(57)【要約】【課題】  電子ケーシング及び同電子ケーシングを製造する方法を提供する。【解決手段】  該方法は、次のステップを含む。ステップ（ａ）：金属積層体及び所定の形状の金型を提供する。金属積層体は、界面の原子拡散により接着されている金属最上層及び金属底層を含む。ステップ（ｂ）：金型を使用することにより、金属積層体を処理し、ケーシング・ブランクを成形し、ケーシング・ブランクは少なくとも１つの折曲部を含む。ステップ（ｃ）：所定の形状のプロファイラ及び電磁成形デバイスを提供する。ステップ（ｄ）：ケーシング・ブランクをプロファイラに取り付け、電磁成形デバイスを折曲部に対応する位置に配置する。ステップ（ｅ）：ケーシング・ブランクが、プロファイラの所定の形状に対応する形状を有するように、電磁成形デバイスを起動する。【選択図】図３
2009000747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ケーシングを製造する方法であって、
（ａ）界面の原子拡散により接着されている金属最上層及び金属底層を含む金属積層体及び所定の形状の金型を提供するステップと、
（ｂ）前記金型を使用することにより、前記金属積層体を処理し、第２の曲率半径を有する少なくとも１つの折曲部を含むケーシング・ブランクを成形するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）において、前記金属積層体は、圧延工程及び結合工程と拡散焼きなまし工程との中の１つ、又は圧延工程及び結合工程と拡散焼きなまし工程との組合せにより成形される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属最上層はチタニウムベースの材料又はステンレス鋼で作られている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記金属底層はアルミニウムベースの材料で作られている、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ｂ）において、前記ケーシング・ブランクは、スタンピング工程、電磁成形工程、又は鍛造工程により成形される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｂ）の後に次のステップ、
（ｃ）所定の形状のプロファイラ及び電磁成形デバイスを提供するステップであって、前記プロファイラは第１の曲率半径を有する折曲角部を含み、前記第２の曲率半径は前記第１の曲率半径より大きいものを提供するステップと、
（ｄ）前記ケーシング・ブランクを前記プロファイラに取り付け、前記電磁成形デバイスを前記折曲部に対応する位置に配置するステップと、
（ｅ）前記ケーシング・ブランクが、前記プロファイラの前記所定の形状に対応する形状を有し、前記折曲部の曲率半径は、前記第１の曲率半径と同一となるように、前記電磁成形デバイスを起動するステップと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法により製造される、電子ケーシング。
【請求項８】
請求項６に記載の方法により製造される、電子ケーシング。
【請求項９】
界面の原子拡散により接着されている金属最上層及び金属底層を含む金属積層体を含む、電子ケーシング。
【請求項１０】
前記金属最上層はチタニウムベースの材料又はステンレス鋼で作られている、請求項９に記載の電子ケーシング。
【請求項１１】
前記金属底層はアルミニウムベースの材料で作られている、請求項９に記載の電子ケーシング。
【請求項１２】
前記金属積層体を使用して、少なくとも１つの折曲部を含むケーシング・ブランクを成形し、前記折曲部の曲率半径は、前記ケーシング・ブランクの厚さの１．５倍より小さい、請求項９に記載の電子ケーシング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ケーシング及び同電子ケーシングを製造する方法に関する。更に詳細には、本発明は、電子ケーシングが所望の表面品質を有することを可能にする電子ケーシングを製造する方法、及び該方法により製造された電子ケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の急速な進歩及び電子製品の急速な開発に伴い、携帯電話、ＰＤＡ、又はウォークマン（登録商標）などの１つ又は複数の携帯型電子製品を携行する人は増加の一途をたどっている。先行技術では、携帯性を向上させるために、電子製品は軽く、薄く、小さくなるように開発される。更に、重量を減らすために、電子製品のケーシングは、軽量のポリマーなどのプラスチックで作られることが多い。
【０００３】
しかし、ポリマー製プラスチック・ケーシングは、外観及び強度の観点で、金属製品ほど良好ではない。プラスチック・ケーシングは衝撃耐性も摩擦耐性もないので、長期間使用すると、製品のケーシングは衝撃又は摩擦によって損傷を受け、ケーシングの構造強度も弱まる。
【０００４】
図１は、従来の電子製品のケーシング構造を示す。図１に示す通り、電子製品のケーシングは、少なくとも、反射層１１及び複合層１２を含む。複合層１２は、中に含まれる粒子１３を有するポリマーにより成形される。次に、アルミニウム、ニッケル、鉄、銅、又はコバルト‐クロム合金などの金属は、反射層１１を成形するために、スパッタリング又は電気めっきにより複合層１２上にめっきされる。
【０００５】
金属材料は、ケーシングの外観を向上させるためにスパッタリング又は電気めっきによりプラスチック・ケーシング上にめっきされるが、ケーシングの強度はそれ程大幅に改善されない。従って、製造業者の中には、全体に金属材料を用いてケーシングを製造することにより改善を図るところもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の金属ケーシングは、チタニウムベースの材料、ステンレス鋼、又はアルミニウムベースの材料などの単一の金属材料で作られることが多く、中でも、アルミニウムベースの材料は最も一般的に使用されている。但し、アルミニウムベースの材料の付加価値はかなり低い。チタニウムベースの材料は、優れた表面品質及びより高い固有の強度を有する。しかし、チタニウムベースの材料は、一般的なスタンピング工程後に強いスプリングバックがあるので、ケーシングの成形の精度を制御するのは困難である。この問題を解決するために、より良好な成形力を有する液圧成形工程を採用することができるが、高速大量生産には時間がかかり過ぎる。更に、チタニウムベースの材料は導電性に乏しいので、該材料には電磁成形工程を使用することができない。従って、チタニウムベースの材料でケーシングを製造することは困難である。ステンレス鋼については、比較的重く、同様の理由でステンレス鋼の成形の精度もまた妥当ではない。
【０００７】
図２Ａ及び２Ｂは、電子製品の従来の成型工程を示す。図２Ａに示す通り、金属ケーシング２１は、予備成形体を成形するために、あらかじめスタンピング工程により成形される。より大きい曲率半径を有する屈曲部は折曲部２４で成形されるので、再加工においては、図２Ｂに示す通り、１つのプロファイラ２３が、金属ケーシング２１（予備成形体）の折曲部２４の両側に配置され、このように、より良好な精度を備える電子製品のケーシングは、鍛造又はスタンピング工程２２により成形される。しかし、鍛造又はスタンピング工程２２は、金属ケーシング２１の表面上に引っかき傷を残すことが多く、今度はそれが、金属材料製ケーシングの有用性に影響を及ぼす。
【０００８】
従って、上記の問題を解決するために、電子ケーシング及び該電子ケーシングの製造方法を提供することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、主に、単一のチタニウムベースの材料又はステンレス鋼と比較して材料費を低減し、成形の精度及び質を向上させ、高い表面品質を備えた低コストのケーシング製品を開発するために、チタニウムベースの材料又はステンレス鋼の表面品質を有し且つ高価でないケーシング材料用の金属積層体を使用する、電子ケーシングの製造方法に関する。
【００１０】
本発明はまた、金属積層体を形成するためにチタニウムベースの材料又はステンレス鋼及びアルミニウムベースの材料を使用する、電子ケーシングを製造する方法に関する。金属積層体は、従来の単一材料であるチタニウムベースの材料又はステンレス鋼に取って代わり、電子製品用の基本材料の役割を果たす。従って、金属積層体の最上層は、所望の表面処理特性を有するチタニウムベースの材料（又はステンレス鋼）で作られており、優美な外見の質感を有する。底層は、優良な成形性、軽量、及び低価格を提供するアルミニウムベースの材料で作られており、所望の伝導性を有する。更に、アルミニウムベースの材料は、アルミニウムベースの材料と成形コイルとの間に十分に強い斥力を生じ、それにより電磁成形工程の実施を容易にするために、次の電磁成形工程において電磁誘導下で大きな渦電流を生じる。
【００１１】
本発明は、更に、界面の原子拡散により接着されている金属最上層及び金属底層を含む金属積層体で作られている電子ケーシングに関する。
【００１２】
本発明は、更に、金属積層体を使用してケーシング・ブランクを製造する電子ケーシングに関し、より高精度な形状の電子ケーシングは、電磁成形工程により成形することができる。
【００１３】
前述の目的を達成するために、本発明は、次のステップを含む電子ケーシングを製造する方法を提供する。ステップ（ａ）：金属積層体及び所定の形状の金型を提供する。金属積層体は、界面の原子拡散により接着されている金属最上層及び金属底層を含む。ステップ（ｂ）：金型を使用することにより、金属積層体を処理し、ケーシング・ブランクを成形し、ケーシング・ブランクは少なくとも１つの折曲部を含む。ステップ（ｃ）：所定の形状のプロファイラ及び電磁成形デバイスを提供する。ステップ（ｄ）：ケーシング・ブランクをプロファイラに取り付け、電磁成形デバイスを折曲部に対応する位置に配置する。ステップ（ｅ）：ケーシング・ブランクが、プロファイラの所定の形状に対応する形状を有するように、電磁成形デバイスを起動する。
【００１４】
本発明の技術の特徴及び効果に関する審査官の理解を容易にするために、好適な実施形態及び添付図面を以下に詳細に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明による電子ケーシングを製造する方法の好適な実施形態を以下に記載する。例示をより理解し易くするために、各図面を通して、同じ参照番号を同一又は類似の部分を示すのに使用する。
【００１６】
図３は、本発明による、金属積層体を製造し電子ケーシングを成形する方法の概略図である。図４は、断面線Ａ−Ａ’に沿った図３の構造の横断面図である。図３に示す通り、金属積層体３は、少なくとも、金属最上層３１及び金属底層３２を含む。金属最上層３１は、チタニウムベースの材料（即ち、チタニウム又はチタニウム合金）又はステンレスで作ることができ、当然、他の材料で作ることもできる。金属底層３２は、アルミニウムベースの材料（即ち、アルミニウム又はアルミニウム合金）で作ることができる。金属最上層３１及び金属底層３２は、１対のローラ３３を通過し、それらは１対のローラ３３により圧延され、その結果、金属最上層３１及び金属底層３２は圧延され、界面の原子拡散により接着される。従って、拡散層４１（図４に示す）が形成され、金属最上層３１と金属底層３２との間に挟まれる。
【００１７】
図５は、本発明による電子ケーシングを成形するために金属積層体を製造する別の方法の概略図である。図６は、断面線Ｂ−Ｂ’に沿った図５の構造の横断面図である。図５及び６では、金属積層体３ａもまた、金属最上層３１ａ及び金属底層３２ａを含む。金属最上層３１ａ及び金属底層３２ａは共に重なっており、拡散焼なましのために加熱炉５１内に送られ、その結果、金属最上層３１ａ及び金属底層３２ａは、界面の原子拡散により接着される。拡散層６１（図６に示す）が形成され、金属最上層３１ａと金属底層３２ａとの間に挟まれる。拡散層６１は、金属最上層３１ａと金属底層３２ａとの間の界面を破壊することにより形成され、その結果、金属最上層３１ａと金属底層３２ａとの間の界面の剥離現象は低減する。確実に、本発明の電子ケーシングに使用される金属積層構造体３を形成するために、金属最上層３１と金属底層３２とを、図３に示す通り最初に圧延し結合することができ、次に、図５に示す通り拡散焼なましのために加熱炉５１内に送ることができ、その結果、金属最上層３１と金属底層３２とは、更に堅く接着される。
【００１８】
図７Ａ〜７Ｅは、本発明のある好適な実施形態による、電子ケーシングの製造方法の概略図を示す。図７Ａでは、金属積層体３、所定の形状の金型（図示せず）、所定の形状のプロファイラ７（図７Ｂ）、及び電磁成形デバイス８（図７Ｄ）が提供される。金属積層体３は、上記の方法により成形されるので、ここで再び記載はしない。図７Ｂでは、プロファイラ７の一方の側面は、所定の形状７１を有する。例示の都合上、プロファイラ７は、この好適な実施形態では１つの折曲角部７２しか含んでおらず、折曲角部７２は第１の曲率半径ｒ１を有する。当然、所定の形状７１を有するプロファイラ７は、２つ又はそれより多い折曲角部７２を含むことができる。当業者は、上記の記載に基づいて修正することができ、数及び形状におけるそのような変更を実行することができる。本発明の主旨又は精神から逸脱することのないいかなる修正及び変更も、全て本発明の範囲内に入るので、それらをここには記載しない。
【００１９】
次に、図７Ｃでは、金属積層体３は金型を使用することにより処理され、ケーシング・ブランク３ａが成形される。その際の処理は、スタンピング工程、電磁成形工程、又は鍛造工程の１つとすることができる。ケーシング・ブランク３ａは、少なくとも１つの折曲部３４を含み、折曲部３４は第２の曲率半径ｒ２を有する。第２の曲率半径ｒ２は、２ｔ（ｔはケーシング・ブランク３ａの厚さ）より大きく、第２の曲率半径ｒ２は、第１の曲率半径ｒ１より大きい（ｒ２＞ｒ１）。折曲部３４は、ケーシング・ブランク３ａの角部又は側壁に配置されてもよいことに留意されたい。
【００２０】
図７Ｄでは、ケーシング・ブランク３ａは、プロファイラ７の所定の形状７１に取り付けられており、折曲部３４は、折曲角部７２に対応するようになされている。更に、電磁成形デバイス８は、ケーシング・ブランク３ａの反対側に配置されており、折曲部３４に対応する。
【００２１】
最後に、図７Ｅでは、電磁成形デバイス８は起動され、十分に強い渦電流が、電磁成形デバイス８の過渡パルス電流変化の影響下で金属底層３２付近に生じる。渦電流により誘起された磁場及び電磁成形デバイス８により誘起された磁場は相互に反発するので、ケーシング・ブランク３ａの折曲部３４は、折曲部３４ａに変えられるように、塑性変形させられる。電磁成形力下で、ケーシング・ブランク３ａは非常に急速に変形させられ、このように、超塑性を提示し、優良な構造成形能力を示す。従って、ケーシング・ブランク３ａは、プロファイラ７の所定の形状７１に対応する形状を有し、折曲部３４ａの第２の曲率半径ｒ２は、折曲角部７２の第１の曲率半径ｒ１と同一となり、電子ケーシングの材料は、金属最上層３１を破壊することなく、より高精度な形状に成形される。ケーシング・ブランク３ａの第１の曲率半径ｒ１は、１．５ｔ（ｔはケーシング・ブランク３ａの厚さ）より小さい。
【００２２】
図８は、本発明による電子ケーシングの製造方法のフロー・チャートを示す。該方法は、次のステップを含む。
【００２３】
ステップ９１：金属積層体及び所定の形状の金型を提供する。それに関して、金属積層体は、界面の原子拡散により接着されている金属最上層及び金属底層を含む。
【００２４】
ステップ９２：金型を使用することにより、金属積層体を処理し、ケーシング・ブランクを成形し、ケーシング・ブランクは、少なくとも１つの折曲部を含む。折曲部は、第２の曲率半径を有する。
【００２５】
ステップ９３：所定の形状のプロファイラ及び電磁成形デバイスを提供する。プロファイラは、第１の曲率半径を有する折曲角部を含む。第２の曲率半径は、第１の曲率半径より大きい。
【００２６】
ステップ９４：ケーシング・ブランクをプロファイラに取り付け、電磁成形デバイスを、折曲部に対応する位置に配置する。
【００２７】
ステップ９５：ケーシング・ブランクが所定の形状に対応する形状を有するように、電磁成形デバイスを起動する。折曲部の曲率半径は、第１の曲率半径と同一となる。
【００２８】
本発明のいくつかの実施形態を例示し記載してきたが、当業者は、種々の変更及び改良を行なうことができる。従って、本発明の実施形態は、例示の意味で記載しており、限定の意味で記載しているものではない。本発明は、例示された特定の形状に限定されるべきではなく、本発明の精神及び範囲を維持する全ての変更は、添付の請求項に定める範囲内にあることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来の電子製品のケーシング構造の図である。
【図２Ａ】従来の電子製品の成形工程の図である。
【図２Ｂ】従来の電子製品の成形工程の図である。
【図３】本発明による、金属積層体を製造して電子ケーシングを成形する方法の概略図である。
【図４】断面線Ａ−Ａ’に沿った図３の構造の横断面図である。
【図５】本発明による、金属積層体を製造して電子ケーシングを成形する別の方法の概略図である。
【図６】断面線Ｂ−Ｂ’に沿った図５の構造の横断面図である。
【図７Ａ】本発明のある好適な実施形態による、電子ケーシングを製造する方法の概略図である。
【図７Ｂ】本発明のある好適な実施形態による、電子ケーシングを製造する方法の概略図である。
【図７Ｃ】本発明のある好適な実施形態による、電子ケーシングを製造する方法の概略図である。
【図７Ｄ】本発明のある好適な実施形態による、電子ケーシングを製造する方法の概略図である。
【図７Ｅ】本発明のある好適な実施形態による、電子ケーシングを製造する方法の概略図である。
【図８】本発明による電子ケーシングの製造方法のフロー・チャートである。
【符号の説明】
【００３０】
３、３ａ  金属積層体
７、２３  プロファイラ
８  電磁成形デバイス
１１  反射層
１２  複合層
１３  粒子
２１  金属ケーシング
２２  鍛造又はスタンピング工程
２４、３４  折曲部
３１、３１ａ  金属最上層
３２、３２ａ  金属底層
３３  １対のローラ
４１、６１  拡散層
５１  加熱炉
７１  所定の形状
７２  折曲角部
ｒ１  第１の曲率半径
ｒ２  第２の曲率半径
【図１】
2009000747.tif 000003
【図２Ａ】
2009000747.tif 000004
【図２Ｂ】
2009000747.tif 000005
【図３】
2009000747.tif 000006
【図４】
2009000747.tif 000007
【図５】
2009000747.tif 000008
【図６】
2009000747.tif 000009
【図７Ａ】
2009000747.tif 000010
【図７Ｂ】
2009000747.tif 000011
【図７Ｃ】
2009000747.tif 000012
【図７Ｄ】
2009000747.tif 000013
【図７Ｅ】
2009000747.tif 000014
【図８】
2009000747.tif 000015
【外国語明細書】
2009000747000001.pdf