WO2020261684A1

WO2020261684A1 - マグネシウム合金部材、及びマグネシウム合金部材の製造方法

Info

Publication number: WO2020261684A1
Application number: PCT/JP2020/014465
Authority: WO
Inventors: 修義山本; 宣夫宮坂; かおる大森; 義夫加留; 孝一白鞘
Original assignee: 住友電気工業株式会社
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2020-12-30
Also published as: JPWO2020261684A1

Abstract

かしめナットと、板状部を含む基部とを備え、前記基部は、マグネシウム合金から構成され、前記かしめナットは、前記板状部に取り付けられており、前記かしめナットの空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上である、マグネシウム合金部材。

Description

マグネシウム合金部材、及びマグネシウム合金部材の製造方法

　本開示は、マグネシウム合金部材、及びマグネシウム合金部材の製造方法に関する。
　本出願は、２０１９年０６月２８日付の日本国出願の特願２０１９－１２１６５１に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

　従来、鋼板に雌ねじを形成する方法として、ピアスナットやクリンチングナットと呼ばれるかしめナットを鋼板に取り付けることがなされている。特許文献１はピアスナットを鋼板に取り付けることを開示する。

　特許文献２は、マグネシウム合金からなる板状の鋳造基台に、ナットをかしめ付けた構造を開示する。鋳造基台におけるナットが取り付けられる箇所には、予め円筒状の凸部が形成される。ナットにおける鋳造基台に取り付けられる箇所には、特定の形状の溝が予め形成される。

特開平０５－２０２９１７号公報特開２００２－３６４６２２号公報

　本開示のマグネシウム合金部材は、
　かしめナットと、
　板状部を含む基部とを備え、
　前記基部は、マグネシウム合金から構成され、
　前記かしめナットは、前記板状部に取り付けられており、
　前記かしめナットの空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上である。

　別の本開示のマグネシウム合金部材は、
　かしめナットと、
　板状部を含む基部とを備え、
　前記基部は、マグネシウム合金から構成され、
　前記かしめナットは、前記板状部に取り付けられており、
　前記かしめナットの押抜力が０．８ｋＮ以上である。

　本開示のマグネシウム合金部材の製造方法は、
　板状部を有する素材がダイで支持された状態で、パンチによって、かしめナットを前記板状部に打ち込む工程を備え、
　前記素材は、マグネシウム合金から構成されており、
　前記工程は、前記素材と、前記ダイ及び前記パンチとを前記マグネシウム合金の温間域に加熱した状態で行う。

図１は、実施形態のマグネシウム合金部材を示す平面図である。図２Ａは、図１に示す実施形態のマグネシウム合金部材の一例であって、図１に示すＩＩ－ＩＩ切断線で切断した断面図である。図２Ｂは、図１に示す実施形態のマグネシウム合金部材の別例であって、図１に示すＩＩ－ＩＩ切断線で切断した断面図である。図２Ｃは、かしめナットの溝部の断面積を説明する図である。図２Ｄは、かしめナットの溝部の断面積に対する隙間の合計断面積の割合を測定する方法を説明する図である。図３Ａは、実施形態のマグネシウム合金部材の製造方法を説明する工程図であり、準備工程を示す断面図である。図３Ｂは、実施形態のマグネシウム合金部材の製造方法を説明する工程図であり、配置工程を示す断面図である。図３Ｃは、実施形態のマグネシウム合金部材の製造方法を説明する工程図であり、取付工程の初期を示す断面図である。図３Ｄは、実施形態のマグネシウム合金部材の製造方法を説明する工程図であり、取付工程の後期を示す断面図である。図３Ｅは、実施形態のマグネシウム合金部材の製造方法を説明する工程図であり、金型の除去工程を示す断面図である。図４は、試験例１の試料Ｎｏ．２のマグネシウム合金部材を、かしめナットの軸を含む平面で切断した断面写真を示す図である。図５は、試験例１の試料Ｎｏ．１０１のマグネシウム合金部材を、かしめナットの軸を含む平面で切断した断面写真を示す図である。図６は、試験例１の試料Ｎｏ．２４のマグネシウム合金部材を、かしめナットの軸を含む平面で切断した断面写真を示す図であって、かしめナットの溝部の近くの領域を拡大して示す図である。図７は、試験例１の試料Ｎｏ．１０２のマグネシウム合金部材を、かしめナットの軸を含む平面で切断した断面写真を示す図であって、かしめナットの溝部の近くの領域を拡大して示す図である。図８は、試験例１で作製した試料のうち、ピアスナットを有する試料において、加工温度と空転トルクとの関係を示すグラフである。図９は、試験例１で作製した試料のうち、ピアスナットを有する試料において、加工温度と押抜力との関係を示すグラフである。図１０は、試験例１で作製した試料のうち、クリンチングナットを有する試料において、加工温度と空転トルクとの関係を示すグラフである。図１１は、試験例１で作製した試料のうち、クリンチングナットを有する試料において、加工温度と押抜力との関係を示すグラフである。

［本開示が解決しようとする課題］
　かしめナットがマグネシウム合金からなる板状の部分に取り付けられたマグネシウム合金部材であって、かしめナットの固定強度に優れるものが望まれている。

　マグネシウム合金は、一般に、室温での塑性加工性に劣る。そのため、マグネシウム合金板に対して、鋼板と同様に、室温、例えば２５℃で市販のかしめナットが取り付けられると、後述の試験例に示すように、マグネシウム合金板におけるかしめナットが取り付けられた箇所及びその周辺に亀裂が生じる。亀裂があることで、かしめナットの固定強度が低い。固定強度が低いことで、かしめナットにボルトを締結する際に、かしめナットがマグネシウム合金板から脱落することが考えられる。

　特許文献２は、上述のように鋳造基台及びナットの溝を特定の形状にすることで、鋳造基台の塑性変形量を僅かにして、亀裂の発生を抑制することを開示する。しかし、鋳造基台の塑性変形量が小さいため、鋳造基台におけるナットの溝に充填される量が少なくなる。その結果、鋳造基台とナットとの固定強度が低いと考えられる。また、鋳造基台もナットも特定の形状に成形する必要がある。この点で、この従来技術は、ナット付きマグネシウム合金部材の製造性に劣る。

　そこで、本開示は、かしめナットの固定強度に優れるマグネシウム合金部材を提供することを目的の一つとする。また、本開示は、かしめナットを強固に取り付けられるマグネシウム合金部材の製造方法を提供することを他の目的とする。

［本開示の効果］
　本開示のマグネシウム合金部材は、かしめナットの固定強度に優れる。本開示のマグネシウム合金部材の製造方法は、かしめナットを強固に取り付けられる。

［本開示の実施形態の説明］
　最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の一態様に係るマグネシウム合金部材は、
　かしめナットと、
　板状部を含む基部とを備え、
　前記基部は、マグネシウム合金から構成され、
　前記かしめナットは、前記板状部に取り付けられており、
　前記かしめナットの空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上である。
　以下、本開示の一態様に係るマグネシウム合金部材を第一のＭｇ合金部材と呼ぶことがある。

　第一のＭｇ合金部材では、かしめナットにボルトを締め付ける際の回転力が板状部に加えられても、板状部に亀裂が生じ難い。そのため、かしめナットが板状部から脱落することが防止される。このような第一のＭｇ合金部材は、板状部とかしめナットとの固定強度に優れる。また、このような第一のＭｇ合金部材は、締付トルクを大きく確保できるため、強固なボルト締結構造を構築できる。

（２）本開示の別の態様に係るマグネシウム合金部材は、
　かしめナットと、
　板状部を含む基部とを備え、
　前記基部は、マグネシウム合金から構成され、
　前記かしめナットは、前記板状部に取り付けられており、
　前記かしめナットの押抜力が０．８ｋＮ以上である。
　以下、本開示の別の態様に係るマグネシウム合金部材を第二のＭｇ合金部材と呼ぶことがある。

　第二のＭｇ合金部材では、かしめナットにボルトを締め付ける際等にかしめナットの軸方向に沿った荷重が板状部に加えられても、板状部に亀裂が生じ難い。そのため、かしめナットが板状部から脱落することが防止される。このような第二のＭｇ合金部材は、板状部とかしめナットとの固定強度に優れる。また、このような第二のＭｇ合金部材は、ボルトの締結時等において上記軸方向に沿った荷重の許容範囲が大きいため、ボルトの締結作業性に優れる。

（３）本開示の第一のＭｇ合金部材の一例として、
　前記かしめナットの押抜力が０．８ｋＮ以上である形態が挙げられる。

　上記形態では、かしめナットにボルトを締め付ける際等にかしめナットの軸方向に沿った荷重が板状部に加えられても、板状部に亀裂が生じ難い。このような上記形態は、かしめナットの固定強度により優れる。また、上記形態は、ボルトの締結時等における上記荷重の許容範囲が大きいため、ボルトの締結作業性に優れる。

（４）本開示の第一のＭｇ合金部材又は第二のＭｇ合金部材の一例として、
　前記かしめナットは、ねじ孔と、溝部とが設けられた筒状部を備え、
　前記溝部は、前記板状部における前記ねじ孔側の領域をかみ込むように、前記筒状部に設けられており、
　前記板状部は、前記溝部に入り込む充填部を含み、
　前記かしめナットの軸を含む平面で切断した断面において、
　前記溝部の開口部を塞ぐように直線Ｌ１をとり、前記直線Ｌ１と前記溝部の内周面とで囲まれる領域の断面積を前記溝部の断面積Ｓ_３とし、前記領域において、前記充填部と前記内周面との間に設けられる隙間の合計断面積をＳとし、前記溝部の断面積Ｓ_３に対する前記隙間の合計断面積Ｓの割合Ｓ／Ｓ_３が０．０２５以下である形態が挙げられる。

　上記形態は、板状部の一部がかしめナットの溝部に実質的に隙間なく充填されているといえる。つまり、板状部の塑性変形量が多い。このような上記形態は、かしめナットの固定強度に優れる。

（５）本開示の第一のＭｇ合金部材又は第二のＭｇ合金部材の一例として、
　前記板状部は、前記かしめナットの軸方向からの平面視で、前記かしめナットに重複して配置される箇所を備え、
　前記かしめナットの軸を含む平面で切断した断面において、
　前記かしめナットに重複して配置される箇所は、亀裂を有さない形態が挙げられる。

　上記亀裂は、かしめナットを取り付ける際に生じ得る。上記亀裂が無ければ、上述の締結時の回転力や、かしめナットの軸方向に沿った荷重が板状部に加えられた際に、上記亀裂が進展して大きな亀裂が生じることがない。従って、上記形態は、かしめナットが板状部から脱落することをより確実に防止できる。

（６）本開示の第一のＭｇ合金部材又は第二のＭｇ合金部材の一例として、
　前記マグネシウム合金は、Ａｌを７．２質量％以上含む形態が挙げられる。

　Ａｌの含有量が７．２質量％以上であるマグネシウム合金は、Ａｌの含有量が７．２質量％未満である場合に比較して、強度、剛性、耐食性に優れる。従って、上記形態は、強度、剛性、耐食性に優れる。

（７）本開示の第一のＭｇ合金部材又は第二のＭｇ合金部材の一例として、
　前記かしめナットの呼び径は、ＪＩＳ　Ｂ　１１８０：２０１４に規定されるＭ４以上Ｍ１２以下である形態が挙げられる。

　上記形態は、市販のかしめナットを利用できるため、製造性に優れる。

（８）本開示の一態様に係るマグネシウム合金部材の製造方法は、
　板状部を有する素材がダイで支持された状態で、パンチによって、かしめナットを前記板状部に打ち込む工程を備え、
　前記素材は、マグネシウム合金から構成されており、
　前記工程は、前記素材と、前記ダイ及び前記パンチとを前記マグネシウム合金の温間域に加熱した状態で行う。
　以下、本開示の一態様に係るマグネシウム合金部材の製造方法を本製法と呼ぶことがある。

　本製法は、マグネシウム合金からなる素材にかしめナットを強固に取り付けられる。この理由は、素材と、金型であるダイ及びパンチとの双方がマグネシウム合金の温間域に加熱されることで、素材の塑性加工性が高められるからである。また、本製法を利用すれば、素材及びかしめナットを特別な形状に成形する必要がない。本製法は、一般的なマグネシウム合金板及び市販のかしめナットを利用できる。この点で、本製法は、かしめナットの固定強度に優れるマグネシウム合金部材を生産性よく製造できる。

（９）本開示のマグネシウム合金部材の製造方法の一例として、
　前記温間域は、２００℃以上２８０℃以下である形態が挙げられる。

　上記形態は、かしめナットの固定強度をより高め易い。

（１０）本開示のマグネシウム合金部材の製造方法の一例として、
　前記工程では、前記かしめナットを前記温間域に加熱する形態が挙げられる。

　上記形態では、素材がかしめナットに接触した際に素材の温度が低下し難い。そのため、素材の温度がマグネシウム合金の温間域に適切に保持される。従って、上記形態は、素材の塑性加工性を高められる。

［本開示の実施形態の詳細］
　以下、図面を参照して、本開示の実施の形態を詳細に説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。

［マグネシウム合金部材］
　以下、主に図１，図２Ａ，図２Ｂを参照して、実施形態に係るマグネシウム合金部材を説明する。
　図１は、実施形態のマグネシウム合金部材１をかしめナット３の軸方向に平面視した図である。なお、かしめナット３の軸方向は、図１では紙面垂直方向に相当する。
　図２Ａ，図２Ｂは、実施形態のマグネシウム合金部材１を、かしめナット３の軸Ｐ１を含む平面で切断した断面図である。軸Ｐ１を含む平面は、軸Ｐ１に平行な面であって、かしめナット３の軸Ｐ１を通る面である。

（概要）
　実施形態のマグネシウム合金部材１は、基部２と、かしめナット３とを備える。基部２は、マグネシウム合金から構成される。また、基部２は、板状部２０を含む。かしめナット３は、板状部２０を局所的にかみ込むことで、板状部２０に取り付けられる。特に、実施形態のマグネシウム合金部材１では、かしめナット３が板状部２０に強固に取り付けられている。
　以下、より詳細に説明する。

（基部）
〈組成〉
　基部２を構成するマグネシウム合金は、添加元素を含み、残部がＭｇ（マグネシウム）及び不可避不純物からなり、Ｍｇを最も多く含む合金である。添加元素は、例えば、Ａｌ（アルミニウム），Ｚｎ（亜鉛），Ｍｎ（マンガン），Ｓｉ（ケイ素），Ｂｅ（ベリリウム），Ｃａ（カルシウム），Ｓｒ（ストロンチウム），Ｙ（イットリウム），Ｌｉ（リチウム），Ｚｒ（ジルコニウム），Ｃｅ（セリウム），及びＹ，Ｃｅを除く希土類元素からなる群より選択された１種以上の元素が挙げられる。

　特に、Ａｌを含むマグネシウム合金は、強度や剛性といった機械的特性、耐食性に優れる。Ａｌの含有量は、例えば０．１質量％以上１２質量％以下が挙げられる。特に、Ａｌを７．２質量％以上含むマグネシウム合金は、Ａｌの含有量が７．２質量％未満である場合に比較して、強度や剛性、耐食性に優れる。そのため、Ａｌを７．２質量％以上含むマグネシウム合金から構成される基部２を備えるマグネシウム合金部材１は、強度や剛性、耐食性により優れる。

　Ａｌの含有量が多いほど、マグネシウム合金は機械的特性及び耐食性に優れる。特に、Ａｌの含有量が８．３質量％以上９．５質量％以下であるマグネシウム合金は、機械的特性及び耐食性に優れる上に、Ａｌの含有量が多い中では塑性加工性にも優れる。そのため、Ａｌを上記範囲で含むマグネシウム合金から構成される基部２を備えるマグネシウム合金部材１は、製造過程でかしめナット３を取り付け易い点から、製造性に優れる。

　Ａｌ以外の各添加元素の含有量は、例えば、０．０１質量％以上１０質量％以下、更に０．１質量％以上５質量％以下が挙げられる。

　マグネシウム合金は、公知の組成の合金、例えばＡＳＴＭ規格に規定される各種の合金を利用できる。ＡＳＴＭ規格に規定されるマグネシウム合金のうち、Ａｌを含むマグネシウム合金は、例えばＡＺ系合金、ＡＭ系合金、ＡＳ系合金等が挙げられる。ＺｎとＺｒとを含むマグネシウム合金は、例えばＺＫ系合金等が挙げられる。Ａｌを７．２質量％以上含むＡＺ系合金は、例えばＡＺ３１，ＡＺ６１，ＡＺ９１等が挙げられる。

〈形状〉
《板状部》
　基部２は、板状部２０を含む。板状部２０は、図２Ａ，図２Ｂに示すように、かしめナット３が取り付けられた箇所である取付箇所２１を含む。ここで、基部２は、二つの面が実質的に平行に設けられると共に、両面間の距離が実質的に同じ箇所を含む。上記二つの面は、図２Ａ，図２Ｂでは上面及び下面に相当する。上記距離は基部２の厚さに相当する。板状部２０は、取付箇所２１を除いて、上記厚さが実質的に同じ箇所である。取付箇所２１の詳細は、後述する。

　基部２は、例えば、その実質的に全体が板状部２０である形態が挙げられる。この形態は、かしめナット３の取付箇所２１を除き、基部２の全体にわたって実質的に同じ厚さを有する。この形態の一例として、基部２が平坦な板材であること、即ちマグネシウム合金板であることが挙げられる。図２Ａ，図２Ｂは、基部２が平坦な板材である場合を例示する。図示しないが、この形態の別例として、基部２が、基部２の少なくとも一部に屈曲部や湾曲部を有する立体物であることが挙げられる。上記立体物は、例えば、箱、円筒等が挙げられる。

　その他、基部２は、板状部２０ではない箇所を含んでもよい。図示しないが、例えば、基部２は、板状部２０に加えて、局所的に厚い部分、局所的に薄い部分、及び貫通孔の少なくとも一つを有してもよい。局所的に厚い部分は、例えば突起が挙げられる。局所的に薄い部分は、例えば溝、段差が挙げられる。

　マグネシウム合金板は、代表的には、圧延工程を経て製造されたものが挙げられる。圧延を経たマグネシウム合金板は、塑性加工性に優れることで製造過程ではかしめナット３を良好に取り付けられる、強度といった機械的特性に優れる、均一的な厚さを有し易い等の効果を奏する。又は、マグネシウム合金板は、ダイカスト法といった鋳造法によって成形された鋳造材でもよい。

　上述の立体物は、例えば、マグネシウム合金板に塑性加工が施されて所定の形状に成形された成形体が挙げられる。塑性加工は例えばプレス成形等が挙げられる。又は、上記立体物は、ダイカスト法等といった鋳造法によって成形された鋳造材等が挙げられる。鋳造材は、複雑な立体形状であっても、製造し易い。

《かしめナットの取付箇所》
　かしめナット３の取付箇所２１は、板状部２０において、かしめナット３に接触する箇所及びその近傍の箇所である。具体的には、取付箇所２１は、マグネシウム合金部材１をかしめナット３の軸方向から平面視した場合に、板状部２０においてかしめナット３に重複して配置される箇所である。そのため、取付箇所２１は、かしめナット３の周方向に沿って環状に設けられる。

　かしめナット３の取付箇所２１は、かしめナット３にかみ込まれることで板状部２０が塑性変形した部分を含む。この塑性変形部分は、板状部２０におけるかしめナット３のねじ孔３１側の領域に設けられる。また、上記塑性変形部分の少なくとも一部は、溝部３２に入り込むことで、かしめナット３の溝部３２の外形に対応した形状を有する。即ち、板状部２０は、溝部３２に入り込む充填部２２を備える。また、上記塑性変形部分は、板状部２０における取付箇所２１以外の箇所の厚さｔよりも薄い部分を含み得る。かしめナット３のねじ孔３１、溝部３２の詳細は後述する。

〈厚さ〉
　板状部２０におけるかしめナット３の取付箇所２１以外の箇所の厚さｔは、かしめナット３が取り付けられる前の素材２００における板状部２０の厚さｔ_２００に実質的に等しい。素材２００は後述の図３Ａを参照するとよい。厚さｔ又は厚さｔ_２００は、かしめナット３を取り付け可能な範囲で適宜選択するとよい。例えば、厚さｔは０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、更に０．３ｍｍ以上４．０ｍｍ以下が挙げられる。厚さｔがこの範囲であれば、市販のかしめナット３を利用できる点で、マグネシウム合金部材１は製造性に優れる。厚さｔは、かしめナット３の種類や大きさ等に応じて選択するとよい。かしめナット３の大きさは、例えばＪＩＳ　Ｂ　１１８０：２０１４に規定される呼び径等が挙げられる。

　上述の厚さｔは、板状部２０のうち、かしめナット３の取付箇所２１の近傍領域において測定された平均値とする。上記近傍領域は、以下の円環領域とする。図１に示すように、かしめナット３の軸Ｐ１を中心とし、かしめナット３の外径Ｒを半径とする円Ｃ１をとる。円環領域は、円Ｃ１から、かしめナット３の外周円を除いた領域である。かしめナット３の外周円は外径Ｒの円に相当する。円環領域において、周方向に等間隔に３以上の測定点をとり、各測定点の厚さを測定する。厚さｔは、３以上の測定点の厚さを平均した値である。図１は、円環領域に二点鎖線のクロスハッチングを付して、円環領域を仮想的に示す。

（かしめナット）
　かしめナット３は、金属板に圧入されることで取り付けられるナットである。かしめナット３は、図２Ａ，図２Ｂ、後述の図３Ａに示すように、ねじ孔３１と、溝部３２とが設けられた筒状部３０を備える。ねじ孔３１は、雌ねじを構成する。ねじ孔３１には、図示しないボルトがねじ込まれる。溝部３２は、上述の板状部２０におけるねじ孔３１側の領域をかみ込むように、筒状部３０に設けられている。また、溝部３２は、環状に設けられている。代表的には、溝部３２は、図２Ａに示すように筒状部３０の端面３５に開口する。又は、溝部３２は、図２Ｂに示すように外周面３６に開口する。溝部３２の開口部は、板状部２０におけるねじ孔３１側の領域に向かい合うように配置される。溝部３２には、かしめナット３が取り付けられた金属板を構成する金属、ここでは板状部２０を構成するマグネシウム合金が塑性変形した状態で充填される。この板状部２０における塑性変形した部分は、上述の充填部２２を構成する。

　かしめナット３の代表例として、ピアスナット、クリンチングナット等が挙げられる。ピアスナット、クリンチングナットは、市販品、その他、公知のものを利用できる。

　ピアスナットは、金属板に下孔を設けることなく、ピアスナットを金属板に直接打ち込むことで金属板に取り付けられる。ピアスナットは、セルフファスナーとも呼ばれる。図２Ａは、かしめナット３としてピアスナットを例示する。ピアスナットの溝部３２は、代表的には筒状部３０における二つの端面のうち、板状部２０側に配置される端面３５に開口する環状の溝である。ピアスナットの筒状部３０は、端面３５側に局所的に細い箇所を有する。以下、上記局所的に細い箇所を細筒部３３と呼ぶ。なお、端面３５側は、図２Ａでは下側に相当する。

　細筒部３３は、端面３５よりも突出する。細筒部３３は、ピアスナットを金属板に取り付ける際に金属板に貫通孔を設けることに利用される。細筒部３３の外周面の一部が上記貫通孔を構成する内周面に支持される。その結果、細筒部３３は上記貫通孔を挿通した状態で板状部２０に支持される。溝部３２には、金属板、ここでは板状部２０における上記貫通孔の近傍の領域が塑性変形されて充填される。溝部３２については後述の図３Ａ、細筒部３３については後述の図３Ｃ，図３Ｄも参照するとよい。

　クリンチングナットは、金属板に予め下孔を設けておき、この下孔にクリンチングナットを打ち込むことで金属板に取り付けられる。図２Ｂは、かしめナット３としてクリンチングナットを例示する。クリンチングナットの筒状部３０の一部は、金属板に挿入された状態である。そのため、筒状部３０の一部は、筒状部３０の周方向の全周にわたって金属板を構成する金属に覆われる。クリンチングナットの溝部３２は、代表的には筒状部３０の外周面３６に開口する環状の溝である。溝部３２には、金属板、ここでは板状部２０における上述の下孔の近傍の領域が塑性変形されて充填される。

〈呼び径〉
　かしめナット３の呼び径は、適宜選択できる。例えば、上記呼び径は、ＪＩＳ　Ｂ　１１８０：２０１４に規定されるＭ４以上Ｍ１２以下が挙げられる。上記呼び径が上記範囲であれば、市販のかしめナット３を利用できる点で、マグネシウム合金部材１は製造性に優れる。上記呼び径はＭ５以上Ｍ１０以下でもよい。上記呼び径がＭ５以上Ｍ１０以下であるかしめナット３を備えるマグネシウム合金部材１は、筐体や構造部材等に利用できる。なお、かしめナット３の呼び径は、ねじ孔３１にねじ込まれるボルトの呼び径である。

〈数〉
　マグネシウム合金部材１に備えられるかしめナット３の数は問わない。図１に示すマグネシウム合金部材１は、一つのかしめナット３を備えるが、複数のかしめナット３を備えてもよい。

〈取付位置〉
　マグネシウム合金部材１に備えられるかしめナット３の取付位置は、用途等に応じて、適宜選択できる。図１の取付位置は例示である。

（かしめナットの取付状態）
　基部２を構成するマグネシウム合金の一部は、かしめナット３に設けられた溝部３２に充填される。かしめナット３の固定強度に優れるマグネシウム合金部材１では、溝部３２におけるマグネシウム合金の充填量が多い。つまり、溝部３２に充填される充填部２２と溝部３２の内周面との間に設けられる隙間が少ない。また、溝部３２が充填部２２によって満たされているといえる。定量的には、例えば、以下の空隙率が２．５％以下であることが挙げられる。

〈空隙率〉
　マグネシウム合金部材１を、かしめナット３の軸Ｐ１を含む平面で切断した断面をとる。上記断面において、以下のようにして、溝部３２の断面積Ｓ_３と、隙間９の合計断面積Ｓとを求める。空隙率（％）は、溝部３２の断面積Ｓ_３に対する隙間９の合計断面積Ｓの割合である。空隙率（％）は、（Ｓ／Ｓ_３）×１００で求められる。

　上記断面において、溝部３２の断面積Ｓ_３は、以下の直線Ｌ１と、溝部３２の内周面３２０とで囲まれる領域の面積である。

　図２Ａに示すように、溝部３２がかしめナット３の端面３５に開口すると共に、溝部３２に充填される充填部２２が基部２の表面の一部を構成する場合を説明する。この場合、直線Ｌ１は、かしめナット３の軸Ｐ１に直交する平面であって、充填部２２の表面に接するようにとる。つまり、直線Ｌ１は、溝部３２の開口部を塞ぐようにとる。上記充填部２２の表面は、代表的には、製造過程においてダイ５２の押込部５２２によって成形される。押込部５２２については後述の図３Ｄを参照するとよい。

　図２Ｃ，図２Ｄは、かしめナット３がピアスナットである場合について、溝部３２及びその近傍の領域を拡大して示す断面図である。図２Ｃ，図２Ｄに示す上記領域は、図２Ａにおいて破線の長方形で囲まれた領域に相当する。図２Ｃにおいて、溝部３２の内周面３２０と直線Ｌ１とで囲まれた領域であって、二点鎖線の格子状のハッチングが付された領域の面積が溝部３２の断面積Ｓ_３である。図２Ｄは、溝部３２に隙間９を有する場合を例示する。隙間９は、直線Ｌ１と溝部３２の内周面３２０とで囲まれた領域において、溝部３２に充填される充填部２２と溝部３２の内周面３２０との間に設けられる。図２Ｄにおいて、細実線の格子状のハッチングが付された領域が隙間９である。このハッチングが付された領域の合計面積が隙間９の合計断面積Ｓである。隙間９の合計断面積Ｓは、溝部３２の断面積Ｓ_３から、溝部３２の内周面３２０と直線Ｌ１とで囲まれた領域に占める充填部２２の断面積Ｓ_２２を減じて求めてもよい。即ち、隙間９の合計断面積Ｓは、（Ｓ_３－Ｓ_２２）によって求めてもよい。

　図２Ｂに示すように、溝部３２がかしめナット３の軸Ｐ１に概ね直交する方向に開口すると共に、溝部３２の開口部が基部２に埋設されている場合を説明する。直線Ｌ１は、溝部３２の開口部を塞ぐようにとる。この場合、直線Ｌ１は、溝部３２の開口部をなす仮想面を通る直線である。かしめナット３がクリンチングナットである場合も、上述のピアスナットの場合と同様にして、溝部３２の断面積Ｓ_３、隙間９の合計断面積Ｓをとる。

　空隙率が２．５％以下であれば、即ち割合Ｓ／Ｓ_３が０．０２５以下であれば、溝部３２に実質的に隙間９がなく、充填部２２が充填されているといえる。このようなマグネシウム合金部材１では、製造過程において、板状部２０の塑性変形量が多いといえる。塑性変形量が多いことで、板状部２０とかしめナット３との接触面積が大きく確保される。その結果、板状部２０とかしめナット３とが強固なかみ合い構造を構築できる。従って、マグネシウム合金部材１は、かしめナット３の固定強度に優れる。

　空隙率が小さいほど、かしめナット３の固定強度が高くなり易い。空隙率は２．０％以下、更に１．５％以下、１．０％以下が好ましい。空隙率が０％であること、即ち隙間９が実質的に無いことがより好ましい。図２Ａ，図２Ｂは、空隙率が０％である場合を示す。

〈亀裂〉
　マグネシウム合金部材１の一例として、マグネシウム合金部材１をかしめナット３の軸Ｐ１を含む平面で切断した断面において、かしめナット３の取付箇所２１が亀裂を有さないことが挙げられる。このマグネシウム合金部材１は、板状部２０における溝部３２の近傍、即ち溝部３２の内外に亀裂が無い。

　上記亀裂は、製造過程で、素材２００にかしめナット３を取り付ける際に生じ得る。かしめナット３の取付箇所２１に亀裂が無ければ、ボルトを締め付ける際の回転力や、かしめナット３の軸方向に沿った荷重等が取付箇所２１を含む板状部２０に加えられても、板状部２０に大きな亀裂が生じ難い。この理由は、上述の回転力や荷重に起因して、小さな亀裂が進展して大きな亀裂になるという現象が実質的に生じないからである。このようなマグネシウム合金部材１は、ボルトの締結時等で、かしめナット３が板状部２０から脱落することを効果的に防止できるため、かしめナット３の固定強度に優れるといえる。

〈特性〉
《空転トルク》
　実施形態のマグネシウム合金部材１として、例えば、かしめナット３の空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上を満たすことが挙げられる。

　空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上であれば、かしめナット３にボルトを締め付ける際の回転力がかしめナット３の取付箇所２１を含む板状部２０に加えられても、板状部２０に亀裂が生じ難い。そのため、かしめナット３が板状部２０から脱落することが防止される。このようなマグネシウム合金部材１は、かしめナット３の固定強度に優れるといえる。

　空転トルクが大きいほど、かしめナット３の固定強度が高い。例えば空転トルクは１０Ｎ・ｍ以上、更に１５Ｎ・ｍ以上が挙げられる。板状部２０の厚さｔ、かしめナット３の大きさ、例えばＪＩＳ　Ｂ　１１８０：２０１４に規定される呼び径等にもよるが、空転トルクが２０Ｎ・ｍ以上、更に２５Ｎ・ｍ以上であれば、上記固定強度がより高い。また、空転トルクが大きいほど、ボルトの締結時に許容される締付トルクを大きく確保することができる。このようなマグネシウム合金部材１は、ボルトを強固に締め付けられるため、強固なボルト締結構造を構築できる。なお、空転トルクの上限は特に設けない。

　上述の空隙率が２．５％以下であるマグネシウム合金部材１は、代表的には、８．５Ｎ・ｍ以上の空転トルクを有する。空隙率が小さいほど、空転トルクが高くなり易い。

　上述のかしめナット３の取付箇所２１に亀裂が無いマグネシウム合金部材１は、代表的には、８．５Ｎ・ｍ以上の空転トルクを有する。

　空転トルクは、以下のように測定する。
　かしめナット３が上向きになるように、マグネシウム合金部材１を台座に配置して、板状部２０を固定する。
　この状態で、かしめナット３を治具で把持する。この治具をかしめナット３の軸周りに回転させる。即ち、かしめナット３を捩じるような回転力をかしめナット３に加える。
　回転力を増加させていき、板状部２０からかしめナット３が外れるまで、治具を回転させる。空転トルクは、板状部２０からかしめナット３が外れたときの最大の回転力である。
　空転トルクの測定は、市販のトルクを測定する工具、例えばトルクレンチ等を利用できる。

《押抜力》
　実施形態のマグネシウム合金部材１として、例えば、かしめナット３の押抜力が０．８ｋＮ以上を満たすことが挙げられる。

　押抜力が０．８ｋＮ以上であれば、かしめナット３にボルトを締め付ける際等に、かしめナット３の軸方向に沿った荷重がかしめナット３の取付箇所２１を含む板状部２０に加えられても、板状部２０に亀裂が生じ難い。そのため、かしめナット３が板状部２０から脱落することが防止される。このようなマグネシウム合金部材１は、かしめナット３の固定強度に優れるといえる。

　押抜力が大きいほど、かしめナット３の固定強度が高い。例えば押抜力は１．００ｋＮ以上、更に１．１０ｋＮ以上、１．１５ｋＮ以上が挙げられる。板状部２０の厚さｔ、かしめナット３の大きさ、例えばＪＩＳ　Ｂ　１１８０：２０１４に規定される呼び径等にもよるが、押抜力が１．２ｋＮ以上、更に１．５ｋＮ以上であれば、上記固定強度がより高い。また、押抜力が大きいほど、ボルトの締結時等において、上述の軸方向に沿った荷重の許容範囲を大きく確保することができる。このようなマグネシウム合金部材１は、ボルトの締結作業性に優れる。なお、押抜力の上限は特に設けない。

　上述の空隙率が２．５％以下であるマグネシウム合金部材１は、代表的には、０．８ｋＮ以上の押抜力を有する。空隙率が小さいほど、押抜力が高くなり易い。

　上述のかしめナット３の取付箇所２１に亀裂が無いマグネシウム合金部材１は、代表的には、０．８ｋＮ以上の押抜力を有する。

　押抜力は、以下のように測定する。
　図２Ａ，図２Ｂに示すマグネシウム合金部材１を上下逆にして、かしめナット３が下向きに配置されるように、板状部２０を台座に配置する。
　台座は、かしめナット３の外径Ｒよりも大きな貫通孔を備える。かしめナット３は、この貫通孔内に挿入する。板状部２０におけるかしめナット３の周囲の領域を台座における貫通孔の周囲の領域で支持する。
　板状部２０が台座に支持された状態で、治具によって、かしめナット３に、軸Ｐ１方向に沿って荷重を加える。治具はかしめナット３を押圧するが板状部２０を押圧しないように、治具を配置する。かしめナット３にボルトをねじ込んでおき、治具は、このボルトの頭部を押圧してもよい。この場合、上記荷重がかしめナット３に伝達され易い。かしめナット３が細筒部３３を有する場合、治具は、細筒部３３を押圧してもよい。この場合、細筒部３３の端面に治具の押圧面を直接接触させる。
　荷重を増加させていき、かしめナット３が板状部２０から抜け落ちるまで、荷重を加える。押抜力は、かしめナット３が抜け落ちるときの最大の荷重である。
　押圧力の測定は、例えば市販のクリンチメーターを利用できる。

　実施形態のマグネシウム合金部材１として、例えば、上述の空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上を満たすと共に、上述の押抜力が０．８ｋＮ以上を満たすことが挙げられる。このようなマグネシウム合金部材１は、かしめナット３にボルトを締め付ける際等に、ボルトの締結時の回転力やかしめナット３の軸方向に沿った荷重がかしめナット３の取付箇所２１を含む板状部２０に加えられても、板状部２０に亀裂が更に生じ難い。そのため、かしめナット３が板状部２０から脱落することが効果的に防止される。このようなマグネシウム合金部材１は、かしめナット３の固定強度により優れるといえる。

（主な効果）
　実施形態のマグネシウム合金部材１は、板状部２０に取り付けられたかしめナット３と、板状部２０との固定強度に優れる。この効果を後述の試験例で具体的に説明する。

［マグネシウム合金部材の製造方法］
　以下、主に図３Ａ～図３Ｅを参照して、実施形態に係るマグネシウム合金部材の製造方法を説明する。

（概要）
　上述の実施形態のマグネシウム合金部材１は、例えば、以下の取付工程を備える実施形態のマグネシウム合金部材の製造方法、即ち本製法によって製造することが挙げられる。
〈取付工程〉板状部２０を有する素材２００がダイ５２で支持された状態で、パンチ５１によって、かしめナット３を板状部２０に打ち付ける（図３Ｃ，図３Ｄ参照）。
　素材２００は、マグネシウム合金から構成される。
　取付工程は、板状部２０を有する素材２００と、ダイ５２及びパンチ５１とをマグネシウム合金の温間域に加熱した状態で行う。
　マグネシウム合金の温間域は、室温を超え、マグネシウム合金の再結晶温度以下の温度である。

　本製法は、かしめナット３を板状部２０に取り付ける際の加工温度を室温ではなく、マグネシウム合金の温間域とすることで、素材２００、特に板状部２０の塑性加工性を高める。その結果、板状部２０の塑性変形量を多く確保することができる。特に、本製法は、素材２００と金型５であるダイ５２及びパンチ５１との双方をマグネシウム合金の温間域に加熱することで、板状部２０の塑性加工性を効果的に高められる。なお、ここでの室温は２０℃±１５℃、代表的には２５℃である。

（基本工程）
　本製法は、代表的には、以下の準備工程と、配置工程と、上述の取付工程と、金型の除去工程とを備えることが挙げられる。取付工程は図３Ｃ，図３Ｄを参照するとよい。

〈準備工程〉上述の素材２００と、かしめナット３と、金型５とを用意する。金型５は、パンチ５１とダイ５２とを備える。準備工程は図３Ａを参照するとよい。
〈配置工程〉下から順に、ダイ５２、素材２００、かしめナット３、パンチ５１を配置する。素材２００の板状部２０は、ダイ５２によって支持される。かしめナット３は、上記板状部２０の所定の位置に配置する。上記板状部２０に下孔がある場合には、かしめナット３は下孔の形成箇所に配置する。配置工程は図３Ｂを参照するとよい。
〈金型の除去工程〉素材２００の板状部２０にかしめナット３を取り付けた後、マグネシウム合金部材１から金型５を取り外す。金型の除去工程は図３Ｅを参照するとよい。

　以下、各工程を簡単に説明し、取付工程の温度条件を詳細に説明する。

〈準備工程〉
　準備工程で用いられる素材２００、かしめナット３、金型５を説明する。
　素材２００は、板状部２０を備えていればよい。素材２００の組成、板状部２０の形状、厚さｔ_２００等は、上述の〈組成〉、《板状部》、〈厚さ〉等の項を参照するとよい。素材２００には、必要に応じて、かしめナット３の大きさに応じた下孔を設ける。図示しない下孔は、打ち抜き等といった適宜な機械加工を行うことで形成することが挙げられる。図３Ａは、下孔を設けない場合を例示する。

　かしめナット３は、上述の（かしめナット）の項を参照するとよい。

　金型５の基本的な構成は、かしめナット３の取り付けに利用されている公知の金型を参照することができる。以下、ピアスナットの取り付けに利用される金型５を簡単に説明する。

　本例の金型５は、パンチ５１と、ダイ５２と、図示しない加熱機構とを備える。
　本例のパンチ５１は、軸部５１０と、本体５１２とを備える。
　本例のダイ５２は、貫通孔５２４が設けられた本体５２０と、押込部５２２とを備える。
　加熱機構は、ヒーター等の加熱部と、加熱部の制御盤等とを備えることが挙げられる。加熱部は、本体５１２，５２０等に内蔵することが挙げられる。

〈パンチ〉
　軸部５１０は、図３Ｂに示すように、かしめナット３のねじ孔３１に挿入されることで、本体５１２のガイドやかしめナット３に対する位置決め等に利用される。軸部５１０は、代表的には、ねじ孔３１の最小内径よりも小さい内径を有する丸棒等といった柱状体が挙げられる。

　軸部５１０の長さは、図３Ｂに示すように、軸部５１０がねじ孔３１に挿入された状態において、軸部５１０の端面がねじ孔３１の開口部から突出しない程度、又は上記開口部がつくる仮想面に実質的に面一になる程度である。

　本体５１２は、かしめナット３を板状部２０に押し付ける部材である。本体５１２は、代表的には、軸部５１０の外径よりも大きな外径を有する円柱体等といった柱状体が挙げられる。本体５１２におけるかしめナット３側に配置される端面５１１に軸部５１０が立設される。端面５１１は、図３Ｃ，図３Ｄに示すように、かしめナット３に接して配置される。端面５１１は、かしめナット３の端面３７を押圧する面として利用される。

〈ダイ〉
　本体５２０は、主として素材２００の板状部２０を支持する。本例の本体５２０は、中央部に貫通孔５２４が設けられた筒状体である。貫通孔５２４は、図３Ｃに示すようにかしめナット３の細筒部３３の外周面を支持したり、図３Ｄに示すように切り屑２０２を排出したりすることに利用される。切り屑２０２は、上記板状部２０の一部が細筒部３３によって打ち抜かれて、板状部２０に貫通孔２０１が形成されることで生じる。

　本体５２０は、素材２００の板状部２０が配置される側の端面、図３Ａ等では上面に環状の突起を有する。環状の突起は、貫通孔５２４の周縁に沿って設けられる。この環状の突起が押込部５２２である。押込部５２２は、図３Ｃ，図３Ｄに示すように、上記板状部２０における上述の貫通孔２０１の近傍の領域をかしめナット３の溝部３２に押し込むことに利用される。押込部５２２の形状は、貫通孔５２４の一部を有する円錐台状である。

〈配置工程〉
　本例では、図３Ｂに示すように、ダイ５２の押込部５２２の上に素材２００の板状部２０を配置する。また、パンチ５１の軸部５１０をかしめナット３のねじ孔３１に挿入した状態で、パンチ５１とかしめナット３とを上記板状部２０に配置する。この場合、ダイ５２の貫通孔５２４、かしめナット３のねじ孔３１、パンチ５１の軸部５１０が同軸に配置され易い。ひいては、上記板状部２０の適切な位置にかしめナット３が取り付けられる。

　素材２００の板状部２０に予め下孔を設けた場合には、ダイ５２の貫通孔５２４と下孔とが同軸になるように、上記板状部２０をダイ５２に配置する。また、上記板状部２０の下孔にかしめナット３の一部を嵌め込むことで、かしめナット３を上記板状部２０に配置する。

〈取付工程〉
《基本操作》
　金型５によって、かしめナット３を素材２００の板状部２０に打ち込む。
　代表的には、パンチ５１をダイ５２側に移動させることで、本体５１２の端面５１１によってかしめナット３の端面３７を板状部２０側に押し付ける。本例では、まず、細筒部３３が板状部２０の一部に接触することで、板状部２０を押圧する。パンチ５１の移動に伴い、細筒部３３は本体５２０の貫通孔５２４に入り込むと共に、図３Ｃに示すように、板状部２０に貫通孔２０１が設けられる。パンチ５１の移動に伴い、次に、かしめナット３の端面３５が上記板状部２０に接触する。この状態では、かしめナット３は、パンチ５１と、上記板状部２０を介してダイ５２とに挟持される。

　パンチ５１の移動に伴い、かしめナット３の溝部３２がダイ５２の押込部５２２に被さるように近づく。その結果、板状部２０における貫通孔２０１の近傍の領域は、図３Ｄに示すように、端面３５及びその近傍の領域と押込部５２２とに挟まれる。更には、板状部２０の上記領域は、押込部５２２に押し込まれて、溝部３２に充填されていく。即ち、板状部２０における上記領域は、金型５によって絞り込まれると共に、かしめナット３に圧入される。貫通孔２０１の形成によって生じた切り屑２０２は、細筒部３３及び軸部５１０に押されることで、ダイ５２の貫通孔５２４から落下する。

《温度条件》
　特に、本製法では、かしめナット３を素材２００の板状部２０に取り付ける際に素材２００及び金型５をマグネシウム合金の温間域に加熱する。金型５がパンチ５１及びダイ５２を備える場合、パンチ５１及びダイ５２の双方を上記温間域に加熱する。パンチ５１又はダイ５２が上記温間域ではなく、室温であると、パンチ５１又はダイ５２に接触した上記板状部２０の温度が低下する。その結果、上記板状部２０が十分に塑性変形できない。そのため、上記板状部２０の塑性変形量が少なくなる。

　素材２００及び金型５に加えて、かしめナット３もマグネシウム合金の温間域に加熱することが好ましい。この理由は、かしめナット３に接触した素材２００の板状部２０の温度が低下することを防止できるからである。つまり、上記板状部２０の温度が上記温間域に適切に保持される。その結果、上記板状部２０が良好に塑性変形できる。

　加工温度、即ち素材２００及び金型５、好ましくはかしめナット３の加熱温度は、素材２００を構成するマグネシウム合金の再結晶温度以下の温度範囲で選択する。例えば、マグネシウム合金の温間域の加熱温度として、２００℃以上２８０℃以下が挙げられる。

　加熱温度が２００℃以上であれば、素材２００の塑性加工性が高められる。即ち、素材２００の板状部２０において大きな塑性変形量が確保される。その結果、上記板状部２０とかしめナット３とが強固にかみ合えて、かしめナット３が板状部２０に強固に取り付けられる。加熱温度が高いほど、上記板状部２０の塑性加工性が高くなり易い。加熱温度は、例えば２１０℃以上、更に２２０℃以上、２３０℃以上、２４０℃以上でもよい。

　加熱温度が２８０℃以下であれば、素材２００に焼き付き等が生じ難い。加熱温度は、例えば２７５℃以下、更に２７０℃以下でもよい。

　加熱温度は、例えば２１０℃以上２７５℃以下、更に２２０℃以上２７０℃以下であると、かしめナット３の固定強度がより高くなる傾向にある。この点は、後述の試験例、図８、図９を参照するとよい。

　加熱温度は、板状部２０の厚さｔ_２００、板状部２０を構成するマグネシウム合金の組成、かしめナット３の形状、大きさ等に応じて調整することが好ましい。例えば、かしめナット３においてＪＩＳ　Ｂ　１１８０：２０１４に規定される呼び径が比較的大きい上に、厚さｔ_２００が比較的厚い場合、加熱温度はより高い温度でもよい。例えば、上記呼び径が比較的大きい上に、厚さｔ_２００が１．５ｍｍ以上、更に２．０ｍｍ以上である場合、加熱温度は例えば２３０℃以上、２４０℃以上が挙げられる。

　マグネシウム合金の温間域であれば、素材２００、金型５、及びかしめナット３の三者のうち、少なくとも一つの温度が異なってもよいし、三者全ての温度が実質的に等しくてもよい。三者の温度が同じであれば、温度制御が容易である。また、パンチ５１の温度とダイ５２の温度とが異なってもよいし、実質的に等しくてもよい。加熱温度を異ならせる場合、温度差は、３０℃以下、更に２５℃以下が挙げられる。かしめナット３は、例えば、加熱して恒温槽に保持しておくと利用し易い。また、加熱されたかしめナット３を素材２００の板状部２０等に配置するまでの作業過程等において温度の低下が予想される場合等では、かしめナット３の加熱温度は素材２００の温度よりも高くてもよい。

　金型５に素材２００の板状部２０を配置する前に、素材２００及び金型５の少なくとも一方、好ましくは双方をマグネシウム合金の温間域に予熱することが挙げられる。金型５に上記板状部２０を配置してから、上述の加熱機構によって金型５及び素材２００を上記温間域に加熱する場合に比較して、金型５及び素材２００の両者を予熱する形態は、取付作業時間を短くし易い。また、素材２００の温度が均一的になり易い。そのため、素材２００、特に板状部２０の塑性変形が良好に行われる。これらの点で、上記の予熱を行う形態は、マグネシウム合金部材１を生産性よく製造できる。

〈金型の除去工程〉
　金型５による所定の押圧が終了したら、押圧をやめる。金型５を移動させて、マグネシウム合金部材１を取り出す。本例では、パンチ５１の軸部５１０をかしめナット３のねじ孔３１から抜き取る。ダイ５２の押込部５２２をかしめナット３の細筒部３３と板状部２０の一部との間から抜き取る。

　以上の工程により、かしめナット３が板状部２０に強固に取り付けられたマグネシウム合金部材１が得られる。定量的には、かしめナット３の空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上であること及びかしめナット３の押抜力が０．８ｋＮ以上であることの少なくとも一方を満たすマグネシウム合金部材１が得られる。また、板状部２０における上述の貫通孔２０１の近傍の領域は、かしめナット３のねじ孔３１側の領域であると共に、溝部３２に入り込んだ充填部２２を含む。

（主な効果）
　実施形態のマグネシウム合金部材の製造方法は、板状部２０にかしめナット３を強固に取り付けられる。この効果を以下の試験例で具体的に説明する。

［試験例１］
　マグネシウム合金板にかしめナットを種々の条件で取り付けて、マグネシウム合金部材としてナット付板を作製し、かしめナットの固定強度、マグネシウム合金板における亀裂の発生状態を調べた。

（試料の作製）
　マグネシウム合金から構成される板状部を有する素材として、ＡＺ９１合金相当の組成を有するマグネシウム合金板を用意した。上記組成は、Ｍｇ－８．７質量％Ａｌ－０．６５質量％Ｚｎである。このマグネシウム合金板は、圧延工程を含む公知の方法によって製造した。用意したマグネシウム合金板の厚さは、１．３ｍｍ～２．０ｍｍである。以下、マグネシウム合金板の厚さを板厚と呼ぶ。

　かしめナットとして、市販のピアスナットと、市販のクリンチングナットとを用意した。ピアスナットの呼び径はＭ１０である。クリンチングナットの呼び径はＭ１０である。上記呼び径は、ＪＩＳ　Ｂ　１１８０：２０１４に規格される値である。

　金型は、パンチ及びダイを備える公知のものを利用した。パンチ及びダイにそれぞれ、市販のヒータを取り付けることで、パンチ及びダイを加熱可能な構成とした。

〈ピアスナットを利用した試料〉
　試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．７，Ｎｏ．１０１のナット付板は、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、及び１．５ｍｍからなる群より選択される一つの板厚を有するマグネシウム合金板と、上述のピアスナットとを用いて作製した。各試料の板厚（ｍｍ）を表１に示す。

　試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．７は、ピアスナットをマグネシウム合金板に取り付ける際の加工温度をマグネシウム合金の温間域とした。具体的には、マグネシウム合金板と、ピアスナットと、パンチ及びダイの双方とを２１０℃以上２７０℃以下の範囲から選択した温度に加熱する。上記温度のマグネシウム合金板が上記温度のダイに支持された状態で、上記温度のパンチによって、上記温度のピアスナットを上記マグネシウム合金板に打ち込むことで、マグネシウム合金板にピアスナットを取り付けた。

　試料Ｎｏ．６は、マグネシウム合金板の加熱温度を２１０℃、ピアスナットの加熱温度とパンチ及びダイの加熱温度とを２５０℃とした。
　試料Ｎｏ．７は、マグネシウム合金板の加熱温度を２３０℃、ピアスナットの加熱温度とパンチ及びダイの加熱温度とを２５０℃とした。
　試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．５は、マグネシウム合金板、ピアスナット、及び金型の三者の加熱温度（℃）を表１に示す加工温度（℃）とした。

　試料Ｎｏ．１０１は、マグネシウム合金板、ピアスナット、ダイを２５０℃に加熱した状態とし、パンチの温度を室温として、マグネシウム合金板にピアスナットを取り付けた。即ち、金型の一部、ここではパンチは、マグネシウム合金の温間域に加熱されていない。ここでの室温は２５℃である。

〈クリンチングナットを利用した試料〉
　試料Ｎｏ．２１～Ｎｏ．２４，Ｎｏ．１０２のナット付板は、１．４ｍｍ又は２．０ｍｍの板厚を有するマグネシウム合金板と、上述のクリンチングナットとを用いて作製した。各試料の板厚（ｍｍ）を表２に示す。

　試料Ｎｏ．２２～Ｎｏ．２４は、クリンチングナットをマグネシウム合金板に取り付ける際の加工温度をマグネシウム合金の温間域とした。具体的には、マグネシウム合金板と、クリンチングナットと、パンチ及びダイの双方とを２１０℃以上２５０℃以下の範囲から選択した温度に加熱する。上記温度のマグネシウム合金板が上記温度のダイに支持された状態で、上記温度のパンチによって、上記温度のクリンチングナットを上記マグネシウム合金板に打ち込むことで、マグネシウム合金板にクリンチングナットを取り付けた。
　試料Ｎｏ．２２～Ｎｏ．２４は、マグネシウム合金板、クリンチングナット、及び金型の三者の加熱温度（℃）を表２に示す加工温度（℃）とした。

　試料Ｎｏ．１０２は、マグネシウム合金板、クリンチングナット、及び金型の三者の温度を室温として、マグネシウム合金板にクリンチングナットを取り付けた。即ち、上記三者はいずれも、マグネシウム合金の温間域に加熱されていない。ここでの室温は２５℃である。

　作製した各試料のナット付板について、空転トルク（Ｎ・ｍ）、押抜力（ｋＮ）を測定し、結果を表１，表２に示す。

　空転トルクは、上述のように測定する。概略を述べると、かしめナットが上向きに配置されるように、ナット付板を台座に配置する。かしめナットを治具で把持して、かしめナットをその軸周りに回転させる。かしめナットがマグネシウム合金板から抜け落ちるまで、回転力を増加する。空転トルクは、マグネシウム合金板からかしめナットが外れたときの最大の回転力である。ここでは、空転トルクは、市販のトルクレンチを用いて測定した。また、ここでは、試料ごとに１０個のサンプルを用意した。１０個のサンプルの空転トルクを測定し、更に平均した値を各試料の空転トルクとして表１，表２に示す。

　押抜力は、上述のように測定する。概略を述べると、かしめナットが下向きに配置されるように、ナット付板を台座に配置する。かしめナットの端面に治具を接触させて、かしめナットの軸方向に沿って荷重を加える。かしめナットがマグネシウム合金板から抜け落ちるまで、荷重を増加する。押抜力は、かしめナットが抜け落ちるときの最大の荷重である。ここでは、押抜力は、市販のクリンチメーターを用いて測定した。また、ここでは、試料ごとに１０個のサンプルを用意した。１０個のサンプルの押抜力を測定し、更に平均した値を各試料の押抜力として表１，表２に示す。

　作製した各試料のナット付板について、かしめナットの軸に平行な平面であって、上記軸を通る平面で切断した断面をとり、マグネシウム合金板におけるかしめナットの取付箇所を断面観察した。図４～図７は、順に、試料Ｎｏ．２、試料Ｎｏ．１０１、試料Ｎｏ．２４、試料Ｎｏ．１０２のナット付板の断面写真である。図６，図７は、クリンチングナットの溝部の近くの領域のみを拡大して示す。図６，図７に示す上記領域は、図２Ｂにおいて破線の長方形で囲まれた領域に概ね相当する。図６，図７において、右側の灰色の領域はマグネシウム合金であり、左上角側の黒色の領域がクリンチングナットである。

　試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．７、Ｎｏ．２１～Ｎｏ．２４のナット付板ではいずれも、空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上である。また、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．７、Ｎｏ．２１～Ｎｏ．２４のナット付板ではいずれも、押抜力が０．８ｋＮ以上である。空転トルク及び押抜力が高いこれらのナット付板は、かしめナットにボルトを締め付ける際に、締結時の回転力及びかしめナットの軸方向に沿った荷重がマグネシウム合金板に加えられても、マグネシウム合金板に亀裂が生じ難いといえる。このようなナット付板は、かしめナットがマグネシウム合金板に強固に固定されており、かしめナットの固定強度に優れるといえる。以下、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．７、Ｎｏ．２１～Ｎｏ．２４を特定試料群と呼ぶ。

　ここでは、更に、特定試料群の空転トルクは１０Ｎ・ｍ以上、１２Ｎ・ｍ以上である。また、特定試料群のうち、多くの試料では、押抜力が１．０ｋＮ以上である。そのため、特定試料群のうち、多くの試料は、かしめナットがマグネシウム合金板により強固に固定されており、かしめナットの固定強度により優れるといえる。

　特に、ピアスナットを備える特定試料群では、クリンチングナットを備える特定試料群に比較して、空転トルク、押抜力がより高い。具体的には、試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．７のナット付板ではいずれも、空転トルクが２０Ｎ・ｍ以上、更に２３Ｎ・ｍ以上である。押抜力は１．５ｋＮ以上、更に１．９ｋＮ以上であり、多くの試料は２．０ｋＮ以上である。

　これに対し、試料Ｎｏ．１０１，Ｎｏ．１０２のナット付板ではいずれも、空転トルクが８．３Ｎ・ｍ以下であり、押抜力が０．１ｋＮ未満である。

　かしめナットの固定強度に差が生じた理由として、図４～図７に示すようにナット付板のうち、マグネシウム合金板におけるかしめナットに接触する箇所、即ちかしめナットの取付箇所の性状が異なることが考えられる。

　図４，図６に示すように、特定試料群である試料Ｎｏ．２，Ｎｏ．２４では、ナット付板においてかしめナットの取付箇所に亀裂を有していない。このような特定試料群では、マグネシウム合金板とかしめナットとの接触面積が大きく、両者が密着しているといえる。

　これに対し、図５，図７に示すように試料Ｎｏ．１０１，Ｎｏ．１０２では、かしめナットの取付箇所に亀裂が生じている。
　試料Ｎｏ．１０１では、マグネシウム合金板の表裏面を分断するように亀裂が生じている。また、試料Ｎｏ．１０１では、この亀裂によって、かしめナットの端面がマグネシウム合金板に接触しておらず、上記端面とマグネシウム合金板との間に大きな隙間が生じている。
　試料Ｎｏ．１０２では、亀裂によって、マグネシウム合金板におけるかしめナットの溝部に充填される充填部が複数に分断されており、上記溝部と上記充填部との間に大きな隙間９が生じている。
　試料Ｎｏ．１０１，Ｎｏ．１０２は、上記亀裂や隙間９に起因して、かしめナットの軸周りの回転力やかしめナットの軸方向に沿った荷重が加えられると、上記回転力や荷重が小さくても、大きな亀裂が生じ易かったと考えられる。大きな亀裂によって、かしめナットが脱落し易かったと考えられる。

　図４～図７に示す断面写真を用いて、空隙率を求めた。空隙率は、かしめナットの溝部の断面積に対する隙間の合計断面積の割合である。隙間の合計断面積は、上述のように直線Ｌ１と溝部の内周面とで囲まれる領域において、かしめナットの溝部に充填される充填部と上記溝部の内周面との間に設けられる隙間の断面積を求めて合算した値である。

　特定試料群の空隙率は０％である。即ち、特定試料群では、マグネシウム合金板の一部がかしめナットの溝部に実質的に隙間なく充填されているといえる。これに対し、試料Ｎｏ．１０２の空隙率は３０％以上であり、非常に大きい。試料Ｎｏ．１０１の空隙率は２．７％である。これら試料Ｎｏ．１０１，Ｎｏ．１０２では、かしめナットの溝部に充填される充填部の量が不十分であるといえる。

　かしめナットの取付箇所の性状が異なった理由の一つとして、素材であるマグネシウム合金板にかしめナットを取り付ける際の加工温度の相違が考えられる。
　特定試料群と、試料Ｎｏ．１０１，Ｎｏ．１０２との温度条件を対比すると、素材と、金型であるダイ及びパンチとの双方を室温ではなく、マグネシウム合金の温間域に加熱することが好ましいといえる。かしめナットもマグネシウム合金の温間域に加熱することがより好ましいといえる。

　更に、温度条件に着目する。
　図８，図９はそれぞれ、ピアスナットを有する試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．３について、加工温度と空転トルクとの関係を示すグラフ、加工温度と押抜力との関係を示すグラフである。
　図１０，図１１はそれぞれ、クリンチングナットを有する試料Ｎｏ．２２～Ｎｏ．２４について、加工温度と空転トルクとの関係を示すグラフ、加工温度と押抜力との関係を示すグラフである。
　図８，図１０のグラフにおいて、横軸は加工温度（℃）、縦軸は空転トルク（Ｎ・ｍ）を示す。
　図９，図１１のグラフにおいて、横軸は加工温度（℃）、縦軸は押抜力（ｋＮ）を示す。

　図８～図１１のグラフから加工温度が２００℃以上であると、空転トルク、押抜力が高くなり易いといえる。また、図８～図１１のグラフから、加工温度が２５０℃程度であると、空転トルク、押抜力が最も高くなり易いと期待される。図８，図９のグラフから、２３０℃以上２７０℃以下の温度範囲であれば、空転トルクが高いマグネシウム合金部材、押抜力が高いマグネシウム合金部材が製造され易いといえる。また、図８，図９のグラフから、上記温度範囲であれば、空転トルクが２５Ｎ・ｍ以上であり、押抜力が２．１８ｋＮ以上であり、いずれも高い。そのため、図８，図９のグラフの傾向からすれば、上記温度範囲を含む２００℃以上２８０℃以下の範囲では、空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上であるマグネシウム合金部材、押抜力が０．８ｋＮ以上であるマグネシウム合金部材がより確実に得られると考えられる。

　以上のことから、マグネシウム合金から構成される板状部にかしめナットが取り付けられたマグネシウム合金部材であって、高い空転トルクや高い押抜力を有するというかしめナットの固定強度に優れるものが示された。このようなマグネシウム合金部材は、板状部が鋼等の鉄系材料から構成される場合に比較して、軽量である。そのため、このマグネシウム合金部材は、ねじ孔を有する軽量な部材として好適に利用できる。

　また、上述のかしめナットの固定強度に優れるマグネシウム合金部材は、かしめナットを取り付ける際の加工温度をマグネシウム合金の温間域にすることで製造されることが示された。特に、マグネシウム合金から構成される素材と、金型であるダイ及びパンチとの双方を上記温間域にすることが好ましいことが示された。

　本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　例えば、試験例１において、マグネシウム合金の組成、マグネシウム合金板の板厚、かしめナットの呼び径等を適宜変更することができる。

１　マグネシウム合金部材
２　基部
　２０　板状部、２１　取付箇所、２２　充填部
３　かしめナット
　３０　筒状部、３１　ねじ孔、３２　溝部
　３３　細筒部、３５，３７　端面
　３６　外周面、３２０　内周面
５　金型
　５１　パンチ、５２　ダイ
　５１０　軸部、５１１　端面、５１２　本体
　５２０　本体、５２２　押込部、５２４　貫通孔
２００　素材、２０１　貫通孔、２０２　切り屑
９　隙間
Ｃ１　円、Ｐ１　軸、Ｌ１　直線
ｔ，ｔ_２００　厚さ、Ｒ　外径

Claims

　かしめナットと、
　板状部を含む基部とを備え、
　前記基部は、マグネシウム合金から構成され、
　前記かしめナットは、前記板状部に取り付けられており、
　前記かしめナットの空転トルクが８．５Ｎ・ｍ以上である、
マグネシウム合金部材。
　かしめナットと、
　板状部を含む基部とを備え、
　前記基部は、マグネシウム合金から構成され、
　前記かしめナットは、前記板状部に取り付けられており、
　前記かしめナットの押抜力が０．８ｋＮ以上である、
マグネシウム合金部材。
　前記かしめナットの押抜力が０．８ｋＮ以上である、請求項１に記載のマグネシウム合金部材。
　前記かしめナットは、ねじ孔と、溝部とが設けられた筒状部を備え、
　前記溝部は、前記板状部における前記ねじ孔側の領域をかみ込むように、前記筒状部に設けられており、
　前記板状部は、前記溝部に入り込む充填部を含み、
　前記かしめナットの軸を含む平面で切断した断面において、
　前記溝部の開口部を塞ぐように直線Ｌ１をとり、前記直線Ｌ１と前記溝部の内周面とで囲まれる領域の断面積を前記溝部の断面積Ｓ_３とし、前記領域において、前記充填部と前記内周面との間に設けられる隙間の合計断面積をＳとし、前記溝部の断面積Ｓ_３に対する前記隙間の合計断面積Ｓの割合Ｓ／Ｓ_３が０．０２５以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のマグネシウム合金部材。
　前記板状部は、前記かしめナットの軸方向からの平面視で、前記かしめナットに重複して配置される箇所を備え、
　前記かしめナットの軸を含む平面で切断した断面において、
　前記かしめナットに重複して配置される箇所は、亀裂を有さない、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネシウム合金部材。
　前記マグネシウム合金は、Ａｌを７．２質量％以上含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のマグネシウム合金部材。
　前記かしめナットの呼び径は、ＪＩＳ　Ｂ　１１８０：２０１４に規定されるＭ４以上Ｍ１２以下である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のマグネシウム合金部材。
　板状部を有する素材がダイで支持された状態で、パンチによって、かしめナットを前記板状部に打ち込む工程を備え、
　前記素材は、マグネシウム合金から構成されており、
　前記工程は、前記素材と、前記ダイ及び前記パンチとを前記マグネシウム合金の温間域に加熱した状態で行う、
マグネシウム合金部材の製造方法。
　前記温間域は、２００℃以上２８０℃以下である、請求項８に記載のマグネシウム合金部材の製造方法。
　前記工程では、前記かしめナットを前記温間域に加熱する、請求項８又は請求項９に記載のマグネシウム合金部材の製造方法。