ファスナーについて知っておくべきこと
今日の産業界では、クリーンで強力な接合を実現するために、多くの場合、あらゆる材料の器具がファスナーを使用して接合されています。材料接合の他の代替方法には、溶接、はんだ付け、ろう付け、接着などがあり、材料を永久的に接合します。これが、ほとんどのファスナーが接合コンポーネントを損傷することなくジョイントを取り外して解体できるため、より優れた機能を発揮する理由です。ジョイントを解体するためにリベット自体が破壊されることを除いて.
今日は、メカニカル ファスナーの定義、用途、機能、材料、および種類について知ることができます。また、恒久的な接合プロセスに対するこれらの留め具の長所と短所についても知ることができます。
ファスナーとは?
ファスナーは、2 つ以上のオブジェクトを機械的に結合するデバイスです。通常、ファスナーは永久的または非永久的ですが、多くの場合、非永久的なジョイントを作成するために使用されます。これにより、接合部分を損傷することなく、接合部を解体または取り外すことができます。溶接などの他の接合プロセスでは、恒久的な接合が作成されます。
ファスナーは、金属加工や木工など、さまざまな分野で使用されています。この分野で接合プロセスとしてファスナーを採用することで、多くの点で生活が楽になりました。金属製の留め具は、強度が高く、大きな負荷に耐えることができなければなりません。多くの場合、粉末冶金および鋳造プロセスを使用して製造されます。
ネジ留め具は、必要に応じて取り付けおよび取り外しが容易なため、部品の組み立てに最も広く一般的に使用されています。ファスナーのねじ山は、ISO (メトリック) と ANSI (ユニファイド) の 2 つの主要な規格に標準化されています。それらのねじは、用途に応じて右ねじまたは左ねじにすることもできますが、大部分は右ねじです。ねじ込みファスナーには、主に 3 つのタイプがあります。ボルト、ネジ、スタッド。
ファスナーの用途
ファスナーの適用は、他の接合プロセスよりも大きな利点を提供するため、今日では一般的です。実際、ほぼすべての産業用アプリケーションは、いくつかの要因を考慮する必要があるだけのファスナーを使用するように設計できます。考慮すべき事項は次のとおりです。
- スレッド化
- ファスナーにかかる荷重
- ファスナーの硬さ
- 必要な留め具の数も考慮する必要があります。
特定の用途に合わせてファスナーを選択する場合、いくつかのことも考慮する必要があります。これらには以下が含まれます:
- アクセシビリティ
- インストール プロセス
- 温度、腐食性の可能性がある要素、水への露出などの環境の発生
- 体重制限
- 接合する材料
私たちの身の回りのファスナーの一般的な用途には、椅子、テーブル、スツール、ドア、窓、キッチン用品、電気機器などがあります。ファスナーの幅広い用途は、自動車産業、航空、農業機器、海兵隊などです。実際、機器が扱われる場所ならどこでもファスナーは常に考慮されます。
ファスナーの素材
前述のように、粉末冶金または鋳造は、ファスナーを製造するための一般的な技術です。ファスナーは一般的にスチール製です。業界で使用される主な鋼製ファスナーは、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼です。ステンレス製の留め具は、200 シリーズ、300 シリーズ、400 シリーズの 3 つのグレードで使用されています。
チタン、アルミニウム、およびさまざまな合金などの他の材料も、金属ファスナーの構築に使用されます。ほとんどの場合、特殊なコーティングまたはメッキを金属ファスナーに適用して、耐食性を高めるなど、その性能特性を向上させることができます。亜鉛、クロム、および溶融亜鉛めっきは、ファスナーで実行される一般的なコーティング/メッキです。ただし、鉄はほとんどのファスナーの構成要素です。
ファスナーの種類
以下は、一般的なファスナーの種類とその説明です。
ねじ込みファスナー:
ねじ付きファスナーには、内ねじと外ねじがあります。ネジ、ナット、およびボルトは、一般的な種類のネジ留め具です。
ボルト – 一方の端に頭があり、通常は六角頭で、もう一方の端にねじが切られています。ボルトは通常、ナットと一緒に使用され、時にはボルトを所定の位置に保持するためにワッシャーと一緒に使用されます.
ねじ – 一方の端に頭があり、もう一方の端にねじ山があるため、ボルトに似ています。ネジは通常、めねじ穴にねじ込むために使用されます。キャップ スクリュー、小ねじ、および木ねじは、利用可能なさまざまな種類のねじです。
スタッズ – この場合、スタッドは両端にねじが切られているため、端がありません。また、内ねじ穴のあるコンポーネントを結合するためにも使用されます。ただし、この場合は 2 つの部分が結合されます。
ナッツ
ナットはボルトと組み合わせて使用され、2 つ以上の部品を一緒に固定します。一般的なナッツの種類は次のとおりです。
六角ナット – めねじ付きのプレーンな六角ナットです。最も一般的なタイプのナットで、多くの用途に使用されています。
ロックナット – これらのタイプの留め具は、ナットを別の物体に締め付けずに所定の位置にロックする必要がある場合に使用されます.
ナイロンインサートナット – 六角形のナットにはナイロンインサートが付いており、振動によるナットの脱落を防ぎます。
せん断ナット – これらのタイプのファスナーは、最大トルクに達するとスナップする六角形のグリップ ポイントを備えた円錐形のナットです。これらのナットは取り外しが困難です。
ウィングナッツ – 手動で回転できる 2 つの外部ウィングを備えています。ナットが定期的に取り外されるアプリケーションで一般的に使用されます。
ワッシャー
ワッシャーは、ボルト、ネジ、ナットの間で材料を固定するために使用されるファスナーの一種です。それらの主な目的は、ヘッドのベアリング領域を増やし、その下の素材を損傷から保護することです.以下は、さまざまなタイプのワッシャーとその用途です。
平座金 – 最も一般的なタイプのワッシャーで、ファスナーを締める際にボルト、ネジ、ナットの負荷を均等に分散するために使用されます。
カップ ウォッシャー – 留め具の頭が収まるようにカップの形をしています。これらは留め具の頭と面一の仕上げを作成し、木ネジと組み合わせて使用されます.
スプリング ワッシャー – これらのタイプの留め具は、ボルト、ネジ、またはナットが振動して緩むのを防ぐため、ロッキング ワッシャーとも呼ばれます。
修理ワッシャー – ペニーワッシャーまたはフェンダーワッシャーとも呼ばれます。それらは、より大きなベアリング面を作成し、プルスルーを防ぐように設計されています.これらの留め具タイプは、内径が小さいのが特徴です。
リベット
前述のとおり、リベットは永久的な留め具です。つまり、取り外すと再使用できません。リベットは、一部の業界や特殊な用途で使用されています。ただし、一般的には金属シートとプレートを接合するために使用されます。
ポップ リベット – これらのタイプの留め具は、ハットとマンドレルで構成されています。 2 つの素材を結合するために使用されます。その作業では、マンドレルがリベット本体に押し込まれ、本体が拡張して材料を掴みます。残りのマンドレルは、握るとすぐに外れます。
ラージ フランジ ポップ リベット – アプリケーションはポップ リベットに似ていますが、より大きなフランジが特徴です。
マルチグリップ リベット – これらのタイプの留め具は、異なる厚さの材料を接合するときに使用されます。通常、材料には複数のリベット サイズが必要になります。マルチグリップ リベットは用途が広く、費用対効果が高いです。
ファスナーの長所と短所
利点:
以下は、さまざまな用途におけるファスナーの利点です:
- 通常、コンポーネントの軽量化が達成されます。
- 引張強度 Rm =1,500 MPa までの高強度鋼を接合できる能力
- ツール内に最小限のスペース要件が必要です。
- ツールのメンテナンスは簡単でシンプルです。
- t =0.5 ～ 5mm の 1 つのナット タイプだけで、幅広い板厚の板金を接合できます。
- すべての表面コーティングされた板金パネルが実現可能です。
- どの作業方向にも簡単に設置できます。
短所:
留め具には優れた利点がありますが、それでもいくつかの制限があります。以下は、さまざまな用途におけるファスナーの欠点です:
- コンポーネントに余分な重量が追加されます。
- 絆の線がはっきりしている。
- コンポーネントを弱める穴が必要です。
- すべての負荷が特定のポイントにかかるため、疲労の原因になります。
- 再締結の難しさ
- 腐食、および
- フォースの精度。
結論
通常、ファスナーは永久的または非永久的ですが、多くの場合、非永久的なジョイントを作成するために使用されます。それらは、2 つ以上のオブジェクトを機械的に結合するデバイスです。以上で、メカニカル ファスナーの定義、用途、機能、材料、種類について説明したこの記事は終わりです。また、これらの留め具の長所と短所についても学びました。
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