緩み止めとしてのばね座金は有効か？

Question

ねじ締結において、その緩み止めとしてばね座金を使用するとこが多いかと思います。
果たして、本当に有効なのか疑問に感じています。

ばね座金を潰しきる荷重を最大荷重とすると、ねじの軸力<最大荷重の範囲であれば、効果も期待出来るかと考えます(例えば被締結体が樹脂で小ねじ・ナットでの締結時等)が、ねじの軸力が最大荷重を超えている場合、軸力が低下してからばね座金のばね性が戻るため、脱落防止的な役割(緩んでもすぐには落ちない)程度しかないのではないかと考えています。
座面の挫屈(陥没)や外部からの応力によりボルトが伸びてしまう(弾性域を超え塑性変形してしまう)もあり、ボルトが回らずとも軸力が低下することがあります。
平座金を入れて面圧を下げ、挫屈防止を図ると言うなら納得出来るんですが。

皆様のご意見を頂けましたら幸いです。

皆様、ありがとうございました。

話が主題から外れてきましたので、この辺りで閉じさせていただきます。

Answer

Ｑ１
それなら、平座金で十分ではないかと。

Ａ１
平座金は、取付穴が大きい場合、
＊ ボルト頭部の座面確保
＊ 平座金と取付穴の座面確保
の役目を果たす目的で、径が大きく、厚みも薄いので、
バネ座金の価値が形状でもありますよ。

六角穴付きボルトの推奨座グリ穴形状は、バネ座金がセットできません。
で、判ります様に、あった方が良い物です。

Answer

Ｑ１
それであれば、わざわざ「ばね」で有る必要は全くないですね。

Ａ１
そうでもないですよ。
Cost面から観たら、メリットがあります。
また、あまり効果が期待できませんが、コストパフォーマンスはおおいにあります。
その様な観点からは、ワッシャーを観ないのでしょうか？

Answer

ある程度の太さのボルトであれば効果を感じます。
M12以下ではわかりにくいのですが、M16程度であれば締めるときよりも緩めるときの方が回しにくいと感じると思います。
そして緩めたナットや締め付け対象物をみるとばね座金が食い込んだ跡が確認できると思います。

http://www.neji-no1.com/lineup/W1000000.htm
絵を見ればわかりますが、反時計回りに回したときにナットや締め付け対象物に食い込むようになっています。食い込むことでゆるむのを防いでいるのだと思います。

平座金と一緒に使うとどうなるか。ナットには食い込みますが、締め付け対象物には食い込まないので、平座金の摩擦抵抗や変形などでゆるみ止め効果が変わってくると思います。
ばね座金だけを使ったときと比較するとゆるみ止め効果は落ちると思います。ただし穴の大きさが大きかったりすると平座金は必須になりますので状況次第だとは思います。

Answer

ネジは緩むものとして設計しています。また、ばね座金は簡易的なものと
いう考え方をしている。つまり振動が掛かる個所や緩んでは危険な個所は
当然ながら他の手段を取る。厳密に言えば、トルク管理しないとならないが
そのトルク自体が座面，ネジ自体の摩擦係数や精度によりバラついてしまい
思いの他、難しい。HTボルトなどならまた種々の方法もあるようです。
Ｕナットとかネジロックとか方法もあるが、どれも一長一短がありまして、
もし緩まない簡易的ネジ締結が発明されたらノーベル賞ものかも知れない

Answer

小生は、多少でもねじが長くなり、軸力に応じた伸び代が増える分、
緩みに対しての効果はあります。
特に、振動の緩みに対しては、＋αの効果があります。

が、ねじの長さを長くする効果の方が、ずっと有効的です。

ばね座金を使用したねじ締結の効果について疑問