[发明专利]垫圈紧固结构

说明书

通过进行垫圈及垫圈紧固结构的最优化而将进入螺母的力的流入位置导向螺母座面的外周侧，从而使力更多地朝向螺母的开放侧，其结果是，降低了对螺栓、螺母的紧固啮合第一牙的负荷。本发明的垫圈具有垫圈主体和贯通垫圈主体的螺栓孔，在垫圈的纵剖面中，具有在螺栓孔开口且沿螺栓孔半径方向延伸的应力非传递空间，应力非传递空间是以螺栓孔的轴线为中心的同心圆环状。

技术领域

本发明涉及在适当地紧固的螺栓螺母紧固体中使用的垫圈的改良，涉及通过降低螺栓的螺纹牙负荷分担率成为最大的啮合第一螺纹牙的负荷分担率而提高从其谷底部的疲劳裂纹的破坏强度的垫圈及其制造方法。通过本发明的垫圈的改良，不仅使螺栓的啮合第一螺纹牙的负荷分担率降低，而且对各螺纹牙的负荷分担率的均衡化有效，能够提高螺栓的从螺纹部的疲劳断裂强度。

背景技术

对于各种构造物的紧固，使用螺栓、螺母和垫圈。在机动车、船舶、建筑、铁路车辆、土木机械、各种机床等所有的设备中使用。在该紧同构件中，以啮合第一牙的螺栓螺纹谷底(图4，螺栓的※部分)为起点的疲劳破坏成为问题的情况较多，作为疲劳破坏对策，致力于提高螺栓的强度。已知有由该啮合第一牙的静态紧固力及外力引起的过大的负荷，但出于提高啮合第一牙的螺栓螺纹谷底部的疲劳强度的目的，没有进行关于垫圈的结构的研究。

图1是示出利用现有方式的螺栓、螺母、垫圈的被紧固物紧固的纵剖视图。1表示垫圈，2表示被紧固物，3表示螺栓，4表示螺母，5表示基体，4o表示螺母螺纹牙的开放侧(箭头的朝向为松缓螺纹的方向)，4c表示螺母螺纹牙的紧固侧(箭头的朝向为紧固螺纹的方向)。

关于螺栓、螺母、垫圈的现有方式的紧固，本发明人通过有限元素解析(FEM解析)验证的具有七个螺纹牙的凸缘螺母中的负荷分担率的数值还确认为第一牙35.6％、第二牙20.8％、第三牙14.4％、第四牙11.0％、第五牙8.6％、第六牙5.9％、第七牙3.9％，负荷分担朝向螺纹牙的开放侧急剧地下降(参照图4、9)，成为与多数报告一致的负荷分担率。

关于垫圈，有JIS、ISO等标准，主要的规定是大小(尺寸)、硬度、平行度、几何公差，关于形状，有截面为矩形的环，是一部分最外周面具有被倾斜地倒角的部分的程度(非专利文献1)。

关于现有方式的垫圈的结构、形状，是“没有有害的毛刺”的程度，对于实际通过冲压加工制作的垫圈，倒角、去毛刺的指示是不明确的状况。这样，在现有方式的垫圈中，完全没有期待在所要求的功能中具有改良进入螺母、螺栓的力的流向的功能。仅要求螺母座面不沉入被紧固物、被紧固物的表面性状的影响不会对螺母的旋转产生影响等的功能。

在专利文献1中，示出了降低在啮合端螺纹谷底产生的应力集中，抗滞后破坏性、耐疲劳特性优异的高抗拉螺栓、螺母及垫片(垫圈)的组合。图示出这样的例子：在螺母的径向中心侧设置突出部，采用具有该突出部在稳定时不与被紧固体接触的高度的垫片，垫片的与螺母接触的部分形成为垫片与螺母的突出部不干涉的形状，垫片的与螺母接触的中心侧角部为直线的切口部。但是，专利文献1的特征在于在径向中心侧设置有突出部的特殊的螺母，垫片是对该特殊的螺母进行补充的成套部件，垫片单体没有可用性。专利文献1的垫片的内周面不对螺栓的轴进行对位(定中心(centering))。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-4016号公报

非专利文献

非专利文献1：ISO7089～7094：2000，887：2000，JISB1256：2000

发明内容

发明要解决的课题