JPH02118209A - ねじ固定具およびその製作方法 - Google Patents
ねじ固定具およびその製作方法Info
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- JPH02118209A JPH02118209A JP1177295A JP17729589A JPH02118209A JP H02118209 A JPH02118209 A JP H02118209A JP 1177295 A JP1177295 A JP 1177295A JP 17729589 A JP17729589 A JP 17729589A JP H02118209 A JPH02118209 A JP H02118209A
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
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- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
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- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
- F16B35/04—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
- F16B35/041—Specially-shaped shafts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はねじ固定具に関するものでオシ、更に詳しくい
えば、外ねじ部を有するボルトまたはスタッドおよびそ
のねじ固定具の製作方法に関するものである。
えば、外ねじ部を有するボルトまたはスタッドおよびそ
のねじ固定具の製作方法に関するものである。
〔従来の技術と発明が解決すべき課題〕ボルトが締付け
られて降伏すると、生じさせられる実際の固定荷重は材
料の強度と、実効応力面積と、ボルト内のねじれ応力と
に依存する。そのねじれ応力自体はねじ摩擦の関数であ
る。
られて降伏すると、生じさせられる実際の固定荷重は材
料の強度と、実効応力面積と、ボルト内のねじれ応力と
に依存する。そのねじれ応力自体はねじ摩擦の関数であ
る。
ＧＢ−Ａ−２１８７７９１に記載されているような既存
のボルトが用いられる場合に、降伏させるために締付け
により生じさせられる実際の固定荷重が、固定または一
緒に固定される部品を損傷することになる。たとえば、
シリンダヘッドをシリンダブロックに固定するためにボ
ルトが用いられたとすると、固定荷重が不十分であると
シリンダヘッドのガスケットが損傷を受ける結果となる
。
のボルトが用いられる場合に、降伏させるために締付け
により生じさせられる実際の固定荷重が、固定または一
緒に固定される部品を損傷することになる。たとえば、
シリンダヘッドをシリンダブロックに固定するためにボ
ルトが用いられたとすると、固定荷重が不十分であると
シリンダヘッドのガスケットが損傷を受ける結果となる
。
本発明の目的は、ボルトのようなねじ固定具が締付けら
れて降伏した時に生じさせられる固定荷重の変化を減少
させることである。
れて降伏した時に生じさせられる固定荷重の変化を減少
させることである。
本発明の１つの特徴によれば、外ねじ部と柄部を有する
部分を含むねじ固定具において、柄部には少くとも１つ
のほぼ円周方向の溝が形成され、その溝の深さは、それ
により発生される実効ストレス面積が外ねじ部の最小ス
トレス面積より狭いように、かつ、使用中に所定の加え
られた荷重で台溝の領域にねじ固定具の降伏が起るよう
なものであるねじ固定具が得られる。
部分を含むねじ固定具において、柄部には少くとも１つ
のほぼ円周方向の溝が形成され、その溝の深さは、それ
により発生される実効ストレス面積が外ねじ部の最小ス
トレス面積より狭いように、かつ、使用中に所定の加え
られた荷重で台溝の領域にねじ固定具の降伏が起るよう
なものであるねじ固定具が得られる。
溝の深さは、溝の底における柄部の直径が式％式％
Ｄは溝の底における直径ｈ）、
σは線の引張シ強度（Ｎ／ｍ”）、
Ｆは溝の領域において固定具の降伏を生じさせるために
必要な荷重、 Ｋは溝の形と、線の展進に用いる材料の種類および組成
に特有の応力集中係数の関数である定数、 である。
必要な荷重、 Ｋは溝の形と、線の展進に用いる材料の種類および組成
に特有の応力集中係数の関数である定数、 である。
定数には実験により容易に決定でき、発明的な努力を必
要としない。
要としない。
柄部に少くとも６つの円周方向溝を形成することが好ま
しい。
しい。
本発明の第２の特徴によれば、適切な材質の材料から適
切な直径の線を引く工程と、 そのよりにして形成した線の少くともある長さを試験し
てそれの引張シ強度を決定する工程と、製作されるねじ
固定具の希望の長さに従って線を適切な長さの素材に切
断する工程と、各前記素材の柄部にほぼ円周方向の溝を
少くとも１本形成する工程と、 を備え、その溝の深さは、それにより生じさせられた実
効応力面積は外ねじ部の最小実効応力面積より小さく、
かつ使用時に、加えられた所定の荷重で台溝の領域にね
じ固定具が固定させられるようなものであるねじ固定具
を製作する方法が得られる。
切な直径の線を引く工程と、 そのよりにして形成した線の少くともある長さを試験し
てそれの引張シ強度を決定する工程と、製作されるねじ
固定具の希望の長さに従って線を適切な長さの素材に切
断する工程と、各前記素材の柄部にほぼ円周方向の溝を
少くとも１本形成する工程と、 を備え、その溝の深さは、それにより生じさせられた実
効応力面積は外ねじ部の最小実効応力面積より小さく、
かつ使用時に、加えられた所定の荷重で台溝の領域にね
じ固定具が固定させられるようなものであるねじ固定具
を製作する方法が得られる。
線の長さを線の各端部から試験することが好ましい。
少くとも１本のほぼ円周方向の溝を外ねじ部と同時に形
成でき、または外ねじ部の形成前に、または形成後に形
成できる。
成でき、または外ねじ部の形成前に、または形成後に形
成できる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図と第２図は、柄部１２と頭部１４を有するボルト
１１の態様のねじ固定具を示す。柄部１２の一端部近く
に外ねじ部１３が形成される。柄部１２は他端部の頭部
１４により終端させられる。
１１の態様のねじ固定具を示す。柄部１２の一端部近く
に外ねじ部１３が形成される。柄部１２は他端部の頭部
１４により終端させられる。
柄部１２のうち、頭部１４との連結部へ向かう部分には
肋材部を生ずるためにいくつかの円周方向溝１５が形成
される。
肋材部を生ずるためにいくつかの円周方向溝１５が形成
される。
各円周方向溝１５の深さｒｄＪは、溝１５の領域内の柄
部１２の最小直径「Ｄ」が、ねじ部４３の領域内に最小
ねじ直径「Ｘ」により生じさせられる実効応力面積より
小さい実効ストレス面積を生ずるようなものである。実
際の寸法「Ｄ」は式により決定される。ここに、 Ｄ＝各台溝底における直径（ｍ）、 σ＝線の引張シ強度（Ｎ／ｎ／ ）、 Ｆ＝溝の領域内でボルトを降伏させるために必要な荷重
（Ｎ）、 Ｋ＝各台溝形と、線の製作に用いられる材料の種類およ
び組成に特有の応力集中係数の関数である定数、 である。
部１２の最小直径「Ｄ」が、ねじ部４３の領域内に最小
ねじ直径「Ｘ」により生じさせられる実効応力面積より
小さい実効ストレス面積を生ずるようなものである。実
際の寸法「Ｄ」は式により決定される。ここに、 Ｄ＝各台溝底における直径（ｍ）、 σ＝線の引張シ強度（Ｎ／ｎ／ ）、 Ｆ＝溝の領域内でボルトを降伏させるために必要な荷重
（Ｎ）、 Ｋ＝各台溝形と、線の製作に用いられる材料の種類およ
び組成に特有の応力集中係数の関数である定数、 である。
ボルトを製作する線の引張シ強度を測定することにより
、所定の固定力で降伏を生じさせるｒＤＪの適切な値を
決定することが可能である。
、所定の固定力で降伏を生じさせるｒＤＪの適切な値を
決定することが可能である。
したがって、材料の強度のわずかな変化を補償すること
により、そのボルトに弾性領域まで荷重を加えることに
より生ずる固定荷重の変化を減少させるととが可能であ
る。
により、そのボルトに弾性領域まで荷重を加えることに
より生ずる固定荷重の変化を減少させるととが可能であ
る。
本発明に従ってボルトを製作するためには、従来のねじ
固定具製作法をほんのわずかだけ修正することが求めら
れる。
固定具製作法をほんのわずかだけ修正することが求めら
れる。
主な製作工程は、炭素鋼のような適当な性質の材料から
適切な直径の線を引出し、その線の降伏時の引張シ強度
を決定するために線の短い長さを試験することを含む。
適切な直径の線を引出し、その線の降伏時の引張シ強度
を決定するために線の短い長さを試験することを含む。
試験により、線の強度が最低許容強度と最高許容強度の
間で変化すること、および単一キャスト（ｓｉｎｇｌｅ
ｃａｓｔ）からのある長さの線の降伏時の引張９強度
がはるかに狭い帯域に入ることが判明した。これが第３
図に示されている。第３図において、強度分布が許容強
度範囲内の狭い帯域により表わされている。引張シ強度
の試験は線の各端部からの試料を試験することによυ通
常行われる。
間で変化すること、および単一キャスト（ｓｉｎｇｌｅ
ｃａｓｔ）からのある長さの線の降伏時の引張９強度
がはるかに狭い帯域に入ることが判明した。これが第３
図に示されている。第３図において、強度分布が許容強
度範囲内の狭い帯域により表わされている。引張シ強度
の試験は線の各端部からの試料を試験することによυ通
常行われる。
それから、製作されるボルトの長さに従って線を適切な
長さの素材に切断し、それから各素材に適切なねじを圧
延で切る。そのねじ切シと同時に、またはねじ切シとは
別の工程で、溝１５を圧延で形成する。使用時に、適切
な荷重が加えられた時に溝の領域においてボルトを降伏
させる実効ストレス面積を生ずるために６溝の深さが制
御される。
長さの素材に切断し、それから各素材に適切なねじを圧
延で切る。そのねじ切シと同時に、またはねじ切シとは
別の工程で、溝１５を圧延で形成する。使用時に、適切
な荷重が加えられた時に溝の領域においてボルトを降伏
させる実効ストレス面積を生ずるために６溝の深さが制
御される。
形成する溝１５の数は重要ではないが、少くとも６本で
あることが好ましく、理想的にはできるだけ多く形成す
べきである。溝の数が増すとストレス破壊の危険が非常
に少くなシ、ボルトが固定された後でボルトを外す作業
中に溝の領域内で加工硬化が起るためにボルトを反復使
用できるようになる。溝の数を多くすると、全ての溝の
領域が加工硬化する前により多く除去でき、その結果と
して、溝の領域ではなくてねじの領域にそれ以上の降伏
が起る。
あることが好ましく、理想的にはできるだけ多く形成す
べきである。溝の数が増すとストレス破壊の危険が非常
に少くなシ、ボルトが固定された後でボルトを外す作業
中に溝の領域内で加工硬化が起るためにボルトを反復使
用できるようになる。溝の数を多くすると、全ての溝の
領域が加工硬化する前により多く除去でき、その結果と
して、溝の領域ではなくてねじの領域にそれ以上の降伏
が起る。
ボルトに溝を形成することによυねじ部に降伏が生ずる
ことなしにボルトを再使用できるようになるばかシでな
く、ボルトの全体の降伏強度をより厳しい限度内で制御
できる。第４図は荷重の増大に伴う線の伸びを示すグラ
フである。下側のカーブＡは最小許容降伏強度を有する
線の挙動を示し、上側のカーブＢは最高許容降伏強度を
有する線の挙動を示す。中間の破線カーブＣは、最小許
容降伏強度の近くまで線の降伏強度を低下させるように
、最高許容降伏強度を有する線にどのようにして溝を形
成することができるかを示すものである。溝を形成した
そのような線の降伏強度の分布も第３図に破線で示され
、それは平均強度を最低強度より高くすることを求めら
れる理由を説明するものである。
ことなしにボルトを再使用できるようになるばかシでな
く、ボルトの全体の降伏強度をより厳しい限度内で制御
できる。第４図は荷重の増大に伴う線の伸びを示すグラ
フである。下側のカーブＡは最小許容降伏強度を有する
線の挙動を示し、上側のカーブＢは最高許容降伏強度を
有する線の挙動を示す。中間の破線カーブＣは、最小許
容降伏強度の近くまで線の降伏強度を低下させるように
、最高許容降伏強度を有する線にどのようにして溝を形
成することができるかを示すものである。溝を形成した
そのような線の降伏強度の分布も第３図に破線で示され
、それは平均強度を最低強度より高くすることを求めら
れる理由を説明するものである。
各線群の強度を試験することにより線の平均強度を設定
することが可能で６シ、したがって、線の平均強度を破
線Ｃまで低下させるために、柄部の溝の最小直径「Ｄ」
を定めるために溝の深さｒｄＪを決定することが可能で
ある。このようにして線の降伏強度の許容誤差を小さく
でき、ボルトが締付けられて降伏する時に生ずる固定荷
重の変化を減少できる。
することが可能で６シ、したがって、線の平均強度を破
線Ｃまで低下させるために、柄部の溝の最小直径「Ｄ」
を定めるために溝の深さｒｄＪを決定することが可能で
ある。このようにして線の降伏強度の許容誤差を小さく
でき、ボルトが締付けられて降伏する時に生ずる固定荷
重の変化を減少できる。
第１図は本発明のねじ固定具すなわちボルトの側面図、
第２図は第１図の部分Ａの拡大図、第３図は単一キャス
トからの線の長さの全体的麦許容範囲内の強度分布を示
すグラフ、第４図は荷重の増大に伴う線の伸びを・示す
グラフである。 ｔ２−−−・柄部、１３・・・・外ねじ部、１４・・・
・頭部、１５・・・・溝。
第２図は第１図の部分Ａの拡大図、第３図は単一キャス
トからの線の長さの全体的麦許容範囲内の強度分布を示
すグラフ、第４図は荷重の増大に伴う線の伸びを・示す
グラフである。 ｔ２−−−・柄部、１３・・・・外ねじ部、１４・・・
・頭部、１５・・・・溝。
Claims (2)
- （１）外ねじ部（１３）と柄部（１２）を有する部分を
含むねじ固定具において、柄部には少くとも１つのほぼ
円周方向の溝（１５）が形成され、その溝の深さは、そ
れにより発生される実効応力面積が外ねじ部（１３）の
最小実効応力面積より狭いように、かつ使用中に所定の
加えられた荷重で各溝（１５）の領域にねじ固定具の降
伏が起るようなものであることを特徴とするねじ固定具
。 - （２）適当な材質の材料から適切な直径の線を引く工程
と、 そのよりにして形成した線の少くともある長さを試験し
てそれの引張り強度を決定する工程と、製作されるねじ
固定具の希望の長さに従つて線を適切な長さの素材に切
断する工程と、 各前記素材の一部に適切な外ねじ（１３）を切る工程と
、 各素材の柄部（１２）にほぼ円周方向の溝を少くとも１
本形成する工程と、 を備え、その溝の深さは、それにより生じさせられた実
効応力面積は外ねじ部の最小実効応力面積より小さく、
かつ使用時に、加えられた所定の荷重で各溝の領域にね
じ固定具が降伏させられるようなものであることを特徴
とするねじ固定具を製作する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8816444A GB2220721B (en) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | A method of making threaded fasteners |
| GB8816444.7 | 1988-07-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02118209A true JPH02118209A (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=10640236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1177295A Pending JPH02118209A (ja) | 1988-07-11 | 1989-07-11 | ねじ固定具およびその製作方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4941337A (ja) |
| EP (1) | EP0351111B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02118209A (ja) |
| DE (1) | DE68902196T2 (ja) |
| ES (1) | ES2034638T3 (ja) |
| GB (1) | GB2220721B (ja) |
Cited By (2)
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| CN105382488A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-03-09 | 强胜精密机械(苏州)有限公司 | 一种调谐自锁螺钉的制造方法 |
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- 1989-06-30 DE DE8989306665T patent/DE68902196T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-30 ES ES198989306665T patent/ES2034638T3/es not_active Expired - Lifetime
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- 1989-06-30 EP EP89306665A patent/EP0351111B1/en not_active Expired
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