JP2021131145A

JP2021131145A - ボルト

Info

Publication number: JP2021131145A
Application number: JP2020027857A
Authority: JP
Inventors: 勇人河内; Isato Kawachi; 献治相川; Kenji Aikawa
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-09-09

Abstract

【課題】締結状態を容易に確認可能なボルトを提供する。
【解決手段】ボルト２０によれば、シャンク２１Ａと、シャンク２１Ａの一端に設けられ、凹部２１ｃが形成されたヘッド２１Ｂとを備え、凹部２１ｃの底部２１ｄには、構造色を呈する構造色部２２が設けられている。
【選択図】図１

Description

本開示は、ボルトに関する。

歪みゲージがボルト頭部の凹部に装着され、当該歪みゲージにより、ボルトの締付けおよびボルトのゆるみを検出するボルトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２３６０６４号公報

上記のボルトでは、歪みゲージの配線に所定の電圧を印加して出力電圧を測定し、その電圧値に基づき、ボルトが緩んでいるか否かを判断している。このように、ボルトの締結状態を検出するために電圧を印加する必要があるため、ボルトの締結状態の確認に手間がかかり、容易に確認することができない。

そこで本開示は、締結状態を容易に確認可能なボルトを提供することを目的の一つとする。

上記目的を解決するために、本開示の一態様であるボルトは、シャンクと、前記シャンクの一端に設けられ、凹部が形成されたヘッドと、前記凹部の底部に設けられ、構造色を呈する構造色部とを備える。

前記構造色部の前記シャンクに対する反対側には、前記シャンクの軸方向にのみ可視光を透過させる第１光学フィルタが設けられてもよい。

前記構造色部の前記シャンクに対する反対側には、所定の波長範囲の可視光のみを透過させる第２光学フィルタが設けられてもよい。

前記ヘッドには、前記凹部に連通し、前記シャンクの軸を挟むように一対のスリットが形成されてもよい。

前記構造色部は、構造色を呈するシート状部材であり、前記シート状部材は、前記凹部の底部に形成された収容凹部に設けられてもよい。

本開示によれば、締結状態を容易に確認可能なボルトを提供することができる。

実施形態に係る流体制御装置の平面図である。（ａ）はボルトの斜視図、（ｂ）はボルトの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿ったボルトの断面図である。ボルトの分解斜視図である。（ａ）は変形例に係るボルトの斜視図、（ｂ）は変形例に係るボルトの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿ったボルトの断面図である。変形例に係るボルトの分解斜視図である。変形例に係るボルトの分解斜視図である。

本開示の一実施形態に係るボルト２０が設けられた流体制御装置１について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る流体制御装置１の平面図である。

図１に示すように、流体制御装置１は、ベース２と、複数のガスライン１０とを備える。

ベース２は、鋼材等により構成され、平板状をなしている。ベース２には、図示せぬ複数のボルト螺合孔が形成されている。各ガスライン１０には、例えば可燃性ガスまたは支燃性ガスが流される。各ガスライン１０の構成は同じであるので、以下では複数のガスライン１０のうちの一つのガスライン１０についてのみ説明を行う。

各ガスライン１０は、複数の継手１１と、複数の流体制御機器１２〜１８と、複数のボルト２０とを備える。なお、図の簡略化のために、複数のボルト２０については、一つのボルト２０にのみ参照番号を付している。

複数の継手１１は、ガスライン１０の長手方向に沿って一列に並ぶように配置され、図示せぬボルト螺合孔に図示せぬボルトが螺合されることによりベース２に対し固定されている。継手１１は、略直方体形状をなし、略Ｖ字状の流路が形成されている。なお、最上流側の継手１１は、図示せぬ入口配管に接続され、最下流側の継手１１は、図示せぬ出口配管に接続される。

複数の流体制御機器１２〜１８は、手動弁であるバルブ１２と、レギュレータ（減圧弁）１３と、圧力計１４と、自動弁（例えば流体駆動式の自動弁）であるバルブ１５、１７，１８と、流量制御機器（例えば、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：ＭａｓｓＦｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ））１６とにより構成されている。各流体制御機器１２〜１８は、ボルト２０が継手１１に螺合されることにより、対応する継手１１に固定されている。

次に、ボルト２０について詳細に説明する。

図２の（ａ）はボルト２０の斜視図、（ｂ）はボルト２０の平面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿ったボルト２０の断面図である。
図３は、ボルト２０の分解斜視図である。

ボルト２０は、ボルト本体２１と、構造色部２２と、第１光学フィルタ２３とを備える。

ボルト本体２１は、鋼材等からなり、円柱状のシャンク２１Ａと、シャンク２１Ａの一端に設けられたヘッド２１Ｂとを備える。シャンク２１Ａの他端側には、図示せぬ雄ねじ部が形成されている。ヘッド２１Ｂには、６角柱状の凹部２１ｃが形成されている。ヘッド２１Ｂの凹部２１ｃを画成する底部２１ｄには、収容凹部２１ｅが形成されている。

構造色部２２は、本実施形態では、構造色を呈する円板状の樹脂製のシートにより構成され、収容凹部２１ｅに張り付けられている。当該樹脂製のシートは、例えば、弾力性のあるシリコンゴムシート中に、可視光の波長と同様またはそれより小さいサイズの均一粒径のコロイド粒子を可視光の波長程度に周期的に配列させた構成（コロイド結晶）である。構造色部２２は、外力を受けて変形することにより、コロイド粒子の配列周期が変化する。このため、ブラッグ回折の波長が変化し、構造色部２２が呈する色も変化する。なお、構造色部２２が呈する色は、見る角度に依存し、見る角度が異なると色も異なる。コロイド粒子としては、ポリスチレン粒子、ＰＭＭＡ粒子およびシリカ粒子等が挙げられる。

なお、構造色とは、光の波長、またはそれ以下の規則正しい微細構造や回折格子構造等による干渉色や遊色現象、薄膜干渉や多層膜干渉による発色等、特別の色素によらず物理的構造に基づく光学現象による発色や光沢のことをいう。

第１光学フィルタ２３は、円板状をなし、その軸方向にのみ可視光を透過させる光学特性を有する。第１光学フィルタ２３は、例えばルーバーフィルムであり、視野角を制御するために設けられている。第１光学フィルタ２３は、構造色部２２に張り付けられている。よって、第１光学フィルタ２３は、シャンク２１Ａの軸方向にのみ可視光を透過させる。

以上説明した本実施形態のボルト２０によれば、シャンク２１Ａと、シャンク２１Ａの一端に設けられ、凹部２１ｃが形成されたヘッド２１Ｂとを備え、凹部２１ｃの底部２１ｄには、構造色を呈する構造色部２２が設けられている。

ボルト２０が、各流体制御機器１２〜１８を継手１１に固定するために、継手１１に螺合された状態において、ボルト２０のヘッド２１Ｂは、各流体制御機器１２〜１８のボディを押圧する。この押圧により、ヘッド２１Ｂは、ボディから反力を受け、シャンク２１Ａに軸力が生じる。この軸力により、ヘッド２１Ｂがボディ側に引っ張られる。その結果、底部２１ｄ近傍へ応力が生じ、ヘッド２１Ｂ（特に底部２１ｄ）が歪む。底部２１ｄに生じた歪みによって、構造色部２２が変形し、構造色部２２が呈する色は変化する。

例えば、構造色部２２に対し負荷がかかっていない状態で、構造色部２２をシャンク２１Ａの軸方向から見た時の構造色部２２の色が緑色、ボルト２０を継手１１に螺合させシャンク２１Ａに所望の軸力が生じている状態でヘッド２１Ｂの底部２１ｄの歪みによって変形した構造色部２２をシャンク２１Ａの軸方向から見た時の構造色部２２の色が赤色とする。この場合には、作業者がボルト２０の締結時に、構造色部２２をシャンク２１Ａの軸方向から見て、構造色部２２が赤色になっていることを確認することにより、ボルト２０が締結されたか否かを確認することができる。このように、本実施形態のボルト２０では、構造色部２２の色を視認するだけでボルト２０の締結状態が分かるので、ボルト２０の締結状態を容易に確認することができる。

なお、底部２１ｄは全体が一様に歪むとは限らないので、底部２１ｄの一部（例えば周縁部）が歪み、構造色部２２の対応する部分の色が変化しているのを確認するようにしてもよい。

構造色部２２のシャンク２１Ａに対する反対側には、シャンク２１Ａの軸方向にのみ可視光を透過させる第１光学フィルタ２３が設けられている。これにより、ヘッド２１Ｂの上側（シャンク２１Ａの軸方向）からしか、構造色部２２の色を確認することができなくなるので、角度依存性を有する構造色部２２の色を誤って認識するのを防止することができる。

構造色部２２は、構造色を呈するシート状部材であり、凹部２１ｃの底部２１ｄに形成された収容凹部２１ｅに設けられている。このように、構造色部２２は、シート状部材であるので、容易にボルト本体２１に設けることができ、ボルト２０を容易に提供することができる。

なお、本開示は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本開示の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

図４、５に示すボルト１２０のように、ヘッド２１Ｂに対し、凹部２１ｃに連通し、シャンク２１Ａの軸を挟むように一対のスリット２１ｆを形成してもよい。各スリット２１ｆの底面は、底部２１ｄと面一となるように形成されている。

かかるボルト１２０によれば、ヘッド２１Ｂにスリット２１ｆが形成されているので、ヘッド２１Ｂがより変形しやすくなる。よって、底部２１ｄの歪みをより大きくすることができる。その結果、構造色部２２のシャンク２１Ａの軸力の変化に対する感度を、より大きくすることができ、ボルト２０の締結状態をより的確に把握することができる。

また、スリット２１ｆが形成されていることにより、スリット２１ｆを介して構造色部２２を視認可能であるが、第１光学フィルタ２３により、構造色部２２をヘッド２１Ｂの上側からしか、構造色部２２の色を確認することができないので、構造色部２２の色を誤って認識するのを防止することができる。

図６に示すボルト２２０のように、構造色部２２のシャンク２１Ａに対する反対側に、所定の波長範囲の可視光のみを透過させる第２光学フィルタ２４を設けてもよい。第２光学フィルタ２４は、バンドパスフィルタであり、例えば、赤色の波長（６２０〜７５０ｎｍ）の光のみを透過させる。

かかるボルト２２０によれば、ボルト２０が所望の軸力で締結されているときに構造色部２２をシャンク２１Ａの軸方向から見た時の構造色部２２の色が赤色の場合に、作業者は赤色しか視認することができないので、構造色部２２の色を誤って認識するのを防止することができる。

また、第１光学フィルタ２３に代えて、第２光学フィルタ２４だけを設けてもよい。

上記の実施形態では、構造色部２２は、構造色を呈する樹脂製のシートであったが、他の形態であってもよい。例えば、底部２１ｄの表面に、定の配列周期の微細な凹凸構造を形成して構造色部としてもよい。微細な凹凸構造は、例えば、レーザ加工により形成してもよい。また、構造色部２２は、微細な粒子を含む塗料を底部２１ｄに塗布して乾燥させることにより、当該粒子が規則的に配列されるものであってもよい。また、構造色部２２は、多層膜による干渉により構造色を呈する部材であってもよい。

２０：ボルト
２１Ａ：シャンク
２１Ｂ：ヘッド
２１ｃ：凹部
２１ｄ：底部
２１ｅ：収容凹部
２１ｆ：スリット
２２：構造色部
２３：第１光学フィルタ
２４：第２光学フィルタ

Claims

シャンクと、
前記シャンクの一端に設けられ、凹部が形成されたヘッドと、
前記凹部の底部に設けられ、構造色を呈する構造色部と、を備えるボルト。
前記構造色部の前記シャンクに対する反対側には、前記シャンクの軸方向にのみ可視光を透過させる第１光学フィルタが設けられている、請求項１に記載のボルト。
前記構造色部の前記シャンクに対する反対側には、所定の波長範囲の可視光のみを透過させる第２光学フィルタが設けられている、請求項１または請求項２に記載のボルト。
前記ヘッドには、前記凹部に連通し、前記シャンクの軸を挟むように一対のスリットが形成されている、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のボルト。
前記構造色部は、構造色を呈するシート状部材であり、
前記シート状部材は、前記凹部の底部に形成された収容凹部に設けられている、請求項１または請求項２に記載のボルト。