エレクトロニクス業界におけるセルフクリンチングファスナー
セルフクリンチングファスナーはその独自の設計と性能の利点から、さまざまな電子部品の組み立てに最適であることが証明されています。
数十タイプ・数千バリエーションにわたるスチール、ステンレス、またはアルミニウム製のユニークなファスナーが、タップするには薄すぎる金属板にも永久かつ強力なネジ山を提供し、押し出し式、タップ式またはスタンピング式に変わるより信頼できる代替品として機能します。セルフクリンチングファスナーの登場により、従来は不可能だった多くの薄型金属設計を実現することができるようになりました。
セルフクリンチングファスナーは比較的小さく（ミニチュアタイプもあります）取付けに必要な面積が少ないため、今日の設計における小型・軽量化のニーズを満たすことができます。また、一度取付けると緩んだり抜け落ちたりすることがないため、デリケートな内部回路をハードウェアの損傷から守ることができます。セルフクリンチングファスナーを使用することでアプリケーション内のハードウェアを削減し、組立てやサービスの際に扱う部品の数を減らすことができます。
すべてのセルフクリンチングファスナーは、「少ない方が良い」というシンプルな考えを念頭に置いて設計されています。シンプルで費用対効果の高い1つの固定式ファスナーで用が足りるのに、わざわざ複数のゆるいハードウェアで対応する理由はありません。
エレクトロニクス業界においてセルフクリンチングファスナーがどのように使用されているのか、注目すべきアプリケーションの例をいくつかご紹介します。
- 高速データ交換装置のコネクタハウジングシステムで、元々使用していた4つのハードウェアを1つのセルフクリンチングファスナーで置き換えました。
- 通信用アンプエンクロージャの初期設計で、2.5mm厚のアルミシャーシにタップ穴を開けていました。しかしタップ穴では十分なトルクアウト性能が得られず、また相手穴のポジショニングの問題で最終的な組立てに時間がかかっていました。そこでセルフクリンチングナットとスペーサーを使用することでトルクアウトの問題を解決し、フローティングファスナーが強度とアライメントの問題を解決しました。
- テレコム機器のカードケージアセンブリのアクセスパネルを取付けるために、薄型のセルフクリンチパネルファスナーが指定されました。このパネルファスナーは、カバーをしっかりと固定しながらも、サービスやメンテナンスのために簡単に取り外すことができるようになっています。ファスナーの頭部には大きなローレット加工とすりわりが施されており、指や工具を使った作業が可能です。
他にも、サービスドア・パネルの取付け、デスクトップパソコンやワークステーションのフレームへのシャーシ取付け、アドオンコンポーネント（ファントレイ、ドキュメントローダー、ハードディスクなど）の取付け、ラックマウント機器のラックへの固定など、セルフクリンチングファスナーはエレクトロニクス業界で幅広く活用されています。
セルフクリンチングファスナーは、0.020″/0.50mmという薄さの金属板に素早く、簡単に、そして永久的に取付けることができ、高い押抜力とトルクアウト抵抗の要件を満たしています。またコンパクトな設計のため、パネルに片側から取付けることができ、仕上がり製品の美観を向上させることができます。多くのアプリケーションで、板金やパネルの薄型化に対応し、設置コストを削減することができます。
セルフクリンチングファスナーは、ナット、スタッド、スペーサー/スタンドオフ、ネジ式アクセスハードウェアの4つの主要カテゴリーに分類されます。
セルフクリンチングナットは、部品の取付けや加工組立に強力な内ネジが必要な場合によく使用されます。取付けの際、クリンチングリングがファスナーのテーパーシャンクの後ろに変位する金属をロックし、高い耐押抜力をもたらします。また、ローレット加工されたプラットフォームがシートメタルに埋め込まれることで、高いトルクアウト抵抗が得られます。推奨シャンク長は常に最小板厚より小さいので、適切な取付け力によってネジ山が歪んだり損傷したりすることはありません。このナットのクリンチ作用は、薄板のファスナー側で行われ、裏側は平らで滑らかなままです。
外ネジ式セルフクリンチングスタッドは、アタッチメントを固定する前にポジショニングの必要がある場合に使用されます。通常、フラッシュヘッドスタッドが指定されますが、高トルク、薄板、電気的用途のために設計されたバリエーションがあります。様々な材料から製造されるセルフクリンチスタッドは、幅広いネジサイズで提供されます。また、スタッドにはネジがなく、永久的に取付けられたガイドピンやピボットとして使用できるものもあります。
セルフクリンチングスペーサーおよびスタンドオフは、コンポーネントをパネルから離して積み重ねたり、間隔を空けたりできるように設計されています。一般に貫通型とブラインド型が標準です。材質にはスチール、ステンレス、アルミがあり、薄板の片面に頭部を密着させるように取付けます。ブラインドタイプの場合、外装パネルの表面は平滑で、閉じられます。
ネジ式アクセスハードウェアまたはパネルファスナーアセンブリ（ほとんどがスプリング式）は、一般的にネジがドアまたはパネルに残る必要があるエンクロージャに使用されます。これらのファスナーは組立てが簡易で、ネジを緩める必要なしに素早くパネルを取り外せるという利点があります。セルフクリンチングファスナーは、あらかじめ組み立てられており、さまざまなネジサイズとネジの長さで製造されているため、幅広い用途の要求を満たすことができます。また、UL規格のオペレータエリアやサービスエリア要件に対応したものや、色分けが可能なものなど、アプリケーションに応じた付加価値のあるものも多くあります。
上記の主要セルフクリンチングファスナーに加え、新しい時代の電子機器や関連部品のアプリケーションに対応するために、長年にわたって一般的なタイプのバリエーションが開発・強化されてきました。それぞれのバリエーションは、設計上の課題、性能要件、部品の外観の向上などさまざまな点でメリットを提供します。また、ファスナー技術の進歩により、特殊なセルフクリンチングファスナーが開発されています。例えば、部品を直角に取付けることができるタイプや、ステンレス鋼専用に設計されたタイプなどがあります。
セルフクリンチングファスナーは、その型式やバリエーションにかかわらず、ドリルやパンチで開けた適切なサイズの穴に押し込むことで取付けられます。このプレスまたはスクイーズプロセスは、ファスナーのシャンクまたはパイロットの特別に設計された環状凹部に変位パネル材料が常温で流れ込み、ファスナーを所定の位置にロックします。鋸歯状のクリンチリング、ローレット、リブ、六角形のヘッドは、おねじやナットに締め付けトルクがかかったときに、ファスナーが金属内で回転するのを防ぎます。
その結果、セルフクリンチングファスナーはパネル、シャーシ、ブラケット、など取付けられた電子部品の永久的かつ不可欠な部品となるのです。