スプリングワッシャーとは？

スプリングワッシャーとは何なのか、平ワッシャーとどう違うのか、どこで使うのか、疑問に思ったことがある方は、その目的、種類、使い方からトラブルシューティングのヒントまで、包括的なガイドをお読みください。

製造業や機械のメンテナンスに携わっている方なら、スプリングワッシャーという言葉を目にしたことがあるかもしれません。しかし、スプリングワッシャーの目的とは何なのでしょうか？

スプリングワッシャーは、皿ばねとしても知られ、ジョイントアセンブリに張力と予圧を提供するように設計されたファスナーの一種です。円錐形の金属ワッシャーで圧縮されるとバネのような効果を発揮します。ばね作用は、それらが衝撃や振動を吸収し、緩みや張力の損失を防止し、一定の動きや繰り返し荷重を経験する関節でクランプ力を維持することができます。

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スプリングワッシャーと平ワッシャー

平ワッシャーは、ボルトやネジなどの締結具の荷重をより広い表面積に分散させるために使用される、中央に穴のあいた薄い円形の金属ディスクです。締結される材料の損傷を防ぎ、摩擦を減らし、接合部の安定性を向上させます。

対照的に、スプリングワッシャーは、バネのような作用をもたらす円錐形をしています。そのため、衝撃や振動、熱伸縮にさらされても、接合部の張力や予圧を維持することができます。

スプリングワッシャーの目的とは？

スプリングワッシャーの主な目的は、ジョイントアセンブリの張力と予圧を提供することです。これは、クランプ力を維持し、振動、熱サイクル、または他の要因による張力の緩みや損失を防ぐのに役立ちます。スプリングワッシャーはまた、衝撃を吸収し、関節への繰り返し荷重の影響を軽減するのに役立ち、アセンブリの耐久性と寿命を向上させることができます。さらに、スプリングワッシャーは、少量のずれを補正したり、追加のコンポーネントを必要とせずにジョイントの張力を調整するために使用することができます。

スプリングワッシャーの使い方

スプリングワッシャーは、航空宇宙、自動車、建設機械、産業機械など幅広く使用されています。スプリングワッシャーの使い方は以下の通りです。

用途に適したスプリングワッシャーのサイズとタイプを決定します。スプリングワッシャーは様々なサイズ、材質、種類があります。ワッシャーの正しいタイプの選択は、特定のアプリケーションとジョイントの要件に依存します。
スプリングワッシャーを、ファスナーと固定する材料の間に挿入します。例えば、2枚の金属板をボルトで固定する場合、ボルトの頭と1枚目の板の間にスプリングワッシャーを入れます。
ファスナーを推奨トルク値まで締め付けます。スプリングワッシャーは、ファスナーが締め付けられると圧縮され、ジョイントに張力と予圧を与えます。
定期的にジョイントを点検し、張力が維持されていることを確認してください。ジョイントが緩んだり、張力がなくなったりした場合は、スプリングワッシャーを交換するか、ファスナーのトルクを調整する必要があります。

スプリングワッシャーの位置

ジョイントアセンブリーにおけるスプリングワッシャーの配置は、特定のアプリケーションと使用されるスプリングワッシャーのタイプによって異なります。一般的に、スプリングワッシャーは、ナットとボルト、またはネジと材料のようなファスナーとジョイント材料の間に配置する必要があります。

スプリングワッシャーは、適切なトルク値やネジロック装置の代用として使用すべきではないことに注意することが重要である。スプリングワッシャーは、ジョイントアセンブリに追加の張力または予圧を与えるためにのみ使用されるべきである。

アプリケーションに使用するスプリングワッシャーのサイズとタイプを選択する際には、必要な荷重とジョイントアセンブリ内で利用可能なスペースを考慮することが重要です。大きすぎたり小さすぎたりするワッシャーを使用すると、十分な張力や予圧が得られなかったり、ワッシャーがアセンブリに正しく収まらなかったりすることがあります。

用途によっては、望ましい張力や予圧を得るために複数のスプリングワッシャーを使用する必要があります。複数のワッシャを使用する場合は、それらが望ましい張力を提供し、ジョイントアセンブリの機能を妨げないことを保証するために、それらを正しく積み重ねることが重要です。

スプリングワッシャーが使えないときは？

場合によっては、スプリングワッシャーは、ジョイントアセンブリに所望のレベルの張力や予圧を提供しないことがあります。これは、サイズの間違い、トルク不足、ワッシャーの疲労不良など、様々な要因が考えられます。このような問題が発生した場合は、以下の解決策をお試しください。

スプリングワッシャーのサイズとタイプが用途に合っていることを確認してください。ワッシャーが小さすぎたり大きすぎたりすると、必要な張力や予圧が得られないことがあります。
ファスナーのトルク値を確認してください。ファスナーが推奨トルクで締め付けられていない場合、スプリングワッシャーはジョイントに必要な張力を与えることができない可能性があります。
スプリングワッシャーに疲労や損傷の兆候がないか点検してください。ワッシャーが摩耗したり、ひび割れたり、歪んだりしているようであれば、交換が必要な場合があります。
別のタイプのスプリングワッシャーの使用や、ロックナットやスレッドロッカーなどの部品の追加を検討し、ジョイントの張力を改善してください。

スプリングワッシャーの種類

スプリングワッシャーにはいくつかの種類があり、それぞれにユニークなデザインと用途があります。ここでは、最も一般的なスプリングワッシャーの種類をいくつか紹介します：

カーブド・スプリング・ワッシャー：これらのワッシャーは、圧縮時にスプリングのような動作を提供する湾曲した形状を持っています。彼らはしばしば高トルクアプリケーションで使用され、かなりの量の張力と予圧を提供することができます。
ウェーブ・スプリング・ワッシャー：これらのワッシャーは、それらがたわみの範囲にわたって一定の負荷を提供することができ、波状の形状を持っています。スペースが限られている場合や一定の荷重が必要な場合によく使用されます。
フィンガースプリングワッシャー：これらのワッシャーは、高レベルの張力と予圧を提供する一連の指のような突起を持っています。彼らはしばしば高振動や高温アプリケーションで使用されます。
ディスク・スプリング・ワッシャー：これらのワッシャーは円錐形をしており、高いレベルの張力と予圧を提供するために積み重ねられます。大きな力が必要な用途によく使用されます。