ロッドエンドの内部のボールやレースは、取り付け方にかかわらず、前触れなく故障することがあります。取り付けの幾何形状によって変わるのは、その次に何が起こるかです。セーフティワッシャーのない片持ちせん断の取り付けでは、内部の故障と、リンケージが物理的にバラバラになることが、同じ出来事で起こります。これが、ここで「推奨」ではなく、「必須」が正しい言葉である、具体的な機械的な理由です。
「内部の故障」が、最初に実際どのように見えるか
リンケージが分離する前に、ジョイント自体の内部で、何かが故障しなければなりません。ボールとレースは、通常、金属同士、またはPTFE内張りとの、摺動するはめあいを通じて、ラジアルおよび軸方向の荷重を伝達します。そのはめあいは、時間とともに劣化し、内張りが、むき出しの金属接触まで摩耗するか、ボールが、繰り返し荷重の下で疲労き裂を生じ、最終的に、レースから緩んだり、レース自体が割れたりします。この内部の劣化は進行性で、セーフティワッシャーは、それを遅らせることも、防ぐこともありません。それがすでに起こった後に、何が起こるかにだけ、意味があります。
二面せん断:ハウジングには、逃げ場がない
二面せん断の取り付けでは、ロッドエンドのハウジングは、両側に1つずつある、2つのサポートブラケットの間に挟まれます。内部のボールが故障しても、ハウジングは、ジョイントの内部で何が起こったかにかかわらず、その両側のブラケットの幾何形状によって、物理的にその位置に固定されたままです。リンケージは、今や損なわれていても、機械的に接続されたままで、新たなガタを感じたり、異音を聞いたりするかもしれませんが、部品は、あるべき場所に、まだあります。
セーフティワッシャーのない片持ちせん断:滑りを止めるものがない
片持ちせん断の取り付けには、サポートブラケットが1つしかありません。ボールが故障して、ハウジングが、ボルトに対する通常の保持力を失うと、ハウジングを所定の位置に保つ、第二の拘束はなく、ボルトの軸に沿って、まっすぐ滑り、その端から外れる可能性があります。何の対策もない片持ちせん断の取り付けには、これに抵抗する幾何形状は、ありません。リンケージは、二面せん断の取り付けのように、損なわれつつも接続された状態に、劣化するのではなく、分離します。ステアリングのタイロッドやドラッグリンクでは、それが起こった瞬間に、ドライバーが、その車輪のステアリング入力の機械的な制御を失うことを意味し、これが、競技のルールブック(この要件については、Baja SAEや、同様のオフロードレースシリーズが、よく引用されます)が、単なる提案にとどめず、片持ちせん断のステアリングやサスペンションのリンケージに、セーフティワッシャーを義務づける、具体的な理由です。
これは、この要件が、取り付けの品質に関するものではない理由でもあります。完璧にトルク締めされ、正しく取り付けられた、片持ちせん断のロッドエンドでも、この故障経路は、その幾何形状に組み込まれています。ワッシャーは、ミスを補っているのではなく、片持ちせん断の取り付けが、設計上持っている、構造上の隙間を補っているのです。
セーフティワッシャーが、実際に介入すること
セーフティワッシャーの外径は、ロッドエンドのハウジングの取り付け穴より大きくなっています。内部の故障の後、ハウジングがボルトに沿って、滑り始めると、ワッシャーの大きな直径が、ハウジングの縁を物理的に捉え、それ以上滑り落ちるのを止めます。これは、内部の故障を防ぐものではなく、ジョイントの外からは、何をしても防げません。それが行うのは、その故障の結果を、「使用中に、リンケージが完全に分離する」から、「リンケージに突然ガタが生じるが、物理的には接続されたままで、直ちに使用を停止する必要がある」に変えることです。それが、この部品の役割のすべてで、故障を防ぐのではなく、その影響を限定することです。
これは、一般的な平ワッシャーが、専用に設計されたセーフティワッシャーの代わりにならない理由でもあります。適切に設計されたセーフティワッシャーは、インナーレースに対して特に締め付ける、段付きの凹型プロファイルを持っています。ハウジングを捉えるのに十分な外径を持つ平ワッシャーは、通常のアーティキュレーションの間に、ハウジングの面にも干渉し、(願わくは)決して起こらない故障に備えるために、日常使用でジョイントの可動範囲を制限してしまいます。
実際の寸法であり、単なる「大きなワッシャー」ではない
ロッドエンドのセーフティワッシャーは、ジョイントのボア径に合わせたサイズで、万能の部品ではありません。一般的なカタログ寸法(303ステンレス鋼):
| ロッドエンドのボア径 | ワッシャーの外径 | 厚さ |
|---|---|---|
| 1/2" | 1.245" | 0.200" |
| 5/8" | 1.365" | 0.250" |
| 3/4" | 1.615" | 0.313" |
セーフティワッシャーを指定、または調達する場合は、どんな大きめのワッシャーでも役目を果たすと思い込まずに、実際のボアサイズに合わせてください。
「どう取り付けるか」の面(取り付けの向き、インナーレースに対するトルク締め、ジョイントを拘束するワッシャーを避けること)については、片持ちせん断のロッドエンドの取り付けで、セーフティワッシャーを使わなければならない理由をご覧ください。
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