平座金の厚さと大きさ

Question

平座金の選定方法に関しての質問です。
幅が４０✕８０ｍｍで厚さが約３ｍｍの刃物をＭ５のボルト2ヶ所で固定しますが、出来る限り緩んで刃物がずれないようにしたいと思います。
そこで、使用する平座金のサイズを選定しますが、その厚さと大きさをどの程度にすべきかと悩んでいます。
そもそも、座金の厚さと大きさと締付力にはどの様な関係があるのでしょうか？
厚くて大きい方が効果がある様に思えており、厚さ3ｍｍ、大きさ18ｍｍのステンレスものを候補に考えています。
よろしくお願いいたします。

※OKWAVEより補足：「技術の森( 機械加工)」についての質問です。

Accepted Answer

平座金の厚みや大きさ（径）が軸力（締付力）に影響することはありません。
軸力はボルトの締め付けトルクによって決まります。

ボルトやナットの着座面が直接被締結物に触れていると面圧が高くなり、接触部を変形させたり破損させたりすることで軸力が変化し緩む可能性があるので、平座金を入れる事で被締結物との接触面積を増やし面圧を下げることで接触部の摩擦力を安定させ緩みを防ぎます。
どれくらいの締め付けトルクを掛けるか次第ですが、ハイテンボルトを使って髙トルクで締めるので無ければJIS規格のみがき丸で十分でしょう。

平座金の厚みもJIS規格で決まっているので、基本的には特別髙トルクで締めるので無ければ規格モノを使えば十分です。
厚くしても平座金自体が変形したら軸力は低下し緩みの原因になるので意味がありません。
特殊な厚みの平座金を使うのは、多くの場合高さ調整などが目的です。

現在、刃物のズレが生じていて原因がボルトの緩みなのだとしたら、なぜボルトが緩むのか原因の追及をしましょう。
振動が原因ならバネ座金を入れるとか、ボルトの着座面が平坦で無く接触面積が十分でないならアルミ製や銅製の平座金を使って平座金を潰すことで接触面積を増やすとか、刃物の交換頻度が低ければ低強度や中強度のネジロック剤で緩み止め対策をすると言う事も考えられます。

Answer

まず平座金の緩み止め作用について、理屈な話はこちらが参考になります。
https://bossard.co.jp/locking-function-of-washers/

より詳細な理論的な話はこちらなど。
https://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp/~izumi/papers/JSME_flangenut2006.pdf

結論から言えば、平座金の緩み止め効果はどういった緩み要因を想定するかで効果が大きく変わりますので、厚さや大きさと締付力にはシンプルな関係性はありません。まあザックリ一般品を使用しておけばいいでしょう。
　緩み止め作用を期待したいなら、緩み止め剤の塗布や対緩みナットの使用をオススメします。

平座金の厚さと大きさに関する選定方法と締付力の関係について