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ファスナー12種類の種類・用途・取付けコツを図解で完全解説

ファスナー(締結部品)とは

ファスナーは、大小問わず機械を構成する部品同士を、役割・位置に応じて様々な方法で接合する部品群です。ナット、ボルト、ネジ、キー、ワッシャー、リベット、アンカー、スタッド、インサート、リング、ピン等の保持デバイスを総称します。部品を保持し合うプロセスを締結(ファスニング)と呼び、以下3種類に分類されます。

1. 仮締結(一時的締結)

部品を容易に分解・再結合可能な方式。機械・部品に損傷なし。ナット、ボルト、ネジ、ロックピン、ワッシャー等を使用。本記事後半で詳細解説。

2. 半永久締結

再開放機会が少ない接合部に採用。締結破壊しても機能不全に至らない。半田付け、リベット等。

3. 永久締結

一度締結すれば永久に分離しない単回使用ファスナー。2材料・部品間の永久接合を目的。リベット、溶接、半田付け、ろう付け等。

ファスナー12分類

  1. ナット
  2. ボルト
  3. ネジ(スクリュー)
  4. ワッシャー
  5. キーとキーウェイ
  6. スタッド
  7. リベット
  8. アンカー
  9. 釘(ネイル)
  10. インサート
  11. リテイニングリング(止め輪)
  12. クリビスピンとコッターピン

① ナット

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内部ネジを持つ小型金属ブロック。一般に正方形または六角形。ボルト受け用。作業位置に応じて使い分け。

② ボルト

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最も広く用いられるファスナー。細金属棒に頭部形状多様、残部または一部にネジ山。ナット併用で固定。図はナット・ボルト組合せ。

③ ネジ(スクリュー)

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機械部品接合用。多様なネジ山形状。シリンダーに螺旋巻き付けと見なせる。径はボルトより小(〜約1/4インチ)。頭部形状多様。主に4部品で構成。

④ ワッシャー

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円形リング状。ナット・ボルト締め付け前、スタッド・ボルトに装着。締結部確実締め付け、着脱容易化、ネジ山保護。ボルト穴がボルト径より大きくてもワッシャーで確実締結可能。

⑤ キーとキーウェイ

ファスナー12種類の種類・用途・取付けコツを図解で完全解説

キーは回転機械要素を軸に接続しトルク伝達を可能にする機械要素。2部品間相対運動防止。軸にキーウェイ必須。

ファスナー12種類の種類・用途・取付けコツを図解で完全解説

キーでギヤ・プーリーが軸上で動けず、軸・ギヤ・プーリーが一体回転。キーはキーウェイに挿入し軸と車輪(ギヤ・プーリー)を一体化。良質鋼製で応力耐性確保。

⑥ スタッド

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頭なしボルト。両端にネジ山を持つ長ロッド(全長ネジも可)。先にスタッドを部品穴にねじ込み、後からナット締付。上部のみナット解除で分解可能、下部保持が利点。主に3タイプ:丸スタッド(中間部丸)、角スタッド(中間部角)、カラースタッド(中央付近にカラー)。自動車シリンダーヘッド等で常用。

⑦ リベット

ファスナー12種類の種類・用途・取付けコツを図解で完全解説

板材・鋼板接合の永久締結用。ボイラー・板金工作(トランク・バケツ製造)で常用。一般に軟鋼製、黄銅・銅・アルミ等も使用。頭部・シャンク(胴部)・テールの3部構成。

⑧ アンカー

ファスナー12種類の種類・用途・取付けコツを図解で完全解説

船の錨のように基材(石膏ボード・コンクリート等)に食い込み、物体固定。基材内部に食い込み対象物を保持。

⑨ 釘(ネイル)

ファスナー12種類の種類・用途・取付けコツを図解で完全解説

幅広平頭の小金属スパイク。木材に打ち込み保持、またはフックとして使用。古来より家庭必需品。ネジ山なしでネジと明確区別。種類名は用途由来で適材選定容易。

⑩ インサート

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強力ネジ、円筒形、**スレッドブッシング**とも呼ばれる。異材質間永久接合、ネジ山損傷修復等多用途。小径ネジ荷重を大径インサートへ分散が典型用途。

⑪ リテイニングリング(止め輪)

ファスナー12種類の種類・用途・取付けコツを図解で完全解説

軸・アセンブリ位置固定用ファスナー。多様形状設計。機械多用途。例:ICエンジンピストンラッチピン保持、ディーゼル発電機高圧燃料ポンプアセンブリ保持。多くは修理時交換の使い捨て、一部再利用可。

⑫ クリビスピンとコッターピン

ファスナー12種類の種類・用途・取付けコツを図解で完全解説

鋼ピン・円筒シャフト製。シャフト穴にコッターピン挿入・屈曲でステープル機能。機械部品の精密位置決め・アライメント維持用。

ファスナーのメリット

  1. 部品重量軽減
  2. 引張強度1500MPa級高強度鋼対応可能
  3. 装置内必要スペース最小
  4. メンテナンス容易・シンプル
  5. 全作業現場で取付け容易

ファスナーのデメリット

  1. 部品重量増加(※原文矛盾:メリットで軽減、デメリットで増加記載。実態は設計次第)
  2. ファスナー穴必要で部品弱化
  3. 特定点集中荷重で疲労誘発
  4. 一度締結すると再締結困難
  5. 腐食誘発要因になりやすい

まとめ

多種多様なファスナーの中から用途最適品を選定するのは困難です。本記事で主要タイプ・用途をほぼ網羅。ご質問はコメント欄へ。記事が役立ったらシェアを。ニュースレター登録で新着通知を受け取れます。

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