(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
防食対象材（２）よりもイオン化傾向の大きな金属材により形成された犠牲部材（４）を、前記防食対象材（２）の端部（３）を被覆する絶縁部材（５）に保持させ、前記絶縁部材（５）の内部で前記犠牲部材（４）の一端部を前記防食対象材（２）の前記端部（３）と導通接触させており、
前記犠牲部材（４）を前記絶縁部材（５）の内部から外部へ貫通させて、貫通した前記犠牲部材（４）の他端部（４ｂ）を前記絶縁部材（５）の外部に露出させ、
前記絶縁部材（５）は、筒状であり、その一端の内周面に一体形成された径小なフランジ状の内鍔（１５）を有し、
前記犠牲部材（４）は、棒状であり、その一端の外周面に一体形成された径大なフランジ状の外鍔（１６）が前記内鍔（１５）と係合しつつ前記絶縁部材（５）の内部から差し込み保持され、
前記絶縁部材（５）の内部で、前記犠牲部材（４）における前記外鍔（１６）側の端面（４ａ）と前記防食対象材（２）における前記端部（３）側の端面（３ａ）とが導通接触されていることを特徴とする防食用キャップ。
【請求項２】
前記防食対象材（２）の端部（３）よりも小径な前記絶縁部材（５）の外嵌部（７）が、拡径方向に弾性変形して前記端部（３）に外嵌することを特徴とする請求項１記載の防食用キャップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として電解腐食を防止するのに用いる防食用キャップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下に埋設したり水没させたりして用いるボルトやナット等を電解腐食から保護するために、これらボルトやナット等の防食対象材に対し、イオン化傾向の大きな金属材（例えば亜鉛やマグネシウム等）により形成した犠牲部材を導通接触状態で取り付けて、この犠牲部材を優先的に腐食させ、もって防食対象材の腐食を防ぐという技術は周知であり、従来、このための器具や装置類が種々、提案されている（例えば実公平６−４５６８７号公報、実開昭５８−１２２７１号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来において提案されている器具や装置類では、犠牲部材と防食対象材との接合面が外部露出しており、従って、この接合部分から先に腐食が始まるということがあった。これであると、腐食の進行に伴い、犠牲部材が防食対象材から離脱した時点で、防食対象材に対する防食の作用が無くなってしまうということになる。従って、防食対象材を保護するために、頻繁に、犠牲部材の離脱の有無を点検しなければならないことになり、また実際に、犠牲部材の交換も比較的短期間のうちに繰り返さなければならなかった。
【０００４】
一方、犠牲部材は、ねじ結合、嵌着、接着、溶着等により防食対象材へ取り付けるようにしていたために、交換時等における着脱作業が面倒であるということもあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、犠牲部材の有効利用が図れるようにして、防食対象材に対する防食の作用を長期にわたり持続させると共に、防食対象材に対する犠牲部材の着脱が簡単且つ迅速に行えるようにした防食用キャップを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。
即ち、本発明に係る防食用キャップは、犠牲部材と絶縁部材とを有している。犠牲部材は、防食対象材よりもイオン化傾向の大きな金属材を素材としたもので、例えば棒状に形成されている。
また、絶縁部材は、例えば樹脂材等の電気を導通しない素材よりなり、防食対象材がボルトである場合を例に挙げて説明すると、そのボルト頭部やボルト端部へ外嵌可能なキャップ形状に形成されたものとなっている。
【０００６】
そして、そのキャップ形状の中心部等で、上記した犠牲部材を貫通保持するような構造となっている。
従って、この絶縁部材を防食対象材における軸端面まわりの軸方向外周部に外嵌することにより、犠牲部材が防食対象材の軸端面だけに導通接触させた状態でセットされることになる。
なお、防食対象材の軸方向外周部とは、例えばボルトの場合で言えば、ボルト頭部の六角側面やその角部、及びボルト先端部のネジ外周面が該当する。
【０００７】
上記防食用キャップによれば、絶縁部材が犠牲部材の一端部まわりと防食対象材における軸端面まわりの外周部とを連続したかたちで被覆するので、犠牲部材と防食対象材との突き合わせ部分が絶縁部材で取り囲まれ、犠牲部材と防食対象材とが導通接触する接合部は直接外部に露出しないものとなっている。
従って、この接合部で電解腐食が生じるのが防止され、その結果、電解腐食が主に犠牲部材の他端部側で生じるようになり、犠牲部材の有効利用を図ることができる。
【０００８】
上記絶縁部材は、防食対象材に対して弾性変形による収縮力を伴いながら装着可能となる可撓性を有した材料、例えば、軟質性の樹脂やゴム等により形成されたものとするのが好適である。
これにより、この防食用キャップを防食対象材に対して着脱するのが容易且つ迅速に行えるものとなる。しかも、絶縁部材と防食対象材との間で高い密着性が得られるので、犠牲部材と防食対象材との接合部での電解腐食を防止する効果も一層高くなる。
【０００９】
犠牲部材に対し、表面積を拡大するための凹部を設けておくと、それだけ犠牲部材側で誘発させる腐食量を多くさせることができ、結果として、防食対象材に対する保護性を高めることができる。
また、絶縁部材は、筒状であり、その一端の内周面に一体形成された径小なフランジ状の内鍔を有し、犠牲部材は、棒状であり、その一端の外周面に一体形成された径大なフランジ状の外鍔が内鍔と係合しつつ絶縁部材の内部から差し込み保持され、絶縁部材の内部で、犠牲部材における外鍔側の端面と防食対象材における端部側の端面とが導通接触されたものとすることが好適である。
【００１０】
また、防食対象材の端部よりも小径な絶縁部材の外嵌部が、拡径方向に弾性変形して端部に外嵌することとしてもよい。
本発明の防食用キャップは、六角頭付きボルト、四角頭付きボルト、丸頭付きボルト、六角穴付きボルト、四角穴付きボルト、Ｔ頭付きボルト等の各種ボルトの防食用として使用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図３は、本発明に係る防食用キャップ１の第１参考例を示している。なお、この第１参考例の防食用キャップ１は、六角頭付きボルトを防食対象材２とするものであって、且つ、このボルトに対する装着部位をボルト頭部側の端部３としている。
この防食用キャップ１は、犠牲部材４と絶縁部材５とを有している。
【００１２】
犠牲部材４は、防食対象材２よりもイオン化傾向の大きな金属材を素材として形成されている。防食対象材２を鉄製とした場合、コスト面、加工面、入手の容易性等を考慮すれば、亜鉛やマグネシウム等が好適であるが、その他の素材を用いることも可能である。言うまでもなく、防食対象材２が鉄以外である場合には、犠牲部材４としての適用可能範囲も自ずと変更される。
この犠牲部材４の形状は、図例では丸棒状としている。しかし、これは特に限定されるものではなく、防食対象材２に対する取り付け易さや防食効果の作用期間等を考慮してその形状や大きさ等を決定すればよい。
【００１３】
絶縁部材５は、両端開放の筒型（図例では円筒形）をした外嵌部７と、この外嵌部７の一端側へ犠牲部材４を挿入させた状態で、この外嵌部７の内周面と犠牲部材４の外周面との周間を埋めるように設けられる充填材８とを有している。
従って、この絶縁部材５において、外嵌部７の内部には円柱形の装着用凹部７ａが形成されており、これによって全体がキャップ形状を呈していることになる。そして、このキャップ形状の内部中心部において上記した犠牲部材４を貫通保持する構造になっているため、装着用凹部７ａの奥底面には、犠牲部材４における一方の端面４ａが露出していることになる。
【００１４】
外嵌部７及び充填材８の形成素材には、非導通性のものが用いられていることは勿論である。そして、特に外嵌部７の形成素材には、ポリエチレン等、適度な弾性と可撓性とを有したものが用いられている。
この場合、外嵌部７の大きさは、常態ではその内径が防食対象材２における装着側の端部３よりもやや径小とされているが、拡径させることによってこの端部３へ外嵌させることができる程度の寸法に形成されている。
また、外嵌部７は、それ全体をポリエチレン等の樹脂で構成するだけでなく、バネ鋼等の金属筒よりなる芯材の表面に絶縁塗料を塗布することによって構成することもできる。この場合、芯材がバネ鋼等の金属筒よりなるので、外嵌部７がポリエチレン等の樹脂だけで構成されている場合に比べて弾性変形しやすくなり、防食対象材２の端部３に対する固定力を高めることができる。
【００１５】
上記充填材８においても、例えばエポキシ系のパテ等、ある程度、可撓性ないし柔軟性を有した素材を用いるのが好適である。
このような構成の防食用キャップ１では、絶縁部材５における外嵌部７の開口側を防食対象材２の端部３へ当て付け、押圧するようにして、拡径方向に弾性変形させつつ無理嵌め状に外嵌させる。そして、防食対象材２における端部３の軸端面３ａ（防食対象材２の軸方向における端面）に対し、絶縁部材５の装着用凹部７ａ内で露出状態にある犠牲部材４の端面４ａを当接させる。
【００１６】
なお、この種、防食対象材２では、防錆処理として全体が塗装されていることがあるため、この場合には、防食用キャップ１の装着に際して予め、防食対象材２における軸端面３ａの塗装を剥がしておく必要がある。
このような防食対象材２に対する防食用キャップ１の装着は、絶縁部材５の外嵌部７が可撓性素材であることから、容易且つ迅速に行えるものである。なお、防食用キャップ１の交換時や防食対象材２の操作時等にあって、防食対象材２から防食用キャップ１を外すときにも、簡単に行えるものである。
【００１７】
このような防食用キャップ１の装着状態では、犠牲部材４における端面４ａまわりと、防食対象材２における軸端面３ａまわりの軸方向外周部３ｂとにまたがって、連続したかたちで、絶縁部材５（外嵌部７）が被覆するようになる（即ち、犠牲部材４と防食対象材２との突き合わせ部分まわりを絶縁部材５が取り囲んでいる）ので、犠牲部材４と防食対象材２とが導通接触する接合部は露出しない状態になる。
しかも、絶縁部材５の外嵌部７に可撓性があるため、この外嵌部７が防食対象材２の軸方向外周部３ｂに対してフィットし、高い密着性が得られる状態になる。
【００１８】
このようなことから、この接合部や防食対象材２の軸方向外周部３ｂでの電解腐食は防止され、結果として電解腐食は、犠牲部材４の他端部４ｂ側でのみ生じるようになる。
図４は、本発明に係る防食用キャップ１の第２参考例を示している。
この第２参考例では、絶縁部材５の外嵌部７を六角形の角筒としてあり、防食対象材２への装着時に、その軸方向外周部３ｂに対するフィット性を一層高めたものである。従って、この第２参考例では、外嵌部７の形成素材として、弾性や可撓性のやや低いものを用いることも可能になる。
【００１９】
このように、例えば防食対象材２が六角孔付きボルトであるような場合（ボルト頭部が円柱形）では、絶縁部材５の外嵌部７を円筒形とするといったかたちで、絶縁部材５の外嵌部７を、防食対象材２における装着側の端部３に即した形状に種々、変更すればよいものである。
図５は、本発明に係る防食用キャップ１の第３参考例を示している。
この第３参考例では、絶縁部材５の外嵌部７に対し、その周壁の一部に軸方向へ通り抜けるスリット１０を設けてある。そのため、このスリット１０を拡縮させることに伴う内径の拡縮が可能となっている。
【００２０】
このようなことから、この第３参考例では、外嵌部７の形成素材として、硬質系の樹脂材やゴム材等を用いることも可能になる。なお、図例では、この外嵌部７が円筒形であるものを示しているが、第２参考例（図４）のような六角形の角筒とすることも可能である。
図６は、本発明に係る防食用キャップ１の第４参考例を示している。
この第４参考例でも、絶縁部材５の外嵌部７に対し、その周壁の一部に軸方向に長い切欠１１を設けたものであるが、この切欠１１は、軸方向へ通り抜けてはいない点で、第３参考例（図５）とは異なっている。
【００２１】
図７は、本発明に係る防食用キャップ１の第５参考例を示している。
この第５参考例では、絶縁部材５の外嵌部７が半割れ可能になっており、互いにダボピン１２とダボ孔１３とによって係脱自在になっている。
図８は、本発明に係る防食用キャップ１の実施形態を示している。
この実施形態では、絶縁部材５において、上記各参考例では充填材８に相当していた部分を、内鍔１５として外嵌部７へ一体形成させたものとなっており、これに対して犠牲部材４には、内鍔１５に係合可能となる外鍔１６が設けられている。従って、犠牲部材４は、絶縁部材５に対してその装着用凹部７ａ側から差し込み保持されるようになっている。
【００２２】
図９は、本発明に係る防食用キャップ１の第６参考例を示している。
この第６参考例は、第１参考例（図１乃至図３）と略同じであるが、唯一、犠牲部材４の突出側の他端部４ｂに凹部１７が設けられている点が異なっている。
このような凹部１７を設けることで、犠牲部材４はその露出する表面積が拡大されることになり、それだけ犠牲部材４において誘発される腐食量が多くなる。そのため、結果として、防食対象材２に対する保護性を高めることができる。
図１０は、本発明に係る防食用キャップ１の第７参考例を示している。
【００２３】
この第７参考例では、防食対象材２がＴ頭ボルトよりなり、防食用キャップ１の外嵌部７はそのＴ頭ボルトの頭部３外周に嵌め込むことができるよう、断面ほぼ長円状に形成されている。
なお、犠牲部材４が充填材８を介して外嵌部７の一端側に固定されている点は、第１参考例の場合と同様である。
【００２４】
【実施例】
〔腐食試験１〕
図１１に示すように、防食対象材２として、ボルト２０にナット２１を螺合させた資料（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）を５本準備し、それぞれについて、条件を異ならせた状態で腐食溶液中に浸漬させ、所定時間経過後の腐食減量を調べる腐食試験を行った。
Ｎｏ．１の資料は、ボルト２０及びナット２１のみである。即ち、防食対象材２に対して、何ら防食の措置を採らなかった場合に相当する。
【００２５】
Ｎｏ．２の資料は、ボルト２０に犠牲部材４を想定した亜鉛棒２２を取り付け、この亜鉛棒２２の外周面とボルト２０の外周面同士を銅線２３によって導通させたものである。即ち、防食対象材２に対して、従来の防食措置を施した場合に相当する。
Ｎｏ．３の資料は、銅線２３を設けない点を除き、Ｎｏ．２の資料と同じものである。即ち、防食対象材２に対して、本明細書で説明した第１参考例（図１〜図３）等を施した場合に相当する。
【００２６】
Ｎｏ．４の資料は、ボルト２０に犠牲部材４を想定した亜鉛棒２４を取り付け、この亜鉛棒２４の外周面とボルト２０の外周面同士を銅線２３によって導通させたものである。更に、亜鉛棒２４には、その突端側に表面積を拡大させるための凹部１７を設けている。即ち、従来の防食措置（Ｎｏ．２）に対し、凹部１７による腐食促進措置を加えた比較例に相当する。
Ｎｏ．５の資料は、銅線２３を設けない点を除き、Ｎｏ．４の資料と同じものである。即ち、防食対象材２に対して、本明細書で説明した第６参考例（図９参照）を施した場合に相当する。
【００２７】
なお、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５の資料において、ボルト２０に対する亜鉛棒２２，２４の取り付けは、ボルト２０の先端に設けたねじ孔に亜鉛棒２２，２４に一体に突設した雄ねじ部ダボピン２５を螺合することによって行った。
また、腐食溶液には、０．２５Ｗｔ％のＮａＣｌ、及び０．２５Ｗｔ％のＮａＳＯ4 を含んだ酢酸水溶液（ＰＨ３．００）を用いた。
腐食減量の測定は、１２０時間、２４０時間、３１２時間、３８４時間、５０５時間、６６８時間の計６回の経過時点で行った。試験時の室温は８℃〜２５℃であった。
【００２８】
腐食減量の測定を表１に示す。
【００２９】
【表１】
0004195742.tif 000002
【００３０】
この表１から明らかなように、本明細書で説明した第１参考例に相当するＮｏ．３はＮｏ．２と比べて亜鉛棒２２の減量が著しく、それだけボルト２０を電解腐食から保護していることが判る。
また、本明細書で説明した第６参考例に相当するＮｏ．５と、これに対する比較例であるＮｏ．４とにおいても、Ｎｏ．５での亜鉛棒２４の減量が著しいことが一目瞭然である。
上記減量測定の結果から判るように、ボルト２０の端面だけに導通接触しているＮｏ．３及びＮｏ．５の方が、ボルト２０の他の部分とも導通接触しているＮｏ．２及びＮｏ．４の場合よりも亜鉛棒２２の腐食量が大きくなる。
【００３１】
従って、防食対象材２と犠牲部材４との接合部まわりを絶縁部材５（外嵌部７）によって被覆すれば、犠牲部材４が防食対象材２の端面だけに導通接触され、防食対象材２に対する防食効果を増大させることができる。
一方、図１１に示すように、６６８時間経過してから取り出した試験後の亜鉛棒２２の形状を対比すると、Ｎｏ．２の亜鉛棒２２は、主にボルト２０との接合部付近に腐食Ｒが発生しているのに対して、Ｎｏ．３の亜鉛棒２２では、ボルト２０と反対側の端面から腐食Ｒが発生していることが認められた。
【００３２】
更に、Ｎｏ．４の亜鉛棒２４では、亜鉛棒２４の雄ねじ部ダボピン２５が瓢箪形に変形するほどボルト２０との接合部付近に腐食が集中しているのに対して、Ｎｏ．５の亜鉛棒２４では、Ｎｏ．３の場合と同様にボルト２０と反対側の端面から腐食Ｒが発生し、雄ねじ部ダボピン２５の変形が発生するような酷い腐食は認められなかった。
上記試験後の亜鉛棒２２の観察結果から明らかなように、亜鉛棒２２をボルト２０の端面だけに導通接触させて固定すると、他の部分でも導通接触させる場合に比べて、亜鉛棒２２の反ボルト２０側からの腐食が促進され、ボルト２０に対する接合部分に腐食が集中することに伴う犠牲機能の低下を防止することができる。
【００３３】
〔腐食試験２〕
本明細書で説明した実施形態等において、腐食溶液中に浸漬させ、所定時間経過後の腐食減量を調べることで、発明の効果を確認するための腐食試験を行った。
犠牲部材４は亜鉛製のものとした。
また、防食対象材２として用いた六角頭付きボルトは、鋳鉄製の直径２０ｍｍのもので、防錆処理のための塗装が施されたものとした。勿論、犠牲部材４の端面４ａと当接させる軸端面３ａは、塗装を剥がした。
【００３４】
腐食溶液には、０．２５Ｗｔ％のＮａＣｌ、及び０．２５Ｗｔ％のＮａＳＯ4を含んだ酢酸水溶液（ＰＨ３．００）を用いた。
腐食減量の測定は、１６３時間、２８０時間、４４２時間、５４２時間の計４回の経過時点で行った。
試験時の水溶液温度は２５℃であった。
腐食減量の測定結果を表２及び図１２に示す。
【００３５】
【表２】
0004195742.tif 000003
【００３６】
これら表２及び図１２から明らかなように、防食対象材２における減量は、防食用キャップ１の減量に比べれば微量であり、その防食効果が確認されているものである。
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、犠牲部材４の形状、大きさ、材質や、絶縁部材５の形状、大きさ、材質、及び犠牲部材４と絶縁部材５との結合構造、防食用キャップ１を防食対象材２へ取り付ける構造等々、実施の形態に応じて適宜変更可能である。
【００３７】
また、防食対象材２では、防食用キャップ１の装着側をボルト端部側とすることも可能であるし、防食対象材２自体、他の形体をしたボルトや、それ以外の棒状材、或いはナットにする等、特に限定されるものではない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、防食対象材への装着時において、犠牲部材と防食対象材とを導通接触させている接合部まわりが絶縁部材で取り囲まれ、この接合部での電解腐食が有効に防止されるので、電解腐食が犠牲部材の主として他端部側で生じるようになり、防食対象材に対する防食作用を長期にわたり持続でき、犠牲部材の有効利用を図ることができる。
また、本発明によれば、絶縁部材に可撓性材料を用いることで、この防食用キャップを防食対象材に対して着脱するのが容易且つ迅速に行えることになる。
【００３９】
更に、犠牲部材に凹部を設ければ、それだけ腐食量を多くでき、防食対象材に対する保護性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る防食用キャップの第１参考例を示す側断面図である。
【図２】  第１参考例の防食用キャップにおける使用状況を一部破砕して示す側面図である。
【図３】  第１参考例の防食用キャップを分解して示す斜視図である。
【図４】  本発明に係る防食用キャップの第２参考例を分解して示す斜視図である。
【図５】  本発明に係る防食用キャップの第３参考例を分解して示す斜視図である。
【図６】  本発明に係る防食用キャップの第４参考例を分解して示す斜視図である。
【図７】  本発明に係る防食用キャップの第５参考例を分解して示す斜視図である。
【図８】  本発明に係る防食用キャップの実施形態を示す側断面図である。
【図９】  本発明に係る防食用キャップの第６参考例を示す側断面図である。
【図１０】  （ａ）は本発明に係る防食用キャップの第７参考例を示す側断面図であり、（ｂ）は同防食用キャップの平面図である。
【図１１】  腐食試験１において用いた資料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５と試験後の亜鉛棒の形状を示した図である。
【図１２】  腐食試験２の測定結果を示す折れ線グラフである。
【符号の説明】
１      防食用キャップ
２      防食対象材
３      防食対象材の端部
３ａ    防食対象材の軸端面（防食対象材の軸方向における端面）
３ｂ    防食対象材の軸方向外周部
４      犠牲部材
４ａ    犠牲部材の端面
５      絶縁部材
１７      凹部
【図１】
0004195742.tif 000004
【図２】
0004195742.tif 000005
【図３】
0004195742.tif 000006
【図４】
0004195742.tif 000007
【図５】
0004195742.tif 000008
【図６】
0004195742.tif 000009
【図７】
0004195742.tif 000010
【図８】
0004195742.tif 000011
【図９】
0004195742.tif 000012
【図１０】
0004195742.tif 000013
【図１１】
0004195742.tif 000014
【図１２】
0004195742.tif 000015