プラスチックの価格を決める要素とは
大量生産を行う部品は、一般的に「機械」を用いて生産されています。インサートナットも特殊なものを除き、機械で生産されていますが、生産する機械にはそれぞれ異なる特徴があるのです。そこで、インサートナットを生産している機械の特徴について解説します。
原油価格の変動
プラスチックの原料は「石油」です。
つまり、原油価格が高騰すればプラスチックは製造にかかる原価が高額になるため、販売価格も高騰してしまうのです。
また、原油価格の高騰は輸送コストの増額にもつながるため、プラスチックに限らず原油価格の高騰はさまざまな商品の物流コストとそれに伴う価格上昇につながります。
種類による価格の違い
一口にプラスチックと言っても、その種類は数多く存在します。
そして、プラスチックは種類ごとに価格が異なりますが、そこには「耐熱温度」との相関関係があるのです。
基本的に耐熱性に優れたプラスチックほど価格が高くなる傾向にあり、例えば耐熱性には優れていない「ポリ塩化ビニル」と比較すると、耐熱性に優れたプラスチックである「ポリイミド」はグラム単価が100倍になります。
なお、耐熱性の低いプラスチックは価格の安さや加工のしやすさなどにメリットがあります。
製造方法による価格の違い
プラスチック製品は、さまざまな「製造方法」があります。
製造方法の違いによって、必要な設備や備品も異なり、製造方法や製造するプラスチック製品の性質によって完成品となるプラスチック製品の価格にも違いがあります。
例えば一般的なプラスチック製品の製造方法である「射出成形」は専用の「金型」を使用するのですが、これがなかなか高額なのです。
一方でペットボトルなどの製造に用いられる「ブロー成形」の場合も金型を使いますが、射出成型に用いる金型と比較すると安価に用意できる傾向にあります。
製造コストまで踏まえて材料選定などを考える
プラスチック製品は、何に用いるかによって適切な種類が異なります。
プラスチックは種類によって価格や耐熱性能が異なるだけでなく、さまざまなステータスが異なるため、使用する環境などに応じたステータスを有した種類のプラスチックで製造することが望まれます。
しかし、性能だけを考慮してしまうと、価格がコストオーバーを起こす可能性があり、これには製造コストや流通コストなどを総合的に考慮しなければなりません。
例えば耐熱性の高いプラスチックでも「フッ化エチレン」のように比較的安価で調達できるプラスチックもありますので、必要な性能と価格面での問題をクリアした素材選びをしてください。
インサートナットに使用されている材料について
世の中に生み出された素材は数多く、それぞれ異なる特性を持ちます。インサートナットにもさまざまな素材で作られたものがありますが、使用している素材によって完成品となるインサートナットの性能にも違いが生じることになります。そこで、インサートナットに使用されている材料について解説します。
黄銅(C3604)
黄銅(C3604)は、真鍮(C2801)に鉛を添加した素材です。鉛が添加されたことにより黄銅は「切削性」(材料の削りやすさのこと)が改善されます。その特性から「高速自動盤加工」に適している素材です。精密計器の部品や歯車、時計の部品などに用いられることの多い素材でもあります。
黄銅(C3604)のことを別名「快削黄銅2種」といいます。つまり「快削黄銅1種」があるということで、これを黄銅(C3602)といいます。C3602のほうが「冷間鍛造」(常温環境下で金属に圧力を加えて変形させながら成形を行う加工技術のこと)に向いているのですが、C3604のほうが工具寿命が長くなるという特徴があります。
黄銅(C6801)
黄銅(C6801)は、鉛を使用していない黄銅です。前述の通り、従来の黄銅には鉛を添加することにより切削性を向上させていましたが、鉛は環境負荷物質の1つでもあります。つまり、鉛を含んだ黄銅は加工や使用による摩耗によって空気中に鉛が飛散したり、鉛分が溶出するリスクを抱えるということなのです。
そこで、鉛の代わりに「ビスマス」を添加して作られたのが、C6801です。鉛を含まずに、従来の黄銅と同程度の強度や切削性、耐食性を実現しました。その他の特徴としては、熱伝導性や導電性に優れているので、電気系や電子系の部品、自動車の部品などに使用されることが多い素材です。
ステンレス鋼(SUS303)
ステンレス鋼(SUS303)は、ニッケルを含んだ素材です。耐食性に優れた鋼種であり、非磁性の金属です。SUS303は「SUS304」に硫黄などを添加したことで切削性を高めています。
SUS304と比較して切削性は改善されているのですが、一方で耐食性と溶接性は劣ります。
また、SUS303のほうが、SUS304と比較して材料費が高くなる傾向にあります。
なお、目視確認だけでSUS303とSUS304を区別することは極めて難しいといわれています。旋盤で削る際には違いがはっきりと判ることが多く、SUS303は粉になるのに対して、SUS304は帯状になることが多いです。
なぜ自動車にプラスチック部品が使われるのか?
自動車用の部品というと「金属」をイメージする人が多いでしょう。しかし近年では「プラスチック」で作られた部品が多用されているのです。そこで、なぜ自動車にプラスチックが使われるのかについて解説します。
自動車にプラスチックを使う理由とは?
結論から言えば、自動車にプラスチック製の部品を使用する理由は「軽量化」にあります。一般的に同じ部品を金属とプラスチックで作れば、プラスチック製の部品の方が重量が軽く仕上がります。
自動車を軽量化する理由としては、やはり「燃費や走行性能の向上」が大きな理由として挙げられます。有名な話では「オイルショック」が挙げられますが、近代においては自動車の燃費性能の向上は死活問題となっており、燃費性能を向上させる大きな要因としては自動車の軽量化が大きな課題となるのです。
しかしながら、自動車に関する規制の変化に伴い、自動車に必要な部品の種類は増加傾向にあります。部品を減らせない以上、1つ1つの部品を軽くすることが車両重量の軽量化に必要な課題となるのです。
軽量化以外のプラスチックのメリットとは?
自動車にプラスチック製の部品を使用することには、軽量化の他にもさまざまなメリットがあります。
1つ目は「錆びない」ことです。金属で作られた部品は次第に錆びついてしまい、メンテナンスを怠ると致命的な問題を生じる可能性があります。一方でプラスチックは錆びませんので、防錆加工などが必要ありません。
2つ目に「復元性が高い」ことです。金属の部品と比較してプラスチック部品は復元性が高く、例えばボディ外板をプラスチック製にすることによって、少しぶつけたくらいなら簡単に元の形に戻すことができます。これにより、事故などの際に修理する場合に必要なコストを削減できます。
3つ目は「防音性や防振性が高い」ことです。車はエンジンを積んでいますので、振動や音は相応のものです。プラスチックは金属製部品と比較して防音性と防振性に優れているため、車内の音や振動を少なくできます。
4つ目は「デザイン性を追求できる」ことです。プラスチックは金属と比較して加工しやすく、金属製部品では成型が難しい形でもプラスチックであれば加工しやすい可能性が高いです。これにより、角張ったデザイン主流だったのが、プラスチック由来の滑らかなフォルムの自動車を製造できるようになっています。
自動車のプラスチック部品に求められる性能
一口にプラスチックといっても種類があり、それぞれに特性が異なります。自動車は部品によって求められる性能が異なり、例えばバンパーであれば高い耐衝撃性が必要ですし、ヘッドライトであれば透過性と強度の高さが必要です。自動車にプラスチック部品を使用する場合には、部品に合った性能を備えるプラスチックを使用することが重要になります。
ねじの「規格」について
一口に「ねじ」といっても、ホームセンターには数多くのネジが販売されていることから、世の中には数多くのねじが存在していることがわかります。そんなねじを特定するための指標として利用されるのが「規格」です。そこで、ねじの規格について解説します。
ねじのJIS規格
JIS規格(日本工業規格)においては、ねじは以下の規格に分類されています。
〇メートルねじ(並目ねじ)
〇細目ねじ(1998年に廃止され、並目ねじに統合される)
〇メートル台形ねじ(メートルテーパねじ)
〇ユニファイ並目ねじ
〇ユニファイ細目ねじ
〇管用並行ねじ
〇管用テーパねじ
〇ウィットねじ(廃止)
ねじの「JIS規格」と「ISO規格」
ねじの規格は、性能面や安全面を考慮し、必要なねじの種類を特定するために必要不可欠な基準です。そんなねじの規格は前述の「JIS規格」のほかにも、国際的な基準である「ISO規格」が存在しています。
JIS規格は、国際標準であるISO規格に倣いつつあります。そのため、両者の違いは少なくなりつつあるのですが、実務上ではISO規格にはないサイズのねじが存在するなどの理由から、JIS規格は残されています。日本でねじを探すのであれば、基本的にJIS規格を参照すれば問題ありません。
特殊ねじについて
規格が同じであれば、どのメーカーが作ったねじであっても基本的に全く同じサイズやねじ山の角度を持ったねじとなります。そのため、必要なねじの規格がわかっていれば、基本的にどのメーカーが作ったねじであっても使用できるのです。
ただし、規格ねじではねじを使用する目的を達成できないケースもあります。複雑な形状や特別な用途で用いる場合だと、既存の規格ねじでは対応できない可能性があるのです。その場合「特殊ねじ」をメーカーに作ってもらう必要があります。
特殊ねじは、メーカーによっては1点から製造することもあれば、必要に応じて大量生産を行うケースもあります。
ねじ規格の内容
ねじ規格では、以下の呼称と寸法範囲を用います。
■外径:M〇ねじなどで呼称、Mは「メートル」を意味し、数字が「外径(ねじ山のある軸の直径)」を意味する
■谷径:ねじ山の溝を基準とした直径
■有効径:ねじ山の幅とねじ溝との幅が等しくなる、理論上の直径
■ピッチ:隣り合うねじ山の間隔
■ねじ山の角度:ねじのギザギザ部分(ねじ山)の角度