愛車CB750Fボルドール2の再起記録  vol 119

【ヘリサート再処理】　（2009/04/19）

　朝からヘッドカバーを外してカムシャフトホルダーを部屋に持ち込み観察する。
ホルダーの状態は悪くなく、ピッチ飛びでネジを入れた事によるクラックや欠けなどは全く無く綺麗な状態。
さて．．ネジの中を見てみると、確かに奥のほうでピッチ飛びが起きているようである。
ヘリサートの上端部にピックを掛けてみるが、全く相手にならない．．さすがにヘリサートは強い！
ヘリサートはスプリング状でネジ山に密着しており、逆回転させようとすれば更に食い込む。
また材質も強靭で粘り強く、標準のボルトなど相手ではない硬さを持っている。
少しトライしてみてヘリサートの強さが分かったので感心してしまった。
今までヘリサートに抱いていた不安感は一掃されて、素晴らしいネジ山の強さがある事が分かった。

という事は．．はずれ難いという事なのだが、
考えた挙句にヤスリでヘリサートの最上端の一部を削って溝をつける事にした。
そして、その脇の母材の一部もヤスリで少し削って、そこから精密ドライバーを差し込んで浮かせる。
浮いたところに更に差し込んでヘリサートを摘めるまで慎重に押し出して、ニードルペンチで摘んでネジる！
ここまでくれば引きながらゆっくりと逆回転させればヘリサートは綺麗に抜けてくる。(^^
このニードルペンチでヘリサートが摘めたときは「やった！」と思った。

ヘリサートを引き抜いたら、抜けたヘリサートをよく観察して、ネジ山もよく観察する。
私のはどうやらネジ山が十分に立って無かったところにヘリサートを無理にネジ込んでしまったようだ。
ヘリサートというのは、本来必要な長さだけ入れれば良く、よく考えてタップして長さを決めないといけない。

さて．．ヘリサートが抜けたホルダーに再度タップを立てて慎重に奥までネジ山を切っていく。
ノギスで深さを計測しながら、底付きした事を確認してから2.5Dのヘリサートを静かに挿入していく。
今度は見事に奥まで挿入できたのだが．．ちと失敗。(^^；
あまりにも奥まで入れたので、ヘリサートの先端のタングという部分が折れなくなってしまった。
まぁ、折る必要も無いので、そのままにしておく事にした。（本当は折るんだけど・・）
出来たネジ山は、なんと12ミリにも達する長い物でヘッドカバーボルトを固定するには十分過ぎる長さになる。

ここで、私はヘリサートという物がどういう物か．．改めて調べてみる事にした。
すると、ヘリサート．．ヘリカル・ワイヤ・スレッド・インサート若しくはヘリカル・コイル・インサートを
略して『ヘリサート（HELI-SERT）』といい、正しくは米ＲＥＦＡＣ社の製品名称である。
日本ではＥサートとかスプリュー、ワイヤースなどの商標で製造販売されているが同じ物である。

国産では「日本スプリュー」か「ツガミ」が代表的なメーカーである。
以下各メーカーサイトより抜粋したヘリサートの特徴と性能である。(^^
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（ヘリサートの特徴）

1.めネジの補強
軽金属・鋳鉄・樹脂など、タップ立てしたままではメネジが弱くて高い締結力が得られないものに
スプリューを挿入することによって、ステンレス鋼の転造メネジとなり、締結力を増大し強力で確実なネジ締結が得られます。

2.めネジの耐久性
磨耗、腐食、振動、熱などによるめネジの破損を防止することができ、母材の損傷を防いで信頼されるネジ締結できます。

3.不良めネジの修理
製造工程中に発生した不良タップ穴、損傷したタップ穴の修理にスプリューを利用すれば、
簡単にもと通り以上の強力な雌ネジを再現することができます。

4.トータルコストの低減
スプリューを使用することによって、雄ネジの径やハメアイ長さの縮小、重量、容積の軽減をもたらし、
製品原価の低減、品質の向上に大きく貢献します。

（部材の特徴）

1.スプリューの構造

スプリューは母材にあけたスプリュータップ穴に、スプリュー挿入工具を使用してネジ込み固定します。
スプリューの自由外径がタップ穴より大きいので、ネジ込まれたスプリューは元に戻ろうとするスプリング作用により、
母材に確実に密着固定されます。従って、ネジの締め付け、取り外しを繰り返しても一緒に抜けることはありません。

2.スプリューの材質

スプリューは１８-８ステンレス銅線SUS３０４を冷間加工によって圧延加工された線を使用しています。
この線の引張り強さは１０００N/�u以上で機械的性質に優れ、耐食性に富んでおります。
磁気や導電性の要求がある場合にはリン青銅スプリューをおすすめします。
また、一部のサイズはチタン・インコネル材（別作）でも製造しております。

3.スプリューネジの精度

スプリューの菱形線材の対辺の距離は２〜３μに仕上げています。
スプリューネジの等級はスプリュータップ穴の精度によって決まります。
スプリューゲージ検査をすれば、スプリューネジをプラグゲージで検査しなくてもよいほどの
厳格な検査基準のもとで製造されています。

4.スプリューの長さ

スプリューの長さはおネジの呼び径（D）の1倍、1.5倍、2倍、2.5倍、3倍とあり、
それどれ1DNS、1.5DNS、2DNS及び2.5DNS、3DNSです。
通常の締め付けには1.5DNSをおすすめします。

5.スプリューの性能

5-1.引張り強度の増大

母材にネジ込まれているスプリューの外径D2は、ボルトの外径D1よりネジ山の高さの2倍くらい大きくなりますので、
それだけ母材のめネジの剪（せん）断面積が増大します。
スプリューネジの引張り荷重は、スプリューを使用しない場合に比較して、1.2〜1.3倍に増大しています。

5-2.応力分布の一様性

普通ネジの場合、おネジとめネジのリード誤差及び角度誤差が生じ、接触率は60％以下と言われております。
従ってめネジとかみ合うおネジに対する荷重率は第１山に大きく掛かり約33％、第２山に22％、第３山に15％と
不均一な応力分布を生じます。 おおむね首下で破断するのは以上の理由によるものです。
スプリューネジの場合は前述の誤差を調整し、おネジとの接触率も90％近く嵌（かん）合し、各ネジ山に対する荷重比率も
理想に近い均等な応力分布を示します。
このことはおネジの疲労によるネジ山の破断を防ぎ、理想的なネジ結合をつくることになります。

以上メーカーサイトよりの抜粋（日本スプリュー株式会社：株式会社ツガミ/三友精機）

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　という具合に．．ヘリサートというのは、改良を重ね完成した理想的な雌ネジという事が分かった。
逆に、ヘリサートではない一般の雌ネジという物がかなり脆いという事も改めて分かった。(-_-；

上の内容を要約するとヘリサートの効能は．．
・ネジ山高さの増加により、引張り荷重はヘリサートを使用すると1.2〜1.3倍に増大する。
・ヘリサートは雄ネジの接触率60％から90％までに引き上げ均等な応力分布に修正する。
という事で．．「オーバーサイズ効果」と「接触力アップ」のダブル効果が得られるという事である。

単純に考えると．．接触率が理論値で60％から90％に上がったという事は、ヘッドカバーの取付ボルトは
有効が１２山なので、実際には60％の7.2山程度しか接触していなかった事になる。
1.5Dのヘリサートを入れると巻き数は７山なので90％接触して6.3山は接触するという事になる。
ただし．．6ミリ径の7.2山に対して７ミリ径の6.3山なのでヘリサートの方が有効接触面積が勝る事になる。
ヘリサートの有効性、強さの理由はこんなとこにあって、ボルトナットに座金が入ったのと似たりの部分がある。　

　ネジの中ではどうなっていたのか．．
左の画像を見れば一目瞭然で、先端２山でピッチ飛びを
起こしてしまい、そこにボルトが入ってきたのでボルトの
ネジ山が切れてしまった．．大失敗である。
幸運だったのは、母材がダメージを受けなかったことである。

　驚くべき事に、ヘリサートはピットが飛んだのにも関わらず、
回転して入ってくるボルトの山を削ってしまうほど硬度がある。
これほどの硬度のある材質がネジ山に巻き着いているのだ。
私はこれを見た時は正直．．少し驚いた。
ナット側が負けるのではなくボルトが負けるという事は、
それほどネジ山の強度は高くなっているという事なのだ。
それと．．ヘリサート自体がかなり柔軟に変形対応している
という事実もこの画像からも分かる事で、これがヘリサートの
密着力と結合力に繋がっているのだろうと思う。