JP2012227218A - カバー部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】取付対象100の周面に取り付けられるカバー部材1である。このカバー部材1は、質量%で50%以上のMgと、少なくともAlを含む添加元素と、不可避的不純物と、からなるMg合金からなる。そして、カバー部材1は、その上端開口部から下端開口部にかけて形成され、取付対象100へのカバー部材1の取り付け時に拡げられる分離端21A,21Bを備える。
【選択図】図1
Description
実施形態1では、図1に示すように、概略立方体状の取付対象100の周面の全周を覆うカバー部材1を説明する。当該カバー部材1は、取付対象100の周面にほぼ密着していることが好ましいため、周面の外周寸法とカバー部材1の内周寸法とがほぼ等しくなるように設計されている。このような設計をすると、カバー部材1の上下の開口部(特に、図1(B)参照)から取付対象100を導入することで取付対象100の外周面にカバー部材1を嵌め込むことは難しく、無理に嵌め込みを行えば、取付対象100の外周面やカバー部材1を損傷する恐れがある。そこで、当該カバー部材1には、取付対象100への嵌め込みを容易にするために切込みが形成されている。以下、カバー部材1の詳細な構成を説明する。
本実施形態におけるカバー部材1は、概略角筒状の部材であって、図1(B)に示すように、概略矩形の第一面11、第二面12、第三面13、および第四面14を備える。第二面12は第一面11の一端側の辺に連続し、第三面13は第一面11の他端側の辺(一端側の辺に対向する辺)に連続する。また、第四面14は、第二面12に連続する第二面側分割面14Aと、第三面13に連続する第三面側分割面14Bと、に分けられる。両分割面14A,14Bは分離しており、各分割面14A,14Bには分離端21A,21Bが形成される。なお、カバー部材は、角筒状に限定されるわけではなく、後述する実施形態4の図4に例示するように円筒状であっても良いし、図で例示しないが四角筒以外の多角筒状としてももちろんかまわない。
以上説明したカバー部材1を取付対象100に取り付けるには、まず図1(B)の白抜き矢印の方向に第二面12と第三面13とを引っ張って、分離端21Aと分離端21Bとを拡げる。そうすることで、カバー部材1の筒内部の空間が拡がる。
実施形態2では、分離端同士が離隔しており、それによって分離端間に大きな隙間が形成されているカバー部材を図2に基づいて説明する。その場合、カバー部材の分離端間の隙間を覆う蓋部材を用い、カバー部材と蓋部材とで、取付対象の周面を全周に亘って覆う。
図2(B)に示すように、実施形態2のカバー部材2は、概略『[』状に形成されている。このカバー部材2は、矩形の第一面11と、第一面11の両端部に連続する第二面12および第三面13とを備える。このカバー部材2では、第二面12と第三面13における第一面11とは反対側の端部により分離端22A,22Bが形成される。また、第二面12と第三面13の分離端22A,22Bには、ネジ止め用のスリットが形成されている。
一方、蓋部材2Lは、カバー部材2の分離端22A,22B間に形成される隙間全体を覆う概略『[』状の部材である。蓋部材2Lの両端部には蓋側突片14F,14Fが形成されており、その蓋側突片14F,14Fにおける上記カバー部材2に形成されるスリットに対応する部分には、蓋部材2Lとカバー部材2とをネジ止めするためのネジ孔が形成されている。この蓋部材2Lは、カバー部材2に取り付けたときに、第一面11に対向する第四面14となる。
取付対象100にカバー部材2を取り付ける場合、まずカバー部材2の分離端22A,22Bを両側(図2(B)の白抜き矢印の方向)に開き、分離端22A,22B間の隙間を拡げる。隙間を拡げるのは、取付対象100の外周寸法にほぼ一致するカバー部材2を取付対象100に取り付ける際、取付対象100の外周面を傷つけないようにするためである。
実施形態3では、実施形態2と同様に、離隔した分離端間に大きな隙間が形成されているカバー部材であって、実施形態2とは異なる形状のカバー部材を図3に基づいて説明する。なお、本実施形態も、カバー部材と蓋部材とで、取付対象の周面を全周に亘って覆う構成である。
図3(B)に示すように、実施形態3のカバー部材3は、実施形態2と同様に、矩形の第一面11と、第一面11の両端部に連続する第二面12および第三面13とを備える概略『[』状の部材である。このカバー部材3の第二面12と第三面13にはそれぞれ、第一面11にほぼ平行な方向に延びる第二面側突片12Fと第三面側突片13Fとが形成されている。そのため、両突片12F,13Fの端面である分離端23A,23Bは互いに対向した状態となり、これら突片12F,13Fの分離端23A,23B間に、大きな隙間が形成される。また、突片12F,13Fには、ネジ止め用のネジ孔が形成されている。
一方、蓋部材3Lは、カバー部材3の突片12F,13Fの分離端23A,23B間に形成される隙間全体を覆う平板状の部材である。蓋部材3Lの両端部における上記突片12F,13Fに形成されるネジ孔に対応する部分には、蓋部材3Lとカバー部材3とをネジ止めするためのスリットが形成されている。この蓋部材3Lは、カバー部材3に取り付けたときに、第一面11に対向する第四面14となる。
取付対象100にカバー部材3を取り付ける場合、まずカバー部材3の分離端23A,23Bを両側(図3(B)の白抜き矢印の方向)に開き、分離端23A,23B間の隙間を拡げる。
実施形態4では、実施形態1〜3とは異なり、円筒状のカバー部材を図4に基づいて簡単に説明する。
上記形状に関する実施形態1〜4のカバー部材には、Mgに添加元素を含有させた種々の組成のもの(Mg:50質量%以上と、Alを含む添加元素と、不可避的不純物)を利用する。特に、本発明カバー部材の材質には、添加元素に少なくともAlを7.3質量%超12質量%以下含有するMg−Al系合金を用いることが好ましい。Alの含有量が多いほど、強度、耐塑性変形性(剛性)といった機械的特性に優れる上に、耐食性にも優れる傾向にある。但し、Alの含有量が12質量%を超えると塑性加工性の低下を招くことから、上限は12質量%、更に11質量%が好ましい。代表的なMg合金中のAl含有量は、ASTM規格におけるAZ91合金相当の含有量と同じ8.3〜9.5%とすると良い。
本発明カバー部材を構成するMg合金の代表的な組織として、マトリクス相中に微細な析出物の粒子が特定の範囲で分散した組織が挙げられる。析出物は、主として金属間化合物が挙げられる。金属間化合物は、例えば、Mg17Al12といったMg及びAlを含有する化合物、Al(MnFe)といったAlを含有する化合物が挙げられる。
Mg合金は活性であるため、一般に、防食処理や塗装を施さないと、その表面に酸化膜が形成される。ダイカスト材などの鋳造材では、上記酸化膜が不均一な厚さで生成されており、このような鋳造材は、耐食性に劣る。これに対し、本発明カバー部材の実質的に表面全面に亘って均一な厚さの酸化膜を形成しても良い(後述する製造方法を参照)。このような均一な厚さの酸化膜を備えるカバー部材は、耐食性に優れる。表面の実質的に全面とは、検査装置の測定限界などにより酸化膜を精度よく確認できない箇所を除いた領域であり、表面積の90%以上、特に95%以上を言う。また、酸化膜は、実質的にマグネシウム酸化物で形成されるが(90質量%以上)、Alなどの不純物を含むことを許容する。
本発明カバー部材が、素材板(代表的には圧延が施された板材)にプレス加工といった塑性加工が施されることによって所定の形状に成形された成形部材である場合、代表的には素材板の厚さが実質的に維持されることから、カバー部材の全体に亘って実質的に均一な厚さである。カバー部材の厚さが厚いほど、カバー部材の強度は増すものの、取付対象に嵌め込み難くなるし、分離端を拡げたときにカバー部材(特に、図1〜3のカバー部材1〜3においては第一面11)に塑性変形が生じ易い。そのため、カバー部材の平均厚さは、0.3〜3.0mmとすることが好ましい。平均厚さは、カバー部材における任意の5箇所の厚さを平均することで求められる。本発明カバー部材は、上述のように全体に亘って実質的に均一的な厚さである形態の他、リブや貫通孔を有して、局所的に厚さが異なる箇所を有する形態を許容する。
本発明カバー部材の一形態として、カバー部材の表裏面(例えば、板材に塑性加工が施された成形部材の場合、板材の両面)の双方に防食処理が施されていない形態とすることができる。この形態は、従来必須とされていた防食処理を削減でき、カバー部材の生産性を高められる。或いは、本発明の一形態として、カバー部材の表裏面の双方に防食処理が施されておらず、かつ、上記表裏面のいずれか一方の面にのみ塗装層を備える形態とすることができる。この形態は、一方の面に塗装層を備えることで、カバー部材の耐食性を補強できる上に、着色や模様の付与などが可能となるため、装飾性や商品価値をも高められる。
板材に塑性加工を施して本発明カバー部材を製造する場合、例えば、以下の鋳造工程、溶体化工程、圧延工程、及びプレス工程を備える製造方法により、本発明カバー部材を製造することができる。
・鋳造工程:連続鋳造法により、Mgを50質量%以上含有するMg合金からなる鋳造板を製造する工程。
・溶体化工程:上記鋳造板に350℃以上の温度で溶体化処理を施して、固溶板を製造する工程。
・圧延工程:上記固溶板に温間圧延を施し、圧延板を製造する工程。
・プレス工程:上記圧延板にプレス加工を施し、カバー部材を製造する工程。
特に、溶体化工程以降の製造工程において、加工対象である素材板(代表的には圧延板)を150℃以上300℃以下の温度域に保持する総合計時間を0.5時間以上12時間以内とすると共に、300℃超の温度に加熱しないように、上記素材板の熱履歴を制御する。
[鋳造工程]
上記鋳造板は、双ロール法といった連続鋳造法、特に、WO/2006/003899に記載の鋳造方法で製造した鋳造板を利用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る上に、割れの起点になり得る10μm超といった粗大な晶析出物が生成されることを抑制できる。従って、圧延加工性に優れる鋳造板が得られる。鋳造板の厚さは特に問わないが、厚過ぎると偏析が生じ易く、この偏析が圧延時などで割れの原因となるため、10mm以下、特に5mm以下が好ましい。鋳造板の幅は、適宜選択することができる。
上記鋳造板に溶体化処理を施して、組成を均質化すると共に、Alといった添加元素を固溶させた固溶板を製造する。溶体化処理は、保持温度を350℃以上、特に、保持温度:380℃〜420℃、保持時間:60分〜2400分(1時間〜40時間)とすることが好ましい。保持時間は、Alの含有量が多いほど長くすることが好ましい。また、上記保持温度からの冷却工程において、水冷や衝風といった強制冷却などを利用して冷却速度を速めると(例えば、50℃/min以上)、粗大な析出物の析出を抑制できて好ましい。上述のように溶体化処理を行うことでMg合金中にAlを十分に固溶させられる。
上記固溶板に圧延を施すにあたり、素材(固溶板や最終圧延が施されるまでの圧延途中の板)を加熱することで塑性加工性(圧延加工性)を高められる。従って、少なくとも1パスは温間圧延とする。特に、上記素材を300℃超に加熱すると塑性加工性を十分に高められて圧延を行い易い。しかし、上述のように金属間化合物(析出物)の過剰な生成や粗大化による耐衝撃性の低下や耐食性の低下を招いたり、素材の焼き付きが発生したり、素材の結晶粒が粗大化して圧延後に得られた板材の機械的特性が低下したりする。そのため、圧延工程において素材の加熱温度も300℃以下とする。特に、素材の加熱温度は150℃以上280℃以下が好ましい。複数回(多パス)の圧延を施すことで、所望の板厚(例えば、0.3mm〜3.0mm)にできると共に、素材の平均結晶粒径を小さくしたり(例えば、10μm以下、好ましくは5μm以下)、圧延やプレス加工といった塑性加工性を高められる。圧延は、公知の条件、例えば、素材だけでなく圧延ロールも加熱したり、特開2007−98470号公報(参考文献1)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、仕上げ圧延などで圧下率が小さい圧延を行う場合、冷間圧延としてもよい。その他、圧延にあたり、潤滑剤を適宜利用すると、圧延時の摩擦抵抗を低減でき、素材の焼き付きなどを防止して、圧延を施し易い。
上記圧延工程により得られた圧延板に、参考文献1に記載されるように最終熱処理(最終焼鈍)を施してもよいが、この最終熱処理を施さず、或いは最終熱処理後に上述のように矯正を施すと、プレス加工といった塑性加工性に優れて好ましい。矯正は、WO/2009/001516に記載されるような複数のロールが千鳥状に配置されたロールレベラなどを用い、圧延板を100℃〜300℃、好ましくは150℃以上280℃以下に加熱して行う温間矯正が挙げられる。このような温間矯正を行った矯正板にプレス加工といった塑性加工を施すと、塑性加工時に動的再結晶化が生じることで、塑性加工性に優れる。なお、温間矯正加工を施す素材の厚さにもよるが、薄いものでは、当該温間矯正工程における上記温度域の保持時間を数分程度、更に1分以内と非常に短くすることができる。
上述のように金属間化合物が生成され易かったり成長し易かったりする上記温度域(150℃〜300℃)の保持時間を特定の範囲に制御することで、特定量の微細な金属間化合物が分散して存在する組織とすることができる。
上記圧延板や、上記圧延板に上記最終熱処理を施した熱処理板、上記圧延板に上記矯正を施した矯正板、上記圧延板・熱処理板・矯正板のいずれかに研磨(好ましくは湿式研磨)を施した研磨板に、金型を使った曲げ加工といった塑性加工を施すことで、本発明カバー部材(成形部材)が得られる。上記塑性加工は、200℃以上300℃以下の温間加工とすると、素材の塑性加工性を高められて塑性加工を行い易い。なお、この塑性加工時において素材を200℃〜300℃に保持する時間は非常に短く、例えば、曲げ加工によっては60秒以内の場合がある。従って、この曲げ加工では、上述したような金属間化合物の粗大化などの不具合は実質的に生じないと考えられる。
以下、実施形態1に示すカバー部材1と同様のカバー部材を作製し、そのカバー部材を取付対象に嵌め込んで、カバー部材と取付対象との隙間の形成具合を調べた。
(圧延条件)
圧下率:5%/パス〜40%/パス
素材の加熱温度:250℃〜280℃
ロール温度:100℃〜250℃
1,2,3,4 カバー部材
2L,3L,4L 蓋部材
21A,21B,22A,22B,23A,23B,24A,24B 分離端
31 重複部
11 第一面 12 第二面 13 第三面 14 第四面
14A 第二面側分割面 14B 第三面側分割面
12F 第二面側突片 13F 第三面側突片
14F 蓋側突片
Claims (6)
- 取付対象の周面に嵌め込まれるカバー部材であって、
質量%で50%以上のMgと、少なくともAlを含む添加元素と、不可避的不純物と、からなるMg合金からなり、
前記取付対象へのカバー部材の取り付け時に、互いに離れる方向に拡げられる一対の分離端を備えることを特徴とするカバー部材。 - 前記カバー部材は、概略角筒状の部材であり、
矩形の第一面と、
前記第一面の一端側に連続する第二面と、
前記第一面の他端側に連続する第三面と、
前記第一面に対向し、前記第二面と第三面とを繋ぐ第四面と、を備え、
前記第四面は、第二面に連続する第二面側分割面と、第三面に連続する第三面側分割面とに分けられ、両分割面の端部により前記分離端が形成されており、
かつ、前記第二面側分割面の一部と第三面側分割面の一部とが重複していることを特徴とする請求項1に記載のカバー部材。 - 前記第二面側分割面と第三面側分割面とが重複する重複部において、前記第二面側分割面および第三面側分割面の少なくとも一方には段差が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のカバー部材。
- 前記カバー部材は、
矩形の第一面と、
前記第一面の一端側に連続する第二面と、
前記第一面の他端側に連続する第三面と、
前記第二面における第一面とは反端側の端部と、前記第三面における第一面とは反端側の端部により前記分離端が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のカバー部材。 - 前記第二面における第一面とは反対側の端部に形成され、前記第三面に向かって突出する第二面側突片と、
前記第三面における第一面とは反対側の端部に形成され、前記第二面に向かって突出する第三面側突片と、を備え、
両突片の端部により前記分離端が形成されており、
かつ、両突片間が離隔していることを特徴とする請求項4に記載のカバー部材。 - 前記Mg合金は、質量%で8.3〜9.5%のAlと、0.5〜1.5%のZnを添加元素として含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のカバー部材。
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