(57)【要約】【課題】セルフロック式ワッシャーを機能させながら、耐腐食性を持たせる。【解決手段】無電解メッキあるいは硬質電解メッキを用いる、ワッシャー表面硬さを持たせながら、ワッシャーの耐腐食性も持たせることが可能である。まだワッシャーのカム面に固体潤滑剤をコーティングすることにより、ワッシャーのカム面はほかの面より先に動き出すため、セルフロックが効き、ナットボルトの緩めを止めることができる。塩水噴霧実験結果によると、軟窒化で処理したワッシャーの赤錆点が現れる時間より無電解メッキで処理したワッシャーの方が桁違う長かった。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械加工したセルフロック式ワッシャーに硬さと耐腐食性を与える表面処理とそのあとの潤滑性を与えるための固体潤滑剤コーティング工程が含まれる製造方法である。
【請求項２】
前記表面処理はニッケルを含める無電解めっきプロセス、表面炭素、窒素，硫黄を拡散させる熱処理、あるいは前述無電解メッキと熱処理をあわせたプロセスを有することを特徴とする製造方法である。
【請求項３】
セルフロック式ワッシャーのカム面のみに固体潤滑剤をコーティングすることを特徴とする製造方法である。
【請求項４】
前記ワッシャーの表面処理はＮｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｃｕ−Ｐ，Ｎｉ−Ｗ−Ｐ，Ｎｉ−Ｗ−Ｃｕ−Ｐ，Ｃｏ−Ｐ，Ｃｏ−ＷなどＮｉ，Ｗ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｐ，Ｂを含める二元、三元あるいは多元元素無電解メッキ、炭化ケイ素、アルミナ、酸化チタン、シリカ、ダイヤモンド、炭化ホウ素などを含めるニッケル系、コバルト系の複合メッキであることを特徴とする製造方法である。
【請求項５】
前記ワッシャーの表面処理にＣｒ電解メッキを含めることを特徴とする製造方法である。
【請求項６】
上記無電解Ｎｉ−Ｐなどメッキの後に加熱硬化する工程を含めることを特徴とする製造方法である。加熱温度は３００℃−４００℃の間にすることによって、メッキ層がＨＶ８００以上になる。耐腐食性を兼ねるため、加熱温度を３５０℃以下にすることを特徴とする製造方法である。
【請求項７】
請求項３にコーティングする表面処理方法はスプレイ、スピンコート、液体に漬ける、ブラシ塗りなどの塗る方法を指すことを特徴とする。
【請求項８】
請求項３にコーティングする表面処理方法コーティング後、加熱乾燥硬化、自然乾燥硬化を含めることを特徴とする。
【請求項９】
請求項１の固体潤滑剤はＭｏＳ２，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ａｇ炭素，硫などの単体およびこれらの元素を含める化合物を含有することを特徴とする。
【請求項１０】
請求項１の固体潤滑剤は硬化剤，流動性を改善する希釈剤、粘着剤などの化学薬品を含めることを特徴とする。
【請求項１１】
請求項１のセルフロック式ワッシャーの材料はステンレス鋼、と他の炭素鋼、合金鋼を含めることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、ボルトナットの緩み止めワッシャーの製造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  厳しい振動をかかる場所にナットボルトが緩みやすい、メンテナンスのため、時にはナットボルトを締めなおす必要がある。ナットボルトの緩みを止めるため、図１に示すセルフロック式ワッシャーがある。図１の断面に示すようにペアーになっている二枚のワッシャーのかみ合い面にクサビ形状のカムが施され、そのクサビ角度αがボルトのネジ角度βより大きく設定されている為、ボルトが緩まないばかりか、クサビ効果によりボルト張力が増加する、ナット緩むことを防止することができる。加工しやすくするためセルフロックワッシャーはステンレス鋼からなることが多い、ステンレス鋼は柔らかくて、加工しやすい上、耐腐食性が優れている。しかし、如何にセルフロックの機能を利かせるために、ステンレス鋼を硬くしなければならない。炭素、窒素、硫黄などをステンレス鋼表面に拡散させて、固溶強化、あるいはクロム化合物などを形成させる方法があるが、硬化しながら、同時に厳しい使用環境に耐腐食を持たせるのは簡単ではない。原因は耐腐食性に寄与するクロムは窒化クロム、炭化クロムになり、ステンレス鋼表面に緻密なクロム酸化膜ができなくなるからである。しかも、これらの窒化処理温度は低くて、長い処理時間が必要とするため、大量生産には向かない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願  平７−２５６７５３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｐ．ＥＬＡＮＧＯ  Ｖｏｌ．２，ｉｓｓｕｅ４，ｐｐ：１８−２３，Ｍｏｎｔｈ：Ｏｃｔ．−Ｄｅｃ．２０１４，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｒｅａｓｅｒｃｈ  ａｎｄ  Ｒｅｖｉｅｗｓ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  多くの場合、ナットボルトを締めるとき、トルクを受けて、ナットボルト／ワッシャー背面あるいは被連結される部品／ワッシャー背面の間がカム面より先に動いでしまい、セルフロックの効果が効かなくなる。カム面に潤滑油の使用が勧めていますが、厳しい環境の中で、潤滑油は長期使用の劣化、交換に不便などの欠点もあります。
そこで、本発明はセルフロック効果を確保するため、カム面が優先的に動き出す構造と実現する方法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】
【０００６】  以上の課題を解決するために、本発明は、二つの方法でこの問題を解決する。最初、ナットボルト／ワッシャー背面，あるいは被連結される部品／ワッシャー背面の間の摩擦力を増やす。ワッシャーの表面硬さを増やすことにより、ワッシャー背面の歯がつぶれなくて、ナットボルトと被連結される部品に入り込む、ナットボルト／ワッシャー背面，あるいは被連結される部品／ワッシャー背面の間の噛む力（摩擦力）が増える、それらの面に耐えるトルクがカム面に耐えるトルクより大きくなる。表面硬化する方法は表面窒化（軟窒化）などのような拡散プロセスがあるが、クロム化合物を形成されるため、ステンレス鋼の場合、クロムの含有量が低くなり、部品の耐腐食性が悪くなる。無電解メッキあるいは硬質電解メッキを用いると、ワッシャーに硬さを持たせながら、耐腐食性も持たせることが可能である。もう一方、ワッシャーのカム面に固体潤滑剤をコーティングすることにより、カム面の摩擦係数を低くすることができる、セルフロックを機能するようになる。
【発明の効果】
【０００７】  本発明によれば、ナットボルト／ワッシャー背面，あるいは被連結される部品／ワッシャー背面の間に耐えるトルクが増える。カム面の摩擦係数が低くなるため、ナットボルトあるいは被連結される部品とワッシャー背面よりカム面間に優先的に滑り出すことができ、セルフロック機能が保障される、ナットボルトを緩める時のトルクは締めるときのトルクより大きい。
塩水噴霧試験結果の表１によると、Ｎｉ−Ｐメッキ処理した後のワッシャーの耐腐食性（赤錆点が現れる時間）は１２０時間から４００時間まであるが、軟窒化などの拡散処理で処理したワッシャーの耐腐食性は２４時間が持たなかった。ワッシャー表面処理した後の硬度もメッキコーティングした方が軟窒化処理したものより高い。
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ナットボルトの緩み止めワッシャーの断面図とセルフロックの原理図である。１  ナットボルト、２  ワッシャー、３  被連結される部品、４  ワッシャー背面、５  ワッシャーカム面
【図２】表面処理と潤滑剤コーティングをしたワッシャーの断面構造図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  この発明の一実施形態を、図２に示す。表面処理と潤滑剤コーティングをしたワッシャーの断面構造図である。メッキ層の上に潤滑剤をコーティングしていることがわかる。トルク測定の時、４２ＮｍのトルクでＭ１２のナットボルトを締めると、緩めるとき、５０Ｎｍ以上のトルクを使用しないと、ナットボルトが緩めなかった。
【００１０】「実施形態の効果」
この実施形態によれば、緩める時のトルクは締める時のトルクより大きい，潤滑油の使用をしなくても、セルフロック効果が保障される。塩水噴霧実験結果によると、軟窒化で処理したワッシャーの赤錆点が現れる時間より無電解メッキで処理したワッシャーの方が桁違う長かった。
「他の実施形態」
【産業上の利用可能性】
【００１１】  電車、地下鉄、橋、鉱山機械などすべての激しい振動や衝撃にさらされる部品連結する場所にこのワッシャーの利用が可能である。
【符号の説明】
【００１２】１  ナットボルト
２  ワッシャー
３  被連結される部品
４  ワッシャー背面
５  ワッシャーカム面
【図１】
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【図２】
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