(57)【要約】【課題】  カム面の摩擦抵抗を安定化でき、ヒンジ操作時の感触が良く、耐摩耗性、耐蝕性に優れたヒンジ用カムを実現する。【解決手段】  鉄系焼結材料からなるカム部材の表面が炭素を含有するニッケル層または炭素とリンを含有するニッケル層で被覆され、前記ニッケル層から前記部材の深部に向かってニッケル含有量が減少するニッケル拡散層が形成されているとともに、前記ニッケル拡散層の少なくとも表面層に炭素が含有されていることを特徴としている。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系焼結合金からなる部材の表面が炭素を含有するニッケル層または炭素とリンとを含有するニッケル層で被覆され、前記ニッケル層から前記部材の深部に向かってニッケル含有量が減少するニッケル拡散層が形成されているとともに、前記ニッケル拡散層の少なくとも表面層に炭素が含有されていることを特徴とするヒンジ用カム。
【請求項２】
前記鉄系焼結合金の金属組織が鉄のパーライト組織またはパーライトとフェライトの混合組織である請求項１に記載のヒンジ用カム。
【請求項３】
前記鉄系焼結合金の金属組織がマルテンサイトを含む焼入れ組織である請求項１に記載のヒンジ用カム。
【請求項４】
前記カムは、部材同士の端面に対向配置された対からなり、互いのカム面が当接され、弾性部材で押圧されて相対的に揺動回転するヒンジの開閉位置決め部品として、折り畳み可能な携帯電子機器に用いられる請求項１から３のいずれかに記載のヒンジ用カム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関節部に付設される開閉位置決めを兼ねるヒンジ用カムに関し、電子端末である折り畳み携帯電話器等に好適に利用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
折り畳み式携帯電話器は入力部と表示部がヒンジによって連結されている。二つ折りに畳まれているときは、簡単に開かないように適度な抵抗を示して静止し、操作のときは、受話し易いように、角度が約１７０度程度に開かれ、その位置で適度な抵抗を示して静止するようになっている。この適度な静止抵抗はカムを利用している。このカムは、軸孔をもち、外径が５ｍｍ程度の円筒状部材の端面に凹凸付きのカム面を形成し、カム同士を対向させてコイルバネ等で４０〜５０Ｎ程度に押圧されており、前記静止位置に入る前の回転方向の角度１０〜２０度程度の位置からカム斜面に沿って適度な抵抗を与える。このようなカムとしては、例えば、耐摩耗性や摺動性能と折り畳みする際の感触を良好にするため、本出願人が提案した下記文献１に記載のように、鉄基地の硬さをＨＶ５００以上である焼入れされた鉄系焼結合金からなり、有効多孔率が５〜１５％で、カム面の表面状態が特定の面粗さとしたものがある。また、耐蝕性を高めるために表面にニッケルメッキを施したり、組立時にカム面へグリース等の潤滑剤を塗布して用いられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７６６４２号公報（１〜２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のカムを用いたヒンジは、優れてはいるが、焼入れされた鉄系焼結合金のものは耐蝕性が完全ではなく、ニッケルメッキを表面に施したものはメッキ膜の剥離が懸念される。このような不安定要因は、携帯電話器等の電子端末機器自体の高性能化及び信頼性を損ねている。この発明は、以上の課題を解消して、従来品に比べ、カム面の摩擦抵抗が安定していてヒンジ操作時の感触が良好であるとともに、耐摩耗性及び耐蝕性に優れたヒンジ用カムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、鉄系焼結合金からなる部材（カム部材）の表面が炭素を含有するニッケル層または炭素とリンとを含有するニッケル層で被覆され、前記ニッケル層から前記部材の深部に向かってニッケル含有量が減少するニッケル拡散層が形成されているとともに、前記ニッケル拡散層の少なくとも表面層に炭素が含有されていることを特徴としている。
【０００６】
以上の発明において、鉄系焼結合金は請求項２及び３に記載のように鉄のパーライト組織またはパーライトとフェライトの混合組織であること、または鉄基地の深部に向かって拡散しているニッケル拡散層がマルテンサイトを含む焼入れ組織であることが好ましい。適用例として、請求項４に記載のように、前記カムは部材同士の端面に対向配置された対からなり、互いのカム面が当接され、弾性部材で押圧されて相対的に揺動回転するヒンジの開閉位置決め部品として、折り畳み可能な携帯電子機器に使用される。
【０００７】
前記ヒンジ用カムの製造方法としては、鉄系焼結材料からなるカム部材にニッケル被膜を形成しておき、前記鉄系焼結材料の鉄炭素系標準状態図におけるオーステナイト領域の温度に加熱したのち冷却する。ニッケル被膜は、電気ニッケルメッキまたは無電解ニッケルメッキで容易に形成できる。このうち、無電解ニッケルメッキで形成されるニッケル被膜は、リンの含有量が５質量％以下であることが好ましい。また、オーステナイト領域の温度に加熱する際のガス雰囲気は、鉄系焼結材料のカム部材の炭素含有量に応じて、浸炭性ガス雰囲気中、前記カム部材の炭素含有量と同等のカーボンポテンシャルのガス雰囲気中、または前記カム部材の炭素量よりカーボンポテンシャルが低いガス雰囲気中のいずれかで行う。また、加熱後の冷却は徐冷または焼入れで行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るヒンジ用カムは、鉄系焼結合金のカム部材表面にニッケル被膜が強固に密着し、ヒンジ特性として要求される滑り性能、耐摩耗性、耐蝕性が共に優れ、しかも製法的に簡易かつ量産性に優れており、これによって折り畳み携帯電話器や電子辞書等のヒンジ部に適用すると、開閉の操作感触を当初から良好にし美観も好ましいものとなり適用製品の品質及び信頼性の向上に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のヒンジ用カム及びその製造方法を説明する。この説明では、発明構成を要部毎に詳述した後、実施例を挙げて作動特性及び有用性を明らかにする。
【００１０】
（１）カム材料
発明対象のカム材料は鉄系焼結材料である。該鉄系焼結材料としては純鉄、銅や炭素を含むもの、或いはクロム、モリブデン、バナジウム、タングステン、ニッケル等の強化元素を含む炭素鋼組成等を採用することができるが、特別に限定しなくてもよい。製造方法は、通常の鉄系焼結材料の場合と同じように、原料粉末を圧粉成形及び焼結し、必要に応じてサイジングやバレル研磨、ショットブラスト等の後処理を施すことができる。この場合、焼結体の密度は通常、６．６Ｍｇ／ｍ３以上が好ましい。これは、所定強度を確保すると共に、密度を高めにして気孔量を少なくし、メッキ処理の際にメッキ液が気孔に入り難くするためである。
【００１１】
（２）表面のニッケル層
上記鉄系焼結材料の表面、つまり少なくとも相手側部材と当接するカム端面にニッケル層が形成される。通常はニッケル層が鉄系焼結材料の表面の全面に形成される。該ニッケル層は、電気ニッケルメッキまたは無電解ニッケルメッキにより所定厚の被膜として形成される。ニッケルメッキの工程は次のような公知技術を適用できる。すなわち、電気ニッケルメッキでは、鉄系焼結材料のカム部材をアルカリ浸漬脱脂処理、電解洗浄処理、酸活性処理、下地ニッケルメッキ処理、及びニッケルメッキ処理の手順で行なわれる。アルカリ浸漬脱脂処理は、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムを含む水溶液の温液に約１０分間浸漬して行う。また、電解洗浄処理は、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、炭酸ナトリウムを含む水溶液の温液中で、電流密度１０Ａ／ｄｍ２の電流を加えて約１０分間浸漬して行う。次いで、酸活性処理は、塩酸水溶液に約１分間浸漬して行う。さらに、下地ニッケルメッキ処理は、塩化ニッケルおよび塩酸を含む水溶液中で、電流密度５〜１０Ａ／ｄｍ２の電流を加えて約１５分間浸漬して行う。最後に、ニッケルメッキ処理は、硫酸ニッケル、塩化ニッケル及びほう酸を含む水溶液中で、電流密度５Ａ／ｄｍ２の電流を加えて約１２分間浸漬して行う。
【００１２】
無電解ニッケルメッキでは、鉄系焼結材料のカム部材をアルカリ浸漬脱脂処理、酸活性処理、無電解ニッケルメッキ処理の手順で行なわれる。アルカリ浸漬脱脂処理は、水酸化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムを含む水溶液の温液に約１０分間浸漬して行う。また、酸活性処理は、塩酸水溶液に約１分間浸漬して行う。さらに、無電解ニッケルメッキは、次亜リン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウムおよび塩化ニッケルを含む水溶液の温液に約２５分間浸漬して行う。なお、この無電解ニッケルメッキは、ニッケル・リンメッキとすることができ、この場合にはメッキ液中の次亜リン酸ナトリウムの含有量およびｐＨによってリン含有量を調整することができる。ニッケル層中のリンは、熱処理によって鉄系焼結合金へ拡散して脆性を高くし、ニッケル層及び鉄系焼結合金への浸炭を抑制する作用があるので、ニッケルメッキ被膜中のリン含有量は５質量％以下の範囲内とされる。
【００１３】
（３）ニッケル層の厚さ
以上のニッケル層は製品の寸法精度、耐蝕性などによって薄く設定したり厚く設定したりするが、剥離性及び耐蝕性等の点から通常、厚さ２〜８μｍ程度に設定される。メッキ厚さは、例えば、メッキ液に浸漬する時間によって制御することができる。
【００１４】
（４）熱処理
熱処理は、鉄炭素系状態図のオーステナイト領域の温度に加熱したのちに徐冷する形態と、焼入れ、焼戻しする形態とのいずれかである。好ましくは強度が高くなる後者が望ましい。熱処理のガス雰囲気、温度、加熱時間などは、通常の処理形態を採用することができる。熱処理のガス雰囲気は、カーボンポテンシャルが０．１〜１．２％の範囲内で、カム材料の炭素含有量に応じて適宜選択される。
【００１５】
熱処理のガス雰囲気は、鉄系焼結材料に炭素を含まないものに対しては浸炭性ガス雰囲気中で加熱される。また、鉄系焼結材料に含有する炭素量が０．６質量％以下のものに対しても浸炭性ガス雰囲気中で加熱することができる。浸炭性ガス雰囲気のカーボンポテンシャルは、鉄系焼結材料の含有炭素量に応じて決定される。例えば、鉄系焼結材料の炭素量が約０．２質量％の場合は、カーボンポテンシャルは約０．６〜０．８％程度とされる。この場合に、熱処理温度はＡ３変態点以上の約８５０〜９００℃とされ、また、加熱時間は約９０〜１８０分間程度とされる。また、母材への浸炭深さを少なくする場合などでは、カーボンポテンシャルを１．２％程度まで高くすることができる。このような加熱により、ニッケル層及びその深部に位置する鉄基地に浸炭がなされるとともに、ニッケルと鉄とが相互に拡散する。また、ニッケル及び炭素の含有量は、表面から深部に向かって徐々に減少する。
【００１６】
また、上記浸炭熱処理後に焼入れする場合では、浸炭させる温度領域は比較的高い温度、例えば、Ａ３変態点より１００℃程度高い温度とし、焼入れ準備段階の保持温度をＡ３変態点温度附近、例えば、Ａ３変態点より５０℃程度高い温度とすることができる。このような２段階の加熱を行うことで、浸炭時間を短くすることができ、しかも焼入れ組織が良好なものとなる。
【００１７】
鉄系焼結材料のカム部材に炭素を含有するものに対して、熱処理のガス雰囲気をカム部材に浸炭も脱炭もしないカーボンポテンシャルとして行うことができる。このようなカム部材の炭素量と同じカーボンポテンシャルのガス雰囲気による熱処理によれば、ガス雰囲気およびカム部材中からニッケル被膜中に浸炭され、ニッケル層と鉄系材料部材の炭素量がほぼ同じ状態になるとともに、ニッケルが部材に拡散する。この場合の鉄系焼結材料の炭素量は０．４〜０．６質量％程度のものが好ましい。
【００１８】
炭素含有量が比較的多いカム部材に対しては、熱処理のガス雰囲気をカム部材の炭素量より少ないカーボンポテンシャルで行うことができる。これは炭素量０．４〜０．９質量％程度のカム部材に適用することができる。このようにして熱処理を行うと、ガス雰囲気およびカム部材中の炭素がニッケル層に浸炭する。カム部材の表層部は炭素量が減少するとともにニッケルが拡散する。カーボンポテンシャルがないガス雰囲気で熱処理すると、ニッケル皮膜への浸炭が母材だけから行われ、母材の炭素量が減少するとともにニッケル皮膜表面の炭素量が低いものとなるので、ガス雰囲気のカーボンポテンシャルは０．１％以上にすることが好ましい。このように、ニッケルと鉄とが相互拡散することによりニッケル層と部材とが強固に接合されるので、剪断や衝撃を与えても剥離が起こり難く、また、焼入れしてもひび割れや剥離を生じ難いものになる。前記した熱処理形態のうち、浸炭性ガス雰囲気中で加熱したものは、その他のガス雰囲気中で加熱したものに比べてニッケルと鉄との拡散が比較的大きくなり好ましい。
【００１９】
（５）製品の断面組織
ニッケルメッキされたカム部材を浸炭性ガス中で加熱して徐冷した製品は、表面がニッケル層で覆われ、ニッケル層の下層が鉄のパーライト組織またはパーライトとフェライトの混合組織になる。熱処理前のカム部材に炭素が含まれていなく体積が大きいものではカム部材の中心部がフェライト組織になることがある。熱処理前のカム部材に炭素を含むものでは、徐冷した製品（カム部材）が鉄のパーライト組織となる。また、焼結材料からなるカム部材の表面はニッケル層によって封孔された状態となる。なお、ニッケルメッキされた鉄系焼結材料からなるカム部材を加熱した後焼入れ焼戻しした製品は、炭素を含みニッケルと鉄が拡散している領域が焼入れ性が向上しているため、急冷によってマルテンサイト組織になり易い状態である。炭素を含まず比較的大きいカム部材の場合では、カム部材の中心部はフェライト組織になる。
【００２０】
ニッケルメッキされた炭素を含有するカム部材をカム部材の炭素量と同じカーボンポテンシャルのガス中で加熱して徐冷した製品は、パーライト組織またはパーライトとフェライトの混合組織になる。また、炭素を含有するカム部材を用い、カム部材の炭素量より少ないカーボンポテンシャルのガス雰囲気中で加熱し徐冷した製品もパーライト組織またはパーライトとフェライトの混合組織になる。鉄基地にニッケルが拡散した領域は、焼入れ性が向上しているため、冷却速度が比較的速い場合は、ベーナイト組織や微細なパーライト組織になる。
【００２１】
このような製品の断面を電子線マイクロアナライザー（ ＥＰＭＡ：Electron  Probe  Microanalyzer）で炭素、ニッケル、リンおよび鉄の濃度（この濃度は、検出カウント量を示している。以下同じ。）を分析すると次のようになっている。例えば、ニッケルメッキされた炭素の含有量か低いカム部材を浸炭性ガス中で加熱して冷却した製品の場合、炭素の濃度はニッケル層表面が最も多く、内部に向かって低下する。ニッケルは、ニッケル層の表面に炭素が多く含有している結果、ニッケル層表面の濃度が低くなる。また、ニッケル層の深部に向かって炭素量が減少する結果、ニッケル層の表面から僅かに深部の所でニッケル濃度が最大値を示し、さらに深部に向かうにつれて鉄基地への拡散によってニッケル濃度は低下する。一方、炭素を含有するカム部材をカーボンポテンシャルが低いガス雰囲気中で加熱し冷却した製品では、炭素濃度は、深部よりもニッケルの拡散層の方が低く、ニッケル層の表面が最低値を示す。これは、カム部材中の炭素がニッケル層に浸炭しているためである。
【００２２】
無電解ニッケルメッキの態様において、リンの濃度は、ニッケルの濃度パターンと類似しており、ニッケル層表面の含有量が少ない状態で、やや深部に向かって炭素量が減少することによりリンの濃度が最大になり、さらに深部の鉄にニッケルが拡散している部位に向かって減少する形態となる。なお、ニッケル・リンメッキ被膜中のリン含有量が多いほど、上記炭素濃度が低くなり、表面から炭素が拡散する深さも小さくなる。これに対し、鉄の濃度は、ニッケル、炭素またはリンの拡散によって製品の表面に向かって低下する。
【００２３】
（６）製品の外観
熱処理された製品カムのニッケル層の表面は、光沢がない白灰色をしている。ニッケル層は熱処理によりピットなどの欠陥がなくなり、ニッケル層が鉄系焼結合金に冶金的に接合された状態となり、特に、気孔がある鉄系焼結材料の表面が封孔されているため、耐蝕性に優れたものとなっている。ニッケルメッキしたままの製品と、それを熱処理した製品とを塩水噴霧試験すると、その差は明白に現れる。カーボンポテンシャルの高い浸炭性ガス雰囲気で熱処理したものでは、ニッケル層表面に煤が付着（ｓｏｏｔｉｎｇ）することがあり、バレル研磨などで除去される。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の有用性を実施例と比較例により明らかにする。この例は、ヒンジ用カムの形状は、外径が５ｍｍの円筒状で、一端面に二つのカム山が対角線上にあり、カム山とカム底の間は傾斜面になっている。カム面は軸心から放射状に形成されており、カム底およびカム山は角度６０゜の範囲、傾斜面が角度３０゜の範囲内のカム形状である。
【００２５】
（試料の作製）  鉄系焼結材料は、鉄粉、銅粉、黒鉛粉及び成形潤滑剤を所定割合に混合した粉末を金型中で圧縮成形し、非酸化雰囲気中、温度１１２０℃で焼結したものである。この組成はＣｕ：１．５質量％、結合炭素量０．２質量％で、密度６．９Ｍｇ／ｍ３の焼結合金である。この鉄系焼結合金からなるカム部材を試料１〜４として用いた。また、前記試料と同様な工程で結合炭素量が０．６質量％の鉄系焼結合金からなるカム部材を作製し試料５及び試料６として用いた。具体的には以下のとおりである。
【００２６】
・試料１は、前記炭素量０．２質量％の鉄系焼結合金部材に電気ニッケルメッキを施したものである。メッキ厚さ５μｍである。
・試料２は、前記試料１を浸炭ガス雰囲気中、８８０℃で９０分間加熱後、徐冷したものである。
・試料３は、前記試料１を浸炭ガス雰囲気中、８８０℃で９０分間加熱後、油焼入れし、１８０℃で６０分間の焼戻しをしたものである。
・試料４は、前記炭素量０．２質量％の鉄系焼結合金部材に無電解ニッケルメッキを施し浸炭ガス雰囲気中、８８０℃で９０分間加熱後、油焼入れし、１８０℃で６０分間の焼戻しをしたものである。無電解ニッケルメッキしたニッケル層中のリン含有量は２質量％で、メッキ厚さは５μｍある。
・試料５は、前記炭素量０．６質量％の鉄系焼結合金部材に電気ニッケルメッキを施し、この試料をカーボンポテンシャルが約０．６％のガス雰囲気中で８８０℃で９０分間加熱後、油焼入れし、１８０℃で６０分間の焼戻しをしたものである。メッキ厚さ５μｍである。
・試料６は、前記炭素量０．６質量％の鉄系焼結合金部材に電気ニッケルメッキを施し、この試料を脱炭性のガス雰囲気中、８８０℃で６０分間加熱後、油焼入れし、１８０℃で６０分間の焼戻しをしたものである。メッキ厚さ５μｍである。
【００２７】
これに対し、試料７は、特開２００２−２７６６４２号公報に記載のものと同じものである。すなわち、  組成がＮｉ：３質量％、Ｍｏ：０．５質量％、残部Ｆｅの合金粉末に、銅粉を１．５質量％、ニッケル粉を２質量％、黒鉛を０．６質量％及び成形潤滑剤を配合した混合粉末を圧縮成形し、非酸化雰囲気中で１１３０℃で焼結し、結合炭素量が０．４％で、密度６．９Ｍｇ／ｍ３の焼結体を作製し、その焼結体にバレル研磨処理を施し、タービン油を含浸させたものである。
【００２８】
（断面顕微鏡組織）以上の試料１〜７の断面顕微鏡組織は次のとおりである。
・試料１のものは、鉄基地がフェライトとパーライトの混合組織で、試料表面にニッケル層が付着している。
・試料２のものは、鉄基地がフェライトとパーライトの混合組織で、ニッケル層の下層は浸炭されて炭素量が多く、フェライト組織が少なくなっている。また、試料表面のニッケル層は鉄基地に拡散しており、腐蝕液（ナイタール）で腐蝕されにくい領域が試料１より少し厚くなっている。
・試料３のものは、表層がニッケル層で、その下層から中心部までマルテンサイト組織である。断面硬さは、ニッケル層表面から０．１ｍｍの深さで平均ＭＨＶ７６５、深さ２ｍｍの位置で平均ＭＨＶ７００である。
・試料４のものは、試料３と同様に、表層がニッケル層でその下層から中心部までマルテンサイト組織である。断面硬さは、ニッケル層表面から０．１ｍｍの深さで平均ＭＨＶ７６０、深さ２ｍｍの位置で平均ＭＨＶ６８０である。これは試料３に比べニッケル中のリンが浸炭を抑制しているものと推定される。
・試料５のものは、試料３と同様に表層がニッケル層で、その下層から中心部までマルテンサイト組織である。断面硬さは、ニッケル層表面から０．１ｍｍの深さで平均ＭＨＶ７６５、深さ２ｍｍの位置で平均ＭＨＶ７００である。
・試料６のものは、試料３と同様に表層がニッケル層で、その下層から中心部までマルテンサイト組織である。断面硬さは、ニッケル層表面から０．１ｍｍの深さで平均ＭＨＶ５８０、深さ２ｍｍの位置で平均ＭＨＶ６８０である。
・試料７のものは、鉄基地がフェライトとパーライトの混合組織である。
【００２９】
（ＥＰＭＡ線分析）以上のニッケルメッキを施した試料１〜６について、試料断面における表面近傍のＥＰＭＡ線分析した結果、次のことが確認された。
・試料１の場合、ニッケルと鉄の濃度は画然と分離しており、鉄系焼結合金の表面にニッケルが被覆している状態である。ニッケル層の中に炭素は認められない。
・試料２の場合、ニッケル濃度は、ニッケル層表面が浸炭によって僅かに少なくなっており、ニッケル層の中のやや深部で最大値となり、鉄基地中に拡散して深部に向かって緩やかに減少している。具体的には鉄基地中に２５〜３０μｍ程度拡散している。炭素濃度は、ニッケル層表面で最も多く、鉄基地の深部に向かって緩やかに減少している。鉄濃度は、鉄基地内部からニッケル層に向かって緩やかに減少している。
・試料３の場合、各元素の濃度は試料２とほぼ同様なパターンを示している。
・試料４の場合、各元素の濃度は試料２とほぼ同様なパターンを示している。ただし、リンを含んでいる点で相違している。リンの濃度は、ニッケル層を透して浸炭しているため、ニッケル層の表面が僅かに少なく、ニッケル層の中のやや深部で最大値となり、鉄基地中に拡散して深部に向かって緩やかに減少し、表面から約１０μｍ程度まで拡散している。
・試料５の場合、ニッケル濃度は、鉄基地中に拡散して深部に向かって緩やかに減少している。炭素濃度は、ニッケル層表面と鉄基地中がほぼ同じ濃度である。
・試料６の場合、ニッケル濃度は、鉄基地中に拡散して深部に向かって緩やかに減少している。炭素濃度は、ニッケル層表面で最も少なく、鉄基地にニッケルが拡散している領域で緩やかに上昇し、深部で最大値になっている。
【００３０】
（塩水噴霧試験）以上の各試料について塩水噴霧試験により耐蝕性を調べた。この結果は次のとおりである。なお、この試験では、塩水を同一条件で９６時間噴霧した後の試料外観を比較して耐蝕性を判断した。
・試料１のものは、褐色の錆が斑点状に発生している。ニッケルメッキ層で覆われているものの、微細な隙間があるためと推察される。
・試料２のものは、灰白色のままで、錆が認められない。これは、ニッケル層が焼結されたような状態で、ニッケルメッキ層の欠陥が修復され、ニッケルと鉄との拡散により強固な被膜になっているためと推察される。
・試料３のものは、試料２と同様に錆は認められない。
・試料４のものは、試料２と同様に錆は認められない。
・試料５のものは、試料２と同様に錆は認められない。
・試料６のものは、試料２と同様に錆は認められない。
・試料７のものは、気孔中に含油しているが、全面が褐色の錆で覆われている。
【００３１】
（ヒンジ性能）この試験では、各試料ごとに、折り畳み携帯電話機のヒンジ機構と同様に組み立て、繰り返し開閉操作を行い、開閉の感触（フィーリング）と摩耗状況を観察した。なお、ヒンジ機構は、同じ試料を２個づつ組とし、試料カム同士（一対）のカム面を対向させて軸支し、潤滑油を塗布し、弾性部材であるバネにより４０Ｎで押圧している。開閉角度は１６０゜で、完全開及び完全閉になる直前は傾斜面同士が対面し、バネ力だけで開閉するようになっている。
【００３２】
・試料１を用いたものは、開閉状態の感触として、比較的遅い場合と速い場合があり、繰り返しによる状態のばらつきが認められる。これはニッケルメッキ表面の凹凸に起因するためと推察される。また、約５００回程度の開閉操作を繰り返すと安定してくる。この点は、５００回程度開閉すると、カム表面のニッケルメッキ表面が変形して表面状態が平滑化してくることに起因すると推察される。すなわち、試料１のものは従来品であり、初期特性に難点がある。
・試料２を用いたものは、初期段階で開閉が多少不安定となることもあるが、試料１に比べて数段優れている。これは、浸炭熱処理によって表面状態が平滑になっているものと考えられる。耐久性もある。開閉の感触はニッケル層がない試料７と同じ程度である。
・試料３を用いたものは、試料２と同等である。
・試料４を用いたものは、試料２と同等である。
・試料５を用いたものは、試料２と同等である。
・試料６を用いたものは、試料２と同等である。
・試料７を用いたものは、使用し始めからスムースに安定してヒンジの開閉ができるが、前記した耐蝕性が劣る。
【００３３】
（ニッケルメッキ被膜の接着性）この試験では、試料１〜６について、前記ヒンジ性能試験をした試料を圧壊し、その破断面を観察することにより接着性を評価した。
この観察において、試料１のものは、破断面の縁にニッケル被膜がバリ状に出ていたり、鉄系焼結合金部材から剥離している。試料２〜６のものは、鉄系焼結合金部材とニッケル被膜とがほぼ面一な状態の破断面であり、ニッケルと鉄とが合金化されていることにより、被膜が強く接着されている。このため、試料１のものは摩耗が進むと剥離摩耗を起こす懸念があるのに対し、試料２〜６のものはそのような不安定要因が全くない。
【００３４】
（総合評価）以上の試験結果からは次のようなことが分かる。まず、試料７のニッケル被膜なしの焼入れ焼き戻し及びバレル研磨したカム製品は、良好なヒンジ性能を示すが、耐蝕性が劣り、大気中に露出して用いられるカム機構に用いる場合は耐蝕性に対する配慮が必要となる。また、試料１の鉄系焼結合金にニッケルメッキを施しただけのものは、折り畳み携帯電話のヒンジに用いると、良好なヒンジ特性を示すものの、初期特性に難点が認められ、耐蝕性がやや悪く、鉄系焼結合金部材との密着性が劣り、使用に際しこれらを考慮する必要がある。
【００３５】
これに比べ、試料２のニッケルメッキを施した後、浸炭加熱及び徐冷したものは、ニッケルメッキ被膜が強固に接着しており、また、耐蝕性にも優れており、折り畳み携帯電話のヒンジに用いると、良好な開閉感触が初期から得られる。耐蝕性は良好である。試料３及び試料４のニッケルメッキを施した後浸炭加熱し焼入れ焼戻ししたもの、試料５の熱処理の加熱を鉄系焼結合金部材の炭素量と同じカーボンポテンシャルのガス雰囲気で行ったもの、および試料６の熱処理の加熱を鉄系焼結合金部材の炭素量より少ないカーボンポテンシャルのガス雰囲気で行ったものも同様に、ニッケルメッキ被膜が強固に接着し、耐蝕性にも優れているため、折り畳み携帯電話のヒンジに用いると、良好な開閉感触が初期段階から得られ、その状態を長期に維持できる。また、鉄系焼結合金は焼入れされ強度が高いので、より過酷な使用状態のカムに適用することができる。