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長いボルトを締め付ける場合の強度設定について
- 長いボルトを締め付ける際には、ボルトがねじれて軸力が得にくくなる可能性があります。
- しかし、ナット側を締め付けた場合でも同様の問題が起こり得ます。
- 適切なボルト強度を計算するためには、詳細な検討が必要です。
- 機械設計
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他質問サイトの回答 http://www.shaberiba.jp/cbbs/cbbs.cgi?mode=res&namber=15108&page=&no=0 http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1248646542 あんまりナットクできる答えが無いように思い、むしろ否定の材料として回答（４）のクルマエンジンの例に共感します。 http://www.maruhamotors.co.jp/parts/arpbolt.htm スタッドボルトにしてナットを使用。その利点に底突きして圧縮荷重を与えるとネジ山 の応力均等化が図れることを挙げるが、ナット側の記述は無い http://moriyamaen.exblog.jp/12299010/ コンロッドボルト 伸びボルトで長さを測りながら締める。ナット無し ボルト締結に関する研究は神戸大に先生がいる模様 『有限要素解析による管フランジ締結体の締付け』・・・・博士論文 （URLは都度更新されるので↑で検索を） 241枚の論文を読んでもその記述はないが、データ取りはナット側回転で行っている。 ホントに知る必要があるなら、この先生に聞いてみたら答えが出ると思われます。 http://www.bolt-engineer.net/lab/ 作業上、ナットを締めるのは自然必然的なことが多く、マニュアルで指示するまでもないとして、口伝に留めるのは納得性がある。 『キズ付き』・・・それによる事故事例って有るのか疑問。構造物は殆ど硬さでボルトの勝。『接触損失』でなく擦れはヤバイ？ 探しても禁止と書いた文書は見当たらない。ナット不使用の例も数多ある。 やはり都市伝説に祭り上げるのがよさげですね。
その他の回答 (4)
某自動車メーカのシリンダーヘッドガスケットの締め付けはＢｏｌｔです。 Ｎｕｔは相手部品（アッパークランクケース。名前が間違っていればごめんなさい）にネジを切ってます。 締め付け部品はシリンダーヘッド、シリンダーヘッドＧａｓｋｅｔ、シリンダー及びシリンダーガスケットです。 部品点数の削減＝工数低減です。 要は強度が十分であればどちらを締め付けてもＯＫということですね。 宜しく。
お礼
御回答有難う御座います。 そうですね。私の感じとしては自動車は 結構ボルトでの締結を多用していますよね。 作業性もボルト保持の方が良さそうですし、 スプリングワッシャ、平ワッシャなんて無く、 座面にセレーションを入れたボルトも多いですよね。 「要は強度が十分であればどちらを締め付けてもＯＫ」は その通りなんだろうと感じます。
“そっくりな質問”にも記述しましたが、ボルトが取付穴に接触すると廻す時に接触トルク が発生し、ねじ締めの確実性が低下するからです。 ボルト締付トルク － 接触トルク ⇒ ボルトの軸力となります。 しかし、外観では接触の有無や度合が確認できないため、最悪トルク不足になったりします。 でも、最近はNCマシーンでの加工が主になり、穴の加工精度も向上しています。 ですから、穴の加工精度バラツキによる大きな接触圧力になることは殆どないので、 あまり真剣に考慮しなくてよいと思います。 セット時に可能であれば、ボルトと穴のピッチがボルトをこじる位に異なっていないかを ボルト軸に沿って穴を加工している部品を軽く動かし確認してみてください。 （当然、穴を加工している部品が大きなスラスト荷重を受けている場合も同様です） 軽く動けば、大きな力は締付時に加わらないので、問題ない範囲と考えます。
お礼
御回答有難う御座います。 確かにボルトで締めて、さらに長いと内面との接触可能性は 上がりますよね。理由の一つの様に感じます。
基本的にはボルトには軸力のみ発生するようにナット側で締め付けます。 ボルト側で締めた場合、ボルトにねじれが作用するため、注意が必要です。 どうしてもボルト側で締める必要がある場合は、強度的に十分安全か確認して おく必要があります。締め付けトルクに対し、余裕のあるねじり強度の材料を 選べば問題ないと考えます。詳細は下記参照ください。
お礼
御回答有難う御座います。 ただ、どちらで締めてもボルトにはねじりが掛かると 思ってしまうのですよね。また、ねじり応力は長さに関係ないですし。
ボルトを回してはいけないのはボルト円周にに傷を付けるとそこに応力が集中して破損のおそれがあるのでボルトを回さないように指示したり設計したりします。もちろん強度は十分に有るという前提ですが。 航空機設計者
お礼
目からウロコです。有難う御座います。
お礼
御回答有難う御座います。 ご紹介頂いたURL拝見いたしました。 私もその後、色々文献を調べましたが先に御回答頂いた「キズ付き」「接触損失」の防止以外納得できる理由にはめぐり合えませんでした。 建築構造物の高力ボルト摩擦接合関連では 回転するものとして製作時表面性状管理がされているのはナット側座面 なのでナットで締めるとの記載が有りましたが、それ以外には無し。 長尺ボルトの使用に関しては｢摩擦力における力の伝達上特に問題なし｣ とのことでした。 これらからすると普通ボルトレベルの締結において、ボルトの傷つきや 穴との接触トルク損失が問題にならないレベルと判断できる場合、 ボルト側で締結を行なっても特に不都合は無い。と言う感じになりつつあります。 そうですね。ボルトとナットを手に持ってやれば自然必然的にネジが掛かる部分を手前に目視しながら締めますよね。ボルトとナットが共に存在する場合、ボルトを締めることをあえて選択する理由は無いことは納得できます。 現在検討しているものはボルト側で締めることが製品としての得られるものが大きい構造ですので、進めてみたいと思います。皆様貴重な意見有難う御座いました。