(57)【要約】【課題】  異種金属部材間の電食を有効に防止できる構造体およびその電食防止方法を提供する。【解決手段】  本発明の構造体は、第１金属元素を主成分とする第１外側端部１０を有する第１部材１と、第１金属元素とは異なる第２金属元素を主成分とし第１外側端部１０と接触して配設された第２外側端部２０を有する第２部材２と、少なくとも外側表面部がフッ素系の高分子物質からなる塗膜からなり第１外側端部１０と第２外側端部２０との接触部５０を覆うように両者の少なくとも一部を被覆する被覆部材３と、からなる。  また、本発明の電食防止方法は、上記構造体において、被覆部材３によって第１外側端部１０と第２外側端部２０との間の電気的導通を阻害して第１外側端部１０と第２外側端部２０との接触部５０を跨ぐように生じ得る電食の進行を妨げる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属元素を主成分とする第１外側端部を有する第１部材と、
該第１金属元素とは異なる第２金属元素を主成分とし該第１外側端部と接触して配設された第２外側端部を有する第２部材と、
少なくとも外側表面部がフッ素系の高分子物質からなる塗膜からなり該第１外側端部と該第２外側端部との接触部を覆うように両者の少なくとも一部を被覆する被覆部材と、
からなることを特徴とする構造体。
【請求項２】
前記被覆部材は、フッ素系のシール剤を塗装して硬化したシール層を含む請求項１記載の構造体。
【請求項３】
前記シール剤は、液状フッ素ゴムである請求項２記載の構造体。
【請求項４】
前記シール層は、厚さが１００μｍ以上である請求項２記載の構造体。
【請求項５】
前記被覆部材は、前記接触部を挟んだ幅が１０ｍｍ以上である請求項１記載の構造体。
【請求項６】
前記第１金属元素または前記第２金属元素はＭｇである請求項１記載の構造体。
【請求項７】
前記第１金属元素はＭｇ、前記第２金属元素はＦｅである請求項１記載の構造体。
【請求項８】
前記第１部材は圧縮機のリアハウジング、前記第２部材はガスケットである請求項７記載の構造体。
【請求項９】
第１金属元素を主成分とする第１外側端部を有する第１部材と、該第１金属元素とは異なる第２金属元素を主成分とし該第１外側端部と接触して配設された第２外側端部を有する第２部材と、少なくとも外側表面部がフッ素系の高分子物質からなる塗膜からなり該第１外側端部と該第２外側端部との接触部を覆うように両者の少なくとも一部を被覆する被覆部材と、からなる構造体において、
前記被覆部材によって前記第１外側端部と前記第２外側端部との間の電気的導通を阻害して該第１外側端部と該第２外側端部との接触部を跨ぐように生じ得る電食の進行を妨げることを特徴とする構造体の電食防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種金属間で生じる電食を有効に防止できる構造体およびその電食防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、どの様な装置であっても、金属からなる部材の組み合わせにより構成されている。そして、用いられる金属の種類も、それぞれの部位に要求される性能に応じて多種多様である。したがって、装置内に異種金属部材が近接して配設される構成は、珍しくはない。
【０００３】
異種金属部材を近接して配設した場合、水などを媒介としてその両者間で電気腐食（電食）を生じることが知られている。この電食は、各種金属が固有の腐食電位（基準電位）をもっており、それらの間で電位差を生じることによって起こる。すなわち、両金属を電極とすると共に両者間に介在する水や塩水などを電解液として局部電池が形成されることで電食が進行する。したがって、異種金属部材間の電食は、両者の接触面間に水などが浸入することにより生じるだけではなく、近接した異種金属部材の外周囲に水などが付着すれば、その水などが電解液の役割を果して両者の接触部を跨ぐように局部電池が形成されて、電食が進行する。
【０００４】
つまり、電食を効果的に抑制、防止するためには、異種金属部材の接触面間へ浸入する水（電解液）だけではなく、異種金属部材の接触部を跨いで付着する水によって局部電池が形成されないようにする必要がある。
【０００５】
そして、装置の使用環境や使用条件によっては、雨水や海水、結露などが異種金属部材へ付着することは避けられない。その結果、付着した水などを電解液として電食が進み、その部材の機能低下等が生じて装置の耐久性や信頼性等が確保できなくなる。そこで、従来から多くの電食防止策が提案されている。
【０００６】
特許文献１〜３は、異種金属部材間に絶縁材を介在させて異種金属部材を直接に接触させないようにして、電食を抑制する方法を開示している。また、特許文献４は、隣接して配置された異種金属部材の境界部を覆う導電性の塗装材を塗装し、異種金属部材同士を電気的に短絡させて、電食を抑制する方法を開示している。
【特許文献１】特開平６−１３６２９５号公報
【特許文献２】特開２００３−６４４９２号公報
【特許文献３】特開２００３−２５３４８１号公報
【特許文献４】特開平６−２８７７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１〜３に開示されているように異種金属部材間に絶縁材を介在させた場合、ボルト等で締結する際や使用中の振動等により絶縁材が破損し、欠陥ができる虞がある。欠陥が発生すると、欠陥部分より水などが浸入し、電食が進行する、さらに、気密性が求められる圧縮機などの装置では欠陥部分から圧漏れを起こす可能性があるため、介在物を用いることは望まれない。
【０００８】
また、特許文献４に開示されている方法では、異種金属部材同士を短絡させることは出来るかもしれないが、水などが塗装材を透過して異種金属部材の境界部へ浸入するのを防止するという考えはないため、電食を防止する確実な手段とは言い難い。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、従来以上に異種金属部材間の電食を有効に防止できる構造体およびその電食防止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】
【００１０】
本発明の構造体は、第１金属元素を主成分とする第１外側端部を有する第１部材と、該第１金属元素とは異なる第２金属元素を主成分とし該第１外側端部と接触して配設された第２外側端部を有する第２部材と、少なくとも外側表面部がフッ素系の高分子物質からなる塗膜からなり該第１外側端部と該第２外側端部との接触部を覆うように両者の少なくとも一部を被覆する被覆部材と、からなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の構造体の電食防止方法は、第１金属元素を主成分とする第１外側端部を有する第１部材と、該第１金属元素とは異なる第２金属元素を主成分とし該第１外側端部と接触して配設された第２外側端部を有する第２部材と、少なくとも外側表面部がフッ素系の高分子物質からなる塗膜からなり該第１外側端部と該第２外側端部との接触部を覆うように両者の少なくとも一部を被覆する被覆部材と、からなる構造体において、前記被覆部材によって前記第１外側端部と前記第２外側端部との間の電気的導通を阻害して該第１外側端部と該第２外側端部との接触部を跨ぐように生じ得る電食の進行を妨げることを特徴とする。
【００１２】
ここで、「第１」および「第２」という呼称は、部材等を区別するための便宜上の呼称に過ぎない。たとえば、第１金属元素と第２金属元素のいずれが電気的に卑な金属（基準電位の低い金属）であろうと貴な金属（基準電位の高い金属）であろうと構わない。あえて便宜的に区別するなら、第１金属元素を卑な金属（たとえばＭｇ）とし第２金属元素を貴な金属（たとえばＦｅ）とすれば良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構造体およびその電食防止方法によれば、上記構成をもつ被覆部材により、第１外側端部と第２外側端部との間を電気的に接続する水などの浸入や付着を防止でき、接触部を跨ぐように生じる電食を防止することが可能である。
【００１４】
さらに、上記被覆部材は、第１外側端部と第２外側端部との接触部を覆うように両者の少なくとも一部を被覆すればよいため、第１外側端部と第２外側端部との間に絶縁物などの介在物を介する必要がない。
【００１５】
また、上記被覆部材は塗膜からなるため、異種金属部材が複雑な形状を有しても、通常の塗工法により容易に被覆部材を被覆することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の構造体およびその電食防止方法を実施するための最良の形態を、図４を用いて説明する。
【００１７】
第１部材は第１金属元素を主成分とする第１外側端部を有し、第２部材は第１金属元素とは異なる第２金属元素を主成分とする第２外側端部を有する。第１外側端部および第２外側端部は、異種金属からなる限り、その形状や材質は問わない。異種金属である限り、多かれ少なかれ両者間で電食が生じ得るからである。特に、第１金属元素（または第２金属元素）がＭｇである、すなわち、第１外側端部がマグネシウムやマグネシウム合金であると電食は一層進行し易いので、この場合において本発明は有効である。このとき、第２金属元素に特に限定はなくＡｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｕなどのいずれでもよいが、中でも通常の装置において多く用いられ局部電池が形成され易いのはＦｅである。
【００１８】
すなわち、第１部材および第２部材は、上記のような外側端部を備えれば十分である。つまり、全体が金属材料からなる必要はなく、たとえば、その外側端部以外の部分が樹脂製等の複合部材であっても良い。また、両部材とも、その形態や機能等も問わない。
【００１９】
第２外側端部は第１外側端部と接触して配設されるが、点接触、線接触または面接触のいずれの接触状態でも良い。さらに、第１部材と第２部材とが直接接触していなくても、ボルト等の締結具で電気的に結合された状態であっても良い。また、図４に示すように、両者の端面（１１、２１）が同一面上に無く、突出していてもよい。
【００２０】
なお、本発明でいう外側端部は、その具体的な領域が特定されるものではない。部材の形態や使用環境等に応じて電食の発生し得る範囲も異なるからである。あえて言うなら、少なくとも両者が接触した接触部を含む領域ということになる。
【００２１】
本発明の構造体としては、圧縮機、エンジンブロック、油圧ポンプ等が挙げられる。特に、フロントハウジング、シリンダ、リアハウジング、からなり、シリンダとリアハウジングとの間にガスケットを介在させた圧縮機において、Ｍｇを主成分とするリアハウジングとＦｅを主成分とするガスケットを用いた場合には、外周面に雨水や結露等の水滴が付着して電食が進行すると、リアハウジング（Ｍｇ）が腐食されることにより圧漏れが生じる虞があり、圧縮機の性能に大きく影響する。
【００２２】
ここで、第１部材１の第１外側端部１０と、第２部材の第２外側端部２０と、を接触して配置させた際の部分拡大断面図を図４に示す。図４では、説明のため、第１部材１を構成する金属をマグネシウム、第２部材２を構成する金属を鉄とする。この構造体を使用する環境によっては、第１部材１と第２部材２との外周側（１１、２１）に、両者の接触部５０を跨いだ状態で雨水や結露等の水滴４が付着することがある。こうして、異種金属部材を電極（１、２）、水滴４を電解液とした局部電池が形成される。そして、第１外側端部１０の端面１１からは、非常に腐食電位の低いＭｇがＭｇ2+となって水滴４中に溶出しはじめる。つまり、マグネシウムからなる第１部材１の電食が進行することとなる。もちろん、接触部５０の接触面間に水滴４が浸入した場合も、同様の電食が進行する。
【００２３】
本発明の被覆部材は、第１外側端部と第２外側端部との間の電気的導通を阻害して第１外側端部と第２外側端部との接触部を跨ぐように生じ得る電食の進行を妨げるものである。すなわち、被覆部材により、第１外側端部と第２外側端部との間を電気的に接続する水などの電解液の連なりを無くす。
【００２４】
そのため、被覆部材は、少なくとも外側表面部がフッ素系の高分子物質からなる塗膜からなる必要がある。なお、「外側表面部」とは、水などが付着し得る被覆部材の表面部を指す。すなわち、たとえば、塗膜が帯状である場合には、幅方向と長さ方向からなる表面部だけでなく厚さ方向の側面も含む。さらに、被覆部材は、第１外側端部と第２外側端部との接触部を覆うように両者の少なくとも一部を被覆する必要がある。
【００２５】
少なくとも外側表面部がフッ素系の高分子物質からなる塗膜は、少なくとも外側表面部が透湿性・浸水性が低く、高密度な塗膜であるため、塗膜により水などの浸入や付着を妨げることができ、その結果、両部材間を電気的に接続する電解液の連なりが防止される。すなわち、電食を良好に防止することができる。なお、シリコンゴムやケイ素樹脂などのシリコン系の高分子物質を含む塗膜では、シリコンの含有量によっては水が塗膜に浸透して接触部や塗膜内で両部材間を電気的に接続する電解液の連なりが形成されるため、電食を効果的に抑制することはできない。
【００２６】
さらに、被覆部材には、異種金属部材との密着性も求められる。密着性の高い被覆部材であれば、異種金属部材と被覆部材との界面から水などの浸入を防止することができる。そのため、フッ素系の高分子物質からなる塗膜だけでは密着性に乏しければ、両者の密着性を高め剥離を防止することができる下地層を形成した多層構造部材としてもよい。なお、密着性は、異種金属部材の表面粗さを粗くするほど高くなるが、表面粗さが粗いと電食されやすい。
【００２７】
そして、被覆部材は、フッ素系のシール剤を塗装して硬化したシール層を含むのが好ましい。このシール層は、単層構造でも多層構造でもよいが、フッ素系のシール剤からなるシール層は、透湿性・浸水性が低く、高密度な塗膜であり、かつ、単層であっても異種金属部材との密着性にも優れ、振動により剥がれることもない。また、耐熱性も良好である。そのため、上記シール層を含む被覆部材は、高温条件下で使用されたり装置の使用中に振動が発生する圧縮機などの装置などで使用される異種金属部材に好適である。また、被覆部材のシール層として適したフッ素系のシール剤としては、フロロシリコーンゴム等が挙げられるが、特に、液状フッ素ゴムであるのが好ましい。
【００２８】
被覆部材は、フッ素系の高分子の種類や被覆部材の構成（単層／多層）にもよるが、フッ素系のシール剤を用いれば、そのシール層の厚さが１００μｍ以上であるのが好ましい。シール層の厚さが１００μｍ以上であれば、水などの浸入を防止するのに十分であって、電食を抑制する効果が良好に得られる。
【００２９】
被覆部材は、第１外側端部と第２外側端部との接触部のうち、少なくとも水などが付着し得る部分が被覆されていれば、その形状や寸法に特に限定はない。ただし、被覆部材の幅に関しては、異種金属部材の形状や付着する水滴の大きさにもよるが、接触部を挟んだ幅が１０ｍｍ以上であるのが好ましい。被覆部材の幅が１０ｍｍ以上であれば、水などが付着しても、第１外側端部と第２外側端部との間を電気的に接続する水などの電解液の連なりを効果的に無くすことができ、異種金属部材を電極とする局部電池の形成を十分に遮断または抑制できる。
【００３０】
なお、被覆部材は塗膜であるため、異種金属部材のうち被覆部材を形成する対象部分が複雑な形状（たとえば図４に示すように接触部に段差を有する）を有する部分であっても、容易に被覆部材を被覆することが可能である。塗膜の形成方法としては、塗布法、フローコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ロールコート法等の通常の塗工法により対象部分に塗料を塗布し、乾燥、硬化させることにより得られる。この際、乾燥条件等は、塗料の種類に応じて最適な条件を適宜選択すればよい。
【００３１】
なお、本発明の構造体は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば、さらに被覆部材を保護する保護層を形成するなど、他の構成を付加してもよい。
【００３２】
また、本発明は、上記の構造体としてのみならず、その電食防止方法としても把握できる。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明の構造体およびその電食防止方法の実施例を、図１〜図２を用いて説明する。なお、図１および図２は異種金属部材からなる試験片を模式的に示した図であって、図１は試験片を外側面から見た側面図であり、図２は図１の試験片を軸方向に切断した部分拡大断面図である。
【００３４】
［実施例１］
異種金属部材をもつ試験片を準備した。この試験片は、Ｍｇ合金部材１とＦｅ合金部材２とからなる。Ｍｇ合金部材１は、１６mm×１６mm×３５mmでＡＺ９１（ＪＩＳ）のＭｇ合金ブロックであって、その中心部には螺子穴１６が長手方向に伸びる。Ｍｇ合金部材１は全面に表面処理（電着塗装）が施されており、その表面粗さはＲａ＝０．１１［μｍ］であった。また、Ｆｅ合金部材２は、１６mm×１６mm×１６mmで冷間圧延鋼板ＳＰＣＣ（ＪＩＳ）のＦｅ合金ブロックであって、その中心部には螺子穴１６と同径の螺子穴２６が伸びる。
【００３５】
そして、上記のＭｇ合金部材１およびＦｅ合金部材２の螺子穴１６、２６にボルト６を螺合させて互いに接触するように同軸的に締結した。その結果、Ｍｇ合金部材１の外側端部１０およびＦｅ合金部材２の外側端部２０とが互いに接触し、外側端部１０、２０の端面１１、２１が同一平面上に位置するような角柱状の異種金属部材からなる試験片が得られた。
【００３６】
そして、試験片の外周面には、Ｍｇ合金部材１の外側端部１０とＦｅ合金部材２の外側端部２０との接触部５０を覆うように、被覆部材３を形成した。具体的には、被覆部材３は、外側端部１０、２０との接触部５０のうち試験片の外周面側に線状に存在する接触端部５１を含み、外側端部１０の端面１１の一部と外側端部２０の端面２１の一部とを覆うことにより、接触部５０を覆った。
【００３７】
被覆部材３は、液状フッ素ゴム（信越化学工業株式会社製ＳＩＦＥＬ６００シリーズ）の塗膜からなる。液状フッ素ゴムは、幅が（接触端部５１を中心として）１０ｍｍとなるように試験片の外周面に塗布し、１５０℃で１時間乾燥・硬化させて得られたフッ素系の高分子物質からなる塗膜とした。また、被覆部材３の膜厚は、１００〜２００μｍであった。
【００３８】
そして、上記の手順で得られた部材を試料Ａとした。
【００３９】
［比較例１］
実施例１の試験片に、被覆部材３として市販のシリコン系シール剤を塗布し室温で５日間乾燥させて硬化させ、実施例１と同様な塗膜を形成した。得られた部材を試料Ｂとした。
【００４０】
［比較例２］
実施例１の試験片に、被覆部材３としてフッ素含有シリコン樹脂系塗料を塗布し室温で２４時間乾燥させて硬化させ、実施例１と同様な塗膜を形成した。得られた部材を試料Ｃとした。
【００４１】
［評価］
電食防止効果を評価するために、塩水噴霧試験を行った。塩水噴霧試験は、塩水濃度：５％、噴霧量：１〜２ml／hr、噴霧圧力：０．０９８±０．００２ＭPa、試験温度：３５℃、空気飽和機：４７℃、の一定条件下で２５０時間行った。
【００４２】
試験後、Ｍｇ合金部材１とＦｅ合金部材２との締結を除き、Ｍｇ合金部材１の外観を接触部５０を正面として軸方向側から目視により観察した。結果を表１に示す。なお、図３は、試料Ａおよび試料Ｃについて、Ｍｇ合金部材１の接触部５０に相当する面を正面として軸方向側から撮影した写真であって、腐食の状態を示す図面代用写真である。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
試料Ａ〜Ｂは、図１および図２に示したように、接触端部５１の全周に渡って、ある程度の幅をもった被覆部材３が十分に被覆されている。したがって、試験片の表面に水滴が付着したとしても、端面１１と端面２１との間で電気的導通は形成されず電食も生じないはずである。
【００４５】
しかしながら、試験後の外観が良好であったのは試料Ａのみであり、試料Ｂおよび試料Ｃには腐食が発生した。試料Ａの被覆部材３は、フッ素系の高分子物質からなる塗膜からなり、試料片（１、２）と被覆部材３との界面からも、被覆部材３の表面からも、塩水の浸入を効果的に防止することができ、その結果、Ｍｇ合金部材１の電食を防止できた。これに対し、試料Ｂのようにシリコン系シール剤を用いた被覆部材３では、塩水の浸入を防止することができなかった。さらに、試料Ｃでは、フッ素含有シリコン樹脂塗料を使用しており、被覆部材３の一部にはフッ素系の高分子物質が存在するが、シリコン樹脂の存在する部分から塩水が部分的に浸入したため、局所的に大きな腐食が形成された。
【００４６】
なお、上記の異種金属部材は、たとえばＭｇを主成分とするリアハウジングとＦｅを主成分とするガスケットとを有する圧縮機と同種の合金金属の組み合わせを用いているため、実施例や比較例に記載の被覆部材を上記の圧縮機に用いて評価を行った場合でも同様な結果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例の異種金属部材からなる試験片を模式的に示した図であって、試験片を外側面から見た側面図である。
【図２】実施例の異種金属部材からなる試験片を模式的に示した図であって、図１を軸方向に切断した部分拡大断面図である。
【図３】Ｍｇ合金部材の接触部に相当する面を正面として軸方向側から撮影した写真であって、腐食の状態を示す図面代用写真である。
【図４】異種金属部材における電食の進行を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：第１部材（Ｍｇ合金部材）
１０：（第１）外側端部
２：第２部材（Ｆｅ合金部材）
２０：（第２）外側端部
３：被覆部材
５０：接触部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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