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  5. スプリングワッシャー(バネ座金）の効果をしってますか？？？ [Garage K]
イイね！
   
2012年10月12日

スプリングワッシャー(バネ座金）の効果をしってますか？？？

スプリングワッシャー(バネ座金）の効果をしってますか？？？ 今回のテーマはスプリングワッシャー！！


日本語でいうと「ばね座金」です。









以前タツゥさんのブログでボルトの締め付けを勉強しましたが、
その中で疑問がありました。
私のブログでも少し触れたのですが、ボルトの緩み止めについてです。

自動車では、ロックタイト（ネジ緩み止め接着剤）を使う事が多いですが
自動車のフライホイール取り付け部には必ず使えともありません。
別にエンジンオイルでもいいわけです。




  
過去日記参照
https://minkara.carview.co.jp/userid/1594506/blog/27784400/

このあたりは軸力の説明でわかるのですが、
※軸力ってなに？っていう方はタツゥさんのブログを読んでください
https://minkara.carview.co.jp/userid/1494795/blog/27654330/



昔からある「ばね座金」（日本人なのでスプリングワッシャーとは言いません）は
緩み止め効果があるのでしょうか？？？？

っとその前にボルトが緩む「ゆるみ」について定義しておかないといけません。





そこで緩み止めといえば有名なハードロック工業のHPを見てみましょう。
http://www.hardlock.co.jp/tech/reason.php





そこではこのように書かれています。
①ボルトの戻り回転によらない場合
これは軸力の低下によって起こります。


②ボルトの戻り回転による場合
これは①の軸力が低下したあと、ボルト（ナット）が戻り回転しゆるむということです。





一般には②のボルト（ナット）が戻り回転する事が「ゆるみ」と考えられていますが
実際は①の軸力低下が無ければ②のボルト（ナット）の戻り回転が起こりません。

また①の軸力低下が起こった時点で、ボルトとしての意味は無く
フライホイールならばはボルトを破断し飛んでいってしまいます（まぁ～怖いですね～）

これでボルトのゆるみを①戻り回転によらないゆるみと定義して
本題のばね座金で緩み止め効果があるのか？
考えてみます。





ばね座金はJISでも規定されていますが、別にバネレートがあるわけでもなく
形状のみです。
ばね座金のバネレートといっても、すんごく弱く締め付けたらすぐに縮み、ただの座金になってしまいます。
またばね座金の端っこが食い込むことによって戻り回転を抑えるとの文献もありますが
実際はばね座金をいれたあとワークとの間に通常の座金（ワッシャー）を入れるので、意味はありません。

っといろいろ調べたら、ばね座金の緩み止め効果について文献がありました。
http://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp/~izumi/papers/Spring_washer070326.pdf#search='%E3%81%B0%E3%81%AD%E5%BA%A7%E9%87%91+%E3%82%86%E3%82%8B%E3%81%BF'
恐れ多くも東京大学さまの文献です。

内容はとっても読むのがめんどくさいのですが、心配はいりません。
最後のまとめだけ読めば分かります（笑）





さらに読むのが面倒な方のために簡単に関西弁に訳すと
「ばね座金緩み止めどころか、入れたらよけいにゆるみまっせ！」
と書いてあるわけです。

これ読んでたまげました！！！

まじっすか！？？？






今までよく「ばね座金」をいれていたのは何だったの？？？
つ～か「ばね座金」の意味は・・・ただの資源のムダ使い？？？？

正直相手は東京大学です、論破できる人は論破してください（笑）
私は小中高と低学歴を一直線に進んできた人間なので、反論しても
だれも信じません（笑）






他の文献を見ても、戻り回転によるゆみには幾分か効果があるが、
根本的に戻り回転までゆるみがあれば締結の意味が無いと書いてます。






ボルトが緩んで困るものといえば新幹線ですね
なんでボルトの緩みについて書いてあるだろうと思ったら、ちゃんと書いてました。
http://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp/~izumi/Bolt/jigikai050727.pdf#search='%E6%96%B0%E5%B9%B9%E7%B7%9A+%E3%83%9C%E3%83%AB%E3%83%88%E7%B7%A9%E3%81%BF'
いろいろ調べると旧国鉄時代にはわかっていたようです。












いまでもばね座金が普通にあることを考えると
ひょっとして板金物など軸力が稼げない製品には少しは効果があるかも
しれませんが・・・・






最後に以前勉強した「ねじの山善」様HPをみると・・・・
http://www.neji-yamazen.com/zatsugaku6.html

「軸力が低下した時点でNGになる重要なボルト/ナットでは、
スプリングワッシャなど何の意味も持ちません。」

っと普通に書いてました（笑い）

つ～ことで、ばね座金は意味がないのかも？？？

いじょ！
ブログ一覧 | お勉強 | 日記
Posted at 2012/10/12 22:42:17

   

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この記事へのコメント

げんき@オコジョ
2017年11月11日 10:40
初めまして．ものっすごい前の記事にコメント失礼します．
気になったもので．
私は実はねじを作って売る立場にある人間で，お客様からばね座金を求められることがよくありますが，できるだけ目的を聞き出すようにしています．
そして，たいていの場合は「ゆるみが～」「ばねによる軸力追加が～」という話が出てくるので，
「ばね座金に緩み止め効果など存在しない」
「ばねを潰す力はねじ締め付け力によって発生するので，それで軸力が追加されることは無い」
と主張します．

営業は面白くないでしょうけどね．ばね座金が売れた方が儲かるから．

話がそれましたが，わざわざコメントを付けようと思ったのは，本文中の

--いまでもばね座金が普通にあることを考えると
--ひょっとして板金物など軸力が稼げない製品には少しは効果があるかも
--しれませんが・・・・

ここについて私の見解を述べたかったからです．

というのも，ばね座金に緩み止め効果を発揮する理由が無いのですが，実際にばね座金を入れることで今まで緩んでいた緩みがピタっと止まったという経験を，かなりの数の設計者が持っているので，なくならないんだと思っています．

その原因は，何よりもばね座金を入れることで，Scrが大きくなるからだと推測しています．

本文中参考文献の中に，「限界滑り量Scr」というものがありますが，これが大きい方が緩まないというものです．
で，このScrは軸力や座面摩擦など締結に関するいろいろな数が入った式で表される値なのですが，その分子に座面間距離が出てきます．
つまり，座金を噛ませて締結の座面間距離が大きいと，それだけでゆるみにくくなるのです．
ですので，特に薄板の締結などで，元々の座面間距離が短い設計の場合に，ばね座金を入れると，ばね座金の厚み分座面間距離が一気に大きくなるのでゆるみが止まる．

ということだと，勝手に思っています．

結論は，「それはばね座金じゃなくて厚い平座金で良いんじゃないのか？」というものです．


みんカラのブログでここまで深く考察してるのが面白くて，ついついコメントしてしまいました．
以上，失礼します．
コメントへの返答
2017年11月11日 23:15
初めまして(^^♪

＞私は実はねじを作って売る立場にある人間で

おおぉ！！
その道のプロですね(^^♪

そして以前ホイールナットを分析して
いらっしゃった方ですね( ﾟДﾟ)

コメントありがとうございます。
プロの方からコメントを頂ける
なんてウレシイです。

＞「限界滑り量Scr」

確かに書いてあった

＞薄板の締結などで，元々の座面間距離
＞が短い設計の場合に，ばね座金を入れ＞ると，ばね座金の厚み分座面間距離が＞一気に大きくなるのでゆるみが止まる．

＞ということだと，勝手に思っています．

なるほどです。

私は文献漁っただけなので深くは
考えませんでしたが、確かに
ボルト自体がばねのようなものなので
長さを稼ぎたいんでしょうね。

勉強になります(^^♪
げんき@オコジョ
2017年11月11日 10:43
連投すみません．

もう一つ言いたかったことを忘れました．

学生時代の友人から聞いた，ばね座金が必要な理由で，今までで一番納得したものを紹介させてください．

多数のボルトを締付ける施工をする際に，まず手で仮止めして，
その後工具で適正トルクで締付けていくという作業をしたときに，
あとから見た目だけで増し締め忘れが無いか確認できる．
(手で締めただけのやつはばね座金が潰れてないから)

というものです．

なるほど！それは便利！と思いました．

今度こそ以上です．失礼します．
コメントへの返答
2017年11月11日 23:20
＞あとから見た目だけで増し締め忘れが無いか確認できる．
(手で締めただけのやつはばね座金が潰れてないから)
＞というものです．

一人で作業すれば締め忘れの確認
等できるのは納得です。

＞今度こそ以上です．失礼します．

ほんとにアリガトウございます。

他にもナットの方向とか
スタッドボルトとかブログに
書いたのですが、正直一般的
な話でないので独り言のように
なってます（笑）

このブログに詳しい方がコメント
くださっただけでもウレシイです。

また何かありましたら教えてください

デハデハ(^^♪
HIRO@Super7
2019年12月2日 21:20
おじゃま致します。
以前機械の組み立てしてる弟から
「ワッシャは緩める所に入れる。」
と言われて目から鱗の経験しました。
昔自動車の整備していましたが
確かに、車が出来てから廃車に
成るまでに分解されないだろう場所
には、ワッシャ無し。定期的に
分解整備されそうな場所にはワッシャ
有ったように思います。
(但し、クラッチ・ブレーキ等、力が掛る所はＷ無し）

経験的に、ネジを緩める時。
Ｗ無し→力かけて、パキッと緩む。
Ｗ有り→力かけて、にゅるっと緩む。
自分的結論。
Ｗはネジを緩める時の為に入れる。
です。
コメントへの返答
2019年12月3日 2:29
こんばんは(^^♪

なるほどですね。
＞Ｗ無し→力かけて、パキッと緩む。
＞Ｗ有り→力かけて、にゅるっと緩む。
なんとなくわかります。
どちらかというとボルトというかねじってかんじですね。

ERUMA
2019年12月8日 20:11
はじめまして。
タイトル見て「おおっ」と思って拝見しました。

数年前まで、確か小堀設計さんというところのサイトにこの件についての詳しくわかりやすい説明があったのですが、いつの間にかサイトがなくなってしまっていました。

バネ座金が緩み止め効果を発揮できる状態になった時点で「既に緩んでいる」状態で、手遅れとのことです。(笑)

何でもかんでもバネ座金を入れるのお馬鹿さんのやることで、入れる場合は裏側に工具を入れられない場合に表側からだけで締付を行う場合(初期の回り止め）とか、ごく限られた場合にだけ必要になる、と書かれており、なるほどと思いました。

あのサイト、ページを保存しておかなかったのが残念です。
コメントへの返答
2019年12月9日 0:36
こんにちは^_^
小堀設計さんってところも書かれてたんですゆね。
知りませんでした。
普段当たり前のように使ってる物にも知らない事があって面白いですね。

ここ最近このブログにアクセスする人が多くてビックリしてます。
kan3
2019年12月15日 1:07
初めまして、私の会社は、
FA用産業機械メーカーです、振動の多い機械も多く生産してます。
インデックス・マシーンとか、振動発生器みたいなのも作ってます。
SWは社内でも結構話題になります。
入れた方が良い派、入れない方が緩まない派。
結論は出ないです、判らん。

結局は、作業者の締め方で大きく変わりますし、場合により細目を使ったりしますし、緩んじゃいけない箇所はセルフロックナットを使用します。

言える事は、SWを使うと間違えなくある程度のトルクは掛けて締めるよと言う事。
コメントへの返答
2019年12月15日 2:29
こんにちは(^^♪

使う側のプロの方でも意見が分かれるんですね。

ネジ屋さんのコメントも頂いていて同じようにギモンを持たれていました。

身近にあるバネ座金がこれほど謎なのは驚きです。

仕事がらいろんな設計見るのですがなんとなく良い設計がわかってきました。

ネジの座面変形とか、圧力のかかり方とか面白いです。

結局シッカリ締めとけば問題はないのですが、レース用とかだと無駄にボルトを太くしたくないので結構考えられてます。

ご存知のことがあれば他のブログでもまた、コメントください(^^♪

kan3
2019年12月15日 11:08
PS.
締め付ける事で、ネジが引っ張られる（伸びバネになる）部分の距離が延長されることで、安定して摩擦が得られるんだと、個人的に思っています。

PS2.新人が組んだマシンを、増し締め忘れでトラックで運送すると、荷台に解けたネジが散乱しています。（W）

PS3.船便で赤道を超えて運ぶと、ベテランが組んだマシンも、ネジロックを付けて無いと、コンテナ内にネジが散乱して落下します。
※船のエンジン振動と熱の影響は信じられないパワーです。
コメントへの返答
2019年12月15日 12:09
こんにちは(^^♪
＞距離が延長されることで
私もそう思います。
ボルトはできるだけ長くした方が良い。コストダウンとかいろんなことで部品にタップ切ったりしますが、ボルトナットでした方がいいですね。

＞PS3.船便で赤道を超えて運ぶと、ベテランが組んだマシンも、ネジロックを付けて無いと、コンテナ内にネジが散乱して落下します。
※船のエンジン振動と熱の影響は信じられないパワーです。

あるあるです（笑）
船便とか夏にフィリピン輸送したら高温で壊れてたり、空輸したら今度は低温で壊れたり。

ネジについては輸送中に外れてしまって、客先からSワッシャーが見つからないんだけど？Sワッシャーちゃんと入れたよね？なんて問い合わせが来たことがありました（笑）


てぇかむ#低燃費化
2020年8月8日 13:00
こんにちは。

Twitterのほうから来ました。(w
　〉https://twitter.com/tomatosukisuki1/status/1291718163759996930?s=19

ビートの純正メーター（速度とかタコとか）は、
個々のメーターがシート状基板もろとも（固定ネジが導通も担って）
背面ケースに固定されています。

そのM3ネジにはスプリングワッシャと平ワッシャがセットされた
いわゆるセムスネジなのですが、シート上のフレキシブル基板も
ケースも樹脂製なので、真夏の車内など樹脂が軟らかくなっている可能性があります。

その部分に平ワッシャのみで固定した場合、樹脂が軟化して潰れてくると
一気に締め付けトルクが下がってしまう可能性があるので、
そのような場所には板厚が減ってきてしまっても
圧力を掛け続けてくれるスプリングワッシャが
必要なのかも知れないなぁ、と思っています。
コメントへの返答
2020年8月8日 13:25
こんにちは^_^
朝から急にブログにイイネがいっぱいついたから何かと思いました。
謎が解けました。
板金物や樹脂ものなら効果あるかもですね。
考えるきっかけになって書いたかいがありました（笑）
サポドラ
2020年8月9日 13:07
失礼します。
コメントも含め、大変勉強になりました。
私の感覚だと、ネジ軸力を使えるか、バネ座の反力を使うかで大きく違うのかもしてません。コメントでも有りましたが、ネジ自体よりも柔らかい固定体ではバネ座が有効で、軸力が効かせられる所には不要なのでしょう。
やはりコメントで有りましたが、分解を前提にしている部位でバネ座を使うのも、軸力固定で使用したネジは再利用不可ですから理にかなっているかも知れません。自動車を含め、人命に関わるもののネジ固定は、技術者が肝を冷やしながら締付トルクを決めていますので、特にバネ座が入っていないところは(ホイール以外)触らない、新品ネジ(指定強度)、指定トルク遵守が安全だと思います。
追記)ホイールナットは分解前提でボルトの弾性領域内の締付けトルクで、テーパーで面圧を稼いで緩まない用にしているので、指定以上のトルクをかけると危険です。
皆様が安全にカーライフを送れるために、こんな豆知識が広がるブログ記事は大事ですね♪
長々、駄文を失礼しました。
コメントへの返答
2020年8月9日 21:28
こんばんは(^^♪
Twitterをしてないので昨日からアクセスが多くてビックリしました。

軸力という言葉からも設計にお詳しそうですね。

日頃の疑問から書いたブログでみなさんの共感頂いたことがうれしいです。


尊敬する方が・・・
「部品と部品をボルトでくっつけたモノが機械」
と言われていて、あらためてボルトについて考えると奥が深くて楽しいですね。

また機会がありましたら何か教えてください(^^♪




田舎の外車乗りはドＭ
2020年8月11日 14:36
素晴らしい！
眼から鱗でした！
コメントへの返答
2020年8月12日 1:26
こんばんは(^^♪
ありがとうございます。
褒められて髪の毛が増えました
Shunmimi
2021年6月24日 8:38
結構前の記事に今更コメントですが、（コメント欄含めて）とても為になりました。ありがとうございました。
コメントへの返答
2021年6月24日 19:10
こんにちは^_^
ありがとうございましたとかいわれるとっても嬉しいです。
書いたかいがありました。

   

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「コーヒー吹いたわw.ヤバイお二人^_^」
何シテル？   04/22 18:25
Garage Kです。 レースも好きですし、能書きが多いです。 ブログの内容は嘘デス よろしくです。
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