設備や機械を見てみると、たまに見かける組み合わせがあります。
「平座金＋ばね座金」
ボルトやナットの下に、平座金とばね座金が重ねて入っている締結です。
この組み合わせが一番緩みにくいと思っている人もいるかもしれませんが、この組み合わせには意味があるとは言えません。
今回は、平座金とばね座金の本来の役割と、なぜこの組み合わせが使われるようになったのかを解説します。
目次
まずはそれぞれの役割を理解
平座金の役割
平座金（平ワッシャー）の役割は、荷重を広い面積に分散することです。
例えば、
- アルミなど柔らかい材料
- 樹脂部品
- 座面が傷付きやすい部材
- ボルト穴が大きい場合や長孔の場合
これらの場合、ボルト頭やナットが直接部材を押すと、局所的に大きな面圧がかかってしまいます。
そこで平座金を入れることで、面圧を下げ、部材の陥没を防ぎ、座面を保護する効果があります。
つまり、平座金は平たく言うと部材を守るための部品なのです。
ばね座金の役割
一方、ばね座金（スプリングワッシャー）は、切れ目が入ったリング形状になっています。
昔から、「ばねの力で軸力を維持する」「切れ目が食い込んで緩み止めになる」と考えられてきました。
しかし現在では、多くの研究や試験によって、ばね座金だけで緩みを防ぐ効果は非常に限定的であることが知られています。
特に横方向の振動による緩みには、ほとんど効果が期待できません。
平座金＋ばね座金にすると効果は上がるのか？
結論は、
変わりません。
平座金を追加しても、平座金は荷重を分散するだけで、ばね座金のばね性が大きくなるわけではないからです。
つまり、平座金を入れたからといって、ばね座金の緩み止め効果が高くなるわけではありません。
それぞれが別の役割を持っているだけです。
なぜこの組み合わせが広まったのか？
実は、「昔からそうしてきたから」という理由がかなり大きいと考えられます。
トルクレンチの普及や緩みのメカニズムの研究、ねじ締結理論が十分ではありませんでした。
そのため、「ばね座金を入れておけば安心」という考え方が広く浸透していったのだと思います。
さらに、平座金は部材保護、ばね座金は緩み止め
という役割をそれぞれ期待して、「両方入れておけばもっと安心だろう」という設計や現場の慣習が長年続きました。
現在でも古い設備や図面では、この組み合わせを頻繁に見かけます。
現在の設計ではどう考える？
現在では、「なぜ座金を入れるのか」という目的を明確にして選ぶことが重要です。
例えば、
平座金を使うケース
- 面圧を下げたい
- 部材を傷付けたくない
- 穴径が大きい
ばね座金を使うケース
- 小径ボルトの軽締結
- 慣習上指定されている設備
- 保守部品との互換性が必要
このように、目的に応じて使い分けるのが現在の設計思想です。
「とりあえず両方入れる」という設計は、必ずしも合理的とは言えません。
まとめ
平座金とばね座金は、昔からよく使われている組み合わせですが、
- 平座金は荷重分散・部材保護
- ばね座金は緩み止めを期待した部品
と、それぞれ役割が異なります。
そして、平座金を追加したからといって、ばね座金の緩み止め効果が大きく向上するわけではありません。
機械設計では、「昔からこうなっているから」ではなく、「この部品にはどんな役割があるのか」を理解して選定することが重要です。
何気なく使われている部品ほど、一度立ち止まって理由を考えてみると、設計の理解が深まります。
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