スプリングワッシャーはどのように張力を生み出し、ボルト接合部の緩みを防ぐのでしょうか?

スプリング ワッシャーは、その独自の設計を利用して張力を生み出し、ボルト接合部の緩みを防ぎ、さらなる摩擦と抵抗を提供します。仕組みは次のとおりです。

バネのような形状
ばね座金は、分割座金の螺旋形状やウェーブ ワッシャーの波状デザインなど、湾曲または円錐形の形状をしています。この形状により、ワッシャーにバネのような特性が与えられ、荷重がかかると圧縮され、荷重が取り除かれると元の形状に戻ります。
ボルトまたはネジが締め付けられると、スプリング ワッシャーが圧縮され、ナットとボルト締結面の間に継続的な力 (張力) がかかり、より確実な接続が形成されます。

関節の張力を維持する
スプリングワッシャーの張力は、振動、熱膨張、または材料の沈下によって発生する可能性のある緩みを補償します。ワッシャーは張力を維持することで、ファスナーが所定の位置にしっかりと留まるようにします。
関節内のコンポーネントがわずかに動いても、 スプリングワッシャーの 圧縮された形状により、ファスナーが「押し戻されて」圧力が維持され、緩みにくくなります。

摩擦の増加
ワッシャーが圧縮されると、ファスナーの頭またはナットと締め付けられる材料の表面との間の摩擦も増加します。この追加の摩擦は、振動や動的荷重下でファスナーが回転したり後退したりするのを防ぐのにさらに役立ちます。
割りワッシャーなど、特定のスプリング ワッシャーの端が材料の表面やファスナーの下側に食い込み、回転に対する抵抗が増大することがあります。

エネルギー吸収と振動減衰
ワッシャーのバネ作用により、ジョイント内の小さな動きや振動が吸収されます。これにより振動が軽減され、時間の経過とともにファスナーが緩むリスクが軽減されます。
ワッシャーは、締結具をしっかりと固定しながら、接合部のわずかなずれに対応する緩衝材のような役割を果たします。

熱膨張と熱収縮の補償
温度変化により材料が膨張または収縮する環境では、ばね座金を使用すると、これらの寸法変化に対応できます。ワッシャーは、膨張または収縮中に圧力を維持することにより、温度変化にもかかわらずファスナーをしっかりと保つのに役立ちます。

関節の緩みを防ぐ
時間が経つと、ボルト接合部に「緩み」が発生し、材料のクリープやへたりなどの要因により締め付け力が低下することがあります。スプリング ワッシャーからの継続的な張力により、このクランプ力の損失が相殺され、ジョイントが確実に固定された状態に保たれます。
制限事項
スプリングワッシャーは多くの用途で効果的ですが、非常に高い張力を必要とするジョイントや、より高度なロック機構が必要な高応力環境には適さない場合があります。このような状況では、ロック ナットや粘着スレッド ロッカーなどの追加のロック方法が必要になる場合があります。