JP2021131145A - bolt - Google Patents

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勇人 河内
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Abstract

To provide a bolt of which fastening state can be readily checked.SOLUTION: A bolt 20 includes: a shank 21A; and a head 21B provided in one end of the shank 21A and formed with a recess part 21c, where a structural color part 22 for providing a structural color is provided in a bottom part 21d of the recess part 21c.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、ボルトに関する。 This disclosure relates to bolts.

歪みゲージがボルト頭部の凹部に装着され、当該歪みゲージにより、ボルトの締付けおよびボルトのゆるみを検出するボルトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 A strain gauge is attached to a recess of a bolt head, and a bolt that detects tightening of a bolt and loosening of a bolt by the strain gauge has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開２００２−２３６０６４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-236064.

上記のボルトでは、歪みゲージの配線に所定の電圧を印加して出力電圧を測定し、その電圧値に基づき、ボルトが緩んでいるか否かを判断している。このように、ボルトの締結状態を検出するために電圧を印加する必要があるため、ボルトの締結状態の確認に手間がかかり、容易に確認することができない。 With the above bolt, a predetermined voltage is applied to the wiring of the strain gauge to measure the output voltage, and it is determined whether or not the bolt is loose based on the voltage value. As described above, since it is necessary to apply a voltage to detect the bolted state, it takes time and effort to check the bolted state, and it cannot be easily confirmed.

そこで本開示は、締結状態を容易に確認可能なボルトを提供することを目的の一つとする。 Therefore, one of the purposes of the present disclosure is to provide a bolt whose fastening state can be easily confirmed.

上記目的を解決するために、本開示の一態様であるボルトは、シャンクと、前記シャンクの一端に設けられ、凹部が形成されたヘッドと、前記凹部の底部に設けられ、構造色を呈する構造色部とを備える。 In order to solve the above object, a bolt according to one aspect of the present disclosure is provided in a shank, a head provided at one end of the shank and having a recess formed therein, and a structure provided at the bottom of the recess and exhibiting a structural color. It has a color part.

前記構造色部の前記シャンクに対する反対側には、前記シャンクの軸方向にのみ可視光を透過させる第１光学フィルタが設けられてもよい。 A first optical filter that transmits visible light only in the axial direction of the shank may be provided on the opposite side of the structural color portion with respect to the shank.

前記構造色部の前記シャンクに対する反対側には、所定の波長範囲の可視光のみを透過させる第２光学フィルタが設けられてもよい。 A second optical filter that transmits only visible light in a predetermined wavelength range may be provided on the opposite side of the structural color portion with respect to the shank.

前記ヘッドには、前記凹部に連通し、前記シャンクの軸を挟むように一対のスリットが形成されてもよい。 A pair of slits may be formed in the head so as to communicate with the recess and sandwich the shaft of the shank.

前記構造色部は、構造色を呈するシート状部材であり、前記シート状部材は、前記凹部の底部に形成された収容凹部に設けられてもよい。 The structural color portion is a sheet-like member exhibiting a structural color, and the sheet-like member may be provided in a storage recess formed at the bottom of the recess.

本開示によれば、締結状態を容易に確認可能なボルトを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a bolt whose fastening state can be easily confirmed.

実施形態に係る流体制御装置の平面図である。It is a top view of the fluid control device which concerns on embodiment. （ａ）はボルトの斜視図、（ｂ）はボルトの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿ったボルトの断面図である。(A) is a perspective view of the bolt, (b) is a plan view of the bolt, and (c) is a cross-sectional view of the bolt along the CC line of (b). ボルトの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a bolt. （ａ）は変形例に係るボルトの斜視図、（ｂ）は変形例に係るボルトの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿ったボルトの断面図である。(A) is a perspective view of the bolt according to the modified example, (b) is a plan view of the bolt according to the modified example, and (c) is a cross-sectional view of the bolt along the CC line of (b). 変形例に係るボルトの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the bolt which concerns on the modification. 変形例に係るボルトの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the bolt which concerns on the modification.

本開示の一実施形態に係るボルト２０が設けられた流体制御装置１について、図面を参照して説明する。 The fluid control device 1 provided with the bolt 20 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態に係る流体制御装置１の平面図である。 FIG. 1 is a plan view of the fluid control device 1 according to the present embodiment.

図１に示すように、流体制御装置１は、ベース２と、複数のガスライン１０とを備える。 As shown in FIG. 1, the fluid control device 1 includes a base 2 and a plurality of gas lines 10.

ベース２は、鋼材等により構成され、平板状をなしている。ベース２には、図示せぬ複数のボルト螺合孔が形成されている。各ガスライン１０には、例えば可燃性ガスまたは支燃性ガスが流される。各ガスライン１０の構成は同じであるので、以下では複数のガスライン１０のうちの一つのガスライン１０についてのみ説明を行う。 The base 2 is made of a steel material or the like and has a flat plate shape. A plurality of bolt screw holes (not shown) are formed in the base 2. For example, a flammable gas or a flammable gas is flowed through each gas line 10. Since the configuration of each gas line 10 is the same, only one of the plurality of gas lines 10 will be described below.

各ガスライン１０は、複数の継手１１と、複数の流体制御機器１２〜１８と、複数のボルト２０とを備える。なお、図の簡略化のために、複数のボルト２０については、一つのボルト２０にのみ参照番号を付している。 Each gas line 10 includes a plurality of joints 11, a plurality of fluid control devices 12 to 18, and a plurality of bolts 20. For the sake of simplification of the figure, only one bolt 20 is given a reference number for the plurality of bolts 20.

複数の継手１１は、ガスライン１０の長手方向に沿って一列に並ぶように配置され、図示せぬボルト螺合孔に図示せぬボルトが螺合されることによりベース２に対し固定されている。継手１１は、略直方体形状をなし、略Ｖ字状の流路が形成されている。なお、最上流側の継手１１は、図示せぬ入口配管に接続され、最下流側の継手１１は、図示せぬ出口配管に接続される。 The plurality of joints 11 are arranged so as to be lined up in a row along the longitudinal direction of the gas line 10, and are fixed to the base 2 by screwing a bolt (not shown) into a bolt screw hole (not shown). .. The joint 11 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a substantially V-shaped flow path is formed. The uppermost flow side joint 11 is connected to an inlet pipe (not shown), and the most downstream side joint 11 is connected to an outlet pipe (not shown).

複数の流体制御機器１２〜１８は、手動弁であるバルブ１２と、レギュレータ（減圧弁）１３と、圧力計１４と、自動弁（例えば流体駆動式の自動弁）であるバルブ１５、１７，１８と、流量制御機器（例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ））１６とにより構成されている。各流体制御機器１２〜１８は、ボルト２０が継手１１に螺合されることにより、対応する継手１１に固定されている。 The plurality of fluid control devices 12 to 18 include a valve 12 which is a manual valve, a regulator (pressure reducing valve) 13, a pressure gauge 14, and valves 15, 17, 18 which are automatic valves (for example, a fluid-driven automatic valve). And a flow rate control device (for example, a mass flow controller (MFC: Mass Flow Controller)) 16. Each of the fluid control devices 12 to 18 is fixed to the corresponding joint 11 by screwing the bolt 20 into the joint 11.

次に、ボルト２０について詳細に説明する。 Next, the bolt 20 will be described in detail.

図２の（ａ）はボルト２０の斜視図、（ｂ）はボルト２０の平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿ったボルト２０の断面図である。
図３は、ボルト２０の分解斜視図である。 FIG. 2A is a perspective view of the bolt 20, FIG. 2B is a plan view of the bolt 20, and FIG. 2C is a cross-sectional view of the bolt 20 along the line CC of FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the bolt 20.

ボルト２０は、ボルト本体２１と、構造色部２２と、第１光学フィルタ２３とを備える。 The bolt 20 includes a bolt body 21, a structural color portion 22, and a first optical filter 23.

ボルト本体２１は、鋼材等からなり、円柱状のシャンク２１Ａと、シャンク２１Ａの一端に設けられたヘッド２１Ｂとを備える。シャンク２１Ａの他端側には、図示せぬ雄ねじ部が形成されている。ヘッド２１Ｂには、６角柱状の凹部２１ｃが形成されている。ヘッド２１Ｂの凹部２１ｃを画成する底部２１ｄには、収容凹部２１ｅが形成されている。 The bolt body 21 is made of a steel material or the like, and includes a columnar shank 21A and a head 21B provided at one end of the shank 21A. A male screw portion (not shown) is formed on the other end side of the shank 21A. The head 21B is formed with a hexagonal columnar recess 21c. A housing recess 21e is formed in the bottom portion 21d that defines the recess 21c of the head 21B.

構造色部２２は、本実施形態では、構造色を呈する円板状の樹脂製のシートにより構成され、収容凹部２１ｅに張り付けられている。当該樹脂製のシートは、例えば、弾力性のあるシリコンゴムシート中に、可視光の波長と同様またはそれより小さいサイズの均一粒径のコロイド粒子を可視光の波長程度に周期的に配列させた構成（コロイド結晶）である。構造色部２２は、外力を受けて変形することにより、コロイド粒子の配列周期が変化する。このため、ブラッグ回折の波長が変化し、構造色部２２が呈する色も変化する。なお、構造色部２２が呈する色は、見る角度に依存し、見る角度が異なると色も異なる。コロイド粒子としては、ポリスチレン粒子、ＰＭＭＡ粒子およびシリカ粒子等が挙げられる。 In the present embodiment, the structural color portion 22 is formed of a disk-shaped resin sheet exhibiting a structural color, and is attached to the accommodating recess 21e. In the resin sheet, for example, colloidal particles having a uniform particle size similar to or smaller than the wavelength of visible light are periodically arranged in an elastic silicon rubber sheet at about the wavelength of visible light. It is a composition (colloidal crystal). The structural color portion 22 is deformed by receiving an external force, so that the arrangement period of the colloidal particles changes. Therefore, the wavelength of Bragg diffraction changes, and the color exhibited by the structural color portion 22 also changes. The color exhibited by the structural color unit 22 depends on the viewing angle, and the color is different when the viewing angle is different. Examples of colloidal particles include polystyrene particles, PMMA particles, silica particles and the like.

なお、構造色とは、光の波長、またはそれ以下の規則正しい微細構造や回折格子構造等による干渉色や遊色現象、薄膜干渉や多層膜干渉による発色等、特別の色素によらず物理的構造に基づく光学現象による発色や光沢のことをいう。 The structural color is a physical structure that does not depend on a special dye, such as interference color or idle color phenomenon due to regular fine structure or diffraction grating structure of light wavelength or less, color development due to thin film interference or multilayer film interference, etc. It refers to the color development and gloss caused by the optical phenomenon based on.

第１光学フィルタ２３は、円板状をなし、その軸方向にのみ可視光を透過させる光学特性を有する。第１光学フィルタ２３は、例えばルーバーフィルムであり、視野角を制御するために設けられている。第１光学フィルタ２３は、構造色部２２に張り付けられている。よって、第１光学フィルタ２３は、シャンク２１Ａの軸方向にのみ可視光を透過させる。 The first optical filter 23 has a disk shape and has an optical characteristic of transmitting visible light only in the axial direction thereof. The first optical filter 23 is, for example, a louver film, and is provided to control the viewing angle. The first optical filter 23 is attached to the structural color portion 22. Therefore, the first optical filter 23 transmits visible light only in the axial direction of the shank 21A.

以上説明した本実施形態のボルト２０によれば、シャンク２１Ａと、シャンク２１Ａの一端に設けられ、凹部２１ｃが形成されたヘッド２１Ｂとを備え、凹部２１ｃの底部２１ｄには、構造色を呈する構造色部２２が設けられている。 According to the bolt 20 of the present embodiment described above, the shank 21A and the head 21B provided at one end of the shank 21A and formed with the recess 21c are provided, and the bottom portion 21d of the recess 21c has a structure exhibiting a structural color. A color portion 22 is provided.

ボルト２０が、各流体制御機器１２〜１８を継手１１に固定するために、継手１１に螺合された状態において、ボルト２０のヘッド２１Ｂは、各流体制御機器１２〜１８のボディを押圧する。この押圧により、ヘッド２１Ｂは、ボディから反力を受け、シャンク２１Ａに軸力が生じる。この軸力により、ヘッド２１Ｂがボディ側に引っ張られる。その結果、底部２１ｄ近傍へ応力が生じ、ヘッド２１Ｂ（特に底部２１ｄ）が歪む。底部２１ｄに生じた歪みによって、構造色部２２が変形し、構造色部２２が呈する色は変化する。 The head 21B of the bolt 20 presses the body of each of the fluid control devices 12 to 18 in a state where the bolt 20 is screwed into the joint 11 in order to fix the fluid control devices 12 to 18 to the joint 11. By this pressing, the head 21B receives a reaction force from the body, and an axial force is generated in the shank 21A. This axial force pulls the head 21B toward the body. As a result, stress is generated in the vicinity of the bottom portion 21d, and the head 21B (particularly the bottom portion 21d) is distorted. Due to the distortion generated in the bottom portion 21d, the structural color portion 22 is deformed, and the color exhibited by the structural color portion 22 changes.

例えば、構造色部２２に対し負荷がかかっていない状態で、構造色部２２をシャンク２１Ａの軸方向から見た時の構造色部２２の色が緑色、ボルト２０を継手１１に螺合させシャンク２１Ａに所望の軸力が生じている状態でヘッド２１Ｂの底部２１ｄの歪みによって変形した構造色部２２をシャンク２１Ａの軸方向から見た時の構造色部２２の色が赤色とする。この場合には、作業者がボルト２０の締結時に、構造色部２２をシャンク２１Ａの軸方向から見て、構造色部２２が赤色になっていることを確認することにより、ボルト２０が締結されたか否かを確認することができる。このように、本実施形態のボルト２０では、構造色部２２の色を視認するだけでボルト２０の締結状態が分かるので、ボルト２０の締結状態を容易に確認することができる。 For example, when the structural color portion 22 is viewed from the axial direction of the shank 21A in a state where no load is applied to the structural color portion 22, the color of the structural color portion 22 is green, and the bolt 20 is screwed into the joint 11 to make the shank. The color of the structural color portion 22 when the structural color portion 22 deformed by the distortion of the bottom portion 21d of the head 21B is viewed from the axial direction of the shank 21A in a state where a desired axial force is generated in the 21A is red. In this case, when the operator tightens the bolt 20, the structural color portion 22 is viewed from the axial direction of the shank 21A, and the bolt 20 is fastened by confirming that the structural color portion 22 is red. You can check if it is. As described above, in the bolt 20 of the present embodiment, the tightened state of the bolt 20 can be known only by visually recognizing the color of the structural color portion 22, so that the fastened state of the bolt 20 can be easily confirmed.

なお、底部２１ｄは全体が一様に歪むとは限らないので、底部２１ｄの一部（例えば周縁部）が歪み、構造色部２２の対応する部分の色が変化しているのを確認するようにしてもよい。 Since the entire bottom portion 21d is not always distorted uniformly, it is necessary to confirm that a part of the bottom portion 21d (for example, the peripheral portion) is distorted and the color of the corresponding portion of the structural color portion 22 is changed. It may be.

構造色部２２のシャンク２１Ａに対する反対側には、シャンク２１Ａの軸方向にのみ可視光を透過させる第１光学フィルタ２３が設けられている。これにより、ヘッド２１Ｂの上側（シャンク２１Ａの軸方向）からしか、構造色部２２の色を確認することができなくなるので、角度依存性を有する構造色部２２の色を誤って認識するのを防止することができる。 On the opposite side of the structural color portion 22 with respect to the shank 21A, a first optical filter 23 that transmits visible light only in the axial direction of the shank 21A is provided. As a result, the color of the structural color portion 22 can be confirmed only from the upper side of the head 21B (the axial direction of the shank 21A), so that the color of the structural color portion 22 having an angle dependence is erroneously recognized. Can be prevented.

構造色部２２は、構造色を呈するシート状部材であり、凹部２１ｃの底部２１ｄに形成された収容凹部２１ｅに設けられている。このように、構造色部２２は、シート状部材であるので、容易にボルト本体２１に設けることができ、ボルト２０を容易に提供することができる。 The structural color portion 22 is a sheet-like member exhibiting a structural color, and is provided in a housing recess 21e formed in the bottom portion 21d of the recess 21c. As described above, since the structural color portion 22 is a sheet-like member, it can be easily provided on the bolt body 21, and the bolt 20 can be easily provided.

なお、本開示は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本開示の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。 The present disclosure is not limited to the above-described examples. A person skilled in the art can make various additions and changes within the scope of the present disclosure.

図４、５に示すボルト１２０のように、ヘッド２１Ｂに対し、凹部２１ｃに連通し、シャンク２１Ａの軸を挟むように一対のスリット２１ｆを形成してもよい。各スリット２１ｆの底面は、底部２１ｄと面一となるように形成されている。 Like the bolt 120 shown in FIGS. 4 and 5, a pair of slits 21f may be formed with respect to the head 21B so as to communicate with the recess 21c and sandwich the shaft of the shank 21A. The bottom surface of each slit 21f is formed so as to be flush with the bottom portion 21d.

かかるボルト１２０によれば、ヘッド２１Ｂにスリット２１ｆが形成されているので、ヘッド２１Ｂがより変形しやすくなる。よって、底部２１ｄの歪みをより大きくすることができる。その結果、構造色部２２のシャンク２１Ａの軸力の変化に対する感度を、より大きくすることができ、ボルト２０の締結状態をより的確に把握することができる。 According to the bolt 120, since the slit 21f is formed in the head 21B, the head 21B is more easily deformed. Therefore, the distortion of the bottom portion 21d can be further increased. As a result, the sensitivity of the structural color portion 22 to the change in the axial force of the shank 21A can be increased, and the fastened state of the bolt 20 can be grasped more accurately.

また、スリット２１ｆが形成されていることにより、スリット２１ｆを介して構造色部２２を視認可能であるが、第１光学フィルタ２３により、構造色部２２をヘッド２１Ｂの上側からしか、構造色部２２の色を確認することができないので、構造色部２２の色を誤って認識するのを防止することができる。 Further, since the slit 21f is formed, the structural color portion 22 can be visually recognized through the slit 21f, but the structural color portion 22 can be seen only from the upper side of the head 21B by the first optical filter 23. Since the color of 22 cannot be confirmed, it is possible to prevent the color of the structural color portion 22 from being erroneously recognized.

図６に示すボルト２２０のように、構造色部２２のシャンク２１Ａに対する反対側に、所定の波長範囲の可視光のみを透過させる第２光学フィルタ２４を設けてもよい。第２光学フィルタ２４は、バンドパスフィルタであり、例えば、赤色の波長（６２０〜７５０ｎｍ）の光のみを透過させる。 Like the bolt 220 shown in FIG. 6, a second optical filter 24 that transmits only visible light in a predetermined wavelength range may be provided on the opposite side of the structural color portion 22 with respect to the shank 21A. The second optical filter 24 is a bandpass filter, and for example, transmits only light having a red wavelength (620 to 750 nm).

かかるボルト２２０によれば、ボルト２０が所望の軸力で締結されているときに構造色部２２をシャンク２１Ａの軸方向から見た時の構造色部２２の色が赤色の場合に、作業者は赤色しか視認することができないので、構造色部２２の色を誤って認識するのを防止することができる。 According to the bolt 220, when the color of the structural color portion 22 when the structural color portion 22 is viewed from the axial direction of the shank 21A when the bolt 20 is fastened with a desired axial force is red, the operator Since only red color can be visually recognized, it is possible to prevent erroneous recognition of the color of the structural color portion 22.

また、第１光学フィルタ２３に代えて、第２光学フィルタ２４だけを設けてもよい。 Further, instead of the first optical filter 23, only the second optical filter 24 may be provided.

上記の実施形態では、構造色部２２は、構造色を呈する樹脂製のシートであったが、他の形態であってもよい。例えば、底部２１ｄの表面に、定の配列周期の微細な凹凸構造を形成して構造色部としてもよい。微細な凹凸構造は、例えば、レーザ加工により形成してもよい。また、構造色部２２は、微細な粒子を含む塗料を底部２１ｄに塗布して乾燥させることにより、当該粒子が規則的に配列されるものであってもよい。また、構造色部２２は、多層膜による干渉により構造色を呈する部材であってもよい。 In the above embodiment, the structural color portion 22 is a resin sheet exhibiting a structural color, but other forms may be used. For example, a fine uneven structure having a fixed arrangement period may be formed on the surface of the bottom portion 21d to form a structural color portion. The fine uneven structure may be formed by, for example, laser processing. Further, the structural color portion 22 may be one in which the particles are regularly arranged by applying a paint containing fine particles to the bottom portion 21d and drying the coating. Further, the structural color portion 22 may be a member that exhibits a structural color due to interference by the multilayer film.

２０：ボルト
２１Ａ：シャンク
２１Ｂ：ヘッド
２１ｃ：凹部
２１ｄ：底部
２１ｅ：収容凹部
２１ｆ：スリット
２２：構造色部
２３：第１光学フィルタ
２４：第２光学フィルタ 20: Bolt 21A: Shank 21B: Head 21c: Recess 21d: Bottom 21e: Containing recess 21f: Slit 22: Structural color part 23: First optical filter 24: Second optical filter

Claims (5)

シャンクと、
前記シャンクの一端に設けられ、凹部が形成されたヘッドと、
前記凹部の底部に設けられ、構造色を呈する構造色部と、を備えるボルト。 With a shank
A head provided at one end of the shank and having a recess formed therein
A bolt provided at the bottom of the recess and comprising a structural color portion that exhibits a structural color. 前記構造色部の前記シャンクに対する反対側には、前記シャンクの軸方向にのみ可視光を透過させる第１光学フィルタが設けられている、請求項１に記載のボルト。 The bolt according to claim 1, wherein a first optical filter that transmits visible light only in the axial direction of the shank is provided on the opposite side of the structural color portion with respect to the shank. 前記構造色部の前記シャンクに対する反対側には、所定の波長範囲の可視光のみを透過させる第２光学フィルタが設けられている、請求項１または請求項２に記載のボルト。 The bolt according to claim 1 or 2, wherein a second optical filter that transmits only visible light in a predetermined wavelength range is provided on the opposite side of the structural color portion with respect to the shank. 前記ヘッドには、前記凹部に連通し、前記シャンクの軸を挟むように一対のスリットが形成されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボルト。 The bolt according to any one of claims 1 to 3, wherein a pair of slits are formed in the head so as to communicate with the recess and sandwich the shaft of the shank. 前記構造色部は、構造色を呈するシート状部材であり、
前記シート状部材は、前記凹部の底部に形成された収容凹部に設けられている、請求項１または請求項２に記載のボルト。

The structural color portion is a sheet-like member exhibiting a structural color.
The bolt according to claim 1 or 2, wherein the sheet-shaped member is provided in a housing recess formed at the bottom of the recess.
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