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研究開発された技術紹介

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接合・実装

部材の軽量化を加速するねじ高強度・高耐熱性のマグネシウム合金ねじ

大阪府

株式会社丸ヱム製作所

2020年3月20日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 輸送機器等の軽量化に向けた高強度・耐熱マグネシウム合金ねじによる締結技術の開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 自動車、ロボット
事業実施年度 平成19年度~平成21年度

プロジェクトの詳細

事業概要

軽くて強く、地球に優しい省エネ型金属であるマグネシウム合金の幅広い産業利用拡大のため、電食及び熱応力によるゆるみ問題を解決し、環境温度に適応できる耐熱・耐クリープ性を有するマグネシウム合金ねじについて、新素材ねじの開発やねじ締め付け技術の高度化という高度化目標を達成して、自動車部材への導入とそこでの信頼性をもとにロボット等の次世代機器への適用を進めることで、国際競争力の強化に貢献する

開発した技術のポイント

強度や耐熱性に優れた実用性能を有するマグネシウム合金ねじの開発
・引張り強度:比強度がステンレスねじの2.5倍→同じ負荷を従来の1/2以下の質量で締結できるように
・耐熱性:高温環境で既存のマグネシウム合金ねじの1/10のクリープ速度→エンジン付近の高温部でも利用できるように
(新技術)
高強度・耐熱マグネシウム合金ねじ:実用性能を有するマグネシウムねじを開発
・引張り強度比強度でステンレスねじの2.5倍
・耐熱性:残存軸力70%以上(150℃・100時間後)
・重量:AZ31と同等(比重:ステンレスねじの1/5)

具体的な成果

・高強度・耐熱マグネシウム合金の適正押出条件を確立
-高強度・耐熱マグネシウム合金(AmX602、AZX912、HR1、HR2)の押出条件を把握
-不純物となるガスを減少させることで、マグネシウム合金を清浄化
-安定的に結晶粒度を30未満に制御
-コストダウンのための3孔押出に成功
・伸線加工により、必要強度確保のための組織制御に成功
-伸線工程の最適化(巻取時の亀裂発生防止、超音波ダイス加工の安定化等)
-潤滑の低コスト化・安定加工条件を把握
-大阪府立大の組織・機械的性質の評価技術と知見を活用し、ねじ用材料として実用レベルに達していることを確認
・マグネシウム合金ねじの特性評価を経て、量産化体制を整備
・-奈川大のねじ特性評価の知見を活用し、摩擦係数が大きく、縦弾性係数の小さいマグネシウム合金ねじは、通常のスチールねじよりも、小さい締結力(軸力)でゆるみにくいことを確認
-大阪府産技研の各種試験技術を活用し、開発したマグネシウム合金ねじの締結条件を設定
-ねじ成形にサーボプレスを用いた加工法を導入し、安定した加工ができる工程を確立
-生産性向上に向けたねじの形状改善、治具設計、転造装置開発により、量産を可能に

知財出願や広報活動等の状況

・雑誌掲載:山中茂「マグネシウム合金ねじの鍛造・転造加工による軽量化」、月刊素形材Vol.50
・論文発表:機械学会22年度年次大会報告2件

研究開発成果の利用シーン

マグネシウム合金部材の締結において、従来のステンレスねじをマグネシウム合金ねじに置き換えることにより、軽量化と信頼性の向上を図る

実用化・事業化の状況

今後の実用化・事業化の見通し

・自動車産業での導入を皮切りに、多業種展開を狙う
-車両軽量化に向け、部材のマグネシウム合金化に関心の高い自動車産業等に売り込み中
-自動車産業での導入を皮切りに、大きな振動と高温にさらされ、高い信頼性を求められる高速車両の足回りや、ロボットのボディ等への展開を狙う

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 株式会社丸ヱム製作所
事業管理機関 公益財団法人大阪産業局
研究等実施機関 木ノ本伸線株式会社
株式会社ケーエステクノス
公立大学法人大阪(大阪府立大学)
学校法人神奈川大学
地方独立行政法人大阪産業技術研究所

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 株式会社丸ヱム製作所
事業内容 ねじ類、冷間プレス・切削部品、高強度樹脂製品、割ピン、工具・金型、アッセンブリー他、あらゆる工業用ファスナー・パーツ類の取り扱い・製造販売
本社所在地 〒574-0015 大阪府大東市野崎4-7-12
ホームページ http://www.maruemu.co.jp
連絡先窓口 製品開発部
メールアドレス yamanaka@maruemu.co.jp
電話番号 072-863-0105