フェンダーワッシャーと平ワッシャー — 実際の比較と使用例

この記事では、実践的でアプリケーションに焦点を当てたガイダンスを用いて、フェンダー ワッシャーと平ワッシャーを比較します。各ワッシャーの種類が荷重分散、材料の選択、設置動作にどのような影響を与えるか、また一般的な作業 (木材、板金、自動車、電気) に適切なワッシャーを選択する方法を学びます。注意すべき測定値、避けるべきよくある間違い、コンパクトな意思決定チェックリストなど、実践的なものに重点が置かれています。

簡単な概要: 2 つの違いは何ですか

平ワッシャー (平ワッシャーとも呼ばれる) は、ボルトの頭やナットの下に収まるサイズの薄い、通常は平らな金属のリングで、接触圧力を分散し、表面を損傷から保護します。フェンダーワッシャーは、内径 (ID) に比べて外径 (OD) が異常に大きい特殊な平ワッシャーで、荷重をより広い範囲に分散するように設計されています。

デザインと寸法の違い

主な幾何学的な違いは、内径、外径、厚さです。平ワッシャーの外径はボルトのサイズに近いため、コンパクトなアセンブリに収まります。フェンダーワッシャーの外径は、抜けを防止したり、大きすぎる穴を覆ったりするために、ボルトの直径の数倍であることがよくあります。厚さはシリーズや材質によって異なります。高いクランプ荷重下での変形を防ぐ必要がある場合や、柔らかい素材を圧縮する場合には、厚いワッシャーを選択してください。

実践的な寸法ガイド

サイズを選択するときは、次の経験則に従ってください。基材が壊れやすい、薄い、または大きな隙間穴がある場合は、フェンダー ワッシャーを使用します。適切な座面を備えた標準的な金属同士の接合には、通常、標準的な平ワッシャーで十分です。ワッシャー ID は必ずボルト/ハードウェアの呼び径と一致させてください (ねじ外径の公差ではありません)。

荷重分散と機械的性能

ワッシャーは、ボルト頭またはナットの下のベアリング圧力を変化させます。 OD が大きくなると、接触面積が増加するため、基板にかかるベアリング応力が軽減されます。これは、柔らかい素材 (プラスチック、薄い板金、木材) や、振動によって小さな穴の周囲で材料疲労が発生する可能性があるアセンブリの場合に重要です。

これが関節強度に与える影響

平ワッシャーは局所的な潰れを軽減し、座面を提供します。フェンダーワッシャーはプルスルーを軽減し、クランプ力をより広いパッチに分散します。どちらのワッシャーもボルトの引張耐力を変えることはありません。主にアセンブリコンポーネントの圧縮ベアリング応力に影響します。

材質、コーティング、腐食に関する考慮事項

ワッシャーは、亜鉛メッキ鋼、ステンレス鋼 (304/316)、真鍮、ナイロン、その他のエンジニアリング プラスチックで入手できます。電気腐食を避けるために、材料とコーティングを環境および嵌合ファスナーに合わせてください。

• 軽度の腐食性の屋内環境ではステンレス (304) を使用してください。海洋/塩分にさらされる場合は 316 を選択してください。
• 亜鉛または亜鉛メッキ鋼は、一般的な屋外での使用にはコスト効率が優れていますが、互換性のある留め具が必要です。
• ナイロンまたはプラスチックのワッシャーは電気的に絶縁されており、柔らかい座面が必要な場合に適しています。

各ワッシャーをいつ使用するか – 実際の例

以下に一般的な状況と、通常どのワッシャーのタイプが適切であるかを示します。これらの提案は、用途に応じた正しいボルト グレードと締め付け方法を使用していることを前提としています。

• 薄い金属シート パネル - フェンダー ワッシャーを使用して抜けを防止し、クリアランス ホール周辺の応力集中を軽減します。
• 標準的な鋼製ボルト締めアセンブリ (機械フレーム) - 表面を保護し、ロック ワッシャーまたはナットの座面を提供する平ワッシャー。
• 木材または柔らかいプラスチック – フェンダーワッシャーは、留め具が沈んだり破れたりするのを防ぐために必要になることがよくあります。
• 電気的接地または絶縁 - 接地導通のために平らなステンレスワッシャーを使用します。絶縁が必要な場合はナイロンワッシャーを使用してください。

取り付けのヒントとトルクに関する考慮事項

ワッシャーは表面を保護するのに役立ちますが、正しいトルクの実践に代わるものではありません。ボルトのグレードと直径については、ボルト製造元のトルク仕様を使用してください。ワッシャーを使用する場合:

• ワッシャーをボルトの頭 (またはナット) と部品の表面の間に配置し、ワッシャー ID がボルトのシャンクの周りにぴったりとフィットするようにします。
• ワッシャーや基板が変形するまで締めすぎないでください。変形すると予圧の信頼性が低下し、柔らかい素材が損傷する可能性があります。
• ペアワッシャー (平ロックワッシャー) は、指定された場合にのみ使用してください。耐振動性を考慮して設計されている場合は、平ワッシャーが部品に接するように配置し、ロックワッシャーをその外側に配置する必要があります。

比較表: 属性による選択

選択チェックリスト

フェンダーと平ワッシャーのどちらを選択するかを決定するための簡単なチェックリスト:

• 基材の強度を評価します: 柔らかいか薄い → フェンダー ワッシャーを優先します。
• 穴が大きすぎたり、溝が入っていませんか? → 隙間をカバーするフェンダーワッシャーを選択してください。
• コンパクトなアセンブリと標準的なシートが必要ですか? →平ワッシャーで十分です。
• 腐食がないか環境を確認してください。ワッシャーの素材をファスナーと露出に合わせてください。

よくある間違いとトラブルシューティング

次のような落とし穴を避けてください: ボルトに対して大きすぎる内径のワッシャーを使用する (偏心荷重が発生する)、より厚いベアリングが必要な場合は薄いワッシャーを使用する (変形を引き起こす)、材料が一致しない (電食を引き起こす)。緩みが続く場合は、予圧を確認し、正しいトルクを使用し、アセンブリに適したロックワッシャーまたはネジロック剤を検討してください。

最終的な推奨事項

一般的な鋼構造物の場合は、適切なサイズの平ワッシャーを 1 セット用意してください。薄い金属、木材、プラスチック、または穴のクリアランスが留め具よりも大きい場所での作業には、標準としてフェンダー ワッシャーをストックしてください。ワッシャーは常にジョイント設計の一部であると考えてください。ワッシャーはベアリング応力を管理し、表面を保護しますが、適切な締結具の選択やトルク制御に代わるものではありません。