組裝機械時會使用螺栓與螺帽,原本以為這時通常會夾入「墊圈」,但現代機車使用的墊圈卻大幅減少。即使不使用也沒有問題嗎?
彈簧墊圈「幾乎歸零」!?
不限於機車,組裝機械或安裝零件時都會使用螺栓與螺帽。而在螺栓或螺帽與鎖緊的物件之間,會夾入薄圓盤形狀的「平墊圈」。此外,有時也會夾入在圓盤某處開有切口、帶有高低差的「彈簧墊圈」。
【圖片】小小的圓環也有意義!?透過圖片觀看如今不太使用的「墊圈」
以機車而言,尺寸相對較大(較粗)的螺栓、必須以強大力量(扭力)鎖緊的螺栓,例如將煞車卡鉗固定在前叉上的螺栓,以往通常會同時夾入彈簧墊圈與平墊圈。
另外,改裝零件也是如此,例如將方向燈固定在支架上的較細螺栓,也會夾入彈簧墊圈和平墊圈。
因此,對於熱門的1980年代左右以前的老車,在維修或改裝時拆下零件,經常會遇到「咦?這個墊圈原本裝在哪裡來著?(汗)」的情況。

然
而看看近年的機車,固定各零件的螺栓與螺帽幾乎都不再使用彈簧墊圈,或者該說是「幾乎歸零」。
而且使用平墊圈的地方也相當少。組裝時不用擔心忘記裝墊圈固然是好事,但究竟為什麼墊圈不再被使用了呢?
究竟墊圈的作用是什麼?
螺栓與螺帽鎖緊後,螺紋部分便會產生強大的拉力,能夠牢牢固定零件。此外,由於螺栓或螺帽與固定零件接觸的部位(承壓面)會產生摩擦力,因此不容易鬆動。
但是,如果使用強大力量鎖緊,零件的接觸部位可能會凹陷或損壞。
一般螺栓與螺帽的主要材質為鋼(鐵)或不鏽鋼,但如果固定的零件由鋁等柔軟材質製成,鎖得太緊便可能陷入表面並造成凹陷。
這樣一來,鎖緊的力量(鎖緊扭力)會被零件吸收,使螺栓變得容易鬆動。此外,若是塑膠等樹脂零件(例如整流罩),鎖得太緊就很容易破裂。
這時如果夾入面積比六角螺栓頭部更大的「平墊圈」,便能增加與零件的接觸面積,達到防止凹陷或壓入、分散力量以避免破裂的效果。

栓鎖緊的原理。螺栓頭部接觸物件並停止後,再用工具等鎖緊時,物件會承受朝壓縮方向的力量,而螺栓螺紋部分則產生拉力
另外,「彈簧墊圈」正如其名,形狀類似彈簧,鎖緊螺栓或螺帽時會被壓平。
據說,彈簧試圖恢復原狀時產生的反作用力,可以防止螺栓或螺帽鬆動。
如此一來,「平墊圈」和「彈簧墊圈」明明都有使用的理由,為什麼現在卻很少見了呢?
為什麼不再使用?
如前所述,鎖緊螺栓等零件時,螺紋部分會產生強大的拉力(張力)。但事實上,這種張力遠比已被壓平的彈簧墊圈所產生的反作用力強得多,所以一般認為彈簧墊圈的實際防鬆效果並沒有那麼大。
因此,不知從何時起彈簧墊圈逐漸不再被使用。但當螺栓因某種原因開始鬆動時,在彈簧墊圈從壓平狀態延伸回彈簧形狀的期間,其反作用力仍能發揮作用,因此有不會一下子完全鬆開的優點(雖然相當有限)。
順帶一提,對於螺帽,因為在絕對不希望鬆動的地方採用「防鬆螺帽」已成主流,因此可以說彈簧墊圈幾乎完全消失了。

防鬆螺帽的一例。這種類型透過螺帽上方羽片狀金屬板夾住螺紋部分,提高摩擦力,防止螺帽因震動等原因鬆動
平墊圈原本用於固定零件接觸部位可能凹陷或受傷的地方,但近年來承壓面較大的法蘭螺栓和法蘭螺帽使用日益普遍,因此可以說不再需要平墊圈。
這純粹是我的猜測,以前或許防鬆螺帽及法蘭螺栓並不普及(是因為製造成本嗎?)。
另一方面,彈簧墊圈和平墊圈每使用一個就會增加成本。雖然並不是昂貴零件,但「積沙成塔」,取消它們或許能降低製造成本。而且也省去「夾入墊圈」這道作業程序。
現行機車的重要部位仍有墊圈。老車絕對不能擅自拿掉!!
雖然近年機車上的墊圈大幅減少,但例如用來排放引擎機油的洩油螺栓,大多採用法蘭螺栓造型,同時仍會搭配銅或鋁製的墊圈,以便「壓潰後形成密封」。這種墊圈不可重複使用,因此每次更換引擎機油時,都必須換上新品。

此外,固定整流罩或風鏡的螺栓,有時也會使用樹脂製墊圈,以避免刮傷或破裂。
並不是所有墊圈都不需要;需要墊圈的地方仍裝有墊圈,發揮應有作用。
而大量使用墊圈的老車,是因為當時的設計需要才裝上墊圈,所以在保養或改裝時(尤其繼續使用當年的螺栓與螺帽時),基本上絕對不能省略墊圈。
原文出處:いまどきのバイクは「ワッシャー」激減!? ボルトとナットにセットで使うと思っていたが……
原文記者:伊藤康司
原文圖庫:https://bike-news.jp/photo/482066
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