質問: 通しボルト or ねじ込みボルト おはようございます。 私が設計している製品の組立にはボルトによる締結が必要不可欠ですが, 通しボルト(ボルトナット)にするかねじ込みボルト(ボルトタップ)に するかで毎回悩んでしまいます。材料は普通のss400です。 皆さんはこの様な選択にあたり, どの様なお考えをお持ちでしょうか。 私の考えを箇条書で述べさせて頂きますと, [通しボルト] ・構造的に通しボルトにできない箇所がある ・キリ穴のため機械加工工数を削減 ・部品点数が増えてしまい組立コストがあがる。 ・何か起きたとしてもボルトとナットを新品に交換可能 ・ボルトとナットの強度区分を上げることで 締付トルク, 締結力を上げることが可能 [ねじ込みボルト] ・タップ穴は機械加工コストが上がる ・部品点数が減り, 組立工数を削減。 ・タップは製品本体に切ってあるため, 最悪時には製品本体を丸ごと交換になる。 この程度ぐらいしか羅列できませんが, 自動車・航空やその他の業界ではどの様な傾向なのでしょうか。 製品はss400相当なのでボルトがカジて,製品本体のタップ穴が ダメになるという事はなさそうに思えるのですが, 製品本体が簡単に交換できる程の値段ではないので自信がありません。 また, 自社内の組立だけの話ではなくて お客様のメンテナンス内でもボルトを付けたり外したりされますし, 製品の平均寿命も30年以上となります。 極力通しボルトを採用すべきでしょうか。 そんなにシビアに考えずどちらでも良いのでしょうか。 お忙しいところ申し訳ありませんがよろしくお願い致します。 補足です。 弊社製品で使用する六角ボルトの径はm12,m16,m18, m20がメインとなり 製品1つにつき、ボルトの本数は30~40本です。
回答: 少し補足をします。 >> * 結果的にテンションが掛かるねじ軸部が、長くなるので緩み難い > 確かにおっしゃる通りですね。わざわざボルトの軸径を絞ってまで > 締結品のバネ定数を低くすると聞いたことがあります。 ↓ 小生の主旨が伝わっていません。 その内容は、“テンションが掛かるねじ軸部が、長くなるので緩み難い”なので、 軸径ではなく、ねじのテンションが掛かる長さのことです 因って、締結品のバネ定数を低くするではなく、トータルな伸び代を長くするです。 今回のバネ定数は、略弾性係数なので、変化しなく略一定です。 焼き入れ等のボルトでは、今回のバネ定数は略一定ですが、比例限界が増すので、 結果的に大きなトルクが掛けられ、ボルトの伸び代が増すとなり、これも緩み難い 条件になります。 雌ねじを切るボルトの仕様で、緩み難くする場合は、本数を減らしコスト意識をして、 少し高価なボルトを使用するケースもあります。 >> * 雌ねじ部分の肉厚部分が軽減されるので、部品が軽くなり燃費等が増す >> 軽量化にシビアな業界ならではの考え方ですね。 > 大変勉強になりました。有難うございます。 > 自動車業界でも製品本体にタップをたてるという事はあるのでしょうか? > 車の定期メンテナンスでそのタップをダメにしてしまうと > その車を丸ごと交換してしまわないといけない。という事が > 考えられるのですが, 小生が神経質になっているだけでしょうか。 ????です。神経質になっているだけです。 最近は、パンクでタイヤ交換を自らすることはなく、経験がある方も少ないと考えます。 ですが、そこは[ねじ込みボルト]仕様に近い、スタッドボルト+ナット です。 また、交換は専門のスタッフではなく、素人に近い方も交換をしたりしていました。 ですから、自動車の取扱説明書には、丁寧に記載し、ねじ締め時には、最初は工具を使用 せず、手でナット掛けし、何回か手で廻した後に、工具でトルクを掛け締める記載があります。 でも、ねじをつぶしたり、2条ねじを切って強度低下させたりしたら、 車を丸ごと交換ではなく、その周辺部品を交換するです。 アルミに雌ねじを切る場合に、脱着時の雌ねじの痛みを防止する“ヘリサート”は、 本体の軟らかいアルミと硬い“ヘリサート”は固定で、硬い“ヘリサート”と硬いねじは、 すべり接触を多くして、耐久性を持たせる物ですが、“ヘリサート”が壊れたら、 抜き取ることは難しいが、抜き取って交換すると、本体側の部品代より安い。 これも、コスト比較で、脱着が多い個所は、雌ねじユニットを専用部品化する 等を考慮します。 反力が掛かって、機械が壊れる物は、反力が掛かる部分に、例えばトルクガードのような 部品を作りセットし、その部分が先ず壊れる仕様とします。 ダメージが、機械全体に波及しない仕様と、交換し易い仕様にてです。 また、この森の info&newsの “ボルトやねじの締め過ぎや緩みでお困りでありませんか?トルクレンチまるわかり特集!” ボルトのテンションが掛かるねじ軸部が長くなる = 分解能力が上がる 理由で、効果も向上です。 小生の主旨が伝わっていません。 → 伝わっていて安心しました。 その他、以下の文章も、??がありますが、旨が伝わっていると考えます。