WO2007015361A1 - 締結具 - Google Patents

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WO2007015361A1
WO2007015361A1 PCT/JP2006/314058 JP2006314058W WO2007015361A1 WO 2007015361 A1 WO2007015361 A1 WO 2007015361A1 JP 2006314058 W JP2006314058 W JP 2006314058W WO 2007015361 A1 WO2007015361 A1 WO 2007015361A1
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WO
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polyimide film
vacuum
fastener
bolt
sample
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/314058
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fumiaki Ishigure
Shunji Misawa
Sakae Inayoshi
Original Assignee
Ulvac, Inc.
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Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac, Inc. filed Critical Ulvac, Inc.
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B33/00—Features common to bolt and nut
    • F16B33/06—Surface treatment of parts furnished with screw-thread, e.g. for preventing seizure or fretting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12—Organic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B33/00—Features common to bolt and nut

Definitions

  • the present invention relates to a fastener such as a bolt or a nut which is used in a vacuum environment, for example, and which has been subjected to anti-galling treatment in a fastening state.
  • screw fasteners such as bolt parts and nut parts have been used for assembling a vacuum processing apparatus and connecting vacuum pipes.
  • This type of fastener is made of carbon steel or alloy steel such as stainless steel, etc., and is used after having been subjected to cleaning treatment such as degreasing or electrolytic polishing in order to prevent contamination of the vacuum environment.
  • cleaning treatment such as degreasing or electrolytic polishing in order to prevent contamination of the vacuum environment.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which an Fe—Al compound is formed on the surface of a bolt made of an alloy steel and this is used as a protective coating for a screw portion.
  • Patent Document 2 discloses a configuration in which a resin film having a carposimide group is formed on a bolt surface as a protective coating for a screw portion.
  • a screw part is made of grease having a low vapor pressure added with molybdenum disulfide (for example, “MORICOAT” (registered trademark of Toray Industries, Inc.).
  • molybdenum disulfide for example, “MORICOAT” (registered trademark of Toray Industries, Inc.).
  • MORICOAT registered trademark of Toray Industries, Inc.
  • the surface is coated to prevent tampering.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-181819
  • Patent Document 2 JP 2000-296363 A
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and provides a fastener that is excellent in productivity and that has been subjected to a force-proofing treatment that can be used in a vacuum, in a high temperature environment in a vacuum, and in the atmosphere. Let it be an issue.
  • the fastener of the present invention is a fastener provided with a screw portion, wherein at least the surface of the screw portion is covered with a polyimide film.
  • the surface of the screw portion is covered with a polyimide film to prevent the screw portion from being kinked.
  • the polyimide film protects the surface of the screw part and functions as a lubrication layer, and also has excellent heat resistance and does not contaminate the vacuum atmosphere, so it can be used in the high temperature part of a vacuum apparatus.
  • the fastener according to the present invention is not limited to a fastening part having a male thread part such as a bolt part, but also includes a fastening part having a female thread part such as a nut part or a plate material in which a tapped hole is formed. .
  • the base material of the screw part is not particularly limited as long as it is a material that can be closely adhered to the polyimide film.
  • a non-ferrous metal material such as a lumi-um alloy is particularly suitable.
  • Formation of the polyimide film on the surface of the screw portion can be performed by a vacuum deposition polymerization method. Thereby, a polyimide film can be formed on the surface of the screw portion with a uniform thickness. In addition, since high temperature treatment is not required for forming the polyimide film, productivity can be improved. The invention's effect
  • the polyimide film is formed on the surface of the screw portion, it is possible to prevent the screw portion from being tampered with.
  • the heat resistance of the screw part is increased and the generation of dust is suppressed, so it can be used even in high-temperature parts or in vacuum.
  • FIG. 1 is a side view and an enlarged view of a main part of a bolt component 1 as a fastener according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an experimental result of an example of the present invention.
  • FIG. 1 shows a bolt component 1 as a fastener according to an embodiment of the present invention.
  • the bolt part 1 is composed of a head part 2 and a shaft part 3, and a male screw part 4 is formed in a partial area around the shaft part 3.
  • the bolt component 1 is made of, for example, stainless steel, but other steel materials such as alloy steel and carbon steel, or titanium, titanium alloy, aluminum It is made of non-ferrous metal material such as um alloy.
  • a polyimide film 5 is formed on the surface of the male screw portion 4 formed around the shaft portion 3 of the bolt component 1.
  • the polyimide film 5 is a protective film formed for the purpose of preventing the male screw part 4 from being crushed, and is formed over the entire surface of the male screw part 4.
  • the polyimide film 5 is a vapor-deposited polymer film formed by a vacuum vapor-deposition polymerization method. That is, the bolt part 1 is installed in a vacuum chamber after degreasing and cleaning, and in a predetermined reduced pressure atmosphere. Then, the polyimide film 5 is formed on the surface of the bolt component 1 by being exposed to the vapor of the raw material monomer (pyromellitic anhydride, 4,4, -diaminodiphenyl ether). In this case, the bolt part 1 is formed with a polyimide film over the entire surface thereof, but may be used as it is. In particular, if only the formation area of the male screw part 4 is to be formed, the area other than the male screw part 4 should be masked.
  • the formation thickness of the polyimide film 5 is, for example, about 1 ⁇ m. If the formation thickness of the polyimide film 5 is excessively thin, the desired anti-tampering effect cannot be obtained. On the other hand, if the polyimide film 5 is formed too thickly, the polyimide film 5 is peeled off when the bolt component 1 is attached and detached, which causes dust. Therefore, the thickness of the polyimide film 5 to be formed is preferably in the range of 0.5 ⁇ m to 5 ⁇ m, for example, although it depends on the screw diameter of the bolt.
  • the polyimide film 5 by forming the polyimide film 5 from a vapor-deposited polymer film, the polyimide film 5 having a uniform thickness can be formed on the surface of the male screw portion 4 along the shape thereof.
  • the film thickness of the polyimide film 5 uniform, it is possible to provide a uniform anti-tampering function over the entire surface of the male screw part 4 and increase the reliability of the bolt component 1.
  • the thickness distribution (variation) of the formed polyimide film 5 can be suppressed to within ⁇ 10%, for example.
  • the bolt component 1 of the present embodiment configured as described above is used, for example, for assembling a vacuum apparatus or connecting piping components.
  • the polyimide film 5 since the polyimide film 5 is formed on the surface of the male screw portion 4, the polyimide film 5 functions as a lubricating layer, so that the force of the male screw portion 4 in the tightened state is reduced. Can be prevented.
  • the workability of removing the bolt part 1 is enhanced, so that the workability of the vacuum apparatus can be improved and the working time can be shortened.
  • the polyimide film 5 is high and heat-resistant! /, It can be applied to a portion that is at a high temperature (for example, 400 ° C or lower), and a member to which a large thermal stress acts. It is possible to effectively prevent the occurrence of galling even at the time of fastening. In addition, the generation of dust (release gas) in the reduced pressure atmosphere can be suppressed, and the generation of dust does not contaminate the vacuum atmosphere. Furthermore, according to the bolt component 1 of the present embodiment, since the polyimide film 5 is formed by vapor deposition polymerization, the polyimide film 5 is simultaneously and uniformly applied to a plurality of bolt components. A film forming process can be performed, which can increase the productivity of the bolt part 1.
  • stainless steel hexagon bolts (M6, M8) were prepared by coating a polyimide film with a film thickness of 1 ⁇ m, and the force of the threaded part in the fastening state under various conditions was prepared. The presence or absence of occurrence was confirmed.
  • M * X * * Lj represents the type of bolt (or screw) marked by a method based on JIS (Japanese Industrial Standards).
  • Example 2 was adopted. After degreasing and cleaning, these samples were attached in a vacuum chamber in a state of being bundled with multiple wires. Then, after heating the vacuum chamber to 200 ° C, the vacuum chamber was evacuated to about 5. OX 10- 5 Pa, the monomer (pyromellitic anhydride, 4, 4'Jiaminojifue - ether) was vapor-deposited polymer A polyimide film was formed on the sample surface. Then, in order to heat-treat the formed polyimide film, 300 ° C. X 1 hour atmospheric heating was performed.
  • the monomer pyromellitic anhydride, 4, 4'Jiaminojifue - ether
  • Table 2 shows the results of the experiment.
  • “ ⁇ ” indicates no force and “X” indicates force.
  • X indicates force.
  • the blank area in the table means that it was impossible to continue the experiment due to a force.
  • bolt symbols A to C mean sample numbers. The same applies to Tables 3 and 4 below.
  • the sample is fastened to the stainless steel plate (fastener) that has been tapped and electropolished with the torque shown in Table 1 at room temperature, and the sample is placed in a vacuum chamber and evacuated. Held for 1 hour and after cooling, the sample was removed. This process was repeated to check for the presence of force in the sample.
  • the predetermined temperature is room temperature, 200. C, 300. C, 400. C, 500. C and 600. C. The results of the experiment are shown in Tables 3 and 4.
  • Table 3 shows the experimental results of M6 size samples (Comparative Examples 1 and 2 and Example 1), and Table 4 shows the results of M8 size samples (Comparative Examples 3 and 4 and Example 2). Experimental results are shown. As shown in Tables 3 and 4, it was found that the samples according to the comparative examples that were only degreased and cleaned were galling with high probability at room temperature and at 200 ° C under vacuum heating. On the other hand In all the samples (room temperature to vacuum heating 600 ° C.), it was confirmed that no galling occurred in the samples according to the examples coated with polyimide after degreasing and cleaning.
  • Example 2 the degassed and polyimide-coated sample (Example 2) and the degreased and washed sample (Comparative Example 4) Compared.
  • the experiment was conducted under the heating conditions in vacuum of room temperature to 0.083 ° CZs, ultimate temperature of 300 ° C, and holding for 1 minute after reaching 300 ° C.
  • Figure 2 shows the experimental results.
  • Fig. 2 shows the integrated amount of released gas for each sample of Example 2 and Comparative Example 4 in the above atmosphere.
  • the polyimide-coated sample Example 2 emits less gas than the sample (Comparative Example 4) in which the base stainless steel exposed only by degreasing and cleaning is exposed. This indicates that the polyimide layer plays a slight role in the rear of the stainless steel gas release.
  • the amount of gas released can be reduced as compared with the prior art, so that it is possible to prevent the bolt parts from being tampered without contaminating the vacuum atmosphere.
  • the bolt component 1 has been described as an example of the fastener according to the present invention.
  • the present invention is not limited to this, and a female screw such as a nut component or a plate material having a tapped hole is used.
  • the present invention can also be applied to other fasteners having a portion. In this case, the same effect as described above can be obtained without coating the male thread portion of the bolt member on the mating side with a polyimide film.

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Abstract

　真空下および高温環境下において使用可能なかじり防止処理が施された締結具を提供する。 　雄ネジ部(４)の表面をポリイミド膜(５)で被覆することで、雄ネジ部(４)のかじりを防止する。ポリイミド膜(５)は、雄ネジ部(４)の表面を保護し潤滑層として機能するとともに、耐熱性に優れ、かつ真空雰囲気を汚染することもないので、真空装置の高温部分にも使用可能である。本発明に係る締結具は、ボルト部品(１)に限らず、ナット部品やタップ穴が形成された板材などの雌ネジ部を有する締結部品にも適用可能である。

Description

明 細 書
締結具
技術分野
[0001] 本発明は、例えば真空環境での使用に供され、締結状態でのかじり防止処理が施 されたボルトやナット等の締結具に関する。
背景技術
[0002] 従来より、例えば真空処理装置の組立や真空配管の接続には、ボルト部品やナット 部品等のネジ締結具が使用されている。この種の締結具は、炭素鋼あるいはステン レス等の合金鋼などで製作されており、真空環境の汚染を防止するため脱脂あるい は電解研磨等の洗浄処理をあらかじめ施した上で使用されて 、る。
[0003] これらボルト部品等の締結具は、締結状態での使用環境 (例えば高温環境や外部 負荷）によっては、力じりと呼ばれるネジ締結部における固着 (焼き付き）が発生する 場合がある。かじりが発生すると、ボルトの取外しトルクが高くなるので作業性が低下 するとともに、取外し時にボルト頭部がねじ切れる場合もある。また、力じりが発生した 場合はタップ穴を再度さらい直す作業が必要となるが、ダストが発生するためクリーン ルーム内では作業ができなかった。
[0004] そこで従来より、ボルト部品の力じりを防止する手法として、ネジ部表面に保護被膜 を形成する例が種々提案されている。例えば下記特許文献 1には、合金鋼製のボル ト表面に Fe—Alィ匕合物を形成しこれをネジ部の保護被膜とする構成が開示されてい る。また、下記特許文献 2には、ボルト表面にネジ部の保護被膜としてカルポジイミド 基を有する榭脂膜を形成する構成が開示されている。
[0005] 一方、真空中での使用されるボルト部品に対しては、蒸気圧の低いグリースにニ硫 化モリブデンを添加したもの（例えば「モリコート」（東レ 'ダウコーユング社の登録商標 )でネジ部表面をコーティングして、力じりを防止する例もある。
[0006] 特許文献 1 :特開 2001— 181819号公報
特許文献 2：特開 2000— 296363号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、上記特許文献 1に記載の技術では、ネジ部表面への Fe— A1ィ匕合物 の形成に、アルミニウム膜の蒸着後、 650°C〜700°Cの高温処理が必要であるため 工数がかかり、生産性が悪いという問題がある。また、上記特許文献 2に記載の構成 では、カルポジイミドが約 260°Cで分解してしまうため、それ以上の高温となる部分に は使用できない。
[0008] 一方、ネジ部表面に蒸気圧の低 、フッ素グリースを塗布する方法では、長期間の 使用や高温環境での使用により、グリースが劣化して蒸気圧が徐々に高くなり、真空 槽内を汚染してしまうという問題がある。
[0009] 本発明は上述の問題に鑑みてなされ、生産性に優れ、真空下および真空中高温 環境下および大気中において使用可能な力じり防止処理が施された締結具を提供 することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0010] 以上の課題を解決するに当たり、本発明の締結具は、ネジ部を備えた締結具であ つて、少なくとも前記ネジ部の表面が、ポリイミド膜で被覆されていることを特徴とする
[0011] すなわち本発明は、ネジ部表面をポリイミド膜で被覆することでネジ部の力じりを防 止するようにしている。ポリイミド膜は、ネジ部表面を保護し潤滑層として機能するとと もに耐熱性に優れ、かつ真空雰囲気を汚染することもないので、真空装置の高温部 分にも使用可能である。
[0012] 本発明に係る締結具は、ボルト部品等の雄ネジ部を有する締結部品に限らず、ナ ット部品やタップ穴が形成された板材などの雌ネジ部を有する締結部品も含まれる。
[0013] ネジ部の母材は、ポリイミド膜との密着が図れる材料であれば特に制限されず、例 えばステンレス等の合金鋼、炭素鋼などの鉄系材料は勿論、チタン、チタン合金、ァ ルミ-ゥム合金等の非鉄金属材料が特に好適である。
[0014] ネジ部表面へのポリイミド膜の形成は、真空蒸着重合法で行うことができる。これに より、ネジ部表面に均一な厚さでポリイミド膜を形成することができる。また、ポリイミド 膜の形成に高温処理を必要とすることはないので、生産性向上を図ることができる。 発明の効果
[0015] 以上述べたように本発明によれば、ネジ部表面にポリイミド膜を形成したので、ネジ 部の力じりを防止することができる。また、ネジ部の耐熱性を高め、ダストの発生も抑 えられるので、高温部分や真空中にお ヽても使用可能となる。
図面の簡単な説明
[0016] [図 1]本発明の実施の形態による締結具としてのボルト部品 1の側面図および要部拡 大図である。
[図 2]本発明の実施例の一実験結果を示す図である。
符号の説明
[0017] 1 ボルト部品（締結具）
2 頭部
3 軸部
4 雄ネジ部
5 ポリイミド膜
発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[0019] 図 1は本発明の実施の形態による締結具としてのボルト部品 1を示している。ボルト 部品 1は頭部 2と軸部 3とからなり、軸部 3の周囲の一部の領域には雄ネジ部 4が形成 されている。
[0020] 本実施の形態にぉ 、て、ボルト部品 1は例えばステンレス鋼で構成されて 、るが、 それ以外の合金鋼、炭素鋼等の鉄系材料、あるいは、チタン、チタン合金、アルミ- ゥム合金等の非鉄金属材料で構成されて 、てもよ 、。
[0021] ボルト部品 1の軸部 3の周囲に形成された雄ネジ部 4の表面は、ポリイミド膜 5が形 成されている。ポリイミド膜 5は、雄ネジ部 4の力じり防止を目的に形成された保護被 膜であり、雄ネジ部 4の表面全域にわたって形成されて 、る。
[0022] ポリイミド膜 5は、真空蒸着重合法により形成された蒸着重合膜からなる。すなわち 、ボルト部品 1は、脱脂洗浄後、真空チャンバに設置され、所定の減圧雰囲気下にお いて原料モノマー（無水ピロメリト酸、 4, 4，ージアミノジフエ-ルエーテル）の蒸気に 曝されることで、ボルト部品 1の表面にポリイミド膜 5が成膜される。この場合、ボルト部 品 1は、その表面全域にポリイミド膜が成膜されることになるが、そのまま使用しても構 わない。特に、雄ネジ部 4の形成領域のみを成膜する場合には、雄ネジ部 4以外の 領域をマスキングすればょ 、。
[0023] ポリイミド膜 5の形成厚みは、例えば 1 μ m程度である。ポリイミド膜 5の形成厚が過 度に薄いと所期の力じり防止効果が得られない。また、ポリイミド膜 5の形成厚が過度 に厚いと、ボルト部品 1の着脱時にポリイミド膜 5の剥離'脱落が起き、ダストの原因と なる。従って、形成されるポリイミド膜 5の形成厚は、ボルトのネジ径にもよるが、例え ば 0. 5 μ m〜5 μ mの範囲とするのが好適である。
[0024] また、ポリイミド膜 5を蒸着重合膜で形成することにより、雄ネジ部 4の表面にその形 状に沿って均等な厚さのポリイミド膜 5を形成することができる。ポリイミド膜 5の膜厚を 均一化することで、雄ネジ部 4の表面全域に一様な力じり防止機能を付与することが でき、ボルト部品 1の信頼性を高めることができる。上述のようにポリイミド膜 5を蒸着 重合膜で形成することにより、形成されるポリイミド膜 5の膜厚分布 (バラツキ)を例え ば ± 10%以内に抑えることができる。
[0025] 以上のように構成される本実施の形態のボルト部品 1は、例えば真空装置の組立 や配管部品の接続に使用される。本実施の形態によれば、雄ネジ部 4の表面にポリ イミド膜 5が形成されているので、このポリイミド膜 5が潤滑層として機能することで締 結状態における雄ネジ部 4の力じりを防止することが可能となる。
[0026] これにより、ボルト部品 1の取外し作業性が高められるので、上記真空装置のメンテ ナンス作業性の向上および作業時間の短縮を図ることができる。また、これに螺合す る相手側のタップ穴のさらい直し作業が不要となり、クリーンルーム内でのメンテナン スも実施可能となる。
[0027] また、ポリイミド膜 5は高 、耐熱性を有して!/、るので、高温 (例えば 400°C以下）にな る部分にも適用可能であるとともに、大きな熱応力が作用する部材の締結時にもかじ りの発生を効果的に防止することができる。また、減圧雰囲気中へのダスト (放出ガス )の発生を抑えられ、ダストの発生により真空雰囲気を汚染することもない。 [0028] さらに、本実施の形態のボルト部品 1によれば、蒸着重合法によってポリイミド膜 5を 形成するようにしているので、複数個のボルト部品に対してポリイミド膜 5を同時かつ 均質に一括成膜処理することが可能となり、これによりボルト部品 1の生産性を高める ことができる。
実施例
[0029] 以下、本発明の実施例について説明する。本実施例においては、ステンレス鋼製 の六角ボルト（M6, M8)にポリイミド膜を 1 μ mの膜厚でコーティングしたサンプルを 用意し、種々の条件下における締結状態でのネジ部の力じりの発生の有無を確認し た。
なお、以下の説明にお 、て、「M * X * * Ljは、 JIS (日本工業規格）に準拠した 方法で標記したボルト (又はねじ)の種類を表すものとする。
[0030] 実験に用いたサンプル（ボルトの種類）は、 M6 X 20L (実施例 1)および M8 X 20L
(実施例 2)とした。これらのサンプルは、脱脂洗浄後、複数本ワイヤーで括った状態 で真空チャンバの中に取り付けた。そして、真空チャンバ内を 200°Cまで加熱した後 、真空チャンバ内を 5. O X 10— 5Pa程度まで真空排気し、モノマー（無水ピロメリト酸、 4, 4'—ジアミノジフエ-ルエーテル)を蒸着重合し、サンプル表面にポリイミド膜を形 成した。その後、形成したポリイミド膜を熱処理するため、 300°C X 1時間の大気加熱 を行った。
[0031] 比較のため、脱脂洗浄のみ施した 4種類のサンプル (ステンレス鋼製六角ボルト M6
X 12L、 M6 X 20L、 M8 X 15L、 M8 X 20L)を用意した。なお、以下に説明する具 体的な評価例にお!、ては、実施例および比較例の各サンプルを被締結部へ締結す る際にそれぞれ平ヮッシャを使用した。この平ヮッシャは、超音波洗浄 (アセトン)を 5 分 X 2回行った。
[0032] (評価例 1)
タップ穴が加工され電解研磨処理が施されたステンレス鋼板 (被締結具）に、サン プルを所定トルクで締め付けた後、当該サンプルを取り外す作業を繰り返し行い、か じりの発生の有無を確認した。サンプルの締め付けトルクは表 1に示すように、 M6サ ィズのサンプルにつ ヽては 12N · m、 M8サイズのサンプルにつ!/、ては 20N · mとした [0033] [表 1]
Figure imgf000008_0001
[0034] 実験の結果を表 2に示す。表 2において「〇」は力じり無し、「X」は力じり有りをそれ ぞれ示している。ここでは、取外し時にボルトがねじ切れた場合を力じり有りとしている 。また、表中の空欄部は、力じりが生じたことにより実験の継続が不可能になったこと を意味している。さらに、ボルトの記号 A〜Cはサンプル番号を意味している。後述す る表 3および表 4においても同様とする。
[0035] [表 2]
ボル卜の種類 ボル卜の記号 删 2回目 3回目
A 〇 〇 〇 比較例 1 M6X1 2L B 〇 〇 〇
C 〇 〇 〇
A X
比較例 2 6X20L B 〇 X
C 〇 X
A 〇 〇 〇 実施例 1 6X20L B 〇 〇 〇
C 〇 〇 〇
A 〇 〇 〇 比較例 3 8X1 5L B 〇 〇 〇
C 〇 〇 〇
A 〇 〇 〇 比較例 4 M8X20L B X
C 〇 〇 〇
A 〇 〇 〇 実施例 2 M8X20L B 〇 〇 〇
C 〇 〇 〇
[0036] 表 2に示すように、脱脂洗浄のみ行った比較例のうち、同じ M6のサンプルでも軸長 が長いもの（比較例 2)に比べて軸長が短いもの（比較例 1)は力じりが発生しなかつ た。また、同じ M8のサンプルでも軸長が長いもの（比較例 4)に比べて軸長が短いも の（比較例 3)は力じりが発生しな力 た。すなわち、軸径が同じである場合、軸長が 長！/、ものほど力じりが発生し易 、。
[0037] これに対し、上述の例で力じりが発生した種類のサンプルにポリイミド膜をコーティ ングしたサンプル（実施例 1, 2)においては、力じりの発生がないことが確認された。 すなわち、ポリイミド膜を表面にコーティングすることにより、ネジ部のかじりを防止す ることがでさた。
[0038] (評価例 2)
タップ穴が加工され電解研磨処理が施されたステンレス鋼板 (被締結具）に、室温 でサンプルを表 1に示したトルクで締め付け、これを真空チャンバ内に入れて排気し た後、所定の温度で 1時間保持し、冷却した後、サンプルを取り外した。これを繰り返 し行い、サンプルの力じりの発生の有無を確認した。上記所定の温度は、室温、 200 。C、 300。C、 400。C、 500。Cおよび 600。Cとした。実験の結果を表 3および表 4に示 す。
[0039] [表 3]
ボル卜の種類 条件 ポル卜の記号 1回目 2回目 3回目
A 〇 〇 〇 曰
3E./H∑L B 〇 〇 〇
C 〇 〇 X 比較例 1 M6X12L
A 〇 〇 X 真空加熱 B 〇 〇 X (200°CXlh)
C 〇 〇 X
A
曰 〇 X
主/皿
B X
比較例 2 M6X20L A X
真空加熱
B X
(200°CXlh)
C X
A 〇 〇 〇 ： B B 〇 〇 〇
C 〇 〇 〇
A 〇 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇 〇
(200°CXlh)
C 〇 〇 〇
A 〇 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇 〇 (300°CXlh)
C 〇 〇 〇 実施例 1 M6X20L
A 〇 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇 〇 (400°CXlh)
C 〇 〇 o
A 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇
(500°CXlh)
C 〇 〇
A 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇
(600°CXlh)
C 〇 〇 4] ボル卜の種類 条件 ボル卜の記号 ■ 2回目 3回目
A 〇 〇 〇 曰
主/皿 B 〇 〇 〇
C 〇 〇 〇 比較例 3 M8X1 5L
A 〇 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇 〇
(200°CXl h)
C 〇 X
A X
曰
主/皿
B 〇 〇 〇 比較例 4 M8X20L A 〇 X
真空加熱 B 〇 X
(200°CXl h)
C X
A 〇 〇 〇 曰
生/皿 B 〇 〇 〇
C 〇 〇 〇
A 〇 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇 〇
(200°CXl h)
C 〇 〇 〇
A 〇 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇 〇 (300°CXl h)
C 〇 〇 〇 実施例 2 M8X20L
A 〇 〇 〇 真空加熱 B 〇 〇 〇 (400°CXl h)
C 〇 〇 〇
A 〇 〇
真空加熱 B 〇 〇
(500°CXl h)
C 〇 〇
A 〇 〇
真空加熱 B 〇 〇
(600°CXl h)
C 〇 〇 表 3は、 M6サイズのサンプル (比較例 1, 2、実施例 1)の実験結果を示しており、表 4は、 M8サイズのサンプル (比較例 3, 4、実施例 2)の実験結果を示している。表 3お よび表 4に示すように、脱脂洗浄のみ行った各比較例に係るサンプルでは、室温およ び真空加熱 200°Cにおいて高い確率でかじりが発生することがわかった。これに対し 、脱脂洗浄後ポリイミドコートした実施例に係るサンプルでは、すべての場合 (室温〜 真空加熱 600°C)にお ヽてかじりが発生しな ヽことが確認された。
[0042] (評価例 3)
上述した (評価例 1)および (評価例 2)にお 、て、実施例に係るサンプルの取外し 時にダストが発生していないかを評価した。評価方法としては、ネジ部のポリイミド膜 の剥がれ落ち、サンプルを取り外したときに発生するダスト（ポリイミド膜の脱落粉)を 目視にて確認した。実験の結果を表 5に示す。
[0043] [表 5]
Figure imgf000013_0001
[0044] 表 5の結果より、 600°Cの真空加熱を行ったとき以外、ダストは発生しないことを確 認した。また、 400°Cまではポリイミド膜の状態 (色の変ィ匕）は認められな力つた。これ に対し、 500°Cおよび 600°Cの真空加熱を行った場合は、ポリイミド膜が黒く変色し ており、特に 600°Cの場合は、母材 (ステンレス）が見えるところがあり、そこを剥がれ たポリイミド膜がダストになることが確認された。以上から、ポリイミド膜をコーティングし たサンプルの使用耐熱温度は、 500°C以下、好ましくは 400°C以下であることがわか つた o
[0045] (評価例 4)
M8 X 20Lサイズのボルトサンプルのうち、脱脂洗浄後ポリイミドコートを施したサン プル (実施例 2)と脱脂洗浄のみ施したサンプル (比較例 4)を用いて、ガス放出量を 比較した。実験は、室温から昇温速度 0. 083°CZs、到達温度 300°C、 300°C到達 後 1分間保持という真空中加熱条件下で行った。実験結果を図 2に示す。
[0046] 図 2は、上記雰囲気下における実施例 2および比較例 4の各サンプルについての 放出ガスの積算量を示して 、る。図 2に示すようにポリイミドコートしたサンプル (実施 例 2)の方が、脱脂洗浄のみ施した下地ステンレスが剥き出しのサンプル (比較例 4) に比べてガス放出量が少ないことがわかる。これは、ポリイミド層がステンレス力ものガ ス放出に対してノ《リアの役割を若干担って 、ることを示して 、る。
[0047] また、力じり防止のためにステンレス製ボルトの表面にグリースを塗布して使用する 従来技術と比較すると、グリースを塗布したボルトは一般にグリース未塗布の場合より もガス放出量が多いため、本発明のように、力じり防止対策としてポリイミドコートを施 したステンレス製ボルトの方が放出ガス量を大幅に低減することができる。
[0048] 従って本発明によれば、従来よりもガス放出量を少なくできるので、真空雰囲気を 汚染することなくボルト部品の力じりを防止することが可能となる。
[0049] 以上、本発明の実施の形態について説明した力 勿論、本発明はこれに限定され ることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
[0050] 例えば以上の実施の形態では、本発明に係る締結具として、ボルト部品 1を例に挙 げて説明したが、これに限らず、ナット部品や、タップ穴を有する板材等、雌ネジ部を 有する他の締結具にも、本発明は適用可能である。この場合、相手側となるボルト部 材の雄ネジ部にポリイミド膜をコーティングしなくても、上述と同様な効果を得ることが できる。

Claims

請求の範囲
[1] ネジ部を備えた締結具であって、
少なくとも前記ネジ部の表面が、ポリイミド膜で被覆されて 、ることを特徴とする締結 具。
[2] 前記ネジ部の母材は、合金鋼、チタン、チタン合金、アルミニウム合金または鉄であ ることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の締結具。
[3] 前記ポリイミド膜は蒸着重合膜であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の 締結具。
[4] 当該締結具は、ボルト、ナット、またはタップ穴を有する板材であることを特徴とする 請求の範囲第 1項に記載の締結具。
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