クリンチングスペーサーとは？規格外の特注クリンチングファスナーを製作するポイント
クリンチングスペーサー、クリンチングスタッド、クリンチングボルト、クリンチングナット、クリンチングファスナーなど、締結部品には様々な”クリンチング”製品があります。クリンチングとは、固定する・締結する、というシンプルな意味合いで、溶接レスで仕上げ精度もいいことから、基板や板金部品をはじめとした様々な業界・分野でクリンチング製品は使用されています。
しかしクリンチングファスナーには一般的な規格はなく、各メーカーがブランディング目的に、クリンチング製品に独自の規格と名称を付けるケースが多く市場に出回っています。
ここでは、クリンチングの意味合いから、クリンチング製品の違い、なぜクリンチング製品は締結力を得られるのか、用途や圧入方法・使い方、規格・価格、そして当サイトを運営する太陽精工だからこそ可能な特注クリンチングスペーサーから、工法転換により50％ものコストダウンを実現した技術提案事例、さらには実際に当社で製作したクリンチング製品まで、徹底解説いたします！
そもそも”クリンチング”って？
クリンチングスペーサー、クリンチングスタッド、クリンチングボルト、クリンチングナットなど、締結部品には様々な”クリンチング”製品があります。しかし、そもそもクリンチングとはどのような意味なのでしょうか？
クリンチングとは、英語で”clinching “と書きます。clinchとは、固定する、締結するという意味を持ちます。ボクシングのクリンチも、相手に巻き付いて動きを封じるということから、同様の単語が使用されています。
つまり、クリンチングとは、固定する・締結する、というシンプルな意味合いとなります。特に締結部品で言うと、圧入、かしめ、という意味合いなります。
なぜクリンチングという言葉が使用されるのか、それはビジネスという観点が絡んでいます。スペーサー、スタッド、ナットのように、後に続く単語もカタカナが多くなるため、圧入スペーサーも同義ですが、より魅力的に販売できるように、クリンチングスペーサーというカタカナが使用されていると考えられます。
ちなみに、世界で初めてセルフクリンチングファスナーを提供したのは、1942年米国ペンシルベニアで創業したPenn Engineeringという会社です。それ以降、世界中に様々なクリンチング製品が広まっていきました。
クリンチング製品の違い
つまりクリンチング=圧入・かしめ、ということから、クリンチング製品の違いとしては下記のようにまとめられます。
- クリンチングファスナー：圧入・かしめにより使用する締結部品全般のこと
- クリンチングスペーサー：圧入・かしめにより使用するスペーサー
- クリンチングスタッド：圧入・かしめにより使用するスタッド
- クリンチングボルト：圧入・かしめにより使用するボルト
- クリンチングナット：圧入・かしめにより使用するナット
クリンチングスタッドとクリンチングボルトは、ほぼ同義となります。クリンチングスタッドは、クリンチング（カシメ圧入）をして使用するスタッドボルトです。スタッドボルトは両軸にネジが切られているボルトという意味で使用されることが多いですが、スタッド＝画鋲という意味で、画鋲のように立てて使用する植え込みボルトという意味もあります。そのためクリンチングスタッドもクリンチングボルトも、どちらも雄ネジが切られたボルトを圧入して使用する際に使われます。
また、セルフクリンチング〇〇という、先頭にセルフと付く製品もあります。セルフタッピングネジはネジ自体がネジ穴をあけるというものですが、セルフクリンチング製品はその製品自体がカシメ機能を持っているという意味合いになるため、一般的なクリンチング製品はほぼセルフクリンチングをする製品と言えます。
そして、各メーカーがブランディング目的に、クリンチング製品に独自の規格と名称を付けるケースが多くなっています。
そのため、クリンチング製品は非常にラインナップが多く、ユーザーがどのクリンチング製品がいいのかを悩んでしまう要因となっています。カタカナ英語ということもあり、なかなか頭に入りづらい部分もあるかと思います。
今回のコラムでは、混同するのを避けるために、クリンチング〇〇を総称してクリンチング製品として、解説をいたします。
クリンチング製品の特長とは？
クリンチングスペーサーをはじめとしたクリンチング製品全般に共通する特長としては、下記の通りです。
- 溶接レスで使用することができる
- 安定した締結力
- 同時に多数圧入も可能
- 綺麗でフラットな仕上がり
締結部品を部材と締結させる際に、広く使用される方法は溶接です。しかし溶接スタッドや溶接スペーサー、溶接ナットは、箇所によってはどうしても溶接できない場合もあり、また薄板になると歪みが大きくなってしまうのがデメリットとして挙げられます。
しかしクリンチング製品は、プレス圧入するだけで簡単に部材と締結させることができます。そのため溶接ができない箇所や薄板に使用することができるのが、大きな特徴です。特にナットについては、バーリングができない薄板に対して、スカートと呼ばれるクリンチング部の形状が付いたクリンチングナットが大きな役割を持ちます。
つまりクリンチング製品は、圧入・かしめによって容易に使用される、つまり溶接レスで使用することができる、という点が特徴として挙げれられます。
またクリンチング製品は、溶接することなく高い垂直度で部品を取り付けることができます。その上でカシメ圧入により締結させるため、クリンチング製品は安定した強度を持つことができます。
ネジとクリンチング製品の違いとして、多数圧入も可能という点があげられます。テレビのような家電製品では、数百個のクリンチング製品を締結しなければいけませんが、同時に数百個のカシメも可能です。ネジは回転機構も必要になりますが、クリンチング製品は上から加圧するのみの単純な機構のため、治具は必要になりますが、同時に多数圧入も可能な点はリードタイム削減やコストダウンに大きく貢献します。
そしてクリンチング製品は、圧入によって部材と締結されるため、溶接とは異なり、部材表面に凹凸がないフラットな仕上がりにすることができます。塗装やメッキをすることで頭部をさらに目立たなくさせることもできるため、美観性が必要な箇所や、仕上げ工程を削減したい場合にもクリンチング製品は適していると言えます。また用途によっては表面に凹凸をあえて設けるクリンチング製品もあります。
一方で、クリンチング製品を圧入・かしめをするためには、簡易プレス機や、製品によっては治具が必要となります。また適切な加圧でなければ、弱すぎても脱落の原因となり、逆に強すぎても部品の変形などの不良につながってしまう恐れがあります。そのためクリンチング製品は、適切な方法と圧力で締結させる必要があります。
クリンチング製品の圧入方法・使い方
クリンチング製品とは、対象の部材にあらかじめ下穴をあけておき、その穴に圧入するだけで安定した締結力が得られる商品群です。そのため、まずは部材に下穴を開ける必要があります。締結するクリンチング製品に合わせて、適切なサイズの下穴を開ける必要があります。
そして、下型に部材をセットし、クリンチング製品をセットします。
適切にセットできたら、圧入機によってカシメ圧入します。この際、部材とクリンチング製品をきちんと並行にセットする必要があります。すると、クリンチング製品が部材に締結されます。
締結されたクリンチング製品に、別のネジやナット等を使用することで、製品を組み立てることができます。
なぜクリンチング製品は締結力を得られるの？クリンチング部分の役割について
クリンチングスペーサーには、頭部下部に溝(パイロット)があり、またローレット形状があります。下金型と部材にクリンチングスペーサーをセットして、プレス圧入を行うことで、クリンチングファスナーの溝とローレット部分に、塑性変形による金属流動(メタルフロート)が発生します。
この金属流動によりクリンチングスペーサーと部材が、抜け止めの溝と、回り止めのローレットによって締結されます。つまりクリンチング製品は、溝による軸方向と、ローレットによる回転方向、この両方向に対して高い保持力を得ることができるのです。
クリンチングスペーサーの用途
このような特徴から、クリンチングスペーサーは様々な業界に多用されています。下記はその一例です。
- 家電：パソコン、テレビなど
- 自動車
- 通信機器
- 産業機器・ロボット
- 計測機器
- 工作機械
- アミューズメント製品
- 医療機器
- 航空宇宙
特に基板が使用される製品や金属板金が使用される製品において、組立工程において数多く使用されています。
クリンチングファスナーの規格・価格・メーカー
クリンチングスペーサーやクリンチングナットをはじめとしたクリンチングファスナーには、一般的な規格はありません。M2,M3,M4,M6のようなサイズのクリンチングスペーサーが多く市場には出回っていますが、共通した規格はなく、価格も千差万別です。
クリンチングファスナーが付加価値を出す部分は、主に下記の要素です。
- 締結方法
- 締結部分の形状
締結方法については、一般的には板金の裏から頭部形状を押し込むような形で圧入させますが、板金の上から圧入できるようなクリンチングファスナーもあります。またローレットやパイロット溝のような、金属流動が発生する部分の形状をどのように工夫できるか、ここが各メーカーがアイデアを凝らして工夫する箇所と言えます。
またクリンチングファスナーは、元々海外で生まれた製品ですが、海外製のクリンチングファスナーでは強度が悪く、作業効率があまりよくないという評判も多く、日本のメーカーにあわせた強度や作業効率性が改善されたクリンチングファスナーが多く生み出されています。近年はRoHS指令のような環境問題にも適応したクリンチングファスナーも誕生しています。
主要な規格品を製造するクリンチングファスナーメーカーとしては、ファブエース、ボーセイキャプティブ、セルジャパン、PEM JAPAN等が挙げられます。そして各クリンチングファスナーメーカーは、それぞれ独自の規格品を作成しており、これがユーザーが戸惑う要因の1つにもなっています。
カタログにはない特注クリンチングファスナーが必要な場合は…？
しかしクリンチングファスナーを製品に使用するメーカーの方々の中には、どうしてもその用途や使用方法ゆえに、カタログ品ではなく特注規格のクリンチングファスナーが欲しい、という方もいらっしゃいます。
基板や板金部品などの部品が必要な製品は、製品全体の機能や品質が優先されます。そのため、全体の製品用途に合わせて、最適なクリンチング製品を選択する必要があります。カタログのクリンチング製品を基準に製品設計をしてしまうと、製品の機能や品質が満たされない可能性もあります。このような場合に、各メーカーのカタログ品にはない特注サイズのクリンチングスペーサーや、特殊な機能を兼ね備えたクリンチングナット・スタッドが必要になります。
このような規格外のクリンチング製品は、クリンチングファスナーメーカーでは製造対応していないケースもあり、どこに特注クリンチングファスナーをお願いすればいいのか困っている、ということで当社にご相談いただくケースは、近年増加していると感じています。
当サイトを運営する太陽精工では、そうしたカタログにない規格外の特注クリンチングスペーサーの製作や設計・開発サポートを行っております。
太陽精工だからこそ可能な、カタログにはない規格外の特注クリンチングファスナー
当サイトを運営する太陽精工株式会社では、大手クリンチングファスナーメーカーが製作する規格品ではなく、規格から外れた特注クリンチング製品の製作を行っております。当社ならではの特注クリンチングファスナーの特徴は下記の通りです。
- 数量に合わせた最適な工法提案
- 全切削からのコストダウン提案
- 板厚強度にあわせたサイズ・形状の提案
- 標準メーカーとタイアップした評価試験体制
- 特殊な材質のクリンチングスペーサーの製作にも対応
- 異種金属結合に対する電食対策も可能
当社では、数量に合わせて最適な特注クリンチングファスナーの工法をご提案いたします。少量であれば切削にて生産を行い、数万個のような量産であれば専用の金型を製作して、当社が最も得意とする冷間圧造にて製作いたします。
実際にあったケースですが、あるメーカー様では全切削にて特注のクリンチングスペーサーを製作されていましたが、非常にコストが高いということで当社にご相談をいただきました。そこで当社では、切削から圧造へ工法転換をしたところ、大幅なコストダウンを実現することができました。このように既存の特注クリンチングスペーサーやクリンチングナットであっても、当社独自の冷間圧造技術によってコストダウンすることも可能です。
またクリンチングファスナーの標準メーカーは、膨大な数量のクリンチング製品を製作しており、メーカーとして評価試験まで実施しており、標準メーカーだからこその安心感を生み出しています。一方で特注クリンチングファスナーを製作する当社のようなネジメーカーでは、評価用の設備を保有しておらず、評価試験まで実施できないことがほとんどです。
しかし当社では、標準メーカー様とタイアップすることで、特注品であってもクリンチングファスナーの評価試験をすることができます。ただコストダウンするだけでなく、メーカー様が必要とする品質を担保することができるのが、特注クリンチングファスナーメーカーとして当社が選ばれる理由の１つです。
＞＞全数画像による検査体制と、トレーサビリティが取れた「品質管理」
特注クリンチングファスナーメーカーだからこそ可能な点は、メーカー様の用途にあわせたクリンチング製品を製作することができるという点です。メーカー様が必要とする機能や品質、最も重要で譲ることができない部分を正確に捉えた上で、製作性を考慮した上でサイズや形状の変更もご提案をいたします。特にクリンチング製品で重要となるのは板厚に合わせた強度計算ですが、当社では板厚強度にあわせたサイズ・形状の変更提案や、２次切削による追加工等も対応しております。
＞＞独自の金型設計ノウハウと複合加工の応用力で、異形状部品をモノにする「提案力」
クリンチングスペーサーはその使用用途ゆえに、ある程度の強度や耐久性が必要になります。そのため材質については、鉄やステンレスが主に使用されます。しかし用途によっては、軽量化や導電性を目的に、アルミや銅系の材質が必要となるクリンチングスペーサーもあります。
当社でご相談が多いクリンチングスペーサーの材質は、鉄やステンレスは多くなりますが、他社メーカーのカタログにはないアルミや銅系材質のクリンチングスペーサーのご相談もいただいています。非鉄金属になると、どうしても冷間圧造や追加工の難易度が上がる場合があります。しかし当社では、アルミや銅、チタンのような難加工材の特注締結部品も数多く製作してまいりました。非鉄金属のクリンチングスペーサーも当社にお任せください。
＞＞試作から多品種少量生産まで、チタン製ネジや各種メッキ、ネジの緩み止め加工まで担う「対応力」
また当社では、異種金属結合に対する電食対策も可能です。このように当社では、お客様の製品の用途や求められる機能を徹底的にお伺いした上で、QCDバランスが整ったクリンチングファスナーをお届けいたします。
太陽精工は、「目利き力」で最適なご提案をする冷間圧造加工のプロフェッショナル集団です。特注クリンチングファスナーのことなら、ぜひ当社までお任せください。
クリンチングスペーサーに関する技術提案事例のご紹介！
続いて、実際に当社でご提案したクリンチングスペーサーに関する技術提案事例をご紹介いたします。
クリンチングスペーサーを全切削 ⇒ 圧造+切削で50％コストダウン
こちらは、全切削のクリンチングスペーサーの納入数量の確保と同時にコストダウンもしたいとお考えのお客様に対して、圧造＋切削への工法転換をご提案して、十分な納入数量を確保するだけでなく、およそ50％ものコストダウンを実現した技術提案事例です。
本製品は、従来は全切削を当社で行い、お客様に供給していたクリンチングスペーサーでした。しかしスペーサーの受注数量の増加に伴い、お客様の生産キャパにも問題が生じてきたとのことでした。
そこで、納入数量の確保、さらにはコストダウンも考えているとのことで、当社にご相談を頂きました。太陽精工では…
特注クリンチングスペーサー・クリンチングファスナー製品の事例紹介！
続いて、実際に当社で製作した、特注クリンチングスペーサーをはじめとした特注クリンチングファスナー製品の事例をご紹介いたします。
クリンチングスペーサー
こちらの製品は、産業機械及び電子機器向けのクリンチングスペーサーです。本製品はクリンチングスペーサーの中でも、特に板金母材がSUS304に対し圧入可能な製品となっており、産業機械関連・電子機器などに採用された実績があります。SUS304に圧入し、スペースを確保したい場合に有効な製品となります。
当社では規格部品を製造するのではなく、複合加工技術を用いてお客様が求めるような異形状部品の製造をしております。このような高機能スペーサーを提供するために、圧造加工に捉われない柔軟な工法転換力やVE/VA提案力が必要です。当社においては自社ノウハウはもちろんのこと、協力工場ネットワークを活用することで製品開発力の向上に繋げてきました。
KBクリンチングスペーサー
こちらの製品は、測定器向けのKBクリンチングスペーサーです。本製品は袋穴形状のクリンチングナットとなっており、圧入する対象を異品や異物が多い所に設置する際に本製品を使用することで、内部への異品混入を防ぐことができます。また、本製品は測定器や遊技機にも使用されております。例えば、測定器は異物が混入して正確な測定ができないとなれば、製品に支障が出るため、量産生産においては細かな寸法管理を行っております。
圧入スペーサー（切削品）
本製品は、板金の直上に基盤をマウントする際の正確な高さ出しとして使用されます。本製品は板金に対して、高さだしを行いたい方向の上から圧入するだけで締結可能となりますので、取付が容易です。また製品を作成するにあたり、軸部段に抜け止め加工が施されていることもあり、切削加工での精度が求められます。本事例は全切削で成形をしていますが、仕様によっては圧造＋転造＋二次加工で対応が可能な場合があります。当社は圧造を得意とする企業ですが、切削加工の協力企業もあり、お客様のご要望に合わせて最適な加工提案をすることも可能です。お困りの案件がございましたら、お気軽にご相談ください。
圧入ボルト
本製品は板金に対して溶接を行うことが危うい箇所等に採用することがオススメな製品であります。ボルトを立たせたい箇所に圧入することで効果を発揮する製品となっております。こちらも製品特徴としては、座裏にある圧入の際にしっかり板金に食い込むローレットでございます。遊技機や自動車関係に使用されることが多く、そういった部品をお求めの方にピッタリでございます。当社はあらゆる業界の製造実績を背景に、求められる異なるニーズを精通し、かつ技術化・製品化を実現するためのノウハウを蓄積しているために、他の業界の製品に対してプラスαの提案をすることが可能です。
クリンチングナット
こちらの製品は、医療機器・鉄道関係のクリンチングナットです。本製品はクリンチングナットのなかでも特に板金母材SUS304に対して圧入可能な製品となっております。使用実例であれば、医療機器や鉄道関係への採用実績が御座います。また、人名に関わるような製品に採用されるため、管理を厳しくしております。
当社では品質要求に合わせて専任の品質管理スタッフが画像検査装置を用いて全数検査をしております。専任スタッフの人の目と自動機のデジタルの目を両立することにより、高信頼性のネジを安定供給することを可能としております。
フラッシュカシメナット（切削品）
本製品はバーリング加工での無理曲げによる母材の膨らみを嫌う製品（外観部品）にオススメな製品です。本製品の特長とは、板金に対して完全に埋め込まれる構造となっているため、表面をフラットに仕上げたい場合に使用されるクリンチングナットとなっております。当社はクリンチングナットの様々なサイズやバリエーションがあります。お客様の使用用途に合わせ、最適なクリンチングナットを提案させていただきますので、ぜひお気軽にお問い合わせください。
クリンチング製品のことなら、特殊ネジ カスタム部品製造.comまで！
クリンチング製品でお困りの際は特殊ネジ カスタム部品製造.comを運営しております太陽精工株式会社までお気軽にお問い合わせください。
◆特殊ネジ カスタム部品製造.comは、冷間圧造技術のノウハウと、オリジナリティ溢れる金型設計力、幅広い調達ネットワーク、そして積極的なVA/VEによる技術提案を行い、多種多様な特殊締結部品の製造を、試作開発から量産までトータルサポートさせていただきます！
＞＞当サイトについて
◆私たちの強みが形となった「冷間圧造」「2ダイ3ブロー」「ヘッダー加工」「転造加工」…など当社のサービス一覧をご紹介します！
◆私たちは冷間圧造を中心として特殊ネジ カスタム部品の製造を得意としております。特に、「目利き力」でお客様の求める製品の最適な製造方法をご提案させていただきます。実際、工法転換や材質変更などによる大幅なコストダウンを実現した事例が多数ございます！
◆特殊ネジ カスタム部品の設計・製造に関して、実際にお客様からいただいたご質問と、その回答を掲載しております！
◆当社の対応しております製品一覧をカタログにしておりますので、更にご興味ある方は是非ご覧ください。無料でダウンロードできます！
◆特殊ネジ カスタム部品の製造や工法転換など、お困りの際はお気軽にご相談ください！
締結部品の