ファスナーと振動

振動、膨張、収縮によりねじ山が左右に動く可能性があり、これが緩みを引き起こし、最終的にはファスナーの破損につながります (左)。 ガスケットを固定するファスナーは、時間の経過によるガスケットの圧縮永久歪に対抗するために定期的に締め直す必要があります。 そうしないと、ファスナーが緩み、性能が低下します。 グラフィック提供：ヘンケル株式会社

SLタイプのセルフクリンチロックナットは、ねじ山が変形しており、振動による締結の緩みを防ぐトライデントタイプのゆるみ止め機能を備えています。 写真提供：PennEngineering

Schatz USA の Analyze テスターは、機械式ファスナーのいくつかの特性を測定します。 これらには、ねじ山、ヘッド、またはナットの座面の摩擦係数が含まれます。 写真提供：Bossard North America

プラスチック用の Delta PT ねじ山形成ねじは 30 度のねじれ角を持ち、取り付け中に材料の流れが妨げられずにすぐに 20 度の角度に戻ります。 ネジの側面にはせん断領域が形成され、高いクランプ荷重が発生します。 写真提供：センブレックス株式会社

ウィンター X ゲームのファンは毎年、スノーモービル レーサーが風雨や重力の法則と闘い、長距離ジャンプや 2 回バックフリップなどの驚くべき偉業を披露する姿を目にします。 ファンが目にしていないのは、スノーモービルのすべてのボルト接合部内でファスナーと振動との間で進行中の戦いです。

Polaris Industries Inc. は、スノーモービルの大手メーカーであり、スノークロス レーシング サーキットに参加する Polaris Racing チームのスポンサーです。 チームのメンバーは、X Games やその他のスノークロス イベントで頻繁にメダルを獲得しています。 Polaris の設計エンジニアは、ファスナーを安全に保つために、ファスナーに Loctite ネジロック剤を使用することを常に指定しています。

ポラリス インダストリーズのスノーモービル製品マネージャー、ジェイソン ミラー氏は次のように述べています。 「非常に重要なインターフェースは、極度の振動と温度変化が存在するエンジンとシャーシ間のマウントです。」

Loctite 242 ネジロック剤はハンドポンプを使用してマウントに塗布されます。 ポンプにより、組立業者は適切な量の製品を使用できるようになります。 ロックタイト 243 は、スノーモービルの駆動クラッチのジャム ナットとクラッチのスパイダー アセンブリに適用されています。

ネジロック剤は、振動によるファスナーの緩みを防ぐために特別に設計された 4 種類の製品のうちの 1 つです。 残りの 3 つは特殊なネジ、ボルト、ナットです。 これらはすべて、ボルト接合部の強度を最初に組み立てた日と同じくらい保つのに役立ちます。

REMINC のエンジニアリングおよび製品開発担当副社長の Ken Gomes 氏は、振動がファスナーの緩みの一般的な原因ですが、メーカーはそれが常に原因であると想定すべきではないと推奨しています。 緩みは、ファスナーの取り付け中に相手の金属表面が歪んだり、変形したり、寸法が変化したりするときに発生する、埋め込みによる予荷重の損失の結果である可能性があります。 埋め込みによりファスナーの緩みが発生し、疲労により破損しやすくなります。

緩みのもう 1 つの原因は、接合材料とねじ留め具の摩擦係数の違いです。 ねじ山、ねじ頭の下、またはナット面の摩擦が減少すると、ジョイント内の全体的なクランプ力が減少する可能性があります。

Bossard North America は、自社が供給するファスナーを Schatz USA の Analyze テスターで頻繁にテストします。 この装置は ISO 16047 国際規格に従って、機械式ファスナーのいくつかの締め付け特性を測定します。 これらには、総摩擦係数が含まれます。 ねじ山、ヘッド、またはナットの座面の摩擦係数。 降伏限界における予荷重力。 そして破壊力。 Bossard のアプリケーション エンジニアである Joe Stephan 氏は、彼の会社では、John Deere に提供するファスナーをテストするためにこのデバイスをよく使用していると述べています。

腐食、ジョイントへの不均衡な負荷、不適切なネジロックパッチにより、ファスナーが緩む可能性があります。 ステンレススチールのファスナーやナットの酸化被膜を破壊するパッチは、かじりや冷間溶接を引き起こす可能性があります。 かじり始めてから締め続けると、ファスナーの頭がねじれたり、ねじ山がなくなったりして、緩む可能性が高くなります。