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トルクアナライザーによる締付最適条件決定(第49号)

タッピンねじで締結する場合、重要な要素が下穴径と締付トルクです。
現行JISではタッピンねじ下穴径は具体的に規定されていませんが、過去のJISでは下穴表が示されておりました(規格ではありませんが)。

写真3 ナベタッピンねじA(1種)

 

なぜ削除されたのか?そのヒントがJISハンドブック1972を読むと推測できそうです。これによると「タッピンねじ(JIS B 1115-1968)解説(抜粋)」の中で、「タッピンねじのねじ込みトルクは、穴径、板厚、材質等で大きく左右されるため規格として定めるのは時期尚早・・・。下穴表はParker-Kalonのカタログを参考にして作ったもの・・・」と記述されています。
つまり、使用状況により最適な下穴径は変わるので、あくまで参考であり、下穴径を規格とするのは不適切・・・ということだと思います。
それでは、実際どのようにして下穴径、締付トルクを決定すればよいのでしょうか。
そこで登場するのがトルクアナライザー(写真4)です。タッピンねじを相手材にねじ込んでいき、ねじが破壊するまでのねじ込みトルクを測定しトルク曲線を描く装置です。トルク曲線(図1)には締結開始から破壊までのねじ込みトルクがプロットされています。

写真4 トルクアナライザー

 

図1 トルク曲線

そして、下記指針に基づき、トルク曲線を解析して、最適な下穴径、締付トルクを見つけ出すことができます。
最適条件の決定指針
ねじ込み始めてトルクが上がり最初のピークTD(ねじ込みトルク)を迎えます。これはねじが下穴に入っていく為に最低限必要なトルクです(ピークを迎えてからトルクが下がるケースと下がらないケースがあります)。
ねじの座面が着座してからトルクがさらに上がっていきます。頂点のTF(締付け破壊トルク)は締結体が破壊されるトルク値です。タッピンねじ締結のほとんどが、雌ねじ破壊です。
従って、TF点とTD点が離れていればいるほど、安全な設計ということになります。どの程度離れていると安全かという指標が、締付破壊トルク比(F/D比)です。目安は最低3.00(相手材が樹脂の場合は3.50)です。
下記サイトもご参照下さい。
http://www.ymzcorp.co.jp/ym8/torque.html

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