ブックタイトル日本ねじ研究協会　2002年10月

概要

日本ねじ研究協会　2002年10月

一一ねじ製造周辺技術一アルミニウム合金製機械構造物のねじ締結特性とアルミニウム合金ボルトの実用化久保田義弘・中村保**KUBOTAYoshihh'o,NAa枷ULI{1,4Tamotsu裂ア1.はじめに自動車の省エネルギー化を目的に車体の軽量化の研究が盛んに行われている,車体の軽量化には,現行素材の強度を高めて極限まで薄肉化する手法と,軽量合金素材に置換し,最適化を行う手法があるが,革新的な軽量化をもたらすものはおそらく後者であろう.軽量合金を使用した車体では,AluminumSpace機械構造物の接合方法としてアルミニウム合金ボルトを使用したねじ締結を取り上げ,鋼製ボルトを使用したねじ締結との力学的特性の相違からアルミニウム合金ボルトの有効性を説き,アルミニウム合金ボルトの締付け特性,アルミニウム合金ボルトの機械的性質,およびその実用化にっいて解説する.Frames(ASF)が有望である.しかし,ASFの量産2.アルミニウム合金製機械構造物の化の実現には,さまざまな技術的な課題が山積するが,その中でも接合技術は大きな課題とされている.そこで,アルミニウム合金の特性を考ねじ締結特性2」ねじ締結体の内力係数ねじ締結体の強度設計を行う場合,ボルトの疲慮したMIG・TIG・YAGレーザーなど,さまざま労強度を検討する必要がある.ボルトの疲労強な接合技術が開発されてきているが,スチールモノコックボディーで主として使用されてきた金度を検討する際に内力係数φが重要となる.内力係数ψはねじ締結体に作用する外力W、とそ属の溶融凝固を利用した各種溶接は,ASFでは必ずしも容易ではない.アルミニウムの溶接の問題点は,強固な酸化皮膜や低い電気抵抗とれによってボルトに追加される軸力Ftのて,次式で表される.比としレ↑高い熱伝導率の克服にある,今日では,スチールモノコックボディー並の溶接性能に近づきつφ。丑=κ'耽κ、+κ,(1)っあるといわれるが,溶接割れや組織的な欠陥の信頼性の問題から,欧米を中心に,接着接合,機械的接合もしくはこれらの併用も盛んに研究されてきている1).以上のような溶接を中心とする恒久的な接合方法に対し,ボルト締結は古典的であるが,高強度で分離が可能という点では,昨今の地球環境を背景とするリサイクルの観点から,特に重要となるであろう.本解説は,ASFのようなアルミニウム合金の*第一工業株式会社**静岡大学ここに,Ktはボルトの引張りばね定数であり,K。は被締付け部材の圧縮ばね定数である.ボルトの疲労破壊は,ボルトに追加される軸力Ftによってもたらされるため,内力係数Φは一般に小さいほうが望ましい.K。は,被締付け部材の形状によって数種の計算式が提案されている.図1のようなアルミニウム合金平板に立てためくらめねじに,厚さlfのアルミニウム合金平板を呼び径dのフランジボルトで締結している場合は,レッチェルの等価円筒の考えに基づいて,次式で計算することができる2).日本ねじ研究協会誌33巻10号(2002)一291一