(57)【要約】【課題】携帯電話等に内蔵される振動発生装置用のタングステン重合金からなる振動子において、ＩＥＣ−６８−２−３０規定の高温多湿試験に耐えうる耐食性が得られる振動子、及び振動子表面へのメッキ形成方法を提供する。【解決手段】タングステン重合金を含み、その表面から順に少なくともニッケルメッキ層２ａと２ｂが形成された振動子１である。ニッケルメッキ層２ａと２ｂは、それぞれ電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれかの方法により形成されている。ニッケルメッキ層２ａに熱処理を施すことで、ニッケルメッキ層２ａが電解メッキ法により形成された場合には、ニッケルメッキ層２ａを緻密性と振動子１の表面への密着性が向上したものとし、無電解メッキ法により形成された場合には、振動子１の表面への密着性が向上したものとしている。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステン重合金を含み、その表面から順に少なくとも第１のニッケルメッキ層と第２のニッケルメッキ層が形成され、
前記第１のニッケルメッキ層と前記第２のニッケルメッキ層は、それぞれ電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれかの方法により形成されたものである振動子において、
前記第１のニッケルメッキ層に熱処理を施すことで、
前記第１のニッケルメッキ層が電解メッキ法により形成された場合には、前記第１のニッケルメッキ層を緻密性と前記振動子の表面への密着性が向上したものとし、
前記第１のニッケルメッキ層が無電解メッキ法により形成された場合には、前記第１のニッケルメッキ層を前記振動子の表面への密着性が向上したものとしたことを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記熱処理が、（イ）７００〜１０００℃の温度範囲で、（ロ）還元雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、又は真空中において、（ハ）処理時間を５〜６０分の範囲内で処理されたものである請求項１に記載の振動子。
【請求項３】
タングステン重合金を含む振動子の表面にエッチング加工を行う工程と、
電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれかにより第１のニッケルメッキ層を形成する工程と、
前記第１のニッケルメッキ層に対し、（イ）７００〜１０００℃の温度範囲で、（ロ）還元雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、又は真空中において、（ハ）処理時間を５〜６０分の範囲内とした熱処理を施す工程と、
前記第１のニッケルメッキ層の上に、電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれかにより第２のニッケルメッキ層を形成する工程とを含む振動子表面へのメッキ形成方法。
【請求項４】
前記第１のニッケルメッキ層の厚さを０．５〜３μｍの範囲に、第２のニッケルメッキ層の厚さを１〜７μｍの範囲に、及びニッケルメッキ層全体の厚さを１．５〜１０μｍの範囲にそれぞれ設定する請求項３に記載の振動子表面へのメッキ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話等の電子機器に内蔵される振動発生装置用の振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の電子機器に内蔵される振動発生装置用の振動子において、一般に比重１７．５〜１８．５のタングステン重合金が用いられている。タングステン重合金としては、その主組成がＷ−Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｗ−Ｎｉ−Ｆｅ系、及びＷ−Ｍｏ−Ｎｉ−Ｆｅ系であるものが知られている。
【０００３】
このようなタングステン重合金からなる振動子は、従来からいわゆる粉末冶金法により製造される。即ち、タングステン粉末にＮｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ等の金属粉末を添加した混合粉末を扇状に加圧成形したものを、１３００〜１５００℃の高温で焼結して製造される。通常のタングステン重合金は、高比重を得るためにタングステンの組成比が９０〜９８重量％の範囲であり、残りの２〜１０重量％が添加金属から構成されている。そして焼結時に、添加金属に液相部分を発生させることで、合金の高密度化とともに、靭性が高められる。このようにして得られた振動子は、通常、携帯電話等の電子機器に内蔵される振動発生装置内の小型モータの回転軸に加締めにより固定されている。
【０００４】
このような振動子には、所定の環境試験に耐えられる耐食性が求められている。タングステン重合金は、例えば硫化水素及び亜硫酸等の酸、又は、アルカリに対しては充分な耐食性があるが、その反面、高温多湿環境では、水酸化タングステン及び酸化タングステンが生成する等、腐食され易くなる。従来は、振動子の表面にニッケルメッキ層を形成することにより、高温多湿環境における耐食性の向上が図られてきた。
【０００５】
このため、高温多湿環境における試験が行われ、この試験では、モーターの回転軸に振動子を加締めた状態で、例えば、温度４０℃／湿度９０％の環境で１０００時間放置し、振動子の表面に腐食が発生しないことが求められる。ここで、振動子を回転軸に加締めた状態とするのは、実際の使用状態に近づけるためであり、また、小型モータの回転軸に加締めにより固定することで、振動子表面のニッケルメッキ層がマイクロクラック等の損傷をうけ、これが腐食の原因となるため、そのような損傷の腐食への影響を見るためである。
【０００６】
従来、ニッケルメッキ層の形成には、いわゆる電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれかが適用され、これらいずれの方法によっても充分な耐食性を有するニッケルメッキ層が比較的容易に形成され、上記した試験をクリアしていた。
【０００７】
ところで、電解メッキ法によれば、一般にタングステン重合金への密着性に優れたニッケルメッキ層が得られるが、多くのピンホールが発生してメッキ層の緻密性に劣る。一方、無電解メッキ法によれば、緻密性に優れるがタングステン重合金への密着性に劣る傾向がある。これに対して、密着性と緻密性の両者に優れたニッケルメッキ層を形成する方法として、特許文献１に、第１層に密着性に優れた電解メッキ層を形成し、次に、第２層に緻密性に優れた無電解メッキ層を形成する２層メッキ法が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−２２４３４５号公報（第２頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、携帯電話に内蔵される振動子に対して、上述した従来の試験よりもさらに条件的に厳しいＩＥＣ−６８−２−３０規定の高温多湿試験における耐食性が求められている。具体的には、振動子をモーターの回転軸に加締めた状態として、温度２５℃／湿度９５％の環境で１２時間放置〜温度５５℃／湿度９５％の環境で１２時間放置の試験サイクルを計３５回継続した場合に、振動子の表面に腐食が発生しないことが求められている。
【００１０】
そこで、本発明者が、従来技術の電解メッキ法と、さらには、２層メッキ法によってタングステン重合金の表面にニッケルメッキ層を形成した振動子について、上記した高温多湿試験を行った所、従来技術のいずれの方法でも振動子の腐食が防止できないことが判った。
【００１１】
本発明は、携帯電話等に内蔵される振動発生装置用のタングステン重合金からなる振動子において、ＩＥＣ−６８−２−３０規定の高温多湿試験に耐えうる耐食性が得られる振動子、及び振動子表面へのメッキ形成方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の振動子は、次の構成を有する。即ち、タングステン重合金を含み、その表面から順に少なくとも第１のニッケルメッキ層と第２のニッケルメッキ層が形成され、第１のニッケルメッキ層と第２のニッケルメッキ層は、それぞれ電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれかの方法により形成されている。第１のニッケルメッキ層に熱処理を施すことで、第１のニッケルメッキ層が電解メッキ法により形成された場合には、第１のニッケルメッキ層を緻密性と振動子の表面への密着性が向上したものとし、第１のニッケルメッキ層が無電解メッキ法により形成された場合には、第１のニッケルメッキ層を延性と振動子の表面への密着性が向上したものとしている。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の振動子表面へのメッキ形成方法は、次の構成を有する。即ち、タングステン重合金を含む振動子の表面にエッチング加工を行う工程と、電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれかにより第１のニッケルメッキ層を形成する工程と、第１のニッケルメッキ層に対し、（イ）７００〜１０００℃の温度範囲で、（ロ）還元雰囲気、非酸化性ガス雰囲気、又は真空中において、（ハ）処理時間を５〜６０分の範囲内とした熱処理を施す工程と、第１のニッケルメッキ層の上に、電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれかにより第２のニッケルメッキ層を形成する工程とを含む。
【００１４】
これらの構成により、タングステン重合金からなる振動子の表面に高耐食性のニッケルメッキ層が形成でき、ＩＥＣ−６８−２−３０規定の高温多湿試験に耐えうる耐食性を有する振動子が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に、本実施の形態における振動発生装置用の振動子の構成を示す。１は、組成比がＷ９５重量％−Ｎｉ３重量％―Ｃｕ２重量％であり、比重が１８．２のタングステン重合金から構成された振動子であり、粉末冶金法により製造されている。振動子１の表面には、ニッケルメッキ層２が形成されている。振動子１は、半径Ｒ＝３ｍｍ、円周長Ｌ＝７．３ｍｍ、及び肉厚ｔ＝３ｍｍの扇型の形状であり、その中心部には取付溝３が設けられている。また、５は小型モーター４の回転軸であり、回転軸５は、振動子１の取付溝３に嵌合されて加締められている。このようにして、振動子１が小型モーター４に固定されている。
【００１６】
本発明者は、ＩＥＣ−６８−２−３０規定の高温多湿試験に耐えうる耐食性を有する振動子１を実現するため、振動子１の表面に形成したニッケルメッキ層について、その構成及び形成方法の両面から検討した。
【００１７】
図２に、この検討結果に基づく振動子１の表面に形成されたニッケルメッキ層２の構成を示す。ここでは、ニッケルメッキ層２は、振動子１の表面から、ニッケルメッキ層２ａとニッケルメッキ層２ｂの２層構成からなる。なお、ニッケルメッキ層２は、無電解メッキ法又は電解メッキ法のいずれかのメッキ法によるニッケルメッキ層からなる３層以上の構成であっても良い。
【００１８】
ここで、ニッケルメッキ層２は、その形成工程、即ち、電解メッキ法と無電解メッキ法のいずれかの方法によるニッケルメッキ層２ａに、次の熱処理が施されている点に特徴がある。即ち、（イ）７００〜１０００℃の温度範囲で、（ロ）水素、グリーンガス等の還元雰囲気、アルゴンガス等の非酸化性ガス雰囲気、又は真空中において、（ハ）処理時間が５〜６０分の範囲内で行われた熱処理である。
【００１９】
そして、ニッケルメッキ層２ａの上から、電解メッキ法と無電解メッキ法のいずれかの方法によるニッケルメッキ層２ｂが形成されていることが必要である。
【００２０】
本発明者の解析によれば、振動子１において、ニッケルメッキ層２ａへ熱処理を施すことにより、ニッケルメッキ層２ａが電解メッキ法又は無電解メッキ法のいずれの方法により形成されていても、ニッケルメッキ層２の耐食性が大きく改善されることが判った。
【００２１】
例えば、ニッケルメッキ層２ａが電解メッキ法により形成されている場合は、ピンホール等の欠陥が減少又は消散されてメッキ層の緻密性と振動子１の表面のタングステン重合金へのメッキ層の密着性が向上し、一方、無電解メッキ法により形成されている場合は、延性と振動子１の表面のタングステン重合金へのメッキ層の密着性が改善される。
【００２２】
また、このようにニッケルメッキ層２を２層以上の層から構成し、ニッケルメッキ層２ａとニッケルメッキ層２ｂの間に形成される界面によって、振動子１の加締めによりニッケルメッキ層２ｂに発生したマイクロクラックがニッケルメッキ層２ａへ伝播することが抑制され、振動子１の表面のニッケルメッキ層２ａが損傷から保護される。
【００２３】
以上のように、本実施の形態においては、振動子１の表面のニッケルメッキ層２ａに熱処理を施すことにより、緻密性と密着性の両者に優れたものとなる。さらに、ニッケルメッキ層２を２層以上の層から構成することにより、第１層のメッキ層２ａが損傷から保護される。
【００２４】
なお、ニッケルメッキ層２が２層以上の層から構成されていても、ニッケルメッキ層２ａに熱処理が施されていない場合は、ＩＥＣ−６８−２−３０規定の高温多湿試験に耐えうる耐食性が得られず、さらに、ニッケルメッキ層２ａに熱処理が施されていても、ニッケルメッキ層２がニッケルメッキ層２ａのみからなる単層構造では、同様に十分な耐食性は得られない。
【００２５】
本実施の形態では、ニッケルメッキ層２は、下記する（ｉ）前処理工程−（ｉｉ）第１層のメッキ層（ニッケルメッキ層２ａ）の形成工程−（ｉｉｉ）熱処理工程−（ｉｖ）第２層以降のメッキ層の形成工程からなる一連の工程により形成する。
【００２６】
（ｉ）前処理工程
タングステン重合金からなる振動子１を用意し、振動子１に、従来法のカセイソーダ溶液等によるアルカリ脱脂洗浄と塩酸活性洗浄を施し、さらに電解脱脂洗浄を行う。次に、洗浄後の振動子１に、フェリシアン化カリ、弗硝酸、又は過酸化水素溶液によるエッチング加工を行い、振動子１の表面に凹凸を形成する。続いて、振動子１の表面に、従来法により、約０．２μｍの電解ニッケルストライク層を形成する。
【００２７】
本発明者による検討結果によれば、上述した振動子１の表面に形成された凹凸は、振動子１の表面とニッケルメッキ層２ａの密着性の改善に有効であることが判った。
【００２８】
（ｉｉ）第１層のメッキ層（ニッケルメッキ層２ａ）の形成工程
（イ）電解メッキ法による場合は、振動子１を陰極に設定し、これを硫酸ニッケルを主成分としたワット浴中に浸し、適正な電流密度範囲で動作させることで振動子１の表面にＮｉを析出させる。
【００２９】
（ロ）無電解メッキ法による場合は、金属塩の硫酸ニッケルと還元剤の次亜りん酸ナトリウムを溶解したメッキ液中に振動子１を浸し、化学反応により振動子１の表面にＮｉを析出させる。
【００３０】
ここで、いずれのメッキ法による場合も、第１層のニッケルメッキ層２ａの厚さは０．５〜３．０μｍの範囲に設定する。
【００３１】
（ｉｉｉ）熱処理工程
振動子１の表面に形成された第１層のニッケルメッキ層２ａに対し、（イ）７００〜１０００℃の温度範囲で、（ロ）水素、グリーンガス等の還元雰囲気、アルゴンガス等の非酸化性ガス雰囲気、又は真空中において、（ハ）処理時間が５〜６０分の範囲内の熱処理を行う。この場合、（イ）において、温度が７００℃未満であると熱処理による効果が得られず、一方、１０００℃を超えると、振動子１が互いに固着してしまう。また、（ハ）で５分未満であると熱処理の効果が得られず、６０分を超えると、それ以上の効果が期待できない。
【００３２】
（ｉｖ）第２層以降のメッキ層の形成工程
ニッケルメッキ層２ａ上に形成された、第２層以降のニッケルメッキ層も、（ｉ）に示したニッケルメッキ層２ａと同様にして形成する。但し、ニッケルメッキ層２ａの厚さを、いずれのメッキ法による場合も０．５〜３．０μｍの範囲に設定したことに伴い、第２層以降のニッケルメッキ層は１〜７μｍの範囲に、かつ全体のニッケルメッキ層２の厚さは１．５〜１０．０μｍの範囲にそれぞれ設定することが必要である。このように第１層のニッケルメッキ層２ａの厚さを第２層以降のニッケルメッキ層の厚さより小さく設定することで、振動子１の表面へのニッケルメッキ層２ａの密着性が高められる。
【００３３】
本実施の形態におけるニッケルメッキ層２の耐食性を確認するために、上述した方法により、振動子１に対して、２種の典型的な構成Ａ、構成Ｂからなるニッケルメッキ層２をそれぞれ形成した。
【００３４】
ここで、構成Ａと構成Ｂのニッケルメッキ層２は、いずれも２層構成である。構成Ａは、第１層が厚さｔ１＝１．５μｍの電解メッキ法によるニッケルメッキ層２ａからなり、第２層が厚さｔ２＝３．５μｍの無電解メッキ法によるニッケルメッキ層２ｂからなる。また、構成Ｂは、第１層が厚さｔ１＝１．５μｍの無電解メッキ法によるニッケルメッキ層２ａからなり、第２層が厚さｔ２＝３．５μｍの電解メッキ法によるニッケルメッキ層２ｂからなる。
【００３５】
構成Ａのニッケルメッキ層２ａには、水素雰囲気中で温度８５０℃／３０分間の熱処理を、構成Ｂのニッケルメッキ層２ａには、水素雰囲気中で温度７８０℃／４０分間の熱処理をそれぞれ施した。なお、いずれの構成においても、メッキ形成前の振動子１に対して、アルカリ脱脂洗浄−電解脱脂洗浄−フェリシアン化カリ溶液によるエッチング加工、塩酸活性洗浄−電解ニッケルストライク処理からなる一連の前処理を施した。
【００３６】
構成Ａと構成Ｂのニッケルメッキ層２を形成した振動子１をモーター４の回転軸５に加締めて固定した状態で、ＩＥＣ−６８−２−３０規定の高温多湿試験を行った。その結果、構成Ａと構成Ｂのニッケルメッキ層２が形成された振動子１にはいずれも腐食は発生せず、本実施の形態によるニッケルメッキ層２が形成された振動子１は優れた耐食性を有することが確認できた。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、携帯電話等に内蔵される振動発生装置用のタングステン重合金からなる振動子において、特にＩＥＣ−６８−２−３０規定の高温多湿試験に耐えうる耐食性が得られる振動子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるニッケルメッキ層が形成された振動子の立体図
【図２】本発明による、振動子に形成されたニッケルメッキ層の断面を示す写真
【符号の説明】
１　振動子
２、２ａ、２ｂ　ニッケルメッキ層
３　取付孔
４　モーター
５　回転軸
【図１】
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【図２】
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