エンジニア

Aug 22, 2023

EJOT UK のアプリケーション エンジニアである Dan Lunn 氏は、ファスナーの進化が過去 50 年間に車両製造における熱可塑性プラスチックの使用増加を促進する最も重要な要因の 1 つである理由を説明します。

自動車製造に使用される他の材料と比べて熱可塑性プラスチックがもたらす性能、重量、安全性の利点により、熱可塑性プラスチックは新製品開発のさまざまな分野で当然の材料検討事項となっています。 しかし、ファスナーの継続的な革新がなければ、熱可塑性プラスチックの可能性がこれほど迅速かつ広範囲に実現されることはなかったかもしれません。

自動車分野における熱可塑性プラスチックの台頭の歴史は、主にこの分野が新しい製造技術、コンピューター、自動化によって進歩していた 1970 年代に始まりました。 生産性に影響を及ぼしている世界的な社会的、政治的、経済的圧力により変化が進行しており、新しい製品設計と製造プロセスの計画では初めて環境問題が考慮されました。

当時、業界は熱可塑性プラスチックに大きな可能性を見出していましたが、それは、効率的かつコスト効率の高い方法で、厳しい車両性能基準を満たすために熱可塑性プラスチックを使用できる場合に限られていました。 ここで EJOT が課題に立ち向かいました。

熱可塑性プラスチックの可能性を解き放つ

EJOT は、自動車における熱可塑性プラスチックの可能性を解き放つ鍵となるコンポーネントである PT ネジを開発しました。 これは、金属インサートを必要とせずに熱可塑性プラスチックへの直接組み立てを可能にするセルフタッピングねじであるため、画期的な製品でした。

PT が開発されるまでは、入手可能なプラスチックの全範囲に対応できる単一のネジはありませんでした。 この新製品により、プラスチックの汎用接合が初めて可能となり、PT は「プラスチックをピック アンド ミックスするためのピック アンド ミックス スクリュー」を提供したことになります。

このねじの革新的なフランク角とねじ山ピッチは、薄肉で平らな設計での使用に適しており、動的および熱応力がかかるコンポーネントを直接固定できることを意味します。 車両設計者が材料の節約と射出成形時のサイクルタイムの短縮を実現できる可能性を認識したため、その影響はすぐに現れました。

進化によりさらなるメリットがもたらされる

PT の同じ基本原則は、今日でもメーカーに恩恵をもたらしています。これは主に、PT が継続的に進化する締結プラットフォームとして作成されたためです。 将来性のあるプラットフォームにより、EJOT の研究開発チームは、設計エンジニアからのこれまで以上に高まる性能要求に応える新しいネジ設計を作成し、完全に新世代の PT を開発することができました。その最初の製品は、新千年紀の幕開けにありました。

PT の第 2 世代は EJOT DELTA PT です。 これにより、熱硬化性プラスチックでの使用にも適した特殊なねじ山形成ゾーンが組み込まれ、PT ねじの機能が拡張されました。 DELTA PT は、可能な限り高いプリテンション力とプラスチックへの小さな接触圧力のバランスのとれた比率によってねじの形状を最適化することで、困難な条件や難しい設計でも確実な接合を提供します。

しかし、EJOT が焦点を当てていたのは製品イノベーションだけではありませんでした。研究開発チームは、エンジニアが DELTA PT を導入できるようサポートしたいとも考えていました。 テクノロジーはコンセプト段階で重要な役割を果たすように進化しているため、EJOT がこの分野でも支援を提供することが重要でした。そのため、EJOT は DELTA CALC 予測プログラムを作成しました。 これにより、設計者は材料や下穴の寸法に応じてネジの用途に応じたパラメータを得ることができ、顧客が設計段階で時間を節約できるようになり、すぐに価値を付加できるツールとなった。

最新世代が今日の製造目標をどのように満たしているか

現在、EJOT PT と EJOT DELTA PT は、世界中の顧客の課題を満たす効果的な接合ソリューションを提供し続けていますが、性能の基準は引き続き引き上げられており、それがファスナーの進化が止まらない理由です。 継続的な改善を推進する要因の 1 つは、ファスナーのコストが接合コスト全体の約 20% にすぎないという事実です。 これは、システムコストが残りの 80% を占めていることを意味しており、その大きな割合は、効率を向上させるためにスクリュー設計をさらに開発する大きな余地があることを示しています。