(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム合金圧延板素材に熱間又は温間の鍛造による塑性加工が施され、主要部の肉厚が０．２〜１．０ｍｍであり、電気抵抗率が４．３〜４．８０μΩ・ｃｍで、内側部の表面に平均粗さＲａが０．０１〜０．２ｍｍである凹凸部が形成されていることを特徴とする電磁波シールド性に優れた携帯通信端末用筐体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金からなる素材を鍛造などの塑性加工により成形した携帯電話用筐体などの有線又は無線による通信に用いられる携帯通信端末用筐体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の電子機器からは電磁波が外部に洩れ、この電磁波が他の電子機器の誤動作を引き起こしたり、人体に悪影響をおよぼすことが指摘されている。このため、電子機器から漏洩する電磁波を遮蔽・吸収するための対策が種々提案されている。例えば、熱可塑性樹脂製の筐体から構成される電子機器では、筐体の内側部に電磁波を遮蔽・吸収するシール部を設けることが行われている。また、導電性があり、かつ比重が小さい金属であるアルミニウム合金やマグネシウム合金等をダイカスト鋳造法あるいは半溶融成形加工法により筐体を成形し、電子回路から漏洩した電磁波をこの導電性の筐体により遮蔽・吸収する方法も提案されている。さらに、熱可塑性樹脂と導電性金属からなる複合筐体により電磁波を遮蔽・吸収する方法も提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、急激に普及している携帯電話等の携帯通信端末用の筐体に要求される機能としては、上記電磁波の遮蔽・吸収の他に、意匠性、小型軽量化、耐衝撃性（剛性）、製造時の生産性がある。今後、特に携帯電話の高機能化にともなう液晶表示装置の大型化等により筐体の開口率（筐体の全表面積に対する開口部の比率）は一層大きくなり、前記電磁波の漏洩対策と筐体の剛性向上が強く要求されてくる。
【０００４】
さらに、携帯電話機の高機能化に伴い、内装される電子回路から漏洩する電磁波の強度はますます強いものとなり、筐体に対する電磁波シールド性のさらなる向上も求められている。
さらには、他の電子機器から発生する電磁波により、誤動作を起こすことも考えられ、筐体に対する電磁波シールド性の向上が求められていた。
【０００５】
携帯電話から漏洩する電磁波を遮蔽・吸収し、さらに筐体を軽量化しかつ剛性を高くする方法として、前記の通りマグネシウム合金をダイカストあるいは半溶融加工法などの鋳造法により成形した筐体が提案されている。しかし、マグネシウム合金の溶湯を鋳造して得られる成形体は、その製法上の制約から、比較的厚肉のものに限定され、鋳造法で成形した場合は、その肉厚の最小値は０．８ｍｍ程度が限界である。また、その製造過程中において、鋳造欠陥や酸化物を内部および表面に介在させてしまう恐れが大きい。もしも、これら欠陥が介在していると、機械的強度および耐食性について問題が発生する。
【０００６】
ダイカスト鋳造法によりマグネシウム合金製の筐体を成形する場合には、マグネシウム合金はＡＳＴＭ規格のＡＺ９１材が一般に使用されている。そして成形した筐体には、操作ボタンや液晶表示装置用の開口部を設けるためにプレス打ち抜き加工を行う必要がある。しかし、 ＡＺ９１材を使用した場合には、このプレス打ち抜き面にバリが発生しやすく、このバリの除去工程を設ける必要が生じ生産性低下の要因になっている。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善し、電磁波の遮蔽・吸収機能を向上させるとともに電磁波による電子回路の誤動作も防止し、さらに薄型にしても剛性が向上し、かつ製造時の生産性も向上する携帯電話用筐体を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マグネシウム合金圧延板素材に熱間又は温間の鍛造による塑性加工が施され、主要部の肉厚が０．２〜１．０ｍｍであり、電気抵抗率が４．３〜４．８０μΩ・ｃｍで、内側部の表面に平均粗さＲａが０．０１〜０．２ｍｍである凹凸部が形成されていることを特徴とする電磁波シールド性に優れた携帯通信端末用筐体である。
【０００８】
本発明で用いられるマグネシウム合金素材としては、塑性加工の素材として考えられる押出し材などの中から特に加工性、組織の均一性などを考慮して、圧延板素材が最適である。
【０００９】
また、本発明の携帯通信端末電話用筐体は、前記マグネシウム合金が、質量比で、Ａｌ：１〜６％，Ｚｎ：２．５％以下、微量元素０．２％以下を含有すると好ましい。
マグネシウム合金を鍛造して、携帯電話用筐体を製造するに際しては、鍛造性に優れたマグネシウム合金であることが望ましい。アルミニウム含有量が少ないと鍛造性は良いが、剛性が悪くなるので、少なくともアルミニウムは１％以上含有させる。一方、アルミニウム含有量が多くなると鍛造性、耐食性が低下する。このため、アルミニウム含有量を６％以下とする。亜鉛もアルミニウムと同様な影響があり、鍛造性とメタルフローの兼ね合いから２．５％以下含有させる。微量元素としては、希土類元素，リチウム，ジルコニウム等である。このような合金としては、例えば、ＡＳＴＭ規格のＡＺ３１合金、ＡＺ２１合金、ＡＭ２０合金などからなる展伸材がある。
【００１０】
上記組成を有するマグネシウム合金であれば、塑性加工、特に熱間鍛造で超薄肉かつ高剛性に、また、液晶表示部係合孔、押釦嵌合孔などを容易に精度良く打ち抜き成形できる。
特に、マグネシウム合金圧延薄板素材に熱間鍛造を施すことで、素材状態からの強度向上が著しく、伸びは変わらないが、引張強さが約１．３倍、耐力が約１．５倍程度と高剛性となる。携帯通信端末用筐体としてより好ましくは、２７０ＭＰａ以上の引張強度、１４０ＭＰａ以上の耐力を有し、さらに圧延薄板素材を用いることにより、素材中の欠陥の発生がほとんどないことから、成形された筐体の欠陥を起因とする強度低下の問題の発生も少ない。主要部肉厚が０．２ｍｍ未満では筐体の剛性が不足する。一方、主要部肉厚が１．０ｍｍを超えると、外形寸法を規定した場合、筐体内に実装する容積を確保できないことがある。主要部肉厚は好ましくは０．３〜０．８ｍｍである。主要部とは、肉厚変動のない部分を指し、突起部などがある部分は含めないものとする。
【００１１】
また、本発明においては、上記のマグネシウム合金素材を鍛造などの塑性加工することにより、電磁波シールド性の指標の一つである電気抵抗率を、ダイカスト法などの鋳造法により成形した筐体より高くすることができる。その値は、電気抵抗率が４．３〜４．８０μΩ・ｃｍである。そして、電気抵抗率が高いほど、電磁波を遮蔽・吸収する効果が高くすることができる。本発明のようにマグネシウム合金からなる薄板素材を鍛造により成形した筐体は、鋳造法により成形した筐体と比較して電磁波を遮蔽・吸収する効果は向上することになる。好ましい電気抵抗率は４．５〜４．８０μΩ・ｃｍである。
【００１２】
また、本発明の携帯通信端末用筐体においては、筐体の内側部の表面に微細な凹凸部を形成している。携帯電話の筐体内の電子回路から発生した数ＧＨｚの電磁波は、この微細な凹凸部により筐体内への反射を抑制することができる。すなわち、筐体の内側表面の微細な凹凸部により電磁波は渦電流による損失作用が生じて減衰することになる。この作用により、本発明の携帯電話用筐体は、電子回路から発生した電磁波の反射を防止するために、電子回路の誤動作を防止する効果も生じることになる。なお、筐体の内側部に形成する上記の微細な凹凸部は、平坦な面を有する箇所の可能な限り広い範囲に形成することが好ましい。また、上記微細な凹凸部の平均粗さＲａは０．０１〜０．２ｍｍにすると電磁波の反射を抑制し減衰効果を向上させることができる。また微細な凹凸の形成方法は鍛造に用いる金型の表面に形成して、筐体に転写しても良いし、鍛造後にショットブラストなどを行うことにより、形成しても良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１、図２は本発明の実施の形態を示す展開組立図である。同図において、１は上側筐体（フロントケース）、２は操作ボタン用開口部、３は液晶表示装置用開口部、４はフリップ、５は下側筐体（リアケース）、６はアンテナ、７は下側筐体５に設けたアンテナ６を挿入する挿入口、８は回路基板、９はバッテリー、１０はバッテリーケース蓋である。上側筐体１、下側筐体５および回路基板８にはネジ孔１１、１２、１３等を設けてネジ（図示せず）により上側筐体１と下側筐体５との間に回路基板８が固定される構造になっている。また、上側筐体１と下側筐体５との嵌合は、図示していないが、合わせ面に嵌合用凹凸部を設けて気密な嵌合ができる構造になっている。なお、図１、図２には示していないが、上側筐体１の上方部にはスピーカ用開口部、同下方部にはマイクロホン用の開口部が成形されている。
【００１４】
本発明は、上側筐体１、下側筐体５およびバッテリーケース蓋１０とをマグネシウム合金からなる厚さ３ｍｍ以下の薄板素材（展伸材）を鍛造とプレス加工との組合せにより成形したことに特徴がある。このマグネシウム合金は鍛造性がよい展伸材を用いることが好ましい。本発明に用いるマグネシウム合金の組成は、前記のように重量比でＡｌ：１〜６％、Ｍｎ：０．５％以下、微量元素が０．２％以下、残部がＭｇおよび不可避不純物からなる展伸材を用いるとよい。このような展伸材としては、例えば、ＡＳＴＭ規格のＡＺ３１合金、ＡＭ２０合金が適している。また、厚さ３ｍｍ以下の薄板素材を使用する理由は下記の通りである。厚さ３ｍｍを超えるマグネシウム合金薄板素材を用いて、最も薄い箇所で厚さ０．２〜１．０ｍｍの薄肉筐体を鍛造成形しようとすると、鍛造加工の圧下率を大きくしなければならず、鍛造時のマグネシウム合金のメタルフローが著しくなり、再結晶した微粒子がメタルフローに沿って出現したり、偏析して存在したりする恐れがある。このため、厚さ３ｍｍ以下のマグネシウム合金製の薄板素材を使用することが好ましい。
【００１５】
また、本発明においては、上側筐体１、下側筐体５およびバッテリーケース蓋１０の内側部の底部１ａ、５ａの表面に微細な凹凸部を形成する。この凹凸部を形成する範囲は、底部１ａ、５ａの可能な限り広い範囲とすることが好ましい。例えば、上側筐体１の操作ボタン用開口部２の間の平坦部にも凹凸部を形成する。また、この凹凸部の表面の平均粗さＲａは、０．０１〜０．２ｍｍになるように成形することが好ましい。このように微細な凹凸部を形成することにより、筐体内部の電子回路から発生した電磁波は、この凹凸部により吸収されて反射を防止することができ、渦電流の発生による損失で減衰する。この作用により、携帯電話の回路基板８等から発生した電磁波は、携帯電話器の外部への漏洩を極力少なくすることができ、また電子回路の誤動作も防止することができる。さらに、本発明においては、マグネシウムの電気抵抗率は鋳造状態より圧延（鍛造）状態のほうが高くなる。従って、マグネシウム合金を鋳造により成形した筐体と比較して、鍛造により成形した本発明の携帯電話用筐体の方が電磁波の外部への漏洩防止効果は大となる。
【００１６】
続いて、本発明の携帯電話用筐体の製造方法について説明する。本発明の携帯電話用筐体は、次の手順により製造することができる。
１）板厚３ｍｍ以下のマグネシウム合金からなる薄板素材を３００〜５００℃に加熱する（予備加熱工程）。この薄板素材としては、前記の通り鍛造性に優れたマグネシウム合金であるＡＳＴＭ規格のＡＺ３１合金、ＡＭ２０合金からなる展伸材を用いることが好ましい。
２）この予備加熱された薄板素材を３００〜５００℃に保持しながら、３００〜４５０℃に加熱保持された金型内に載置して、１００〜３０００ＭＰａの成形荷重を負荷しながら１〜５００ｍｍ／秒の鍛造速度、７５％以下の圧下率で薄板素材を展伸させ周壁部を有する有底形状成形体に鍛造加工する（荒鍛造工程）。なお、鍛造速度を上記のようにする理由は次の通りである。すなわち、鍛造速度が５００ｍｍ／秒を超えると、メタルフローが鍛造速度に円滑に追従できなくなり、メタルフローに乱れが生じて所望の形状が得られなくなる。また、鍛造速度が１ｍｍ／秒未満では、薄板素材の温度が低下して良好な鍛造成形精度が得られなくなり、また生産性も低下する。荒鍛造工程において、圧下率を７５％以下にして荒鍛造する理由は、７５％を超えると鍛造加工による発熱が付加されて、発火・燃焼する恐れがあるからである。安全性を考慮すると５０％以下の圧下率で荒鍛造することが好ましい。また、この圧下率の加工は一度の鍛造で行うことも可能であるが、複数回に分けて鍛造を行ってもかまわない。
【００１７】
３）上記２）の荒鍛造工程で成形した有底形状成形体を３００〜５００℃に加熱した後、この有底形状成形体を３００〜４００℃に加熱保持された仕上鍛造用金型内に載置して、３００〜５００℃に保持しながら１００〜２０００ＭＰａの成形荷重を負荷しながら１〜２００ｍｍ／秒の鍛造速度で圧下率３０％以下の鍛造加工を施す。この処理により、操作ボタン用開口部２および液晶表示装置用開口部３はまだ打ち抜きを行っていないが、図２に示すような上側筐体１を成形することができる。鍛造成形であるため、上側筐体１、下型筐体５およびバッテリーケース蓋１０の厚さのうち最も薄い部分は０．２〜１．０ｍｍにすることができる。なお、仕上鍛造工程の圧下率を荒鍛造工程より小さくする理由は、仕上鍛造工程は加工量より成形性が重要であり、加工硬化を最小限に押さえるためには３０％以下にすることが好ましいからである。また、この圧下率の加工は一度の鍛造で行うことも可能であるが、複数回に分けて鍛造を行ってもかまわない。
４）続いて、筐体の内側部の底面の平均粗さＲａを０．０１〜０．２ｍｍにするためにプレス加工を行う。このプレス加工は、平均粗さＲａを０．０１〜０．２ｍｍに対応する微小な凹凸部を全面に設けた上金型を用いて行うことができる。このとき、筐体は必ずしも加熱する必要はない。
【００１８】
５）続いて、操作ボタン用開口部２、液晶表示装置用開口部３等の開口部を打ち抜きプレス加工により打ち抜きを行う。この打ち抜きプレス加工を行うときも筐体は必ずしも加熱する必要はない。本発明において、筐体用マグネシウム合金材として鍛造性に優れたＡＳＴＭ規格のＡＺ３１合金、ＡＭ２０合金からなる展伸材を用いると、上記プレス加工により打ち抜いた断面の状態は極めて滑らかな状態となり、打ち抜き面のバリの発生も無く、かつ製品として組み立てたときに、操作ボタンとこの断面との接触が非常に円滑になるという効果も生じる。
６）アンテナ用孔７およびネジ孔１１、１２の機械加工を行う。上記の鍛造加工等により得られたマグネシウム合金製の筐体は、酸化して金属光沢を失う恐れがある。これを防止するために、仮防食、塗装等の表面処理を行うが、特に、陽極酸化皮膜処理により酸化皮膜を形成することで、通常行われている塗装では得られない優れた防食性および合金素地を生かした金属光沢を有するマグネシウム合金製筐体を得ることができる。
【００１９】
上記本発明の実施形態の説明では、操作ボタンを保護するためにフリップを用いた携帯電話について説明したが、本発明はフリップを設けない携帯電話に適用できることはもちろんである。また、本発明においては、次のような副次的な効果も生じる。マグネシウム合金は振動減衰能が高く、特に鋳造材よりも圧延材の方がより高くなることが知られている。従って、本発明のようにマグネシウム合金の薄板素材を鍛造により成形した筐体を使用すると、スピーカ用開口部から出た音声の音質は一層向上する効果が生じる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した本発明は次の効果を有している。
すなわち、マグネシウム合金圧延薄板素材を鍛造などの塑性加工により、成形した筐体であるために、ダイカスト等の鋳造により成形した筐体と比較して筐体自体の電気抵抗率が高くなり、それだけ、電磁波の遮蔽・吸収が向上する。さらに、筐体の内側部の底部に設けた微小な凹凸部により電磁波を吸収して減衰させることができるために、電子回路の誤動作も防止することができる。また、筐体の肉厚のうち、主要部の肉厚を０．２〜１．０ｍｍにしても十分な剛性を保持することが可能であり、携帯通信端末の軽量化に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態を説明するための携帯電話の展開組立図であり、表側から見た状態を示す図である。
【図２】  本発明の実施形態を説明するための携帯電話の展開組立図であり、裏側から見た状態を示す図である。
【符号の説明】
１    上側筐体、  ２    操作ボタン用開口部、  ３    液晶表示用開口部、５    下側筐体、  ８    回路基板、１０    バッテリーケース蓋
【図１】
0004366673.tif 000002
【図２】
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