JPH01112010A - ボルト受部構造及びその形成方法 - Google Patents
ボルト受部構造及びその形成方法Info
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- JPH01112010A JPH01112010A JP62271222A JP27122287A JPH01112010A JP H01112010 A JPH01112010 A JP H01112010A JP 62271222 A JP62271222 A JP 62271222A JP 27122287 A JP27122287 A JP 27122287A JP H01112010 A JPH01112010 A JP H01112010A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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-
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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、ボルト受部内構造に係り、更に詳細にはボル
ト受部及びその形成方法に係る。
ト受部及びその形成方法に係る。
従来の技術
各種の機械装置にはボルト締結構造が設けられており、
ボルト締結構造はボルトとこれを受けるボルト受部とよ
りなり、ボルト及びボルト受部のねじ部が互いに螺合す
ることによりボルト締結が行われるようになっている。
ボルト締結構造はボルトとこれを受けるボルト受部とよ
りなり、ボルト及びボルト受部のねじ部が互いに螺合す
ることによりボルト締結が行われるようになっている。
かかるボルト締結構造に於ては、ボルト受部のねじ部は
そのボルト孔開口端に最も近接した一つの山に於てボル
ト受部が担持する全荷重の約３０％を負担していること
が知られている（例えば山海堂より出版されている「機
械要素の設計解析」の第１２５頁参照）。
そのボルト孔開口端に最も近接した一つの山に於てボル
ト受部が担持する全荷重の約３０％を負担していること
が知られている（例えば山海堂より出版されている「機
械要素の設計解析」の第１２５頁参照）。
このことによりボルトの締付は荷重が制限され、またボ
ルト孔の開口端に最も近いねじ山が変形したりすること
に起因してねじのかじりやボルトの緩みが発生すること
がある。
ルト孔の開口端に最も近いねじ山が変形したりすること
に起因してねじのかじりやボルトの緩みが発生すること
がある。
発明が解決しようとする問題点
上述の如き問題の発生を防止すべく、ねじの形状を特殊
な形状に変更するなどの手段が採られることがあるが、
特殊形状のねじは高コストの原因となり、また生産性も
低いという問題がある。
な形状に変更するなどの手段が採られることがあるが、
特殊形状のねじは高コストの原因となり、また生産性も
低いという問題がある。
本発明は、従来のボルト受部に於ける上述の如き問題に
鑑み、ボルト受部のボルト孔の各ねじ山が実質的に均等
に荷重を担持し、これによりねじのかじりやボルトの緩
みが生じることがないよう改良された低廉にして生産性
に優れたボルト受部構造及びその形成方法を提供するこ
とを目的としている。
鑑み、ボルト受部のボルト孔の各ねじ山が実質的に均等
に荷重を担持し、これによりねじのかじりやボルトの緩
みが生じることがないよう改良された低廉にして生産性
に優れたボルト受部構造及びその形成方法を提供するこ
とを目的としている。
問題点を解決するための手段
上述の如き目的は、本発明によれば、ボルトに螺合する
ボルト孔の周囲の部分が高ヤング率の第一の強化材及び
低ヤング率の第二の強化材にて強化された複合材料より
なり、前記第二の強化材の体積率に対する前記第一の強
化材の体積率の比はボルトの挿通方向に漸次増大してい
るボルト受部構造、及びマトリックスと同種の材料より
なる薄板状の担体を用意し、該担体の一方の面に実質的
に対角線の境界を有するよう高ヤング率の第一の強化材
及び低ヤング率の第二の強化材を付着させ、該担体を７
円筒状に巻いて成形体を形成し、該成形体を鋳型内の所
定の位置に配置して加圧鋳造を行ない、得られた鋳物に
対し実質的に元の成形体の軸線に沿って雌ねじを形成す
ることを含むボルト受部構造の形成方法によって達成さ
れる。
ボルト孔の周囲の部分が高ヤング率の第一の強化材及び
低ヤング率の第二の強化材にて強化された複合材料より
なり、前記第二の強化材の体積率に対する前記第一の強
化材の体積率の比はボルトの挿通方向に漸次増大してい
るボルト受部構造、及びマトリックスと同種の材料より
なる薄板状の担体を用意し、該担体の一方の面に実質的
に対角線の境界を有するよう高ヤング率の第一の強化材
及び低ヤング率の第二の強化材を付着させ、該担体を７
円筒状に巻いて成形体を形成し、該成形体を鋳型内の所
定の位置に配置して加圧鋳造を行ない、得られた鋳物に
対し実質的に元の成形体の軸線に沿って雌ねじを形成す
ることを含むボルト受部構造の形成方法によって達成さ
れる。
発明の作用及び効果
上述の如き構造によれば、第一の強化材は第二の強化材
よりもヤング率が高く、第二の強化材の体積率に対する
第一の強化材の体積率の比はボルトの挿通方向に漸次増
大しているので、ボルト孔周囲の弾性はその開口端に近
い部位はど高く、剛性はボルト孔の開口端より遠ざかる
につれて増大し、これによりボルト孔周囲の部分はボル
ト孔の全長に亙り実質的に均一な荷重を担持するように
なる。従ってボルト孔のねじ部の各市が担持する荷重を
均一にし、特にボルト孔の開口端に最も近いねじ山が負
担する荷重を低減し、これによりねじのかじりやボルト
の緩みを回避することができる。
よりもヤング率が高く、第二の強化材の体積率に対する
第一の強化材の体積率の比はボルトの挿通方向に漸次増
大しているので、ボルト孔周囲の弾性はその開口端に近
い部位はど高く、剛性はボルト孔の開口端より遠ざかる
につれて増大し、これによりボルト孔周囲の部分はボル
ト孔の全長に亙り実質的に均一な荷重を担持するように
なる。従ってボルト孔のねじ部の各市が担持する荷重を
均一にし、特にボルト孔の開口端に最も近いねじ山が負
担する荷重を低減し、これによりねじのかじりやボルト
の緩みを回避することができる。
またボルト孔に形成されるねじは通常のねじであってよ
いので、特殊な形状のねじが採用される場合に比してボ
ルト受部を低廉に互生産性よく形成することができる。
いので、特殊な形状のねじが採用される場合に比してボ
ルト受部を低廉に互生産性よく形成することができる。
また本発明の方法によれば、マトリックスと同種の材料
よりなる薄板状の担体の一方の面に実質的に対角線の境
界を有するよう高ヤング率の第一の強化材及び低ヤング
率の第二の強化材が付着され、しかる後該担体が円筒状
に巻かれて成形体が形成され、該成形体を鋳型内の所定
の位置に配置して加圧鋳造が行われ、しかる後得られた
鋳物に対し実質的に元の成形体の軸線に沿って雌ねじが
形成される。従って成形体が形成された段階で第一及び
第二の強化材が付着された部分の境界が螺旋状に延在し
、ボルト孔の周囲の部分に第二の強化材の体積率に対す
る第一の強化材の体積率の比がボルトの挿通方向に漸次
増大する成形体を容易に形成することができ、またその
成形体が加圧鋳造される際に担体が溶融して鋳物の他の
部分と一体になり、従って他の方法にて形成された第一
及び第二の強化材よりなる成形体を用いて加圧鋳造が行
われる場合に比して、低廉に互生産性よくボルト受部構
造を形成することができる。
よりなる薄板状の担体の一方の面に実質的に対角線の境
界を有するよう高ヤング率の第一の強化材及び低ヤング
率の第二の強化材が付着され、しかる後該担体が円筒状
に巻かれて成形体が形成され、該成形体を鋳型内の所定
の位置に配置して加圧鋳造が行われ、しかる後得られた
鋳物に対し実質的に元の成形体の軸線に沿って雌ねじが
形成される。従って成形体が形成された段階で第一及び
第二の強化材が付着された部分の境界が螺旋状に延在し
、ボルト孔の周囲の部分に第二の強化材の体積率に対す
る第一の強化材の体積率の比がボルトの挿通方向に漸次
増大する成形体を容易に形成することができ、またその
成形体が加圧鋳造される際に担体が溶融して鋳物の他の
部分と一体になり、従って他の方法にて形成された第一
及び第二の強化材よりなる成形体を用いて加圧鋳造が行
われる場合に比して、低廉に互生産性よくボルト受部構
造を形成することができる。
本発明のボルト受部構造の一つの詳細な特徴によれば、
第一及び第二の強化材全体の体積率はボルト孔の長手方
向に見て実質的に一定である。かかる構成によれば、強
化材の体積率が急激に変化する部分が存在しないので、
ボルト孔のねじ部の各市が担持する力をそうでない場合
に比して一層均一化することができ、またねじの加工時
にも切削抵抗の変化が小さいので、良好な形状のねじを
形成することができる。
第一及び第二の強化材全体の体積率はボルト孔の長手方
向に見て実質的に一定である。かかる構成によれば、強
化材の体積率が急激に変化する部分が存在しないので、
ボルト孔のねじ部の各市が担持する力をそうでない場合
に比して一層均一化することができ、またねじの加工時
にも切削抵抗の変化が小さいので、良好な形状のねじを
形成することができる。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
実施例１ ゛
第１図に示されている如く、先ず厚さ７μ、長さ３００
■、幅３０ｍｍの純アルミニウムよりなるアルミ箔１０
を用意し、該アルミ箔の一方の面に対角線の境界１２を
有するようバインダとして５％のポリビニルアルコール
水溶液を用いて第一の強化材としての炭化ケイ素ホイス
カ１４（東海カーボン株式会社製、ヤング率４０．００
０〜７０゜０００ｋｇｆ’ ／ｍ１２）及びチタン酸カ
リウムホイスカ１６（大塚化学株式会社製「ティスモＤ
Ｊ、ヤング率２８． ０００ｋｇｆ’ ／ａｒｍ２）を
無作為に厚さ０．２■になるよう層状に付着させた。ポ
リビニルアルコール水溶液が乾燥した後、かくして２種
類のホイスカが付着されたアルミ箔を第２図に示されて
いる如くホイスカが付着された面が内側になるよう直径
８■の純アルミニウムの棒１８に巻付け、それを４００
℃に加熱することによりポリビニルアルコールを燃焼に
よって除去し、これにより円筒状の成形体２０を形成し
た、。
■、幅３０ｍｍの純アルミニウムよりなるアルミ箔１０
を用意し、該アルミ箔の一方の面に対角線の境界１２を
有するようバインダとして５％のポリビニルアルコール
水溶液を用いて第一の強化材としての炭化ケイ素ホイス
カ１４（東海カーボン株式会社製、ヤング率４０．００
０〜７０゜０００ｋｇｆ’ ／ｍ１２）及びチタン酸カ
リウムホイスカ１６（大塚化学株式会社製「ティスモＤ
Ｊ、ヤング率２８． ０００ｋｇｆ’ ／ａｒｍ２）を
無作為に厚さ０．２■になるよう層状に付着させた。ポ
リビニルアルコール水溶液が乾燥した後、かくして２種
類のホイスカが付着されたアルミ箔を第２図に示されて
いる如くホイスカが付着された面が内側になるよう直径
８■の純アルミニウムの棒１８に巻付け、それを４００
℃に加熱することによりポリビニルアルコールを燃焼に
よって除去し、これにより円筒状の成形体２０を形成し
た、。
゛ 次いで第３図に示されている如く、成形体２０を鋳
型２２内の所定の位置に配置し、該鋳型内に７４０℃の
アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ１Ａ）の溶湯を２４
を注湯し、該溶湯を鋳型に嵌合するプランジャ２６によ
り加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保
持した。次いでかくして得られた鋳物に対し元の成形体
の軸線に２８に沿って孔を穿孔し、その孔の壁面にボル
ト３０の雄ねじ３２に螺合するＪＩＳ規格ＭＩＯの雌ね
じ３４を形成した。
型２２内の所定の位置に配置し、該鋳型内に７４０℃の
アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ１Ａ）の溶湯を２４
を注湯し、該溶湯を鋳型に嵌合するプランジャ２６によ
り加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に凝固するまで保
持した。次いでかくして得られた鋳物に対し元の成形体
の軸線に２８に沿って孔を穿孔し、その孔の壁面にボル
ト３０の雄ねじ３２に螺合するＪＩＳ規格ＭＩＯの雌ね
じ３４を形成した。
第４図に示されている如く、かくして形成されたボルト
受部３６のボルト孔３８の周囲の部分は第一の強化材と
しての炭化ケイ素ホイスカ１４にて強化された複合材料
の部分４０と、第二の強化材としてのチタン酸カリウム
ホイスカ１６にて強化された複合材料の部分４２とより
なり、複合材料の部分４２は複合材料の部分４０の半径
方向内側に位置し、該部分にて雌ねじ３４が郭定されて
いた。また部分４０と４２との間の境界４４は実質的に
円錐形をなしていた。
受部３６のボルト孔３８の周囲の部分は第一の強化材と
しての炭化ケイ素ホイスカ１４にて強化された複合材料
の部分４０と、第二の強化材としてのチタン酸カリウム
ホイスカ１６にて強化された複合材料の部分４２とより
なり、複合材料の部分４２は複合材料の部分４０の半径
方向内側に位置し、該部分にて雌ねじ３４が郭定されて
いた。また部分４０と４２との間の境界４４は実質的に
円錐形をなしていた。
また比較の目的で、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ
ＩＡのみよりなる鋳物にもＪＩＳ規格Ｍ１０のねじ部を
形成した。
ＩＡのみよりなる鋳物にもＪＩＳ規格Ｍ１０のねじ部を
形成した。
次いでこれら二つのボルト受部にアルミニウム合金（Ｊ
ＩＳ規格６０６１製）のボルトを締付けていったところ
、アルミニウム合金のみよりなるボルト受部に於ては締
付はトルクが４００ ｋｇｍになった時点に於てボルト
孔の開口端より一つ目のねじ山より破断が生じたが、実
施例のボルト受部に於ては締付はトルクが５００ ｋｇ
ｍに増大されても破断は発生せず、有効な締結力が得ら
れることが解った。
ＩＳ規格６０６１製）のボルトを締付けていったところ
、アルミニウム合金のみよりなるボルト受部に於ては締
付はトルクが４００ ｋｇｍになった時点に於てボルト
孔の開口端より一つ目のねじ山より破断が生じたが、実
施例のボルト受部に於ては締付はトルクが５００ ｋｇ
ｍに増大されても破断は発生せず、有効な締結力が得ら
れることが解った。
このことはボルト孔の周囲の応力分布が従来のボルト受
部に於ては第４図に於て破線により示されている如き分
布になるのに対し、本発明に於ては実線にて示されてい
る如き分布になり、ボルト孔のねじ部の冬山が担持する
応力が実質的に均等になり、ボルト孔開口端４６に最も
近いねじ山が負担する力が低減されることによるものと
考えられる。
部に於ては第４図に於て破線により示されている如き分
布になるのに対し、本発明に於ては実線にて示されてい
る如き分布になり、ボルト孔のねじ部の冬山が担持する
応力が実質的に均等になり、ボルト孔開口端４６に最も
近いねじ山が負担する力が低減されることによるものと
考えられる。
実施例２
第一の強化材として炭化ボロン粒子（粒径１μｍ１ヤン
グ率４９． ０００ｋｇｆ ／■２）が使用され、第二
の強化材としてシリカ粒子（粒径０，５μ、ヤング率７
０００ｋｇｆ ／ａｍ２）が使用された点を除き、上述
の実施例１の場合と同一の要領及び条件にてボルト受部
を形成し、実施例１の場合と同一の要領及び条件にてボ
ルトの締付は試験を行ったところ、締付はトルクが５０
０ ｋｇａ＋に増大されてもボルト受部には損傷は生じ
なかった。
グ率４９． ０００ｋｇｆ ／■２）が使用され、第二
の強化材としてシリカ粒子（粒径０，５μ、ヤング率７
０００ｋｇｆ ／ａｍ２）が使用された点を除き、上述
の実施例１の場合と同一の要領及び条件にてボルト受部
を形成し、実施例１の場合と同一の要領及び条件にてボ
ルトの締付は試験を行ったところ、締付はトルクが５０
０ ｋｇａ＋に増大されてもボルト受部には損傷は生じ
なかった。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。例えば第４図
に於て仮想線４８にて示された境界の内側の部分が第一
の強化材にて強化され、外側の部分が第二の強化材にて
強化されてもよい。
したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。例えば第４図
に於て仮想線４８にて示された境界の内側の部分が第一
の強化材にて強化され、外側の部分が第二の強化材にて
強化されてもよい。
第１図は担体としてのアルミ箔の一方の表面に対角線の
境界を有するよう第一及び第二の強化材が付着された状
態を示す解図、第２図は第１図に示された強化材が付着
されたアルミ箔が巻付けられる態様を示す解図、第３図
は第２図に示された工程に於て形成された成形体を用い
て行われる加圧鋳造工程を示す解図、第４図は本発明に
よるボルト受部構造の一つの実施例を示す軸線に沿う断
面図である。 １０・・・アルミ箔、１２・・・境界、１４・・・炭化
ケイ素ホイスカ、１６・・・チタン酸カリウムホイスカ
。 １８・・・棒、２０・・・成形体、２２・・・鋳型、２
４・・・アルミニウム合金の溶湯、２６・・・プランジ
ャ、３０・・・ボルト、３２・・・雄ねじ、３４・・・
雌ねじ、３６・・・ボルト受部、３８・・・ボルト孔、
４０．４２・・・複合材料の部分、４４・・・境界、４
６・・・開口端特 許 出 願 人 トヨタ自動車
株式会社代 理 人 弁理士 明石 昌
毅第１図 第２図 １０・・アルミ箔 １４・・炭化ケイ素ボイスｈ １６・・チタン酸カリウム 第３図 ２０・・成形体 ２２・・鋳型 第４図 １４・・炭化ケイ素ホイスカ １６・・チタン酸カリウムボイス力 ３０・・ボルト ３６・・ボルト受部 ３８・・ボルト孔
境界を有するよう第一及び第二の強化材が付着された状
態を示す解図、第２図は第１図に示された強化材が付着
されたアルミ箔が巻付けられる態様を示す解図、第３図
は第２図に示された工程に於て形成された成形体を用い
て行われる加圧鋳造工程を示す解図、第４図は本発明に
よるボルト受部構造の一つの実施例を示す軸線に沿う断
面図である。 １０・・・アルミ箔、１２・・・境界、１４・・・炭化
ケイ素ホイスカ、１６・・・チタン酸カリウムホイスカ
。 １８・・・棒、２０・・・成形体、２２・・・鋳型、２
４・・・アルミニウム合金の溶湯、２６・・・プランジ
ャ、３０・・・ボルト、３２・・・雄ねじ、３４・・・
雌ねじ、３６・・・ボルト受部、３８・・・ボルト孔、
４０．４２・・・複合材料の部分、４４・・・境界、４
６・・・開口端特 許 出 願 人 トヨタ自動車
株式会社代 理 人 弁理士 明石 昌
毅第１図 第２図 １０・・アルミ箔 １４・・炭化ケイ素ボイスｈ １６・・チタン酸カリウム 第３図 ２０・・成形体 ２２・・鋳型 第４図 １４・・炭化ケイ素ホイスカ １６・・チタン酸カリウムボイス力 ３０・・ボルト ３６・・ボルト受部 ３８・・ボルト孔
Claims (3)
- （１）ボルトに螺合するボルト孔の周囲の部分が高ヤン
グ率の第一の強化材及び低ヤング率の第二の強化材にて
強化された複合材料よりなり、前記第二の強化材の体積
率に対する前記第一の強化材の体積率の比はボルトの挿
通方向に漸次増大しているボルト受部構造。 - （２）特許請求の範囲第１項のボルト受部構造に於て、
前記第一及び第二の強化材全体の体積率は前記ボルト孔
の長手方向に見て実質的に一定であることを特徴とする
ボルト受部構造。 - （３）マトリックスと同種の材料よりなる薄板状の担体
を用意し、該担体の一方の面に実質的に対角線の境界を
有するよう高ヤング率の第一の強化材及び低ヤング率の
第二の強化材を付着させ、該担体を円筒状に巻いて成形
体を形成し、該成形体を鋳型内の所定の位置に配置して
加圧鋳造を行ない、得られた鋳物に対し実質的に元の成
形体の軸線に沿って雌ねじを形成することを含むボルト
受部構造の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271222A JPH01112010A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | ボルト受部構造及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62271222A JPH01112010A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | ボルト受部構造及びその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01112010A true JPH01112010A (ja) | 1989-04-28 |
Family
ID=17497051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62271222A Pending JPH01112010A (ja) | 1987-10-27 | 1987-10-27 | ボルト受部構造及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01112010A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104870124A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-08-26 | 捷豹路虎有限公司 | 包括金属基加强构件的部件及其形成方法 |
-
1987
- 1987-10-27 JP JP62271222A patent/JPH01112010A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104870124A (zh) * | 2012-12-21 | 2015-08-26 | 捷豹路虎有限公司 | 包括金属基加强构件的部件及其形成方法 |
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