JP2006029534A - ボルト及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 下穴の表面に対して塑性変形によりめねじを形成するめねじ形成部としての凸部12aを有するボルト100において、凸部12aの表面側に、浸炭熱処理によって、薄い浸炭硬化層を設けることにより、凸部12aの表面を硬くしつつ、内部は一般的なボルトと同様の機械的性質を有するようにする。
【選択図】 図1
Description
下穴の表面に対して塑性変形によりめねじを形成するめねじ形成部を有するボルトであって、
めねじ形成部の表面側には、浸炭熱処理により形成された薄い浸炭硬化層が設けられていることを特徴とする。
下穴の表面に対して塑性変形によりめねじを形成するめねじ形成部を有するボルトの製造方法であって、
浸炭熱処理によって、ねじ部のうち少なくともめねじ形成部を含む部分の表面に、薄い浸炭硬化層を形成する工程を有することを特徴とする。
下穴の表面に対して塑性変形によりめねじを形成するめねじ形成部を有するボルトの製造方法であって、
浸炭熱処理を行う第1工程と、
第1工程後、第1工程における浸炭熱処理に比べて炭素濃度が低い雰囲気の下で更に浸炭熱処理を行う第2工程とを含み、
ねじ部のうち少なくともめねじ形成部を含む部分の表面に、薄い浸炭硬化層を形成することを特徴とする。
本発明は、下穴の表面に対して塑性変形によりめねじを形成するタッピング機能を有する各種ボルトに対して適用することができる。本発明の実施例の説明をするに先立って、本発明を適用することのできるボルトの一例を、図1〜図4を参照して説明する。図1は本発明の実施例に係るボルトの外観図である。なお、図1(a)はボルトの正面図であり、(b)は(a)中のAA断面図(案内ねじ部の断面図)である。図2は図1中のねじ部の一部拡大図である。図3は本発明の実施例に係るボルトのねじ部の一部拡大図(フランク(ねじ山の斜面)の拡大図)である。図4は本発明の実施例に係るボルトの使用例を示す模式的断面図である。
かれ、軸部10の軸心と下穴の軸心が一致する。そして、案内ねじ部12におけるフランク(ねじ山の斜面)には、複数の箇所に、表面側に突出した凸部12aが設けられている。ボルト100を下穴にねじ込む際に、これら複数の凸部12aは、下穴の表面に対して、スエージ効果によって、塑性変形させてめねじを形成する機能を発揮する。
である。
本実施例においては、ボルト100に対して、浸炭熱処理を行い、ボルト100の表面に、薄い浸炭硬化層14を設けるようにした。なお、この浸炭硬化層14は、案内ねじ部12(特に、案内ねじ部12に設けられた凸部12a)を硬くすることが目的であるため、この部分にのみ浸炭硬化層14を形成すれば良い。ただし、一般的な浸炭熱処理によれば、その処理の都合上、ボルト100の表面全体に浸炭硬化層が形成される。案内ねじ部12以外の部分に、浸炭硬化層が形成されても特に問題はないが、例えば、案内ねじ部12以外の箇所に浸炭防止剤を塗布しておき、案内ねじ部12にのみ、浸炭硬化層が形成されるようにしても良い。なお、浸炭熱処理自体については、タッピングねじの場合には、一般的に行われており、公知技術であるので、その説明は省略する。
図6には、3種類の一般的なボルトと、タッピングねじと、実施例1に係るボルトについて、ボルトの軸心の硬さを基準(0)とする各部位の硬さの相対値が示されている。図6において、横軸は軸部10における表面から軸心に向かう距離を示し、縦軸は[(各部位の硬さ)―(軸心の硬さ)]をビッカース硬さ(HV)で表したものを示している。また、図7には、調質品と、本実施例に係るボルトについて、ねじ部における表面側から軸心方向に向かう各部位でのビッカース硬さ(HV)が示されている。なお、調質品とは、一般的なボルトであり、無脱炭焼入れ焼き戻しを行ったボルトである。図7において、横軸は軸部10における表面から軸心に向かう距離を示し、縦軸はビッカース硬さ(HV)を示している。
同様の硬さとなっている。また、表面側の浸炭硬化層14が設けられていない部位の機械的性質については、一般的なボルトと同様である。従って、本実施例に係るボルト100によれば、一般的なボルトと同様に、優れた延性と靭性を発揮しつつ、表面付近のみ硬いことから、タッピング機能に優れている。このように、本実施例に係るボルト100によれば、優れた延性と靭性を有しつつ、タッピング機能の強化を図ることができる。
延性及び靭性を評価するために、塩酸浸漬による遅れ破壊試験を行った。具体的には、M8のフランジボルトを降伏締付けし、24時間の間隔で2週間、塩酸浸漬を繰り返した。また、ボルトは、引張り強さをJIS規格の強度区分8.8を満たすように調整したもの(引張り強さ800MPa以上)を使用した。この試験を、本実施例に係るボルトと、調質品と、材料にタッピングねじに用いられるもの(はだ焼鋼)を採用し、タッピングねじと同様の浸炭熱処理を行ったボルト(比較品)について行った。試験数はそれぞれ10本とした。その結果、比較品の場合には、全てのものについて遅れ破壊現象が発生したのに対して、本実施例に係るボルトと調質品はいずれも全く遅れ破壊現象は発生しなかった。
さを基準(0)とする各部位の硬さの相対値が示されている。
T=k×d×F
で与えられる。
T=k×d×F+Td
で与えられる。ただし、Tはトルク(N・m)であり、Tdはねじ込みトルク(N・m)であり、kはトルク係数であり、dはねじの呼び径(mm)であり、Fは軸力(kN)である。なお、ねじ込みトルクとは、めねじを形成するのに必要なトルクである。
11 通常ねじ部
12 案内ねじ部
12a 凸部
13 円筒部
14 浸炭硬化層
20 頭部
100 ボルト
200 被締結部材
201 下穴
300 被固定部材
301 貫通孔
Claims (4)
- 下穴の表面に対して塑性変形によりめねじを形成するめねじ形成部を有するボルトであって、
めねじ形成部の表面側には、浸炭熱処理により形成された薄い浸炭硬化層が設けられていることを特徴とするボルト。 - ねじの表面に摩擦低減剤が塗布されることにより、トルクと軸力との関係が制御されていることを特徴とする請求項1に記載のボルト。
- 下穴の表面に対して塑性変形によりめねじを形成するめねじ形成部を有するボルトの製造方法であって、
浸炭熱処理によって、ねじ部のうち少なくともめねじ形成部を含む部分の表面に、薄い浸炭硬化層を形成する工程を有することを特徴とするボルトの製造方法。 - 下穴の表面に対して塑性変形によりめねじを形成するめねじ形成部を有するボルトの製造方法であって、
浸炭熱処理を行う第1工程と、
第1工程後、第1工程における浸炭熱処理に比べて炭素濃度が低い雰囲気の下で更に浸炭熱処理を行う第2工程とを含み、
ねじ部のうち少なくともめねじ形成部を含む部分の表面に、薄い浸炭硬化層を形成することを特徴とするボルトの製造方法。
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