エレクトロニック デバイスには、回路基板の固定、ドーターボードの取り付け、パネルの閉鎖、その他の用途にファスナーが必要です。さまざまな材質で作られたネジ、ナット、リベットの種類が豊富にあります。留め具の選択では、電気的絶縁、耐腐食性および耐振動性、軽量、非磁性特性、ブラインド取り付けなど、電子アプリケーション特有のニーズを考慮する必要があります。
この記事では、さまざまなナイロン ファスナー、その選択、およびその用途について説明します。ネジ、ナット、スナップ リベット、有刺鉄線、ポップ リベットなどの Essentra コンポーネントの例が、説明の目的で使用されています。
なぜファスナーにナイロンを使うのか？
ナイロンは、高い機械的強度、優れた疲労耐性、耐衝撃性、耐腐食性、および優れた電気絶縁特性を備えた高性能エンジニアリング熱可塑性線状ポリアミドの一種です。また、アルミニウムなどの金属に比べて軽量であり、耐摩耗性にも優れています。これらの特性により、電子用途に最適です。電子機器が小型化するにつれて、軽量化が主要な設計目標となります。信頼性とユーザー エクスペリエンスの観点からすると、アクティブな電子デバイスの金属留め具が緩むと、大惨事になる可能性があります。緩んだ非導電性ナイロン製のファスナーは単なる煩わしさです。
エンジニアリング用途のファスナーに使用される最も一般的な種類のナイロンは、ナイロン 6 およびナイロン 6/6 です。ナイロン 6 は、それぞれが 6 つの炭素原子を持つ複数のモノマーから得られるポリマーです。ナイロンの化学式は(C11H6NO)nです。ナイロン 6/6 は、それぞれ 6 個の炭素原子を持つ XNUMX つのモノマーから作られているため、ナイロン XNUMX/XNUMX という名前が付けられています。
ナイロン 6/6 は、コストが低く、使用温度範囲がわずかに高いため、ファスナーによく使用される素材です。
ファスナーの種類
ファスナーは、2 つ以上のオブジェクトを永久的または非永久的に機械的に結合するハードウェア デバイスです。一般的な機械式締結具は、ネジ、ナット、リベットです。
ねじは、円筒体の外側に刻まれた螺旋状の溝（ねじ山）を利用した留め具です。嵌合穴の内側に刻まれた逆螺旋溝と嵌合します。ネジをネジ穴に回すと、合わせ面にネジが進みます。ネジは主に、外径、ネジピッチ、長さ、ヘッドのタイプ、およびドライブのタイプによって指定されます (図 1)。
ねじ山ピッチとは、ねじが一回転する間に進む距離、または隣り合うねじ山の頂点間の距離です。米国 (US) では、一般的に単位長さあたりのスレッド数で指定されます。北米では、Unified Thread Standard (UTS) では長さの単位としてインチ (in.) が使用されます。 UTS ネジは、呼び径とネジ数によって指定されます。たとえば、20/20-XNUMX は、直径が XNUMX/XNUMX インチで、XNUMX インチあたり XNUMX 個のねじ山があるネジです。
直径が 0/16 インチ未満のネジは、ゲージと呼ばれる XNUMX ～ XNUMX の整数で指定されます。ゲージ番号が大きいほど直径は大きくなります。
ネジの外径は、ゲージ番号に 0.013 を掛け、その積を 0.060 インチに加算することで求めることができます。したがって、#6 ネジの直径は、(6 * 0.013) + 0.060 または 0.138 インチ (3.5 mm) になります。
ねじを文字 M で表し、その後にねじの外径 (mm)、ねじ山ピッチ (mm) で表すメートル規格もあります。
UTS ナイロン ネジの例である Essentra Components 011024H100 は、長さ 1 インチ (25.4 mm) の六角頭のナイロン キャップ #10-24 ネジです。 Essentra Components 0401024HN は、嵌合 #10-24 ナイロン六角ナットです。 #10 ファスナーの外径は 0.19 インチ (4.826 mm) です。
ヘッドタイプの選択は用途によって異なります。皿穴を備えた平らな楕円形のヘッドは、衣服や物体に引っかからないエッジのない表面を提供します。ソケットネジとフィスターヘッドネジは一般に頭の高さが高く、ザグリ穴によく使用されます。バインダー、なべ、ボタン頭などの平底ネジは、端子台のワイヤを固定するために使用されます。六角およびソケットヘッドは、高トルクの締め付けが必要な用途向けに設計されています。
スロット付きドライブは最も基本的なドライブ タイプであり、手動で駆動するのが最適です。プラス、六角、ソケット ドライブは、ドライバーのヘッドがネジから滑り落ちないようにするために、電動ドライバーと併用されることがよくあります。
リベット
リベットは、コンポーネントを固定するねじのない機械的留め具です。ナイロン リベットには、スナップイン、バーブまたはモミ ツリー、プッシュイン、取り付けボタン、ブラインドまたはポップなど、多くの種類があります。それらの設置特性には、永続的、取り外し可能、ブラインドなどがあります。タイプに関係なく、すべてのリベットでは、結合コンポーネントに事前にドリルで穴を開けておく必要があります。異なるリベットのスタイルでは、さまざまな固定機構が使用されます。たとえば、Essentra Components SR-3075W スナップ リベットは拡張グロメットを使用しています (図 2)。
スナップ リベットを穴に挿入した後、ヘッドを押し込み、グロメットを拡張して固定します。リベットは、頭部の直径、長さ、リベットの直径、グリップ範囲によって指定されます。グリップ範囲とは、リベットが正しく機能する締結コンポーネントの厚さです。 Essentra Components SR-3075W のヘッド直径は 0.253 インチ (6.4 mm)、長さは 0.295 インチ (7.5 mm)、リベット直径は 0.118 インチ (3 mm)、グリップ範囲は 0.197 ～ 0.236 です。インチ (5 ～ 5.99 mm)。このタイプのナイロンリベットは頭を引き上げると取り外せます。
Essentra Components 27XT1250250 などの有刺鉄線またはモミの木リベットは、リブ付きシャンクを使用してコンポーネントを固定します (図 3)。
有刺リベットのリブは、挿入時に圧縮されるように角度が付けられていますが、穴の側面にロックされて抜け落ちを防ぎます。これらのリベットは、金属、発泡体、ゴム、プラスチック、さらには木材の部品にも使用できます。
Essentra Components 27XT1250250 は、0.125 インチ (3.18 mm) の穴用です。長さは 0.321 インチ (8.15 mm)、グリップ範囲は 0.062 ～ 0.250 インチ (1.58 ～ 6.35 mm) です。
別の種類の有刺リベットは、Essentra Components BR1-226-01 などの 4 ピース ラチェット リベットです。このタイプの留め具は、薄いコンポーネントを結合するのに適しています。これは、XNUMX つのラチェット リベットの半分を結合して XNUMX つの留め具を形成することによって機能します (図 XNUMX)。
Essentra Components BR1-226-01 には、0.281 インチ (7.14 mm) の穴直径が必要です。長さは 0.226 インチ (5.74 mm) で、グリップ範囲は 0.235 ～ 0.297 インチ (5.97 ～ 7.54 mm) です。
Essentra Components 61PR400600 (図 5) などのプッシュ リベットは、迅速で信頼性の高い永続的な取り付けを実現します。これらのブラインドサイド リベットは、接合されたコンポーネントの裏側にアクセスする必要がありません。
プッシュリベットは、リベット本体をパネルの穴に挿入し、取り付けツールを使用して付属のプランジャーをアセンブリに押し込み、リベットを拡張することによって取り付けられます。 Essentra Components 61PR400600 は長さ 0.445 mm (11.3 インチ) で、0.187 mm (4.75 インチ) の穴に取り付けられます。グリップ範囲は 0.078 ～ 0.375 インチ (1.98 ～ 9.53 mm) です。
Essentra Components 27AC0011 取り付けボタンまたはカヌー クリップは、工具を使わずに板金部品や軽量コンポーネントを固定するための簡単に取り付けられる留め具です (図 6)。
取り付けは、あらかじめ開けられた丸い穴にリベット本体を押し込み、所定の位置にロックされるまでリベットヘッドを押すだけで簡単です。このリベットは 0.192 インチ (4.9 mm) の穴に適合し、長さは 0.515 インチ (13.08 mm) です。グリップ範囲は 0.165 ～ 0.185 インチ (4.2 ～ 4.7 mm) です。
ポップ リベットまたはクリンチ リベットは、パネルの裏側にアクセスする必要のないブラインド挿入リベットの 32 つです。 Essentra Components CR2-1-7 精密成形ナイロン ユニットはその一例です (図 XNUMX)。
CR32-2-1はリベット本体を貫通するマンドリルを備えています。リベットを穴に挿入し、ポップリベットツールを使用してリベット本体を通してマンドリルを引き抜きます。これにより、リベット本体が潰れ、穴に対して拡張し、コンポーネントが互いに固定されます。このリベットの直径は 0.126 インチ (3.2 mm)、長さは 0.378 インチ (9.6 mm) です。必要な穴の直径は 0.130 インチ (3.3 mm)、グリップ範囲は 0.157 ～ 0.276 インチ (4.0 ～ 7.0 mm) です。
各タイプのリベットは、用途の要件に合わせてさまざまな直径と長さで提供されています。
リベットの指定
Essentra Components カタログを使用すると、必要なリベット サイズを簡単に選択できます。ユーザーはまずリベットの種類を選択します。次に、カタログには、接合コンポーネントの厚さに基づいて、そのグリップ範囲に適した穴の直径とリベットの長さの範囲が示されています (図 8)。
穴径 0.083 ～ 0.087 インチ (2.1 ～ 2.2 mm) のスナップ リベットの選択例には、0.205 つの適切なモデルが示されています。グリップ範囲が 0.225 ～ 5.2 インチ (5.7 ～ 0.295 mm) の場合、必要な保持厚さを実現するには、長さ 7.5 インチ (7 mm) のリベット (線 XNUMX) が必要です。
まとめ
ナイロン製ファスナーは、電子機器、家電製品、自動車の用途に多くの利点をもたらします。金属製のものよりも軽く、非導電性と耐腐食性があり、多くの種類とサイズが用意されています。