(57)【要約】【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合ねじ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】台湾特許第３１８２６９号
【特許文献２】台湾特許第３０６０４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る複合ねじの一部を断面して示す側面図である。
【図２】本発明に係る複合ねじの製造方法を説明するプロセス図。
【図３】従来例の複合ねじを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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】
【００１４】
（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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
（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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
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。
【符号の説明】
【００３８】
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
【図１】
2014109382.tif 000003
【図２】
2014109382.tif 000004
【図３】
2014109382.tif 000005