JP2021096079A - ハウジングおよび機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】落下等による衝撃に強いハウジングを提供すること。【解決手段】ハウジングは、フェライト相で構成された基部と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成されるハウジングであって、ハウジングの外部空間に露出する第1面と、第1面と角部を挟んで隣り合い、かつ、外部空間に露出する第2面と、を備え、角部における第1面と第2面とが成す内角の角度は、0°より大きく、かつ、180°より小さく、角部における表面層は、第1面における表面層および第2面における表面層よりも、厚さが大きい。【選択図】図2
Description
本発明は、ハウジングおよび機器に関する。
特許文献1には、窒素吸収処理により表面層がオーステナイト化されたフェライト系ステンレス鋼を用いた時計用のハウジング、具体的には、胴や裏蓋が開示されている。
特許文献1では、フェライト系ステンレス鋼の表面層をオーステナイト化することにより、時計用のハウジングとして要求される硬度、耐食性、および、耐磁性能を得られるようにしている。
特許文献1では、フェライト系ステンレス鋼の表面層をオーステナイト化することにより、時計用のハウジングとして要求される硬度、耐食性、および、耐磁性能を得られるようにしている。
特許文献1のハウジングは、例えば、落下させてしまった場合に、外側の表面が衝撃を受ける。この際、特に、角部は強い衝撃を受けやすく、また、その頻度も多いことから、このような角部を補強しておく必要があるが、特許文献1には、このような角部の補強についてなんら記載されていない。そのため、落下等による衝撃に強いハウジングが求められている。
本開示のハウジングは、フェライト相で構成された基部と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成されるハウジングであって、前記ハウジングの外部空間に露出する第1面と、前記第1面と角部を挟んで隣り合い、かつ、前記外部空間に露出する第2面と、を備え、前記角部における表面層は、前記第1面における表面層および前記第2面における表面層よりも、厚さが大きい。
本開示のハウジングを備える機器。
[実施形態]
以下、本開示の一実施形態の時計1を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の時計1の概略を示す部分断面図である。
図1に示すように、時計1は、外装ケース2を備えている。外装ケース2は、円筒状のケース本体21と、ケース本体21の裏面側に固定される裏蓋22と、ケース本体21の表面側に固定される環状のベゼル23と、ベゼル23に保持されるガラス板24とを備えている。また、ケース本体21内には、図示しないムーブメントが収納されている。なお、ケース本体21は本開示のハウジングの一例であり、時計1は本開示の機器の一例である。
以下、本開示の一実施形態の時計1を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の時計1の概略を示す部分断面図である。
図1に示すように、時計1は、外装ケース2を備えている。外装ケース2は、円筒状のケース本体21と、ケース本体21の裏面側に固定される裏蓋22と、ケース本体21の表面側に固定される環状のベゼル23と、ベゼル23に保持されるガラス板24とを備えている。また、ケース本体21内には、図示しないムーブメントが収納されている。なお、ケース本体21は本開示のハウジングの一例であり、時計1は本開示の機器の一例である。
ケース本体21には巻真パイプ25が嵌入および固定され、この巻真パイプ25内にはりゅうず26の軸部261が回転可能に挿入されている。
ケース本体21とベゼル23とは、プラスチックパッキン27を介して係合され、ベゼル23とガラス板24とは、プラスチックパッキン28により固定されている。
また、ケース本体21に対し裏蓋22が螺合されており、シール部50には、リング状のゴムパッキンまたは裏蓋パッキン40が圧縮状態で介挿されている。この構成によりシール部50が液密に封止され、防水機能が得られる。
ケース本体21とベゼル23とは、プラスチックパッキン27を介して係合され、ベゼル23とガラス板24とは、プラスチックパッキン28により固定されている。
また、ケース本体21に対し裏蓋22が螺合されており、シール部50には、リング状のゴムパッキンまたは裏蓋パッキン40が圧縮状態で介挿されている。この構成によりシール部50が液密に封止され、防水機能が得られる。
りゅうず26の軸部261の途中の外周には溝262が形成され、この溝262内にはリング状のゴムパッキン30が嵌合されている。ゴムパッキン30は巻真パイプ25の内周面に密着し、該内周面と溝262の内面との間で圧縮される。この構成により、りゅうず26と巻真パイプ25との間が液密に封止され防水機能が得られる。なお、りゅうず26を回転操作したとき、ゴムパッキン30は軸部261とともに回転し、巻真パイプ25の内周面に密着しながら周方向に摺動する。
[ケース本体]
図2は、ケース本体21の要部、具体的には、図1における領域IIを拡大した断面図である。
図2に示すように、ケース本体21は、フェライト相で構成された基部211と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト相(以下、オーステナイト化相)で構成された表面層212と、フェライト相およびオーステナイト化相が混在する混在層213とを備えるフェライト系ステンレス鋼にて構成される。
また、本実施形態では、ケース本体21は、ケース本体21の外部空間に露出する第1面21Aと、当該第1面21Aと角部21Cを挟んで隣り合い、かつ、外部空間に露出する第2面21Bと、を備える。すなわち、角部21Cは、第1面21Aと第2面21Bとを接続させる箇所である。
そして、角部21Cは、第1面21Aと第2面21Bとが成す内角の角度θが、0°より大きく、かつ、180°より小さくなるように構成されている。すなわち、第1面21Aおよび第2面21Bは、角部21Cが外部空間側に突出するように構成されている。
なお、本実施形態では、第1面21Aおよび第2面21Bは、りゅうず26よりも裏蓋22側に配置された面である。また、第2面21Bは、一部が裏蓋22と接触している。
図2は、ケース本体21の要部、具体的には、図1における領域IIを拡大した断面図である。
図2に示すように、ケース本体21は、フェライト相で構成された基部211と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト相(以下、オーステナイト化相)で構成された表面層212と、フェライト相およびオーステナイト化相が混在する混在層213とを備えるフェライト系ステンレス鋼にて構成される。
また、本実施形態では、ケース本体21は、ケース本体21の外部空間に露出する第1面21Aと、当該第1面21Aと角部21Cを挟んで隣り合い、かつ、外部空間に露出する第2面21Bと、を備える。すなわち、角部21Cは、第1面21Aと第2面21Bとを接続させる箇所である。
そして、角部21Cは、第1面21Aと第2面21Bとが成す内角の角度θが、0°より大きく、かつ、180°より小さくなるように構成されている。すなわち、第1面21Aおよび第2面21Bは、角部21Cが外部空間側に突出するように構成されている。
なお、本実施形態では、第1面21Aおよび第2面21Bは、りゅうず26よりも裏蓋22側に配置された面である。また、第2面21Bは、一部が裏蓋22と接触している。
[基部]
基部211は、質量%で、Cr:18〜22%、Mo:1.3〜2.8%、Nb:0.05〜0.50%、Cu:0.1〜0.8%、Ni:0.5%未満、Mn:0.8%未満、Si:0.5%未満、P:0.10%未満、S:0.05%未満、N:0.05%未満、C:0.05%未満を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼により構成される。
基部211は、質量%で、Cr:18〜22%、Mo:1.3〜2.8%、Nb:0.05〜0.50%、Cu:0.1〜0.8%、Ni:0.5%未満、Mn:0.8%未満、Si:0.5%未満、P:0.10%未満、S:0.05%未満、N:0.05%未満、C:0.05%未満を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼により構成される。
Crは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高める元素である。Crが18%未満であると、窒素の移動速度および拡散速度が低くなる。さらに、Crが18%未満であると、表面層212の耐食性が低下する。一方、Crが22%を超えると、硬質化して、材料としての加工性が悪化する。さらに、Crが22%を超えると、美的外観が損なわれる。そのため、Crの含有量は、18〜22%であるのが好ましく、20〜22%とするのがより好ましく、19.5〜20.5%とするのがさらに好ましい。
Moは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高める元素である。Moが1.3%未満であると、窒素の移動速度および拡散速度が低くなる。さらに、Moが1.3%未満であると、材料としての耐食性が低下する。一方、Moが2.8%を超えると、硬質化して、材料としての加工性が悪化する。さらに、Moが2.8%を超えると、表面層212の構成組織の不均質化が顕著になり、美的外観が損なわれる。そのため、Moの含有量は、1.3〜2.8%であるのが好ましく、1.8〜2.8%であるのがより好ましく、2.25〜2.35%とするのがさらに好ましい。
Nbは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高める元素である。Nbが0.05%未満であると、窒素の移動速度および拡散速度が低くなる。一方、Nbが0.50%を超えると、硬質化して、材料としての加工性が悪化する。さらに、析出部が生成され、美的外観が損なわれる。そのため、Nbの含有量は、0.05〜0.50%であるのが好ましく、0.05〜0.35%であるのがより好ましく、0.15〜0.25%であるのがさらに好ましい。
Cuは、窒素吸収処理において、フェライト相での窒素の吸収を制御する元素である。Cuが0.1%未満であると、フェライト相における窒素含有量のばらつきが大きくなる。一方、Cuが0.8%を超えると、フェライト相への窒素の移動速度が低くなる。そのため、Cuの含有量は、0.1〜0.8%であるのが好ましく、0.1〜0.2%であるのがより好ましく、0.1〜0.15%であるのがさらに好ましい。
Niは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Niが0.5%以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。さらに、耐食性が悪化するとともに、金属アレルギーの発生等を防止するのが困難になる可能性がある。そのため、Niの含有量は、0.5%未満であるのが好ましく、0.2%未満であるのがより好ましく、0.1%未満であるのがさらに好ましい。
Mnは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Mnが0.8%以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Mnの含有量は、0.8%未満であるのが好ましく、0.5%未満であるのがより好ましく、0.1%未満であるのがさらに好ましい。
Siは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Siが0.5%以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Siの含有量は、0.5%未満であるのが好ましく、0.3%未満であるのがより好ましい。
Pは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Pが0.10%以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Pの含有量は、0.10%未満であるのが好ましく、0.03%未満であるのがより好ましい。
Sは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Sが0.05%以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Sの含有量は、0.05%未満であるのが好ましく、0.01%未満であるのがより好ましい。
Nは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Nが0.05%以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Nの含有量は、0.05%未満であるのが好ましく、0.01%未満であるのがより好ましい。
Cは、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動およびフェライト相における窒素の拡散を阻害する元素である。Cが0.05%以上であると、窒素の移動速度および拡散速度が低下する。そのため、Cの含有量は、0.05%未満であるのが好ましく、0.02%未満であるのがより好ましい。
なお、基部211は、上記構成に限られるものではなく、フェライト相で構成されていればよい。
[表面層]
表面層212は、基部211を構成する母材に窒素吸収処理を施すことで、フェライト相がオーステナイト化されることにより設けられている。本実施形態では、表面層212における窒素の含有量は質量%で1.0〜1.6%とされている。すなわち、表面層212には、窒素が高濃度に含有されている。これにより、表面層212における耐食性能を向上することができる。
表面層212は、基部211を構成する母材に窒素吸収処理を施すことで、フェライト相がオーステナイト化されることにより設けられている。本実施形態では、表面層212における窒素の含有量は質量%で1.0〜1.6%とされている。すなわち、表面層212には、窒素が高濃度に含有されている。これにより、表面層212における耐食性能を向上することができる。
また、本実施形態では、表面層212は、第1表面層212Aと、第2表面層212Bとを有する。
第1表面層212Aは、第1面21Aに対応する位置に設けられている。すなわち、第1表面層212Aは、第1面21Aから、第1面21Aと直交する方向、あるいは、第1面21Aの法線方向に沿って設けられている。
本実施形態では、第1表面層212Aの厚さt1は、100μm〜350μmとされている。なお、厚さt1は、オーステナイト化相で構成された層の厚さであり、例えば、500から1000倍でSEM観察したときの視野内において、第1面21Aから後述する第1混在層213Aのフェライト相までの最短距離である。あるいは、第1面21Aから最も浅いオーステナイト化相までの最短距離である。また、第1面21Aからフェライト相までの距離が短い複数点の距離を測定し、その平均値を厚さt1としてもよい。
第1表面層212Aは、第1面21Aに対応する位置に設けられている。すなわち、第1表面層212Aは、第1面21Aから、第1面21Aと直交する方向、あるいは、第1面21Aの法線方向に沿って設けられている。
本実施形態では、第1表面層212Aの厚さt1は、100μm〜350μmとされている。なお、厚さt1は、オーステナイト化相で構成された層の厚さであり、例えば、500から1000倍でSEM観察したときの視野内において、第1面21Aから後述する第1混在層213Aのフェライト相までの最短距離である。あるいは、第1面21Aから最も浅いオーステナイト化相までの最短距離である。また、第1面21Aからフェライト相までの距離が短い複数点の距離を測定し、その平均値を厚さt1としてもよい。
第2表面層212Bは、第2面21Bに対応する位置に設けられている。すなわち、第2表面層212Bは、第2面21Bから、第1面21Aと直交する方向、あるいは、第2面21Bの法線方向に沿って設けられている。
本実施形態では、第2表面層212Bの厚さt2は、第1表面層212Aの厚さt1と同様に、100μm〜350μmとされている。なお、厚さt2は、オーステナイト化相で構成された層の厚さであり、例えば、500から1000倍でSEM観察したときの視野内において、第2面21Bから後述する第2混在層213Bのフェライト相までの最短距離である。あるいは、第2面21Bから最も浅いオーステナイト化相までの最短距離である。また、第2面21Bからフェライト相までの距離が短い複数点の距離を測定し、その平均値を厚さt2としてもよい。
本実施形態では、第2表面層212Bの厚さt2は、第1表面層212Aの厚さt1と同様に、100μm〜350μmとされている。なお、厚さt2は、オーステナイト化相で構成された層の厚さであり、例えば、500から1000倍でSEM観察したときの視野内において、第2面21Bから後述する第2混在層213Bのフェライト相までの最短距離である。あるいは、第2面21Bから最も浅いオーステナイト化相までの最短距離である。また、第2面21Bからフェライト相までの距離が短い複数点の距離を測定し、その平均値を厚さt2としてもよい。
ここで、本実施形態では、角部21Cにおける表面層212の厚さt3が、第1表面層212Aの厚さt1、および、第2表面層212Bの厚さt2よりも大きくなるように、表面層212が設けられている。具体的には、厚さt3は、150μm以上とされ、好ましくは200μm以上とされている。
これにより、角部21Cにおける表面層212の厚さt3を大きくでき、耐衝撃性を向上できるので、例えば、時計1を落下させた際に、角部21Cに衝撃が加わったとしても、角部21Cが損傷してしまうことを抑制できる。
また、本実施形態では、厚さt3は、550μm以下とされ、好ましくは、500μm以下とされている。これにより、表面層212を設けるための窒素吸収処理時間が長くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
なお、本実施形態では、窒素吸収処理における窒素の進入度合いや、窒素吸収処理後に行う切削加工の切削量を調整することにより、角部21Cにおける表面層212の厚さをt3としている。
これにより、角部21Cにおける表面層212の厚さt3を大きくでき、耐衝撃性を向上できるので、例えば、時計1を落下させた際に、角部21Cに衝撃が加わったとしても、角部21Cが損傷してしまうことを抑制できる。
また、本実施形態では、厚さt3は、550μm以下とされ、好ましくは、500μm以下とされている。これにより、表面層212を設けるための窒素吸収処理時間が長くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
なお、本実施形態では、窒素吸収処理における窒素の進入度合いや、窒素吸収処理後に行う切削加工の切削量を調整することにより、角部21Cにおける表面層212の厚さをt3としている。
なお、厚さt3は、オーステナイト化相で構成された層の厚さであり、例えば、500から1000倍でSEM観察したときの視野内において、角部21Cから、第1混在層213Aのフェライト相、あるいは、第2混在層213Bのフェライト相までの最短距離である。また、角部21Cから最も浅いオーステナイト化相までの最短距離である。また、角部21Cからフェライト相までの距離が短い複数点の距離を測定し、その平均値を厚さt3としてもよい。
[混在層]
混在層213は、表面層212の形成過程において、フェライト相で構成された基部211に進入する窒素の移動速度のばらつきによって生じる。すなわち、窒素の移動速度の速い箇所では、フェライト相の深い箇所まで窒素が進入してオーステナイト化され、窒素の移動速度の遅い箇所では、フェライト相の浅い箇所までしかオーステナイト化されないので、深さ方向に対してフェライト相とオーステナイト化相とが混在した混在層213が形成される。なお、混在層213は、断面視においてオーステナイト化相の最も浅い部位から最も深い部位を含む層であり、表面層212よりも薄い層である。
混在層213は、表面層212の形成過程において、フェライト相で構成された基部211に進入する窒素の移動速度のばらつきによって生じる。すなわち、窒素の移動速度の速い箇所では、フェライト相の深い箇所まで窒素が進入してオーステナイト化され、窒素の移動速度の遅い箇所では、フェライト相の浅い箇所までしかオーステナイト化されないので、深さ方向に対してフェライト相とオーステナイト化相とが混在した混在層213が形成される。なお、混在層213は、断面視においてオーステナイト化相の最も浅い部位から最も深い部位を含む層であり、表面層212よりも薄い層である。
ここで、本実施形態では、混在層213は、第1混在層213Aと、第2混在層213Bとを有する。第1混在層213Aは、基部211と第1表面層212Aとの間に形成される層である。第2混在層213Bは、基部211と第2表面層212Bとの間に形成される層である。
[実施形態の作用効果]
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のケース本体21は、フェライト相で構成された基部211と、オーステナイト化相で構成された表面層212と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成される。そして、ケース本体21は、外部空間に露出する第1面21Aと、当該第1面21Aと角部21Cを挟んで隣り合い、かつ、外部空間に露出する第2面21Bと、を備える。また、角部21Cにおける第1面21Aと第2面21Bとが成す内角の角度θは、0°より大きく、かつ、180°より小さい。すなわち、第1面21Aおよび第2面21Bは、角部21Cが外部空間側に突出するように構成されている。そして、角部21Cにおける表面層212は、第1面21Aにおける第1表面層212Aおよび第2面21Bにおける第2表面層212Bよりも、厚さが大きい。
これにより、外部空間に突出する角部21C、つまり、強い衝撃を受けやすく、また、その頻度も多い角部21Cにおける表面層の厚さt3を大きくでき、耐衝撃性を向上できる。そのため、例えば、時計1を落下させた際に、角部21Cに衝撃が加わったとしても、角部21Cが損傷してしまうことを抑制できる。そのため、落下等による衝撃に強いケース本体21を達成できる。
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態のケース本体21は、フェライト相で構成された基部211と、オーステナイト化相で構成された表面層212と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成される。そして、ケース本体21は、外部空間に露出する第1面21Aと、当該第1面21Aと角部21Cを挟んで隣り合い、かつ、外部空間に露出する第2面21Bと、を備える。また、角部21Cにおける第1面21Aと第2面21Bとが成す内角の角度θは、0°より大きく、かつ、180°より小さい。すなわち、第1面21Aおよび第2面21Bは、角部21Cが外部空間側に突出するように構成されている。そして、角部21Cにおける表面層212は、第1面21Aにおける第1表面層212Aおよび第2面21Bにおける第2表面層212Bよりも、厚さが大きい。
これにより、外部空間に突出する角部21C、つまり、強い衝撃を受けやすく、また、その頻度も多い角部21Cにおける表面層の厚さt3を大きくでき、耐衝撃性を向上できる。そのため、例えば、時計1を落下させた際に、角部21Cに衝撃が加わったとしても、角部21Cが損傷してしまうことを抑制できる。そのため、落下等による衝撃に強いケース本体21を達成できる。
本実施形態では、角部21Cにおける表面層212の厚さt3は、150μm以上、かつ、550μm以下であり、好ましくは、200μm以上、かつ、500μm以下である。
これにより、角部21Cにおける耐衝撃性を十分に確保でき、かつ、窒素吸収処理時間が長くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
これにより、角部21Cにおける耐衝撃性を十分に確保でき、かつ、窒素吸収処理時間が長くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
本実施形態では、基部211は、質量%で、Cr:18〜22%、Mo:1.3〜2.8%、Nb:0.05〜0.50%、Cu:0.1〜0.8%、Ni:0.5%未満、Mn:0.8%未満、Si:0.5%未満、P:0.10%未満、S:0.05%未満、N:0.05%未満、C:0.05%未満を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる。
これにより、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高めることができる。
これにより、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高めることができる。
本実施形態では、表面層212の窒素の含有量は、質量%で1.0〜1.6%である。
これにより、表面層212における耐食性能を向上することができる。
これにより、表面層212における耐食性能を向上することができる。
[評価試験]
次に、耐衝撃性能とオーステナイト化された表面層の層厚との関係について評価試験を実施した。
評価試験の概要および結果について、以下に説明する。
次に、耐衝撃性能とオーステナイト化された表面層の層厚との関係について評価試験を実施した。
評価試験の概要および結果について、以下に説明する。
[耐衝撃性能試験方法]
先ず、Cr:20%、Mo:2.1%、Nb:0.2%、Cu:0.1%、Ni:0.05%、Mn:0.5%、Si:0.3%、P:0.03%、S:0.01%、N:0.01%、C:0.02%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼からなる複数の試験片を製造した。
次に、それぞれの試験片に窒素吸収処理を施すことで、表面にオーステナイト化された表面層が形成された複数の試験片を得た。
そして、それぞれの試験片に対して、重量が10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g、80gの鉄球を1mの高さから落下させ、表面層の垂直方向の変形量を計測した。
先ず、Cr:20%、Mo:2.1%、Nb:0.2%、Cu:0.1%、Ni:0.05%、Mn:0.5%、Si:0.3%、P:0.03%、S:0.01%、N:0.01%、C:0.02%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなるフェライト系ステンレス鋼からなる複数の試験片を製造した。
次に、それぞれの試験片に窒素吸収処理を施すことで、表面にオーステナイト化された表面層が形成された複数の試験片を得た。
そして、それぞれの試験片に対して、重量が10g、20g、30g、40g、50g、60g、70g、80gの鉄球を1mの高さから落下させ、表面層の垂直方向の変形量を計測した。
[耐衝撃性能試験結果]
表1に示すように、鉄球の重量が大きくなるに従って、表面層の垂直方向の変形量が大きくなり、想定荷重が増加している。なお、本試験では、以下の式により想定荷重を求めている。また、別途試験を行った結果、本試験の試験片のビッカース硬度は380Hvであった。
〔想定荷重算出式〕
P=13.22×H×(D/1000)2
P :想定荷重[kg]
H :試験片のビッカース硬度[Hv]
D :変形量[μm]
表1に示すように、鉄球の重量が大きくなるに従って、表面層の垂直方向の変形量が大きくなり、想定荷重が増加している。なお、本試験では、以下の式により想定荷重を求めている。また、別途試験を行った結果、本試験の試験片のビッカース硬度は380Hvであった。
〔想定荷重算出式〕
P=13.22×H×(D/1000)2
P :想定荷重[kg]
H :試験片のビッカース硬度[Hv]
D :変形量[μm]
ここで、試験片等に衝撃が加わって、試験片が変形した場合、その変形量の7倍の範囲に影響が及ぶとされている。そのため、本試験では、想定荷重に対して必要な表面層の層厚を、変形量の7倍として評価している。
表1に示すように、一般的に、時計に対する衝撃として想定される荷重は2kg程度であるので、この想定荷重に対して必要な表面層の層厚は140μmであることが示唆された。
前述した実施形態では、角部21Cにおける表面層212の厚さt3が150μm以上とされていることから、時計に対する衝撃として想定される荷重に対して十分な耐衝撃性能試験を有していることが示唆された。
表1に示すように、一般的に、時計に対する衝撃として想定される荷重は2kg程度であるので、この想定荷重に対して必要な表面層の層厚は140μmであることが示唆された。
前述した実施形態では、角部21Cにおける表面層212の厚さt3が150μm以上とされていることから、時計に対する衝撃として想定される荷重に対して十分な耐衝撃性能試験を有していることが示唆された。
[変形例]
なお、本開示は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。
なお、本開示は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本開示に含まれるものである。
前記実施形態では、本開示のハウジングは時計用のケース本体21として構成されていたが、これに限定されない。例えば、本開示のハウジングは、裏蓋、ベゼル、の少なくとも1つとして構成されていてもよい。また、時計は、上記のような部品を複数有していてもよい。
前記実施形態では、角部21Cは、第1面21Aと第2面21Bとが成す内角の角度θが、0°より大きく、かつ、180°より小さくなるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、角部は、曲面形状(R形状)に構成され、断面視において第1面に沿った仮想延長線と、第2面に沿った仮想延長線とが成す内角の角度が、0°より大きく、かつ、180°よりも小さくなるように構成されていてもよい。この場合、曲面形状とされた角部における表面層の最も厚い部分が、第1面における表面層および第2面における表面層よりも、厚さが大きくなるように構成されていてもよい。
前記実施形態では、第1面21Aおよび第2面21Bは、りゅうず26よりも裏蓋22側に配置されていたが、これに限定されない。例えば、第1面および第2面は、りゅうずよりもガラス板側に配置されていてもよい。
前記実施形態では、角部21Cは、第1面21Aおよび第2面21Bの2つの面から構成されていたが、これに限定されない。例えば、角部は、3つ以上の面から構成されていてもよい。すなわち、角部は3つ以上の面を接続させる箇所であってもよい。
前記実施形態では、ケース本体21は、時計用の部品として構成されていたが、これに限定されない。例えば、時計以外の電子機器のハウジング等として構成されていても良い。つまり、ハウジングは電子機器のハウジングとして構成されていてもよく、本開示の機器は電子機器として構成されていてもよい。このように構成されるハウジングを備えることで、電子機器は、高い耐衝撃性能を備えることができる。
[本開示のまとめ]
本開示のハウジングは、フェライト相で構成された基部と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成されるハウジングであって、前記ハウジングの外部空間に露出する第1面と、前記第1面と角部を挟んで隣り合い、かつ、前記外部空間に露出する第2面と、を備え、前記角部における前記第1面と前記第2面とが成す内角の角度は、0°より大きく、かつ、180°より小さく、前記角部における表面層は、前記第1面における表面層および前記第2面における表面層よりも、厚さが大きい。
これにより、外部空間に突出する角部、つまり、強い衝撃を受けやすく、また、その頻度も多い角部における表面層の厚さを大きくでき、耐衝撃性を向上できる。そのため、例えば、ハウジングを落下させた際に、角部に衝撃が加わったとしても、角部が損傷してしまうことを抑制できる。そのため、落下等による衝撃に強いハウジングを達成できる。
本開示のハウジングは、フェライト相で構成された基部と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成されるハウジングであって、前記ハウジングの外部空間に露出する第1面と、前記第1面と角部を挟んで隣り合い、かつ、前記外部空間に露出する第2面と、を備え、前記角部における前記第1面と前記第2面とが成す内角の角度は、0°より大きく、かつ、180°より小さく、前記角部における表面層は、前記第1面における表面層および前記第2面における表面層よりも、厚さが大きい。
これにより、外部空間に突出する角部、つまり、強い衝撃を受けやすく、また、その頻度も多い角部における表面層の厚さを大きくでき、耐衝撃性を向上できる。そのため、例えば、ハウジングを落下させた際に、角部に衝撃が加わったとしても、角部が損傷してしまうことを抑制できる。そのため、落下等による衝撃に強いハウジングを達成できる。
本開示のハウジングにおいて、前記角部における表面層の厚さは、150μm以上、かつ、550μm以下であってもよい。
これにより、角部における耐衝撃性を確保でき、かつ、窒素吸収処理時間が長くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
これにより、角部における耐衝撃性を確保でき、かつ、窒素吸収処理時間が長くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
本開示のハウジングにおいて、前記角部における表面層の厚さは、200μm以上、かつ、500μm以下であってもよい。
これにより、角部における耐衝撃性をより十分に確保でき、かつ、窒素吸収処理時間が長くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
これにより、角部における耐衝撃性をより十分に確保でき、かつ、窒素吸収処理時間が長くなり過ぎてしまうことを抑制できる。
本開示のハウジングにおいて、前記基部は、質量%で、Cr:18〜22%、Mo:1.3〜2.8%、Nb:0.05〜0.50%、Cu:0.1〜0.8%、Ni:0.5%未満、Mn:0.8%未満、Si:0.5%未満、P:0.10%未満、S:0.05%未満、N:0.05%未満、C:0.05%未満を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなっていてもよい。
これにより、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高めることができる。
これにより、窒素吸収処理において、フェライト相への窒素の移動速度およびフェライト相における窒素の拡散速度を高めることができる。
本開示のハウジングにおいて、前記表面層の窒素の含有量は、質量%で1.0〜1.6%であってもよい。
これにより、表面層における耐食性能を向上することができる。
これにより、表面層における耐食性能を向上することができる。
本開示のハウジングを備えることを特徴とする機器。
1…時計(機器)、2…外装ケース、21…ケース本体(ハウジング)、21A…第1面、21B…第2面、21C…角部、22…裏蓋、23…ベゼル、24…ガラス板、25…巻真パイプ、26…りゅうず、27…プラスチックパッキン、28…プラスチックパッキン、30…ゴムパッキン、40…裏蓋パッキン、50…シール部、211…基部、212…表面層、212A…第1表面層、212B…第2表面層、213…混在層、213A…第1混在層、213B…第2混在層。
Claims (6)
- フェライト相で構成された基部と、フェライト相がオーステナイト化されたオーステナイト化相で構成された表面層と、を備えるオーステナイト化フェライト系ステンレス鋼で構成されるハウジングであって、
前記ハウジングの外部空間に露出する第1面と、
前記第1面と角部を挟んで隣り合い、かつ、前記外部空間に露出する第2面と、を備え、
前記角部における前記第1面と前記第2面とが成す内角の角度は、0°より大きく、かつ、180°より小さく、
前記角部における表面層は、前記第1面における表面層および前記第2面における表面層よりも、厚さが大きい
ことを特徴とするハウジング。 - 請求項1に記載のハウジングにおいて、
前記角部における表面層の厚さは、150μm以上、かつ、550μm以下である
ことを特徴とするハウジング。 - 請求項2に記載のハウジングにおいて、
前記角部における表面層の厚さは、200μm以上、かつ、500μm以下である
ことを特徴とするハウジング。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のハウジングにおいて、
前記基部は、質量%で、Cr:18〜22%、Mo:1.3〜2.8%、Nb:0.05〜0.50%、Cu:0.1〜0.8%、Ni:0.5%未満、Mn:0.8%未満、Si:0.5%未満、P:0.10%未満、S:0.05%未満、N:0.05%未満、C:0.05%未満を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなる
ことを特徴とするハウジング。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のハウジングにおいて、
前記表面層の窒素の含有量は、質量%で1.0〜1.6%である
ことを特徴とするハウジング。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のハウジングを備えることを特徴とする機器。
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