非回転ゆるみの対策法について

はじめまして、アイシンAW㈱　EV技術部　村上と申します。
主にハイブリッド自動車の構造設計をしております。
ハイブリッド自動車用のボルト類を探しております。

さて、現在ねじゆるみの問題がありまして、何点か伺いたい点がございます。
流れとして、【状況】→【（やろうとしている）対策】→【質問】のように進めます。
【対策】に対して、何か間違ってはいないか、あるいは「もっとこのようにやるべきだ」、「うちの製品で解決できる！」、「データベースを持っている！」
など、いろいろと御意見御助言願います。
また、【質問】に対してご存知でしたら教えて下さい。

1.【状況】
　ねじゆるみ（締付トルクダウン）
　　・耐久試験後の締結部の締付トルクが、5.5Nｍから3.5Nm程度にダウンする。
　　・回転はしていない（非回転ゆるみ）
　　・温度は常温～110℃ほどと推測される。

　・ボルト　　　M6X1.0X14 SWCH-12A 4T相当品　
　　　　　　　　表面処理　黄色クロメートメッキ　
　・ワッシャ①　波座金　　JIS B 1251相当　(φ11程度）
　・ワッシャ②　平座金　　JIS B 1256相当　（φ13程度）　
　　　（波+平座金の組み込みタイプ）
　・締結物　　　アルミ(A6101)板、板厚2mm
　・めねじ側　　アルミ(A1000番台）φ12　メッキなし
　　　　　　　　有効ねじ長さのmin 10mm　　　　　　　　
　・締結管理　　締付トルクの管理。中央値5.5Nm

2.【対策案】
　原因として考えられるものは
　　①磨耗
　　②なじみ、へたり、座面陥没
　　③ボルトの塑性伸び
　　④クリープ
　　⑤熱膨張係数の違い
　　⑥L/d値が小さい
　　⑦締付トルクが小さい（アルミで規制されているため）
　などである。

　できるだけアルミ部の材質を変えないとして、
　これに対する対策案は、
　　①②⑥・被締結物とめねじ円筒の接触面積を上げる
　　　　　　→φ12からφ16、など。あるいはM8にする
　　　　・ねじかかり代を上げる
　　　　・ボルトの長さを上げる（ワッシャを厚くするなど）
　　③　はあまり考えられない。
　　④　・クリープの特性曲線を調べて、クリープに強い材質にする。（この材料のクリープ曲線はお持ちではありませんか？）
　　⑤　・アルミボルトを使う（なにかいいものお持ちではないでしょうか？強度と耐久性、温度などが心配です。）　　
　　⑦　・めねじの限界まで締めこむ

【質問】
　　基本的な質問からまいりますので、ご回答よろしくお願いいたします。
　　①呼び変更
　　　同じ軸力でM6→M8にした場合、めねじにかかる応力は何％になりますか？また、M5→M6ならいかがでしょうか？
　　②ボルトとアルミ板の間にスペーサを挿入する
　　　スペーサを入れるとボルトが長くでき、ゆるみには強くなりますが、その分、接合面の数が増えてしまいます。（なじみやへたりの影響でゆるみやすくなる方向にいく）どちらの影響が強いのでしょうか？
　　③細目ねじに変更する
　　　リード角の関係からゆるみにくくなる、とよく言われていますが、式でかくと、どれほどのゆるみにくさアップなのでしょうか？軸力に対するめねじの応力はどんな式になりますか？また、並目とおなじ軸力を出すのに必要な嵌合長さは何倍になりますか？表をお持ちではありませんか？
　　④アルミボルト
　　　熱膨張率を上げることで熱による影響をキャンセルできますが、強度、耐久性、コストが心配です。アルミボルトを代替できるとすれば、そのような製品や、資料はお持ちではありませんか？また、SUSボルトではどうでしょうか？
　　⑤摩擦安定剤塗布
　　　現在は、鋼に黄色クロメート　×　アルミ無垢　ですが、摩擦安定剤を塗布すれば、摩擦係数μのばらつきは小さくなります。当然、何十種類もあると思われますが、代表的なものについてその具体的な数値とコスト指標値を教えて下さい。
　　　　　（例）0.25±0.2 → 0.1±0.03　　　コスト　15％アップ
　　⑥締付トルクTと軸力F、めねじの応力σの関係
　　　締付トルクと軸力の関係式は、よく文献に載っておりますが、座面とねじ部の摩擦係数が不明です。このあたりの値で計算のために一般的に使われているのはどんな値でしょうか？また、Tとσの関係の表などをお持ちではないでしょうか？

他、何かご意見などいただければ幸いです。
皆様の製品についていろいろ教えて下さい。

ねじユーザー企業（技術者）

[回答]M6ボルトの非回転ゆるみ

日経ＢＰ社発行の「ねじ締結“新”常識のうそ」の著者です。ご質問のかなりな部分に対応できます。直接メールを下さい。xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
（有）トリテクノ
東京都中央区新川2-2-1-614
Tel :03-3555-0986, Fax.:03-3555-0988
E mail: tri_123@d4.dion.ne.jp
松木啓介
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

選択無し 2002-01-17 00:00:00

[回答]２１世紀のファスナー

詳細のご説明読ませていただきました。
当方の下記HPサイトに必ずご諮問、疑問点に関するヒントとその解決方法があると確信します。
是非、ご覧ください。

http://thanks22.cool.ne.jp/nac

選択無し 2002-11-23 00:00:00

[回答]非回転ゆるみ

選択無し 2003-10-10 00:00:00

非回転ゆるみの対策法について

過去記事アーカイブ 人気の記事10件

過去記事アーカイブ　人気の記事10件