、携帯電話中間フレーム及びメインボード１２０、及び金属製の背面ハウジング１３０を含む携帯電話である。ディスプレイ装置１１０はメインボードに電気的に接続される。メインボードは、様々なプロセッサ、メモリ、センサ、回路モジュール等を統合する。金属製の背面ハウジング１３０は、ディスプレイ装置１１０から離れる側に位置しており、金属製の背面ハウジング１３０は、端末の外側に位置している。金属製の背面ハウジング１３０は、本発明の実施形態における携帯電話の準備された背面ハウジングであり、携帯電話の背面ハウジングの一部又は全部は、複合金属材料で作製される。

本明細書の開示及び説明によれば、当業者は前述した実施態様をさらに変更及び修正し得ることに留意されたい。従って、本発明は、上記で開示及び説明した特定の実施態様に限定されるものではなく、本発明に対して行われるいくつかの同等の修正及び変更は、本発明の特許請求の範囲の保護範囲内にあるものとする。加えて、本明細書ではいくつかの特定の用語が使用されているが、これらの用語は説明を容易にするためだけのものであり、本発明に対するいかなる限定も構成しない。

Claims (12)

1. 端末ハウジングであって、当該端末ハウジングの少なくとも一部が内層と外層とを含み、前記内層はアルミニウム層又はアルミニウム合金層であり、前記外層はステンレス鋼層であり、前記アルミニウム層又は前記アルミニウム合金層は端末の内側に面しており、前記ステンレス鋼層は前記端末の外側に面しており、前記アルミニウム層又は前記アルミニウム合金層の厚さが０．３〜１．０ミリメートル（ｍｍ）であり、前記ステンレス鋼層の厚さが０．０５〜０．３ｍｍである、端末ハウジング。
2. 前記アルミニウム層又は前記アルミニウム合金層の前記厚さは０．５〜０．９ｍｍであり、前記ステンレス鋼層の前記厚さは０．１〜０．２ｍｍである、請求項１に記載の端末ハウジング。
3. 前記ステンレス鋼層のステンレス鋼が、３０４ステンレス鋼、３０１ステンレス鋼、及び３１６ステンレス鋼のうちの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の端末ハウジング。
4. 前記アルミニウム層又は前記アルミニウム合金層のアルミニウム又はアルミニウム合金が、１０５０アルミニウム板、５０５２アルミニウム板、及び６０６３アルミニウム板のうちの少なくとも１つを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の端末ハウジング。
5. 前記内層及び前記外層は、分子間力の下での薄片化により互いに接合される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の端末ハウジング。
6. 前記内層及び前記外層を含み、且つ当該端末ハウジング上にある領域のカッピング値が、６ｍｍ以上である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の端末ハウジング。
7. 前記ステンレス鋼層の表面のビッカース硬度が３００以上である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の端末ハウジング。
8. 前記内層及び前記外層を含み、且つ当該端末ハウジング上にある領域の引抜強度が、２００ＭＰａ以上である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の端末ハウジング。
9. 前記内層及び前記外層を含み、且つ当該端末ハウジング上にある領域の伸びが、２０％以上である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の端末ハウジング。
10. 試験片の幅が２０ｍｍである場合に、前記内層及び前記外層を含み、且つ当該端末ハウジング上にある領域の１８０°剥離力が、１００Ｎ以上である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の端末ハウジング。
11. 当該端末ハウジングは、端末の背面カバーである、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の端末ハウジング。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の端末ハウジングを含む端末。
    

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