11 種類のプラスチック部品の接続方法

Published on:
5月 24, 2024
最終更新日
8月 11, 2025
金型製作と精密加工のエキスパート
射出成形、CNC機械加工、高度なプロトタイピング、材料科学の統合を専門とする。
一般的な部品の接続方法
目次

私たちの記事で ファスナーについて簡単に説明しました。技術的または構造的な理由から、多くのプラスチック製品や部品は、異なる材料や機能の部品から組み立てられることがあります。2つの部品を組み立てるには、部品間の接続を設計しなければなりません。接続設計の目的は、部品を組み立て、固定するために、様々な要因に基づいて最適な接続方法を作成することです。

プラスチックの接続方法は製品設計者にとって重要な教訓であるため、この記事では引き続きプラスチック部品間の接続方法について探っていく。

一般的な部品の接続方法

プラスチック部品の接続方法

プラスチック部品の接続には多くの方法がある。この分類はあまり正確ではない。この分類はあまり正確ではない。いくつかの接続方法は、構造パラメータの変更によって、あるタイプから別のタイプに変わる可能性がある。例えば、クラスプの係合が強すぎると、取り外しが困難になったり、不可能になったりする。接着剤の中には、加熱することで剥がせるものもある。従って、以下の分類はあくまで参考であり、標準とするものではない。

プラスチック部品の接続方法

プラスチック部品の接続と固定には、1つの方法を使用することも、留め金+ネジの組み合わせなど、2つ以上の方法を組み合わせることもできる。しかし、どのような接続方法であっても、接続方法を選択する前に以下の主な要因を考慮する必要がある:

  1. 分解性能: 分解の必要性の有無、分解の頻度、分解の可逆性、分解の利便性。
  2. 接続部品の特性: 幾何学的形状が許容できるかどうか、十分なスペースがあるかどうか、材料特性が要件を満たしているかどうか。
  3. 動作環境: 荷重(強度要件)、温度(耐温度要件)、媒体(防塵・防水要件)。
  4. 経済的要因: 補助材料費、組立費、メンテナンス費。
  5. 美的要件: 外観と美的効果の完全性。

これらすべての要素を同時に満たすことは困難であり、不可能でさえあるため、特定の製品や構造上の要件に応じて適切な接続方法を選択する必要がある。

次に、プラスチック部品同士のさまざまな接続方法を、事例を通して紹介する。例えば、次のような2つの部品(具体的なサイズや構造は製品に応じて設計する必要がある)があった場合、どのような接続方法があるのか、また、日常生活で似たような構造はあるのか。

2つの部品の接続図

1.スナップフィット

スナップフィットには多くの種類がある。一般的なものをいくつか紹介しよう。

ヒントもっと詳しくお知りになりたい方は、"スナップフィットガイド"で学ぶことができる。

a).カンチレバースナップフィット

スナップフィットの種類

1).ストレートアーム・スナップフィット: この方法は、装飾部品の接続や固定によく使われる。取り付けが簡単で早く、美観に優れ、取り外し可能かどうかは係合量による。

ストレートアーム・スナップフィット

2).U字型スナップフィット: バッテリーカバーの接続によく見られる。U字型構造により、弾性変形が可能なスペースが確保され、複数回の組立・分解が可能。

U字スナップフィット

以下のスナップフィット構造は、U字型スナップフィットの変形です。細長い切り欠きが弾性変形スペースを提供し、複数の組み立てと分解を可能にします。

U字型スナップ・フィットの変形例

以下は前者のもう一つの形態で、変形空間を内部に移したものである。上記2つのタイプに比べ、外観へのダメージはかなり少ない。ただし、バッテリーカバーが筐体下端まで回り込む必要があるため、製品中央部へのバッテリー装着には不向きというデメリットがある。

U字型スナップ・フィットのもう一つのバリエーション

3).スナップフィット+スクリュー: この電池カバーの接続方法は、子供が電池を分解するのを防ぐため、玩具製品によく使われている。

スナップフィットおよびスクリュータイプ接続

4).ソフトスナップフィット: を通じて達成された。 二色射出成形.ソフトスナップフィットは弾性変形に優れ、繰り返し組み立てと分解が可能です。小さなクラスプハンドルは外観の完全性に影響を与えず、電子製品およびデジタル製品のインターフェースのダストカバーによく使用されます。

ソフトスナップフィット

b).環状スナップフィット

このスナップ・フィットは、1つの部品が変形可能な部品であることを必要とし、変形可能な部品は、複数回の組み立て後に亀裂が入らないように、靭性の良い材料で作られていることが望ましい。

環状スナップフィット

環状のスナップフィットは完全な円である必要はない。実際の状況に応じて設計すべきである。例えば、下のボトルキャップは、完全な円ではなく、均等に分割された4つのスナップフィットが内側にある。完全な円形にしない理由は、組み立てやすさと手触りの良さにあると思われる。スナップフィットがきつくなければ、接着剤を追加して内側のスナップフィットの長さを延長し、後で金型を修正することができる。

環状のスナップフィットは完全な円である必要はない。

c).ねじりスナップフィット

このスナップフィットは、上記のスナップフィットとは動作が異なります。まず、2つの部品を所定の位置に置き、次に回転させてスナップ・フィットと固定効果を得るという2つの動作を伴います。

ねじりスナップフィット

2.ネジ接続

ミネラルウォーターのボトル、飲料ボトルのキャップ、パイプラインのジョイントなど、液体ボトルやパイプラインの分野でよく使用される。

ヒントをクリックして詳細をご覧ください。糸の種類“.

3.ねじ接続

誰もが知っているごく一般的な方法だ。

ねじ接続タイプ

4.磁気接続

一般に、頻繁に分解が必要な製品に使用される。磁石を追加するとコストが高くなりますが、うまく設計された磁石接続は、優れたユーザーエクスペリエンスを提供し、耐久性があり、外観を損ないません。

磁気接続

5.ヒンジ部品の接続

具体的には、"百倍プラスチック "として知られるポリプロピレン(PP)製の一体型プラスチックヒンジを指す。弾性支持体を付加することで、開閉状態にプレテンションを与えることができる。

ヒントリンクをクリックすると、"PPプラスチック".

リビング・ヒンジ・コネクション

6.圧入部品の接続

主に干渉嵌合接続を指す。機械的な組み立ての際、多くの部品は断線を防いだり、大きなトルクを伝達したりするために強固な嵌合を必要とし、その結果、干渉技術が生まれる。干渉嵌合は、材料の弾性を利用して穴を拡張または変形させ、シャフトにはめ込みます(または、中空シャフトを使用してシャフトを変形させます)。穴が元の形状に戻ると、シャフトをしっかりとクランプし、2つの部品を接続する。プラスチック部品では、ビルディングブロックの接続に干渉嵌合接続が使われることが多い。

圧入接続

その他の例としては、様々な外部インターフェース用ゴム栓やスクリューゴム栓がある。

7.超音波溶接

取り外し不可能な接続は、電源アダプターのように分解を禁止したり、密閉を必要とする製品に広く使用されている。

超音波溶接

8.リベット

リベッティングも複雑で、多くの知識を必要とする。エネルギー源によって超音波リベット、ホットリベット、熱風リベットに分けられる。取り外しのできない接続で、特にPCB基板、金属板、ボタンなどの薄い部品の接続や固定に適している。

部品接続用リベット

9.接着部品の接続

一般的に分解が難しいか不可能な2つの部品を、メディウム(接着剤)の層を使って接続・固定することを指す。

感圧式:

主に圧力に敏感な粘着テープを指す。一定の圧力を加えることで、良好な接着を実現し、一般的には両面テープを使って2つの平らな部品を接続する!

感圧接着剤

常温硬化型接着剤

これらの接着剤は、RTVシリコーンゴムや電子部品の固定や緩み防止に一般的に使用される電子黄色接着剤のように、室温で硬化することができる。

常温硬化型接着剤

熱硬化性接着剤

加熱すると硬化し、エポキシ封止剤や赤色接着剤など、電子部品の封止や固定によく使われる。

熱可塑性接着剤

室温で固体、粘性流体になるために使用前に加熱する必要があり、プレプレスと使用後の硬化時間が必要です。一般的なタイプは、EVAホットメルト接着剤とPURホットメルト接着剤です。両者の違い

構成:

PURはポリウレタン、EVAはエチレンビニルアセテート。

反応メカニズム:

PURは湿気によって硬化し、不可逆的な反応をする。加熱接着後、空気中の水分と反応し、不可逆的になる(再加熱しても溶融しないが、接着力は失われるため、一般に解体には再加熱が必要)。この不可逆的な反応により、より優れた強度と高低温性能が得られ、高い信頼性が得られます。携帯電話、タブレット、イヤホン、車載用電子機器などの電子・デジタル製品によく使用され、狭ベゼルスマートフォンのスクリーンやバックカバーの固定、防水などに使用される。

EVAは物理的に結合し、塗布後に冷却して固化する。再加熱すると再溶融し、再接着が可能になるため、可逆性がある。接着力は弱く、軟化点も低く、高温には強くない。

光硬化:

UV接着剤など、紫外線で硬化する接着剤を指し、UV硬化型接着剤やシャドーレス接着剤とも呼ばれる。一液型の低粘度・高強度のアクリレート系接着剤で、保存期間が長く、無溶剤で硬化が速く、透明性が高く、耐熱性・耐薬品性に優れている!

部品接続用光硬化型接着剤

水性:

溶剤型接着剤と比較して、水性接着剤は溶剤または分散剤として水を使用し、環境を汚染する有毒な有機溶剤に取って代わる。現在の水性接着剤は、100%無溶剤ではなく、粘度や流動性を制御するための助剤として、限られた揮発性有機化合物を含むことがあります。最もポピュラーな水性接着剤は白糊や木工用糊で、家庭装飾によく使われている。旧正月に連句を貼るのに使われる糊も水性接着剤で、紙の接着に適している。その不便さから、後に開発者たちは、特にオフィスでの使用に適した固形のりを作り出した。

部品接続用水性接着剤

溶剤ベース:

溶剤や分散媒に有機溶剤(ベンゼン、トルエンなど)を使用した接着剤を指す。揮発性有機化合物、ベンゼン、トルエンなど人体に有害な物質が含まれているため、環境にやさしいとはいえない。代表的な溶剤系接着剤には、万能接着剤などがある。

瞬間接着剤:

α-シアノアクリレートを主成分とし、粘着付与剤、安定剤、強靭剤、重合禁止剤などを添加。一液型の瞬間硬化型接着剤で、空気中の微量な水分と接触すると速やかに硬化し、部品を強固に接着する。

二液性接着剤:

混合すると固まる2つの液体から成り、AB接着剤と呼ばれることが多い。一般的なタイプは以下の通り。 アクリルエポキシ、ポリウレタンのAB接着剤。溶接に匹敵する高い接着強度を持つことから、人々は強力接着剤とも呼ぶ。

10.インモールド射出成形

2つの部品を接続するのに最適な方法で、異なる素材や色のプラスチックまたはプラスチック+金属を1つに組み合わせ、その後の組み立て工程を省くことができる。ただし、金型コストが高くなる取り外し不可能な接続方法なので、具体的な製品構造に応じて接続方法を選択する必要がある。主に3つのタイプがある:2色射出成形、 二次射出成形とナノ射出成形がある。詳しくは2色金型構造の紹介をご覧ください。

  • 二色射出成形
  • オーバーモールディング
  • ナノ射出成形

結論

それぞれの接続方法は、多くのコンテンツに拡張することができる。より深く理解するために、興味があれば検索してみてほしい。また、これらの接続方法のいくつかについては、今後の記事で包括的に個別に紹介する予定だ。ご期待ください。

ジェームス・リーは、金型製造と射出成形に15年以上携わる製造のエキスパートです。First Moldでは、複雑なNPIとDFMプロジェクトをリードし、何百ものグローバル製品がアイデアから量産に至るのを支援している。彼は困難なエンジニアリングの問題を手頃な価格のソリューションに変え、バイヤーが中国からの調達を容易にするためのノウハウを共有しています。.
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