JP2008121896A

JP2008121896A - 締結構造及び金属製ワッシャの製造方法

Info

Publication number: JP2008121896A
Application number: JP2007327064A
Authority: JP
Inventors: Akira Okubo; 明大窪; Hisahiro Takeuchi; 寿浩竹内; Koji Tagome; 浩司田米; Katsunori Itakura; 克典板倉; Yasushi Okamoto; 康岡本; Tadamichi Tokuhisa; 忠道徳久
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】二部材間のすべりを抑え、異音の発生やねじの緩みを防止し得る締結構造を提供する。
【解決手段】両面に塗装が施され、さらにその上に研磨剤を焼き付けることにより研磨剤保持層が形成された金属製ワッシャを介して、金属製の第１部材と、金属製の第２部材とを締結具により締結し、締付けの荷重により研磨剤保持層が第１部材又は第２部材と金属製ワッシャとの締結面の面方向に押し潰され、金属製ワッシャの塗装の厚さが研磨剤の直径よりも小さくし、一部を第１部材及び第２部材の各表面に埋設するように、研磨剤を第１部材及び第２部材に狭持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通しボルト等の締結具を用いて二部材を締結した締結構造に係り、特に、二部材間のすべりを抑え、異音の発生やねじの緩みを防止し得る締結構造及びそれに用いる金属製ワッシャの製造方法に関するものである。

二部材を締結した締結構造においては、二部材の締結面に水平な方向から二部材のいずれかに外力が負荷されると、二部材の締結面にすべりが生じ、異音の発生やねじの緩みの原因となる。そのため、従来の二部材を締結した締結構造では、二部材の締結面における摩擦係数を増加させ、締結力を増加させる必要があり、このような手段として、ボルト等の締結具のサイズを大きくする、締結具の数を増やす、締結具の他にピンを併用する、締結面に接着剤を塗布する、締結面にローレット加工、ショット処理又は溶射処理を施す等が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、これらの手段では、十分な効果が得られなかったり、部材に変更又は加工が必要となることから、現状の部材を使用することができなくなったり、別工程による処理を施す必要があることから、作業工程が煩雑となってしまう等の問題を有していた。

このような問題を解決する手段としては、二部材間にシリコンカーバイドの結晶状微粒子を介在させ、この結晶状微粒子を両部材に掛け渡すブリッジにした締結部構造が報告されている（例えば、特許文献２参照。）。この締結部構造においては、一方の部材の締結面に接着剤を塗布し、次いで、この表面にシリコンカーバイド結晶状微粒子を均等に散布した後、二部材の締結面を重ね合わせ、締結具により締結する方法が開示されている。

特開２０００−１５４８４９号公報特開２００２−１３０２２３号公報

しかしながら、上記のシリコンカーバイド結晶状微粒子を用いた締結部構造では、塗布した接着剤層表面にシリコンカーバイド結晶状微粒子を散布するため、工程数が煩雑となるといった問題や、シリコンカーバイド結晶状微粒子の飛散による粉塵の悪影響が生じてしまうといった問題を有しており、さらには、締結後に硬化した接着剤層が、締結面のすべりや軸力のクリープを発生させるといった問題を有している。

したがって、本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、二部材間のすべりを抑え、異音の発生やねじの緩みを防止し得る締結構造及びそれに用いる金属製ワッシャの製造方法を提供することを目的としている。

本発明の締結構造は、金属製の第１部材と、金属製の第２部材とを、金属製ワッシャを介して締結具により締結する締結構造であって、上記金属製ワッシャは、両面に塗装が施され、さらにその上に研磨剤を焼き付けることにより研磨剤保持層が形成されており、締付けの荷重により上記研磨剤保持層が上記第１部材又は第２部材と上記金属製ワッシャとの締結面の面方向に押し潰され、上記金属製ワッシャの塗装の厚さが上記研磨剤の直径よりも小さくなり、一部を上記第１部材及び第２部材の各表面に埋設するように、上記研磨剤が上記第１部材及び第２部材に狭持されていることを特徴としている。また、本発明の金属製ワッシャの製造方法は、金属製の部材の間で締付される金属製ワッシャの製造方法であって、金属製ワッシャに塗装を施すステップと、ワッシャ表面に粒子を焼き付けるステップとからなることを特徴としている。

本発明によれば、第１部材又は第２部材と金属製ワッシャとの締結面に研磨剤を含有させた研磨剤保持層を形成させることによって、研磨剤を締結面に均一に配置することができ、さらに、この研磨剤保持層を挟み込むように第１部材及び第２部材を締結させた状態において、一部を第１部材及び第２部材の各表面に埋設するように、研磨剤が第１部材及び第２部材に狭持されることによって、第１部材及び第２部材間の摩擦係数を増加させ、すべりタフネスを向上させることができ、第１部材及び第２部材間のすべりを抑え、異音の発生やねじの緩みを防止することができる。また、第１部材及び第２部材間の摩擦係数が増加することから、締結具の縮小化が可能となり、コストダウンや軽量化といった効果を奏することもできる。

本発明の締結構造は、具体的には、図１に示すように、ＥＤ電着塗装２１及びプライマー塗装２２（接着剤に相当する）が施された金属製ワッシャー２３表面に、締結母材よりも硬いシリコンカーバイド等の研磨剤２４を接着・焼付けすることにより、本発明の締結構造における研磨剤保持層２５が形成される。そして、ＥＤ電着塗装２６が施された締結母材２７間に、この態様の研磨剤保持層２５を配置した状態で締結すると、研磨剤２４の硬度が金属製ワッシャー及び締結母材よりも高いため、研磨剤２４が金属製ワッシャー２３及び締結母材２７に食い込む又は金属製ワッシャー２３及び締結母材２７表面を変形させることにより、締結面の滑り抵抗を上昇させてより良好な滑り防止効果を発揮することができる。この研磨剤２４の状態をより詳細に説明すると、図２に示すように、締結前（ａ）では、ＥＤ電着塗装２１及びプライマー塗装２２が施された金属製ワッシャ２３表面に、研磨剤２４が配設されているが、締結母材を締結した場合（ｂ）には、研磨剤２４が、ＥＤ電着塗装２１及びプライマー塗装２２を変形させるとともに、金属製ワッシャ２３に食い込み、滑り抵抗の上昇に寄与することが可能となる。

本発明の締結構造における研磨剤保持層は、第１部材及び第２部材の締結時において、締結の荷重により研磨剤保持層が面方向に押し潰され、研磨剤保持層の厚さが研磨剤の直径よりも小さくなり、研磨剤の一部が第１部材及び第２部材の各締結面に埋設し得るものであることが必要である。また、本発明の締結構造における研磨剤保持層は、研磨剤の均一な配置を得るために、研磨剤を含有した材料を第１部材又は第２部材の締結面に塗布することにより形成されることが好ましい。この塗布時における研磨剤保持層形成材料は、加熱又は溶剤の添加により液体状であることが好ましく、研磨剤が沈殿し難く、刷毛で塗工しやすく、耐タレ性が良好である等の観点から、５〜２０ｍｍ^２／Ｓの粘度を有するものがより好ましい。さらに、研磨剤保持層形成材料は、塗布後において、常温で硬化し、研磨剤をその配置で固定することができるものであることが好ましい。このような研磨剤保持層形成材料としては、自動車のインナー用、主にドア内部、サイドシル、クロスメンバー、ヒンジ等の袋部や合わせ部に使用される防錆ワックス等が挙げられる。このようなワックスは、ワックス成分１〜５０％を溶剤に分散させて使用することが好適である。

また、本発明の締結構造において、第１部材及び第２部材の少なくとも一方に、締結具により貫通され、かつ、この締結具の外径よりも大径の穴径を有する貫通穴が形成されている場合、及び、第１部材及び第２部材がともに締結前に電着塗装がなされた板金製の部材である場合には、第１部材及び第２部材間のすべり抑制効果や、異音の発生及びねじの緩みの防止効果がより顕著に発揮される。

本発明の締結構造における研磨剤としては、締結により金属製の第１部材及び第２部材に研磨剤の一部を埋設させることから、第１部材及び第２部材の材質よりも硬いことが必要である。また、本発明における研磨剤としては、高熱に強く、熱伝導率が高く、熱膨張が少ないものが好ましく、さらには、酸やアルカリに強いことが好ましい。また、電気的には、半導体であることが好ましい。具体的には、高純度の酸化ケイ素質原料を電気抵抗炉で反応させたインゴットを粉砕整粒したもので、緑色の炭化ケイ素結晶からなるものや、シリコンカーバイドや炭化ホウ素の結晶微粒子や、ダイヤモンド微粒子等が挙げられる。また、研磨剤の粒度としては、♯１００〜１２０メッシュが好ましい。

本発明の締結構造の好適な態様の一例を示した図である。本発明の締結構造における研磨剤保持層の好適な態様による滑り抵抗の上昇を説明した図である。なお、（ａ）は締結前の状態であり、（ｂ）は締結後の状態である。

符号の説明

２１…ＥＤ電着塗装、２２…プライマー塗装、２３…金属製ワッシャ、２４…研磨剤、
２５…研磨剤保持層、２６…ＥＤ電着塗装、２７…締結母材。

Claims

金属製の第１部材と、金属製の第２部材とを、金属製ワッシャを介して締結具により締結する締結構造であって、
上記金属製ワッシャは、両面に塗装が施され、さらにその上に研磨剤を焼き付けることにより研磨剤保持層が形成されており、
締付けの荷重により上記研磨剤保持層が上記第１部材又は第２部材と上記金属製ワッシャとの締結面の面方向に押し潰され、上記金属製ワッシャの塗装の厚さが上記研磨剤の直径よりも小さくなり、一部を上記第１部材及び第２部材の各表面に埋設するように、上記研磨剤が上記第１部材及び第２部材に狭持されていることを特徴とする締結構造。
金属製の部材の間で締付される金属製ワッシャの製造方法であって、金属製ワッシャに塗装を施すステップと、ワッシャ表面に粒子を焼き付けるステップとからなることを特徴とする金属製ワッシャの製造方法。