すべてのエンジニアが知っておくべき 11 の主要な自動車ファスナー

自動車業界では、組み立てプロセス中に他の部品と結合する場合にのみ機能する一部の部品を製造しています。その結果、自動車部品の製造は、公差の高い設計に依存し、締結機構の機能が組み込まれており、その中で締結具は非常に一般的です。

ファスナーは自動車部品の組み立てと機能を助けるため、自動車部品製造業界では非常に重要です。自動車用ファスナーには、素材、構成、目的の機能に基づいてさまざまな種類があります。この記事では、さまざまなファスナー、その機能、および考えられる用途について説明します。

材料別の自動車用ファスナー

自動車で使用される自動車用ファスナーを分類する最も一般的な方法は、構成材料を使用することです。一般に、金属とプラスチックという 2 つのカテゴリがあり、それぞれの材料特性に基づいて異なる属性と機能があります。

自動車用金属ファスナー

一般に自動車用金属ファスナーは鉄、アルミニウム合金、銅などから作られています。選択した材料に応じて、強度、耐久性、耐食性など、さまざまなレベルの機械的特性を示すことができます。

金属製の自動車用ファスナーには、ボルト、ナット、スプリング、ネジなど、さまざまな形状があります。耐久性があり、再利用可能で、自動車、サスペンション、エンジンの重量部品の接続と固定に適用できます。

金属製の自動車用ファスナーも、機能性と美的魅力を高めるために表面仕上げ処理が施されます。自動車部品の製造に適用される一般的な例には、防錆と耐久性を向上させるための亜鉛メッキと陽極酸化処理が含まれます。  

自動車用プラスチック ファスナー

より精巧な美しさを備えた最適な機械的特性を求める場合は、プラスチック製の自動車用ファスナーがより良い選択肢となります。これらは、ゴムなどの他の複合材料と並んで、ピン、スペーサー、コネクタ、ワッシャーなどの留め具を作成するための一般的なオプションです。

プラスチック ファスナーの主な原料は、引張強度と脆さで知られるビニールです。その結果、交換可能なファスナーや使い捨てファスナーの製造に応用できます。さらに、金属ファスナーよりもコストが低く、電気を通さず、錆びません。

自動車用ファスナーの一般的な 11 種類

自動車用ファスナーは、材質による分類の他に、機能による分類もあります。以下は、知っておく必要がある一般的なタイプです。

ナッツ

ナットは、鉄またはアルミニウム合金を使用して作られた小さな金属部品です。 3D プリントを使用して作成されたスパイラル カットのネジ山が中央を通り、両側に沿ってボルトにフィットします。ワッシャーと並んで、ナットとボルトは自動車部品の締結に役立ちます。ナットの締結にはいくつかの種類がありますが、最も一般的なのは六角形の外形を特徴とする六角ナットです。自動車業界で使用される他のタイプのナット留め具には次のようなものがあります。

• 袋ナットには片側からのみアクセスできます。反対側は怪我を防ぐために滑らかなドーム状の表面になっています。
• バレル ナットは円筒形で、ボルトの軸に垂直な穴に挿入できます。  
• フランジ ナットは六角形の頭部を持ち、根元の周りの直径が大きくなっています。結果として、ワッシャーは必要ありません。
• ローレットナットは直径が大きいため、手で締めることができます。

ボルト

ボルトは、部分的にネジ山があり、先端がテーパーになっていない長いシャフトを備えた締結具です。ねじのない部分はシャンクと呼ばれ、精度が高く、摩耗が少なくなります。さらに、ボルトに配置された面に応じて、シャンクがパーツの境界面を越えて伸びる可能性があります。

ボルトは鉄やアルミ合金などの金属を使って作られており、シンプルながらも欠かせない存在です。ナットと同じく頭部が六角形の六角ボルトが最も一般的です。ナットやワッシャーと合わせて、エンジン部品やダッシュボード、サスペンションアームなどの自動車部品の保持に使用されます。さまざまな種類の自動車用ボルトには次のようなものがあります。

• 六角フランジ ボルトには、六角頭の下にワッシャーが付いています。これは力の分散と部品の固定に役立ちます。  
• キャリッジ ボルトにはドームと拡大されたヘッドが付いています。
• プレース ボルトには、振動による緩みを防止するセルフロック機能と自由回転する六角形の頭が付いています。

ネジ

スクリューは、2 つの部品を固定する完全にテーパー状のシャフトを備えた留め具です。穴にねじ山を切ることも (セルフタッピンねじ)、部品のねじ穴と嵌合することもできます (小ねじ)。ボルトとは異なり、ねじ山によって固定され、所定の位置に保持されるため、ワッシャーやナットは必要ありません。

自動車のナットやボルトと同様、最も一般的なネジは六角ネジです。六角ボルトに似ていますが、シャンクがありません。自動車業界で使用される他のタイプのネジ留め具には次のようなものがあります。

• 皿ネジ:部品の表面と平らになる先細の頭を持つ小ネジ。
• キャップヘッドネジは、樽型の頭と取り付けソケットを備えた自動車用ネジです。 
• なべネジ:ソケットが取り付けられたドーム状の頭を持つ小ネジ。
• 木ネジ。
• セルフタッピングネジ。
• コーチ スクリュー:取り付け時に高トルクを可能にする六角頭の大きなセルフタッピング スクリュー。  

自動車設計に使用されるファスナー

自動車に使用されるファスナーにはいくつかの種類があります。それぞれに異なるレベルのパフォーマンスと信頼性が備わっています。以下は、自動車の設計に使用される一般的な留め具です。

– セルフクリンチングファスナー

セルフクリンチングファスナーは、自動車シート部品の接合に適用できるワンタイムおよび永久ファスナーです。回転を防ぐ鋸歯状のクリンチング リングがあり、ピン、ナット、スタッド、ブラインド、スタンドオフ ファスナーなど、さまざまなスタイルと機能があります。

– リベット留めファスナー

リベットは、両端に頭と尾を持つ留め具です。主にスチールまたはアルミニウムから作られており、永久的な部品の組み立てを実現します。リベットには、ソリッド リベット、ブラインド リベット、管状リベット、分割リベットなど、いくつかの種類があり、2 つ以上の自動車部品の接合に使用できます。

– ブラインドねじインサート

ブラインドネジ付きインサートにはブラインドネジが付いており、パネルの片側に取り付けることができます。これらのインサートは、チューブや押し出し成形品などの接合に適しています。

スタッド

スタッドは、頭のないネジのように見える雄ネジを備えた留め具です (頭のあるものもあります)。これらは通常、永久的な留め具であり、ほとんどの場合、結合したい部品に溶接されます。さらに、両端にスタッドをねじ込んで、ナットと組み合わせることができます。

自動車に適用できる一般的なタイプのスタッドは、自動車の車輪を保持するために使用されるホイール スタッドです。  

ワッシャー

ワッシャーは、薄く平らな面と中央に穴のある円盤です。ボルト・ナットと併用すると、ボルトの荷重・圧力を分散し、ナットの緩みを防ぎます。さまざまな形状やスタイルがあり、結合する自動車コンポーネントに応じて機能します。

自動車部品の組み立てでは、緩みの防止、摩擦の軽減、漏れの防止、圧力の分散を目的として、車軸ベアリングやジョイントにワッシャーを使用します。

クリップ

クリップは、自動車および自動車以外の機能を備えたプラスチックまたは金属で作られた重要な留め具です。いくつかの設計がありますが、より単純なソリューションを提供します。自動車部品の製造では、インテリア パネル、ドア カード、プラスチック バンパー (プラスチック) などのさまざまな部品の位置決めや保持に使用できます。クリップは再利用可能または再利用不可能にすることができます。

クランプ

クランプは、エンジンに取り付けられたホースやチューブなどの部品を保持するために使用できる一般的な自動車用留め具です。それらは通常金属ですが、いくつかはプラスチックである場合もあります。クラシックなデザインと、ファスナーを締める際に使用できるネジがあり、コンポーネントを締め付けます。 

スプリング

スプリングとは、弾性変形を示すスプリングクリップ、ピン、ワッシャーなどの金属製の留め具です。結果として、これらは 2 つの自動車コンポーネント間に張力を生み出すように機能します。

弾性変形を示すため、確実な接続が確保され、部品の組み立てと分解が容易になります。自動車業界におけるスプリング ファスナーの応用例としては、R クリップを使用してホイールがシャフトの端から外れるのを防ぐことが挙げられます。  

ピン

ピン留め具は自動車部品を所定の位置に保持できますが、ある程度の動きは許容します。プラスチック製と金属製があり、さまざまな種類があります。

自動車産業では、シャフトの軸方向の動きを防止するコッターピンが一般的なタイプであり、ホイールに使用されます。別の例としては、オフロード車で使用されるリンチピンや車両のブレーキ システムで使用されるクレビス ピンがあります。  

特殊ファスナー

これらのタイプの自動車用ファスナーは、特定の業界、材料、用途に適用できるように特別な設計になっています。自動車部品の製造において、形状、材料組成、または用途の特殊性により、部品メーカーが特別な設計を必要とする場合に適用できます。特殊なファスナーを使用する前に、それが適切に機能することを確認するためのテストが必要です。  

– 表面実装ファスナー

これらのファスナーは、プリント基板表面のはんだパッドにファスナーを直接接着する表面実装技術を使用しています。表面実装技術により、取り付け時の自動車部品への損傷が取り除かれ、組み立て速度が向上し、スクラップや廃棄物が削減されます。

– ブローチング ファスナー

ブローチ留め具は、スタッド、ナット、スタンドオフなどで利用でき、非延性材料またはアルミニウムの最大硬度を持つ延性材料にプレスされて取り付けられます。取り付けが簡単で、表面実装が不適切な場合に適用できます。

– SI® ファスナー

SI® インサートは、強力で永久的なねじ切りが必要なプラスチック部品の接合に適用できる特殊な留め具です。さらに、ユニットの組み立てと分解が頻繁に必要な場合にも適用できます。

自動車用ファスナーを適切に締めることの重要性

適切な種類の自動車用ファスナーを選択することは非常に重要です。ただし、選択とは別に、ファスナーが機能するためには、ファスナーを適切に締めることが重要です。

締め付けが重要になる場合がいくつかあります。たとえば、エンジンの締め付けが不適切な場合、ボルトが緩み、車が始動できなくなる可能性があります。さらに、車両のブレーキの留め具の締め付けが不適切であると、事故の可能性が高まる可能性があります。  

リスクが伴うため、適切なファスナーを選択することが重要です。ファスナーの組み合わせを間違えると、車両の性能に重大な影響を与えたり、部品の損傷につながる可能性があります。  

自動車テスト製品用のファスナーが必要ですか?

適切なタイプの自動車用ファスナーを選択することは重要なプロセスです。そのため、自動車部品メーカーは信頼できる自動車用ファスナーメーカーを必要としています。 RapidDirect では、お客様の要件に基づいて、プロトタイピングや最終用途製品向けに、さまざまな種類の自動車および航空宇宙用ファスナーの製造をお手伝いします。

当社のエンジニアリング チームは、CNC 加工、板金製造、3D プリンティングなど、さまざまな自動車用ファスナーの製造プロセスで豊富な経験を持っており、お客様の質問に答えたり、お客様の設計に合わせた設計提案を提供したりできます。当社は、車両の適切な機能を保証する、非常に高品質かつ高精度のプラスチックおよび金属タイプの自動車用ファスナーを製造できます。今すぐ設計をアップロードすると、すぐに見積もりと無料の DfM 分析が得られます。

ボーナス s: 自動車のファスナーを緩めるリスクを排除する方法

車両/部品の性能上のリスクや事故が発生する傾向があるため、ファスナーがしっかりと締められていることを確認することが重要です。以下に、自動車の留め具が緩むリスクを排除するいくつかの方法を示します。

丈夫な素材を選択する

材料の選択は、自動車用ファスナーの特性と用途に大きな影響を与えます。そのため、2 つの自動車部品を効果的に保持するために必要な特性を備えた頑丈な素材を選択する必要があります。

たとえば、鉄、アルミニウム、その他の金属で作られた自動車用ファスナーは強くて耐久性があります。ただし、ビニールなどのプラスチック製の自動車用ファスナーは耐久性が劣りますが、交換可能です。

事前に評価を行う

ファスナーの目的を評価することで、人件費と修理コストを削減できます。材料特性がファスナーの用途に適合していることを確認する必要があります。たとえば、交換可能な部品に金属製の自動車用ファスナーを使用するのは資本の無駄です。  

トルクをテストする

トルクは、留め具に加えられる回転力を示し、留め具を締めるのに役立ちます。緩む可能性を減らすためにトルクをテストすることが重要です。

– トルク張力試験

これには、スキッドモア ウィルヘルム ボルト張力校正器などの機械を使用して、指定された張力を達成するために必要なトルクを測定することが含まれます。

– 座面のテスト

座面のテストでは、表面積と粗さが摩擦にどのように影響するかを判断します。

– 摩擦係数

このテストでは、サーフェスをドラッグして別のサーフェスを横切るときの動的抵抗と静的抵抗を測定します。

結論

ファスナーは、2 つの自動車部品を結合するための重要なコンポーネントです。したがって、自動車部品の機能と組み立てに役立ちます。ファスナーには、その構成素材や機能によっていくつかの種類やデザインがあります。この記事では、自動車部品製造業界で使用されるさまざまな種類のファスナー、その機能、および考えられる用途について説明しました。自動車用ファスナーの製造についてご質問がありますか?ぜひお問い合わせください。

よくある質問

ネジ留め具の主な 3 つのタイプは何ですか?

ネジ留め具の主なタイプは、ボルト、ネジ、スタッドの 3 つです。六角ボルトは、自動車産業で使用される最も一般的な締結具です。 

車にはファスナーがいくつありますか?

自動車には約 3,500 個の留め具があります。

ファスナーの製造に使用される最も強度の高い素材は何ですか?

ネジやボルトなどの留め具を製造するための最も強度の高い素材はチタンです。その耐久性により、主に航空宇宙産業や医療産業などの過酷な用途で使用されています。