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ボルトについて考える
バイクのエンジン回りは高熱や湿気、油、ダストなどにさらされた過酷な環境。

そんなエンジンには多数のボルトやナットが使用されている。
ここしばらく、そんなボルトについて考えていた。

※尚、本記事は机上調査の結果をまとめたもので実験や研究による裏付けはしておりません。内容についての保証は致しかねますので、ご了承ください。



バイクのエンジンは主にアルミでできているが、当然、一体形成では出来ないので、あちこちがボルト止めされている。
メーカーが製造した状態のまま、何一つ変えることなく使い続ければいいのかもしれないけど、マフラーを替えたりと、部品を替えたときに固定用のボルトも標準品ではなくなることが多い。
そんなケースでよく使われるのがステンレスボルト。

ステンレスはその名の通り、ほとんど錆びない(実際はクロムが表面に不動態を形成して酸化が内部に進行しないだけ。チタンやアルミも同様。)うえに丈夫で、価格も比較的安く、入手しやすい。
ボルト単体で見ると、ステンレスボルトは非常に魅力的なんだけど、アルミエンジンで使用する場合には問題がある。

それは「電食(電蝕)」や「異種金属接触腐食」、「ガルバニック腐食」と呼ばれるもの。

僕もステンレスのシンクに缶詰の空き缶を放置していたら、いつの間にか真っ赤に錆びていた、という経験があるクチで、これは電食による急激な腐食の一例だそうだ。ステンレスと鉄、という種類の異なる金属が接し、その間に水分が入り込むことで電気的な金属の腐食が発生する。

金属には「イオン化傾向」という性質があり、金属元素によってその度合いが異なる。2種類のイオン化傾向が異なる金属に水分(電解液)が加わることで「ボルタ電池」が成り立ち、イオン化傾向の強い金属の原子から電子が失われてどんどん腐食してしまう、という現象。

←イオン化傾向 大
K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
かそう か な ま あ あ て に する な ひ ど す ぎる しゃっ きん

話しを戻すと、アルミ(Al)はイオン化傾向が強く、電位が低くて錆びやすい金属、ステンレスは電位が高くて錆びにくい金属。この2者を電解液となるものを介して接触させていると、アルミがどんどん腐食してしまう。

特に、エンジンのように高熱になったり冷えたり、乾いたり湿ったり、の変化が激しい場所では腐食の進行も速い。マフラーのフランジボルトの場合、アルミ製のシリンダーヘッド側のネジ穴が腐食してボルトに固着(カジり付き)、普通に回して抜くことが出来なくなるばかりでなく、ボルトがもげたりすると大変なことになる。

ということで、ステンレスボルトを使いつつ簡単にできる対処は、ボルトにスレッドコンパウンドや耐熱グリースと言われる潤滑剤を塗って固着を防止する方法である。

または、亜鉛めっきのスチールボルトを使うこと。
鉄(Fe)は錆びやすいので、ボルトなどの部品には何らかの表面処理がされていることが多く、亜鉛(Zn)やクロム(Cr)などを使っためっきがその一種。ほか、塗装など。
見た目の美しさが求められない場合には亜鉛めっきが採用されていることが多いが、この亜鉛がミソ。
亜鉛めっきされたボルトを使用すると、亜鉛が犠牲陽極となり、アルミが腐食するより前に亜鉛が崩壊し、鉄が露出する前にボルトを交換することでエンジン側の腐食が防げるらしい。

イオン化傾向の大きい金属の表面積が、イオン化傾向の小さい金属の表面積に比べて相当大きい場合は電食の影響が小さくなるなどの要素もあるが、長期間の使用ではやはり意識しておいたほうがよさそうだ。

以上がボルトについて調べたこと。

ということで、ステンレス製のマフラーフランジボルト、耐熱グリースでカジり付き対策していたけど、スチールの皿バネが異様に錆びていたのに危機感を感じたので、スチールボルトに交換してみることにした。

が、ホームセンターで入手できたのは鉄素地(黒いのは酸化膜?)のものだけ。
ステンレス素地よりマシかもしれないけど、亜鉛めっきが無いので多分、錆びやすい。
耐熱グリースを塗って締め込み、様子を観察することにしたい。
c0147448_18444180.jpg
耐熱グリースを塗ってるからか、エンジンの振動や熱などでけっこうゆるむ。
c0147448_18464041.jpg
ちなみに、下の写真は標準ボルト。M8×40で、サイクロンで使用しているものより10ミリ長いので使えないが、この標準ボルトは緑色クロメートで、亜鉛めっきの中では最も防錆力が強いもの。特に、バイクでは至るところに使われている。

やはり、メーカーはボルト1本についても最良のものを選択をしている、ということだ。
c0147448_18504019.jpg

by group-a | 2009-10-17 19:08 | GSX1100Sカタナ | Comments(4)
Commented by がみ at 2010-04-27 12:50 x
ぐぐっていて、HPを見つけました。すごくためになります。
なかなか、いい話を教えていただきました。私も純正のボルトにもどそうかと・・・
Commented by group-a at 2010-04-27 23:41
コメントありがとうございます。
エラそうに書いてますが、いろんなサイトで調べたことの受け売りでお恥ずかしい限りです。

カジリつきは厄介ですが、グリースでだいたいは回避できるようです。
エキゾースト周りなどの条件の厳しいところは、やはり材質から気にかけておいたほうが、長い目で見るといいのかもしれないですね。
Commented by べんぞ〜 at 2016-06-11 06:30 x
はじめまして。
K型ウルフのレストア中です。
参考にさせていただいてます。
フランジボルト・ナットですが、
私はスタッドボルトにADS材、
ナットにS35C材を、
四三酸化皮膜処理してつかってます。
モリブデンコートもしてみました。
まだ実験段階ですか、
めっきせずに済むならいいなぁ、
と思ってやってます(^^;;
Commented by group-a at 2016-06-11 10:15
べんぞ~さん、コメントありがとうございます
材質からこだわって使っていらっしゃるんですね。

最近は純正部品でも表面処理がRoHSなんかの関係でサビに強い表面処理が出来なくなって、防錆性能が著しく悪くなりました。
カジリのリスクが高いステンも、THCやなんかのグリス併用で大丈夫なんじゃないか?って最近は思い始めました(笑)。

けど、こういう細かいこだわりもまた楽しいものですよね!
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