JP2007302971A - Metallic fastener, washer and method for producing washer - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、金属製のワークを基材に締結することに使用される金属製ファスナー、及び座金(ワッシャー)、並びに座金の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a metal fastener used for fastening a metal workpiece to a substrate, a washer, and a method for manufacturing the washer.
ワークを基材に締結する金属製ファスナーには打ち込み式のものやねじ込み式のものなど多種類が存在しており、また、ボルトのように軸に一体に設けた頭部でワークを押さえ固定する場合と、軸に座金を嵌め込んでこの座金でワークを押さえ固定する場合とがある。金属製ファスナーの防錆は古くからの課題であり、防錆手段としては、メッキや焼き付け塗装のような表面処理を施したり、或いは素材としてステンレス鋼を使用したりしている。 There are many types of metal fasteners that fasten the workpiece to the base material, such as a drive-in type and a screw-in type, and the workpiece is held and fixed by a head that is integrated with the shaft like a bolt. There are cases where a washer is fitted on the shaft and the workpiece is pressed and fixed by this washer. Rust prevention of metal fasteners has been an issue for a long time, and as rust prevention means, surface treatment such as plating and baking coating is applied, or stainless steel is used as a material.
ところで、腐食の一種として異種金属同士が接触することによって生じる電解腐食があり、金属製ファスナーでワークを締結した場合においても、ファスナーとワークとが異種金属であることに起因した電解腐食が発生することがある。そして、電解腐食の防止手段として、本願出願人は、先の出願(特許文献1)において、座金に、当該座金及びワークよりもイオン化傾向が高い金属板を重ね合わせることを開示した。
前記先願に開示した技術は、座金に重なった金属板を犠牲防蝕させることで座金及びワークが腐食することを防止又は遅延させるものであり、高い防蝕効果を発揮することができる。本願発明はこの犠牲防蝕による防蝕の考え方を更に発展させたもので、防錆機能の安定性に優れたファスナーを提供することを主たる課題とするものである。 The technique disclosed in the prior application prevents or delays the corrosion of the washer and the workpiece by sacrificing the metal plate overlapped with the washer, and can exhibit a high corrosion protection effect. The present invention is a further development of the concept of corrosion prevention by sacrificial corrosion prevention, and its main object is to provide a fastener excellent in stability of the rust prevention function.
本願発明は、ファスナーと座金と座金の製法とを含んでいる。請求項1の発明はファスナーに係るもので、ワークを押さえる座面(換言するとワークの表面と対向した面)に、当該座面及びワークよりもイオン化傾向が高い金属箔を貼り付けている点を特徴としている。
The present invention includes a fastener, a washer, and a washer manufacturing method. The invention of
請求項2の発明に係るファスナーは、前記ファスナーは、軸を有する本体と、前記本体の軸に嵌め込み装着された座金とから成っており、前記座金の両面のうちワークを押さえる座面に前記金属箔が導電性接着剤によって貼り付けられている。 According to a second aspect of the present invention, the fastener comprises a main body having a shaft and a washer fitted and attached to the shaft of the main body. The foil is affixed with a conductive adhesive.
請求項3の発明はファスナーを構成する座金に係るもので、ワークの表面に押さえ付けられる座金であって、両面のうちワークを押さえる座面に、当該座面及びワークよりもイオン化傾向が高い金属箔を貼り付けている。
The invention of
請求項4の発明は請求項2又は請求項3に記載した座金の製造方法に係るもので、この製法は、座金を多数取りできる面積の素材板と、前記素材板の片面の略全体に貼り付けできる素材金属箔とを用意し、座金を素材板から打ち抜く前に、素材板に素材金属箔を貼り付けておくことを特徴としている。
The invention of
本願発明によると、金属箔の犠牲防食作用により、ファスナーやワークに腐食が進行することを防止又は著しく遅延させることができる。すなわち、電解腐食の耐食性を格段に向上できる。そして、メッキによって耐食性を図る場合には、メッキ層の厚さにバラツキが生じて耐食性にもバラツキが生じることがあるが、本願発明では金属箔の厚さは一定であるため耐食性は一定しており、このため品質を安定させることができる。また、ファスナーの材料としてメッキ処理していないものを使用することも可能であり、これによって環境負荷を軽減することも可能になる。 According to the present invention, the sacrificial anticorrosive action of the metal foil can prevent or significantly delay the corrosion of the fastener and workpiece. That is, the corrosion resistance of electrolytic corrosion can be significantly improved. When corrosion resistance is achieved by plating, the thickness of the plating layer may vary and the corrosion resistance may also vary. However, in the present invention, since the thickness of the metal foil is constant, the corrosion resistance is constant. Therefore, the quality can be stabilized. In addition, it is possible to use a material that is not plated as a material for the fastener, thereby reducing the environmental load.
座金を備えておらずにファスナー本体に設けた頭部によってワークを押さえ固定する場合は、頭部の座面に金属箔を貼れば良い。また、ファスナーがナットである場合は、ワークを押さえる座面に金属箔を貼ったらよい。 When the work is held and fixed by the head provided on the fastener body without the washer, a metal foil may be attached to the seat surface of the head. Moreover, when a fastener is a nut, it is good to stick metal foil on the seat surface which hold | suppresses a workpiece | work.
他方、ファスナーが座金を備えていて座金を介してワークが押さえ固定される場合は、請求項2のように座金に金属箔を貼ればよい。金属箔を座金に貼る方法としては、一般に使用されている非導電性接着剤を散点状に塗布して貼ることも可能であるが、請求項2のように導電性接着剤を使用すると、金属箔の全体を座金等に貼り付けできるため、貼り付け強度を確保できると共に、金属箔をその全面にわたって座金に導通させることができて防食性能を均一化できる利点がある。
On the other hand, when the fastener is provided with a washer and the workpiece is pressed and fixed via the washer, a metal foil may be attached to the washer as in
座金は素材板をプレス加工(板金加工)して製造されており、座金に金属箔を貼り付ける方法としては、座金を製造した後に貼り付けることも可能であるが、この場合は、金属箔を所定の形状に打ち抜いてから、例えば真空吸着装置のようなピックアップ装置や座金を受ける専用の治具などが必要となり、このため貼り付けに手間と費用がかかることが懸念される。これに対して請求項4の方法を採用すると、素材板への素材箔の取り付けはごく簡単に行えるため、金属箔付きの座金を簡単かつ低コストで製造できる利点がある。
The washer is manufactured by pressing the material plate (sheet metal processing). As a method of attaching the metal foil to the washer, it is possible to apply the metal foil after the washer is manufactured. After punching into a predetermined shape, for example, a pickup device such as a vacuum suction device, a dedicated jig for receiving a washer, and the like are required. Therefore, there is a concern that sticking takes time and cost. On the other hand, if the method of
座金には全体がフラットなものと凹凸を有するものとがあるが、凹凸を有する座金の場合、加工後に金属箔を貼り付ける方法を採用すると、座金の姿勢揃え等が面倒である。従って、請求項4の方法は座金が例えば碗形である場合のようにフラットでない場合に特に有益である。
There are two types of washer, one is flat and the other is uneven. However, in the case of a washer having unevenness, if a method of attaching a metal foil after processing is adopted, the posture alignment of the washer is troublesome. Therefore, the method of
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図3では第1実施形態を示しており、図4では第2〜第3実施形態を示している。まず、第1実施形態から説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show the first embodiment, and FIG. 4 shows the second to third embodiments. First, the first embodiment will be described.
(1).第1実施形態の構造
第1実施形態は、打ち込み式ファスナーに適用しており、その形態・構造は図1に示している。図1のうち(A)は正面図、(B)は一部破断正面図であり、これらに示すように、ファスナーは、軸2及び頭部3を有するファスナー本体(ピン,鋲)1と、ファスナー本体1の軸2に嵌め込み装着された座金4とから成っている。
(1). Structure of First Embodiment The first embodiment is applied to a drive-in fastener, and its form and structure are shown in FIG. 1A is a front view, and FIG. 1B is a partially broken front view. As shown in these figures, the fastener includes a fastener body (pin, collar) 1 having a
ファスナー本体1の軸2は全体として先窄まりになっているが、先端側の約半分ほどの部分は正面視で緩い曲面のプロフィールを有する略砲弾形になっており、頭部3の側に位置した略半分程度の部分は、砲弾形の部分よりもテーパの程度が大きくなっている。頭部3は略フラットに近い板状になっている。他方、座金4は台形の碗状部4aの外周にフランジ4bを一体に設けた形態であり、中央部には軸2のうち中間部よりもやや先端側の部分が嵌まる穴5が空けられている。そして、座金4のうちファスナー本体1の頭部3と反対側の面(すなわちワークWを押さえる座面4c)に金属箔6が貼り付けられている。
The
図1(C)は座金4の平面図であり、この図に示すように、座金4の内周縁には内向きに突出した突起7が円周方向に沿って等間隔で複数個(4個)形成されている。この突起7が弾性変形することにより、座金4は軸2にきっちりと保持される。なお、突起7の個数は任意に設定できる。
FIG. 1C is a plan view of the
図1(D)は座金4の端部の部分的な拡大断面図であり、この分図に示すように、金属箔6は導電性の接着剤層8によってその全体が座金4の座面4cに貼り付けられている。金属箔6の厚さに限定はなく、例えば10μm〜30μm程度のものを使用できる。
FIG. 1D is a partially enlarged cross-sectional view of the end of the
軸2は、炭素鋼やバナジウム鋼、或いはステンレス鋼のような硬い鋼材からなっており、線材を素材として加工した後、焼き入れし、更に、必要に応じて表面処理を行っている。他方、座金4は、S50C〜S55Cの炭素鋼、SGCHやSGCC等の表面処理鋼板、或いはSPCC等の冷間圧延鋼板を素材として製造されており、電気メッキ法又は溶融メッキ法によって亜鉛メッキが施されている(メッキ層はなくてもよい。)。また、金属箔6は、座金4及び軸2よりもイオン化傾向が高い金属素材から成っており、例えば亜鉛箔が好適である。
The
(2).製造工程
図2では上記した座金4の製造工程の概略を示している。この工程では、(A)に示すように、まず、座金4の材料となる素材板9と、金属箔6の素材となる素材金属箔10とを用意する。素材板9及び素材金属箔10は一般に帯状のものが使用される。
(2). Manufacturing Process FIG. 2 shows an outline of the manufacturing process of the
そして、(B)に示すように、素材板9の片面に素材金属箔10を貼り付けてから、通常の加工法に従い、(C)に示すようにプレス装置(図示せず)を用いて碗状部4aの加工と穴5の打ち抜き加工を行い、最後に、(D)に示すように外形の打ち抜きによって座金4が製造される。素材金属箔10の接着層には一般に剥離紙(離型紙)が貼られており、離型紙を剥がしてから素材板9に貼り付けることになる。
Then, as shown in (B), the
碗状部4aの加工と穴5の打ち抜き加工はいずれか一方を先行させても良いし、同時に行ってもよい。枠状部4aの加工によって金属箔6が破損する虞がある場合は、碗状部4aを加工してから素材金属箔10を貼ったらよい(この場合は、素材金属箔10には穴5が空けられており、また、碗状部4aの内面への貼り付けは、ゴム製等の治具で押さえることによって行える。)。
Either the hook-shaped
このように、座金を素材板9から打ち抜く前に素材金属箔10を素材板9に貼り付けるものであるため、座金4を加工した後にリング状の金属箔6を貼り付ける製法に比べて加工(作業)の手間を格段に軽減することができる。
In this way, since the
(3).使用状態
図3ではファスナーの使用状態を示している。(A)は全体を示す図、(B)は部分的な拡大断面図である。
(3) Usage state Fig. 3 shows the usage state of the fastener. (A) is a figure which shows the whole, (B) is a partial expanded sectional view.
本例は、例えば鋼板製のワークWを厚肉の鋼製基材Bに締結することに使用している。具体例としては、建物の床を構成する鋼板製デッキプレートをH型鋼製の梁材(構造材)に締結することが挙げられる(勿論、他の用途にも使用できる)。本使用例では、ファスナー本体1の軸2はその中途部までしか基材Bに進入しておらず、座金4は軸2のうちテーパ状の中途部によって押さえられている。なお、ファスナー本体1は、その先端が基材Bに焼き付くことで高い抜け防止機能が発揮されている。
In this example, for example, a steel plate workpiece W is fastened to a thick steel base B. As a specific example, a steel plate deck plate constituting a floor of a building is fastened to a beam material (structural material) made of H-shaped steel (of course, it can be used for other purposes). In this usage example, the
ファスナーの打ち込みは、ガスの燃焼圧を利用した打ち込み工具や、エア式の打ち込み工具、或いは火薬を使用した打ち込み工具のような動力式の打ち込み工具を使用して行われる。 The fastener is driven by using a power-type driving tool such as a driving tool that uses gas combustion pressure, an air-type driving tool, or a driving tool that uses explosives.
ところで、異種金属が互いに接触することに起因した電解腐食は、一方の金属から他方の素材に電子が移動することによって一方の部材が他の原子と反応しやすい不安定な状態になることに起因しており、一方の部材から電子が放出されることにより、当該一方の部材とその周囲に存在する水や酸素との反応が促進されて、腐食が進むものである。この電解腐食は、温度等の環境の違いによって同種金属の間でも発生することがある。そして、座金4とワークWとが直接に接触していると電解腐食が発生する虞がある。
By the way, electrolytic corrosion caused by the contact of different metals with each other is due to the unstable state in which one member easily reacts with other atoms due to the movement of electrons from one metal to the other. In addition, when electrons are emitted from one member, the reaction between the one member and water or oxygen existing around the one member is promoted, and corrosion progresses. This electrolytic corrosion may occur between similar metals due to environmental differences such as temperature. If the
これに対して本願発明では、座金4とワークWとの間に金属箔6が介在しているため、電解腐食を防止又は著しく抑制できる。
In contrast, in the present invention, since the
つまり、金属箔6を構成する亜鉛は座金4及びワークWを構成する主成分である鉄よりもイオン化傾向が高い(活性が高い)ため、金属箔6から座金4とワークWとの両方に電子が移動する傾向を呈しており、すると、座金4とワークWとを構成する鉄原子は水や酸素と反応し難い安定した状態に保持され、その結果、座金4及びワークWの腐食が防止又は著しく抑制されるのである。換言すると、金属箔6が犠牲陽極となる犠牲防食作用により、電解腐食が防止又は著しく抑制されるのである。この場合、接着剤層8は導電性であるため、金属箔6から座金4への電子の移動は阻害されず、従って座金4の腐食を防止できる。
That is, since zinc constituting the
(4).他の実施形態(図4)
図4では他の実施形態を示している。このうち(A)は第2実施形態であり、この実施形態では、頭部3でワークを押さえるタイプの打ち込み式ファスナー(ピン,鋲)において、頭部3の座面に金属箔6が導電性接着剤によって貼られている。
(4). Other embodiment (FIG. 4)
FIG. 4 shows another embodiment. Among these, (A) is a second embodiment. In this embodiment, in a drive-in fastener (pin, scissors) of the type that holds the workpiece with the
(B)及び(C)に示すのは連結ファスナー(連結ピン)に適用した第3実施形態である。(A)は部分的な正面図、(B)は座金4の部分的な平面図である。この実施形態では、一列状に並べられた多数の座金4が引き千切り可能なブリッジ部11を介して連結されており、座金4のうち頭部3と反対側の面に金属箔6が導電性接着剤によって貼られている。この連結ファスナーは、打ち込み工具のマガジンに装填されて1本ずつワークに打ち出される。
(B) and (C) show a third embodiment applied to a connection fastener (connection pin). (A) is a partial front view, (B) is a partial plan view of the
(5).その他
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、ファスナーは打ち込み式には限らず、ボルトのようなねじ込み式のもの、或いは、拡張式のものなど種類や形態は限定されない。また、ファスナーが座金を備えている場合、座金の両面に金属箔を貼ることも可能である。
(5). Others The present invention can be embodied in various ways other than the above embodiment. For example, the fastener is not limited to a drive-in type, and the type and form such as a screw-in type such as a bolt or an expandable type are not limited. Moreover, when a fastener is provided with a washer, it is also possible to affix metal foil on both surfaces of a washer.
W 鋼板製のワーク
B 鋼製の基材
1 ファスナー本体
2 ファスナーの軸
3 ファスナーの頭部
4 座金
8 導電性の接着剤層
9 素材板
10 素材金属箔
W Steel plate work B
Claims (4)
金属製ファスナー。 It is a fastener that is used to fasten a workpiece to a base material, and a metal foil that has a higher ionization tendency than the seat surface and the workpiece is attached to the seat surface that holds the workpiece.
Metal fastener.
請求項1に記載した金属製ファスナー。 The fastener includes a main body having a shaft and a washer that is fitted and mounted on the shaft of the main body, and the metal foil is attached to a seating surface that holds a workpiece out of both surfaces of the washer with a conductive adhesive. ing,
The metal fastener according to claim 1.
座金。 A washer that is pressed against the surface of the workpiece, and a metal foil that has a higher ionization tendency than the seat surface and the workpiece is pasted on the seat surface that holds the workpiece out of both surfaces.
Washer.
座金を多数取りできる面積の素材板と、前記素材板の片面の略全体に貼り付けできる素材金属箔とを用意し、座金を素材板から打ち抜く前に、素材板に素材金属箔を貼り付けておくことを特徴とする、
座金の製造方法。 A method for producing a washer according to claim 2 or claim 3,
Prepare a material plate with an area that can take a large number of washers and a material metal foil that can be applied to almost the entire surface of the material plate. Before punching the washer from the material plate, attach the material metal foil to the material plate. It is characterized by
Washer manufacturing method.
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