JP2010147259A - Rolled plate shaped body of magnesium alloy and electrical apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯型電気機器の筐体に好適に利用されるマグネシウム合金圧延板成形体に関するものである。特に、筐体のヒンジ部品など構造部品を取り付ける構造部品取付部を備えたマグネシウム合金圧延板成形体に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnesium alloy rolled plate molded body suitably used for a casing of a portable electric device such as a mobile phone or a notebook personal computer. In particular, the present invention relates to a magnesium alloy rolled plate formed body provided with a structural part attaching portion for attaching a structural part such as a hinge part of a housing.
マグネシウムに種々の添加元素を含有したマグネシウム合金が、携帯電話やノート型パソコンといった携帯用電気機器の筐体などの部材の材料に利用されてきている。マグネシウム合金は、六方晶の結晶構造(ｈｃｐ構造)を有するため常温での塑性加工性に乏しいことから、上記筐体などのマグネシウム合金成形体は、ダイキャスト法やチクソモールド法による鋳造材が主流である。最近、ＡＳＴＭ規格のＡＺ３１合金に代表されるマグネシウム合金からなる板にプレス加工を施し、上記筐体を形成することが検討されている(例えば特許文献１)。また、特許文献２は、ＡＳＴＭ規格のＡＺ９１合金からなり、プレス加工性に優れるマグネシウム合金圧延板を提案している。
Magnesium alloys containing various additive elements in magnesium have been used as materials for members such as casings of portable electric devices such as mobile phones and laptop computers. Magnesium alloys have a hexagonal crystal structure (hcp structure) and therefore have poor plastic workability at room temperature. Therefore, magnesium alloy compacts such as the above casings are mainly cast by die casting or thixomolding. It is. Recently, it has been studied to press a plate made of a magnesium alloy typified by ASTM standard AZ31 alloy to form the casing (for example, Patent Document 1).
一方、携帯型電気機器には液晶画面等の表示部を主体とした上蓋部とキー入力部を主体とした本体部をヒンジ機構で連結した折り畳み開閉構造を備えたものが多く用いられている（例えば特許文献３）。 On the other hand, many portable electric devices are provided with a folding opening / closing structure in which an upper lid portion mainly including a display portion such as a liquid crystal screen and a main body portion mainly including a key input portion are connected by a hinge mechanism ( For example, Patent Document 3).
マグネシウム合金圧延板は軽量でかつ塗装等による表面外観に特に優れるため、本発明者らは筐体の中でも特に開閉構造を備えた電気機器の上蓋外装部分に用いることを研究している。この場合、マグネシウム合金圧延板には他の筐体構成部材との接合、組み立てのための構造部品を取り付ける必要がある。マグネシウム合金板は、例えばアルミニウム合金板等の他の金属板に比べて硬く、剛性が強い。また軽量化のためには極力薄い板を用いる必要があり、板材に直接タップ孔を設けることや溶接なども困難である。電気機器全体を軽量小型化する意味から、構造部品を取り付けた全体の厚さも薄くすることが求められる。さらに、このような外装部分では表面にネジ等の部品が露出することは好ましくない。 Since the magnesium alloy rolled plate is lightweight and particularly excellent in surface appearance due to painting or the like, the present inventors have been studying the use of an upper cover exterior portion of an electric device having an opening / closing structure, among other cases. In this case, it is necessary to attach a structural part for joining and assembling to other casing constituent members to the magnesium alloy rolled plate. The magnesium alloy plate is harder and more rigid than other metal plates such as an aluminum alloy plate. In addition, it is necessary to use a thin plate as much as possible for weight reduction, and it is difficult to directly provide a tapped hole in the plate material or to perform welding. In order to reduce the overall weight of the electrical equipment, it is required to reduce the overall thickness of the structural parts attached. Further, it is not preferable that a part such as a screw is exposed on the surface of such an exterior part.
このため、マグネシウム合金圧延板を携帯型電気機器の筐体に用いるためには、構造部品を適切に取り付けられる構造が望まれていた。さらに機器の小型薄型化に伴い、薄い構造でも液晶パネル等の内部部品を曲げや衝撃から保護できるための強度が要求される。特に、開閉構造を備えた電気機器の開閉部を構成するヒンジ部品の取付部分は、外観の重要性に加えて、数万回の開閉に耐える強度も要求されるが、薄いマグネシウム合金圧延板での適切な構成は考えられていなかった。かかる取付部を設けるにはインサート成型等の工程が必要となる上、樹脂自体の曲げ強度や金属との接合強度が不足する問題があった。 For this reason, in order to use a magnesium alloy rolled plate for the housing | casing of a portable electric equipment, the structure which can attach a structural component appropriately was desired. In addition, as equipment becomes smaller and thinner, strength is required to protect internal components such as liquid crystal panels from bending and impact even with thin structures. In particular, the hinge parts that make up the opening and closing parts of electrical equipment with an opening and closing structure are required to have the strength to withstand tens of thousands of opening and closings in addition to the importance of appearance, The proper composition of was not considered. In order to provide such an attachment portion, a process such as insert molding is required, and the bending strength of the resin itself and the bonding strength with the metal are insufficient.
本発明者は鋭意検討を進めた結果、マグネシウム合金圧延板は同鋳造材に比べると二段以上の曲げ加工ができ、非常に鋭利な角度に曲げ加工が可能、さらに表面の美観性と強度を併せ持つという特質を持つことに着目して本発明に至った。 As a result of diligent study, the present inventor has been able to bend the magnesium alloy rolled plate in two or more stages compared to the cast material, bend at a very sharp angle, and further improve the aesthetics and strength of the surface. It came to this invention paying attention to having the characteristic of having together.
本発明は、電気機器の筐体に用いられ、筐体の構造を形成するための構造部品取付部を備えたマグネシウム合金圧延板成形体であって、構造部品取付部は、マグネシウム合金圧延板が段差をもつ２面を形成するように折り曲げられてなる折り曲げ構造を備えており、該構造部品取付部を構成するマグネシウム合金圧延板の板厚ｔ（ｍｍ）と該２面の外間隔Ｌ（ｍｍ）が、３ｔ≦Ｌ≦２０ｔの関係を有するマグネシウム合金圧延板成形体である。（請求項１） The present invention is a magnesium alloy rolled plate molded body that is used for a housing of an electric device and includes a structural component mounting portion for forming the structure of the housing, and the structural component mounting portion is made of a magnesium alloy rolled plate. It has a bent structure that is bent so as to form two surfaces with a step, and the thickness t (mm) of the magnesium alloy rolled plate constituting the structural component mounting portion and the outer distance L (mm) between the two surfaces ) Is a magnesium alloy rolled sheet compact having a relationship of 3t ≦ L ≦ 20t. (Claim 1)
このように構成することで２面の段差を利用して構造部品の取付を行うことができると共に、折り曲げ構造を備えることで取付部分の成形体としての強度を確保することができ、筐体自体の変形や内部部品の保護に優れる。また取付のための他の樹脂部品等を必要としないので部品取付の強度が高い。また、折り曲げ構造は表示素子の固定にも有効に作用する。折り曲げ構造に液晶パネル等の表示素子パネルを挿入するだけで位置合わせが不要となり、組立て工程が簡素化できる。２面の外間隔を小さく構成出来るのは、マグネシウム合金圧延板がダイキャスト法やチクソモールド法による鋳造材に比べて鋭利に曲げることができる特性に着目したものである。一方、取付部に大きな段差の面を備えることは全体の厚さが厚くなる点から好ましくない。 With this configuration, the structural parts can be mounted using the steps on the two surfaces, and the strength of the mounting portion as a molded body can be secured by providing the folding structure, and the housing itself Excellent deformation and protection of internal parts. In addition, since no other resin parts or the like are required for mounting, the strength of mounting the parts is high. In addition, the bent structure effectively acts to fix the display element. By simply inserting a display element panel such as a liquid crystal panel into the bent structure, alignment is not required, and the assembly process can be simplified. The reason why the outer distance between the two surfaces can be made small is that the magnesium alloy rolled sheet is focused on the characteristic that it can be bent sharply as compared with the cast material obtained by die casting or thixomolding. On the other hand, it is not preferable to provide a large stepped surface on the mounting portion because the entire thickness is increased.
ここで、段差をもつ２面とは、図１に例示されるように、板をいわゆるＵ字状（図１（ａ））、コの字状（同（ｂ））、または乙字状（同（ｃ））など、図中のアとイのような２つの板状部分である面を形成するように曲げられた状態をいう。２つの面は略平行に形成されることが構造部品の取り付けのために好ましく、当該部品形状との関係に応じて種々の形態が可能である。略平行とは厳密ではないがほぼ並行な部分の意味で用いられ、およそ０度から１５度以内の角度差を含めるものである。なお、板を円弧状に曲げた場合も、面の向きを連続して変化させたととらえることができ、段差をもつ２面に含めることができる（同（ｄ））。 Here, as shown in FIG. 1, the two surfaces having steps are a so-called U-shape (FIG. 1 (a)), a U-shape (same (b)), or a letter-like shape (same as the same). (C)) and the like are states that are bent so as to form a surface that is two plate-like parts such as A and A in the figure. The two surfaces are preferably formed substantially in parallel for mounting a structural component, and various forms are possible depending on the relationship with the component shape. The term “substantially parallel” is not strict but means a substantially parallel part, and includes an angle difference of approximately 0 to 15 degrees. Even when the plate is bent in an arc shape, it can be considered that the orientation of the surface is continuously changed, and can be included in two surfaces having a step ((d)).
また、２面の間隔Ｌとは、図１にそれぞれ記載の通り、段差を持つ板の外側面の間隔とする。２面が略平行である場合は間隔がほぼ一定であり当該面の平均間隔で定義する。コの字などの形状だが面が平行ではなく間隔が連続的に変化する場合や、上述の円弧状などのような場合は、最も間隔の大きな部分で定義する（図１（ｄ））。Ｌ＝２ｔが最小値、すなわちＵ字加工であれば折り曲げられた２面が間隔ゼロで密着した状態である。 Moreover, the space | interval L of 2 surfaces is made into the space | interval of the outer surface of a board with a level | step difference as each described in FIG. When the two surfaces are substantially parallel, the interval is substantially constant and is defined by the average interval between the surfaces. In the case of a U-shape or the like, but the surface is not parallel and the interval changes continuously, or in the case of the above-mentioned arc shape or the like, the portion with the largest interval is defined (FIG. 1 (d)). If L = 2t is the minimum value, that is, if it is U-shaped, the two folded surfaces are in close contact with each other with a zero interval.
形成した２面に挟まれる内部に生じる空間に構造部品を取り付けるために、２面の間隔は構造部品の厚さ以上が必要となる。かかる間隔は、板材と部品の強度の関係を考慮すると少なくとも板厚ｔは必要である。一方で筐体全体の厚さの制限から２０ｔを越えないことが好ましい。薄型化の観点からさらに好ましくは１０ｔ以下である。携帯型電子機器の筐体に用いられるマグネシウム合金圧延板の板厚ｔは０．１ｍｍから１．０ｍｍ程度が好ましく用いることができ、特に外装部分の板厚としては耐衝撃性を考慮して０．４ｍｍから０．８ｍｍが好ましい。電子機器の小型薄型化を考慮すると全体の厚さは１０ｍｍ程度を越えないことが好ましく、特に好ましくは５ｍｍ以下であり、小型機器では２ｍｍ以下がさらに好ましい。例えばＵ字状の曲げで板厚ｔが０．６ｍｍ、全体厚を３ｍｍとすると、Ｌ＝５ｔの関係となる。 In order to attach the structural component to the space generated inside the two surfaces formed, the distance between the two surfaces needs to be greater than the thickness of the structural component. In consideration of the relationship between the strength of the plate material and the component, at least the plate thickness t is necessary for the interval. On the other hand, it is preferable not to exceed 20t due to the limitation of the thickness of the entire casing. More preferably, it is 10 t or less from the viewpoint of thinning. The thickness t of the magnesium alloy rolled plate used for the casing of the portable electronic device can be preferably about 0.1 mm to 1.0 mm. Especially, the thickness of the exterior portion is 0 in consideration of impact resistance. .4 mm to 0.8 mm is preferable. In consideration of the reduction in size and thickness of electronic devices, the overall thickness preferably does not exceed about 10 mm, particularly preferably 5 mm or less, and more preferably 2 mm or less for small devices. For example, when the plate thickness t is 0.6 mm and the overall thickness is 3 mm by U-shaped bending, the relationship is L = 5 t.
かかる観点から、本発明を好ましい寸法の範囲から見ると、板厚ｔが０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、かつ段差を有する２面の外間隔Ｌが、０．３ｍｍ以上２０ｍｍ以下の関係を有するマグネシウム合金圧延板成形体である。さらに好ましいｔは、０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、さらに好ましいＬは１ｍｍ以上５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下である。 From this point of view, when the present invention is viewed from the range of preferable dimensions, the thickness t is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less, and the outer distance L between the two surfaces having steps is 0.3 mm or more and 20 mm or less. It is a magnesium alloy rolled plate formed body. Further preferable t is 0.4 mm or more and 0.8 mm or less, and more preferable L is 1 mm or more and 5 mm or less, and further 3 mm or less.
用いるマグネシウム合金圧延板の素材としては、Ａｌを０．１〜１０質量％、Ｚｎを０．１〜４．０質量％含有し、残部がＭｇおよび不可避不純物からなる合金が好ましく（請求項２）、最も好ましくはＡｌを８．５〜１０質量％、Ｚｎを０．５〜１．５質量％含有するＡＳＴＭ規格におけるＡＺ９１相当の合金である。 As the material of the magnesium alloy rolled sheet to be used, an alloy containing 0.1 to 10% by mass of Al and 0.1 to 4.0% by mass of Zn, with the balance being Mg and inevitable impurities is preferable (Claim 2). Most preferably, it is an alloy corresponding to AZ91 in the ASTM standard containing 8.5 to 10% by mass of Al and 0.5 to 1.5% by mass of Zn.
また、マグネシウム合金圧延板は、双ロール法により鋳造された後、複数回の圧延および３００℃未満の温度で熱処理されたものを用いると良い。結晶粒の大きさのばらつきが小さく、曲げやプレス加工しても割れ等が生じにくく、かつ表面平滑性に優れるためである。 In addition, the magnesium alloy rolled plate may be used after being cast by a twin roll method and then heat-treated at a temperature of less than 300 ° C. by rolling a plurality of times. This is because the variation in the size of crystal grains is small, cracking or the like hardly occurs even when bent or pressed, and the surface smoothness is excellent.
折り曲げ構造の外側最小曲げ半径ｒと、板厚ｔが、ｒ≦ｔの関係を有するとよい。（請求項３） It is preferable that the outer minimum bending radius r of the bent structure and the plate thickness t have a relationship of r ≦ t. (Claim 3)
鋭利な角度により外装部材としての外観に優れ、工業製品としての価値が高まるだけでなく、電子機器全体の薄型軽量化に寄与できる。さらに金属板をプレス成形等で塑性加工を加えることで加工硬化により角部の硬度を高められ、角部などに衝撃が加わっても変形し難く、鋭利な角部を長期に亘り維持することができる。 The sharp angle makes it excellent in appearance as an exterior member, increases its value as an industrial product, and contributes to reducing the thickness and weight of the entire electronic device. Furthermore, by applying plastic working to the metal plate by press molding etc., the hardness of the corner can be increased by work hardening, it is difficult to deform even if impact is applied to the corner, etc., and sharp corners can be maintained for a long time it can.
ここで、折り曲げ部の外側最小曲げ半径とは、折り曲げられた部分の外側表面の曲げ半径をいい、折り曲げ構造が複数の曲げ部を有する場合や連続的に半径が異なる場合は、その中で最小の曲げ半径を指す。図１にそれぞれ記載のｒは当該外側曲げ半径を示し、２つの半径を有する折り曲げ部は、ｒ１とｒ２の小さい方を外側最小曲げ半径とする。 Here, the outer minimum bend radius of the bent portion refers to the bend radius of the outer surface of the bent portion. If the bend structure has a plurality of bend portions or the radii are continuously different, the minimum bend among them. Refers to the bending radius. In FIG. 1, r represents the outer bending radius, and in a bent portion having two radii, the smaller one of r1 and r2 is the outer minimum bending radius.
構造部品取付部は、筐体を構成するマグネシウム合金圧延板の端部が折り曲げられた構造であり、折り曲げられた端部側には少なくとも１つの部品取付孔を有するとよい。（請求項４） The structural component mounting portion has a structure in which an end portion of a magnesium alloy rolled plate constituting the casing is bent, and it is preferable that at least one component mounting hole is provided on the bent end portion side. (Claim 4)
また、前述の通り当該構造部品取付部は、折り畳み開閉構造を有する電子機器に用いるヒンジ部品の取付部に好適に用いられる。（請求項５） In addition, as described above, the structural component mounting portion is preferably used as a hinge component mounting portion used in an electronic apparatus having a folding opening / closing structure. (Claim 5)
さらに好ましい構造として、段差をもつ２面の間に構造部品を挟持可能とすればよい。（請求項６） As a more preferable structure, a structural component may be sandwiched between two surfaces having steps. (Claim 6)
Ｕ字状またはコの字状の部分を有する様に折り返された構造とすると当該部分の強度、剛性が増す。さらに前述のように塑性加工による素材自体の強度も向上する。折り返した部分にヒンジ部品などを挟み込むように取り付けることで、筐体表面からは隠れた部分で部品の取付が可能となり、外観上有利である。部品の取付のために取付孔を設けると便利である。部品をネジにより固定する場合には特にネジ孔が必要である。部品の固定はネジに限るものではなく、接着剤や接着テープ、あるいはスポット溶接やレーザ溶接等の溶接によることができる。本発明によれば構造部品を折り曲げた端部側に固定することにより、溶接であっても溶接痕を筐体外装面に出すことなく溶接が可能である。 If the structure is folded so as to have a U-shaped or U-shaped part, the strength and rigidity of the part are increased. Further, as described above, the strength of the material itself by plastic working is also improved. By attaching the hinge part or the like so as to sandwich the folded part, the part can be attached at a part hidden from the surface of the housing, which is advantageous in appearance. It is convenient to provide mounting holes for mounting parts. A screw hole is particularly necessary when fixing the component with screws. The fixing of the component is not limited to the screw, but can be performed by an adhesive, an adhesive tape, or welding such as spot welding or laser welding. According to the present invention, by fixing the structural part to the bent end side, welding can be performed without welding marks appearing on the housing exterior surface even when welding.
また、本発明は前述のマグネシウム合金圧延板成形体が筐体の外装板として用いられ、その構造部品取付部にヒンジ部品が固定されてなる折り畳み開閉構造を備えた電気機器である。（請求項８） In addition, the present invention is an electric device provided with a folding opening / closing structure in which the above-described magnesium alloy rolled plate molded body is used as an exterior plate of a casing, and a hinge part is fixed to a structural part mounting portion thereof. (Claim 8)
特に、携帯用電気機器であるノート型パソコン、携帯電話など携帯情報端末や、携帯型ゲーム機、カメラなどに好適に用いられる。 In particular, it is suitably used for portable information terminals such as notebook personal computers and portable telephones, portable game machines, cameras, and the like, which are portable electric devices.
なお、ヒンジ部品とは、開閉構造を実現するために用いられるヒンジそのものと、それを取り付けるために付随的に用いられる部品、取り付けるためのネジ等を含んだ部品をいう。構造部品という場合は、ヒンジ部品のみならず他の筐体部分との連結用部品や、プリント基板、液晶画面、キーボード等々の電子部品との連結用部品など種々の構造組み立てに用いられる部品を総称していう。 The hinge part refers to a part including a hinge itself used for realizing an opening / closing structure, a part used incidentally for attaching the hinge, a screw for attaching, and the like. In the case of structural parts, it is a collective term for parts used in various structural assemblies such as parts for connecting to other housing parts as well as hinge parts and parts for connecting to electronic parts such as printed circuit boards, liquid crystal screens, and keyboards. Say it.
さらに本願の別な発明は、マグネシウム合金圧延板を折り返して形成した段差をもつ２面の間に、構造部品に加えて表示素子パネルを挟持可能なことを特徴とするマグネシウム合金圧延板成形体である。（請求項７） Furthermore, another invention of the present application is a magnesium alloy rolled plate molded body characterized in that a display element panel can be sandwiched between two surfaces having steps formed by folding a magnesium alloy rolled plate. is there. (Claim 7)
また、マグネシウム合金圧延板成形体を折り畳み開閉構造を備える電気機器の上蓋側外装板として用い、外装面裏側には、段差をもつ２面の間に表示素子パネルが挟持されている電気機器である。（請求項９） Further, the magnesium alloy rolled plate molded body is used as an upper lid side exterior plate of an electrical apparatus having a folding opening / closing structure, and the display element panel is sandwiched between two surfaces having steps on the exterior surface back side. . (Claim 9)
ノート型パソコンや携帯電話等の携帯型電気機器には、開閉可能に構成された一方の筐体（通常状態での上下構成から上蓋側とよぶ）には、外装面とは反対側の面に、液晶素子やプラズマ素子、ＥＬ素子等で構成される表示素子パネルを設けて各種情報を表示するものが多い。本発明のマグネシウム合金圧延板成形体における段差をもつ２面を利用して表示素子パネルを取り付ければ、別途の取付構造を設ける必要がなく簡便な構造で上蓋部を構成できるため、外観上およびコスト上のメリットが得られる。 For portable electrical devices such as notebook computers and mobile phones, one housing that can be opened and closed (from the top and bottom in the normal state to the top lid side) is on the opposite side of the exterior surface. Many display devices are provided with a display element panel including a liquid crystal element, a plasma element, an EL element, and the like. If the display element panel is mounted using two surfaces having a step in the magnesium alloy rolled plate molded body of the present invention, it is not necessary to provide a separate mounting structure, and the upper lid portion can be configured with a simple structure. The above merit is obtained.
以上のように本発明によれば、電気機器の筐体として好適に用いることが可能なように構造部品取付部を備えたマグネシウム合金圧延板成形体が得られ、外観性と強度を兼ね備えた電気機器を得ることができる。 As described above, according to the present invention, a magnesium alloy rolled sheet molded body having a structural component mounting portion so that it can be suitably used as a casing of an electric device is obtained, and an electric device having both appearance and strength. Equipment can be obtained.
以下、本発明の実施形態を板材の準備工程から製造工程順を追って説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in the order of manufacturing steps from a plate material preparation step.
（マグネシウム合金の組成）
本発明成形体を構成するマグネシウム合金は、Ｍｇに添加元素を含有した種々の組成のもの（残部：Ｍｇ及び不可避不純物）が利用できる。例えば、Ｍｇ−Ａｌ系、Ｍｇ−Ｚｎ系、Ｍｇ−ＲＥ（希土類元素）系、Ｙ添加合金などが挙げられる。特に、Ａｌを含有するＭｇ−Ａｌ系合金は、耐食性が高い。Ｍｇ−Ａｌ系合金は、例えば、ＡＳＴＭ規格におけるＡＺ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系合金、Ｚｎ：０．２〜１．５質量％）、ＡＭ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ｍｎ：０．１５〜０．５質量％）、ＡＳ系合金（Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｓｉ：０．６〜１．４質量％）、Ｍｇ−Ａｌ−ＲＥ（希土類元素）系合金などが挙げられる。Ａｌ量は、１．０〜１１質量％以下が好ましく、特に、Ａｌを６〜１０質量％、Ｚｎを０．５〜１．５質量％含有するＭｇ−Ａｌ系合金、代表的にはＡＺ６１、ＡＺ８０、ＡＺ９１は、ＡＺ３１合金と比較して、耐食性や強度、耐塑性変形性といった機械的特性に優れる。最も好ましくはＡｌを８．５〜１０質量％、Ｚｎを０．５〜１．５質量％含有するＡＳＴＭ規格におけるＡＺ９１相当の合金である。
(Composition of magnesium alloy)
As the magnesium alloy constituting the compact of the present invention, those having various compositions containing additive elements in Mg (remainder: Mg and inevitable impurities) can be used. For example, Mg-Al system, Mg-Zn system, Mg-RE (rare earth element) system, Y addition alloy, etc. are mentioned. In particular, Mg-Al alloys containing Al have high corrosion resistance. Examples of Mg-Al alloys include AZ alloys (Mg-Al-Zn alloys, Zn: 0.2 to 1.5% by mass) and AM alloys (Mg-Al-Mn alloys, Mn) according to ASTM standards. : 0.15-0.5 mass%), AS alloys (Mg-Al-Si alloys, Si: 0.6-1.4 mass%), Mg-Al-RE (rare earth elements) alloys, etc. Can be mentioned. The Al amount is preferably 1.0 to 11% by mass or less, and in particular, an Mg—Al alloy containing 6 to 10% by mass of Al and 0.5 to 1.5% by mass of Zn, typically AZ61, AZ80 and AZ91 are excellent in mechanical properties such as corrosion resistance, strength, and plastic deformation resistance as compared with AZ31 alloy. Most preferably, it is an alloy corresponding to AZ91 in the ASTM standard containing 8.5 to 10% by mass of Al and 0.5 to 1.5% by mass of Zn.
（素材板）
素材板は、双ロール法などの連続鋳造法、特に、ＷＯ／２００６／００３８９９に記載の鋳造方法で製造することが好ましい。連続鋳造法は、急冷凝固が可能であるため、酸化物や偏析などを低減でき、圧延加工性に優れる鋳造材が得られる。また、鋳造材に溶体化処理（加熱温度：３８０〜４２０℃、加熱時間：６０〜６００分）や時効処理といった熱処理を施すと、組成を均質化することができる。特に、Ａｌの含有量が高いものは長時間溶体化を行うことが好ましい。素材板の大きさは特に問わないが、厚過ぎると偏析が生じ易いため、１０ｍｍ以下、特に５ｍｍ以下が好ましい。
(Material board)
The material plate is preferably produced by a continuous casting method such as a twin roll method, in particular, a casting method described in WO / 2006/003899. Since the continuous casting method can be rapidly solidified, it is possible to reduce oxides and segregation and to obtain a cast material excellent in rolling workability. In addition, when the cast material is subjected to a heat treatment such as a solution treatment (heating temperature: 380 to 420 ° C., heating time: 60 to 600 minutes) or an aging treatment, the composition can be homogenized. In particular, those having a high Al content are preferably subjected to solution treatment for a long time. Although the magnitude | size of a raw material board is not ask | required in particular, since segregation will arise easily if it is too thick, 10 mm or less and especially 5 mm or less are preferable.
（圧延）
上記素材板に複数回の圧延を施す。多数回に亘る圧延を行うことで、板厚を薄くできる上に、平均結晶粒径を小さくすることができる。また、例えば粒径１０μｍ以上といった粗大な晶析出物を消滅させられ、曲げ加工やプレス加工性を高められる。ＡＺ９１合金などのＡｌを多く含むマグネシウム合金は、晶析出物が生成され易い傾向にあるが、上述のように複数回の圧延を行うことで、合金組成にかかわらず上記欠陥が少ない圧延板が得られる。圧延は、圧延ロールのロール周速（圧延速度）を３０ｍ／ｍｉｎ以上として行う。ロール周速を比較的速い特定の範囲とし、複数回の圧延を施すことで、得られた圧延板には、加工歪みを均一的かつ十分に導入することができる。より好ましいロール周速は６０ｍ／ｍｉｎ以上である。複数回の圧延のうち、少なくとも２回以上の圧延、好ましくは全ての圧延を上記特定の範囲のロール周速で行う。
(rolling)
The material plate is rolled a plurality of times. By rolling many times, the plate thickness can be reduced and the average crystal grain size can be reduced. Further, for example, coarse crystal precipitates having a particle size of 10 μm or more can be eliminated, and bending workability and press workability can be improved. Magnesium alloys containing a large amount of Al, such as AZ91 alloy, tend to produce crystal precipitates, but rolling a plurality of times as described above yields a rolled sheet with few defects regardless of the alloy composition. It is done. Rolling is performed at a roll peripheral speed (rolling speed) of 30 m / min or more. By setting the roll peripheral speed within a relatively fast specific range and rolling a plurality of times, it is possible to uniformly and sufficiently introduce processing strain into the obtained rolled sheet. A more preferable roll peripheral speed is 60 m / min or more. Among a plurality of rolling operations, at least two rolling operations, preferably all rolling operations are performed at a roll peripheral speed within the specific range.
その他、圧延は、加工対象である素材板を２００〜４００℃、圧延ロールを１５０〜２５０℃に加熱し、１回あたりの圧下率を１０〜５０％として行うことが好ましい。公知の条件、例えば特開２００７−９８４７０号公報に開示される制御圧延などを組み合わせて利用してもよい。また、圧延加工途中に中間熱処理（加熱温度：２５０〜３５０℃、加熱時間：２０〜６０分）を行って、中間熱処理までの加工により加工対象に導入された歪みや残留応力、集合組織などを除去、軽減すると、その後の圧延での不用意な割れや歪み、変形を防止して、より円滑に圧延を行える。 In addition, rolling is preferably performed by heating the material plate to be processed to 200 to 400 ° C. and the rolling roll to 150 to 250 ° C., and reducing the rolling reduction per time to 10 to 50%. A known condition, for example, controlled rolling disclosed in JP-A-2007-98470 may be used in combination. In addition, intermediate heat treatment (heating temperature: 250 to 350 ° C., heating time: 20 to 60 minutes) is performed during the rolling process, and distortion, residual stress, texture, etc. introduced into the object to be processed by the processing up to the intermediate heat treatment When removed and reduced, inadvertent cracking, distortion, and deformation in subsequent rolling can be prevented and rolling can be performed more smoothly.
（熱処理）
最終圧延後の圧延板に３００℃未満の比較的低温で熱処理を施す。従来、加工歪みの除去、及び完全な再結晶化を目的として、特にＡｌ量が多い合金では３００℃以上で熱処理を行っていた。これに対して、上記特定の圧延を行った圧延板は、加工歪みを十分かつ均一的に蓄積した結晶組織を有していることから比較的低温での再結晶が可能であるため、熱処理の温度を３００℃未満とする。熱処理前において均一的な組織であるため、この熱処理により再結晶化した結晶粒は大きさのばらつきが小さい。よって、微細で均一的な結晶組織を有する曲げやプレス加工用の圧延板、具体的には、平均結晶粒径が６μｍ以下、最大粒径と最小粒径との差が２μｍ以下である圧延板が得られる。より好ましい熱処理の温度は、２２０℃以上２８０℃以下である。
(Heat treatment)
The final rolled sheet is heat treated at a relatively low temperature of less than 300 ° C. Conventionally, for the purpose of removing processing strain and complete recrystallization, an alloy with a large amount of Al has been heat-treated at 300 ° C. or higher. On the other hand, a rolled plate subjected to the above specific rolling has a crystal structure in which processing strain is sufficiently and uniformly accumulated, and thus can be recrystallized at a relatively low temperature. The temperature is less than 300 ° C. Since the structure is uniform before the heat treatment, the crystal grains recrystallized by this heat treatment have small variations in size. Therefore, a rolled plate for bending and pressing having a fine and uniform crystal structure, specifically, a rolled plate having an average crystal grain size of 6 μm or less and a difference between the maximum grain size and the minimum grain size of 2 μm or less. Is obtained. A more preferable heat treatment temperature is 220 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.
（曲げ加工）
上記得られた圧延板に曲げ加工を施して、段差をもつ２面を形成するような折り曲げ構造を備えた成形体を得る。曲げ加工は形状により１回で曲げられる場合もあるが複数回に分けて折り曲げる場合もある。いずれにおいても、加工性を高められるように２００℃以上３００℃以下の温度、特に２２０℃以上２８０℃以下の温間で行うことが好ましい。
(Bending)
The obtained rolled plate is bent to obtain a formed body having a bending structure that forms two surfaces having steps. The bending process may be bent at one time depending on the shape, but may be bent at a plurality of times. In any case, it is preferable to carry out at a temperature of 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, particularly a temperature of 220 ° C. or higher and 280 ° C. or lower so as to improve the workability.
曲げ加工後に熱処理を施し、加工により導入された歪みや残留応力の除去、機械的特性の向上を図ってもよい。熱処理条件は、加熱温度：１００〜４５０℃、加熱時間：５分〜４０時間程度が挙げられる。また、加工後に得られた成形体の表面には、防食、保護、装飾などを目的とした被覆層を、塗装などの方法で具えると、耐食性と共に美観性を高められ、特に携帯型電気機器の外装筐体としては好適である。 A heat treatment may be performed after the bending process to remove distortion and residual stress introduced by the process and improve mechanical characteristics. The heat treatment conditions include heating temperature: 100 to 450 ° C., heating time: about 5 minutes to 40 hours. In addition, if the surface of the molded body obtained after processing is provided with a coating layer for the purpose of anticorrosion, protection, decoration, etc. by a method such as painting, the corrosion resistance and aesthetics can be improved, especially portable electric equipment. It is suitable as an exterior casing.
図２にて代表的な曲げ加工の方法を例示する。金型５１は直角の角部を有する金属製のブロックである。金型５１の上面に加工対象となるマグネシウム合金圧延板１を置き、端部に力を加えて折り曲げる（図２（ａ））。なお、図は加工の概念を模式的に示すために、板を抑える金型や折り曲げる金型は図示されていないが、通常の金属加工の手法でよい。次に、図２（ａ）によって端部が曲げられた板１を別な金型５２を用いて再度折り曲げる（図２（ｂ））。これにより同図（ｃ）の如くに、コの字状に折り曲げられ、段差を有する２面を備えた形状とすることができる。
FIG. 2 illustrates a typical bending method. The
金型５１や５２の肩部の曲げ半径を実質的に０ｍｍとすることで、内側曲げ半径が実質的に０ｍｍとなる曲げ部を得ることが出来る。このようにして曲げられた角部の外側曲げ半径ｒは、通常、板厚ｔと同等かそれ以上である。
By setting the bending radius of the shoulders of the
外側曲げ半径ｒが金属板の厚さｔ以下というような鋭利な角部を形成するためには、プレスによる加工を加える。図３はかかる加工を模式的に示す図である。図３（ａ）を説明する。曲げ加工されたマグネシウム合金圧延板１を金型５３と５４で固定し、パンチ用の金型５５を図の上から下方向に押し込む。これにより角部が押し込まれ、外側曲げ半径ｒが小さくできる。外側曲げ半径ｒは略０ｍｍとなるまで押し込むことが可能であるが、実際の携帯型電気機器の筐体外装部に用いるには０．１ｍｍ以上が好ましい。図３（ｂ）は別な加工方法を示す図である。曲げ加工されたマグネシウム合金圧延板１を直角な角部を有する金型５６に固定し、パンチ用金型５７を図の左上から右下方向に押し込むことで、角部の外側曲げ半径ｒを小さくすることができる。図３（ａ）の方法では、ｒが小さくなる角部の材料が金型５５で押し込まれる端部側から供給されるのに対して、図３（ｂ）の方法では角部の材料自体を押しつぶすことで供給される。このため図３（ａ）の方法での加工によるほうが角部近傍の板厚への影響がなく、美観に優れ、かつ強度も高い成形体を得やすい点で好ましい。
In order to form a sharp corner such that the outer bending radius r is equal to or less than the thickness t of the metal plate, processing by a press is added. FIG. 3 is a diagram schematically showing such processing. FIG. 3A will be described. The bent magnesium alloy rolled
素材板の厚さはできるだけ薄い方が成型し易くなる。しかし、素材板自体を薄くし過ぎると、成型体の強度が低くなり、携帯型電気機器の筐体に望まれる強度や剛性を満たせなくなり易い。また、落下などの際に衝撃が加わり易い角部を加工硬化により硬度を増すには、角部を高い加工度で形成することが考えられる。しかし、高い加工度で曲げ成形や絞り成形を行うと、素材板において角部の形成箇所が部分的に引き延ばされて薄くなり、この薄肉化による強度の低下を招き易い。そこで、高い加工度のプレス成形を多段階に分けて行うことで、角部が極端に薄くなることが無く、強度の低下を抑えるようにしてもよい。 It is easier to mold the material plate as thin as possible. However, if the material plate itself is made too thin, the strength of the molded body is lowered, and it is difficult to satisfy the strength and rigidity desired for the casing of the portable electric device. Further, in order to increase the hardness of the corner portion, which is easily subjected to an impact when dropped, by work hardening, it is conceivable to form the corner portion with a high degree of processing. However, when bending or drawing is performed at a high degree of processing, the corners are partially stretched and thinned on the material plate, and this tends to cause a reduction in strength due to the thinning. Therefore, by performing press forming with a high degree of work in multiple stages, the corners may not be extremely thin, and a decrease in strength may be suppressed.
上記製造方法によれば、外周面がつくる角部、即ち、外観をつくる角部が鋭利であるだけでなく、内周面がつくる角部も鋭利になる。すなわち、上記製造方法により得られたマグネシウム合金圧延板成形体の構造部品取付部は、各種構造部品を収納する空間が広く、有効に空間を活用することができるため、構造部品の取付に適する。 According to the above manufacturing method, not only the corners formed by the outer peripheral surface, that is, the corners forming the appearance, but also the corners formed by the inner peripheral surface are sharp. That is, the structural part mounting portion of the magnesium alloy rolled plate formed body obtained by the above manufacturing method has a wide space for housing various structural parts, and can be used effectively, so that it is suitable for mounting structural parts.
（成形体）
図４は、以上の工程を経て加工されたマグネシウム合金圧延板成形体の一例を示す図であり、携帯用ノート型パソコンの筐体のうちで上蓋外装板を構成するものである。図４（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は構造部品取付部の断面図、（ｃ）は裏側から見た平面図である。全体が約３００ｍｍ×２００ｍｍの略平板状の形態をしており、構造部品取付部２が左右の端部に設けられている。板厚ｔは全体に均一であり０．６ｍｍである。構造部品取付部２は板状体の端部をコの字型に２面が平行に向き合うように折り返した構造であって、２面の外間隔Ｌが１．８ｍｍ、すなわちＬ＝３ｔの関係となっている。折り曲げ構造の外側最小曲げ半径ｒは板厚より小さい０．３ｍｍ、すなわちｒ＝０．５ｔの関係であり、内側曲げ半径は略０ｍｍである。図４（ｃ）に示されるように、折り曲げられた部分には部品取り付け用の孔３が左右にそれぞれ２つ設けられている。
(Molded body)
FIG. 4 is a view showing an example of a magnesium alloy rolled plate molded body processed through the above steps, and constitutes an upper lid exterior plate in a casing of a portable notebook personal computer. 4A is an overall perspective view, FIG. 4B is a cross-sectional view of a structural component mounting portion, and FIG. 4C is a plan view seen from the back side. The whole has a substantially flat plate shape of about 300 mm × 200 mm, and the structural
（構造部品の取付）
本例では、取り付けられる構造部品はノート型パソコンの上蓋となる液晶表示部と、キーボードを備えた本体部を連結して開閉の要となるヒンジ部品である。図５は図４の成形体にヒンジ部品が取付られた状態の構造部品取付部２を模式的に拡大して示している。図５（ａ）は正面から見た図、同（ｂ）は左側面から見た図、同（ｃ）は底面側から見た図である。
(Installation of structural parts)
In this example, the structural part to be attached is a hinge part that is connected to a liquid crystal display part serving as an upper lid of a notebook personal computer and a main body part provided with a keyboard to be opened and closed. FIG. 5 schematically shows the structural
ヒンジ部品４１は、コの字状に折り曲げられて形成された空間２１に挿入され、２つの部品取付孔を貫通する２本のビス３１で成形体に固定されている。このように固定することで、上蓋となる成形体の表面にはビスが露出することない。ヒンジ部品も上蓋の上面からも側面からも見えないように裏側に取り付けられるので、美観性に優れた電気機器を構成することができる。さらに、かかる成形体は側面が折り曲げられているため、曲げ直角方向、すなわち角部の延伸方向Ａの剛性が極めて高くなる。よって、上蓋を使用者が開閉する際に、使用者の開閉しようとする手の位置とヒンジの回転軸との間に加わる力によって、液晶表示部を含む上蓋全体が曲がることを抑制し、これに起因する電気機器の故障を効果的に防止できる。さらには角部の強度が高いことから耐衝撃性にも優れた筐体とすることができる。
The
本発明にかかる構造部品取付部の構造は上記のようにコの字型に折り曲げたものに限らず、種々の構造が可能である。図６はこれらを例示する模式図である。図６（ａ）は板状体１の一辺を乙状に加工して構造部品取付部２を設け、ヒンジ部品４をビス３１によって取り付けた例、同（ｂ）（ｃ）は、円形状（筒状）に加工して、内部の円筒状の空間に構造部品として円柱状の軸部品４を挿入した例である。円形状に折り曲げた場合には面の角度が連続して変化するために、段差を有する２面を特定し難いが、図１（ｄ）で示したようにＵ字状に折り曲げた場合の特異例として、円形状の直径となる部分を２面と捉えることが可能である。
The structure of the structural component mounting portion according to the present invention is not limited to the one folded in a U shape as described above, and various structures are possible. FIG. 6 is a schematic view illustrating these. FIG. 6 (a) shows an example in which one side of the plate-
さらに、図７は複数段の曲げ加工を行って形成された成形体の一例を示すものである。本例では、面ア、イ、ウ、エの内部に形成される空間２１を利用して構造部品を取り付けるようにしたものであり、かかる部分全体を構造部品取付部とするものである。この場合は、２つのコの字形状の曲げが組み合わされている。向かい合う段差を有する面同士、アとイ、ウとエをそれぞれ独立に本発明の２面と捉えることができ、それぞれの外間隔はＬ１、Ｌ２である。いずれかの組み合わせの２面が本発明の要件を満たしていれば、構造部品の取り付けに好適に用いることができる。
Furthermore, FIG. 7 shows an example of a molded body formed by performing a plurality of steps of bending. In this example, the structural component is attached using the
図８は本発明のマグネシウム合金圧延板成形体を折り畳み開閉可能な電子機器に利用した一例を模式的に示す図である。図８（ｂ）は電子機器７の構成を示す。筐体は上蓋部７１と本体部７３の２つがヒンジ部７５で開閉可能に連結されている。本体部にはキーボード７４が備わっており、上蓋部には表示素子６１からなる表示部が備わっている。筐体の上蓋外装部にはマグネシウム合金圧延板１が用いられている。化粧板７２は部品取付部等を覆うように設けられた内装部品である。
FIG. 8 is a diagram schematically showing an example in which the magnesium alloy rolled sheet compact of the present invention is used in an electronic device that can be folded and opened. FIG. 8B shows the configuration of the
図８（ａ）にて上蓋部の構造を説明する。上蓋外装板にはマグネシウム合金圧延板１が用いられている。マグネシウム合金圧延板１は、コの字状に折り返されて形成された段差をもつ２面からなる構造部品取付部を有しており、ヒンジ部品の取付構造は前述の通りである。ここで特徴とするのは、段差をもつ２面を利用して表示素子パネル６２を取付可能としていることである。表示素子パネル６２は液晶等の表示素子６１とそれに付随する電気回路を備えた液晶表示パネル等である。表示素子パネル６２は成形体である上蓋外装板と略同じ幅を持ち、コの字状に形成された両側端の折り曲げ構造におけるコの字を形成する２面の間にスライド装着して挟持することができる。図示はしていないが、スライド装着後の固定手段は通常用いられる方法を用いることができる。例えばネジで押さえる、ばね部材で挟み込む、接着剤を用いる等である。ネジ孔が必要な場合は、ヒンジ部品を取付と同様に成形体にネジ孔を設けることができる。
The structure of the upper lid part will be described with reference to FIG. A magnesium alloy rolled
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
ア，イ，ウ，エ 段差を有する面
ｔ 板厚
Ｌ ２面の外間隔
ｒ，ｒ１，ｒ２ 外側曲げ半径
１ マグネシウム合金圧延板
２ 構造部品取付部
２１ 空間
３ 部品取付孔
３１ ビス
４，４１，４２，４３ ヒンジ部品
５１〜５７ 金型
６１ 表示素子
６２ 表示素子パネル
７ 電気機器
７１ 上蓋部
７２ 化粧板
７３ 本体部
７４ キーボード
７５ ヒンジ部
A, b, d, surface t with step t
Claims (9)
該構造部品取付部は、マグネシウム合金圧延板が段差をもつ２面を形成するように折り曲げられてなる折り曲げ構造を備えており、該構造部品取付部を構成するマグネシウム合金圧延板の板厚ｔ（ｍｍ）と該２面の外間隔Ｌ（ｍｍ）が、３ｔ≦Ｌ≦２０ｔの関係を有することを特徴とするマグネシウム合金圧延板成形体。 A magnesium alloy rolled plate molded body that is used in a housing of an electric device and includes a structural component mounting portion for forming the structure of the housing,
The structural component mounting portion has a bent structure in which the magnesium alloy rolled plate is bent so as to form two surfaces having steps, and the thickness t ( mm) and the outer distance L (mm) between the two surfaces have a relationship of 3t ≦ L ≦ 20t.
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