メカニカルピンは、機械の組み立てと機能に不可欠な、基本的な締結部品および位置決め装置です。一見シンプルに見えますが、その選定は、機械公差や動作要件に関する精密な工学原理によって決定されます。この記事では、様々な種類のピンの概要を説明します。
ピンとは何ですか？
ピンは、機械の組み立て時の位置決めや部品の接続、破損を防ぐ安全装置として使用される機械部品です。
ピンの一般的な材料
| 種類 | 材料 |
| ピンシャフト | 炭素構造用鋼：1035、1045 合金構造用鋼：4130、4140 銅: C28000、C65500 ステンレス鋼: 410、420、431、321 |
| 安全ピン | 炭素構造用鋼：1035、1045、1050 炭素工具鋼：グレードW1-9、W1-10 |
| ピンスリーブ | 炭素構造用鋼：1045 合金焼入れ焼戻し鋼：1335 合金構造用鋼：5140 |
主なピンの種類
ノックピン
ダウエルピンは主にワークピースの組み立てに使用され、コンポーネントの繰り返し可能かつ交換可能な位置決めを保証します。
円筒形ピン：主に位置決めに使用されますが、接続にも使用できます。用途に応じて、m6、h8、h11、u8の4種類の直径公差クラスがあります。一般的な取り付け方法は、穴あけ後にリーマ加工を施すことで、必要な組み立て精度を確保します。
内ねじ付き円筒形ピン：これらは主に位置決め用ですが、接続にも使用できます。内ねじは取り外しを容易にするためのものです。2種類あります。
タイプAは貫通穴用、タイプBは止まり穴用です。直径公差はn6のみです。最小ピン径は6mmです。一般的な取り付け方法は、穴あけ加工後にリーマで締め付けることで、必要な組立精度を確保します。
段付き円筒形ピン：これらは主に位置決めに使用されますが、接続にも使用できます。高度なカスタマイズが可能で、特定の作業条件や要件に合わせて調整できます。
ダイヤモンドピン：ダイヤモンドピンは主に位置決めに使用され、通常は円筒ピンと組み合わせて使用されます。両方を併用する場合は、ダイヤモンドピンの向きを正しくすることが重要です。ダイヤモンドピンの先端の向きは、円筒ピンとダイヤモンドピンの中心を結ぶ線の中心に引かれた円接線に合わせる必要があります。
溝付き無頭ねじ円筒ピン：主に位置決めに使用されますが、接続にも使用できます。一般的な取り付け方法は、穴あけ後にリーマ加工を施して必要な組み立て精度を確保することです。これらのピンは直径公差が大きく、位置決め精度が低いため、高精度な位置決めを必要としない用途で主に使用されます。
スプリングピン（ロールピン）：スプリングピンは柔軟性があり、ピン穴の壁との摩擦によって所定の位置に保持されるため、緩むことがありません。ピン穴の精度要件が低く、リーマ加工も不要なため、互換性が高く、繰り返し分解・組み立てが可能です。剛性が低いため、高精度な位置決めには適していません。大きな荷重がかかる場合は、複数のピンを180°ずらして重ねて配置できます。衝撃や振動のある用途に使用され、円筒ピン、テーパーピン、割りピン、クレビスピンなどの代替として使用できます。
コイルばねピン：コイルばねピンは鋼板を圧延して作られるため、製造が容易です。柔軟性があり、組み立て後も緩みにくいのが特徴です。穴あけ精度に対する要求が低く、複数回の分解・再組み立てが可能です。ただし、剛性が低いため、高精度な位置決めには適していません。衝撃や振動のある用途にも使用できます。
スプリングプランジャー：ボールプランジャーまたはインデックスプランジャーとも呼ばれ、ねじ山内にスプリングが組み込まれています。これは位置決めピンの一種で、ねじ込む深さを変えることで予圧を調整できます。
スプリングインデックスプランジャー：これらは主に手動でピンを伸縮させることで、インデックス、位置決め、停止制限などの機能を実現します。様々な種類の機械、特に治具や固定具におけるインデックス、精密位置決め、停止制限に広く使用されています。静止位置型、セルフロック型、ノブ型、フランジ型、コンパクト型など、様々なタイプがあります。
テーパーピン：テーパーピンは1:50のテーパーを持ち、テーパー加工されたリーマ穴に適合するため、取り付けが容易です。主に位置決めに使用されますが、部品の固定や動力伝達にも使用できます。頻繁な分解が必要な用途でよく使用されます。円筒ピンよりも高い位置決め精度を提供し、横方向の力が加わると自己ロックします。
内ねじテーパーピン：ねじ穴は取り外し用で、止まり穴にも使用できます。1:50のテーパー形状で、テーパーリーマ穴に適合します。取り付け・取り外しが容易で、複数回使用可能、円筒ピンよりも高い位置決め精度を実現し、セルフロック式です。取り付け・取り外しを容易にするため、通常は接続部品の両側から突き出ています。
ねじ込み式テーパーピン：ねじ山は取り外し用です。1:50のテーパー形状で、テーパー加工されたリーマ穴に適合します。取り付け・取り外しが容易で、複数回使用可能、円筒形ピンよりも高い位置決め精度を実現し、セルフロック式です。取り付け・取り外しを容易にするため、通常は接続部品の両側から突き出ています。
接続ピンと保持ピン
主に部品を接続して緩みを防ぐために使用されます。
クレビスピン：ピンシャフトとも呼ばれ、一般的にヒンジシャフトとして使用され、確実な動作のために割りピンで固定されます。
ヘッドレスクレビスピン：これらはヒンジ接続に使用され、分解を容易にするために両端が割りピンで固定されています。
バネ式ピン：これらは、シャフトやキャッスルナットなどの他の部品を固定するために使用されます。これは非常に信頼性が高く、広く使用されている方法です。
コッターピン：高品質で剛性が高く、弾力性に優れた鋼材で作られています。主な機能は、ナットやクレビスピンの緩みを防止することです。クレビスピンをピン穴に挿入したり、キャッスルナットを締め付けたりした後、クレビスピンの穴やナットの溝にコッターピンを挿入し、コッターピンの先端を曲げてピンが抜け落ちたり、ナットがボルトに対して回転したりするのを防ぎます。
クローズドピン：これらは主に高い保持力が求められる用途で使用され、重量部品の固定に適しています。両端が閉じているため、クローズドピンは耐荷重能力が高く、重機、車両、機器などの重量部品の接続および固定に最適です。
Rクリップ：開口部が広いため、挿入と固定が容易です。用途に応じて様々な仕様が用意されています。形状は一般的にR字型またはバネ状で、正確な形状とサイズは用途と設計要件によって決定されます。この形状により、接続の安定性と適応性が向上します。
ダブルループRクリップ：開口部が広いため、挿入と固定が容易です。用途に応じて様々な仕様が用意されています。形状は一般的にR字型またはバネ状で、正確な形状とサイズは用途と設計要件によって決定されます。この形状により、接続の安定性と適応性が向上します。
スプリットテーパーピン： 1:50のテーパー比を持ち、テーパー加工されたリーマ穴に適合します。ピン穴に打ち込んだ後、両端をわずかに広げることで緩みを防ぎ、衝撃や振動のある用途に適しています。
溝付きピン：形状と深さの異なる3つの溝が、ピンの長さに沿って圧延または鍛造によって形成されます。これらの溝はピン穴に押し込まれ、穴の壁との摩擦によって所定の位置に保持されるため、緩むことがありません。振動や変動する荷重にも耐えることができます。ピン穴をリーマ加工する必要がなく、複数回の分解・組み立てが可能です。
パイロットセクションと全長平行溝付きピン／面取りと全長平行溝付きピン：全長平行溝と端部にパイロットセクションまたは面取りが施されているため、ピンと穴壁間の圧力がより均等に分散されます。激しい振動や衝撃のある用途に適しています。
中央溝の長さが全長の1/3のピン／中央溝の長さが全長の1/2のピン：中央の短い溝の長さは、全長の1/3または1/2です。これらは、溝付き部分にハブを持つ部品を固定するための軸として一般的に使用されます。
全長テーパー溝付きピン／半長テーパー溝付きピン／半長逆テーパー溝付きピン：溝はくさび形をしており、テーパーピンと同様の働きをしますが、ピンと穴壁間の圧力分布は均一ではありません。テーパーピンよりも取り付けや取り外しが容易ですが、位置決め精度は低くなります。シャフトとしてよく使用されます。
丸頭溝付きピン／皿頭溝付きピン：これらはリベットやネジの代わりに使用でき、ネームプレートやパイプクランプなどの固定に使用されます。
安全ピン
安全ピンはシンプルな構造で、様々な形状があります。用途に応じてピンに溝を切ることができます。ピンが破損した際に壁全体の損傷を防ぐため、穴の内側にピンスリーブを追加することもできます。安全ピンは、伝動装置や機械の過負荷保護に使用され、安全カップリングのせん断要素として機能します。
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