JP2002146287A - 締結部材、その塗料組成物および締結装置 - Google Patents

締結部材、その塗料組成物および締結装置

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JP2002146287A JP2000348650A JP2000348650A JP2002146287A JP 2002146287 A JP2002146287 A JP 2002146287A JP 2000348650 A JP2000348650 A JP 2000348650A JP 2000348650 A JP2000348650 A JP 2000348650A JP 2002146287 A JP2002146287 A JP 2002146287A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦係数をばらつきなく低減して安定したト
ルク−軸力関係が得られる被膜形成が短時間で容易にで
きる締結部材の塗料組成物を提供する。 【解決手段】 座金４、雌ねじ部12を有した六角ナット
３および雄ねじ部10を有した高力六角ボルト２にて六角
ボルトセット１を構成する。各表面にリン酸系極圧添加
剤と、天然樹脂と、液状油脂とを含有した液状の塗料組
成物を浸漬にて塗布し、遠心分離にて余剰分を除去して
被膜を形成する。リン酸系極圧添加剤は、各表面に位置
する金属と反応して膜状に形成するリン酸系エステルを
用いる。液状油脂は、リン酸系極圧添加剤および天然樹
脂を均一に溶解混合する乾性油および不乾性油の混合油
を用いる。螺合の際の熱および圧力にてリン酸系極圧添
加剤が膜状となり、被膜に残留する不乾性油とにて、ば
らつきのない低摩擦係数を付与する。安定したトルク−
軸力関係となり、安定して締結できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、螺合により締結す
る締結部材に被膜形成される締結部材の塗料組成物、こ
の塗料組成物が塗布されて被膜形成された締結部材、お
よび、塗料組成物が塗布されて被膜形成された対をなす
締結部材を備えた締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、締結部材である雄ねじを有したボ
ルト、および、このボルトに螺合する締結部材であるナ
ットを備えた締結装置であるボルトセットにおいて、例
えば特開平６−８０９８３号公報に記載の構成が知られ
ている。
【０００３】この特開平６−８０９８３号公報に記載の
ボルトセットは、ボルトやナット、螺合により締結され
る被締結物との間に介在される座金などに、螺合の際の
摩擦を低減するとともに一定の低い摩擦係数を付与して
一定のトルク−軸力関係が得られるように、摩擦係数低
減剤が塗布形成されている。そして、この摩擦係数低減
剤は、締結部材に強固に被膜として定着させる水混和性
合成樹脂と、ワックスとして低摩擦係数を付与させるポ
リエチレンオキシドと、締結部材の表面状態にかかわら
ず一定の摩擦係数を与えてトルク−軸力関係の安定化作
用を付与するノニオン性界面活性剤と、摩擦係数の低減
とトルク−軸力関係の安定化とに作用するエチレンオキ
シド−プロピレンオキシド共重合体とを水性溶媒に溶解
したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平６−８０９８３号公報に記載の摩擦係数低減剤で
は、被膜の母体に水混和性合成樹脂を用いて水により溶
解させているので、締結部材の表面に塗布した後に熱風
乾燥などにて乾燥させて被膜を形成する必要があり、製
造性の向上が図れないとともに、この締結部材を熱の影
響を受けやすい場所に使用した場合に軸力が低下するな
ど、摩擦係数を低減させる添加剤が変質して所定の特性
が得られなくなるおそれがある。
【０００５】そこで、被膜の母体としてエポキシ樹脂や
ウレタン樹脂、スチレン樹脂などの揮発性の有機溶剤に
可溶な合成樹脂を用いることも考えられるが、乾燥時に
発生する有機溶剤のガスを漏洩せずに回収する必要があ
り、乾燥装置の大型化を生じる。
【０００６】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、摩擦係数をばらつきなく低減して安定したトルク
−軸力関係が得られる被膜形成が短時間で容易にできる
締結部材の塗料組成物、この塗料組成物が被膜形成され
た締結部材、および、塗料組成物が被膜形成された対を
なす締結部材を備えた締結装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の締結部材
の塗料組成物は、少なくとも表面に金属を有し螺合によ
り締結する締結部材に高温および高圧下で反応して前記
締結部材の表面に膜状に結合するリン酸系極圧添加剤
と、天然樹脂と、前記リン酸系極圧添加剤を略均一混合
するとともに前記天然樹脂を溶解する液状油脂とを具備
したものである。
【０００８】そして、液状油脂に天然樹脂を溶解すると
ともにリン酸系極圧添加剤を略均一混合することによ
り、例えば締結部材を浸漬させて塗布後に余剰分を遠心
分離にて除去するとともに乾燥して被膜が短時間で容易
に形成可能となり、作業性の向上および製造コストの低
減が得られる。また、被膜が形成された締結部材を螺合
して締結させる際に生じる熱や圧力にてリン酸系極圧添
加剤が締結部材の少なくとも表面の金属に反応して膜状
に結合して、締結部材の表面の平滑性にかかわらず摩擦
係数が低減し、螺合作業が容易となるとともに、安定し
た低摩擦係数により安定したトルク−軸力関係が得ら
れ、安定した締結状態が容易に得られる。
【０００９】請求項２記載の締結部材の塗料組成物は、
請求項１記載の締結部材の塗料組成物において、リン酸
系極圧添加剤は、リン酸エステルであるものである。
【００１０】そして、リン酸系極圧添加剤としてリン酸
エステルを用いることにより、締結部材の少なくとも表
面の金属との反応により安定した性状の膜状に容易に結
合し、低摩擦係数および安定したトルク−軸力関係が容
易に得られる。
【００１１】請求項３記載の締結部材の塗料組成物は、
請求項１または２記載の締結部材の塗料組成物におい
て、液状油脂は、乾性油および不乾性油を含有するもの
である。
【００１２】そして、液状油脂として乾性油および不乾
性油を含有したものを用いることにより、乾性油の不飽
和結合により天然樹脂の溶解およびリン酸系極圧添加剤
の均一混合が容易で、例えば締結部材を浸漬させて塗布
後に余剰分を遠心分離にて除去するとともに乾燥して被
膜を形成することが容易となり、不乾性油により増粘性
が付与されて締結部材の表面に安定して良好に塗布さ
れ、良好な被膜が短時間で容易に形成されるとともに、
被膜中に揮発せずに残留する不乾性油により摩擦係数が
低減する。
【００１３】請求項４記載の締結部材の塗料組成物は、
請求項３記載の締結部材の塗料組成物において、乾性油
は、ヨウ素価が１３０以上で天然樹脂と同質の極性を有
し、不乾性油は、ヨウ素価が１００以下であるものであ
る。
【００１４】そして、ヨウ素価が１３０以上で天然樹脂
と同質の極性を有した乾性油と、ヨウ素価が１００以下
の不乾性油とを用いることにより、天然樹脂およびリン
酸系極圧添加剤の均一な溶解混合が容易で低摩擦係数を
付与するむらのない良好な被膜の短時間での形成が容易
となる。
【００１５】請求項５記載の締結部材の塗料組成物は、
請求項１ないし４いずれか一記載の締結部材の塗料組成
物において、リン酸系極圧添加剤は、１５質量％以上３
０質量％以下で配合され、天然樹脂は、３質量％以上１
２質量％以下で配合され、液状油脂は、１０質量％以上
６５質量％以下で配合されるものである。
【００１６】そして、リン酸系極圧添加剤を１５質量％
以上３０質量％以下、天然樹脂を３質量％以上１２質量
％以下、液状油脂を１０質量％以上６５質量％以下で配
合することにより、低摩擦係数および安定したトルク−
軸力関係が得られる被膜が容易で安価に形成される。こ
こで、リン酸系極圧添加剤が１５質量％より少なくなる
と、低摩擦係数および安定したトルク−軸力関係が得ら
れなくなり、３０質量％より多くなると白濁して外観が
低下するという問題が生じるため、リン酸系極圧添加剤
を１５質量％以上３０質量％以下で配合する。また、天
然樹脂が３質量％より少なくなると、締結部材の表面に
むらのない良好な被膜が得られなくなり、１２質量％よ
り多くしても低摩擦係数および安定したトルク−軸力関
係に差がなくコストの増大を生じることから、天然樹脂
を３質量％以上１２質量％以下で配合する。さらに、液
状油脂が１０質量％より少なくなると粘性が高く白濁し
締結部材への塗布が煩雑となるとともに摩擦力が増大
し、６５質量％より多くなると、粘性が低く液状となる
ことから塗布が困難となるという問題が生じるため、液
状油脂を１０質量％以上６５質量％以下で配合する。
【００１７】請求項６記載の締結部材は、請求項１ない
し５いずれか一記載の締結部材の塗料組成物が少なくと
もねじ部に塗布されて前記塗料組成物の被膜が形成され
たものである。
【００１８】そして、少なくともねじ部に請求項１ない
し５いずれか一記載の締結部材の塗料組成物を塗布して
塗料組成物の被膜を形成することにより、締結部材の表
面の状態にかかわらず安定した低摩擦係数およびトルク
−軸力関係が得られ、安定した締結が得られる。
【００１９】請求項７記載の締結装置は、互いに螺合す
る対をなす締結部材の少なくともいずれか一方の少なく
ともねじ部に請求項１ないし５いずれか一記載の締結部
材の塗料組成物が塗布されてこの塗料組成物の被膜が形
成されたものである。
【００２０】そして、互いに螺合する対をなす螺合締結
部材の少なくともいずれか一方の少なくともねじ部に請
求項１または２記載の締結部材の塗料組成物を塗布して
塗料組成物の被膜を形成することにより、締結部材の表
面の状態にかかわらず安定した低摩擦係数およびトルク
−軸力関係が得られ、安定した締結が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の締結装置の実施の
一形態を図面を参照して説明する。
【００２２】図１において、１は締結装置である六角ボ
ルトセットで、この六角ボルトセット１は、締結部材と
してのボルトである鋼鉄製の高力六角ボルト２、締結部
材としてのナットである鋼鉄製の六角ナット３および締
結部材としての鋼鉄製の座金４を備えている。
【００２３】そして、高力六角ボルト２は、略円柱状の
軸部６を有している。また、軸部６の一端部には、軸部
６の径寸法より径大で側面部７が略均等に６面設けられ
座面８を有した六角頭部９が平面状の座面８を軸部６の
他端部側に向けて一体に設けられている。さらに、軸部
６の他端側の外周面には、ねじ部である雄ねじ部10が設
けられている。
【００２４】また、六角ナット３は、高力六角ボルト２
の六角頭部９と同様に、周面に平面状の側面部11が略均
等に６面設けられ、中心軸にねじ部である図示しない雌
ねじ部が設けられた六角筒状に形成されている。
【００２５】さらに、座金４は略円板環状に形成され、
内周側に高力六角ボルト２の軸部６を挿通可能となって
いる。
【００２６】そして、この塗料組成物は、リン酸系極圧
添加剤と、天然樹脂と、液状油脂とを含有した液状であ
る。
【００２７】また、リン酸系極圧添加剤は、高力六角ボ
ルトおよび六角ナットの表面に位置する金属、すなわち
鋼鉄の鉄(Ｆｅ)と高温および高圧下で反応して膜状に結
合する材料、例えばリン酸ジアルキルエステルやリン酸
トリアルキルエステルなどのリン酸エステルが好まし
い。なお、鉄と反応するものに限らず、締結部材の材料
や締結部材の表面処理に利用されるニッケル(Ｎｉ)、コ
バルト(Ｃｏ)、クロム(Ｃｒ)、アルミニウム(Ａｌ)、亜
鉛(Ｚｎ)、銅(Ｃｕ)、マグネシウム(Ｍｇ)、鉛(Ｐｂ)、
錫(Ｓｎ)などと反応して膜状に結合するいずれのもので
もよく、被膜を形成する締結部材の表面に位置する金属
と反応するいずれのリン酸系極圧添加剤が用いられる。
【００２８】さらに、天然樹脂は、有機溶剤を用いるこ
となく溶解可能な物質で、例えば、にかわ、ゼラチン、
澱粉、漆、セルロース、デキストリンなどが用いられ
る。
【００２９】また、液状油脂は、乾性油および不乾性油
を含有した混合油が用いられる。そして、乾性油として
は、天然樹脂を溶解可能、すなわち使用する天然樹脂と
同質の極性のもので、ヨウ素価が１３０以上の例えばあ
まに油、桐油、パイン油、えの油、麻実油などが用いら
れ、特にコストなどの点であまに油、桐油、パイン油な
どが好ましい。また、不乾性油としては、ヨウ素価が１
００以下である程度の増粘性を付与する例えば粘性率が
２５０ｃＰ以上２８０ｃＰ以下のやし油、ひまし油、落
花生油、ごま油、椿油、オリーブ油などが用いられ、特
にコストなどの点でやし油、ひまし油、落花生油が好ま
しい。ここで、塗料組成物の粘性率が例えば１１ｃＰ以
上１４ｃＰ以下となるようにし、塗料組成物の粘性率が
１１ｃＰより小さくなると使用可能時間が短くなるとい
う問題が生じ、１４ｃＰより大きくなると乾燥時の溜ま
りによる非乾燥部分の発生、すなわち部分的に未乾燥部
分が生じて略均一な乾燥ができなくなるという問題が生
じるため、塗料組成物の粘性率を１１ｃＰ以上１４ｃＰ
以下に設定することが好ましい。
【００３０】そして、塗料組成物は、例えばリン酸極圧
添加剤を１５質量％以上３０質量％以下、天然樹脂を３
質量％以上１２質量％以下、液状油脂を１０質量％以上
６５質量％以下で配合して混合することにより調製され
る。
【００３１】ここで、リン酸系極圧添加剤が１５質量％
より少なくなると、塗料組成物を塗布して被膜形成した
高力六角ボルト２および六角ナット３の螺合の際の低摩
擦係数および安定したトルク−軸力関係が得られなくな
る。また、３０質量％より多くなると、粘度が高くなる
ことからねじ山に塗料組成物が溜まったりリン酸系極圧
添加剤が均一に分散できなくなるという問題が生じる。
このため、リン酸系極圧添加剤を１５質量％以上３０質
量％以下で配合することが好ましい。
【００３２】また、天然樹脂が３質量％より少なくなる
と、リン酸系極圧添加剤を高力六角ボルト２および六角
ナット３の表面に被膜状に保持させることができなくな
り、被膜の形成工程を容易にするために遠心力を作用さ
せる工程では高力六角ボルト２および六角ナット３の表
面にむらのない良好な被膜が得られなくなる場合があ
る。さらに、１２質量％より多くしても低摩擦係数およ
び安定したトルク−軸力関係に差がなくコストの増大を
生じるとともに、過飽和状態となって天然樹脂が析出す
るおそれもある。このため、天然樹脂を３質量％以上１
２質量％以下で配合することが好ましい。
【００３３】さらに、液状油脂が１０質量％より少なく
なると、油量の減少により粘性が高く白濁し高力六角ボ
ルト２および六角ナット３への塗布が煩雑となるととも
に摩擦力も増大してしまう。また、６５質量％より多く
なると、粘性率が低下して液状となり塗布が困難となる
という問題が生じる。このため、液状油脂を１０質量％
以上６５質量％以下で配合することが好ましい。
【００３４】次に、高力六角ボルト２および六角ナット
３への塗料組成物の被膜を形成する動作を説明する。
【００３５】まず、あらかじめ製造された高力六角ボル
ト２および六角ナット３の表面に、あらかじめ調製した
塗料組成物を塗布、例えば塗料組成物中に浸漬する。そ
して、塗料組成物に浸漬した高力六角ボルト２および六
角ナット３を取り出し、遠心分離器に装填して遠心力を
作用させ、余剰の塗料組成物を除去する。この遠心力の
作用の際に、高力六角ボルト２および六角ナット３の表
面に付着する塗料組成物は、液状油脂の乾性油がある程
度揮発して、触れても付着しない被膜に形成される。
【００３６】次に、上記高力六角ボルトおよび六角ナッ
トの締結動作を説明する。
【００３７】まず、連結させる対をなす被連結体21，21
にそれぞれ設けられた略円形のねじ孔22，22を連通させ
て対をなす被連結体21，21を重ね合わせる。そして、あ
らかじめ軸部６に座金４が装着された高力六角ボルト２
を、連通するねじ孔22，22に雄ねじ部10側から挿入し、
六角頭部９の座面８と一方の被連結体21の表面との間で
座金４を挟持する状態とする。この後、連通するねじ孔
22，22を貫通して他方の被連結体21から突出する高力六
角ボルト２の軸部６に座金４を装着するとともに、六角
ナット３の図示しない雌ねじ部を高力六角ボルト２の雄
ねじ部10に螺合させる。そして、いわゆる図示しないイ
ンパクトドライバやナットランナなどを用いて、あらか
じめ設定したトルクとなるまで六角ナット３を締め付け
て締結する。
【００３８】次に、上記高力六角ボルト２および六角ナ
ットの締結の際の作用を説明する。
【００３９】高力六角ボルト２および六角ナット３に塗
布形成された塗料組成物の被膜には不乾性油が存在する
ことから、高力六角ボルト２の雄ねじ部10に六角ナット
３の雌ねじ部を螺合する際に、不乾性油が潤滑剤として
機能し、低摩擦係数で螺合される。
【００４０】そして、インパクトドライバなどにて高速
で螺合される際には、高力六角ボルト２の雄ねじ部10と
六角ナット３の雌ねじ部との摩擦により発生する熱およ
び締め付ける際に発生する圧力により、リン酸系極圧添
加剤が高力六角ボルト２および六角ナット３の表面の金
属と反応し、リン酸系極圧添加剤が高力六角ボルト２お
よび六角ナット３の表面を被覆するように膜状に結合す
る。このことにより、塗料組成物の被膜が安定するとと
もに、この塗料組成物の被膜が高力六角ボルト２および
六角ナット３の表面間に位置する状態となって、高力六
角ボルト２および六角ナット３の表面同士の接触および
摩擦を防止し、リン酸系極圧添加剤による低摩擦係数が
付与されて低摩擦で螺合される。
【００４１】すなわち、トルクにより締め付けを設定す
るインパクトドライバなどを用いる場合、一定の締め付
け状態で締結でき、締め付けが弱く次第に緩みが生じた
り、締め付けが強すぎて高力六角ボルトが破断するなど
の損傷を生じることがない。
【００４２】次に、上記塗料組成物の作用を実験例を参
照して説明する。
【００４３】(実験例１)まず、塗料組成物の適性配合を
確認する実験をした。
【００４４】各種配合で塗料組成物を調製して得られた
塗料組成物の状態を観察し、均一混合が認められた塗料
組成物に、高力六角ボルト２および六角ナット３を１０
秒間浸漬した後に引き上げ、遠心分離器にて回転速度５
００rpmで１０秒間遠心分離して余剰の塗料組成物を除
去し、塗料組成物の被膜を形成して実験用の試料とし
た。なお、高力六角ボルト２および六角ナット３として
は、表面に亜鉛めっきした後に３種類のクロメート処理
したものと、表面に亜鉛−クロム合金被膜を形成したも
のを用いた。そして、各試料の被膜の外観を観察すると
ともに、被膜の外観が良好な試料を締結試験機(メイラ
株式会社製)にセットして締め付け、トルク−軸力の関
係よりトルク係数を求めた。その結果を図２から図５に
示す。なお、図２は天然樹脂を２．４質量％添加したも
の、図３は天然樹脂を４．７質量％添加したもの、図４
は天然樹脂を６．９質量％添加したもの、図５は天然樹
脂を８．９質量％添加したものを示す。
【００４５】この塗料組成物の状態、塗布状態および得
られたトルク係数の結果、天然樹脂は１２質量％以上添
加してもトルク−軸力の関係にばらつきの差はなった。
また、天然樹脂を１５質量％以上添加したものでは、塗
料組成物を外気に開放状態で放置したものでは、天然樹
脂の添加量が多くなるにしたがって白色の沈殿物が多く
認められた。このことから、コストも考慮して、天然樹
脂を１２質量％まで添加すればよいことがわかる。
【００４６】また、天然樹脂が３質量％より少ない配合
のものでは、塗料組成物の粘性が低く、遠心分離器によ
る遠心力を作用させた後の試料では、塗膜が設けられて
いない部分が認められた。また、図２から図５に示すよ
うに、トルク係数が低下することが認められた。このこ
とから、天然樹脂は３質量％以上１２質量％以下で配合
することが好ましいことがわかる。
【００４７】さらに、リン酸系極圧添加剤が１５質量％
より少なくなると、塗料組成物を塗布して被膜形成した
高力六角ボルト２および六角ナット３の螺合の際の低摩
擦係数および安定したトルク−軸力関係が得られなくな
る。また、３０質量％より多くなると白濁して外観が低
下するとともにコストが増大するという問題が生じる。
このため、リン酸系極圧添加剤を１５質量％以上３０質
量％以下で配合することが好ましいことがわかる。
【００４８】また、液状油脂が１０質量％より少なくな
ると、粘性が高く高力六角ボルト２および六角ナット３
への塗布が煩雑となるとともに、場合によっては天然樹
脂が析出するなど白濁して均一混合できなくなる。ま
た、６５質量％より多くなると、粘性が低く液状となる
ことから塗布が困難となるという問題が生じる。このた
め、液状油脂を１０質量％以上６５質量％以下で配合す
ることが好ましいことがわかる。
【００４９】(実験例２)次に、塗膜による低摩擦および
トルク−軸力関係の安定化作用の確認をする実験をし
た。
【００５０】使用する高力六角ボルト２および六角ナッ
ト３としては、実験例１に用いた４種類のものを用い
た。
【００５１】そして、これら高力六角ボルト２および六
角ナット３の表面全体に、あらかじめ調製した塗料組成
物に実験例１と同様に塗料組成物の被膜を形成した。こ
こで、塗料組成物は、リン酸系極圧添加剤を約３１．８
質量％、天然樹脂を約３．５質量％、乾性油を約４０．
２質量％、不乾性油を約２４．５質量％攪拌混合して調
製したものを用いた。
【００５２】これら塗料組成物の被膜を形成した高力六
角ボルト２および六角ナット３を締結試験機にセットし
て締め付け、トルク−軸力の関係よりトルク係数を求め
た。
【００５３】また、塗膜の安定性を確認するために、塗
膜を形成した高力六角ボルト２および六角ナット３を湯
洗、すなわち５０℃の湯中に１分間浸漬した後に余分な
水分を除去し、同様に締結試験機にて締め付けてトルク
係数を求めた。
【００５４】さらに、被膜の経時変化を確認するため
に、被膜を形成したのちに、３ヶ月間放置したものにつ
いてもトルク係数を求めた。
【００５５】なお、比較試料として、塗料組成物の被膜
を形成していないものを用いて同様にトルク係数を求め
た。これらの試験結果を図６から図１７に示す。なお、
図６から図８は表面に亜鉛めっきした後に青色系となる
クロメート処理したもの、図９から図１１は表面に亜鉛
めっきした後に黄色系となるクロメート処理したもの、
図１２から図１４は表面に亜鉛めっきした後に緑色系と
なるクロメート処理したもの、図１５から図１７は表面
に亜鉛−クロム合金被膜を形成したものを示す。また、
図６、図９、図１２および図１５は比較試料で、図７、
図１０、図１３および図１６は塗料組成物を被膜形成し
たもの、図８、図１１、図１４および図１７は塗料組成
物を被膜形成したものを湯洗したものを示す。
【００５６】これら図６から図１７に示す結果から、塗
料組成物の被膜を設けない比較試料では、トルク係数す
なわちトルク−軸力の関係にばらつきを生じ、締め付け
状態にばらつきを生じることがわかる。一方、塗料組成
物の被膜を設けることにより、トルク係数にばらつきは
なく、安定した締め付け状態が得られることが認められ
た。さらに、被膜を設けることにより、トルク係数が比
較試料に比して小さくなることが認められた。このこと
から、摩擦係数が低減していることがわかる。
【００５７】また、湯洗後でもトルク−軸力の関係に変
化はなく、安定した被膜が形成されていることがわか
る。
【００５８】さらに、３ヶ月間放置してもトルク−軸力
の関係に変化はなく、潤滑剤を用いる従来のものでは潤
滑剤が飛散して特性が低下するが、本実施の形態の塗料
組成物の被膜を形成することにより、安定した特性が長
期間得られることがわかる。
【００５９】上述したように、上記実施の形態によれ
ば、液状油脂に天然樹脂を溶解するとともにリン酸系極
圧添加剤を略均一混合して調製した塗料組成物を互いに
螺合して締結する高力六角ボルト２および六角ナット３
に塗布して被膜を形成させるため、例えば塗料組成物に
浸漬して塗布後に余剰分を遠心分離にて除去しこの遠心
分離により乾燥させて被膜を形成させることが可能とな
り、短時間で容易に被膜を形成でき、作業性の向上およ
び製造コストの低減が容易に図れる。また、被膜が形成
された高力六角ボルト２および六角ナット３を螺合して
締結させる際に生じる熱や圧力にてリン酸系極圧添加剤
が高力六角ボルト２および六角ナット３の表面の金属と
反応して膜状に結合し、高力六角ボルト２および六角ナ
ット３の表面の平滑性などの表面状態にかかわらず摩擦
係数が低減し、螺合作業を容易にできるとともに、安定
した低摩擦係数により安定したトルク−軸力関係が得ら
れ、安定した締結状態を容易に得ることができ、安定し
た締結ができる。
【００６０】そして、リン酸系極圧添加剤としてリン酸
エステルを用いるため、高力六角ボルト２および六角ナ
ット３の表面の金属との反応にて結合し安定した性状の
膜状に容易に形成でき、低摩擦係数および安定したトル
ク−軸力関係を容易に得ることができる。
【００６１】さらに、液状油脂として乾性油および不乾
性油を含有したものを用いるため、乾性油の不飽和結合
により天然樹脂の溶解およびリン酸系極圧添加剤の均一
混合が容易に得られ、例えば高力六角ボルト２および六
角ナット３を浸漬させて塗布後に余剰分を遠心分離にて
除去し、この遠心分離により乾燥させて被膜を形成させ
ることが可能となる。そしてさらに、不乾性油により、
増粘性が付与されて締結部材の表面に安定して良好に塗
布でき、良好な被膜を短時間で容易に形成でき、被膜中
に揮発せずに残留する不乾性油により摩擦係数がさらに
低減して、良好な低摩擦係数および安定したトルク−軸
力関係を得ることができるとともに、被膜が油膜状とな
り、耐水性が向上して防錆性も向上できる。
【００６２】そして、ヨウ素価が１３０以上で天然樹脂
の溶解が良好すなわち天然樹脂の性状と同質の極性の乾
性油と、ヨウ素価が１００以下の不乾性油を用いるた
め、天然樹脂およびリン酸極圧添加剤の均一な溶解・混
合が容易に得られ、低摩擦係数できむらのない良好な塗
膜の短時間の形成が容易にできる。
【００６３】また、リン酸系極圧添加剤を１５質量％以
上３０質量％以下、天然樹脂を３質量％以上１２質量％
以下、液状油脂を１０質量％以上６５質量％以下で配合
するため、リン酸系極圧添加剤および天然樹脂を良好に
均一混合でき、安定した性状の塗料組成物が得られ、被
膜の形成作業が容易にできるとともに、低摩擦係数およ
び安定したトルク−軸力関係が得られる被膜を安価で容
易に形成できる。
【００６４】なお、上記実施の形態において、締結部材
として高力六角ボルト２および六角ナット３を用いて説
明したが、高力六角ボルト３に代えて、略半球状の頭部
を平面状の座面が軸部の他端部側に向けて設けられ、軸
部の一端に周方向に沿ってＶ溝状に設けられた破断溝を
介して軸方向に沿った凹溝を複数有したピンテールが設
けられたトルシア型の高力ボルトを用いたり、頭部を有
しないいわゆるいもねじ式のものなど、螺合により締結
するいずれの構造の締結手段を用いてもよい。
【００６５】そして、座金を備えた締結装置について説
明したが、座金を１つのみあるいはない構成でもよい。
【００６６】また、高力六角ボルト２および六角ナット
３の双方に塗料組成物を被膜形成したが、いずれか一方
のみ、さらには雄ねじ部10あるいは雌ねじ部12のみに被
膜形成してもよい。そして、座金４にも塗料組成物の被
膜を形成してもよい。
【００６７】さらに、締結部材は、鋼鉄製に限らず、例
えばステンレス合金、アルミニウム合金、真鍮などの非
鉄金属、あるいは少なくとも螺合するねじ部の表面に金
属がめっきなどにより被覆されていればエポキシ樹脂、
ポリアミド樹脂などのプラスチックや、ガラス、セラミ
ックスなど、木材のような塗料組成物が浸透してしまう
ものではなく、表面に被膜形成できるいずれのものでも
よい。
【００６８】そして、塗料組成物のリン酸系極圧添加剤
としては、リン酸系エステルに限らず、締結部材の素材
である金属やめっきなどの表面処理された金属と反応し
て膜状に形成されるいずれのものでもよい。
【００６９】また、塗料組成物の天然樹脂としては、水
あるいは有機溶剤を用いることなく乾性油で溶解可能で
締結部材の表面に被膜を形成可能ないずれのものでもよ
い。
【００７０】さらに、塗料組成物の液状油脂としては、
乾性油および不乾性油の混合油に限らず、いずれのもの
でもよいが、天然樹脂を溶解可能で加熱乾燥を要するこ
となく天然樹脂にて被膜を形成させることができ、塗膜
の性状が変化することのないものであればよい。なお、
これらの条件を満たし安価で異臭がないもしくは少ない
混合油が最も好ましい。
【００７１】また、塗料組成物の配合比率は、リン酸系
極圧添加剤が１５質量％以上３０質量％以下、天然樹脂
が３質量％以上１２質量％以下、液状油脂が１０質量％
以上６５質量％以下に限らず、使用するリン酸系極圧添
加剤、天然樹脂および液状油脂、あるいは締結部材の形
状、表面状態、材質などにより適宜設定できる。
【００７２】
【発明の効果】請求項１記載の締結部材の塗料組成物に
よれば、リン酸系極圧添加剤と天然樹脂とこれらリン酸
系極圧添加剤および天然樹脂を略均一に混合する液状油
脂を用いるため、例えば締結部材を浸漬させて塗布後に
余剰分を遠心分離にて除去するとともに乾燥して被膜を
形成させることができ、被膜を短時間で容易に形成で
き、作業性の向上および製造コストの低減が容易に図れ
るとともに、締結部材の螺合による締結の際に生じる熱
や圧力によりリン酸系極圧添加剤が締結部材の表面の金
属と反応して膜状に結合し、締結部材の表面の平滑性に
かかわらず摩擦係数が低減し、螺合作業が容易で、安定
した低摩擦係数により安定したトルク−軸力関係が得ら
れ、安定した締結状態を容易に得ることができる。
【００７３】請求項２記載の締結部材の塗料組成物によ
れば、請求項１記載の締結部材の塗料組成物の効果に加
え、リン酸系極圧添加剤としてリン酸エステルを用いる
ため、締結部材の少なくとも表面の金属との反応により
安定した性状の膜状に容易に結合でき、低摩擦係数およ
び安定したトルク−軸力関係を容易に得ることができ
る。
【００７４】請求項３記載の締結部材の塗料組成物によ
れば、請求項１または２記載の締結部材の塗料組成物の
効果に加え、液状油脂として乾性油および不乾性油を含
有したものを用いるため、乾性油の不飽和結合により天
然樹脂の溶解およびリン酸系極圧添加剤の均一混合が容
易で、不乾性油により増粘性が付与されて締結部材の表
面に安定して良好に塗布されるので、良好な被膜が短時
間で容易に形成できるとともに、被膜中に揮発せずに残
留する不乾性油により摩擦係数の低減および防錆性の向
上ができる。
【００７５】請求項４記載の締結部材の塗料組成物によ
れば、請求項３記載の締結部材の塗料組成物の効果に加
え、ヨウ素価が１３０以上で天然樹脂と同質の極性を有
した乾性油と、ヨウ素価が１００以下の不乾性油とを用
いるため、天然樹脂およびリン酸系極圧添加剤の均一な
溶解混合が容易で低摩擦係数を付与するむらのない良好
な被膜の短時間での形成が容易にできる。
【００７６】請求項５記載の締結部材の塗料組成物によ
れば、請求項１ないし４いずれか一記載の締結部材の塗
料組成物の効果に加え、リン酸系極圧添加剤を１５質量
％以上３０質量％以下、天然樹脂を３質量％以上１２質
量％以下、液状油脂を１０質量％以上６５質量％以下で
配合するため、低摩擦係数および安定したトルク−軸力
関係が得られる被膜を容易で安価に形成できる。
【００７７】請求項６記載の締結部材によれば、少なく
ともねじ部に請求項１ないし５いずれか一記載の締結部
材の塗料組成物を塗布して塗料組成物の被膜を形成する
ため、締結部材の表面の状態にかかわらず安定した低摩
擦係数およびトルク−軸力関係が得られ、安定した締結
を得ることができる。
【００７８】請求項７記載の締結装置によれば、互いに
螺合する対をなす螺合締結部材の少なくともいずれか一
方の少なくともねじ部に請求項１または２記載の締結部
材の塗料組成物を塗布して塗料組成物の被膜を形成する
ため、締結部材の表面の状態にかかわらず安定した低摩
擦係数およびトルク−軸力関係が得られ、安定した締結
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の螺合締結装置の実施の一形態を示す六
角ボルトセットの締め付け状況を説明する一部を切り欠
いた側面図である。
【図２】同上天然樹脂を２．４質量％添加した塗料組成
物を被膜形成したもののトルク−軸力の関係を示すグラ
フである。
【図３】同上天然樹脂を４．７質量％添加した塗料組成
物を被膜形成したもののトルク−軸力の関係を示すグラ
フである。
【図４】同上天然樹脂を６．９質量％添加した塗料組成
物を被膜形成したもののトルク−軸力の関係を示すグラ
フである。
【図５】同上天然樹脂を８．９質量％添加した塗料組成
物を被膜形成したもののトルク−軸力の関係を示すグラ
フである。
【図６】同上表面に亜鉛めっきした後に青色系となるク
ロメート処理し塗料組成物を被膜形成しないもののトル
ク−軸力の関係を示すグラフである。
【図７】同上表面に亜鉛めっきした後に青色系となるク
ロメート処理し塗料組成物を被膜形成したもののトルク
−軸力の関係を示すグラフである。
【図８】同上表面に亜鉛めっきした後に青色系となるク
ロメート処理し塗料組成物を被膜形成して湯洗したもの
のトルク−軸力の関係を示すグラフである。
【図９】同上表面に亜鉛めっきした後に黄色系となるク
ロメート処理し塗料組成物を被膜形成しないもののトル
ク−軸力の関係を示すグラフである。
【図１０】同上表面に亜鉛めっきした後に黄色系となる
クロメート処理し塗料組成物を被膜形成したもののトル
ク−軸力の関係を示すグラフである。
【図１１】同上表面に亜鉛めっきした後に黄色系となる
クロメート処理し塗料組成物を被膜形成して湯洗したも
ののトルク−軸力の関係を示すグラフである。
【図１２】同上表面に亜鉛めっきした後に緑色系となる
クロメート処理し塗料組成物を被膜形成しないもののト
ルク−軸力の関係を示すグラフである。
【図１３】同上表面に亜鉛めっきした後に緑色系となる
クロメート処理し塗料組成物を被膜形成したもののトル
ク−軸力の関係を示すグラフである。
【図１４】同上表面に亜鉛めっきした後に緑色系となる
クロメート処理し塗料組成物を被膜形成して湯洗したも
ののトルク−軸力の関係を示すグラフである。
【図１５】同上表面に亜鉛−クロム合金被膜を形成し塗
料組成物を被膜形成しないもののトルク−軸力の関係を
示すグラフである。
【図１６】同上表面に亜鉛−クロム合金被膜を形成し塗
料組成物を被膜形成したもののトルク−軸力の関係を示
すグラフである。
【図１７】同上表面に亜鉛−クロム合金被膜を形成し塗
料組成物を被膜形成して湯洗したもののトルク−軸力の
関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 締結装置である六角ボルトセット ２ 締結部材としてのボルトである高力六角ボルト ３ 締結部材としてのナットである六角ナット ４ 締結部材としての座金 ６ 軸部 ７ 側面部 ８ 座面 ９ 六角頭部 10 ねじ部としての雄ねじ部 11 側面部 12 ねじ部としての雌ねじ部 21 被連結体 22 ねじ孔

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも表面に金属を有し螺合により
    締結する締結部材に高温および高圧下で反応して前記締
    結部材の表面に膜状に結合するリン酸系極圧添加剤と、 天然樹脂と、 前記リン酸系極圧添加剤を略均一混合するとともに前記
    天然樹脂を溶解する液状油脂とを具備したことを特徴と
    した締結部材の塗料組成物。
  2. 【請求項２】 リン酸系極圧添加剤は、リン酸エステル
    であることを特徴とした請求項１記載の締結部材の塗料
    組成物。
  3. 【請求項３】 液状油脂は、乾性油および不乾性油を含
    有することを特徴とした請求項１または２記載の締結部
    材の塗料組成物。
  4. 【請求項４】 乾性油は、ヨウ素価が１３０以上で天然
    樹脂と同質の極性を有し、 不乾性油は、ヨウ素価が１００以下であることを特徴と
    した請求項３記載の締結部材の塗料組成物。
  5. 【請求項５】 リン酸系極圧添加剤は、１５質量％以上
    ３０質量％以下で配合され、 天然樹脂は、３質量％以上１２質量％以下で配合され、 液状油脂は、１０質量％以上６５質量％以下で配合され
    ることを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の
    締結部材の塗料組成物。
  6. 【請求項６】 請求項１ないし５いずれか一記載の締結
    部材の塗料組成物が少なくともねじ部に塗布されて前記
    塗料組成物の被膜が形成されたことを特徴とする締結部
    材。
  7. 【請求項７】 互いに螺合する対をなす締結部材の少な
    くともいずれか一方の少なくともねじ部に請求項１ない
    し５いずれか一記載の締結部材の塗料組成物が塗布され
    てこの塗料組成物の被膜が形成されたことを特徴とした
    締結装置。
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