フランジナットとロックナットの主な違いと選び方

フランジナットとロックナット: 直接的な答え

を選択してください ロックナット 主なリスクが振動、周期的な荷重、または動きによる緩みである場合。を選択してください フランジナット 主なニーズが、より迅速な組み立てと接合面へのより良い荷重分散である場合 (多くの場合、別個のワッシャーを交換します)。両方が必要な場合は、 鋸歯状フランジロックナット (または、表面と使用条件に応じて、実績のあるロック方法を備えた標準フランジ ナットを組み合わせます)。

実際には、フランジ ナットは主に荷重の分散方法を改善します。ロックナットは主にプリロードの保持方法を改善します。

すぐに適用できるクイック選択ルール

フランジナットを使用する場合は、

• 組み立てを迅速化し、部品数を減らすためにワッシャーを排除したいと考えています。
• 接合面は柔らかく（塗装されたスチール、アルミニウム、プラスチック）、局所的な表面圧力を軽減するためにより広い座面が必要です。
• 小外径ナット面よりも安定した着座が必要です。

ロックナットを使用する場合は、

• 振動や繰り返しの負荷サイクルにより、時間の経過とともにクランプ負荷が減少する可能性があります。
• ジョイントにわずかな動きが見られる場合があります (滑り、熱サイクル、機器の回転)。
• 定義された緩み止め機構 (支配トルク、ナイロンインサート、変形したねじ山) が必要です。

よくある不一致を回避する

• 普通のフランジナットに頼らないでください 高振動ジョイントの場合は単独で。負荷分散はロックとは異なります。
• ナイロンインサートのロックナットは、高温が続く場所では使用しないでください。熱が予想される場合は、全金属製のロックを使用してください。
• マークのない仕上げ面または塗装面には鋸歯状のフランジ ナットを使用しないでください (鋸歯状のフランジ ナットは噛み込むように設計されています)。

各ナットがジョイント内でどのように機能するか

フランジナットによって実際に何が変わるのか

フランジナットは、六角形の本体の下にワッシャー状のフランジを一体化しています。より大きな座面により接触面積が増加し、平均表面圧力が低下し、埋め込み (ナットが柔らかい材料に沈むこと) を防ぐのに役立ちます。また、別個にワッシャーを用意する必要がないため、組み立て速度も向上します。

大まかな実用的なベンチマークとして、一般的なメートルサイズのフランジ直径は、多くの場合、ベアリングの接触面積を ～1.5倍～2.5倍 標準の六角ナット面のみとの比較 (正確な数値は規格、サイズ、ワッシャーが使用されるかどうかによって異なります)。そのため、自動車のブラケットや板金アセンブリではフランジ ナットが一般的です。

ロックナットで実際に何が変わるのか

ロックナットにより、締め付け後の回転抵抗が増加します。最も一般的なメカニズムは次のとおりです。

• ナイロンインサートロックナット（nyloc）： ポリマーインサートはボルトのねじ山に摩擦（支配トルク）を生み出します。
• 全金属製プリベリングトルクロックナット: 変形した上ねじや楕円形のカラーはねじ干渉を増加させます。
• 鋸歯状フランジロックナット: 嵌合面に食い込む鋸歯状のフランジと、卓越トルク機能 (設計によって異なります) を組み合わせています。

重要なアイデア: ロック ナットは、緩めるときに通常のねじ山摩擦がもたらすトルクを超える追加のトルクが必要になるように設計されています。

並べての比較表

実際の数値を含む実際の例

例 1: 車両の板金ブラケット

ブラケットを薄いシートメタルに固定する場合、表面圧力と埋め込みが一般的な故障モードです (塗装の圧縮、シートのディンプル、プリロードの低下)。フランジナットは、ワッシャーを追加せずにベアリング面積を増やすことでこれらの問題を軽減できます。

実際のポイント: ジョイントがほとんど静的 (振動が少ない) にもかかわらず、ナットの下の素材が薄いかコーティングされている場合、 多くの場合、鋸歯状のないフランジ ナットが最も簡単なアップグレードです 標準の六角ナットの上に。

例 2: 連続振動のあるポンプまたはコンプレッサーのフレーム

振動機械では、通常、故障モードは回転の緩みと徐々に予荷重が失われることです。ここでは、軸受面積よりもロック機構が重要です。

• 気温が中程度の場合: ナイロンインサートロックナット (一般的で便利) を使用します。
• 温度が高い場合: 全金属製のプリベリングトルクロックナットを使用してください。
• 取り付け面が柔らかく、振動がある場合: 表面のマーキングが許容できる場合にのみ、鋸歯状のフランジ ロック ナットを検討してください。

結論: 振動によりロックナットに向かう ;より優れた荷重分散も必要でない限り、フランジの機能は二次的なものです。

例3：高温ゾーン（排気口やオーブンの近く）

ナイロンインサートのロックナットは、温度が上昇するとロック効果が失われる可能性があります。一般的な経験則は、継続的なサービスをはるかに超える場合はそれらを避けることです。 ～120℃ 全金属製のロック設計に切り替えます。荷重分散も必要な場合は、ナイロックよりも全金属製のフランジ スタイルのロック ナット (設計による) の方が適しています。

トルク、クランプ荷重、「ロック」によって締め付けが変わる理由

支配トルクはレンチの「感触」に影響します

ロック ナットを使用すると、加えられたトルクの一部がクランプ荷重を生成するのではなく、ロック機能 (支配トルク) によって消費されます。つまり、一方のナットに強い卓越トルク機能がある場合、同じトルクで締め付けられた 2 つのナットが異なるクランプ荷重を生成する可能性があります。

実践的な締め付け指導

• クランプ荷重が重要な場合は、トルクのみで締めるよりも、制御された方法 (トルク角度、張力の表示、または張力の直接測定) を優先してください。
• 潤滑を一定に保ちます。潤滑ねじと乾燥ねじでは、同じトルクでもクランプ負荷が大きく変動する可能性があります。
• 鋸歯状のフランジ ナットの場合、座面の摩擦が大きくなることが予想されます。これにより、滑らかなフランジとワッシャーと比較して、トルク対張力の挙動が変化する可能性があります。

トルクのみを重視する必要がある場合は、標準ナットからロック ナットへの切り替えをプロセス変更として扱い、同一の性能を仮定するのではなく、クランプ荷重を (単純なテスト方法を使用する場合でも) 検証します。

注目すべき表面、再利用、および障害モード

表面に関する考慮事項

• 鋸歯状のないフランジナット 噛み込まずに荷重を分散するため、コーティングや軟質材料に優しい。
• 鋸歯状フランジナット 回転に抵抗するために意図的に噛む。塗装、メッキ、または精密嵌合面を損傷する可能性があります。

予期せぬ事態を防ぐルールを再利用する

• フランジ ナットは通常、ねじ山がきれいで、フランジ面にかじりがなく、接合面が潰れていない場合に再利用できます。
• ナイロンインサートのロックナットには、 限定的な再利用 ;インサートを通してナットが手で簡単に回転すると、ゆるみ止め性能が低下します。
• 全金属製の卓越トルク ロック ナットは、卓越トルクが適切なままであれば再利用できますが、サイクルを繰り返すと干渉が軽減されます。

典型的な故障モード

• 振動時のプレーン フランジ ナット: 徐々に緩み、予圧が失われます。
• 柔らかい/仕上げ面の鋸歯状フランジ: 表面の損傷、埋め込み、および予測できないクランプ荷重保持。
• 高温時のナイロンインサート: ロックが減少し、バックオフの可能性があります。

結論: 一文で適切なナットを選択する

フランジナットとロックナット 結局のところ、主なリスクは次のとおりです。表面の損傷や不均一なベアリングに対処している場合は、フランジ ナットを選択してください。振動やサイクリングによる緩みに悩まされている場合は、ロックナットを選択してください。両方に対処している場合は、温度と表面の制約に適合するフランジ スタイルのロック ソリューションを使用してください。