難燃性マグネシウム合金の利用分野に関する調査研究
園卜＝巾軋 高橋ガ朗，酒高稔勝 生産技術部
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要旨
難燃性マグネシウム合金は，従来のマグネシウム合金より発火に干る温度を数在度」二昇させたものであり， 溶解・鋳造作業時の防火対策が容易になることから】従来のマグネシウム合金には不向きであった多品種少造
生産分野への使用が期待されている．木研究では，国内外折巨マグネシウム合金に関する動向について調香を行
なうと共に，難燃性マグネシウム合金の有望な利用分野の一つとして福祉用具に黄口しト製品の試作，言半価を
行なうことで利用〔7r 可能性を検討した．難燃性マグネシウム合金は多晶稗少量生産製晶である福祉用具の材料
として有望であるが，歩行訓練器の試作とその評イ附こより，構造材料としての設計基準の確、となどの課題点も
明らかになった．
1． はじめに
難燃性マグネシウム合金は，カルシウムを添ノ州する ことで従来のマグネシウム合金に比べて発火に李る温
度を200∼300℃⊥昇させたものであり，中小企業の保 有する従来設備でも溶解・鋳造が可能であると近年拝 Hされている．特に大手企業が取組む携帯電話やパソ コンの盲竿休などの量産「冒1でなく，県F中小介′ 業の取組
むべき多品稚少量生帝をターゲットとした隙間産業に こそ，その材料の優イ1■／二性を発揮できると期待されてい
る．しかし，投資効果が期待できる具体的な適用先が
明解になってないことがこの合金の普及を妨げている． そこで，難燃性マグネシウム合金の有望な適用分野
について調査を行い，材料開発や要素技術研究の指針 に反映させることを目的とする．
日本国内において，マグネシウム合金の使用量は3 ノブトンでありアルミニウム令イたの使用量の4（う0万ト
ンと比較するとまだマイナー→な材料である．使用量が 伸び悩んでいる原因として，比較的生存コストが安い
プレスや曲げなどの塑性ノ」＝1二が難しく，成形技術がダ
イキヤストなどに限られている点も挙げられる．特に
国内の日動紅産業においては，鉄鋼やアルミニウム合 金に上る軽量イヒ技術が進んでいるため，たとえマグネ
シウム合金が比重の点では品種量構造金属材料といえ ども部品価格がi Hでも高価になったら不採用になる
とされている．それでも，次世代材料としてか軌吏濯 占い＼応用できるよう研究は進められており，200【⊃cの
温度域で蜃）使用可能な耐熱性マグネシウム合金の開発 が進められている．軋 耐熱性を†占J 上させるために添 加される7亡素の 一つにカルシウムも挙げられているユノ
ことから，難燃性マグネシウム合金も既存のマグネシ ウム合金より高温城主おける強度低卜が低いことが期 待される．
「∃外の開発動向について調査すると，タ、・‖一ゲットと
して応用先は自動車部，昇≡，開発材料は鳳熱r 7グネシウ
ム合金に絞っていることが共通している．特にドイツ
においては，製造技術開発とLてプレスによる人型部
．【−い刀製造をターゲットとしている2、
新潟県の燕・三条地域では芹学宮連携による r マグ
ネシウムプ［了ジュクト」に上りマグネシウム産業げ）拠
た化を進めている．この地域はr 7グネシウム合金び〕プ レス加⊥技術を11J 二界で初めて芹業技術として確イ′ 二しよ 2． 研究内容
県内外企業との情報交換）ノ羊会活動等によ畑国内外
のマグネシウム合金に関する動向について調査した． 難燃性マグネシウム合金の発案者である独＼1′ 二子ノ二政法
人定業技術総合研究所九州センターーおょび同合金に興
味をホしている県内企業との情報交換及び難燃性マグ
ネシウム合金を材料として用いた福祉川具の試作，評 価を行ない，難燃性マ グネシウム合金の市場に関する 調査と利用分野に／〕いて検討した．
3Ⅰ調査結果 3．1国内外の既存マグネシウム合金に関する動向
うとしており，既に■拝業化し受注した企業もある．ニ
の成功折原囚として，地場産業界のステンレス等の加 工により培ってきた技術の蓄積，新潟県の財政が苦し
い小での年間7000方円（通常の3倍）の予算計卜と いった点があるが，プロジェクトのシーズとなったの は，新潟県⊥業技術総合研究所び）研究成果である，地
場企業が既に所有する設備でも卜分に対克、可能なマグ
ネシウム合金のプレス加丁技術であった：i ＼
また，匡l 内にて現んまでr アブネシウム合金が使われ
続けている製品として，ヘリコプターのギアボックス
ケー∵スがある圭．圭だ耐食性に問題があるため機体寿 命を終える去で数回の部誹交換を必要とするが，航空
機に使用できる軽量材料で，ギア駆動時に発ノトナる振
動を巨分に吸収する性質を持っ材料が他に無いため使
用されつづけている．独自の長所を生かせる分野であ
れば，短所が改苦途「卜であっても使用されることがわ
かる．
製品〝）外寸法は市販のアルミニウム合金製歩行訓練器 を参考にした．ハイプは押出し加⊥及び曲げ加⊥によ り，ジョイント部品は砂型鋳造により製作しノた．こげ〕
試作の鋳造t 程において防火対策として六弗化琉黄ガ スやブラックスなどは用いなかった．試作品の重量は 約1．7kgであり，2kg以下の軽貴化を実現できた．凶2 に試作した歩行訓練器♂）写真を示す．
図2 歩行訓練器試作品
実際に福祉用具を使用する機関（大分県什会福神介 護研修センター，別府リハビリテーションセンタ｝）
へ試作Ⅰ【言−を持ち込み】l 舅係者の評価を得ることに⊥り
実用化への課題を抽出した．軽量であるという点につ いては好印象を持たれたが，安定性に不安があるとい
う課題が見つかった． ↑阿♂）試作晶はアルミニウム合 金製歩行訓練器の寸法を」封こ難燃性マグネンウム合金 に置き換えたものであり，書付．1】が軽量化されただけ市
心位置が高くなったことが† 三な凧人l と考えられる．福
祉用異分野は難燃性マグネシウム合金にとって有望な
分野であるが，実用化には「7グネシウム合金構造物を 製造するための設計基準が必柴であると考える． 3．2 難燃性マグネシウム合金の利用分野の検討
現在，難燃件マグネシウム合金は押LH形材として市 場に出始めている．高速道路におけるE′ I 「Cゲー→トの
遮断バーーは瞬間的な開閉が要求され，アルミニウム合 金で丑矧㌔ムが重くなり仕様を満たすことが難しいため 難燃性マグネシウム合金が採用された．
難燃性マグネシウム合金♂）具体的な応用先の 一つと
して福祉用具にポ1した．福祉用具は，使用者の負担 を低減し個々の障害の程度に適応した製品が求められ るため，軽量化が望まれる多品種少竜生産分野である といえる．現在，福祉用共用金属材料として，軽量で 加T技術が確立されているアルミニウム合金が多く用
いられている．難燃性マグネシウム合金も力＝L二技術が 確＼−／二されれば，アルミニウム合金ユニり輯造化できるこ
とから福祉用具材料としての利用が期待できる．
試作福社用具として歩行訓練器を選択した．歩行訓 練器と乱 歩行の補助やリハビリテー∵ ンヨンを行なう
用具である．図1に捗行訓練器とその使用形態を示す． 両月如）歩行訓練器はアルミニウム合金製で重量は約 2．4i くgである．
4． まとめ
難燃性マグネシウム合金の実用化製」一山として，種壷
化が求められる多品種少軍二生荏製品で振動吸収性なと のマグネシウム独白の性質がノ巨かせる製F【‖ r 」に吋能性が
あると／考える．
福祉用共は難燃性マグネシウム合金に適した応用製
品と考え，福祉用具試作による検討を行なった．歩行 訓練器を難燃性マグネシウム合金で試作した結果，同
程度サイズのアルミニウム合金製上り約25弊，軽竜化で きたが，課題点として使用時の安定性の確保が指摘さ
れた．
難燃性マグネシウム合金を実用化するには成形力1＝二
における要素技術以外にも設計技術や販路明確＼▲／二等が
必要であるため，県内外の企業及び研究機闇と情報交
換等を行ない）有効な連携体制を構築する必要がある
と考える．
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図1 歩行訓練器とその使用形態
試作品はパイプとジョイント部占ムにより構成され，
5．謝辞
歩千丁訓練器の討作に際して多人なご尽力，ご協力を
頂きました木本機器「二業楳式会社の吉松研一氏，九州 プラコート株式会社の安達新一氏，（独）産業技術総
合研究所九州センター折）上野英俊うi 任研究官，坂本満
主什研究官に深く感謝の唐を表します．
試作晶の評価に際して貴重なご感想，ご意見を頂き
ました（杵）人分県社会福祉介護研修センター1㍗増田 ノ忍作業療法士，森嶋什業療法⊥，（社）別府リハビリ
テーションセンターの山形茂生t 任と作業療法科プ）皆
様に深く感謝の意を表します．
6．参考文献
ユ）附田之欣：第4同高性能Mg合金創成加⊥研究会講
演概要集11
2）小原久：第3国高性能Mg合金創成加丁二研究会講演
概要集1
：う）虹吐出酬′
i
ndex ht m1
4）都筑隆之：熊本大ノ、㌢り地域貢献事業「知能シンポジ
ウム21世紀の新材料としてのマグネシウム合金 」講演概要集19
