JP3780591B2 - 電子機器筐体及びその製造方法 - Google Patents
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯用の音響機器や車載用の音響機器等、各種電子機器の筐体の改良に関するものであり、特にマグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体からなる電子機器筐体、さらにはその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属材料あるいは合金材料は、機械特性に優れ、さらには重厚な質感を有することから、例えば外装材料として各方面で広く用いられており、特に、マグネシウム合金材料は、実用金属材料中最も軽く、切削性が良好で、強度／密度比が高く、かつダイカストの鋳造性が良いことから、各種コンピュータ、オーディオ機器、通信機器等、電子機器の筐体への応用が検討されている。
【０００３】
しかしながら、マグネシウム合金材料は、耐食性に劣り、大気中ですぐに酸化されて表面に薄い皮膜が形成され、外観が損なわれる傾向にある。特に、精密切削を施すと、耐食性の優劣が顕著になる。
【０００４】
このため、従来、マグネシウム合金材料の耐食性、耐摩耗性等を向上するために、六価クロム酸塩、マンガン酸塩、過マンガン酸塩等の重金属塩やフッ化物を用いた陽極酸化処理や化成処理が行われている。
【０００５】
しかしながら、これら陽極酸化処理や化成処理によった場合、金属感が損なわれるという大きな問題が残る。
【０００６】
また、例えば重金属塩類を用いた陽極酸化処理、化成処理は、重金属塩類による排水の汚染をもたらし、環境保全の観点からは好ましいものではない。
【０００７】
そこで、マグネシウム合金材料の表面を、いわゆるショットブラストにより粗面とした後、塗装することも行われているが、この場合には、金属の質感が全く損なわれてしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、マグネシウム合金材料を電子機器筐体に用いようとした場合、様々な問題があり、これまでほとんど実用されていない。
【０００９】
そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであって、マグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体を用いながら、外観上、金属の重厚な質感を有し、しかも耐食性、耐摩耗性に優れた電子機器筐体を提供することを目的とし、さらにはその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の電子機器筐体は、マグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体よりなり、この成形体の表面に銅層、ニッケル層、硬質透明ガラス保護層、及びケイ酸アルキルエステル類から誘導されるシリカ層が順次形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の電子機器筐体の製造方法は、マグネシウムまたはマグネシウム合金よりなる成形体の表面に無電解メッキ法により銅層を形成する工程と、この銅層上に無電解メッキ法によりニッケル層を形成する工程と、ニッケル層表面に対して平面研削加工及びホーニング加工を施す工程と、ＳｉＯ2とＮａ2Ｏを含んだコロイド液を塗布し、加熱乾燥して硬質透明ガラス保護層を形成する工程と、有機ケイ酸エステルの部分加水分解溶液を塗布し、加熱、焼成することによりシリカ層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
マグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体の表面に、銅（Ｃｕ）層を形成することで、この上に形成する層の密着性が確保される。
【００１３】
また、ニッケル（Ｎｉ）層や硬質透明ガラス保護層、シリカ層を形成することで、外観的に見たときに、金属の質感が醸し出される。
【００１４】
さらに、これらの被膜を形成することにより、マグネシウムやマグネシウム合金の耐食性、耐摩耗性が大幅に改善される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面等を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
先ず、本実施の形態の電子機器筐体の構成について説明する。
【００１７】
図１に示すように、本例の電子機器筐体１は、例えば板状のマグネシウム、あるいはマグネシウム合金をプレス加工等により所定の形状に成形した成形体２を主体とするものであり、電子機器、例えば携帯用オーディオ機器の外筐をなすものである。
【００１８】
上記成形体２の表面には、下から順に、銅層３、ニッケル層４、硬質透明ガラス保護層５、シリカ層６が形成されており、これら被膜が成形体２の表面を保護するかたちになっている。
【００１９】
これらのうち、銅層３は、下地効果によりこの上に形成される層の密着性を改善する役割や応力緩和の役割を果たすものであり、その厚さは２μｍ程度とされる。
【００２０】
この銅層３の上に形成されるニッケル層４は、外観上、金属感を確保するために形成されるもので、その厚さは３０μｍ前後である。
【００２１】
なお、このニッケル層４の表面に、要求される外観に応じて、Ｃｒ、Ｐｄ等のメッキ膜を形成してもよい。
【００２２】
一方、上記硬質透明ガラス保護層５は、ＳｉＯ2とＮａ2Ｏを含んだ混合コロイド溶液を塗布し、加熱、焼成することにより形成されるもので、厚さは約１μｍ〜５μｍである。
【００２３】
上記シリカ層６は、有機ケイ酸アルキルエステル類を部分加水分解することにより調製される部分加水分解溶液を塗布し、加熱乾燥後、焼成することによりＳｉＯ2被膜として形成されるもので、厚さは約１μｍ〜３μｍである。
【００２４】
このシリカ層は、さほど硬度が高くなく、単独では耐摩耗性等に十分な効果を発揮するとは言い難いが、先の硬質透明ガラス保護層５と組み合わせることで、傷の付かない耐摩耗性に優れた表面が形成される。
【００２５】
上記各層が形成された電子機器筐体１は、その大部分がマグネシウムまたはマグネシウム合金であるために、非常に軽量である。そして、各層の働きにより、耐食性や耐摩耗性に優れ、外観的にも金属の重厚な質感を有する。
【００２６】
次に、上記電子機器筐体の製造方法について説明する。
【００２７】
上述の電子機器筐体を製造するには、先ず、マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる板材を、プレス加工等の機械加工により、所定の外筐形状に成形する。
【００２８】
この成形体に対し、砥石による平面研削、及びバレル研磨を施し、面粗度を１Ｓ以下とする。このとき、バフ研磨を施すことも考えられるが、研磨痕が残り易いので、表面凹凸が激しい場合にのみ副次的に用いることが好ましい。バレル研磨には、例えばクルミチップの表面に研磨剤を付着したものを用いる。
【００２９】
次いで、成形体表面にブラスト処理を施し、均一、且つ適度に表面を荒らしてやる。このブラスト処理は、この上に形成される層の密着性を確保するためのものである。
【００３０】
以上のような表面処理を施した後、Ｃｕを無電解メッキし、銅層を形成する。この銅層は、密着性の改善、応力の緩和等の機能を有するもので、厚さは２μｍ程度とする。
【００３１】
次に、この銅層の上に、ニッケル層を無電解メッキ法により形成する。ニッケル層の形成方法としては、電解メッキ法も考えられるが、無光沢状態となるため、無電解メッキ法が好ましい。このニッケル層の厚さは、３０μｍ程度とする。
【００３２】
また、要求される外観に応じて、このニッケル層の上に、ＣｒやＰｄ等をメッキしてもよい。
【００３３】
これら銅層、ニッケル層を形成した後、再度、砥石による平面研削及びバレル研磨を施す。
【００３４】
このときの研磨による面粗度は、最終段階で０．５Ｓ以下となるように設定する。本例では、０．２Ｓとした。
【００３５】
次いで、微細なセラミックボールやガラスビーズを吹き付ける，いわゆるホーニング加工を施し、表面を艶消し状態とする。
【００３６】
このホーニング加工は、例えばアルミナボールを１．３〜１．８kg／cm2程度の圧力で吹き付けることにより行われ、本例では、＃１８０のアルミナボールを圧力１．５kg／cm2で吹き付けた。
【００３７】
これら表面処理を施した後、硬質透明ガラス保護層とシリカ層を形成し、汚れや傷付きの防止を図る。
【００３８】
硬質透明ガラス保護層は、ケイ酸ナトリウムとシリカゾルを混合したコロイド溶液（ＳｉＯ2２０〜２１重量％とＮａ2Ｏ３．８〜４．４重量％を含有）を塗布することにより形成するが、ここでは、このコロイド溶液をそのまま用いるのではなく、炭酸ガスを実質的に完全に除去した純水で４〜８倍に希釈し、ＳｉＯ2の含有量を約２．５〜５．０重量％、Ｎａ2Ｏの含有量を約０．５〜１．０重量％とした希釈コロイド溶液を用いた。
【００３９】
この希釈コロイド溶液をスプレー吹き付け等によって塗布し、これを例えば１５０℃〜３００℃の温度で３０分〜１２０分間加熱、焼成し、厚さ約１〜５μｍのガラス薄膜を形成した。
【００４０】
最後に、この硬質透明ガラス保護層の上にシリカ層を形成し、電子機器筺体を完成するが、このシリカ層は、アルキルシリケート類の部分加水分解溶液を塗布し、加熱焼成して約１〜３μｍ程度の薄膜として形成する。
【００４１】
上記アルキルシリケート類の部分加水分解溶液は、
Ｒ’nＳｉ（ＯＲ）4-n
（式中、Ｒは低級アルキル基を表し、Ｒ’はメチル基またはフェニル基を表す。また、ｎは０〜３の整数を表す。）
で表される有機ケイ酸アルキルエステル類を部分加水分解することにより調製される。有機ケイ酸アルキルエステル類としては、エチルシリケート系のものが好ましい。また、この部分加水分解溶液の濃度としては、約２０〜４０重量％とすることが好ましい。
【００４２】
この部分加水分解溶液をスプレー塗布等の通常の塗布方法により塗布し、例えば１５０℃〜３００℃の温度で３０分〜１２０分間加熱、焼成することにより、ＳｉＯ2被膜がシリカ層として形成される。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は携帯用オーディオ機器の外筐ばかりでなく、据え置き型の音響機器やビデオ機器、車載用のオーディオビジュアル機器等、各種電子機器の筐体に適用可能であり、さらには自動車の内装部品等への適用も可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、軽量で、耐食性や耐摩耗性に優れ、外観的にも金属の重厚な質感を有する電子機器筺体を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子機器筺体表面の層構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２ 成形体、３ 銅層、４ ニッケル層、５ 硬質透明ガラス保護層、６ シリカ層
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯用の音響機器や車載用の音響機器等、各種電子機器の筐体の改良に関するものであり、特にマグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体からなる電子機器筐体、さらにはその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属材料あるいは合金材料は、機械特性に優れ、さらには重厚な質感を有することから、例えば外装材料として各方面で広く用いられており、特に、マグネシウム合金材料は、実用金属材料中最も軽く、切削性が良好で、強度／密度比が高く、かつダイカストの鋳造性が良いことから、各種コンピュータ、オーディオ機器、通信機器等、電子機器の筐体への応用が検討されている。
【０００３】
しかしながら、マグネシウム合金材料は、耐食性に劣り、大気中ですぐに酸化されて表面に薄い皮膜が形成され、外観が損なわれる傾向にある。特に、精密切削を施すと、耐食性の優劣が顕著になる。
【０００４】
このため、従来、マグネシウム合金材料の耐食性、耐摩耗性等を向上するために、六価クロム酸塩、マンガン酸塩、過マンガン酸塩等の重金属塩やフッ化物を用いた陽極酸化処理や化成処理が行われている。
【０００５】
しかしながら、これら陽極酸化処理や化成処理によった場合、金属感が損なわれるという大きな問題が残る。
【０００６】
また、例えば重金属塩類を用いた陽極酸化処理、化成処理は、重金属塩類による排水の汚染をもたらし、環境保全の観点からは好ましいものではない。
【０００７】
そこで、マグネシウム合金材料の表面を、いわゆるショットブラストにより粗面とした後、塗装することも行われているが、この場合には、金属の質感が全く損なわれてしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、マグネシウム合金材料を電子機器筐体に用いようとした場合、様々な問題があり、これまでほとんど実用されていない。
【０００９】
そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであって、マグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体を用いながら、外観上、金属の重厚な質感を有し、しかも耐食性、耐摩耗性に優れた電子機器筐体を提供することを目的とし、さらにはその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の電子機器筐体は、マグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体よりなり、この成形体の表面に銅層、ニッケル層、硬質透明ガラス保護層、及びケイ酸アルキルエステル類から誘導されるシリカ層が順次形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の電子機器筐体の製造方法は、マグネシウムまたはマグネシウム合金よりなる成形体の表面に無電解メッキ法により銅層を形成する工程と、この銅層上に無電解メッキ法によりニッケル層を形成する工程と、ニッケル層表面に対して平面研削加工及びホーニング加工を施す工程と、ＳｉＯ2とＮａ2Ｏを含んだコロイド液を塗布し、加熱乾燥して硬質透明ガラス保護層を形成する工程と、有機ケイ酸エステルの部分加水分解溶液を塗布し、加熱、焼成することによりシリカ層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００１２】
マグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体の表面に、銅（Ｃｕ）層を形成することで、この上に形成する層の密着性が確保される。
【００１３】
また、ニッケル（Ｎｉ）層や硬質透明ガラス保護層、シリカ層を形成することで、外観的に見たときに、金属の質感が醸し出される。
【００１４】
さらに、これらの被膜を形成することにより、マグネシウムやマグネシウム合金の耐食性、耐摩耗性が大幅に改善される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面等を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
先ず、本実施の形態の電子機器筐体の構成について説明する。
【００１７】
図１に示すように、本例の電子機器筐体１は、例えば板状のマグネシウム、あるいはマグネシウム合金をプレス加工等により所定の形状に成形した成形体２を主体とするものであり、電子機器、例えば携帯用オーディオ機器の外筐をなすものである。
【００１８】
上記成形体２の表面には、下から順に、銅層３、ニッケル層４、硬質透明ガラス保護層５、シリカ層６が形成されており、これら被膜が成形体２の表面を保護するかたちになっている。
【００１９】
これらのうち、銅層３は、下地効果によりこの上に形成される層の密着性を改善する役割や応力緩和の役割を果たすものであり、その厚さは２μｍ程度とされる。
【００２０】
この銅層３の上に形成されるニッケル層４は、外観上、金属感を確保するために形成されるもので、その厚さは３０μｍ前後である。
【００２１】
なお、このニッケル層４の表面に、要求される外観に応じて、Ｃｒ、Ｐｄ等のメッキ膜を形成してもよい。
【００２２】
一方、上記硬質透明ガラス保護層５は、ＳｉＯ2とＮａ2Ｏを含んだ混合コロイド溶液を塗布し、加熱、焼成することにより形成されるもので、厚さは約１μｍ〜５μｍである。
【００２３】
上記シリカ層６は、有機ケイ酸アルキルエステル類を部分加水分解することにより調製される部分加水分解溶液を塗布し、加熱乾燥後、焼成することによりＳｉＯ2被膜として形成されるもので、厚さは約１μｍ〜３μｍである。
【００２４】
このシリカ層は、さほど硬度が高くなく、単独では耐摩耗性等に十分な効果を発揮するとは言い難いが、先の硬質透明ガラス保護層５と組み合わせることで、傷の付かない耐摩耗性に優れた表面が形成される。
【００２５】
上記各層が形成された電子機器筐体１は、その大部分がマグネシウムまたはマグネシウム合金であるために、非常に軽量である。そして、各層の働きにより、耐食性や耐摩耗性に優れ、外観的にも金属の重厚な質感を有する。
【００２６】
次に、上記電子機器筐体の製造方法について説明する。
【００２７】
上述の電子機器筐体を製造するには、先ず、マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる板材を、プレス加工等の機械加工により、所定の外筐形状に成形する。
【００２８】
この成形体に対し、砥石による平面研削、及びバレル研磨を施し、面粗度を１Ｓ以下とする。このとき、バフ研磨を施すことも考えられるが、研磨痕が残り易いので、表面凹凸が激しい場合にのみ副次的に用いることが好ましい。バレル研磨には、例えばクルミチップの表面に研磨剤を付着したものを用いる。
【００２９】
次いで、成形体表面にブラスト処理を施し、均一、且つ適度に表面を荒らしてやる。このブラスト処理は、この上に形成される層の密着性を確保するためのものである。
【００３０】
以上のような表面処理を施した後、Ｃｕを無電解メッキし、銅層を形成する。この銅層は、密着性の改善、応力の緩和等の機能を有するもので、厚さは２μｍ程度とする。
【００３１】
次に、この銅層の上に、ニッケル層を無電解メッキ法により形成する。ニッケル層の形成方法としては、電解メッキ法も考えられるが、無光沢状態となるため、無電解メッキ法が好ましい。このニッケル層の厚さは、３０μｍ程度とする。
【００３２】
また、要求される外観に応じて、このニッケル層の上に、ＣｒやＰｄ等をメッキしてもよい。
【００３３】
これら銅層、ニッケル層を形成した後、再度、砥石による平面研削及びバレル研磨を施す。
【００３４】
このときの研磨による面粗度は、最終段階で０．５Ｓ以下となるように設定する。本例では、０．２Ｓとした。
【００３５】
次いで、微細なセラミックボールやガラスビーズを吹き付ける，いわゆるホーニング加工を施し、表面を艶消し状態とする。
【００３６】
このホーニング加工は、例えばアルミナボールを１．３〜１．８kg／cm2程度の圧力で吹き付けることにより行われ、本例では、＃１８０のアルミナボールを圧力１．５kg／cm2で吹き付けた。
【００３７】
これら表面処理を施した後、硬質透明ガラス保護層とシリカ層を形成し、汚れや傷付きの防止を図る。
【００３８】
硬質透明ガラス保護層は、ケイ酸ナトリウムとシリカゾルを混合したコロイド溶液（ＳｉＯ2２０〜２１重量％とＮａ2Ｏ３．８〜４．４重量％を含有）を塗布することにより形成するが、ここでは、このコロイド溶液をそのまま用いるのではなく、炭酸ガスを実質的に完全に除去した純水で４〜８倍に希釈し、ＳｉＯ2の含有量を約２．５〜５．０重量％、Ｎａ2Ｏの含有量を約０．５〜１．０重量％とした希釈コロイド溶液を用いた。
【００３９】
この希釈コロイド溶液をスプレー吹き付け等によって塗布し、これを例えば１５０℃〜３００℃の温度で３０分〜１２０分間加熱、焼成し、厚さ約１〜５μｍのガラス薄膜を形成した。
【００４０】
最後に、この硬質透明ガラス保護層の上にシリカ層を形成し、電子機器筺体を完成するが、このシリカ層は、アルキルシリケート類の部分加水分解溶液を塗布し、加熱焼成して約１〜３μｍ程度の薄膜として形成する。
【００４１】
上記アルキルシリケート類の部分加水分解溶液は、
Ｒ’nＳｉ（ＯＲ）4-n
（式中、Ｒは低級アルキル基を表し、Ｒ’はメチル基またはフェニル基を表す。また、ｎは０〜３の整数を表す。）
で表される有機ケイ酸アルキルエステル類を部分加水分解することにより調製される。有機ケイ酸アルキルエステル類としては、エチルシリケート系のものが好ましい。また、この部分加水分解溶液の濃度としては、約２０〜４０重量％とすることが好ましい。
【００４２】
この部分加水分解溶液をスプレー塗布等の通常の塗布方法により塗布し、例えば１５０℃〜３００℃の温度で３０分〜１２０分間加熱、焼成することにより、ＳｉＯ2被膜がシリカ層として形成される。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は携帯用オーディオ機器の外筐ばかりでなく、据え置き型の音響機器やビデオ機器、車載用のオーディオビジュアル機器等、各種電子機器の筐体に適用可能であり、さらには自動車の内装部品等への適用も可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、軽量で、耐食性や耐摩耗性に優れ、外観的にも金属の重厚な質感を有する電子機器筺体を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子機器筺体表面の層構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２ 成形体、３ 銅層、４ ニッケル層、５ 硬質透明ガラス保護層、６ シリカ層
Claims (3)
- マグネシウムまたはマグネシウム合金の成形体よりなり、この成形体の表面に銅層、ニッケル層、硬質透明ガラス保護層、及びケイ酸アルキルエステル類から誘導されるシリカ層が順次形成されていることを特徴とする電子機器筐体。
- マグネシウムまたはマグネシウム合金よりなる成形体の表面に無電解メッキ法により銅層を形成する工程と、
この銅層上に無電解メッキ法によりニッケル層を形成する工程と、
ニッケル層表面に対して平面研削加工及びホーニング加工を施す工程と、
ＳｉＯ2とＮａ2Ｏを含んだコロイド液を塗布し、加熱乾燥して硬質透明ガラス保護層を形成する工程と、
有機ケイ酸エステルの部分加水分解溶液を塗布し、加熱、焼成することによりシリカ層を形成する工程と
を有することを特徴とする電子機器筐体の製造方法。 - 銅層を形成する前に、成形体の表面に対して、平面研削及びバレル研磨を施すことを特徴とする請求項２記載の電子機器筺体の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31399296A JP3780591B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 電子機器筐体及びその製造方法 |
| US08/974,963 US6054174A (en) | 1996-03-25 | 1997-11-20 | Method of making an electronic apparatus casing |
| US09/097,749 US6007925A (en) | 1996-11-25 | 1998-06-16 | Electronic apparatus casing and electronic apparatus casing production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31399296A JP3780591B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 電子機器筐体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10151410A JPH10151410A (ja) | 1998-06-09 |
| JP3780591B2 true JP3780591B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=18047928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31399296A Expired - Lifetime JP3780591B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-11-25 | 電子機器筐体及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6054174A (ja) |
| JP (1) | JP3780591B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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