プラスチック組立用ねじ付きファスナー

色、質感、強度、耐久性を適切に組み合わせるためにプラスチックを配合する方法はたくさんあるため、部品がどのように組み立てられるかを忘れがちです。 ただし、部品がネジで組み立てられる場合、ネジのスタイル、ドライバーの速度、ボスの設計などのパラメータを見落とすと、組み立てラインに悲惨な結果が生じる可能性があります。

「ネジ締めプロセスを自動化すると、顧客は自分の部品について多くのことを学ぶことになります」と、Visumatic Industrial Products のマーケティング マネージャー、ジャロッド ネフ氏は言います。 「それは特にプラスチック部品に当てはまります。」

たとえば、Visumatic は、長いプラスチック製品にネジを取り付けるためのロボット組立セルを設計しています。 公差の積み重ね、部品のばらつき、または位置決め機能の欠如が原因であっても、上部部品の一端の穴は下部部品の穴から数分の 1 ミリメートルずれています。 人間であればそのような差を補うことができるかもしれませんが、ネジ締めロボットには補うことができません。

現在、Visumatic とその顧客は、自動組立のために部品を最適化するために協力しています。

自動化、あるいは自動化の欠如は、ネジを使用してプラスチック部品を組み立てる際にエンジニアが考慮しなければならない要素の 1 つにすぎません。 トルク、スピード、ダウンフォースなどの適切なドライバー設定も大きな違いを生む可能性があります。

「プラスチックに車で突っ込むのは、金属やネジ穴に車で突っ込むのとは全く別の話です」と日東精工アメリカの副社長、ジーン・マック氏は言う。 「問題は、トルクは一定ですが、それを可変システムに組み込んでいるということです。 ネジを固定してクランプ荷重を発生させるのに必要なトルクは、穴の相対的な内径によって異なります。 したがって、穴が大きくなると、ネジを固定するのに必要なトルクは少なくなり、穴が小さくなると、より多くのトルクが必要になります。

「ねじ回しシステムをセットアップする際の経験則としては、破壊トルクを決定し、取り付けトルクをその 75% に設定することです。 その時点で、ほとんどのネジは固定され、剥がれることはありません。」

ドライバーのスピードも違いを生みます。 「特定のプラスチック上であまりに速く走ると、ねじを回すときに実際にプラスチックが溶けてしまい、ねじ山が適切に形成されなくなる可能性があります」とマック氏は指摘します。 「推力も考慮します。 運転中にドライバーが強く押し込みすぎると、特に柔らかいプラスチックの場合、ネジ山が変形する可能性があります。」

プラスチック部品を組み立てるために特別に設計されたネジが数多くあります。 ITW Shakeproof の HI-LO、Research Engineering & Manufacturing Inc. の Remform、Bossard の Ecosyn などのファスナーは長年にわたって使用されています。

ただし、これらのデザインが微調整されていないというわけではありません。 たとえば、EJOT は最近、同社の古典的な Delta PT ネジを進化させた EVO PT を発表しました。 同社はコンピューター シミュレーションを使用して、今日のエンジニアリング プラスチックを固定するためのネジの設計を改良し、組立業者が複数の用途にわたってファスナーを標準化できるように支援しました。

EVO PT のねじ山形成ゾーンにより、組立者は取り付けの深さに関係なく、一定の取り付けトルクを得ることができます。 したがって、クロスパーツ用途でも同一のねじ寸法を使用できます。 これにより、組み立て部品の多様性が減り、経済的で信頼性の高い組み立てに貢献します。

特定の用途要件を満たすために他のネジも開発されています。 最新のものの 1 つは、日東精工のギザタイト セルフタッピンねじです。 ねじの長さに沿って、ねじ山の外周に 4 つの等間隔の四角い溝が刻まれています。 ネジを取り付けると、この溝がプラスチックに食い込み、振動や温度変化による緩みを防ぎます。 鋭角なねじ角度が内部応力を緩和し、ボスのクラックを防止します。

自動車産業では、このファスナーはドアミラー、質量流量センサー、インテークマニホールド、ウォーターポンプ、エアコン、ウィンドウレギュレーターの組み立てに使用されます。 このファスナーは、通信機器、スピーカー、乾燥機、プリンター、チェーンソー、および振動や温度変化にさらされるその他の製品の組み立てにも使用されています。