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ネジのトラブルと解決法 ~ネジと緩み~「緩まないネジ」「緩まないナット」





ネジのトラブルと解決法
~ネジと緩み~「緩まないネジ」「緩まないナット」


ネジは取り外しができる(締めて緩める)ことができることがメリットです。

溶接や接着ですと締結すると外すことはできません。

とうしても取り外したい場合は「破壊する」しかないです。



つまりネジのメリットは「取り外しが出来ること」なのです。



しかし、ユーザー様からは「緩まないネジ」「緩まないナット」を求められることがあります。

絶対に緩まないネジとなればネジではありませんから、「緩みにくいネジ」「ゆるみに強いナット」ということになるのでしょう。

これには各メーカーが様々な商品を出しています。



もしねじのゆるみでお困りでしたらサノハツhttp://www.sanohatsu.co.jp/にご相談ください。

「ゆるまないねじ=ゆるみに強いネジ」をご紹介させていただきます。



しかしその前にネジの緩みについて解説しておきましょう。


ネジの緩みは大きく2つに分かれます。

① 転を伴うゆるみ(回転緩み)
~振動などによりネジの緩み方向に力が働きネジが回転して緩むもの。
②回転のないゆるみ(非回転緩み)
~被締結物の変形・陥没などにより締付力を失って緩むもの



この①回転緩みと➁非回転緩みでは対策方法が異なります。


ネジのゆるみの問題を本格的に調べるなら、①回転緩みと➁非回転緩みの双方から要因を調べてから対策を講じる必要があります。

お問い合わせはサノハツホームページ
http://www.sanohatsu.co.jp/


ねじ締めにかかる力2

ねじのトラブルと解決方法-「ねじ締めにかかる力」





ねじのトラブルの原因究明は一見簡単そうに見えますが、実は結構複雑です。

最初のページで「ねじは単体では成り立たない」ということを書きました。

「ねじ締めツール」、「取扱者」、「ビット」、「締付方向」、「リセスの勘合部」、「ねじ頭部座面」、「被締結物」、「締結相手材の状態」、「ねじのフランク面」、「ネジ単体の強度」等々の様々な要因が加わってきます。



ねじのトラブルが起こると、まずは「締結理論」などを読んでみて…、というような方も多いと思います。

確かに「締結理論」は大事です。しかし、実際に発生しているトラブルの原因追究に際してはその一部であるにすぎません。

先に書きましたように、ねじ締めには様々な要因が存在します。



例えば、締付方向が下斜め方向からの締め付けで、被締結物と締結相手材が不安定な状態で締付けられるとすれば、複雑な力がかかるというようなことになります。

被締結物と締結体の接触面がすべり易かったり、何枚もの被締結物を重ねて締めたりする場合なども、せん断方向への力の影響を受けやすかったりします。

ねじ締めのトラブルを解決させるためには、それらの多くの要因を一個一個丁寧に詰めていく必要があります。



ねじ締めの目的の多くが接着であることをを思えばやむを得ないことと思います。

工場ラインで完全コントロールされた締付設備であればよいのですが、実際の締結現場というのはコントロールしきれるものではない場合が多いです。



先の「ねじのトラブル(概要)」で示しましたような解決方法もありますし、それぞれの状態にあった解決方法もございます。

当社ではそのようなアドバイスも可能でございます。

このブログでも引き続き解決方法の一部についてご紹介をしていきます。
ネジ締めにかかる力


お問い合わせはサノハツホームページ
http://www.sanohatsu.co.jp/





ねじの空転対策① ⇒ 座面径を大きくする





ねじが空転する ⇒ 座面径を大きくすると空転トルクが高くなる。

ねじを締結物に差し込んで回転させ、『頭部座面に着座する』とトルクが一気に上がります。

ドライバーのトルクが「空転するトルクより高い」と、ねじが空転してしまいネジとして機能しなくなります。

ドライバーのトルクを下げるのも方法ですが、そうすると戻しトルクも下がってしまします。

そこで、相手材に接する座面を大きくすると、空転トルクがあがります。

理論的には 

ねじのトルク=ネジ部の抵抗+座面の抵抗  

                                になります。


◎頭部を大きくするにも限界があると思います。
 そういう場合でも『座面の抵抗』を大きくするような[特殊な機能ねじ]を紹介することもできます。
 当社の営業マンにお問い合わせください。



ねじの空転対策①

お問い合わせはサノハツホームページ
http://www.sanohatsu.co.jp/



ネジのトラブルと解決方法(概要)






「ねじ」は単体では機能を果たしません。


「締め付ける相手材」と「締め付け工具」があってはじめて「ねじ」として機能します。


「何かと何かを締結するもの」それが「ねじ(SCREW)(Fastener)」です。


ネジの「相手材」とは「材質・形状」などが多岐にわたります。

そしてそれぞれの相手材との相性により「最適な締め付け条件設定」があります。





ねじとは一見簡単なものに見えますが、実は機能部品なのです。

リセス(+穴など)を駆動部分としてドライバーを回すことで、ネジ部にトルク(torque)と軸力がかかっていきます。


後日、「ねじ」がどうして機能部品なのかということを含めて色々語っていきたいと思いますが、「ねじを採用する」にあたっては、さまざまな問題がついてきます。

プロによるアドバイスを考慮したうえで検討したほうが良いと思います。





組み立てに占めるネジ締め工程の割合はかなり大きいものと思われます。その問題解決ができれば、大きなメリットが得られるでしょう。







今回は、まずは「ネジのトラブルと解決方法(概要)」です。

概要ですので簡単に説明します。




詳細は、後日順次UPしていきます。









〇ネジのトラブル(1)―「ねじの空転」

「ねじの空転」といいますと、メネジが破壊して締結ができなくなった状態です。


原因としては、①「ネジ締めトルクが過大なり破断トルク(空転トルク)を超え空転する」②「相手材が柔らかく破断トルク(空転トルク)が低い」③「相手材が薄板でネジの掛り長さが短く空転する」などといった原因が考えられます。






その対策としましては、相手材にあったネジの選定や、適正下穴径、適正トルクを調べていく必要があります。






① 「ネジ締めトルクが過大なり破断トルク(空転トルク)を超え空転する」の場合


→トルク試験機によりねじ込みトルク(ねじの頭部座面が着座するまでのトルク)、破断トルク(着座してから空転するまでの最大トルク)をしらべる必要があります。






② 相手材が柔らかく破断トルク(空転トルク)が低い


相手材にはA「締結物」とB「被締結物」があります。


  A「締結物」はネジがかかっている相手材です。このものが特に柔らかい(樹脂など)になりますと、締め付け   トルクを上げすぎると空転しやすくなります。


   適正なトルク設定が必要になります。


  B 「被締結物」はネジと締結物に挟まれた物になります。このモノが柔らかいと締めすぎによる割れの発生    や、ネジの締め付け力を吸収して、締めつけ力が下がることがあります。対策としてはネジとしては座面径   を大きくするなどの方法があります。


ご使用環境は多岐にわたるので設計段階での多くの検証をさせることをおすすめします。










〇ネジのトラブル(2)―「ねじのゆるみ」

 「ネジ」は「ゆるめる」「再度締付ける」ことができるのがメリットです。


 「ネジ」はリード角の付いた「つるまき線」のスロープに沿って締め付けられ、ゆるめられるものです。


 そのため、「ネジとユルミ」は永遠のテーマになります。


 ユーザー様からは常に「ゆるみに強いネジ」が求められています。






 「ゆるみ」には様々な原因が考えられます。ネジの選定・相手材との相性・ご使用条件設定などから考慮する必 要があります。


 また「回転性を持ったゆるみ」と「回転を伴わないゆるみ」では対策内容も異なってきます。






「ゆるみに対応する商品」は各社がこぞって多くの種類のネジを発売しております。


それぞれ特徴があり、メリット、効果は異なりますので、使用条件や求められるレベルによりネジの選定をしていく必要があります。


プロに相談されることをオススメします。










〇ネジのトラブル(3)―締結物の割れ・破損(樹脂・プラスチックの場合)

相手材が樹脂の場合、ネジ締めによる割れや破損が起こりやすい傾向があります。


破損が起きなくとも「白化現象」が起こったりします






原因としては、下穴設計の問題、トルクの過大、接触面の面圧のバラつきや過大、などが考えられます。






それぞれ、状況により異なりますので、プロの相談を受けることをオススメします。






〇ネジのトラブル(4)-ねじの浮き上がり

① 「座金組込小ねじ」でよく起こる現象です。被締結物が薄板で一般規格の 「座金組込小ねじ」を使うと、浮き上がりが生じることがあります。対応商品がございますので、ご相談いただければ対応させていただきます


② タッピンねじや普通の小ネジで浮き上がりが生じる場合、トルク不足・締めつけの傾き、ネジの山・タップの状態、締結物の硬度など様々な要因が考えられます。










〇ネジのトラブル(5)-ねじ込みトルクが重い

タッピンネジの場合に起こりうる現象です。下穴径が小さい、相手材が硬 い、相手材が厚い、焼き付きの発生などが要因になります。


また締め付け時に傾きが発生すると先端に異常な力がかかり、トルク過大や破損が発生することがあります。










〇ネジのトラブル(6)-締めつけが不安定

様々な状況がございます。


基本的にネジは頭部リセスの接合のみで支えています。 ネジ部はつるまきスロープになっているため、ネジ山の反対側はネジ谷になります(2条ネジを除く)ので不安定になりやすい傾向があります。


ドライバー・ビット・ネジ・相手材を総合的に考慮することで解決方法を考えます。










〇ネジのトラブル(7)-十字穴のカムアウト


十字穴は一般的で使いやすいリセスですが、嵌合を誤るとカムアウトすることがあります。


対策としては、1ランク大きいリセスを使用する方法もありますが、リセスの形状やビットの形状を変えることで対策する方法があります。





各メーカーがよりカムアウトに強い商品を出しています。そのようなものを検討するのもひとつの解決方法かと思います。




〇ネジのトラブル(8)-ネジの「斜め締め」


一般的な「ねじ」は、通常「ネジ山部の反対側はネジ谷部になっています。


ネジの先端部が、いわゆる「アラサキ(荒先)」形状ですと、普通にタップ穴に差し込むと、必ず傾きます。
山部と谷部が交互になっているのですから、当然傾くわけです。

傾いたままねじ込まれた「ねじ」「ボルト」には異常なトルク・力がかかります。


場合によりネジの破壊にもつながりますので、大変危険な締め付け方になります。


多くのユーザー様では、ネジ部の先端にガイドをつけて対応されています。


また、ネジ部の先端形状を変えることで対策をとったり、タップ穴の入り口に加工を施す場合もあります。


ネジ締めの多くのトラブルはこの「ななめ締め」にあるようです。


このものを解決すれば、「安全性が高まる」と同時に、作業性も格段に上がります。

ネジの斜め締め
斜め締め

お問い合わせはサノハツホームページ
http://www.sanohatsu.co.jp/



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