iPhone 6 と iPhone 6+ はなぜこんなに曲がりやすいのでしょうか?

以前携帯電話の構造に取り組んだことがある者として、私には発言権があります。

はっきり言っておきますが、私は材料研究に従事しているわけではなく、携帯電話の構造を設計しているだけなので、厳密な根拠がないものが多々あります。これらは、私の先人たちの経験と、私が経験したプロジェクトから学んだ教訓にすぎません。不備があった場合はお手柔らかにお願いします。

まず最初に、携帯電話（模倣携帯電話メーカーではありません）の研究開発段階では、多くの実験を行う必要があることを説明させてください。すべての実験を終えて初めて、携帯電話の設計は完成したと言えます。王子如と老洛の討論を見て初めて、携帯電話の実験テストが奥深いテーマであることを認識した人が多かったように思います。実際、携帯電話の設計検証段階で必要な実験の数は想像を絶するほどです。携帯電話を開発する場合、通常は破壊実験用に少なくとも数百台のマシンを確保します。これらの実験の中で、今回の事件と深く関係するものが、ソフトプレッシャー実験です。

この柔らかい圧力の実験は、携帯電話を手で曲げるのと少し似ています。ここでは携帯電話のソフト圧力テストについて紹介します。国家標準では250Nの圧力を1000回押すことが規定されています。通常の成人の握力は約500Nであり、国の基準は一般人の握力よりはるかに低いことを意味します。したがって、携帯電話が国家標準の要件をかろうじて満たしているだけであれば、実際の使用では間違いなくひどいものになります。しかし、現在主流のメーカーは国家基準に基づいた実験を行っておらず、国家基準よりもはるかに高い基準を採用しているのでご安心ください。

しかし、ここで問題が発生します。私は Foxconn の社員ではないので、Apple のソフト圧縮規格についてはまったく知りません。ここでは2つの状況があります。 1つは、iPhone 6がAppleの以前のソフト圧縮規格に合格せず、Appleが進歩やその他の理由で規格を引き下げたことです（開発サイクルが1年である携帯電話でこのようなことが起こったら、私は本当に腹を立てるでしょう）。もう一つの状況は、以前のソフト圧縮規格には合格していたものの、実際の使用時に曲がりが発生し、規格が実際の状況に追いついていないという状況です。

この件に関する Apple の公式回答に気が付きました。「さらに、これらの電話機には、高ストレス領域を強化するためにステンレス鋼とチタンのインサートが使用されています。また、3 点曲げ、圧力ポイント サイクリング、座り、ねじり、ユーザー リサーチなど、開発サイクル全体にわたって厳格なテストも実施しています。iPhone 6 と iPhone 6 Plus は、当社のすべての高品質基準を満たしているか上回っており、毎日の日常使用のテストに耐えることができます。」これは、Apple が設計段階でこの問題に気づき、具体的に研究したことを示しています。これは Apple がおざなりにしているのではなく、これらの調査がユーザーの通常の使用状況 (通常の使用状況であることに注意してください) を完全にカバーしていると考えていたために、実際にこのようなことを行ったのだと思います。

しかし、現実にはiPhone 4と4Sが曲がったという苦情は出なかったものの、iPhone 5と5Sが座っただけで曲がったというニュース報道がありました。 iPhone 6に関しては、発売直後からこの問題が明らかになりました。私は変じゃないって言ってあげようか？以下でその理由を分析してみましょう。

まず、一つだけ明確にしておきましょう。携帯電話が曲がっていると言う場合、曲げた後に元の形に戻らないことを意味します。携帯電話が折りたたまれた後に自動的に元の形状に戻る状況は含まれません（これは簡単に理解できるはずです）。これは非常に重要なことであり、後で理解することになります。

携帯電話が曲がりやすいかどうかは、2 つの重要な要素によって決まります。1 つは素材、もう 1 つは形状です。

まず最初に材料についてお話しましょう。日常の経験から、携帯電話によく使われるステンレス鋼、液体金属（ジルコニウム合金）、アルミニウム合金、マグネシウム合金、プラスチックの中で、ステンレス鋼は剛性（変形に抵抗する能力）と弾性の総合的な性能が最も優れていることを誰もが実感できるはずです。ジルコニウム合金とマグネシウム合金は剛性は良いが弾性は低い。プラスチックは剛性は低いが、弾力性は優れている。アルミニウムは剛性と弾力性が低いです。 （上記はあくまでも一般的な紹介ですので、専門家の方は批判しないでください。ナイロン＋グラスファイバーの剛性は金属より劣らないことは知っていますが、論文を書いているわけではないので、十分であれば問題ありません）

2つ目は形です。携帯電話は、側面が空いている長方形の箱だと想像できます。日常的な経験に基づくと、箱の側壁が非常に低い場合、その強度は基本的に底板に依存します。側壁が非常に高い場合、比較的柔らかい材料を曲げることは困難になります。原理を説明する必要はありません。誰もが本能的にこれが正しいことを知っています。サイドウォールを強化すると、全体の強度に大きく貢献します。もちろん底部の厚みを増やすこともできます。

上記の知識を理解した後、私と一緒にこれら 3 世代の iPhone の構造的変化を分析することができます。

iPhone 4 と 4S で最初に目につくのは、厚くて背の高いステンレススチールのプレートです。この鉄の指輪を素手で曲げることはできないと推定されます。さらに、携帯電話を分解すると、スチールリングの内側にステンレス鋼板が溶接されており、十分な強度があることがわかります。もちろん、両側のガラスも大きく貢献し、マシン全体の剛性がさらに向上しました（ガラスは壊れやすいですが、剛性は依然としてかなり良好です）。

iPhone 5と5Sはアルミニウムで作られていたため、デバイス全体の強度が大幅に低下しました。これは、アルミニウムが比較的柔らかく、塑性変形しやすい（変形すると元の形状に戻らない）ため、より大きな力（座るなど）が加わるとすぐに曲がってしまうためです。同じ力が iPhone 4 に適用された場合、まずデバイス全体が強くなり、簡単には曲がりません。第二に、力が強すぎてガラスが先に割れてしまいます。構造的には、機械全体の厚さが減り、側壁が短くなります。以前のボックスモデルと比較すると、曲げに対する耐性が悪くなります。

皆さんも気づいていると思いますが、iPhone 6 と Plus はより薄く、より大きくなりました。てこの原理によれば、携帯電話の上端と下端に同じ力を加えると、中央のトルクは大幅に増加します。これは、Plus のものが曲がる理由も説明しています。曲げる位置も説明しやすいです。音量ボタン、ロゴ位置、電源ボタンが全く同じ水平位置にあり、これらは本体がくり抜かれている箇所であり、本体の最も弱い部分でもあります。

今では誰もが、Apple が携帯電話のデザインにおいても難しい問題に直面していることを理解しているはずだ。構造は工業デザインと妥協すべきか、それとも工業デザインは構造と妥協すべきか?現時点では、Appleも段階的に限界に挑戦しているようだが、基本的な傾向としては、構造的な信頼性を継続的に低下させている。なぜなら、Apple は確かに携帯電話の厚みを増やすことで携帯電話全体の強度を高めることができたが (0.5mm だけで十分)、そうしなかったからだ。携帯電話の重量や厚さが増加し、それが感触に影響を与えるなど、理由はたくさんあるはずです。超大企業の重要製品なので、この選択をする前に、非常に慎重な評価を行ったに違いありません。彼らは、ネット上で言われているような愚か者でもなければ、傲慢でも、消費者を見下す者でもないはずです。むしろ、曲がることは起こりにくいこと、薄くて軽い製品の方がより多くの消費者を引き付けられると考え、メリットとデメリットを明確に計算しているのです。つまり、それはトレードオフの結果であり、正しいとか間違っているとかいうものではありません。 （もちろん、実際の状況が、ジョナサンとクックがスティーブ・ジョブズを真似て、Apple の勤勉なエンジニアたちにテーブルを叩きつけながら「このデザインが欲しい！作ってよ！！」と言ったのなら、上記の私の発言は無視してください...）

なぜ Apple の製品はいつも曲がるのか (クック氏は同性愛を支持している??)、他のメーカーの製品がこんなに簡単に曲がるなんて聞いたことがない、と疑問に思う人もいるかもしれません。ブランドの話題性はさておき（模倣品の携帯電話が肉眼で曲げられるとしても誰も気にしない）、主な理由は、周りを見回して、他にどの会社が Apple のようなデザインを採用するかということです。一般的な設計は大きなプラスチックのサンドイッチ構造で、通常はフロントシェル（ステンレス鋼またはマグネシウム合金のインサート付き）、ミドルシェル（またはバックシェル、通常は金属のように光沢があるように真空メッキされている）、およびバッテリーカバーで構成されています。このタイプのモデルはSamsungです。マグネシウム合金の剛性はもちろんのこと、周囲のプラスチックも優れた弾力性を持っています。たとえ曲がっても、まるで曲がっていなかったかのように、すぐに元に戻ります。

もちろん、オールインワン コンピューターもありますが、これは通常、内部にステンレス鋼またはマグネシウム合金のフレームを備えた一体型のプラスチック シェルで作られており、その強度は疑う余地がありません。誰かが間違いなくM7と言うでしょう、その背面もアルミニウム合金で作られています。はい、背面はアルミニウム合金で作られていますが、側面はどうですか?側面は厚いプラスチックで作られており、電話全体も非常に厚く、本体の内側はステンレス鋼で補強されているため、十分すぎるはずです（中国版HTC ONEの背面にあるアルミニウム合金のバッテリーカバーが取り外し可能であることを見ると、背面のアルミニウム合金は装飾用であることがわかります）。超薄型携帯電話について話す人もいます。どの会社の超薄型携帯電話がメインフレームにアルミニウム合金を敢えて使用しているか見てみましょう。そして、極薄の機械を使ったことがある人なら経験があると思いますが、薄すぎる機械は、メイン構造にステンレスを使っていても、厚い機械よりも耐久性が劣るので、常に注意が必要です。

結論としては、Apple がこの素材と構造の使用にこだわるなら、当然それに応じたリスクを負わなければならないだろう、ということになる。設計上の欠陥が設計ソリューションの固有の欠点を指す場合、曲げ事故は確かに設計上の欠陥と呼ぶことができます。

--------------------------

補足：M8 にも iPhone 6 のようなオールアルミニウム合金のバックシェルがあることを誰かが思い出させてくれました (M7 と M8 は同じだと思い込んでいました、すみません)。分解図をよく見ましたが、確かにその通りです。しかし、一見すると両者のデザインは似ていますが、実際には大きな違いがあり、強度も大きく異なります。 Apple の分解の様子を 2 枚の写真で見てみましょう。

これは 2 つの部分に分かれており、1 つはタッチ スクリーンとディスプレイのフルフィット モジュールで、もう 1 つは統合されたアルミニウム合金の背面カバーです。ディスプレイの下部には薄い鋼板がありますが、薄すぎる（これが主な理由）ため、ディスプレイを保護する役割しか果たしていません。もう 1 つの機能は、ディスプレイ アセンブリを固定するための長いクリップを備えることです。この場合、マシン全体の強度は、アルミニウム合金の背面カバーとタッチスクリーンによってのみ提供されます。 M8 の分解図を見てみましょう。

よく観察すると、M8 のアルミニウム合金の背面シェルは独立しており、バッテリー カバーに相当し、もう 1 つのメイン フレームは、家族写真の中央にステンレス鋼のインサートが入ったプラスチックの前面シェルであることがわかります。しかも厚さはなんと9.35mm！ ！ ！ Appleのは7.1mmです。側壁の高さは曲げ抵抗に大きな影響を与えることを知っておく必要があります。

この比較により、2 つのメーカーのデザイン スタイルが明らかになります。どちらもアルミニウム合金のバックシェルを内蔵していますが、Apple の目標は薄さと軽さですが、HTC は堅牢性と信頼性に重​​点を置いています (もちろん、HTC は薄さと軽さのコンポーネントを入手できないため、流れに沿ってより堅牢で厚くなるように設計するしかないという可能性もあります)。

つまり、結論は同じです。 Apple は、より薄く、より軽くするために、信頼性をある程度犠牲にしました。 （ところで、iPhone 6 が M8 と同じ厚さで、簡単には曲がらないように設計されていたら、それでも買いますか？ 私なら買いません。）

また、他の携帯電話は曲げられないという幻想を持たないでください。通常の使用で曲がりやすいかどうか、また異なる機械の相対的な強度を比較したいだけです。合理的な基準なしに破壊的な実験を行うことは意味がありません。

誰かが私に、M8 は弱いということを思い出させてくれました。このビデオの iPhone 6 の曲げテストに HTC M8/Moto X の比較が含まれているからかどうかはわかりません。曲げ状況を詳しく調べてみると、以下のようになりました。

上の 3 枚の写真によると、iPhone 6 はわずかに曲がっているだけですが、M8 の画面は上向きにアーチ状になっており、iPhone 6 Plus は明らかに曲がっています。これは iPhone 6 の曲がりが M8 よりも小さいことを証明しており、M8 のデザインがあまり良くないことを意味すると考える学生もいるかもしれません。

ただし、ビデオを注意深く見てください。 M8 の画面が膨らんでも、アルミニウム合金の背面シェルの端は平らなままです。動画に出てくる太った男性は、力を加えると画面が上向きに傾くが、手を離すと画面は元の位置に戻るとも言っていました。これを踏まえると、M8の設計はより堅牢で、機械全体がより堅牢であると思いますが、その設計には欠点もあり、力がかかると画面の両面テープが剥がれたり、画面が膨らんだりします。

主な問題は2つあります。まず、裏表紙には大きな弧が描かれています。手で曲げると、携帯電話の中央が簡単に沈むので、画面アセンブリを叩いて持ち上げます。手を離すと元の形に戻ります。つまり、携帯電話は弾性変形に近い状態になり、大きな変形は発生しませんが、背面シェルの中央部分が少し沈むはずです。もうひとつの理由としては、M8のアルミ合金の背面シェルがバッテリーカバーに似すぎていて、前面シェルにしっかりと固定されていないことが考えられます（もちろん、日常使用には問題ありません）。

一般的に、M8 が現実世界で永久に曲がってしまう可能性は、iPhone 6 や Plus よりもはるかに低いと私は考えています。もちろん、誰でも私を褒めたり、一緒に学んだり、一緒に分析したりすることは大歓迎です。 （繰り返しますが、私は単なる経験主義者なので、学者はそれをあまり真剣に受け止めるべきではありません）

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。