JPH02278005A - 高強度ボルト - Google Patents
高強度ボルトInfo
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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
（産業上の利用分野）
この発明は、ねじ頭部と、首下アール部と１首下セレー
ション部と、不完全ねじ部と、完全ねじ部とを少なくと
も有し、前記首下セレーション部を被締結体の一部に圧
入し固定して被締結体を締結するのに利用される高強度
ボルトに関し、とくにボルト各部の浸炭表面硬さを制御
することにより、ボルトのひずみや曲り、耐遅れ破壊性
、ねじ部の疲労強度および耐かじり性を保ちつつ、被締
結体への固定力を向上させた高強度ボルトに関するもの
である。 （従来の技術） 従来の高強度ボルトとしては、例えば、第１図に示すよ
うなものがある。第１図に示す高強度ボルト１は、車両
のハブボルトの例であって、車両のホイールハブとホイ
ールとを締結するのに用いられるものである。一般に、
ハブボルトとして使用される高強度ボルト１は、ねじ頭
部１ａと、首下アール部１ｂと、首下セレーション部（
軸部）ＩＣと、不完全ねじ部１ｄと、完全ねじ部１ｅと
からなり、炭素鋼、Ｃｒ鋼、またはＣｒ−ＭＯ鋼等を浸
炭焼入れ焼戻し処理して製造される。 通常、ハブボルト（高強度ボルト１）は、その首下セレ
ーション部ＩＣをホイールハブに圧入して、ホイールハ
ブとハブボルトとの間で回転が生じてハブボルトのゆる
みが生じないように固定し、ホイールを締結する構造を
採っている。 したがって２従来のハブボルト（高強度ボルト１）では
、圧入時における首下セレーション部のりぶれを防止す
るため、焼入れ時において熱処理炉内のカーボンポテン
シャルを０．４５〜０．５０に調整することにより最表
面のみの浸炭を行い１表面硬さを内部硬さよりも上げる
ようにしている。また、最表面のみの浸炭は、完全ねじ
部１ｅの疲労強度を向上させ、ナツト締結時の完全ねじ
部１ｅにおけるかじりを防止する効果があるため、完全
ねじ部１ｅを含めて全体に行っている。なお、この種の
車両のホイールハブとホイールとの締結に関しては、ｒ
新編 自動車工学便覧く第５ ＠＞Ｊ 社団法人 自
動車技術会 昭 和５８年６月２０日２刷発行の第３−
２６頁〜第３−３３頁の「８．ホイール」に記載がある
。 （発明が解決しようとする課題） 近年、車両の高性能化に伴い、ホイールハブは疲労強度
向上のために高強度化の要望が強い、ところが、ホイー
ルハブを高硬度化した場合、従来のハブボルトの言下セ
レーション部ＩＣの表面硬度では圧入時にセレーション
山のつぶれによりホイールハブとハブボルトとの間での
固定力が失われ、ハブボルトが回転することによりハブ
ボルトの緩みが生じることがないとはいえないという課
題があった。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たものであって２ねじ頭部と、首下アール部と、首下セ
レーション部と、不完全ねじ部と、完全ねじ部とを少な
くとも有し、前記首下セレーシ富ン部を被締結体の一部
に圧入し固定して使用する構造のボルトにおいて、首下
セレーション部を被締結体に圧入するときにセレーショ
ン山のりぶれが生じがたく、シたがって被締結体とボル
トとの間で固定力が失われることがなく、ボルトが回転
することによりボルトの緩みを生ずることがない高強度
ボルトを提供することを目的としている。
ション部と、不完全ねじ部と、完全ねじ部とを少なくと
も有し、前記首下セレーション部を被締結体の一部に圧
入し固定して被締結体を締結するのに利用される高強度
ボルトに関し、とくにボルト各部の浸炭表面硬さを制御
することにより、ボルトのひずみや曲り、耐遅れ破壊性
、ねじ部の疲労強度および耐かじり性を保ちつつ、被締
結体への固定力を向上させた高強度ボルトに関するもの
である。 （従来の技術） 従来の高強度ボルトとしては、例えば、第１図に示すよ
うなものがある。第１図に示す高強度ボルト１は、車両
のハブボルトの例であって、車両のホイールハブとホイ
ールとを締結するのに用いられるものである。一般に、
ハブボルトとして使用される高強度ボルト１は、ねじ頭
部１ａと、首下アール部１ｂと、首下セレーション部（
軸部）ＩＣと、不完全ねじ部１ｄと、完全ねじ部１ｅと
からなり、炭素鋼、Ｃｒ鋼、またはＣｒ−ＭＯ鋼等を浸
炭焼入れ焼戻し処理して製造される。 通常、ハブボルト（高強度ボルト１）は、その首下セレ
ーション部ＩＣをホイールハブに圧入して、ホイールハ
ブとハブボルトとの間で回転が生じてハブボルトのゆる
みが生じないように固定し、ホイールを締結する構造を
採っている。 したがって２従来のハブボルト（高強度ボルト１）では
、圧入時における首下セレーション部のりぶれを防止す
るため、焼入れ時において熱処理炉内のカーボンポテン
シャルを０．４５〜０．５０に調整することにより最表
面のみの浸炭を行い１表面硬さを内部硬さよりも上げる
ようにしている。また、最表面のみの浸炭は、完全ねじ
部１ｅの疲労強度を向上させ、ナツト締結時の完全ねじ
部１ｅにおけるかじりを防止する効果があるため、完全
ねじ部１ｅを含めて全体に行っている。なお、この種の
車両のホイールハブとホイールとの締結に関しては、ｒ
新編 自動車工学便覧く第５ ＠＞Ｊ 社団法人 自
動車技術会 昭 和５８年６月２０日２刷発行の第３−
２６頁〜第３−３３頁の「８．ホイール」に記載がある
。 （発明が解決しようとする課題） 近年、車両の高性能化に伴い、ホイールハブは疲労強度
向上のために高強度化の要望が強い、ところが、ホイー
ルハブを高硬度化した場合、従来のハブボルトの言下セ
レーション部ＩＣの表面硬度では圧入時にセレーション
山のつぶれによりホイールハブとハブボルトとの間での
固定力が失われ、ハブボルトが回転することによりハブ
ボルトの緩みが生じることがないとはいえないという課
題があった。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たものであって２ねじ頭部と、首下アール部と、首下セ
レーション部と、不完全ねじ部と、完全ねじ部とを少な
くとも有し、前記首下セレーシ富ン部を被締結体の一部
に圧入し固定して使用する構造のボルトにおいて、首下
セレーション部を被締結体に圧入するときにセレーショ
ン山のりぶれが生じがたく、シたがって被締結体とボル
トとの間で固定力が失われることがなく、ボルトが回転
することによりボルトの緩みを生ずることがない高強度
ボルトを提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
この発明は、ねじ頭部と、首下アール部と１首下セレー
ション部と、不完全ねじ部と、完全ねじ部とを少なくと
も有し、前記首下セレーション部を被締結体の一部に圧
入し固定して使用する構造のボルトにおいて、前記ねじ
頭部９首下アール部９首下セレーション部、不完全ねじ
部および完全ねじ部のうち少なくとも一部分に浸炭抑制
剤を塗布した浸炭焼入れが施してあり、ボルト全表面の
カーボンポテンシャルが０．３５〜１．０Ｏの範囲にあ
ると共に完全ねじ部のカーボンポテンシャルが０．４０
−０．５５の範囲にあって、浸炭部位の表面硬さが 首下セレーション部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下
アール部 となっている構成としたことを特徴としており、このよ
うな高強度ボルトの構成を従来の課題を解決するための
手段としている。 この発明に係る高強度ボルトは、上記の構成を有してお
り、その素材はとくに限定されないが、例えば、ＪＩＳ
で制定する炭素鋼（ＳＣ）や、クロム鋼（ＳＣｒ）や、
クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）や、ニッケルクロムモリ
ブデン鋼（ＳＮＣＭ）などが使用される。 そして、この発明に係る高強度ボルトは、ねじ頭部と１
首下アール部と、首下セレーション部と、不完全ねじ部
と、完全ねじ部と、を少なくとも有するものであり、例
えば、素材を線引きしたのちへラダー加工を行い、転造
によりねじ部および首下セレーション部の切削を行う０
次い１、ボルトの形状に成形したのち、例えば、首下ア
ール部、不完全ねじ部、完全ねじ部に浸炭抑制剤を塗布
する。この浸炭抑制剤においても特に限定はされないも
のであり、首下アール部と、不完全ねじ部と、完全ねじ
部とにおいて異なる成分ないしは組成としたものを必要
に応じて塗布することができる。その後、カーボンポテ
ンシャルを調整した浸炭炉に入れて浸炭焼入れを行うこ
とにより、ボルト全表面のカーボンポテンシャルが０．
３５〜１．００の範囲にあると共に完全ねじ部のカーボ
ンポテンシャルが０．４０〜０．５５の範囲にあって、
浸炭部位の表面硬さが 首下セレーション部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下
アール部 となるボルトとなっている。 この場合、ボルト全表面のカーボンポテンシャルが０．
３５よりも低いと、必要な表面硬さを得ることができず
、１．００よりも高いとひずみや曲がりの発生を伴った
り遅れ破壊の危険性を生じたりするので好ましくない、
また、完全ねじ部のカーボンポテンシャルが０．４０よ
りも低いとねじ部の疲労強度が低下したりナツトとの間
でかじりを生じやすくなったりするので好ましくなく。 ０．５５よりも高いと遅れ破壊の原因となったりするの
で好ましくない、そして、表面硬さを首下セレーション
部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下アール部とするに
あたり、例えば首下セレーシ璽ン部はＨＲＣ４５以上、
完全ねじ部はＨＲＣ３０〜４０．不完全ねじ部および首
下アール部は）ＩＲｃ３０〜４０の範囲とすることがと
くに望ましい番 このような高強度ボルトにおいて、首下セレーション部
は被締結体の一部、例えばホイールハブに設けたハブ孔
に圧入する際のセレーション山のつぶれ防止のため最も
高い硬さが必要である０次に、硬さの必要な部位は完全
ねじ部であり、この理由は疲労強度の確保と相手材ナツ
トとの間でのねじ山のかじり防止のためである。また、
首下アール部と不完全ねじ部は完全ねじ部に要求される
ほどの疲労強度は必要がなく、最も遅れ破壊の起点とな
り易い部位であるため、硬さは低いほど好ましい、した
がって、各部の表面硬さは首下セレーション部〉完全ね
じ部〉不完全ねじ部≧〜下アール部 となっていることが必要である。 この場合、ボルトの表面硬さは、少なくとも被締結体の
硬さ以上の硬さを有する必要があり、ボルトの高強度化
が望まれるが、従来のボルトに対する表面硬化の手段で
ある浸炭焼入れ炉の炉内のカーボンポテンシャルをあげ
ることにより表面硬さを高める手法では、とくに硬さを
必要とする首下セレーション部だけでなく１表面硬さが
不必要なねじ部や首下アール部まで硬化してしまい、ボ
ルトのひずみや曲りの発生を伴ったり、ねじ部や首下ア
ール部の表面硬さおよび浸炭深さの上昇によって遅れ破
壊の危険が生じるという不具合がある。 また、必要部分のみ浸炭により表面硬さを上昇させるた
めには、浸炭が不要の部分に防炭剤を塗布したり、防炭
メツキを施したりする等の手法（部分浸炭防止法：特開
昭５２−７８７２１号、特開昭５４−２２３０号、特開
昭５８−４３４６５号など）があるが、これらの手法で
は防炭部は完全に防炭されてしまうため、例えば、ねじ
部表面の硬さ上昇を抑えるために防炭処理すると、上述
のようにねじ部に必要な最表面の浸炭が行われなくなる
ことにより疲労強度が低Ｆしたり、ナツトとの間でかじ
りが生じ易くなったりするという問題がある。 そこで、この発明に係る高強度ボルトにおいては、従来
の浸炭焼入れ工程において、ボルトの各部における要求
硬さに応じた浸炭抑制剤を塗布し、カーボンポテンシャ
ルをコントロールして表面硬さをボルト各部の機能にみ
合ったものとすることにより、ボルトのひずみや曲りの
発生、遅れ破壊の危険性、疲労強度の低下、ナツトとの
かじりの発生、などといった不具合が解消されるように
している。 （発明の作用） この発明に係る高強度ボルトは、ボルト全表面のカーボ
ンポテンシャルが０．３５〜１．００の範囲にあると共
に完全ねじ部のカーボンポテンシャルが０．４０〜０．
５５の範囲にあって、浸炭部位の表面硬さが。 首下セレーション部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下
アール部 となっているものであるから、表面硬さはボルトの各部
の機能にみ合ったものになっており、ボルト全体におけ
る表面硬さの過大によるボルトのひずみや曲りの発生、
ねじ部や首下アール部の表面硬さおよび浸炭深さの上昇
による遅れ破壊の危険性、ねじ部表面での浸炭不足によ
る疲労強度の低下やナツトとの間でのかじり、などとい
った不具合が解消されるという作用がもたらされる。 （実施例） 以下、この発明の実施例を車両のホイールハブとホイー
ルとの締結に用いられるハブボルトを例にとって説明す
る。 第１図はこの発明の実施例における高強度ボルト（ハブ
ボルト）１を示しており、このハブボルト１は、ねじ頭
部１ａと、首下アール部１ｂと。 ハブに圧入する首下セレーション部ＩＣと、不完全ねじ
部１ｄと、完全ねじ部１ｅとからなるものである。 この実施例におけるハブボルト１は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼（Ｊ
ＩＳ ５０Ｍ４３５）からなる素材を線引きしたのち
へラダー加工を行い０次いで転造によりねじ部１ｄ、ｌ
ｅおよび首下セレーション部ＩＣの切削を行う０次いで
、ボルトの形状に成形したのち、首下アール部１ｂと不
完全ねじ部１ｄと、完全ねじ部１ｅに浸炭抑制剤を塗布
する。この実施例に用いた浸炭抑制剤は、防炭側原液、
キシレン、グリセリンからなり、首下アール部１ｂおよ
び不完全ねじ部１ｄには容量比で１：ｌ：１に混合した
ものを使用し、完全ねじ部１ｅには０．５：１：１に混
合したものを使用してそれぞれの部分に塗布した。その
後、カーボンポテンシャルが０．７０に調整された浸炭
炉に装入して浸炭焼入れを行うことにより、ハブボルト
１の表面のカーボンポテンシャルがボルト頭部１ａおよ
び首下セレーション部ＩＣで０．７０．完全ねじ部１ｅ
で０．５０、首下アール部１ｂおよび不完全ねじ部１ｄ
で０．３５となるようにし、部分的に表面硬さを変化さ
せた。そして、この実施例におけるハブボルト１では、
それぞれの表面硬さが、 言下セレーション部ＩＣ＞完全ねじ部１ｅ＞ＨＲＣ４５
以上 ＨＲＣ３０〜４０不完全ねじ部１ｄ≧首
下アール部１ｂ ＨＲＣ３０〜４０ であるものとなっている。 この場合、首下セレーション部ＩＣはホイールハブに圧
入したときにセレーション山のつぶれを防止するため最
も高い硬さが必要であり、次に硬さの必要な部位は完全
ねじ部１ｅであって、この理由は疲労強度の確保とナツ
トとの間でのねじ山のかじり防止のためである。他方１
首下アール部１ｂと不完全ねじ部１ｄは、完全ねじ部１
ｅはど疲労強度は必要がなく、最も遅れ破壊の起点とな
り易い部位であるため、硬さは低いものとしている。 第２図は、この発明の実施例において製造したハブボル
ト１の軸方向における表面硬さ（表面より０．１ｍｍの
硬さ）の分布を調べた結果を示すグラフである。 第２図に示すように、首下セレーション部ＩＣは、炭素
鋼（ＪＩＳ ５５５Ｃ）製のホイールハブの高硬産品
（ＨＲＣ４０）に圧入するため、圧入時にこの首下セレ
ーション部ＩＣのセレーション山につぶれが生じないよ
うに、表面硬さをＨＲＣ４５以上にしている。また、完
全ねじ部１ｅの表面硬さは、疲労強度の向上と締結時に
おけるナツトとの間でのねじ山のかじり防止のためにＨ
ＲＣ３０以上より望ましくはＨＲＣ３５以上必要であり
、高いほど有利であるが、ＨＲＣ４０を超えると遅れ破
壊が生じる恐れがでてくるため、この実施例では表面硬
さをＨｉｔＣ３５〜４０にしている。さらに、首下アー
ル部１ｂおよび不完全ねじ部１ｄは遅れ破壊の感受性が
特に高い部位であるため１表面硬さをＨＲＣ４０以下に
抑える必要があり、この実施例ではＨＲＣ３５以下に抑
えている。 次に、炭素鋼（ＪＩＳ ５５５Ｃ）製のホイールハブ
の高硬産品（ＨＲＣ４０）に、従来のハブボルトと本発
明実施例によるハブボルトを圧入し、首下セレーション
部１ｃの廻りトルクを第３図に示す方法にて確認した。 この第３図において、１はハブボルト（高強度ボルト）
、２はホイールハブ、３は完全ねじ部１ｅにねじ込まれ
るナツト部３ａを有する治具である。 この結果、従来のハブボルト１ではホイールハブ２への
圧入時に首下セレーシ奮ン部１ｃのっぷれが生じ、１８
ｋｇｆ曇ｍのトルクＴで首下セレーション部１ｃがなめ
て、ハブボルト１が回転することとなったが、本発明実
施例によるハブボルト１では、２３ｋｇｆ１１ｍのトル
クＴでボルト本体がねじ切れ、首下セレーション部１ｃ
での回転は生じず、固定力の十分にすぐれたものである
ことが確認された。 また、酸浸漬による遅れ破壊試験（１０％ＨＣｕ水溶液
に６０秒間浸漬後、ハブボルトが降伏するまで締付けを
行い、２４時間放置する試験）を行ったところ、従来の
ハブボルト１および本発明実施例のハブボルト１のいず
れにおいても各々１０本中破損が生じたものは０本（破
損率Ｏ％）であって、耐遅れ破壊性に有意差はなかった
。 なお、上記実施例では車両のホイールハブとホイールと
を締結するハブボルトを例にとって示したが、ハブボル
ト以外のボルトであっても同様の構造を有するものであ
れば適用可能であるのはいうまでもない。 〔発明の効果］ この発明に係る高強度ボルトは、ねじ頭部１首下アール
部２首下セレーション部、不完全ねじ部および完全ねじ
部を少なくとも有するボルトにおいてそれらのうちの少
なくとも一部分に浸炭抑制剤を塗布した浸炭焼入れが施
してあり、ボルト全表面のカーボンポテンシャルが０．
３５〜１．００の範囲にあると共に完全ねじ部のカーボ
ンボテンシャルが０．４０〜０．５５の範囲にあって、
浸炭部位の表面硬さが、 首下セレーション部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下
アール部 となっているものであるから、表面硬さはボルトの各部
の機能にみ合ったものになっており、ボルト全体におけ
る表面硬さの過大によるボルトのひずみや曲りの発生が
なく、ねじ部や首下アール部の表面硬さおよび浸炭深さ
の上昇による遅れ破壊の危険性もなく、ねじ部表面での
浸炭不足による疲労強度の低下やナツトとの間でのかじ
りの心配もなく、各部の機能にみ合った表面硬さ奢有し
ていることから首下セレーション部における硬さも適切
なものとなっていて首下セレーシ盲ン部を被締結体の一
部に圧入するときにセレーシ１ン山のつぶれが生じがた
く、したがって被締結体とボルトとの間で固定力が失わ
れることがないため、ボルトが回転することによるボル
トの緩みの発生を防止することが可能であって、被締結
体への固定力を大幅に向上させることが可能になるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
ション部と、不完全ねじ部と、完全ねじ部とを少なくと
も有し、前記首下セレーション部を被締結体の一部に圧
入し固定して使用する構造のボルトにおいて、前記ねじ
頭部９首下アール部９首下セレーション部、不完全ねじ
部および完全ねじ部のうち少なくとも一部分に浸炭抑制
剤を塗布した浸炭焼入れが施してあり、ボルト全表面の
カーボンポテンシャルが０．３５〜１．０Ｏの範囲にあ
ると共に完全ねじ部のカーボンポテンシャルが０．４０
−０．５５の範囲にあって、浸炭部位の表面硬さが 首下セレーション部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下
アール部 となっている構成としたことを特徴としており、このよ
うな高強度ボルトの構成を従来の課題を解決するための
手段としている。 この発明に係る高強度ボルトは、上記の構成を有してお
り、その素材はとくに限定されないが、例えば、ＪＩＳ
で制定する炭素鋼（ＳＣ）や、クロム鋼（ＳＣｒ）や、
クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）や、ニッケルクロムモリ
ブデン鋼（ＳＮＣＭ）などが使用される。 そして、この発明に係る高強度ボルトは、ねじ頭部と１
首下アール部と、首下セレーション部と、不完全ねじ部
と、完全ねじ部と、を少なくとも有するものであり、例
えば、素材を線引きしたのちへラダー加工を行い、転造
によりねじ部および首下セレーション部の切削を行う０
次い１、ボルトの形状に成形したのち、例えば、首下ア
ール部、不完全ねじ部、完全ねじ部に浸炭抑制剤を塗布
する。この浸炭抑制剤においても特に限定はされないも
のであり、首下アール部と、不完全ねじ部と、完全ねじ
部とにおいて異なる成分ないしは組成としたものを必要
に応じて塗布することができる。その後、カーボンポテ
ンシャルを調整した浸炭炉に入れて浸炭焼入れを行うこ
とにより、ボルト全表面のカーボンポテンシャルが０．
３５〜１．００の範囲にあると共に完全ねじ部のカーボ
ンポテンシャルが０．４０〜０．５５の範囲にあって、
浸炭部位の表面硬さが 首下セレーション部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下
アール部 となるボルトとなっている。 この場合、ボルト全表面のカーボンポテンシャルが０．
３５よりも低いと、必要な表面硬さを得ることができず
、１．００よりも高いとひずみや曲がりの発生を伴った
り遅れ破壊の危険性を生じたりするので好ましくない、
また、完全ねじ部のカーボンポテンシャルが０．４０よ
りも低いとねじ部の疲労強度が低下したりナツトとの間
でかじりを生じやすくなったりするので好ましくなく。 ０．５５よりも高いと遅れ破壊の原因となったりするの
で好ましくない、そして、表面硬さを首下セレーション
部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下アール部とするに
あたり、例えば首下セレーシ璽ン部はＨＲＣ４５以上、
完全ねじ部はＨＲＣ３０〜４０．不完全ねじ部および首
下アール部は）ＩＲｃ３０〜４０の範囲とすることがと
くに望ましい番 このような高強度ボルトにおいて、首下セレーション部
は被締結体の一部、例えばホイールハブに設けたハブ孔
に圧入する際のセレーション山のつぶれ防止のため最も
高い硬さが必要である０次に、硬さの必要な部位は完全
ねじ部であり、この理由は疲労強度の確保と相手材ナツ
トとの間でのねじ山のかじり防止のためである。また、
首下アール部と不完全ねじ部は完全ねじ部に要求される
ほどの疲労強度は必要がなく、最も遅れ破壊の起点とな
り易い部位であるため、硬さは低いほど好ましい、した
がって、各部の表面硬さは首下セレーション部〉完全ね
じ部〉不完全ねじ部≧〜下アール部 となっていることが必要である。 この場合、ボルトの表面硬さは、少なくとも被締結体の
硬さ以上の硬さを有する必要があり、ボルトの高強度化
が望まれるが、従来のボルトに対する表面硬化の手段で
ある浸炭焼入れ炉の炉内のカーボンポテンシャルをあげ
ることにより表面硬さを高める手法では、とくに硬さを
必要とする首下セレーション部だけでなく１表面硬さが
不必要なねじ部や首下アール部まで硬化してしまい、ボ
ルトのひずみや曲りの発生を伴ったり、ねじ部や首下ア
ール部の表面硬さおよび浸炭深さの上昇によって遅れ破
壊の危険が生じるという不具合がある。 また、必要部分のみ浸炭により表面硬さを上昇させるた
めには、浸炭が不要の部分に防炭剤を塗布したり、防炭
メツキを施したりする等の手法（部分浸炭防止法：特開
昭５２−７８７２１号、特開昭５４−２２３０号、特開
昭５８−４３４６５号など）があるが、これらの手法で
は防炭部は完全に防炭されてしまうため、例えば、ねじ
部表面の硬さ上昇を抑えるために防炭処理すると、上述
のようにねじ部に必要な最表面の浸炭が行われなくなる
ことにより疲労強度が低Ｆしたり、ナツトとの間でかじ
りが生じ易くなったりするという問題がある。 そこで、この発明に係る高強度ボルトにおいては、従来
の浸炭焼入れ工程において、ボルトの各部における要求
硬さに応じた浸炭抑制剤を塗布し、カーボンポテンシャ
ルをコントロールして表面硬さをボルト各部の機能にみ
合ったものとすることにより、ボルトのひずみや曲りの
発生、遅れ破壊の危険性、疲労強度の低下、ナツトとの
かじりの発生、などといった不具合が解消されるように
している。 （発明の作用） この発明に係る高強度ボルトは、ボルト全表面のカーボ
ンポテンシャルが０．３５〜１．００の範囲にあると共
に完全ねじ部のカーボンポテンシャルが０．４０〜０．
５５の範囲にあって、浸炭部位の表面硬さが。 首下セレーション部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下
アール部 となっているものであるから、表面硬さはボルトの各部
の機能にみ合ったものになっており、ボルト全体におけ
る表面硬さの過大によるボルトのひずみや曲りの発生、
ねじ部や首下アール部の表面硬さおよび浸炭深さの上昇
による遅れ破壊の危険性、ねじ部表面での浸炭不足によ
る疲労強度の低下やナツトとの間でのかじり、などとい
った不具合が解消されるという作用がもたらされる。 （実施例） 以下、この発明の実施例を車両のホイールハブとホイー
ルとの締結に用いられるハブボルトを例にとって説明す
る。 第１図はこの発明の実施例における高強度ボルト（ハブ
ボルト）１を示しており、このハブボルト１は、ねじ頭
部１ａと、首下アール部１ｂと。 ハブに圧入する首下セレーション部ＩＣと、不完全ねじ
部１ｄと、完全ねじ部１ｅとからなるものである。 この実施例におけるハブボルト１は、Ｃｒ−Ｍｏ鋼（Ｊ
ＩＳ ５０Ｍ４３５）からなる素材を線引きしたのち
へラダー加工を行い０次いで転造によりねじ部１ｄ、ｌ
ｅおよび首下セレーション部ＩＣの切削を行う０次いで
、ボルトの形状に成形したのち、首下アール部１ｂと不
完全ねじ部１ｄと、完全ねじ部１ｅに浸炭抑制剤を塗布
する。この実施例に用いた浸炭抑制剤は、防炭側原液、
キシレン、グリセリンからなり、首下アール部１ｂおよ
び不完全ねじ部１ｄには容量比で１：ｌ：１に混合した
ものを使用し、完全ねじ部１ｅには０．５：１：１に混
合したものを使用してそれぞれの部分に塗布した。その
後、カーボンポテンシャルが０．７０に調整された浸炭
炉に装入して浸炭焼入れを行うことにより、ハブボルト
１の表面のカーボンポテンシャルがボルト頭部１ａおよ
び首下セレーション部ＩＣで０．７０．完全ねじ部１ｅ
で０．５０、首下アール部１ｂおよび不完全ねじ部１ｄ
で０．３５となるようにし、部分的に表面硬さを変化さ
せた。そして、この実施例におけるハブボルト１では、
それぞれの表面硬さが、 言下セレーション部ＩＣ＞完全ねじ部１ｅ＞ＨＲＣ４５
以上 ＨＲＣ３０〜４０不完全ねじ部１ｄ≧首
下アール部１ｂ ＨＲＣ３０〜４０ であるものとなっている。 この場合、首下セレーション部ＩＣはホイールハブに圧
入したときにセレーション山のつぶれを防止するため最
も高い硬さが必要であり、次に硬さの必要な部位は完全
ねじ部１ｅであって、この理由は疲労強度の確保とナツ
トとの間でのねじ山のかじり防止のためである。他方１
首下アール部１ｂと不完全ねじ部１ｄは、完全ねじ部１
ｅはど疲労強度は必要がなく、最も遅れ破壊の起点とな
り易い部位であるため、硬さは低いものとしている。 第２図は、この発明の実施例において製造したハブボル
ト１の軸方向における表面硬さ（表面より０．１ｍｍの
硬さ）の分布を調べた結果を示すグラフである。 第２図に示すように、首下セレーション部ＩＣは、炭素
鋼（ＪＩＳ ５５５Ｃ）製のホイールハブの高硬産品
（ＨＲＣ４０）に圧入するため、圧入時にこの首下セレ
ーション部ＩＣのセレーション山につぶれが生じないよ
うに、表面硬さをＨＲＣ４５以上にしている。また、完
全ねじ部１ｅの表面硬さは、疲労強度の向上と締結時に
おけるナツトとの間でのねじ山のかじり防止のためにＨ
ＲＣ３０以上より望ましくはＨＲＣ３５以上必要であり
、高いほど有利であるが、ＨＲＣ４０を超えると遅れ破
壊が生じる恐れがでてくるため、この実施例では表面硬
さをＨｉｔＣ３５〜４０にしている。さらに、首下アー
ル部１ｂおよび不完全ねじ部１ｄは遅れ破壊の感受性が
特に高い部位であるため１表面硬さをＨＲＣ４０以下に
抑える必要があり、この実施例ではＨＲＣ３５以下に抑
えている。 次に、炭素鋼（ＪＩＳ ５５５Ｃ）製のホイールハブ
の高硬産品（ＨＲＣ４０）に、従来のハブボルトと本発
明実施例によるハブボルトを圧入し、首下セレーション
部１ｃの廻りトルクを第３図に示す方法にて確認した。 この第３図において、１はハブボルト（高強度ボルト）
、２はホイールハブ、３は完全ねじ部１ｅにねじ込まれ
るナツト部３ａを有する治具である。 この結果、従来のハブボルト１ではホイールハブ２への
圧入時に首下セレーシ奮ン部１ｃのっぷれが生じ、１８
ｋｇｆ曇ｍのトルクＴで首下セレーション部１ｃがなめ
て、ハブボルト１が回転することとなったが、本発明実
施例によるハブボルト１では、２３ｋｇｆ１１ｍのトル
クＴでボルト本体がねじ切れ、首下セレーション部１ｃ
での回転は生じず、固定力の十分にすぐれたものである
ことが確認された。 また、酸浸漬による遅れ破壊試験（１０％ＨＣｕ水溶液
に６０秒間浸漬後、ハブボルトが降伏するまで締付けを
行い、２４時間放置する試験）を行ったところ、従来の
ハブボルト１および本発明実施例のハブボルト１のいず
れにおいても各々１０本中破損が生じたものは０本（破
損率Ｏ％）であって、耐遅れ破壊性に有意差はなかった
。 なお、上記実施例では車両のホイールハブとホイールと
を締結するハブボルトを例にとって示したが、ハブボル
ト以外のボルトであっても同様の構造を有するものであ
れば適用可能であるのはいうまでもない。 〔発明の効果］ この発明に係る高強度ボルトは、ねじ頭部１首下アール
部２首下セレーション部、不完全ねじ部および完全ねじ
部を少なくとも有するボルトにおいてそれらのうちの少
なくとも一部分に浸炭抑制剤を塗布した浸炭焼入れが施
してあり、ボルト全表面のカーボンポテンシャルが０．
３５〜１．００の範囲にあると共に完全ねじ部のカーボ
ンボテンシャルが０．４０〜０．５５の範囲にあって、
浸炭部位の表面硬さが、 首下セレーション部〉完全ねじ部〉不完全ねじ部≧首下
アール部 となっているものであるから、表面硬さはボルトの各部
の機能にみ合ったものになっており、ボルト全体におけ
る表面硬さの過大によるボルトのひずみや曲りの発生が
なく、ねじ部や首下アール部の表面硬さおよび浸炭深さ
の上昇による遅れ破壊の危険性もなく、ねじ部表面での
浸炭不足による疲労強度の低下やナツトとの間でのかじ
りの心配もなく、各部の機能にみ合った表面硬さ奢有し
ていることから首下セレーション部における硬さも適切
なものとなっていて首下セレーシ盲ン部を被締結体の一
部に圧入するときにセレーシ１ン山のつぶれが生じがた
く、したがって被締結体とボルトとの間で固定力が失わ
れることがないため、ボルトが回転することによるボル
トの緩みの発生を防止することが可能であって、被締結
体への固定力を大幅に向上させることが可能になるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
第１図は高強度ボルトの一例として車両のホイールハブ
とホイールとの締結に使用されるハブボルトの外観を示
す説明図、第２図は本発明の実施例によるハブボルトの
表面硬さの軸方向における硬さ分布を測定した結果を示
すグラフ、第３図はハブボルトをホイールハブに圧入し
た後治具によりハブボルトを回転させてねじりトルクを
測定する方法を示す説明図である。 １・・・高強度ボルト（ハブポル））、ｌａ・・・ねじ
頭部、１ｂ・・・首下アール部、１ｃ・・・首下セレー
ション部、ｌｄ・・・不完全ねじ部、１ｅ・・・完全ね
じ部。 特許出願人 日産自動車株式会社
とホイールとの締結に使用されるハブボルトの外観を示
す説明図、第２図は本発明の実施例によるハブボルトの
表面硬さの軸方向における硬さ分布を測定した結果を示
すグラフ、第３図はハブボルトをホイールハブに圧入し
た後治具によりハブボルトを回転させてねじりトルクを
測定する方法を示す説明図である。 １・・・高強度ボルト（ハブポル））、ｌａ・・・ねじ
頭部、１ｂ・・・首下アール部、１ｃ・・・首下セレー
ション部、ｌｄ・・・不完全ねじ部、１ｅ・・・完全ね
じ部。 特許出願人 日産自動車株式会社
Claims (1)
- （１）ねじ頭部と、首下アール部と、首下セレーション
部と、不完全ねじ部と、完全ねじ部とを少なくとも有し
、前記首下セレーション部を被締結体の一部に圧入し固
定して使用する構造のボルトにおいて、前記ねじ頭部、
首下アール部、首下セレーション部、不完全ねじ部およ
び完全ねじ部のうち少なくとも一部分に浸炭抑制剤を塗
布した浸炭焼入れが施してあり、ボルト全表面のカーボ
ンポテンシャルが０．３５〜１．００の範囲にあると共
に完全ねじ部のカーボンポテンシャルが０．４０〜０．
５５の範囲にあって、浸炭部位の表面硬さが首下セレー
ション部＞完全ねじ部＞不完全ねじ部≧首下アール部と
なっていることを特徴とする高強度ボルト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9817589A JPH02278005A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | 高強度ボルト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9817589A JPH02278005A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | 高強度ボルト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02278005A true JPH02278005A (ja) | 1990-11-14 |
Family
ID=14212704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9817589A Pending JPH02278005A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | 高強度ボルト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02278005A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10131594A (ja) * | 1996-10-28 | 1998-05-19 | Keigo Horikoshi | ボルト又はピンとそれを使用した収納庫用ヒンジステー |
| US6357955B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-03-19 | Johnson Controls Technology Company | Self retaining clevis pin and clevis assembly |
| JP2006029534A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Topura Co Ltd | ボルト及びその製造方法 |
| WO2009130982A1 (ja) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Ntn株式会社 | 等速自在継手の外側継手部材 |
| US7832173B2 (en) | 1996-10-01 | 2010-11-16 | Simpson Strong-Tie Company, Inc. | Screw fastener in multiple floor truss and wood-to-wood shear connection |
| WO2011030853A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 高強度ボルト |
| JP2017003115A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社シグマベース | スタットボルト、及びその製造方法 |
| JP2019105344A (ja) * | 2017-12-14 | 2019-06-27 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | 締結構造体 |
-
1989
- 1989-04-18 JP JP9817589A patent/JPH02278005A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7832173B2 (en) | 1996-10-01 | 2010-11-16 | Simpson Strong-Tie Company, Inc. | Screw fastener in multiple floor truss and wood-to-wood shear connection |
| JPH10131594A (ja) * | 1996-10-28 | 1998-05-19 | Keigo Horikoshi | ボルト又はピンとそれを使用した収納庫用ヒンジステー |
| US6357955B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-03-19 | Johnson Controls Technology Company | Self retaining clevis pin and clevis assembly |
| JP2006029534A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Topura Co Ltd | ボルト及びその製造方法 |
| WO2009130982A1 (ja) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Ntn株式会社 | 等速自在継手の外側継手部材 |
| WO2011030853A1 (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 高強度ボルト |
| JP2011058576A (ja) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | National Institute For Materials Science | 高強度ボルト |
| CN102597543A (zh) * | 2009-09-10 | 2012-07-18 | 独立行政法人物质·材料研究机构 | 高强度螺栓 |
| US8876451B2 (en) | 2009-09-10 | 2014-11-04 | National Institute For Materials Science | High-strength bolt |
| KR101534904B1 (ko) * | 2009-09-10 | 2015-07-07 | 코쿠리츠켄큐카이하츠호징 붓시쯔 자이료 켄큐키코 | 고강도 볼트 |
| JP2017003115A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 株式会社シグマベース | スタットボルト、及びその製造方法 |
| JP2019105344A (ja) * | 2017-12-14 | 2019-06-27 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | 締結構造体 |
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