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ねじインサートは、ねじブッシングとも呼ばれ、ねじ穴を追加するために物体に挿入される締結要素です。[1]これらは、ねじ穴の破損を修復したり、柔らかい材料に耐久性のあるねじ穴を提供したり、ねじを受け入れるには薄すぎる材料にねじを配置したり、ねじをワークピースに成形または鋳造して機械加工作業を省いたり、ユニファイねじからメートルねじへの変更を簡素化したり、またはその逆を行ったりするために使用できます。[2]
種類
ねじインサートは、用途に応じてさまざまな種類があります。プラスチック用のねじインサートはプラスチック材料に使用され、熱挿入機または超音波溶接機で適用されます。
組み立て式家具の製造業者は、多くの場合、ねじ込みインサートやその他の種類のノックダウンファスナーを事前に取り付けた状態で部品を出荷します。
板金やサンドイッチパネル、ハニカムサンドイッチ構造の複合材を使用する場合、せん断、張力、トルクの負荷を材料のより広い領域に分散させるために、ねじ付きインサートを取り付けることがよくあります。[3]
キャプティブナット
キャプティブ ナットには、2 つの基本的なスタイルがあります。1 つはケージ ナットまたはクリップオン ナットで、接続する部品にクリップで留めるシート メタル キャリアによって固定される従来のナットです。これらは通常、ねじを切るには薄すぎるシート メタル部品にネジを取り付けるために使用され、通常は簡単な手工具で取り付け、取り外し、再利用できます。
2 つ目のタイプのキャプティブ ナットは、ねじ込みインサートです。これらは、接合する材料の穴に押し込むか、または成形されます。どちらの場合も、インサートの一部には通常、インサートを支える材料をしっかりとつかむためのローレット加工が施されています。1 つのバリエーションであるスウェージ ナットには、ナットをよりしっかりとつかむために、柔らかい金属の穴の側面をスウェージするローレット加工部分があります。プレス フィット キャプティブ ナットとスウェージ キャプティブ ナットは、ねじを切るには薄すぎるパネルや、ねじを切るには弱すぎる柔らかい材料で使用されます。これらは、アーバー プレスで押し込むことによって取り付けられます。[4]
ねじ付きインサートは、プラスチック製のケース、ハウジング、部品によく使用され、金属ねじ（通常は真鍮またはステンレス鋼）を作成して、多くの消費者向け電子機器や消費者製品の組み立てにねじを使用できるようにします。これらは、射出成形部品の所定の位置に鋳造される場合もあれば、熱挿入によって追加される場合もあります。後者では、インサートを加熱してからプラスチック部品の中空部に押し込みます。熱によりプラスチックが局所的に溶融します。[5]超音波挿入は、振動と圧力を加えてねじ付きインサートをプラスチック部品の成形された中空のボス（穴）に取り付けるために使用されるプロセスです。超音波振動により、金属インサートが接触している熱可塑性材料が溶融し、圧力を加えて所定の位置に押し込みます。材料は通常、ねじ付きインサートのローレット本体の周囲で再形成され、良好な保持力を確保します。
外ねじインサート
外ねじインサートは、外側と内側にねじ山があります。インサートは、あらかじめタップが切られた穴にねじ込むことも、セルフタッピング インサートでドリル穴または成形穴に独自のねじ山を作成することもできます。その後、ナイロン製ロック エレメントなどのさまざまな手段で固定します。Loctite で固定されるインサートは、EZ Lok という商標名でよく知られています。[6] TIME-SERTという商標名の薄壁ソリッド ブッシング インサートは、特殊なインストール ドライバーを使用して下部の数個の内ねじをベース マテリアルに転がして固定し、インサートを所定の位置に永久的に固定します。[要出典] Keensertsという商標名でよく知られているキー ロッキング インサートは、ねじ山の溝に打ち込まれたキーを使用して、インサートを永久的に固定します。[7] [8] [9]セルフタッピングで摩擦によってロックされるインサートは、Tap-lok または Speedserts という商標名でよく知られています。
ヘリカルインサート
ヘリカルインサート（ねじ山インサート（STI）とも呼ばれますが、ほとんどのユーザーはこれらすべてをKATO®、Heli-Coil® 、またはRecoil®などの有名なブランド名で呼んでいます）は、ダイヤモンド断面を持つステンレス鋼またはリン青銅ワイヤで作られたインサートで、内ねじと外ねじを形成するために巻かれています。ワイヤのコイルはねじ穴にねじ込まれ、そこでネジまたはスタッド用の小径の内ねじを形成します。[10]これらのインサートは、ねじ山が潰れた内ねじを修復するための便利な手段を提供します。これらのインサートは、通常、対応するタップとインサートツールが付いたキットで販売されています。
柔らかい材料の場合、アルミニウム、亜鉛ダイカスト、木材、マグネシウム、プラスチックなどのベース材料を直接タップして得られるよりも強いねじ山を提供するために使用されます。
一例としては、過剰な締め付けやねじ山の交差によってスパークプラグのソケットのねじ山を意図せず破壊した後のエンジン修理が挙げられます。
モールドインインサート
モールドインインサートは、インサートをプラスチックに固定するための特殊な形状の外面を備えています。射出成形プラスチックの場合、インサートはプラスチックで満たされる前に金型に配置され、一体化した部品になります。インサートは、加熱され、事前に作られた熱可塑性材料に押し込まれることもあります。[11]
より柔らかく、よりしなやかなプラスチックの場合、深くて幅の広い溝が付いた六角形または四角形のインサートにより、柔らかいプラスチックがインサートを十分に保持できるようになります。このプロセスにより、燃料タンク、ボートなどの大型製品の製造が可能になるため、トルクインサートのねじサイズは大きくなる場合があります。
プレスフィットインサート
プレスフィットインサートは内ねじが切られており、外面はローレット加工されている。アーバープレスで平らな穴に押し込まれる。[11]
ポットインサート
ポッティングインサートは、民間航空機でよく使用されるハニカムサンドイッチパネルなどで固定するためにエポキシにセットされており、ポッティングされていると言われています。
ねじ込みインサートの強度係数
引き抜き抵抗とトルクアウト抵抗は、ねじ込みインサートの 2 つの主な強度要因です。
- 引き抜き抵抗: インサートを母材から引き抜くために必要な力
- トルクアウト: ファスナーを回し始めるのに必要なトルクの量
ローレット加工
ローレット加工とは、インサートの外側にある溝状のテクスチャです。ローレット加工の種類とその利点は次のとおりです。
- ストレートローレット：最大のトルク耐性
- 斜めまたはらせん状のローレット：バランスのとれたトルクと引き抜き抵抗
- 六角形またはダイヤモンドローレット：バランスのとれたトルクと引き抜き抵抗、最も一般的
インストール方法
工業用途では、以下の設置方法が標準です。
- 熱挿入
- 射出成形
- 手動プレス
参照
参考文献
注記
- ^ 「損傷したねじの修復：ねじ修復インサートの種類 |」。rtstools.com。2017年7月20日。 2017年9月30日閲覧。
- ^ 「Newman Tools Inc」。Newmantools.com 。 2012年2月29日閲覧。
- ^ 「ハニカムパネルおよびサンドイッチパネル用デルロンインサート」(PDF) 。 2013年6月3日閲覧。
- ^ マクマスター・カー、3150ページ。
- ^ Sullivan, G. & Crawford, L. 「The Heat Stake Advantage」（PDF）。Plastic Decorating Magazine （2003年1月/2月）。 2015年6月10日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2013年4月26日閲覧。
- ^ 「金属用インサート」EZ Lok。
- ^ マクマスター・カー、3204ページ。
- ^ マクマスター・カー、3206ページ。
- ^ マクマスター・カー、3207ページ。
- ^ 「ヘリコイルインサートとは?」。blog.katoadvanex.com 2023-09-21 . 2023-10-12閲覧。
- ^ ab McMaster-Carr、3209ページ。
文献
- マクマスター・カーカタログ（第114版）、マクマスター・カー。
- Sullivan, Gary & Crawford, Lance、「The Heat Stake Advantage」。[ permanent dead link ] Plastic Decorating Magazine。2003 年 1 月/2 月版。ISSN 1536-9870 。(Topeka, KS: Peterson Publications, Inc.)。セクション: アセンブリ: 11～12 ページ、Sullivan と Crawford の記事をカバーしています。