JP2014109382A - 複合ねじ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ドリル性能に優れていると共に、単一材質からなったねじとの識別性もよく、環境への汚染が少なくて済む複合ねじとその製造方法を提供する。
【解決手段】ねじ本体3をジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、水性有機-無機コポリマー樹脂及び水を含む透明処理膜溶液に浸漬し、透明処理膜溶液から取り出されたねじ本体3に対して脱水、ベーク、冷却することによりねじ本体3の表面に透明な第1の透明処理膜41を形成し、第1の透明処理膜41が形成されているねじ本体3を透明処理膜溶液に浸漬し、透明処理膜溶液から取り出されたねじ本体3に形成された第1の透明処理膜41の上に第2の透明処理膜を形成することによって、第2の透明処理膜42と第1の透明処理膜41とが形成されているねじ本体3が得られる。
【選択図】図1
【解決手段】ねじ本体3をジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、水性有機-無機コポリマー樹脂及び水を含む透明処理膜溶液に浸漬し、透明処理膜溶液から取り出されたねじ本体3に対して脱水、ベーク、冷却することによりねじ本体3の表面に透明な第1の透明処理膜41を形成し、第1の透明処理膜41が形成されているねじ本体3を透明処理膜溶液に浸漬し、透明処理膜溶液から取り出されたねじ本体3に形成された第1の透明処理膜41の上に第2の透明処理膜を形成することによって、第2の透明処理膜42と第1の透明処理膜41とが形成されているねじ本体3が得られる。
【選択図】図1
Description
本発明は、複合ねじ及びその製造方法に関する。
従来から複合ねじとしては例えば図3に示されたものが知られている(例えば特許文献1、2参照)。この複合ねじは、ねじ本体11とねじ本体11を覆って設けられた保護層21とを有する。ねじ本体11は、ねじ頭12とねじ頭12の座面から一体に下方に延伸されているねじ軸13とからなっている。ねじ軸13は、ねじ頭12と一体に繋がった第1の軸部131と、第1の軸部131と一体に繋がった第2の軸部132とを有する。ねじ頭12及び第1の軸部131はオーステナイト系ステンレスから構成され、第2の軸部132は低炭素鋼から構成されている。なお、第1の軸部131と第2の軸部132とは異なる材質により構成されているためそれぞれの着色が異なっている。保護層21は、複合ねじの耐食性を向上させ、外観がより一層良好になるように電気めっきや塗装などでねじ本体11に形成されているものである。
従来の複合ねじでは、第2の軸部132が低炭素鋼から構成されているので、硬度が良好であるため、ドリル加工、切削加工を良好に行うことができる一方、第1の軸部131がオーステナイト系ステンレスから構成されているので、耐食性、耐錆性が良好である。従って、複合ねじとしての機械性質は良好である。また、最近では、耐食性などの品質の要求がますます高まっているが、ねじ頭12とねじ軸13とを溶接した後、硬度を上げるために浸炭処理を行うと、硬度が上がる一方で、ねじ頭12及び第1の軸部131は炭化されてしまい、耐食性を失う問題点がある。
また、ねじ本体11に保護層21を形成するとき、例えば200℃〜220℃にてベークして形成する方法をとっているので、ねじ本体11の鋼材が再び焼き戻されることになるため、ねじ本体11が変質・軟化し、室温に冷めると第2の軸部132の先端硬度が下がる。このため、複合ねじは研削できるほどの硬度を有しなくなり、ステンレスプレートへのドリル作業に適しなくなり、厚み5mm以下の鉄板にしか適用できなくなる問題点がある。
また、電気めっきや塗装作業においては金属廃液が多く生成されるため、水への汚染などの環境問題がある一方、廃液の処理や回収、資源の消耗なども製造コストの高騰の一因である。
また、複合ねじではねじ本体11の外周面に保護層21を形成しているので、一般の単一の材質からなるねじとは外見から区別できなくなるため、セールスポイントとすることが難しい問題点もある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ドリル性能に優れていると共に、単一材質からなったねじとの視認による識別性もよく、環境への汚染が少なく済む複合ねじとその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る複合ねじの製造方法は、
複合ねじの基材としてねじ頭と前記ねじ頭から一体に下方に延伸されておりねじ頭よりも径小であるねじ軸とによりなっているねじ本体を用意し、前記ねじ軸は、前記ねじ頭と一体に繋がった第1の軸部と前記第1の軸部と繋がった第2の軸部とを有し、前記ねじ頭及び第1の軸部は、オーステナイト系ステンレスから構成され、前記第2の軸部は、クロムモリブデン鋼から構成されている(a)ステップと、
前記ねじ本体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、水性有機-無機コポリマー樹脂及び水を含む透明処理膜溶液に浸漬する(b)ステップと、
前記透明処理膜溶液に浸漬された前記ねじ本体を、前記透明処理膜溶液から取り出した後脱水、ベーク、冷却することにより前記ねじ本体の表面に透明な第1の透明処理膜を形成する(c)ステップと、
前記第1の透明処理膜が形成されている前記ねじ本体を前記透明処理膜溶液に浸漬する(d)ステップと、
前記透明処理膜溶液に浸漬された前記第1の透明処理膜が形成された前記ねじ本体を前記透明処理膜溶液から取り出した後、脱水、ベーク、冷却することにより前記ねじ本体の表面に形成された前記第1の透明処理膜の上に透明な第2の透明処理膜を形成する(e)ステップと、を備えていることを特徴とする。
複合ねじの基材としてねじ頭と前記ねじ頭から一体に下方に延伸されておりねじ頭よりも径小であるねじ軸とによりなっているねじ本体を用意し、前記ねじ軸は、前記ねじ頭と一体に繋がった第1の軸部と前記第1の軸部と繋がった第2の軸部とを有し、前記ねじ頭及び第1の軸部は、オーステナイト系ステンレスから構成され、前記第2の軸部は、クロムモリブデン鋼から構成されている(a)ステップと、
前記ねじ本体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、水性有機-無機コポリマー樹脂及び水を含む透明処理膜溶液に浸漬する(b)ステップと、
前記透明処理膜溶液に浸漬された前記ねじ本体を、前記透明処理膜溶液から取り出した後脱水、ベーク、冷却することにより前記ねじ本体の表面に透明な第1の透明処理膜を形成する(c)ステップと、
前記第1の透明処理膜が形成されている前記ねじ本体を前記透明処理膜溶液に浸漬する(d)ステップと、
前記透明処理膜溶液に浸漬された前記第1の透明処理膜が形成された前記ねじ本体を前記透明処理膜溶液から取り出した後、脱水、ベーク、冷却することにより前記ねじ本体の表面に形成された前記第1の透明処理膜の上に透明な第2の透明処理膜を形成する(e)ステップと、を備えていることを特徴とする。
また、本発明に係る他の目的を達成するために、
ねじ頭と前記ねじ頭から一体に下方に延伸されている前記ねじ頭よりも径小であるねじ軸とによりなり、前記ねじ軸は、前記ねじ頭と一体に繋がった第1の軸部と前記第1の軸部と繋がった第2の軸部とを有し、前記ねじ頭及び前記第1の軸部は、オーステナイト系のステンレスから構成され、前記第2の軸部は、クロムモリブデン鋼から構成されているねじ本体と、
透明であり、前記ねじ本体の表面に形成され、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及び水性有機-無機コポリマー樹脂を含んで構成されている第1の透明処理膜と、
透明であり、前記ねじ本体の表面に形成された前記第1の透明処理膜の上に形成され、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及び水性有機-無機コポリマー樹脂を含んで構成されている第2の透明処理膜とを備えて構成されていることを特徴とする。
ねじ頭と前記ねじ頭から一体に下方に延伸されている前記ねじ頭よりも径小であるねじ軸とによりなり、前記ねじ軸は、前記ねじ頭と一体に繋がった第1の軸部と前記第1の軸部と繋がった第2の軸部とを有し、前記ねじ頭及び前記第1の軸部は、オーステナイト系のステンレスから構成され、前記第2の軸部は、クロムモリブデン鋼から構成されているねじ本体と、
透明であり、前記ねじ本体の表面に形成され、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及び水性有機-無機コポリマー樹脂を含んで構成されている第1の透明処理膜と、
透明であり、前記ねじ本体の表面に形成された前記第1の透明処理膜の上に形成され、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及び水性有機-無機コポリマー樹脂を含んで構成されている第2の透明処理膜とを備えて構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、ドリル性能に優れていると共に、単一材質からなったねじと識別できる識別性もよく、製造中も環境への汚染が少なくて済む複合ねじが得られる。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
(実施例)
(複合ねじの製造方法)
図1は、本実施例に係る複合ねじを示し、図2は、この複合ねじの製造方法を概略的に示すプロセス図である。
(複合ねじの製造方法)
図1は、本実施例に係る複合ねじを示し、図2は、この複合ねじの製造方法を概略的に示すプロセス図である。
ステップ51では、本実施例に係る複合ねじの基材としてねじ頭31とねじ頭31から一体に下方に延伸されておりねじ頭31よりも径小であるねじ軸32とによりなっているねじ本体3を用意する。ねじ軸32は、ねじ頭31と一体に繋がった第1の軸部321と第1の軸部321と繋がった第2の軸部322とを有する。なお、ねじ頭31及び第1の軸部321は、一例としてオーステナイト系ステンレスから構成されているが、他例としてSUS304系ステンレスやSUS316系ステンレスによって構成されてもよい。また、第2の軸部322は、例えば中炭素低合金鋼であるSCM435系或いはSCM440系のクロムモリブデン鋼から構成されるとよい。なお、第2の軸部322は、その色が構成材質により第1の軸部321よりも濃く見える。
ステップ52では、例えば高周波加熱によって第2の軸部322の表面を硬化させる熱処理を施す。
ステップ53では、ねじ本体3に酸洗い処理を施してねじ本体3の表面の不純物を取り除く。本例において、ねじ本体3をpH値が1〜2の酸液に3〜5分間浸けた後取り出して水で酸液と不純物などを洗い取る。そして80度以下の温度でベークして乾燥、冷却して次の工程を行う。なお、酸液とは硝酸、塩酸などである。
ステップ54では、ねじ本体3を透明処理膜溶液に10〜20秒間浸ける。該透明処理膜溶液とは室温(約20〜30℃)で、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(diethylene glycol monobutyl ether acetate)、水性有機-無機コポリマー樹脂及び水を含むものであり、総重量の合計を100wt%として、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを10〜20wt%、水性有機-無機コポリマー樹脂を15〜30wt%、水を50〜75wt%含むものである。本例においては、15wt%のジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートと、22wt%の水性有機-無機コポリマー樹脂と、63wt%の水を含んでいる透明処理膜溶液を用いる。
ステップ55では、透明処理膜溶液からこれに浸漬されたねじ本体3を取出し、遠心分離法によってねじ本体3の表面に透明処理膜溶液が均一に覆われた後、80〜110℃の温度で20分間ベークして冷却する。こうしてねじ本体3の表面に透明な第1の透明処理膜41が形成される。
ステップ56では、第1の透明処理膜41が形成されたねじ本体3をまた別の透明処理膜に浸漬する。なお、浸漬する時間、透明処理膜溶液の温度、成分は上記と同じなので詳しい説明を省略する。
ステップ57では、ステップ56を経たねじ本体3を再び遠心分離法によって第1の透明処理膜が形成されているねじ本体3の表面に別の透明処理膜溶液を均一に覆わせる。80〜110℃の温度で20分間ベークして冷却する。こうして第1の透明処理膜41が形成されたねじ本体3の表面に透明な第2の透明処理膜が形成される。
本例においてステップ52で用いられた高周波加熱による硬化は、細かく制御することができ、精度を高めることができるので、第1の軸部321に影響せずに第2の軸部322に対してのみ正確にその表面を硬化させることができる。
ステップ54、56において、ねじ本体3、そして第1の透明処理膜41が形成されたねじ本体3を透明処理膜溶液に浸漬することは室温の下で行うことができる。そして、遠心分離法によってねじ本体3の表面に第1の透明処理膜を形成し、又はねじ本体3に形成された第1の透明処理膜41の上に第2の透明処理膜42を形成した後ベーク乾燥する温度は、80〜110℃という一般の炭素鋼或いは合金鋼の製造プロセスにおける焼き戻し処理の温度より低い温度である。従って、従来鋼材のように変質・軟化などの問題がなくなり、第2の軸部322の先端の硬度も下がることがなくなり、高温で鋼材が変質してしまう問題もなくなるので、製造上のスループットをほぼ100%にまで高めることができる。
また、透明処理膜溶液は、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートと、水性有機-無機コポリマー樹脂と、水とを含んでいるものであるため、浸漬、ベークを経て乾燥すれば透明処理膜を形成することができる。従って、重金属化合物や多量の電力を使わずに済むので、環境汚染を引き起こすことなく、製造コストを最小限に抑えることができる。なお、実際にテストしてみると、製造コストを16%低減させる結果が得られている。
第1の透明処理膜41と第2の透明処理膜42とは無色透明であるため、第2の軸部322の色が第1の軸部321の色と異なることが明白である。従って、複合材料を使ったねじであるか、単一材料を使ったねじであるかは外見から明らかに区別することができる。これによって製品の識別性が向上することができる。
(複合ねじ)
本発明に係る製造方法によって製造された複合ねじは、図1に示されているように、ねじ本体3と、ねじ本体3の表面に形成された第1の透明処理膜41と、第2の透明処理膜42とを備えて構成されている。
本発明に係る製造方法によって製造された複合ねじは、図1に示されているように、ねじ本体3と、ねじ本体3の表面に形成された第1の透明処理膜41と、第2の透明処理膜42とを備えて構成されている。
ねじ本体3は、ねじ頭31とねじ頭31から一体に下方に延伸されているねじ頭31よりも径小であるねじ軸32とによりなっている。ねじ軸32は、ねじ頭31と一体に繋がった第1の軸部321と第1の軸部321と繋がった第2の軸部322とを有する。この例では、ねじ頭31及び第1の軸部321は、オーステナイト系ステンレスから構成され、第2の軸部322は、クロムモリブデン鋼から構成されている。
第1の透明処理膜41は透明であり、ねじ本体3の表面に形成されているものであり、この例ではジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及び水性有機-無機コポリマー樹脂を含んで構成されている。
第2の透明処理膜42は透明であり、ねじ本体3の表面に形成された第1の透明処理膜41の上に形成されているものであり、この例では、第1の透明処理膜41と同様にジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及び水性有機-無機コポリマー樹脂を含んで構成されている。
本例に係る複合ねじは、第1の透明処理膜41と第2の透明処理膜42との形成が高温環境にて行われないので、鋼材が変質・軟化することもなくなり、良好なトリル性能を有し、厚みが17mm以下の鉄板或いは6mm以下のステンレススチールに適用したり、コンクリート壁面にドリルしたりすることができる。そして、第1の透明処理膜41及び第2の透明処理膜42の構成成分によって摩擦力を低減させることができるので、ドリル作業をより一層順調に行うことができる。
以上により、本発明に係る複合ねじの製造方法及びこの製造方法による複合ねじは、以下の利点を有する。即ち、
1.防錆性がよい。
本発明においては高周波加熱によってねじ軸32の第2の軸部322を硬化させるので、従来の複合ねじのように第1の軸部131と第2の軸部132に対して浸炭処理を行う必要がなくなる。従って、炭化されたり炭素が堆積する問題点も解消することができ、耐食性を上げ、防錆性を高めることができる。
1.防錆性がよい。
本発明においては高周波加熱によってねじ軸32の第2の軸部322を硬化させるので、従来の複合ねじのように第1の軸部131と第2の軸部132に対して浸炭処理を行う必要がなくなる。従って、炭化されたり炭素が堆積する問題点も解消することができ、耐食性を上げ、防錆性を高めることができる。
2.ドリル性能がよい。
本発明に係る複合ねじの製造方法においては80〜110℃の温度でベーク乾燥する。これは、従来用いられた200〜220℃の温度よりもずっと低いので、鋼材の変質、軟化を大幅に低減させることができ、切削、ドリルなどの作業に適用する複合ねじが得られる。
本発明に係る複合ねじの製造方法においては80〜110℃の温度でベーク乾燥する。これは、従来用いられた200〜220℃の温度よりもずっと低いので、鋼材の変質、軟化を大幅に低減させることができ、切削、ドリルなどの作業に適用する複合ねじが得られる。
3.製造コストを低く抑えることが可能である。
製造時、浸漬、乾燥により第1の透明処理膜41と第2の透明処理膜42とが形成されているので、電力や水を多量に使うことがなくなり、電気めっき作業で排出される廃液もないので、汚染などの環境問題も生じることがなくなる。従って廃液に対する処理や回収するための費用も大幅に抑えることができるので、製造コストを大幅に抑えることができる。
製造時、浸漬、乾燥により第1の透明処理膜41と第2の透明処理膜42とが形成されているので、電力や水を多量に使うことがなくなり、電気めっき作業で排出される廃液もないので、汚染などの環境問題も生じることがなくなる。従って廃液に対する処理や回収するための費用も大幅に抑えることができるので、製造コストを大幅に抑えることができる。
4.識別性が高い。
第1の透明処理膜41と第2の透明処理膜42とは無色透明であるので、第2の軸部322と第1の軸部321との着色が異なっていることは容易に識別することができる。従って製品の識別性を高めることができる。
第1の透明処理膜41と第2の透明処理膜42とは無色透明であるので、第2の軸部322と第1の軸部321との着色が異なっていることは容易に識別することができる。従って製品の識別性を高めることができる。
5.旋回トルク力が低い。
第1の透明処理膜41と第2の透明処理膜42との構成成分により、滑り性が良好であり、摩擦力が低いため、ドリル作業を行うときに旋回するためのトルク値を低くすることができるので、大きな旋回力でドリルをする必要がなくなる。
第1の透明処理膜41と第2の透明処理膜42との構成成分により、滑り性が良好であり、摩擦力が低いため、ドリル作業を行うときに旋回するためのトルク値を低くすることができるので、大きな旋回力でドリルをする必要がなくなる。
6.生産性がよい。
本発明に係る複合ねじの製造方法においては80〜110℃の温度でベーク乾燥するので、鋼材の変質、軟化を大幅に低減させることができる。従って複合ねじの生産性を高めることができる。
本発明に係る複合ねじの製造方法においては80〜110℃の温度でベーク乾燥するので、鋼材の変質、軟化を大幅に低減させることができる。従って複合ねじの生産性を高めることができる。
本発明に係る複合ねじは、ドリル性能が高いねじに有用である。
3 ねじ本体
31 ねじ頭
32 ねじ軸
321 第1の軸部
322 第2の軸部
41 第1の透明処理膜
42 第2の透明処理膜
51〜57 ステップ
31 ねじ頭
32 ねじ軸
321 第1の軸部
322 第2の軸部
41 第1の透明処理膜
42 第2の透明処理膜
51〜57 ステップ
Claims (10)
- 複合ねじの基材としてねじ頭と前記ねじ頭から一体に下方に延伸されており前記ねじ頭よりも径小であるねじ軸とによりなっているねじ本体を用意し、前記ねじ軸は、前記ねじ頭と一体に繋がった第1の軸部と前記第1の軸部と繋がった第2の軸部とを有し、前記ねじ頭及び第1の軸部は、オーステナイト系ステンレスから構成され、前記第2の軸部は、クロムモリブデン鋼から構成されている(a)ステップと、
前記ねじ本体を、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、水性有機-無機コポリマー樹脂及び水を含む透明処理膜溶液に浸漬する(b)ステップと、
前記透明処理膜溶液に浸漬された前記ねじ本体を、前記透明処理膜溶液から取り出した後、脱水、ベーク、冷却することにより前記ねじ本体の表面に透明な第1の透明処理膜を形成する(c)ステップと、
前記第1の透明処理膜が形成されている前記ねじ本体を前記透明処理膜溶液に浸漬する(d)ステップと、
前記透明処理膜溶液に浸漬された前記第1の透明処理膜が形成された前記ねじ本体を、前記透明処理膜溶液から取り出した後、脱水、ベーク、冷却することにより前記ねじ本体の表面に形成された前記第1の透明処理膜の上に透明な第2の透明処理膜を形成する(e)ステップと、を備えていることを特徴とする複合ねじの製造方法。 - 前記透明処理膜溶液は、総重量の合計を100wt%として、前記ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを10〜20wt%、前記水性有機-無機コポリマー樹脂を15〜30wt%、前記水を50〜75wt%含むものであることを特徴とする請求項1に記載の複合ねじの製造方法。
- 前記透明処理膜溶液は、総重量の合計が100wt%として、前記ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを15wt%、前記水性有機-無機コポリマー樹脂を22wt%、前記水を63wt%含むものであることを特徴とする請求項2に記載の複合ねじの製造方法。
- 前記透明処理膜溶液はその温度が20〜30℃であり、
前記(b)、(d)ステップでは、前記透明処理膜溶液に前記ねじ本体を10〜20秒間浸漬することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合ねじの製造方法。 - 前記(c)、(e)ステップでは、前記透明処理膜溶液から前記ねじ本体を取り出して脱水し、80〜110℃の温度で20分間ベークすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合ねじの製造方法。
- 前記(a)ステップの後、高周波加熱によって前記第2の軸部の表面を硬化させる(a−1)ステップを更に有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合ねじの製造方法。
- 前記(a−1)ステップの後、前記ねじ本体の表面から不純物を取り除くように前記ねじ本体に対して酸洗い処理を施す(a−2)ステップを更に有することを特徴とする請求項6に記載の複合ねじの製造方法。
- 前記ねじ頭及び前記第1の軸部は、SUS304系或いはSUS316系のステンレスによって構成され、前記第2の軸部は、SCM435系或いはSCM440系のクロムモリブデン鋼によって構成されることを特徴とする請求項1に記載の複合ねじの製造方法。
- ねじ頭と前記ねじ頭から一体に下方に延伸されている前記ねじ頭よりも径小であるねじ軸とによりなり、前記ねじ軸は、前記ねじ頭と一体に繋がった第1の軸部と前記第1の軸部と繋がった第2の軸部とを有し、前記ねじ頭及び前記第1の軸部は、オーステナイト系のステンレスから構成され、前記第2の軸部は、クロムモリブデン鋼から構成されているねじ本体と、
透明であり、前記ねじ本体の表面に形成され、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及び水性有機-無機コポリマー樹脂を含んで構成されている第1の透明処理膜と、
透明であり、前記ねじ本体の表面に形成された前記第1の透明処理膜の上に形成され、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート及び水性有機-無機コポリマー樹脂を含んで構成されている第2の透明処理膜とを備えて構成されていることを特徴とする複合ねじ。 - 前記ねじ頭及び前記第1の軸部は、SUS304系或いはSUS316系のステンレスによって構成され、前記第2の軸部は、SCM435系或いはSCM440系のクロムモリブデン鋼によって構成されることを特徴とする請求項9に記載の複合ねじ。
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JP2020106063A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 日東精工株式会社 | フロードリルねじ |
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