JP4970352B2 - ボルト防食装置 - Google Patents

Description

本発明は、被取付部材に取付ける金属製のボルトの先端部に取付けられ、このボルトを防食するボルト防食装置に関する。

金属素材の腐食は、酸化還元反応により表面の金属が電子を失ってイオン化し金属面から脱落することで進行する。生じたイオンは酸化物、水酸化物等に成り表面に堆積することが多く、一般的に錆びと呼ばれる。

この金属素材の腐食を防止する方法として、いわゆる犠牲陽極方式が知られている。これは、防食の対象となるボルトの金属素材よりもイオン化傾向の大きい金属を犠牲陽極とし、前記金属素材と犠牲陽極とを電気的に導通状態とすることで、犠牲陽極からボルトに向かって防食電流が流れることになり、ボルトに生じる腐食電流が相殺されボルトを防食するものである。

この犠牲陽極を備えた従来のボルト防食装置は、ボルトの金属素材よりもイオン化傾向の大きい防食用金具と、硬質の材料製のワッシャとから主として成り、これらがボルトと螺合することで、ボルトと電気的に導通して防食している（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３００９３９７号公報（第５頁、第２図）

しかしながら、特許文献１にあっては、硬質の材料から成るワッシャを用いてボルトの雄ネジ部表面を切削除去し、露出したボルトの金属素材に電気的に導通して防食するものであるため、雄ネジ部表面を過度に損傷してしまいナット等と所定に螺合できない虞や、あるいは、雄ネジ部表面の切削除去が不足してしまい電気的に確実に導通できない虞が生じていた。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、螺合に供する雄ネジ部を傷つけることなく、ボルトと螺合部材との螺合状態を確保した上で、ボルトを防食することができるボルト防食装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のボルト防食装置は、
被取付部材に取付ける金属製のボルトの先端部に取付けられ、該ボルトを防食するボルト防食装置であって、
少なくとも前記ボルトよりもイオン化傾向の高い金属製の袋ナットから成り、該袋ナットは、前記ボルトに螺合する雌ネジ部と、該雌ネジ部を除く所定箇所において前記ボルトに電気的に導通する導通部と、を備えていることを特徴としている。
この特徴によれば、ボルトよりもイオン化傾向の高い金属製の袋ナットから成り、ボルトに螺合する雌ネジ部と、この雌ネジ部を除く所定箇所においてボルトに電気的に導通する導通部と、を備えたボルト防食装置をボルトに螺合するだけで、雌ネジ部との螺合に供する雄ネジ部を傷つけることなく、ボルトの螺合状態を確保した上で、ボルトを防食することができる。

本発明の請求項２に記載のボルト防食装置は、請求項１に記載のボルト防食装置であって、
前記導通部は、前記袋ナットにおける前記雌ネジ部を備えた凹部の内底面に少なくとも形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、導通部が、袋ナットにおける雌ネジ部を備えた凹部の内底面に形成されているため、ボルトの先端面と直接に接触して電気的に導通できるばかりか、ボルトとの導通箇所が凹部内で互いに螺合したネジ部により囲まれているので、導通箇所が周囲から保護された状況下で導通状態を維持できる。

本発明の請求項３に記載のボルト防食装置は、請求項１または２に記載のボルト防食装置であって、
前記導通部は、前記袋ナットにおける前記雌ネジ部を備えた凹部の開口周辺の端面に形成されており、前記ボルトに螺合するナット若しくは前記被取付部材を介して前記ボルトと電気的に導通するように成っていることを特徴としている。
この特徴によれば、袋ナットにおける凹部の開口周辺の端面に形成されている導通部が、ボルトと直接に接触することなく、ナット若しくは被取付部材を介してボルトに電気的に導通するため、導通部によりボルトを不必要に傷付ける虞を生じない。

本発明の請求項４に記載のボルト防食装置は、請求項３に記載のボルト防食装置であって、
前記袋ナットは、前記ナット若しくは前記被取付部材よりもイオン化傾向の高い金属製であることを特徴としている。
この特徴によれば、袋ナットが、ナット若しくは被取付部材よりもイオン化傾向の高い金属製であることで、ボルトに加えて、ナット若しくは被取付部材も防食することができる。

本発明の請求項５に記載のボルト防食装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載のボルト防食装置であって、
前記導通部は、前記ボルトとの螺挿方向に向かう尖形形状を成していることを特徴としている。
この特徴によれば、袋ナットとボルトとの螺挿により螺挿方向に作用する力を利用して、この力を尖形形状の導通部に集中できるため、ボルトの金属表面に被膜材が塗布されている場合でも、この被膜材を剥がして、確実に袋ナットとボルトとを電気的に導通させることができる。

本発明の実施例１を以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図１は、本発明の実施例１におけるボルト防食装置を示す一部断面図である。図２は、実施例１におけるボルト防食装置の底面図である。

図１に示されるように、被取付部材１を構成するフランジ２，３に取付けられた１組のボルト５、ナット６は、何れも鉄（Ｆｅ）を主に含み炭素を含有したダクタイル鋳鉄から成る。ボルト５、ナット６の金属表面には、被膜材である防錆用の塗料が全面に亘って塗布されており、図示しない薄層の塗膜層が形成されている。

被取付部材１は、特に図示しないが、土壌中または気中に設置された部材であって、例えば流体管、筐体、若しくは管路中に接続されるバルブ等の接続部材などが挙げられるが、ボルト５、ナット６により取付けられる部材であればよい。また、本実施例の被取付部材１は、鉄（Ｆｅ）を主に含有した鋼材から成るものとする。

ボルト５は、フランジ２，３に略同軸に形成された挿通孔２ａ，３ａを貫通し、外周面に形成された雄ネジ部５ａがナット６の雌ネジ部と螺合している。また、ボルト５は、ナット６と図示上下方向に螺挿し貫通した先端側で、ボルト防食装置を構成する袋ナット１０と螺合している。

袋ナット１０は、ボルト５及びナット６の主成分である鉄（Ｆｅ）よりもイオン化傾向の高い亜鉛（Ｚｎ）を主に含有する亜鉛合金から成り、袋ナット１０の凹部１５の内側面に形成されたボルト５に螺合する雌ネジ部１１と、この雌ネジ部１１を除いた凹部１５の内底面１５ａ、及び凹部１５の開口周辺の端面１０ａにそれぞれ設けられた導通部１２，１３と、から主として構成されている。

図１及び図２に示されるように、導通部１２は、凹部１５の内底面１５ａにおいて円環状に形成され、その断面形状が図１の点線拡大図に示されるように、螺挿方向すなわち図示下方に向けて先鋭の尖形形状を成している。

より具体的には、導通部１２の断面形状は、ボルト５の先端面５ｂに対し略平行に対向する凹部１５の内底面１５ａから、各々が鈍角に傾斜して連続する傾斜面１２ａ，１２ｂから成り、傾斜面１２ａと傾斜面１２ｂとは、略直角に連続している。

また図１及び図２に示されるように、導通部１３は、端面１０ａにおいて凹部１５開口周辺を囲むように円環状に形成され、その断面形状は前記した導通部１２と同様に、螺挿方向すなわち図１の下方に向けて先鋭の尖形形状を成している。

また、導通部１３の断面形状も、上述した導通部１２の断面形状と同様に、ナット６の端面６ａに対し略平行に対向する凹部１５の開口周辺の端面１０ａから、各々が鈍角に傾斜して連続する傾斜面から成る。

図１に示されるように、袋ナット１０を、ナット６と締結したボルト５の先端部に取り付け、図示下方に螺挿することで、袋ナット１０の雌ネジ部１１がボルト５の雄ネジ部５ａに順次螺合し、導通部１２がボルト５の先端面５ｂに接触し電気的に導通する。より具体的には、袋ナット１０をボルト５に螺挿するに伴い、ボルト５の先端面５ｂに向かって尖形形状を成す導通部１２が、先端面５ｂにおける図示しない被膜材を剥がし、ボルト５の金属素材と直接に接触することで、袋ナット１０がボルト５と電気的に導通する。

同様に、袋ナット１０をボルト５に螺挿するに伴い、ナット６の端面６ａに向かって尖形形状を成す導通部１３が、端面６ａにおける図示しない被膜材を剥がし、ナット６の金属素材と直接に接触することで、袋ナット１０がナット６と電気的に導通する。更に、上述したように、ボルト５とナット６とが螺合しており、すなわち電気的に導通していることで、袋ナット１０は、導通部１３によりナット６を介してボルト５とも電気的に導通する。

尚、本実施例では、導通部１２がボルト５の先端面５ｂに接触する袋ナット１０の螺合位置と、導通部１３がナット６の端面６ａに接触する螺合位置とが、略同じ位置に成るように設計されているが、袋ナットの導通部とボルトとの電気的導通の態様については必ずしも本実施例に限られず、例えばボルトの先端部がナットの端面よりも比較的長く突出した場合において、袋ナット１０の導通部１２のみが当該ボルトの先端面に接触し導通してもよいし、またボルトの先端部がナットの端面よりも比較的短く突出した場合において、袋ナット１０の導通部１３のみが当該ボルトに螺合したナット若しくは被取付部材の端面に接触し導通してもよい。このようにすることで、２箇所に導通部１２、導通部１３を備えた袋ナット１０を利用して、ボルトの先端部の突出長さが適宜異なる場合でも、ボルトと確実に導通して防食できる。

上記のように、鉄（Ｆｅ）を主成分としたボルト５と、鉄（Ｆｅ）よりもイオン化傾向の高い亜鉛（Ｚｎ）を主成分とした袋ナット１０とが、電気的に導通した状態にあるため、袋ナット１０を陽極、ボルト５を陰極とした異種金属電池が形成される。

従って、ボルト５と袋ナット１０との間に電位差が生じ、陽極側である袋ナット１０が亜鉛イオンとなって溶出し、同時に袋ナット１０において発生した電子がボルト５に向かって流れる。その結果、袋ナット１０が犠牲陽極となって消耗し、ボルト５のイオン化が防止されるため、ボルト５の金属表面が錆びたり腐食してしまうことが防止できる。

これら防錆効果は、袋ナット１０が消耗し尽くすまで続行するので、袋ナット１０の大きさや形状等は、ボルト５の耐用年数等に応じて適宜に設定すればよい。

上述したように、鉄（Ｆｅ）を主成分とした金属製のボルト５よりもイオン化傾向の高い亜鉛（Ｚｎ）を主成分とした金属製の袋ナット１０から成り、ボルト５に螺合する雌ネジ部１１と、この雌ネジ部１１を除く所定箇所、すなわち凹部１５の内底面１５ａ及び端面１０ａの箇所において、ボルト５に電気的に導通する導通部１２，１３と、を備えたボルト防食装置をボルト５に螺合するだけで、ナット６の雌ネジ部との螺合に供する雄ネジ部５ａを傷つけることなく、ボルト５の螺合状態を確保した上で、ボルト５を防食することができる。

また、導通部１２が、袋ナット１０における雌ネジ部１１を備えた凹部１５の内底面１５ａにおいて形成されているため、ボルト５の先端面５ｂと直接に接触して電気的に導通できるばかりか、ボルト５との導通箇所が凹部１５内で互いに螺合した両ネジ部により密封的に囲まれているので、導通箇所が周囲から保護された状況下で導通状態を維持できる。

また、袋ナット１０における凹部１５の開口周辺の端面１０ａに形成されている導通部１３が、ボルト５と直接に接触することなく、ナット６を介してボルト５に電気的に導通するため、導通部１３によりボルト５を不必要に傷付ける虞を生じない。

更に、亜鉛（Ｚｎ）を主成分とした金属製の袋ナット１０が、ボルト５と同様に鉄（Ｆｅ）を主成分とした金属製のナット６よりもイオン化傾向の高い金属製であることで、ボルト５に加えて、ナット６も防食することができる。

また、導通部１２，１３が、ボルト５との螺挿方向に向かう尖形形状を成していることで、袋ナット１０とボルト５との螺挿により螺挿方向に作用する力を利用して、この力を尖形形状の導通部１２，１３に集中できるため、ボルト５の金属表面に塗布されている図示しない被膜材を剥がして、確実に袋ナット１０とボルト５とを電気的に導通させることができる。

次に、本発明の実施例２を以下に説明する。上述した実施例と重複する構成については、説明を省略する。

本発明の実施例２を図面に基づいて説明すると、図３は、実施例２におけるボルト防食装置を示す一部断面図である。図４（ａ）は、実施例２におけるボルト防食装置の底面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施例におけるボルト防食装置を構成する袋ナット２０の導通部２２について説明すると、雌ネジ部２１を備えた凹部２５の内底面２５ａにおいて、袋ナット２０の仮想の螺挿軸から径方向に延びた各導通部２２が、周方向に沿って所定間隔で複数個（本実施例では６個）設けられている。

また、袋ナット２０における凹部２５の開口周辺の端面は、外周面側の凸状面２０ａと、凸状面２０ａに対し略平行に凹形状を成す凹状面２０ｂとが形成されている。この凹状面２０ｂにおいて、前記螺挿軸から径方向に延びた各導通部２３が、周方向に沿って所定間隔で複数個（本実施例では６個）設けられている。

導通部２３の断面形状は、袋ナット２０とボルト５との螺挿により対向するナット６の端面６ａに向けて尖形形状を成しており、より具体的には、導通部２３の断面形状は、ナット６の端面６ａに略平行に対向する凹状面２０ｂから、図４（ｂ）に示されるように略直交に連続する直交面２３ａと、凹状面２０ｂから鈍角に傾斜して連続する傾斜面２３ｂとから成り、直交面２３ａと傾斜面２３ｂとは、凸状面２０ａよりも外方に突出した先端部において、鋭角に連続している。

更に、導通部２３の直交面２３ａ側が、図４（ａ）に示されるように、袋ナット２０をボルト５に螺挿する進行方向、すなわち図示反時計回り方向（白抜矢印参照）を向いており、このようにすることで、ボルト５に螺挿される袋ナット２０の導通部２３が、袋ナット５の螺挿方向、すなわち螺挿軸回りの回転方向と螺挿軸方向の進行方向とを併せた方向に進行し、導通部２３における鋭角の先端部がナット６の端面６ａに向かって接触することになるため、端面６ａにおける図示しない被膜材を確実に剥がし、袋ナット２０の螺挿を利用して、ナット６と電気的に安定して導通することができる。

また、導通部２２の断面形状も、上述した導通部２３の断面形状と同様に、凹部２５の内底面２５ａから略直交に連続する直交面２２ａと、内底面２５ａから鈍角に傾斜して連続する傾斜面２２ｂとから成り、直交面２２ａと傾斜面２２ｂとは鋭角に連続している。更に、導通部２２の直交面２２ａ側が、図４（ａ）に示されるように、袋ナット２０をボルト５に螺挿する進行方向、すなわち図示反時計回り方向（白抜矢印参照）を向いており、このようにすることで、ボルト５に螺挿される袋ナット２０の導通部２２が、袋ナット５の螺挿方向、すなわち螺挿軸回りの回転方向と螺挿軸方向の進行方向とを併せた方向に進行し、導通部２２における鋭角の先端部がボルト５の先端面５ｂに向かって接触することになるため、先端面５ｂにおける図示しない被膜材を確実に剥がし、袋ナット２０の螺挿を利用して、ボルト５と電気的に安定して導通することができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、上記実施例では、被取付部材１を構成するフランジ２，３の挿通孔２ａ，３ａを貫通しナット６と螺合したボルト５が、ボルト防食装置を構成する袋ナット１０に螺合しているが、例えば本発明の変形例として、図５に示されるように、鉄（Ｆｅ）を主成分とした金属製の被取付部材７を構成し、互いに電気的に導通しているフランジ８，９の内、フランジ８に雌ネジ部８ａが形成されており、ボルト５がこの雌ネジ部８ａに螺合して貫通し、前記したナットを介さずに、ボルト５が、ボルト防食装置を構成する袋ナット１０に直接に螺合するようにしてもよい。

このようにすることで、袋ナット１０における端面１０ａに形成されている導通部１３が、ボルト５と直接に接触することなく、フランジ８の上面８ｂに接触し、被取付部材７を構成するフランジ８，９を介してボルト５に電気的に導通するため、導通部１３によりボルト５を不必要に傷付ける虞を生じない。

更に、亜鉛（Ｚｎ）を主成分とした金属製の袋ナット１０が、ボルト５と同様に鉄（Ｆｅ）を主成分とした金属製の被取付部材７よりもイオン化傾向の高い金属製であることで、ボルト５に加えて、被取付部材７も防食することができる。

また、上記実施例では、ボルト防食装置を構成する袋ナットが、ネジ部を備えた凹部の内底面と、凹部の開口周辺の端面との両面において、導通部をそれぞれ備えているが、例えば袋ナットは、凹部の内底面のみに導通部を備えていてもよいし、凹部の開口周辺の端面のみに導通部を備えていても構わない。

また、上記実施例では、ボルト５は鉄（Ｆｅ）を主成分とした金属製であり、袋ナットは亜鉛（Ｚｎ）を主成分とした金属製であるが、ボルト若しくは袋ナットの金属素材は、必ずしも上記実施例の素材に限られず、ボルト防食装置を構成する袋ナットは、ボルトよりもイオン化傾向が高い金属であればよく、例えば袋ナットは、アルミニウム（Ａｌ）を主成分とした金属製であって、鉄（Ｆｅ）を主成分とした金属製のボルトを防食してもよい。

本発明の実施例１におけるボルト防食装置を示す一部断面図である。 実施例１におけるボルト防食装置の底面図である。 実施例２におけるボルト防食装置を示す一部断面図である。 （ａ）は、実施例２におけるボルト防食装置の底面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 変形例におけるボルト防食装置を示す一部断面図である。

符号の説明

１ 被取付部材
５ ボルト
５ａ 雄ネジ部
５ｂ 先端面
６ ナット
６ａ 端面
７ 被取付部材
１０ 袋ナット
１０ａ 端面
１１ 雌ネジ部
１２，１３ 導通部
１５ 凹部
１５ａ 内底面
２０ 袋ナット
２１ 雌ネジ部
２２，２３ 導通部
２５ 凹部

Claims (5)

1. 被取付部材に取付ける金属製のボルトの先端部に取付けられ、該ボルトを防食するボルト防食装置であって、
   少なくとも前記ボルトよりもイオン化傾向の高い金属製の袋ナットから成り、該袋ナットは、前記ボルトに螺合する雌ネジ部と、該雌ネジ部を除く所定箇所において前記ボルトに電気的に導通する導通部と、を備えていることを特徴とするボルト防食装置。
2. 前記導通部は、前記袋ナットにおける前記雌ネジ部を備えた凹部の内底面に少なくとも形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボルト防食装置。
3. 前記導通部は、前記袋ナットにおける前記雌ネジ部を備えた凹部の開口周辺の端面に形成されており、前記ボルトに螺合するナット若しくは前記被取付部材を介して前記ボルトと電気的に導通するように成っていることを特徴とする請求項１または２に記載のボルト防食装置。
4. 前記袋ナットは、前記ナット若しくは前記被取付部材よりもイオン化傾向の高い金属製であることを特徴とする請求項３に記載のボルト防食装置。
5. 前記導通部は、前記ボルトとの螺挿方向に向かう尖形形状を成していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のボルト防食装置。

Images