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2024-09-18
更新
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染谷 ひとみ
Mitsuri Media管理人
精密板金加工工場のインサイドセールスとして加工と寸法の提案をしてきた経験を経て、製造業の知見と楽しさを提供している。 幼少期からモノの構造を理解するのが好き。JAPAN MENSA会員。
製造業に欠かすことのできないスペーサー。ですが、製品の内部構造への関わりが薄い業種の方は、あまり耳にすることがないものかも知れません。
しかし、スペーサーは、「スペースを作るもの」のことであり、何かを離して配置するために挟むモノや位置を調整するために詰めるモノなど、意外と身近なモノです。
今回の記事では、このスペーサーについて説明するとともに、スペーサーの種類やスペーサーをオーダーメイドするときの流れを解説していきます。スペーサーの製作事例についてもご紹介しますので、スペーサーの購入や特注をご予定の方は、ぜひ参考にしてください。
スペーサーとは、物と物の間に一定の間隔を空けるための器具のことです。物と物を、離して配置したり、空間を空けて固定したりする場合に挟んで使用します。
例えば、部品を結合する際に、部品の形状からそもそも結合できない、可動部品であるためにぶつかる可能性がある、絶縁する必要があるなどの理由から用いられます。
材質は、使用する目的や環境によりますが、金属製や樹脂製など様々です。また、必要に応じて、絶縁性や耐熱性、耐摩耗性等を持つものがあります。
スペーサーと呼ばれるモノの例としては、以下が挙げられます。
製造業で用いられるスペーサーの種類は、以下が代表的です。
ネジスペーサーは、ネジとスペーサーの両方の機能を持つスペーサーです。円筒もしくは多角柱形状のスペーサーの端に、ネジ部またはネジ穴が付いた構造をしています。レンチやスパナで回せることから、六角形状の六角スペーサーが最もよく使われています。
ネジスペーサーは、スペーサー端に付いたネジ部・ネジ穴の組み合わせによって、以下の種類に分けられます。
引用元：通販モノタロウ
引用元：通販モノタロウ
特殊なネジとして使用しますので、鉄やステンレス、アルミ、チタンなどといった金属製のものが多いです。特に、黄銅製のネジスペーサーは、プリント基板の取付け用として、基板と筐体などとの接触防止を目的に、広く用いられています。
使い方の例として、部品同士を通常のネジで締結する代わりに、雄ネジ雌ネジスペーサーを挟んで固定することを考えます。この場合、まず、ネジで締結する部分に雄ネジ雌ネジスペーサーを挟み、スペーサーの雄ネジ部でスペーサーと片方の部品を締結。次に、スペーサーの雌ネジにネジを締め、もう片方の部品とスペーサーを結合します。すると、これら2つの部品は、スペーサーの長さ分だけ間隔を空けて固定されます。
ワッシャーは、ネジの部品への食い込み防止などを目的に使用する部品ですが、スペーサーとしても機能します。
例えば、部品同士をネジで締結する際に、部品とネジの間ではなく、部品と部品の間にワッシャーを挟めば、ワッシャーの厚さ分だけ部品間に間隔が空きます。また、ネジスペーサーと組み合わせることで、スペースの微調整にも使うことができます。
中空スペーサーは、中央が空いた円筒形状のスペーサーで、内部にネジ山がないものです。
回転する機械の軸回り部品のスペーサーなどに用いられます。長いネジを中空に通せば、固定強度は弱くなりますが、ネジスペーサーの代用品としても使用することができます。また、複数枚のワッシャーを挟む代わりとしても用いることができます。
シムスペーサーは、間隔を空けるものと言うよりは、機械の高さや隙間、部品間の位置や間隔を微調整するためのものです。詰め物として用いることもありますが、一時的に挟んで調整し、固定した後は取り外したりすることもあります。
産業機器のほか、車両や航空機、ベアリングや金型など、製造業全般の機械や部品の調整に使用します。
調整する部位の形状により、以下のようなシムスペーサーを用います。
引用元：名古屋発條工業株式会社
引用元：名古屋発條工業株式会社
引用元：名古屋発條工業株式会社
引用元：名古屋発條工業株式会社
リング型とC型は、主に軸やパイプ形状の部品間を埋めたり、調整したりする場合に使います。一方、プレート型は、軸やパイプ形状以外の部品間の高さや隙間調整に使用するシムスペーサーです。コの字型は、コの字部ではC型のように、直線部ではプレート型のように使用できるシムスペーサーです。そのほか、様々な機械や部品に合わせた、多様な形状のシムスペーサーがあります。
調整に使うものですから、寸法にはシビアです。厚さが0.005mmのプレート型シムスペーサーを取り扱っているメーカーもあります。
ホイールスペーサーとは、自動車のタイヤのハブとホイールの間に取り付ける円盤状の部品のことです。ホイールスペーサーを挟むことで、スペーサーの分だけホイールが車体外側にせり出します。車体表面とホイールの面を揃えたいときなどに取り付けます。
軽量性が求められるため、アルミの合金がよく用いられます。同時に強度も必要とするため、ジュラルミンや超超ジュラルミンといった素材も使われます。
また、ホイールスペーサーには、いくつかの穴が空いており、これらの穴にハブから突き出たハブボルトを通し、その上からホイールをかぶせて締結します。しかし、組み合わせによっては、ホイールスペーサーの中心とハブの中心がずれてしまうことがあります。そこで用いられるのが、下の写真のようなハブリング付きホイールスペーサーです。このスペーサーを、ハブの中心にあるリング状の出っ張りとピッタリに合わせて製作することで、中心がずれることを防ぎます。
参考記事
アルミ合金については、以下の記事で詳細を解説していますので、参考にしてください。
⇒アルミ合金の種類や特徴、用途について詳しく解説【専門家が語る】適切なアルミ番がわかります！
特に広く用いられるネジスペーサーやシムスペーサーなどには多様な既製品があります。しかし、スペーサーは本来、部品同士が干渉して結合できないなど、理由があって必要となる器具です。そのため、オーダーメイドするケースも多々あります。ここでは、 スペーサー製作の流れをご紹介します。
まず、製作したいスペーサーの寸法や形状、材質や数量、メッキ等の表面処理の有無などを伝え、おおよその見積りを出してもらいます。どのような材質が良いのか、表面処理は必要なのかなどについて分からないことがあれば、事前に用途や使用環境などを伝えて相談しましょう。
このとき、Mitsuriにご相談いただければ、複数のメーカーによる見積りをご提示できます。
条件に合う見積りがあれば、発注に移ります。このとき、納期や輸送方法についても確認が必要です。メーカーによっては、短納期に対応していることもあります。
ただし、オーダーメイドの対象となるようなスペーサーは、ほとんどのケースで設計図面が必要となります。また、スペーサーは、ものによっては精密性を要することもありますので、寸法公差もきっちりと確認しておきましょう。
スペーサーが完成したら、納品です。工場が遠方の場合、輸送に日数がかかる場合があります。納期日には、ある程度の余裕を持たせておきましょう。
スペーサー製作事例をいくつかご紹介します。
下の写真は、オーダーメイド製作された様々なスペーサーです。
引用元：大陽ステンレススプリング株式会社
次は、自動車のエンジンを別のエンジンに載せ替えるために使用するエンジンマウント用スペーサーです。エンジン形状の違いを取り持つために設置されます。
引用元：園部機械電子技術研究所
続いては、固定・調整用に特注されたSK85M製シムスペーサーです。厚み0.8mm、厚み公差±0.01mmというスペックを持つことから、高い精度を必要とする機器の固定・調整に使われていると考えられます。
引用元：名古屋発條工業株式会社
スペーサーの詳細や種類、特注時の段取りや製品事例についてご紹介しましたが、いかがでしたでしょうか。
スペーサーは、製造業で用いる機器や生産する製品など、様々なところに使用されている身近な部品です。ですが、精密性を必要としたり、微細な構造をしていたりするものも多いため、製作をご依頼する際はしっかりとしたメーカー選びが大切です。
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