JP2652059B2 - ボルトの緩みを防止する方法 - Google Patents

ボルトの緩みを防止する方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、厚肉の防蝕塗膜が付された金属部材に装着
されるボルトの緩みを防ぐ方法に関するものである。
従来技術および発明が解決しようとする課題 自動車の車体に対してエンジンを固定するための指示
部材(通称、ブラケット)としては、冷間圧延鋼板製,
熱間圧延鋼板製あるいは鋳鉄製のものが使用されてい
る。この支持部材には防蝕処理が施され、プレス鋼板製
のものにはメッキ処理あるいは電着塗装が、鋳鉄製のも
のには浸漬塗装がそれぞれ施されるが一般的である。
鋳鉄品に浸漬塗装を施すのは鋳肌が平滑でないからで
あるが、その塗膜が厚い(最小膜厚30〜60μm)ため、
ボルトを締着した後に着座面に位置する塗膜が時間の経
過とともに薄肉に塑性変形し、ボルトの緩みが生じる。
従来では、このボルト緩みを防止するために、浸漬の
際にボルト着座面のマスキングを行う,塗装品に機械
加工を施して着座面を形成する等の方法で対処してい
た。ところが、このような方法でボルト着座面の地肌を
露出させると、容易に発錆し外観性が低下する欠点があ
る。また仮に、メッキ,電着塗装等の処理法に比して浸
漬塗装法による方が経済的であるという理由により、プ
レス鋼板製支持部材に浸漬塗装を施して前記手法で着座
面を形成したならば、ボルト着座面の露出した地肌が発
錆して相対的に薄肉のプレス鋼板の強度低下を招く効果
となる。したがって、従来ではプレス鋼板製支持部材に
浸漬塗装を施すことはできず、経済的に不利なメッキ
法,電着塗装法等に頼らざるを得なかった。
本発明は斯かる技術的背景の下に創案されたものであ
り、防蝕塗膜が付された金属部材に締着されるボルトの
緩みを塗膜の除去なしに防止することを、その目的とす
る。
課題を解決するための手段および作用 この目的は、金属部材に防蝕塗装を施し、ボルト着
座面に押し棒による加圧力を印加して塗膜を薄肉化する
ことにより、あるいは金属部材のボルト着座面に押し
棒による加圧力を暗記し、または遺戒加工を施してボル
トボルト着座の面取りを行い、該金属部材に防蝕装置を
施し、前記ボルト着座面部位に押し棒による加圧力を印
加して塗膜を薄肉化することにより達成される。
金属部材のボルト着座面に位置する厚肉の塗膜を薄肉
化(緻密化)するには、対応する先端面積を有する加圧
用押し棒(パンチ)を塗膜に押し付ければ良い。この加
圧処理を常温下で行う場合には高い圧力を必要とする
が、押し棒を加熱して行う場合には相対的に低い圧力で
処理可能である。したがって、高い圧力を加えると割れ
あるいは好ましからざる変形が生じ易い金属部材,例え
ば圧延鋼板、既にボルト穴が形成された部材等に付され
た塗膜を薄肉化する場合には、押し棒を加熱して低圧加
圧を行うのが有効である。また、表面が平坦でなく、し
かも高圧を印加しても割れの生じ難い金属部材,例えば
未だボルト穴が形成されていない金属部材等に付された
塗膜を薄肉化する場合には、常温,高圧で加圧を行えば
金属部材表面(ボルト着座面)の平坦化も同時に行われ
る利点がある。後者の場合、塗装前に押し棒による加
圧,あるいは機械加工によってボルト着座面の平坦化を
行っておけば、その後付される塗膜の薄肉化を、加熱し
た押し棒による低圧加圧によって行うことができる。
押し棒を加熱した場合、あるいは加熱しない場合、い
ずれの場合においても加圧圧力の適正な選択により、例
えば膜厚30〜60μmの浸漬塗膜を、電着塗装法による塗
膜厚15〜25μmよりも薄い4〜10μmの膜厚にすること
ができる。なお、押し棒を加熱して用いる場合には、押
し棒の先端加圧面にフッ素樹脂,MoS2,黒鉛等の材料を塗
着しておくのが良く、押し棒に塗膜が付着するのを防ぐ
ことができる。
また、特に肌の荒い鋳鉄製部材にあっては、浸漬塗装
処理に先立ってショットブラスト処理を施してボルト着
座面の平滑化を計ることは好ましく、ボルト着座面にお
ける浸漬塗膜の膜厚が均一化され、該塗膜の加圧薄肉化
をボルト着座面全体に亘って均等に行い得る。
試験例 1 鋳放し状態の鋳鉄品(JIS FCD40)から切り出した板
材(80×35×4mm)1の鋳放し面にショットブラスト処
理を施して面粗度を100〜150μmとした(第1図)。
ショットブラスト処理面にリン酸亜鉛皮膜処理を施し
た後、エポキシ系定温乾燥塗料(日本油脂(株)製、商
品名エピコMX−11…焼成温度100℃〜120℃、焼成時間1
5)を2コート2ベーク(塗布,乾燥を二回繰り返す)
で塗着した(第2図,第3図、塗膜3…最小膜厚(t)
=30〜60μm)。
先端が平坦な押し棒4を下記条件で塗膜3の表面に押
し付けた。
なお、ボルト用の穴明け加工はこの加圧操作の後に行
うのが好ましい。
<試験結果およびその評価> 加圧力70kgf/mm2以上で板材1の面粗度が60μm以下
となり、ボルト着座面の面取り効果を得られることが確
認された(第3図…加圧前断面図、第4図…加圧後断面
図)。
加圧力130kgf/mm2を超えると試料に割れが発生した。
加圧力70〜130kgf/mm2では加圧後の塗膜3の最小膜厚
(t)が4〜10μmであった。
軸力3.5kg・mでボルトを締め付けたときの前記塗膜
(浸漬塗装されたままの塗膜)の縮み代が0〜5μmで
あることを考慮すれば、前記加圧処理による薄肉化効果
は大きく、ボルトの締め付けによる塗膜の薄肉化は生じ
難いことが判る。
試験例 2 試験例1で用いたものと同様な複数枚の板材1の鋳放
し面2にコイニング(押し棒による押圧)によりボルト
着座面(面粗度60μm以下)を確保した(機械加工によ
ってもよい)。
鋳放し面2にリン酸亜鉛皮膜処理を施した後、エポキ
シ系低温乾燥塗料(日本油脂(株)製、商品名エピコMX
−11…焼成温度100℃〜120℃、焼成時間15分)を2コー
ト2ベーク(塗布,乾燥を二回繰り返す)で塗着した
(ボルト着座面最小膜厚40〜60μm)。
先端が平坦な押し棒の内部(外部でも良い)に発熱体
を取付け、押し棒温度を50℃〜160℃で制御し得るよう
にした。この押し棒を下記条件でボルト着座面の塗膜上
に押し付けた。
<試験結果およびその評価> 次表の加圧条件で、薄肉化された塗膜の最小膜厚はい
ずれも4〜10μmであった。
常温における加圧力70〜130kgf/mm2での加圧処理効果
と、温度50℃〜150℃における加圧力60〜30kgf/mm2での
加圧処理効果が同等であり、加圧処理温度を高くすれば
加圧力を低くできることが判る。
試験例 3 第5図に示すようにボルト着座面6と、ゴム部片8を
介して支持されたエンジン装着用の内筒7と、両端部に
設けられた補強用のフランジ部分9とを有するプレス鋼
板製エンジン支持ブラケット5の試験片を4種類作成し
た。試験片aはプライマによる塗装前処理を施しただけ
のもの、試験片bは前記前処理の後に浸漬塗装だけを施
したもの、試験片cは浸漬塗装を施した後さらにボルト
着座面を加熱した押し棒により加圧処理したもの、試験
片dは浸漬塗装時にボルト着座面のマスキングを行い、
後で該ボルト着座面をタッチアップしたものである。
なお、浸漬装置に使用した装置はカシュー社製、商品
名ウォーターコート#709であり、試験片cにおける加
圧処理の条件は次の通りであった。
温度(押し棒温度)……145℃ 加圧時間……5秒 加圧力……1000kgf/cm2 第8a図ないし第8d図はそれぞれ試験片aないし試験片
dにおいて得られたボルト着座面部分の表面粗度を示
す。試験片c(加熱加圧)が最も初期表面粗度に優れ、
また塗膜の薄肉化とボルト着座面自体の平坦化が効果的
に実現されていることが分かる。
ボルト着座面の塗膜硬度(鉛筆硬度)をJIS鉛筆硬度
試験法により測定した結果は次の通りであった。
試験片b……HB 試験片c……H 試験片d……F 上記硬度は…2B,B,HB,F,H,2H…の順に硬くなるので、
加熱加圧により塗膜硬度がHBからHに2段階上昇するこ
とが分かる。
各ブラケット5(試験片aないし試験片d)を、第5
図に示すように、支持部材10にワッシャ12を介してボル
ト11により締付けて固定し、内筒7に500kg前後の繰り
返し荷重を加えることにより、ブラケット5に5Hzの振
動を与えた。そしてボルト11の軸線方向張力の変化を調
べた。その結果を第6図に示す。ボルト着座面を加熱加
圧した試験片cにおいては、振動によりボルト張力がほ
とんど変化しないこと、すなわちボルトの緩みがほとん
どないことが分かる。
第9a図ないし第9d図は、上記振動試験完了後における
各試験片のボルト着座面の状態を示す写生図である。こ
れらの図面においてhはボルト挿通孔を示し、斜線部分
aはワッシャ12との当たり面を示す。なお、ワッシャ12
の輪郭を点線で示してある。従って該輪郭線の内部にお
ける白色部分はワッシャとの当たりが不良であった部分
を示す。第9b図および第9d図にbで示した部分は、ボル
ト締付後、塗膜のへたりにより押し出された塗料であ
り、第9c図にcで示した部分は加熱加圧部の外郭であ
る。
試験例 4 試験例3で用いたものと同様な試験片b、cおよびd
を用意し、これ等をそれぞれ第5図に示すようにボルト
11で支持部材10に組付けた。そして各組付品を100℃の
炉中で加熱して、塗膜の軟化によるボルト張力の変化を
しらべた。その結果を第7図に示す。ボルト張力の減少
すなわちボルトの弛みは、本試験においても、ボルト着
座面の加熱加圧処理を施した試験片cが最も少ない。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、ボルト着座面に押し
棒による加圧力を印加して塗膜を薄肉化する本発明方法
によれば、以下の作用効果を得ることができる。
ボルト着座面における塗膜が加圧によって薄膜化,緻
密化されるため、ボルト締着後の取膜の圧縮変形もしく
は高温時における塗膜の軟化によるボルト緩みが生じ難
い。
ボルト着座面の塗膜を除去せずもともよいため、ボル
ト締着部における発錆が生じ難く、発錆による外観性の
低下を防ぎ得る。
金属部材がアルミニウム合金製エンジンを支持するた
めの鋳鉄製部材である場合、従来のように機械加工にに
よってボルト着座面の面取りを行うと犠牲陽極効果によ
ってアルミニウム合金製エンジンの腐食が進行するとこ
ろ、本発明ではボルト着座面が塗膜で覆われているため
該腐食は生じない。
金属部材が鋳鉄製部材である場合、ボルト着座面にお
ける厚肉の塗膜を加圧によって薄肉化する際に鋳鉄製部
材の粗面肌が多少とも平坦化されてボルト着座面の面取
りがなされるため、従来のように機械加工によってボル
ト着座面の面取りを行わずともよく製作経費の低減化を
企画し得る。
また、金属部材がプレス鋼板製部材である場合におい
ても、塗膜を加圧によって薄肉化する際、これに伴って
該鋼板自体のボルト着座面も平坦化される。
金属部材が鋳鉄製部材である場合、防蝕塗装を施すに
先立ってボルト着座面にショットブラスト処理を施して
平滑なボルト着座面を確保するのは有効であり、ボルト
着座面に塗着される塗膜の膜厚が均一化され、該塗膜の
加圧薄肉化を均等に行い得る。
従来、ボルト穴を有する鋳鉄製部材の厚肉の塗装を行
うに当たり、ボルト着座面にマスキングを行なって塗膜
の付着を防ぎ、事後にボルト着座面の露出した地肌に軽
度の防蝕塗装を施す手法が採用されていたが、この手法
に比べると本発明方法は経済的であり、製作経費が低廉
である。厚肉の塗装後に機械加工によってボルト着座面
の面取りを行い、同部に軽度の防蝕塗装を施す場合と比
べても同様のことが言える。
【図面の簡単な説明】
第1図は鋳鉄製板材の斜視図、第2図は該板材の鋳放し
面に塗装を施した状態を示す斜視図、第3図はその要部
断面図、第4図は該塗膜に加圧薄肉化処理を施した状態
を示す要部断面図、第5図は試験のためボルトによって
支持部材に取付けたエンジン支持ブラケットを示す断面
図、第6図は種々のエンジン支持ブラケットについて行
った振動試験の結果を示す線図、第7図は種々のエンジ
ン支持ブラケットについて行った加熱試験の結果を示す
線図、第8a図ないし第8d図はそれぞれエンジン支持ブラ
ケットのボルト着座面の表面粗度を示す図面、第9a図な
いし第9d図はそれぞれ振動試験完了後のボルト着座面の
状態を示す図面である。 1……板材、2……鋳放し面、3……塗膜、4……押し
棒、5……エンジン支持ブラケット、6……ボルト着座
部、7……内筒、8……ゴム部片、9……フランジ部
分、10……支持部材、11……ボルト、12……ワッシャ。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属部材に防蝕塗装を施し、ボルト着座面
    に押し棒による加圧力を印加して塗膜を薄肉化すること
    によりボルト締着後のボルトの緩みを防止する方法。
  2. 【請求項2】前記金属部材が鋳放し状態の鋳鉄製部材で
    あり、少なくともボルト着座面にショットブラスト処理
    が施されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    に記載されたボルトの緩みを防止する方法。
  3. 【請求項3】塗膜薄肉化用の前記押し棒が加熱されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載された
    ボルトの緩みを防止する方法。
  4. 【請求項4】前記塗膜薄肉化時に用いる押し棒の加圧面
    にフッ素樹脂,MoS2,黒鉛から選ばれる材料が塗着されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第3項に記載され
    たボルトの緩みを防止する方法。
  5. 【請求項5】金属部材のボルト着座面に押し棒による加
    圧力を印加し、または機械加工を施してボルト着座面の
    面取りを行い、該金属部材に防蝕塗装を施し、前記ボル
    ト着座面部位に押し棒による加圧力を印加して塗膜を薄
    肉化することによりボルト締着後のボルトの緩みを防止
    する方法。
  6. 【請求項6】塗膜薄肉化用の前記押し棒が加熱されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第5項に記載された
    ボルトの緩みを防止する方法。
  7. 【請求項7】前記塗膜薄肉化時に用いる押し棒の加圧面
    にフッ素樹脂,MoS2,黒鉛から選ばれる材料が塗着されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載され
    たボルトの緩みを防止する方法。
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