どのような場合に self を使用するべきか

メアリー・ガノン著 | 2018年2月26日

確実な取り付けが必要な嵌合ねじの用途では、セルフクリンチ ロックナットを使用できます。このロックナットはねじ山を自動的にロックして緩みを軽減し、性能に影響を与えることなく繰り返し取り外すことができます。

Michael J. Rossi、マーケティング サービス スーパーバイザー、PennEngineering 著

あらゆる点で、コンポーネントを接続するために指定されたハードウェアは、使用中に確実に動作することが期待されます。 しかし、アプリケーション関連の要因 (振動、熱サイクル、その他の破壊的な力) により、ファスナーが危険にさらされることがあります。 特に相手側のネジの場合、そのような力によってネジが緩み、取り付けが失敗する可能性があります。 デザイナーはこのような問題をどうやって防ぐことができるでしょうか?

自己クリンチング プリベイリング トルク ロックナットには、ロック機構のオプションとして提供されるナイロン六角形エレメントが組み込まれています。

セルフクリンチングロックナットは、さまざまな面でソリューションを提供します。 これらは、相手ねじのねじ山を効果的に「セルフロック」し、適用力に関係なく、時間の経過とともにねじが緩むリスクを排除します。 さらに、ロックナットにより、ネジのロック性能を損なうことなく、ネジの取り外しと再取り付けを繰り返し行うことができます。 また、化学的なロック方法やパッチとは異なり、ロックナットは組み立てプロセス中に追加の製造手順や材料を必要としないため、途中で時間と費用を節約できます。

セルフクリンチング ロックナットは、外力に耐えて嵌合ハードウェアをしっかりと保持するという中心的な機能に加えて、セルフクリンチング技術により、さらなる信頼性を提供します。 ロックナットを取り付けると、ロックナットは薄い金属アセンブリの永続的な一体部分となり、緩んだり脱落したりすることはなく、工具で回転を抑制する必要がなく、再度取り扱う必要もありません。

特定のタイプのセルフ クリンチ ロックナットは、設計に基づいてさらに特定の利点を提供します。 位置ずれを補正するためにフローティングスレッドを組み込んだものもあります。 ミニチュアバージョンは設置面積が小さく、より小さな設計の封筒に対応します。 などは特に高いクランプ強度を実現します。 セルフ クリンチ ロックナットの世界は、用途と市場のニーズに応えて拡大し続けています。

ロック機構アプリケーションのセルフクリンチ ロックナットを評価する場合、設計者は、主に 2 つのカテゴリ、つまりプリベリング トルク ロックナット (さまざまなバリエーション) とフリーランニング タイプを考慮することで、分野を絞り込むことができます。

自己クリンチング プリベイリング トルク ロックナットには、プラスチック インサート (通常はナイロン) を組み込んだロックナットだけでなく、全金属製のスタイルも含まれます。

全金属タイプは、製造中にナットの形状を根本的に変更して締め付け時にネジを掴むことにより、相手側ハードウェアのネジ山を「セルフロック」します。 一般的な方法は、ナットのネジ山を意図的に歪ませる方法です。 タイプに応じて、ナットのねじ山を楕円形に絞ることもできます (ねじバレルを楕円形にわずかに変形させます)。ねじバレルを垂直にスリットして 2 つのセクションを一緒に絞ることによって、またはナットの最後のねじ山の 1 つまたは 2 つを絞ることによって、屈曲ジョーを作成することもできます。ナットの頭部側が変形する可能性があります。

全金属製のプリベイリング トルク ロックナットの特別な設計機能により、嵌合するハードウェアのネジ山間に摩擦が発生し、ナットを締めたり緩めたりするのに必要な力が増加します。 プリベリング トルク ロックナットは、適用される軸方向荷重の量に関係なく、基本的に同じトルク値を維持し、最大 15 サイクルのねじロック性能を提供するように設計されています。

ねじ山の角度を変更して設計されたセルフクリンチフリーランニングロックナットは、振動ロック機能を提供します。

ナイロン製インサートを備えた自己クリンチング プリベイリング トルク ロックナットは、ロック要素としてプラスチック インサートを使用してトルク抵抗を生成します。

インサートは、製造中にネジ出口側のナットのセルフクリンチ本体に追加されます (インサートの内径はネジのピッチ直径とほぼ同じです)。 ねじがインサートに入るとき、結果として外径に干渉が生じ、卓越トルクが発生します。 このロック方法の主な利点は、ネジの取り外しと再取り付けを繰り返すことによって形成される導電性の破片の可能性を大幅に低減できることです。 これらも、最大 15 サイクルのスレッド ロック パフォーマンスを提供できます。

一般的なトルクタイプとは対照的に、全金属製セルフクリンチフリーランニングロックナットは、ロック機構が機能するために座面に対して締め付ける必要があります。

これらのファスナーの荷重がかかる側面のねじ山形成を変更することで、耐振性ロック機能が提供され、ねじ締めプロセス中にクランプ荷重が誘発されるまで、取り付けプロセス中に相手ねじが自由に回転することができます。 加えられたクランプ荷重は、ロックナットの耐振動ロック機能に係合し、相手ねじを所定の位置にロックします。 (何らかの理由でクランプ荷重が取り除かれると、ナットは回転に対するねじり抵抗を提供しなくなります。) ロック機能の再利用性は、オン/オフ サイクルの数には影響されません。

ロックナットのタイプに関係なく、設計者は、使用中のロックナットの最適なパフォーマンスを実現するために、特定の使用条件の潜在的な影響を常に考慮する必要があります。 一例として、ロック機能は温度制限を受ける可能性があります。 ナイロンインサートを備えたロックナットの推奨温度制限は通常、ロック機能の強度に影響を与える前に 250˚F (または 120˚C) です。 また、全金属製ロックナットは通常、ロック強度に影響を与えることなく高温に加熱できますが、高温では脆性が生じ、耐食性が低下する可能性があります。

永久的なクリンチングセルフクリンチング技術は、ファスナー全般、特にロックナットの世界に大きな助けとなります。 多くのタイプやバリエーションのセルフクリンチングファスナーは、タップ加工するには薄すぎる延性金属シートや、押し出しや打ち抜きによるねじ山が実用的でない場合に、嵌合ハードウェアを延性金属シートに受け入れるための永久的で再利用可能な耐荷重ねじ山を提供します。

他の利点としては、アクセスやサービスの必要に応じていつでもコンポーネントの取り外しと再取り付けが可能になり、必要な取り付けハードウェアの量を大幅に削減または不要にすることができます。 部品の数が減れば設計の軽量化が促進され、アセンブリ内のハードウェアの数が減れば、製品の時間とコストの節約につながります。

セルフクリンチングファスナーは、適切なサイズの穴に押し込み、プレスを使用して十分な絞り力を加えることで、（通常は製造プロセス中に）簡単に取り付けられます。 このプロセスにより、移動した金属シート材料が締結具のシャンクまたはパイロットの環状凹部に冷間流動し、締結具がアセンブリ内の所定の位置に永久的にロックされます。 ローレットまたは同様の機能は、ロックナットの場合のネジなど、相手のハードウェアに締め付けトルクがかかったときに、ファスナーが金属内で回転するのを防ぎます。

独自のエンジニアリング

特別に設計された「TRI-DENT」ロック機能を備えた自己クリンチング プリベイリング トルク ロックナットは、コスト効率の高いロック ソリューションを提供します。

各アプリケーションは個別の要件によって特徴付けられ、セルフクリンチング ロックナットのファミリー全体の中で、課題を満たすために独自に設計されたオプションを指定できます。

薄い金属アセンブリ用のセルフ クリンチ ロックナットの (多くの中から) 3 つの個別のタイプのプロファイルは、範囲と機能を示しています。「屈曲ジョー」を備えたロックナットは、過酷なサービス用途に特に適した設計を具体化しています。 これらのファスナーは、(支持力の低いいくつかのセグメントの代わりに) 2 つの頑丈な半円形の屈曲ジョーを利用して、時間の経過とともにファスナーが弛緩したり緩んだりするのを防ぐために、より高い保持力を実現します。 この設計は、相手ねじのねじ山をさらに保護します。全周を 2 回中断するだけで隙間が得られ、ねじが入ることによってジョーが広がるため、ねじ山が損傷する可能性が最小限に抑えられます。 さらに、ショルダーによりプルスルー性能が向上し、取り付け時の確実な停止が可能になります。 ロック機能の屈曲動作により、繰り返しの使用と効果的なロック トルクが可能になります。

フローティングネジ付きロックナットにより、嵌合穴の位置ずれを最大 0.030 インチまたは 0.76 mm 調整できます。 フローティング ナットのねじ山がファスナーのリテーナー シャンク内に延びることにより、アセンブリーにおける追加の強度とサポートが得られます。

ミニチュア ロックナットは比較的軽量で設置面積が小さく、特に小さなねじサイズの範囲で指定できるため、サイズと重量が重要な用途に最適です。 強力なローレット加工を施したカラーは、ホスト金属シートに取り付けるときに埋め込まれ、シート内でのファスナーの回転を保証します。 ローレットのトルクアウト抵抗は、セルフロック機能によって発揮できるトルクを大幅に上回ります。

これらの例が示すように、セルフ クリンチ ロックナットは、相手ねじの固定が必須であるほぼすべての用途向けに設計されています。 ベスト プラクティスとして、設計段階の早い段階でサプライヤーの社内技術およびエンジニアリング リソースの協力を得ることで、アプリケーションに適切なロックナット タイプを特定する意思決定を強化できます。 このサポートは最終的に、アプリケーションの信頼性の高い結果を確保することに貢献できます。

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