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ねじ結合部の動的強度保証を実現する新しいフランジ付ナットの国際規格提案

研究課題

研究課題/領域番号 16K06043
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

萩原 正弥  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90134840)

研究協力者 古川 朗洋  
鈴木 涼太  
稲垣 裕  
平松 高宗  
森下 一希  
山本 将央  
リン ブイスワン  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード機械要素 / 締結用部品 / フランジ付きナット / 動的性能 / 品質保証 / 軽量化 / 国際標準化 / フランジ付ナット / 製作性 / 負荷能力 / 3次元FE解析 / 疲労強度 / FE応力解析 / 膨張変形 / 破壊モード / FE解析 / 国際提案 / ねじ / 疲労 / ゆるみ / ナット / 最適化設計
研究成果の概要

ボルト・ナット結合の設計最適化の観点から,組合せるボルトに対してフランジ付きナットの仕様を最適化するための指針として,次の成果を得た。(1) 現行のフランジ付きナットでは,フランジ部の剛性が高いためにねじ山の負荷能力に余裕が大きく,二面幅及び高さを減少させる軽量化設計が可能である。(2) 二面幅を減少させた軽量化フランジ付きナットは,現行品に比べ,ボルトねじ谷底の局所的応力を低下させる効果があり,その程度にはナットの半径方向変位及び面取りを含む座面側不完全ねじ山の剛性が影響する。(3) 軽量化フランジ付きナットの試作を行い,精度及び品質について現行規格を満たしていることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究で得られた知見は,ボルト・ナット結合全般に対して,ねじ締結部の信頼性向上(動的特性の保証)及び軽量化に直接寄与する具体的な成果を多く含んでおり,それ自身,学術的な意義がある。さらに,国際規格化が実現できれば,自動車産業をはじめとする世界の工業全般に対して大きな貢献が期待でき,その社会的意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] German Fastener Association(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Bending Moment on the Fatigue Strength of a Bolt in Bolt/Nut Assembly2019

    • 著者名/発表者名
      Masaya Hagiwara, Ryota Suzuki, Yutaka Inagaki
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 締付けにおけるナット膨張変形について2018

    • 著者名/発表者名
      平松高宗,萩原正弥
    • 学会等名
      日本機械学会2018年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フランジ付ナットの形状がボルトの疲労強度に及ぼす影響2018

    • 著者名/発表者名
      森下一希,萩原正弥
    • 学会等名
      日本機械学会2018年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ボルト・ナット結合体におけるボルトねじ谷底の3次元応力解析(ズーム法における3時限螺旋モデルの作成)2018

    • 著者名/発表者名
      稲垣裕,萩原正弥
    • 学会等名
      日本機械学会2018年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 曲げが作用するボルト/ナット結合体の疲労強度(曲げ応力がボルトの疲労強度に及ぼす影響)2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木涼太,萩原正弥
    • 学会等名
      日本機械学会2018年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optimal Design for Hexagon Nuts with Flange Taking into Account the Fracture Modes of Bolt/Nut Assembly2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Hagiwara
    • 学会等名
      KSME-JSME Joint International Conference (ICMDT2017)
    • 発表場所
      Jeju Plaza Hotel, Korea
    • 年月日
      2017-04-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ナットの仕様がかみ合いねじ部のせん断破壊強度に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      山本将央,萩原正弥
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 繰返し引張外力によるねじのゆるみ理論に関する評価-接触面における摩擦力の影響2017

    • 著者名/発表者名
      尾畑領一,萩原正弥
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ナットの不完全ねじ部がボルトねじ谷底の局所的応力分布に及ぼす影響-ねじ軸直角断面及びねじ山の荷重分布に基づく3次元螺旋モデルの作成2017

    • 著者名/発表者名
      稲垣裕,萩原正弥
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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