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解決済みの質問

防水のねじ間隔について

初めて投稿します。

個人的に機械の設計をしていて、防水の必要があり情報を探しております。
アルミ筐体にステンレスで蓋をする際に、防水用ガスケット(ゴムパッキン)を入れることを検討しています。

筐体部にはガスケット分のざぐりを落としているのですが、
固定するねじの間隔について、情報が少なく困っています。
ガスケットの寸法は366mm×94mm×1mmです。

固定ねじはSUSCAPボルトのM3かM4です。
蓋にはねじ用のざぐりがあり、ばね座金を入れる予定です。
適正トルクで締めた場合のねじの力が影響する面積や範囲の計算方法があれば、
ご教授いただければ幸いです。

アドバイスを宜しくお願いいたします。

投稿日時 - 2018-08-04 20:06:21

QNo.9524744

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質問者が選んだベストアンサー

回答(1)再出です。
素人回答であることを再度お断りしたうえで、
パイプの継手のフランジに使うゴムパッキンの場合、漏れを生じないために必要なガスケット面の圧力は、「ガスケット、パッキンの使用指針」の表4によれば、最小限1.4 N/mm^2程度必要なようです。
366 mm×94 mmのサイズのパッキン全面を押しつぶす設計であれば、パッキンを押しつぶすために必要とする力は、
366 mm×94 mm×1.4 N/mm^2=48200 Nということになります。
M3のボルトを標準締め付けトルクで得られる軸力の最小値800 Nとすると、48200 Nの力を得るには、48200 N ÷ 800 N=60本ということになります。
寸法366mm×94mmの長方形の周長は、920 mmなので、920 mm ÷ 60 = 15 mmという値が、パッキン面の面圧1.4 N/mm^2を得るためのねじピッチということになります。M4であれば、もっと大きな軸力が得られますので、ピッチは大きくできることになります。

上記の数値は、366 mm×94 mmの全面を押しつぶすと仮定しての計算ですので、水密のためにパッキンを押しつぶす面積が部分的であれば、パッキンを押しつぶすために必要な力は小さな値で済み、必要とするねじピッチは大きくできると思います。

ねじピッチが大きくなれば、パッキンの面圧力によって本体及び蓋がひずむことを定量評価して、パッキンに加わる圧力の最も小さい部分で所要の面圧が確保できることを確保できるようにピッチを見直すことが必要と思います。


ガスケット、パッキンの使用指針:
https://www.nichias.co.jp/gasketnavi/_data/pdf/technology/%E3%80%90%E9%81%B8%E5%AE%9A%E3%80%91%E9%85%8D%E7%AE%A1%E7%94%A8%E3%82%AC%E3%82%B9%E3%82%B1%E3%83%83%E3%83%88.pdf

標準締め付けトルクと軸力:
http://www.110.ne.jp/nejitech/neji_techdoc_016_5.html

投稿日時 - 2018-08-05 21:31:57

お礼

詳しい説明ありがとうございました。
ねじの間隔ピッチで探しても出てこなかったので、非常に参考になりました。

投稿日時 - 2018-08-07 10:33:48

ANo.4

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回答(4)

ANo.3

圧力がかかったときねじ間の距離 板圧 で たわまないか 計算します

投稿日時 - 2018-08-05 08:02:40

ANo.2

すいません、計算方法は分かりません
近いサイズのIP54防水BOX事例
https://ntec.nito.co.jp/prd/C683-C596-S2308.html
https://ntec.nito.co.jp/prd/C683-C596-S2398.html
https://ntec.nito.co.jp/prd/C684-C1729.html
http://www.takachi-el.co.jp/data/catalog/catalog03_2.html
http://www.takachi-el.co.jp/data/catalog/catalog03_1.html
http://www.takachi-el.co.jp/data/catalog/catalog02.html

大抵の場合、これらを参考にして作っちゃって
それで済んじゃいますから

因みに防水保証しなければならないんでしょうか?
所謂、FEM解析するしかないし
http://d-engineer.com/cae/fem.html
https://fusion360.3dworks.co.jp/2017/03/10/simulation/
そんなめんどくさい事するよりも
作っちゃってから防水試験した方が早い

投稿日時 - 2018-08-04 20:54:49

ANo.1

素人回答をお許し下さるようにお願いします。

ねじの力が影響する面積や範囲を求めるためには、次のような情報が必要と思います
1) 蓋の板材の厚さ
2) ゴムパッキン材質の弾性率or硬度(厚さは既知:1mm)
3) ゴムパッキン部が耐える必要がある防水の程度(水圧)

・ガスケットの寸法が366mm×94mm×1mmということは、長細い(長方形?)の穴ということと考えて宜しいでしょうか?
・ばね座金の使用は、設計思想の問題なので、Q&Aサイトの回答者が介入しない方がいい領域のように思いますが、短期/長期的に考えて、一定変形量(パッキン+ワッシャ)に対して、ゴムパッキン or スプリングワッシャいずれの影響が大きいと推測なさっているのでしょうか?

投稿日時 - 2018-08-04 20:37:17

補足

回答ありがとうございます。
情報が不足しており申し訳ありません。
1) 蓋の板材の厚さ
 蓋は5mm厚で考えています。
2) ゴムパッキン材質の弾性率or硬度(厚さは既知:1mm)
 材質はニトリルゴムです。弾性率などは一般的なものです。
3) ゴムパッキン部が耐える必要がある防水の程度(水圧)
 約1m以上の耐水を検討しています。

想定通りの長方形の穴に入れることを想定しています。
ばね座金の情報は余分でしたか…。申し訳ありません。

ねじのゴムパッキンへの有効範囲がどのくらい影響するのかをご教授頂ければと思っていました。

投稿日時 - 2018-08-04 21:24:00

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