ワッシャー（ハードウェア）

ワッシャーは、ボルトやナットなどのねじ付き締結具の荷重を分散するために通常使用される、穴（通常は中央）が開いた薄い板（通常は円盤形ですが、四角形の場合もあります）です。その他の用途としては、スペーサー、スプリング（ベルビルワッシャー、ウェーブワッシャー）、摩耗パッド、予圧表示装置、ロック装置、振動の低減（ゴムワッシャー）などがあります。

ワッシャーは通常、金属製またはプラスチック製です。高品質のボルト接合部には、トルクを加えた後のブリネル化による予荷重の損失を防ぐために、硬化鋼製ワッシャーが必要です。ワッシャーは、特に鋼製ネジをアルミニウム表面から絶縁することにより、ガルバニック腐食を防止するためにも重要です。回転用途では、ベアリングとして使用することもできます。スラストワッシャーは、コストパフォーマンスの観点から、またはスペースの制約により、転がり要素ベアリングが必要ない場合に使用されます。コーティングを使用して、表面を硬化するか、固体潤滑剤 (つまり、自己潤滑性表面) を提供することで、摩耗と摩擦を減らすことができます。

この言葉の起源は不明です。この言葉が最初に記録されたのは1346年ですが、その定義が最初に記録されたのは1611年です。^[1]

蛇口（または水栓、バルブ、その他の配管接続部）の水漏れ防止シールとして使用されるゴム製または繊維製のガスケットは、口語的にワッシャーと呼ばれることがあります。ワッシャーとガスケットは見た目は似ていますが、通常は異なる機能のために設計され、製造方法も異なります。

ワッシャーの種類

ほとんどの洗濯機は、大きく分けて 3 つのタイプに分類できます。

平座金は荷重を分散し、固定する表面への損傷を防止したり、電気などの絶縁材として機能します。
スプリングワッシャーは軸方向の柔軟性があり、振動による締め付けや緩みを防ぐために使用されます。
ロックワッシャーは、締結装置のねじ外しの回転を防ぐことで締め付けや緩みを防止します。ロックワッシャーは通常、スプリングワッシャーでもあります。

平座金

スプリングワッシャーとロックワッシャー

ロックワッシャー、ロックナット、ジャムナット、ねじロック液は、振動によってボルト接合部が緩むのを防ぐ方法です。

ガスケット

ワッシャーという用語は、蛇口のコントロールバルブを密閉するために使用されるようなさまざまな種類のガスケットによく適用されます。

特殊タイプ

DIN 125 メートル法ワッシャー規格では、サブタイプ A と B が参照されます。ISO 7089 ではこれらをフォーム A と呼び、ISO 7090 ではフォーム B と呼びます。これらはすべて全体のサイズは同じですが、フォーム B は片側が面取りされています。

材料

ワッシャーは、以下の材料を含むがこれに限定されない様々な材料から製造することができる。^[22]

鋼–炭素鋼、ばね鋼、A2（304）ステンレス鋼、A4（316/316L）ステンレス鋼
非鉄金属–銅、真鍮、アルミニウム、チタン、鉄、青銅、亜鉛
合金–シリコン青銅、インコネル、モネル、ハステロイ
プラスチック–ポリエチレン、PTFE（テフロン）などの熱可塑性プラスチックおよび熱硬化性ポリマー^[23]
ナイロン–ナイロン6、ナイロン66、ナイラトロン、テカミドMDS ^[24]
特殊品 –繊維、セラミック、ゴム、フェルト、皮革、バイメタル、マイカ
フェノール– この素材は電気絶縁性に優れ、軽量で丈夫、吸湿性が低く、耐熱性があり、化学薬品や腐食に耐性があります。フェノールワッシャーは、電気絶縁が必要な場合に平らな金属ワッシャーの代用として使用されます。フェノールワッシャーは、フェノール素材の大きなシートから打ち抜かれます。「フェノールワッシャー」という用語は、紙、キャンバス、マイラーなどの積層素材から打ち抜かれたワッシャーを指すこともあります。

耐腐食性

特定のワッシャー材料の耐腐食性を高めるために、さまざまな技術が使用されています。

金属コーティング – 耐腐食性ワッシャーの製造に使用される一般的なコーティングは、亜鉛、カドミウム、ニッケルです。亜鉛コーティングは、ワッシャーの素材が損傷する前に腐食性物質の犠牲になる犠牲表面層として機能します。カドミウムは高品質の保護表面を生成しますが、生物学的にも環境的にも有毒です。ニッケルコーティングは、仕上げが緻密で非多孔性である場合にのみ、腐食に対する保護を追加します。
電気メッキ- この方法では、クロムや銀などの金属を使用して、電解堆積によってワッシャーをコーティングします。
リン酸処理 -リン酸亜鉛層と腐食防止オイルを組み込むことで、弾力性がありながら研磨性の高い表面を実現します。
褐色化または青化 – ワッシャー (通常は鋼) を化合物またはアルカリ塩溶液にさらすと、酸化化学反応が起こり、耐腐食性の有色表面が生成されます。完成品を水置換油で処理すると、コーティングの完全性が向上します。
化学メッキ - この技術は、ワッシャー表面に析出するニッケルリン合金を利用し、極めて耐腐食性と耐摩耗性に優れた表面を作り出します。^[25]

タイプと形式

アメリカ規格協会（ANSI）は、一般用平ワッシャーの規格を定めている。タイプAは、精度が重要ではない、許容差の広い鋼製ワッシャーのシリーズである。タイプBは、外径が特定のボルトサイズに応じて「狭い」、「標準」、「広い」に分類される、許容差の狭い平ワッシャーのシリーズである。^[26]

「タイプ」と「フォーム」を混同しないでください (よく混同されますが)。1968年に制定された「メトリックシリーズ金属ワッシャーの英国規格(BS4320)」で、「フォーム」という用語が生まれました。フォームは A から G まであり、平ワッシャーの外径と厚さを規定します。

フォームA: 標準直径、標準厚さ
フォームB: 標準直径、薄肉
フォームC: 大径、通常の厚さ
フォームD: 直径が大きく、厚さが薄い
フォームE: 標準直径、標準厚さ
フォームF：大径、普通厚
フォーム G: 直径が最大で、厚みも大きい。
ワッシャーの「フォーム」は、異なるワッシャー材料タイプを比較する際に、ストック業者によってかなり自由に使用されます。特に BS4320 に関しては、ワッシャーフォーム「A」から「D」は「光沢のある金属」ワッシャーとして指定され、鋼合金、真鍮、銅など、さまざまな金属で仕上げられて供給されます。一方、BS4320 ワッシャーフォーム「E」から「G」は「黒色」(コーティングなし) 軟鋼ワッシャーとして指定され、通常は追加の保護コーティング供給条件が指定されます。

標準メートル平ワッシャーサイズ

BS4320フォームAに相当する標準メートルサイズのワッシャーは、以下の表に記載されています。表の測定値は、図面で説明されているワッシャーの寸法を示しています。標準メートル平ワッシャーの仕様はDIN 125（廃止）として知られ、ISO 7089に置き換えられました。DIN（ドイツ標準化機構）規格は、メートル法DIN 125平ワッシャーとして工業用ファスナーを含むさまざまなコンポーネントに対して発行されています。ISO規格への移行が行われているにもかかわらず、DIN規格はドイツ、ヨーロッパ、そして世界中で一般的です。DIN規格は、ISOに相当するものがない部品や標準化の必要がない部品に引き続き使用されます。^[27]

参照

注記

^ ab Bowmans Fastener Technical Fast of 1999 の 32 ページと 33 ページには、1969 年の SAE 勧告として、ロックワッシャーは重要な用途には使用しないよう記載されています。BMW のオートバイではロックワッシャーの破損が相次ぎ、スペーサーの損失やナットの緩みによる損傷のため、BMW は U ジョイントでの使用を禁止しました。^{[引用が必要]}

参考文献

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^ ニコラス・デイヴィス、エルッキ・ヨキニエミ（2008年）。建築と建築構造の辞典。Architectural Press。フラットワッシャー、p.153。ISBN 9780750685023。
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さらに読む

Parmley, Robert. ( 2000). 「セクション 11: ワッシャー」。機械部品の図解ソースブック。ニューヨーク: McGraw Hill。ISBN 0070486174ワッシャーのさまざまな用途に関する図面、設計、および説明。

外部リンク

(http://www.fastenerdata.co.uk/flat-washers グローバルワッシャーの寸法
ASME 平座金寸法 (タイプ A およびタイプ B)
一般的な米国平座金寸法 USS、SAE、フェンダー、NAS ワッシャー ID と OD (mm)
アメリカ国家規格 (ANSI) タイプ B 平座金
SAE 平ワッシャータイプ A 平ワッシャー
USS および SAE 複合平座金寸法
平ワッシャー厚さ表鋼ゲージ厚さ、非メートル法
スプリットロックワッシャー：真実と神話ヒルカントリーエンジニアリング
洗濯機の使用機械設計 - 洗濯機の使用

[note1-8] Bowmans Fastener Technical Fast of 1999 の 32 ページと 33 ページには、1969 年の SAE 勧告として、ロックワッシャーは重要な用途には使用しないよう記載されています。BMW のオートバイではロックワッシャーの破損が相次ぎ、スペーサーの損失やナットの緩みによる損傷のため、BMW は U ジョイントでの使用を禁止しました。^{[引用が必要]}

[1] 「The Straight Dope: ワッシャー (丸い金属のもの) の目的は何ですか?」www.straightdope.com。2005 年 6 月 28 日。

[2] Paul Green (2007). 機械工学製図デスクリファレンス: ISO 標準技術図面の作成と理解。Lulu.com / CreateSpace。ワッシャー、p.205。ISBN 9781847531155。

[3] ニコラス・デイヴィス、エルッキ・ヨキニエミ（2008年）。建築と建築構造の辞典。Architectural Press。フラットワッシャー、p.153。ISBN 9780750685023。

[NASA-4] 「ファスナー設計マニュアル」(PDF) . NASA . 1990年. 9～10頁. 2010年5月15日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。

[Bucher1996-5] ブッチャー、ウォード（1996年）。建物保存辞典。Preservation Press。576ページ。

[6] ジョン・ホロウェイ (2010)。『イラスト付き演劇制作ガイド』。フォーカル・プレス。p. 202。ISBN 9780240812045。

[7] McMaster-Carrカタログ（第115版）、McMaster-Carr、p. 1217 、2010年11月26日閲覧。

[smith-9] スミス、キャロル（1990）、キャロル・スミスのナット、ボルト、ファスナー、配管ハンドブック、MotorBooks/MBI Publishing Company、p. 116、ISBN 0-87938-406-9。

[10] McMaster-Carrカタログ（第115版）、McMaster-Carr、pp. 3217-3218 、2010年11月25日閲覧。

[11] 「ヘリカルスプリングワッシャー」www.boltscience.com . 2017年2月14日閲覧。

[12] IS 3063 : 1994 ファスナー - シングルコイル長方形断面スプリングロックワッシャー - 仕様

[13] ビックフォード、ジョン H.「ボルト接合部の設計と動作入門」第 3 版 1995 年、p561 ISBN 978-0824792978

[14] 「内歯ロックワッシャーの仕様 ASME B18.21.1-1999」（PDF）。

[15] 「外歯ロックワッシャーの仕様 ASME B18.21.1-1999」（PDF）。

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[19] 「What's With Washers?」、Assembly Magazine、2016年5月10日閲覧。

[20] ”[1]”, Sherex、2019年1月25日閲覧。

[21] Fox, Brad; VanderWeyde, Peter (2008). 合金ボートの腐食：それを防ぐ方法。Ripple Industries Pty Ltd. p. 16. ISBN 9780646492834。

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[23] 「スタンピングとワッシャー | Accutrex」www.accutrex.com . 2016年2月11日閲覧。

[24] テフロン PTFE ワッシャー、新プロセス、2016 年 5 月 10 日取得

[25] 「ナイロンスペーサーとワッシャー - New Process Fibre」。New Process Fibre Company, Inc. 2016年2月11日閲覧。

[26] 「ワッシャー情報 | IHS Engineering360」www.globalspec.com . 2016年2月11日閲覧。

[27] 「標準ワッシャー - Boker's, Inc.」www.bokers.com。

[28] 「メトリック DIN 125 平ワッシャー」(PDF)。Aspen Fasteners。