JP6865171B2 - 締結部材 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の部材を締結する締結部材および該締結部材の製造に用いる締結部材用棒状部材に関する。
従来、自動車の燃費向上を実現するための一つの方策として、各種部品の軽量化が追求されている。例えば、エンジンブロックの材料として、鋳鉄の代わりにアルミニウム合金を使用したり、エンジンカバーやオイルパンの材料として、鋼の代わりにマグネシウム合金が使われるようになってきている。
上述したアルミニウム合金またはマグネシウム合金からなる部品同士を従来の鋼製ボルトによって締結する場合、アルミニウム合金やマグネシウム合金の線膨張係数と鋼の線膨張係数との差が大きいことに起因してゆるみが発生しやすい上、異種金属の接触による腐食も発生しやすい。このため、締結の信頼性を十分確保するには、部品のねじ穴を深くして鋼製ボルトの軸部長さを長くしたり、鋼製ボルトの径を太くしたりしなければならない。ところが、鋼製ボルトの軸部長さは部品の肉厚に影響を及ぼす一方、鋼製ボルトの径の太さは部品のねじ穴を設けるフランジ部分の幅に影響を及ぼすため、アルミニウム合金やマグネシウム合金からなる部品の締結用に鋼製ボルトを使用することは、軽量化を追求する上で障害となっていた。
このような鋼製ボルトの問題を解決するために、アルミニウム合金やマグネシウム合金からなる部品同士を締結する締結部材として、アルミニウム合金製のボルトを採用する動きも広がってきている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、ボルト製造時の加工性に優れるとともに十分な強度を備えるボルト用の材料として、６０００系のアルミニウム合金が開示されている。アルミニウム合金製のボルトは、各種部品を構成するアルミニウム合金やマグネシウム合金との線膨張係数の差が小さくかつ異種金属接触腐食が小さいため、部品のねじ穴を浅くしたりボルトの径を細くしたりしても締結の信頼性を確保することができ、軽量化を図るのに好適である。
上述した６０００系のアルミニウム合金よりも高強度のアルミニウム合金として、２０００系のアルミニウム合金が知られている。２０００系のアルミニウム合金を用いれば、６０００系のアルミニウム合金製のボルトよりも高強度のボルトを作成することができる。
しかしながら、一般に２０００系のアルミニウム合金は、６０００系のアルミニウム合金と比較して耐応力腐食割れ性に劣るため、ボルトとして適用する場合には、耐応力腐食割れ性を改善する必要があった。このような状況の下、強度および耐応力腐食割れ性に優れた材料からなる締結部材が求められていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、強度および耐応力腐食割れ性に優れた締結部材および該締結部材の製造に用いる締結部材用棒状部材を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る締結部材は、複数の部材を締結する締結部材であって、亜鉛を０．００５ｗｔ％以上６．５ｗｔ％以下含むとともに、マグネシウムを０．６ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなり、前記複数の部材の少なくともいずれか一つと接触する部分に設けられる第１合金部と、マグネシウムを０．２ｗｔ％より大きく２．３ｗｔ％以下含むとともに、銅を１．０ｗｔ％より大きく８．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなり、前記第１合金部に接合されてなる第２合金部と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る締結部材は、上記発明において、前記第２合金部のビッカース硬さが１３０以上であることを特徴とする。
本発明に係る締結部材は、上記発明において、前記第１合金部の表面の一部にねじ山が形成されたことを特徴とする。
本発明に係る締結部材は、上記発明において、前記ねじ山が外周の少なくとも一部に形成された円柱状の軸部、該軸部の軸線方向の一端に設けられる頭部、および前記軸部と前記頭部との境界をなす首部を有する雄ねじであり、前記第１合金部は、前記ねじ山の表層部分、前記首部の表面、および前記頭部の座面の表層部分を少なくとも構成し、前記第１合金部のうち前記ねじ山の表層部分の径方向の厚さが前記軸部の最大外径の１／２０００以上１／１０以下であることを特徴とする。
本発明に係る締結部材は、上記発明において、中心部に形成される穴の内面に前記ねじ山が形成された雌ねじであり、前記第２合金部は、前記第１合金部の外周側に位置し、前記第１合金部の径方向の厚さが前記雌ねじの最大外径の１／２０００以上１／１０以下であることを特徴とする。
本発明に係る締結部材は、上記発明において、円柱状の軸部、該軸部の軸線方向の一端部に設けられる頭部、および前記軸部と前記頭部との境界をなす首部を有するリベットであり、前記第１合金部は、前記軸部の表層部分、前記首部の表面、および前記頭部の座面の表層部分を少なくとも構成し、前記軸部における前記第１合金部の径方向の厚さが前記軸部の外径の１／２０００以上１／１０以下であることを特徴とする。
本発明に係る締結部材用棒状部材は、円柱状をなし、マグネシウムを０．２ｗｔ％より大きく２．３ｗｔ％以下含むとともに、銅を１．０ｗｔ％より大きく８．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなる芯部と、前記芯部の側面を隙間なく被覆する中空円柱状をなし、亜鉛を０．００５ｗｔ％以上６．５ｗｔ％以下含むとともに、マグネシウムを０．６ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなる外周部と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る締結部材用棒状部材は、上記発明において、前記外周部の径方向の厚さは、前記外周部の最大外径の１／２０００以上１／１０以下であることを特徴とする。
本発明に係る締結部材用棒状部材は、中空円柱状をなし、亜鉛を０．００５ｗｔ％以上６．５ｗｔ％以下含むとともに、マグネシウムを０．６ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなる芯部と、前記芯部の側面を隙間なく被覆する中空円柱状をなし、マグネシウムを０．２ｗｔ％より大きく２．３ｗｔ％以下含むとともに、銅を１．０ｗｔ％より大きく８．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなる外周部と、を備えたことを特徴とする。
本発明に係る締結部材用棒状部材は、上記発明において、前記芯部の径方向の厚さは、前記外周部の最大外径の１／２０００以上１／１０以下であることを特徴とする。
本発明によれば、高強度のアルミニウム合金と耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金とを備えたクラッド材を用いることにより、強度および耐応力腐食割れ性に優れた締結部材を提供することができる。
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、図面は模式的なものであって、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合があり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合がある。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る締結部材の構成を示す側面図である。図２は、図１に示す締結部材の長手方向（図１の左右方向）の中心軸を通過する断面図である。これらの図に示す締結部材１は、互いに異なる２種類のアルミニウム（Ａｌ）合金を接合することによって形成されたクラッド材からなるボルト（雄ねじの一種）である。締結部材１は、円柱状をなす軸部２と、軸部２の軸線方向（図１の左右方向）の一端に設けられる頭部３と、軸部２と頭部３との境界をなす首部４とを備える。軸部２は、表面にねじ山２１が形成されたねじ部２２を有する。なお、図１に示す頭部３の形状（六角トリム型）はあくまでも一例に過ぎず、その他の形状（六角フランジ型、なべ型、皿型、トラス型、平型等）を有していても構わない。
図１は、本発明の実施の形態１に係る締結部材の構成を示す側面図である。図２は、図１に示す締結部材の長手方向（図１の左右方向）の中心軸を通過する断面図である。これらの図に示す締結部材１は、互いに異なる２種類のアルミニウム（Ａｌ）合金を接合することによって形成されたクラッド材からなるボルト（雄ねじの一種）である。締結部材１は、円柱状をなす軸部２と、軸部２の軸線方向（図１の左右方向）の一端に設けられる頭部３と、軸部２と頭部３との境界をなす首部４とを備える。軸部２は、表面にねじ山２１が形成されたねじ部２２を有する。なお、図１に示す頭部３の形状（六角トリム型）はあくまでも一例に過ぎず、その他の形状（六角フランジ型、なべ型、皿型、トラス型、平型等）を有していても構わない。
締結部材１は、互いに異なる２種類のアルミニウム合金を用いてそれぞれ形成される第１合金部１ａおよび第２合金部１ｂを有する。第１合金部１ａは、締結対象の部材と接触する部分に設けられる。すなわち、第１合金部１ａは、ねじ山２１を含む軸部２の表層部分、首部４の表面、頭部３の座面３１および側面３２の表層部分を構成する。第２合金部１ｂは、軸部２および頭部３における径方向の内周側を構成し、第１合金部１ａと接合されている。なお、締結部材１によって締結対象の複数の部材同士を締結した状態で、複数の部材のいずれとも接触しない部分は、第２合金部１ｂが露出するような構成としてもよい。
第１合金部１ａは、亜鉛（Ｚｎ）を０．００５ｗｔ％以上６．５ｗｔ％以下含むとともに、マグネシウム（Ｍｇ）を０．６ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなる。このアルミニウム合金は、好ましくは銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ニッケル（Ｎｉ）、ビスマス（Ｂｉ）からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の元素を含む。このような組成を有するアルミニウム合金としては、例えばＡ６０５６を挙げることができる。Ａ６０５６は、Ａｌ−Ｍｇ-Ｓｉを主要元素とする合金であり、比較的高い強度を有するとともに、耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金として知られている。第１合金部１ａの厚さは、１０μｍ以上１．５ｍｍ以下である。特に、軸部２における第１合金部１ａの径方向の厚さは、軸部２の最大外径ｒ1（図２参照）の１／２０００以上１／１０以下である。
第２合金部１ｂは、マグネシウム（Ｍｇ）を０．２ｗｔ％より大きく２．３ｗｔ％以下含み、銅（Ｃｕ）を１．０ｗｔ％より大きく８．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなる。このアルミニウム合金は、好ましくは亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、スカンジウム（Ｓｃ）からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の元素を含む。例えば、第２合金部１ｂを構成するアルミニウム合金は、上記のマグネシウムおよび銅に加え、好ましくは、亜鉛（Ｚｎ）を０．５ｗｔ％以下、マンガンを１．２ｗｔ％以下、ジルコニウムを０．２５ｗｔ％以下、ニッケルを２．５ｗｔ％以下含む。このような組成を有するアルミニウム合金として、例えばＡ２０２４、Ａ２６１８を挙げることができる。Ａ２０２４、Ａ２６１８は、高強度のアルミニウム合金として知られている。第２合金部１ｂの具体的な強度として、ビッカース硬さが１３０以上であることが望ましい。
図３は、図２の領域Ｄの拡大図である。図３に示すように、第１合金部１ａのうちねじ部２２のねじ山２１の表層部分の径方向の厚さは必ずしも均一ではなく、頂２１ａの厚さｔ1は谷底２１ｂの厚さｔ2よりも大きい（ｔ1＞ｔ2）。厚さｔ2は、例えば１０μｍ以上１００μｍ以下である。また、ねじ山２１の表層部分の径方向の厚さは、軸部２の最大外径ｒ1の１／２０００以上１／１０以下の範囲に含まれる。これにより、ねじ部２２のうち少なくとも締結対象の部材と接触する部分はすべて、耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金となる。
また、第１合金部１ａにおけるねじ部２２の頂２１ａの高さをｈ1、第２合金部１ｂにおけるねじ部２２の頂２３ａの高さをｈ2とすると、頂２３ａの高さｈ2は、ｈ1／４以上３ｈ1／４以下であることが好ましい。ここでいう高さｈ1は、頂２１ａから谷部２１ｂまでの径方向の距離に相当する。また、高さｈ2は、第２合金部１ｂにおけるねじ部２２の頂２３ａから谷部２３ｂまでの径方向の距離に相当する。
図４は、締結部材１の原材料である締結部材用棒状部材の構成を示す断面図である。同図に示す締結部材用棒状部材１００（以下、単に「棒状部材１００」という）は、第２合金部１ｂと同じアルミニウム合金からなる円柱状の芯部１０１と、芯部１０１の外周を被覆し、第１合金部１ａと同じアルミニウム合金からなる外周部１０２とを備えた２層構造の円柱状をなす。外周部１０２の厚さｔ100は、棒状部材１００の直径ｒ100の１／２０００以上１／１０以下（ｒ100／２０００≦ｔ100≦ｒ100／１０）である。締結部材１は、棒状部材１００に対して伸線加工やヘッダ加工等を施すことによって成形される。このような成形を可能とするためには、成形後に第２合金部１ｂとなる芯部１０１を構成するアルミニウム合金の室温（１〜３５℃程度）における破断伸びが８％以上であることが望ましい。
棒状部材１００に対して伸線加工およびヘッダ加工を施すことによって締結部材１を形成すると、ねじ部２２では、金属結晶がねじ表面形状に沿って繊維状に引き延ばされるファイバーフローが見られる。ねじ部２２にき裂が生じる場合には、ファイバーフローを横切るようにき裂が進む。したがって、ファイバーフローがあることにより、応力腐食割れを抑制することができる。
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、締結対象の部材と接触する部分に耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金からなる第１合金部を備えるとともに、上記以外の部分に高強度のアルミニウム合金からなる第２合金部を備えた２層構造とすることによって、強度および耐応力腐食割れ性に優れた締結部材を提供することができる。
また、本実施の形態１によれば、第１合金部の表面の一部にねじ山が形成されているため、締結対象の部材との接触部分の耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
また、本実施の形態１によれば、ねじ山を含む外周側が第１合金部である雄ねじを構成し、雄ねじのねじ山の表層部分の径方向の厚さがねじ部の外径の１／２０００以上１／１０以下であるため、強度と耐応力腐食割れ性を適切なバランスで両立させることができる。
また、本実施の形態１によれば、中空円柱状をなし、締結対象の部材と接触する部分に耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金からなる外周部を備えるとともに、外周部によって隙間なく被覆される円柱状をなし、高強度のアルミニウム合金からなる芯部とを備えたクラッド材である締結部材用棒状部材を構成することにより、従来と同様の製造方法により、強度および耐応力腐食割れ性に優れた締結部材（雄ねじ）を成形することができる。
また、本実施の形態１によれば、締結部材用棒状部材の外周部の径方向の厚さは、当該締結部材用棒状部材の径の１／２０００以上１／１０以下であるため、成形後の締結部材（雄ねじ）において、強度と耐応力腐食割れ性を適切なバランスで両立させることができる。
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る締結部材の構成を示す平面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。これらの図に示す締結部材５は、互いに異なる２種類のアルミニウム合金を接合することによって形成されたクラッド材からなるナット（雌ねじの一種）である。締結部材５は、中空円柱状をなしており、中心部に形成される穴５１の内面にねじ山５２が形成されている。なお、図５に示す締結部材５の形状（六角ナット）はあくまでも一例に過ぎず、他の形状を有するナット（フランジ付ナット、袋ナット、高ナット等）として実現することも可能である。
図５は、本発明の実施の形態２に係る締結部材の構成を示す平面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。これらの図に示す締結部材５は、互いに異なる２種類のアルミニウム合金を接合することによって形成されたクラッド材からなるナット（雌ねじの一種）である。締結部材５は、中空円柱状をなしており、中心部に形成される穴５１の内面にねじ山５２が形成されている。なお、図５に示す締結部材５の形状（六角ナット）はあくまでも一例に過ぎず、他の形状を有するナット（フランジ付ナット、袋ナット、高ナット等）として実現することも可能である。
締結部材５は、互いに異なる２種類のアルミニウム合金を用いてそれぞれ形成される第１合金部５ａおよび第２合金部５ｂを備える。第１合金部５ａは、締結対象の部材と接触する部分であるねじ山５２の表層部分を構成するリング状をなす。第２合金部５ｂは、第１合金部５ａの外周面を被覆するリング状をなす。
第１合金部５ａは、実施の形態１の第１合金部１ａと同様のアルミニウム合金からなり、第２合金部５ｂは、実施の形態１の第２合金部１ｂと同様のアルミニウム合金からなる。第１合金部５ａの厚さが１０μｍ以上１．５ｍｍ以下である点は、第１合金部１ａと同様である。また、第１合金部５ａの径方向の厚さは、締結部材５の最大外径（円相当外径）ｒ2（図６を参照）の１／２０００以上１／１０以下である。さらに、第２合金部５ｂのビッカース硬さが１３０以上である点や、第２合金部５ｂの室温での破断伸びが８％以上であることが望ましい点も第２合金部１ｂと同様である。
第１合金部５ａのうちねじ山５２の表層部分の径方向の厚さは必ずしも均一ではなく、締結部材５の最大外径（円相当外径）ｒ2の１／２０００以上１／１０以下の範囲に含まれる。これにより、少なくとも締結対象の部材と接触する部分であるねじ山５２はすべて、耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金となる。
図７は、締結部材５の原材料である締結部材用棒状部材の構成を示す断面図である。同図に示す締結部材用棒状部材２００（以下、単に「棒状部材２００」という）は、第１合金部５ａと同じアルミニウム合金からなる円柱状の芯部２０１と、芯部２０１の外周を隙間なく被覆し、第２合金部５ｂと同じアルミニウム合金からなる外周部２０２とを備えた２層構造の円柱状をなすクラッド材である。締結部材５は、棒状部材２００に対して伸線加工、芯部２０１のくり抜き加工、およびヘッダ加工等を施すことによって成形される。このような成形を可能とするためには、成形後に第２合金部５ｂとなる外周部２０２を構成するアルミニウム合金の室温における破断伸びが８％以上であることが望ましい。
図８は、棒状部材２００に対して芯部２０１のくり抜き加工を行った後の構成を示す断面図である。図８に示す棒状部材２００´は、中空円柱状の芯部２０１´と、芯部２０１´の側面を隙間なく被覆する外周部２０２´とを備える。このうち、芯部２０１´の径方向の厚さｔ200は、棒状部材２００´の直径ｒ200の１／２０００以上１／１０以下（ｒ200／２０００≦ｔ200≦ｒ200／１０）である。本実施の形態２では、棒状部材２００に対して伸線加工を行った後、くり抜き加工を行うことによって穴２１１´を形成した芯部２０１´を備えた棒状部材２００´を得る。その後、棒状部材２００´に対してヘッダ加工等を施すことによって締結部材５を形成する。なお、棒状部材２００に対してくり抜き加工を行った後に伸線加工を行ってもよい。また、棒状部材２００に対して伸線加工を行った後、締結部材５(ナット)を形成するために必要な長さに切断した後で、くり抜き加工を行ってもよい。
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、締結対象の部材と接触する部分に耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金からなる第１合金部を備えるとともに、第１合金部の外周側に強度に優れたアルミニウム合金からなる第２合金部を備えた２層構造とすることによって、実施の形態１と同様、強度および耐応力腐食割れ性に優れた締結部材を提供することができる。
また、本実施の形態２によれば、第１合金部の表面の一部にねじ山が形成されているため、締結対象の部材との接触部分の耐応力腐食割れ性を向上させることができる。
また、本実施の形態２によれば、内周側が第１合金部である雌ねじを構成し、第１合金部の径方向の厚さが雌ねじの最大外径の１／２０００以上１／１０以下であるため、強度と耐応力腐食割れ性を適切なバランスで両立させることができる。
また、本実施の形態２によれば、中空円柱状をなし、締結対象の部材と接触する部分に耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金からなる芯部を備えるとともに、円柱状をなして深部の外周を被覆し、高強度のアルミニウム合金からなる外周部とを備え、芯部の径方向の厚さが、外周部の最大外径の１／２０００以上１／１０以下である締結部材用棒状部材を構成することにより、従来と同様の製造方法により、強度および耐応力腐食割れ性を適切なバランスで両立させた締結部材（ナット）を成形することができる。
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３に係る締結部材の構成を示す側面図である。図１０は、図９に示す締結部材の長手方向（図９の左右方向）の中心軸を通過する断面図である。これらの図に示す締結部材６は、互いに異なる２種類のアルミニウム合金を接合することによって形成されたクラッド材からなるリベットである。締結部材６は、円柱状の軸部７と、軸部７をなす円柱の高さ方向（図９の左右方向）の一端に設けられる頭部８と、軸部７と頭部８との境界をなす首部９とを備える。なお、図９に示す頭部８の形状（丸型）はあくまでも一例に過ぎず、その他の形状（皿型等）を有していても構わない。
図９は、本発明の実施の形態３に係る締結部材の構成を示す側面図である。図１０は、図９に示す締結部材の長手方向（図９の左右方向）の中心軸を通過する断面図である。これらの図に示す締結部材６は、互いに異なる２種類のアルミニウム合金を接合することによって形成されたクラッド材からなるリベットである。締結部材６は、円柱状の軸部７と、軸部７をなす円柱の高さ方向（図９の左右方向）の一端に設けられる頭部８と、軸部７と頭部８との境界をなす首部９とを備える。なお、図９に示す頭部８の形状（丸型）はあくまでも一例に過ぎず、その他の形状（皿型等）を有していても構わない。
締結部材６は、互いに異なる２種類のアルミニウム合金を用いてそれぞれ形成される第１合金部６ａおよび第２合金部６ｂを備える。第１合金部６ａは、締結対象の部材と接触する部分に設けられる。すなわち、第１合金部６ａは、軸部７の表層部分、首部９の表面、頭部８の座面８１の表層部分、および頭部８の表面８２のうち座面８１に連なる領域の少なくとも一部の表層部分を構成する。第２合金部６ｂは、軸部７の内周側および頭部８の第１合金部６ａ以外の部分を構成する。
第１合金部６ａは、実施の形態１の第１合金部１ａと同様のアルミニウム合金からなり、第２合金部６ｂは、実施の形態１の第２合金部１ｂと同様のアルミニウム合金からなる。第１合金部６ａの厚さが１０μｍ以上１．５ｍｍ以下である点は、第１合金部１ａと同様である。また、軸部７における第１合金部６ａの径方向の厚さｔ3は、軸部７の外径ｒ3（図１０を参照）の１／２０００以上１／１０以下である。さらに、第２合金部６ｂのビッカース硬さが１３０以上である点や、第２合金部６ｂの室温での破断伸びが８％以上である点も第２合金部１ｂと同様である。
軸部７における第１合金部６ａの厚さｔ3は、軸部７の外径ｒ3の１／２０００以上１／１０以下（ｒ3／２０００≦ｔ3≦ｒ3／１０）である。このような締結部材６は、図４に示す棒状部材１００に対して伸線加工やヘッダ加工等を施すことによって成形することができる。
以上説明した本発明の実施の形態３によれば、締結対象の部材と接触する部分に耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金からなる第１合金部を備えるとともに、上記以外の部分に強度に優れたアルミニウム合金からなる第２合金部を備えた２層構造とすることによって、実施の形態１と同様、強度および耐応力腐食割れ性に優れた締結部材を提供することができる。
また、本実施の形態３によれば、外周側が第１合金部であるリベットを構成し、リベットの軸部における第１合金部の径方向の厚さが軸部の外径の１／２０００以上１／１０以下であるため、強度と耐応力腐食割れ性を適切なバランスで両立させることができる。
また、本実施の形態３によれば、中空円柱状をなし、締結対象の部材と接触する部分に耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金からなる外周部を備えるとともに、外周部によって隙間なく被覆される円柱状をなし、高強度のアルミニウム合金からなる芯部とを備えたクラッド材である締結部材用棒状部材を構成することにより、従来と同様の製造方法により、強度および耐応力腐食割れ性に優れた締結部材（リベット）を成形することができる。
また、本実施の形態３によれば、締結部材用棒状部材の外周部の径方向の厚さは、当該締結部材用棒状部材の径の１／２０００以上１／１０以下であるため、成形後の締結部材（リベット）において、強度と耐応力腐食割れ性を適切なバランスで両立させることができる。
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態１〜３によってのみ限定されるべきものではない。例えば、本発明に係る締結部材を、ボルト以外の雄ねじである小ねじやタッピンねじとして実現することも可能である。
また、本発明において、さらに耐応力腐食割れ性に優れたアルミニウム合金からなる層を第１合金部の表面に設けることも可能である。このようなアルミニウム合金としては、例えば３０００系、４０００系、５０００系、６０００系、７０００系のアルミニウム合金を挙げることができる。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。
以上のように、本発明に係る締結部材、および該締結部材の製造に用いる締結部材用棒状部材は、強度および耐応力腐食割れ性に優れた締結部材を得るのに好適である。
１、５、６ 締結部材
１ａ、５ａ、６ａ 第１合金部
１ｂ、５ｂ、６ｂ 第２合金部
２、７ 軸部
３、８ 頭部
４、９ 首部
２１、５２ ねじ山
２１ａ 頂
２１ｂ 谷底
２２ ねじ部
３１、８１ 座面
３２ 側面
５１、２１１’ 穴
８２ 表面
１００、２００、２００’ 締結部材用棒状部材
１０１、２０１、２０１’ 芯部
１０２、２０２、２０２’ 外周部
１ａ、５ａ、６ａ 第１合金部
１ｂ、５ｂ、６ｂ 第２合金部
２、７ 軸部
３、８ 頭部
４、９ 首部
２１、５２ ねじ山
２１ａ 頂
２１ｂ 谷底
２２ ねじ部
３１、８１ 座面
３２ 側面
５１、２１１’ 穴
８２ 表面
１００、２００、２００’ 締結部材用棒状部材
１０１、２０１、２０１’ 芯部
１０２、２０２、２０２’ 外周部
Claims (4)
- 複数の部材を締結する締結部材であって、
亜鉛を０．００５ｗｔ％以上６．５ｗｔ％以下含むとともに、マグネシウムを０．６ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなり、前記複数の部材の少なくともいずれか一つと接触する部分に設けられる第１合金部と、
マグネシウムを０．２ｗｔ％より大きく２．３ｗｔ％以下含むとともに、銅を１．０ｗｔ％より大きく８．０ｗｔ％以下含むアルミニウム合金からなり、前記第１合金部に接合されてなる第２合金部と、
を備え、
前記第１合金部の表面の一部にねじ山が形成され、
前記第２合金部は、前記第１合金部との接合面において、前記ねじ山に応じて形成される頂および谷部を有する、
ことを特徴とする締結部材。 - 前記第２合金部のビッカース硬さが１３０以上であることを特徴とする請求項１に記載の締結部材。
- 前記ねじ山が外周の少なくとも一部に形成された円柱状の軸部、該軸部の軸線方向の一端に設けられる頭部、および前記軸部と前記頭部との境界をなす首部を有する雄ねじであり、
前記第１合金部は、前記ねじ山の表層部分、前記首部の表面、および前記頭部の座面の表層部分を少なくとも構成し、
前記第１合金部のうち前記ねじ山の表層部分の径方向の厚さが前記軸部の最大外径の１／２０００以上１／１０以下であることを特徴とする請求項１に記載の締結部材。 - 中心部に形成される穴の内面に前記ねじ山が形成された雌ねじであり、
前記第２合金部は、前記第１合金部の外周側に位置し、
前記第１合金部の径方向の厚さが前記雌ねじの最大外径の１／２０００以上１／１０以下であることを特徴とする請求項１に記載の締結部材。
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