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2026-09-23

ヘリカルスプリングワッシャーの利点: 実際の利点、限界、および最適な使用法

Zhejiang Chance & Union Import and Export Co., Ltd.

振動コンベア ドライブのメンテナンス プランナーは最近、ほぼすべての重量プラントで生じる質問をしました。ブラケットのすべての M10 ボルトにはすでに割りワッシャーが取り付けられているのに、なぜ接合部が 6 週間ごとに緩んでしまうのでしょうか?正直な答えは、人々がコイルばね座金に期待する 2 つの仕事を分けます。弾性のある低コストのコンポーネントとして、これらは実際の測定可能な利点、つまり公差の吸収、摩耗と熱の動きによるライブ接触、柔らかい面での荷重の分散を実現します。ロック装置としては、ナットの回転が緩むのを止められないことが振動試験で繰り返し証明されています。

この違いは技術的なものと同じくらい商業的にも重要です。分割ワッシャーの価格は 1 ペニーで、M2 から上のあらゆるサイズで出荷され、DIN 127 と ASME インペリアルの両方の範囲に適合するため、すべてのカタログに掲載されます。重要なのは、ジョイントに実際にどの利点が必要なのか、また、いつ別のデバイスが代わりにロック作業を実行する必要があるのか​​を知ることです。

ヘリカルスプリングワッシャーとは何か、そしてそれは何ではないのか

ヘリカル スプリング ワッシャーは、緩やかな螺旋状に形成された正方形断面のバネ鋼の分割リングで、ボルトを締めると、非常に短く、非常に硬いコイル スプリングが圧縮されるのと同じように圧縮されます。

定義: ヘリカル スプリング ワッシャー (スプリット ロック ワッシャー) は、正方形の断面とオフセット端を備えた螺旋状に形成されたリングで、メートル サイズでは DIN 127 に、インチ サイズでは ASME B18.21.1 に基づいて標準化されています。プリロードがかかると、座面に対して平らになり、弾性たわみを蓄えます。これがすべての真の利点の原点です。

これについては伝統的に 2 つの主張がなされています。 1 つ目は、分割端がアセンブリを回転からロックするというもので、計器による振動テストでは不合格になります。 2 つ目は、ワッシャーのバネ定数によりジョイントの緩みに対する耐性が高まるという説ですが、これは半分だけ真実です。M8 分割ワッシャーは通常、数キロニュートンで平らになりますが、特性クラス 8.8 の M8 ボルトは約 20 kN の予圧で動きます。平らになるだけでなく、この部品は平ワッシャーのように動作するため、重荷重がかかるジョイントで最も必要な場所でばね効果が正確に消えます。

実用に耐えるコイルばね座金の 5 つの利点

購入する価値のある利点は、低荷重弾性、エンドプレイ補償、表面に優しい荷重分散、普遍的な可用性、およびほぼゼロのコストです。この部品が 1 世紀以上も使用され続けている理由を、いくつかの数字で説明します。

100 勤続年数
1969 ユンカーテストが公開されました
M2~M64 メトリックサイズのスパン
2 システム: DIN および ASME
  • 低荷重時の弾性テイクアップ。 ワッシャーのたわみは、へたり、摩耗、温度変動による小さな軸方向の動きを吸収し、軽い負荷がかかったジョイントをデッドスラックではなく生きた状態に保ちます。
  • エンドプレイと公差の補正。 スプリングワッシャーは摩耗や過剰な公差によるエンドプレイを吸収するため、ピボット、カバー、電気ボックス、長穴接続部にスプリングワッシャーが残るのです。
  • フラットパートナーによる荷重分散。 このペアは平ワッシャーの上に積み重ねられ、スプリットエッジが表面をえぐることなく、アルミニウムハウジングなどの柔らかい面全体にクランプ荷重を分散します。
  • ユニバーサルな可用性。 M2 以上の DIN 127 メートル サイズおよび ASME インチ相当サイズは、ほぼすべてのファスナー販売業者によってばね鋼、亜鉛プレート、ステンレスで在庫されています。
  • コストとシンプルさ。 1 位置あたり 1 ペニーで、トルク変更、特別な工具、再トレーニングが不要なため、ジョイントとして購入できるコンプライアンスの中で最も安価なままです。

フィールドノート: 緩み接合部の故障の監査では、分割ワッシャーが根本原因であることはほとんどありません。これは通常、部品が実現できなかったロック動作を期待している誰かによって追加された症状仕様です。

ユンカー振動試験が実際に示したこと

横方向の振動の下では、コイルばね座金は繰り返し自己緩みを防ぐことができず、いくつかの一連のテストでは、緩み速度が低下するのではなく増加していることが示されています。

ゲルハルト ユンカーの 1969 年の研究は、今日でもエンジニアが引用するメカニズムを確立しました。横方向の荷重により、相手ねじと座面の間に相対的な滑りが生じると、完全に予荷重がかかったジョイントであっても、ねじの傾斜面がナットを後方に動かします。平らな分割ワッシャーはその回転を止めることはできず、その偏心したロッキングエッジ接触により予圧の損失を加速する微小な動きが追加される可能性があります。 M8 ファスナーとプレーンナットの比較テストでは、以下の特徴的なパターンが示されています。

横振動時の予圧減衰(M8ジョイント、例)
コイルスプリングワッシャー付 プレーンナット、平ワッシャーのみ
100% 75% 50% 25% 0 0 200 400 600 800 1000 残留予圧 振動サイクル
曲線の形状は参考値であり、公開されているユンカー タイプのテスト レポートから抽出されています。実際の減衰は、潤滑剤、表面仕上げ、負荷振幅によって異なります。

バネレートに関する議論の 1 つのバージョンがテストに残っています。ジョイントの適度な追加の弾性により、埋め込みと弛緩によって引き起こされる予荷重の損失、つまり負荷がかかった表面が永久にゆっくりと平坦になることが軽減されます。一部の設置では、分割ワッシャーの下に平ワッシャーを配置するのはこのためです。平ワッシャーは座面を安定させ、ジョイントに若干のコンプライアンスを与えます。この利点は、関節をゆっくりと緩める場合に現れますが、関節を振動させる場合には決して現れません。

この組み合わせを構築する場合、平ワッシャーは、接合面と接触するより硬く、より滑らかなパートナーとなる必要があります。

Standard Flat Washer for Load Distribution 荷重分散用標準平座金 精密なサイズのフラットディスクがクランプ力を分散し、接合面を保護します。より硬くて滑らかなワッシャーが接合面に配置されるため、ここでの組み合わせのガイダンスに適合します。 製品を見る→

つるばばねワッシャーが最適な場合

低振動で重要ではないジョイントで安価な弾性テイクアップが必要な場合は、ヘリカル スプリング ワッシャーを指定し、回転損失が安全性やダウンタイムの問題になった時点で別のデバイスを選択してください。

良いフィット感

  • 接合部は静的です: エンクロージャ、端子ボックス、ガード、カバー
  • 負荷が低く、動きは衝撃ではなく熱によるものです
  • 長穴または特大の穴にはライブベアリング面が必要です
  • 部品は手動工具を使用して整備され、位置ごとのコストが重要になります

次の場合はスキップしてください

  • ジョイントに回転機器や反復的な横振動が発生する
  • 安全性、汚染、または計画外のダウンタイムのリスクを緩和する
  • 温度の上昇により、洗濯機の移動を超えてリラックスが促進されます
  • ガスケット付きフランジには、制御され、検証された予圧が必要です

標準的なメートル単位の補充プログラムの場合、1 つの DIN 127 範囲でほとんどのプラント サイズをカバーできます。

DIN 127 Metric Spring Washer DIN 127 メートル単位のばね座金 メートルボルト用の分割ヘリカルワッシャーは、振動や熱サイクル下で弾性テイクアップを提供し、一般的なプラントサイズにわたる標準メートル補充プログラムに適しています。 製品を見る→

指定と調達: 材料、規格、組み合わせルール

ロックの主張ではなく、標準の指定、素材の一致、ペアリングの規律に基づいて購入してください。以下の比較では、ほとんどの購買チームが比較検討する代替品とヘリカル スプリング ワッシャーを比較しています。

一般的なワッシャーとロックのオプションを、一般的なボルト締結と比較しました。
オプション 耐振動性 弾性テイクアップ ポジションあたりのコスト 最適な用途
コイルスプリングワッシャー (DIN 127) テストでは実証されていない 低負荷が得意 非常に低い 公差テイクアップが必要な静的ジョイント
歯止め座金 限定的、表面依存 なし 低い 軽負荷および電気接地
ナイロンインサートロックナット 温度範囲内で良好 なし 中等度 再利用可能な振動にさらされたファスナー
予圧が確認された平座金 プリロードが機能します なし 低い 負荷が重要なものすべて

トゥースロックワッシャーは、曲げるのではなく噛むことで問題を解決します - 私たちの比較 外歯および内歯ロックワッシャー そのトレードオフがどのような場合に意味があるのかを説明します。

マテリアルマッチが第二のレバーです。海岸、化学物質、または洗い流される環境では、一致する環境を指定してください。 ステンレス鋼のボルトとワッシャー スタック内の最も安価な部分が最初に腐食しないようにプログラムします。

4 つのペアリング ルールでほとんどのアセンブリがカバーされます。

  1. 鋼よりも柔らかい面には、分割ワッシャーの下に平ワッシャーを置きます。
  2. 電気ペアを避けるために、ボルト、ナット、ワッシャー全体の材質とメッキを一致させます。
  3. 最初の熱サイクルまたは負荷サイクル後に再度トルクを加えます。ワッシャーの移動により、初期の座席の損失が隠されます。
  4. 本当に重要なジョイントでは、コッターピン付きの城郭付きナット、支配トルクナット、または設計されたウェッジシステムなど、ポジティブなデバイスに移行してください。

北米の従来の機器では依然として帝国サイズが呼び出されており、1 つのアセンブリにインチ部品とメートル部品が混在していると公差誤差が生じます。両方のシステムを 1 つの輸出業者から調達するこのモデルは、Zhejiang Chance & Union Import and Export Co., Ltd. などの専門家によって使用されており、部品リストが短く、仕様が一貫しています。

Imperial Spring Washer for Inch Fasteners インチファスナー用インペリアルスプリングワッシャー UNC/UNF およびその他のインチ シリーズ ボルト用に作られたスプリット ロック ワッシャーにより、従来の機器が 1 つのサプライヤーからインチ ワッシャーとメートル ワッシャーを調達して仕様の一貫性を保つことができます。 製品を見る→

よくある質問

コイルばね座金はボルトの緩みを防止しますか?

いいえ、1969 年以降のユンカー タイプの振動テストでは、回転の緩みが止まらないことが示されており、一部のシリーズでは普通のナットのみよりも速い緩みが記録されています。それらを弾性テイクアップ部品として扱い、プリロード、卓越トルクハードウェア、または振動に対するポジティブロックを利用してください。

コイルばね座金は実際に何に役立つのでしょうか?

3 つのこと: 摩耗や公差の積み重ねによるエンド プレイの吸収、低負荷ジョイントに少しの弾性トラベルの追加、平ワッシャーと組み合わせた場合の負荷の分散 - すべてがメートル法およびインチ サイズで非常に低コストです。

平ワッシャーはスプリングワッシャーの下に入れる必要がありますか?

はい、ほとんどの議会でそうです。平ワッシャーは接合面を分割エッジから保護し、安定した座面を作成します。スプリングワッシャーは平ワッシャーとボルトの頭またはナットの間にあります。

コイルばね座金にはどのような規格が適用されますか?

DIN 127 は、およそ M2 以上のサイズを含む一般的なメートル規格であり、ASME B18.21.1 は帝国コイル スプリング ロック ワッシャーをカバーしています。どちらも亜鉛メッキを施したばね鋼製とステンレス鋼製が用意されています。

参考文献: G. Junker、1969 年、横荷重下での予荷重がかかったファスナーの自動緩みについて。 DIN 127; ASME B18.21.1.