1. はじめに
米国規格のファスナーを調達する場合、最もよく混乱する点の 1 つは、USS 平ワッシャーと SAE 平ワッシャーの違いです。どちらも北米市場で広く使用されている平ワッシャーですが、外径、厚さ、用途が大きく異なります。間違ったタイプを選択すると、座面の不足、荷重分散の不足、またはアセンブリの互換性の問題が発生する可能性があります。
この記事では、USS 平ワッシャーと SAE 平ワッシャーの詳細な比較を提供し、寸法仕様、材料グレード、用途シナリオ、および海外のバイヤーが情報に基づいた調達の意思決定を行うのに役立つ選択ガイダンスをカバーしています。
2. USS および SAE 平ワッシャーとは何ですか?
2.1 USS 平ワッシャーの定義
USS (米国規格) 平ワッシャーは、米国規格の平ワッシャーのより重くて大径のシリーズです。同じ公称ボルトサイズの SAE ワッシャーと比較して、外径が広く、厚みが大きいのが特徴です。 USS ワッシャーは、より大きな座面を提供し、クランプ荷重をより広い範囲に分散するように設計されているため、頑丈な構造用途に適しています。
USS ワッシャーは一般に、建設、構造用鋼、重機、およびボルト穴が大きすぎる可能性がある用途や追加の荷重分散が必要な用途に指定されています。通常、これらは ASTM A325 構造ボルトやその他の重い六角ボルトと組み合わせられます。
2.2 SAE 平ワッシャーの定義
SAE (自動車技術者協会) の平ワッシャーは、軽量で小径のシリーズです。 USS ワッシャーよりも外径が狭く、プロファイルが薄く、スペースが限られ、荷重要件が中程度である自動車、家電製品、および一般産業用途での使用向けに設計されています。
SAE ワッシャーは、自動車組立、電気機器、家具、軽機械の標準的な選択肢です。これらは一般に、非構造用途で SAE グレード 5 およびグレード 8 の六角ボルトとともに使用されます。
3. 主な寸法の違い
3.1 外径
最も顕著な違いは外径 (OD) です。どのボルト サイズでも、USS ワッシャーの外径は SAE ワッシャーよりも大幅に大きくなります。たとえば、1/2' ボルトの場合:
これは、USS ワッシャーの座面面積が約 40% 増加することを意味し、これにより荷重分散が向上し、柔らかい素材を引き抜くリスクが軽減されます。
3.2 厚さ
USS ワッシャーも SAE ワッシャーよりも厚いです。 1/2' ボルト サイズの例を使用すると、次のようになります。
USS ワッシャーの厚みが大きいため、圧縮強度が向上し、重いクランプ荷重下でのカッピングや変形に対する耐性が向上します。
3.3 穴のサイズ
USS ワッシャーと SAE ワッシャーはどちらも、対応するボルト直径のクリアランスを提供する標準の穴サイズを使用します。穴のサイズは通常、わずかな位置のずれを考慮してボルトの公称直径よりわずかに大きくなっています。 USS と SAE は同じボルト シャンクに対応する必要があるため、同じボルト サイズの場合、穴の直径は通常一貫しています。
4. サイズ表の比較
以下の表は、参考として、一般的な USS および SAE 平ワッシャーの寸法を並べて比較したものです。
ボルトサイズ |
USS OD |
USSの厚さ |
SAE OD |
SAEの厚さ |
穴ID(両方) |
1/4' |
3/4インチ (19.0mm) |
3/64インチ (1.19mm) |
9/16インチ (14.3mm) |
1/32インチ (0.79mm) |
5/16インチ (7.94mm) |
5/16」 |
7/8インチ (22.2mm) |
1/16インチ (1.59mm) |
11/16インチ (17.5mm) |
1/32インチ (0.79mm) |
3/8インチ (9.53mm) |
3/8」 |
15/16インチ (23.8mm) |
5/64インチ (1.98mm) |
3/4インチ (19.0mm) |
1/16インチ (1.59mm) |
7/16インチ (11.1mm) |
7/16」 |
1-1/8インチ (28.6mm) |
3/32インチ (2.38mm) |
13/16インチ (20.6mm) |
1/16インチ (1.59mm) |
1/2インチ (12.7mm) |
1/2」 |
1-3/8インチ (34.9mm) |
9/64インチ (3.57mm) |
1-1/16インチ (26.2mm) |
1/16インチ (1.59mm) |
9/16インチ (14.3mm) |
5/8」 |
1-3/4インチ (44.5mm) |
3/16インチ (4.76mm) |
1-5/16インチ (33.3mm) |
5/64インチ (1.98mm) |
11/16インチ (17.5mm) |
3/4」 |
2インチ (50.8mm) |
7/32インチ (5.56mm) |
1-1/2インチ (38.1mm) |
3/32インチ (2.38mm) |
13/16インチ (20.6mm) |
7/8」 |
2-1/4インチ (57.2mm) |
1/4インチ (6.35mm) |
1-3/4インチ (44.5mm) |
3/32インチ (2.38mm) |
15/16インチ (23.8mm) |
1' |
2-1/2インチ (63.5mm) |
9/32インチ (7.14mm) |
2インチ (50.8mm) |
1/8インチ (3.18mm) |
1-1/16インチ (26.2mm) |
5. 材質と強度グレードのオプション
USS 平ワッシャーと SAE 平ワッシャーはどちらも、さまざまな用途要件に合わせてさまざまな材質と仕上げで入手できます。
材料 |
共通グレード |
典型的な仕上げ |
応用 |
低炭素鋼 |
グレード 2 / コマーシャル |
亜鉛メッキ、黒染め |
汎用・屋内用 |
中炭素鋼 |
5年生 / 8年生 |
亜鉛メッキ、リン酸塩 |
自動車、機械 |
合金鋼 |
SAE J429 グレード 8 |
亜鉛メッキ、ダクロメット |
高強度、重荷重 |
ステンレス304 |
A2-70 |
プレーン (不動態化) |
耐食性、食品グレード |
ステンレス鋼316 |
A4-80 |
プレーン (不動態化) |
海洋、化学、沿岸 |
構造用途の場合、USS ワッシャーは、特定の硬度と寸法公差を必要とする ASTM F436 (硬化鋼ワッシャー) 仕様を満たすように製造されることがよくあります。 SAE ワッシャーは通常、ASME B18.21.1 規格に準拠しています。
6. アプリケーションシナリオ
6.1 USS 平ワッシャーの用途
6.2 SAE 平ワッシャーの用途
自動車組立： エンジン部品、シャーシ、ボディパネル
電気エンクロージャ: コントロール パネル、ジャンクション ボックス
家電製品製造: 家庭用および産業用家電
家具と棚: 軽荷重から中荷重までのアセンブリ
一般産業用： スペースが限られており、負荷が中程度の場合
7. USS と SAE のどちらを選択するか
プロジェクトの仕様を確認します。 構造図面とエンジニアリング仕様では、USS または SAE が明示的に要求されます。常に指定された基準に従ってください。
荷重を考慮してください。 構造荷重が大きい場合は、より大きな座面とより厚い USS を選択してください。軽負荷から中負荷の場合は SAE で十分であり、より経済的です。
スペースの制約を評価する: アセンブリのボルト周囲の半径方向クリアランスが限られている場合は、外径の小さい SAE ワッシャーが必要になる場合があります。
ボルトのタイプに適合: 重い六角構造ボルト (A325/A490) には通常、USS/F436 ワッシャーが使用されます。通常の六角ボルト (SAE グレード 5/8) には通常、SAE ワッシャーが使用されます。
基材の評価: 木材、プラスチック、または薄い板金に固定する場合、USS ワッシャーの表面積が大きいと抜けを防止できます。
簡単な経験則: アプリケーションが構造的または高負荷の場合は、USS を使用します。自動車、家電、または汎用品の場合は、SAE を使用します。疑問がある場合は、設計図またはボルト製造元の推奨事項を参照してください。
8. よくある間違いと落とし穴
8.1 構造用途への SAE ワッシャーの使用
問題: SAE ワッシャーの外径が小さく、プロファイルが薄いと、構造荷重に対して十分な座面を提供できず、ワッシャーの変形や引き抜けが発生します。 解決策: 建築基準法で指定されている構造用鋼の接続には、常に USS または ASTM F436 硬化ワッシャーを使用してください。
8.2 互換性の仮定
問題: USS ワッシャーと SAE ワッシャーは、同じサイズのボルトを取り付けても互換性がありません。間違ったタイプを使用すると、クランプの荷重分散やアセンブリの完全性に影響を与える可能性があります。 解決策: 設置する前に、ワッシャーの仕様がプロジェクトの要件に適合していることを確認してください。外径と厚さの両方を確認してください。
8.3 硬度要件の無視
問題: 市販グレードの柔らかいワッシャーを高強度ボルトに使用すると、ワッシャーがかぶったり変形したりして、予圧が低下する可能性があります。 解決策: グレード 8 または A325 ボルトの場合は、硬化ワッシャー (USS の場合は ASTM F436、または完全硬化 SAE ワッシャー) を使用して、一貫したクランプ力を維持します。
8.4 穴のサイズが一致しない
問題点: ボルトに対して内径が大きすぎるワッシャーを使用すると、位置ずれや荷重の分散が不均一になる可能性があります。 解決策: ワッシャーの呼びサイズとボルトの直径を常に一致させてください。標準の USS および SAE ワッシャーには、指定されたボルト サイズに適したサイズのクリアランス ホールが付いています。
9. よくある質問
Q1: USS ワッシャーと SAE ワッシャーは互換性がありますか?
いいえ、どちらも同じボルト径に適合しますが、外径と厚さが異なります。 USS ワッシャーは構造用途向けに大きくて重いのに対し、SAE ワッシャーは汎用用途向けに小型で軽量です。間違ったタイプを使用すると、ジョイントの完全性が損なわれる可能性があります。
Q2：ワッシャーの種類はどれが強いですか？
USS ワッシャーは通常、厚みと座面が大きいため、より強力です。ただし、強度は材質や硬度によっても異なります。硬化した SAE ワッシャーは、低炭素 USS ワッシャーよりも強力である可能性があります。重要な用途の場合は、必ず材料グレードの仕様を確認してください。
Q3: USSワッシャーは通常の六角ボルトに使用できますか?
はい、より大きな座面が必要な場合は、USS ワッシャーを通常の六角ボルトと一緒に使用できます。ただし、軽量の用途では過剰で経済的ではない可能性があります。 SAE ワッシャーは、非構造アセンブリの通常の六角ボルトに標準的に適合します。
Q4: ワッシャーの「USS」とは何の略ですか?
USS は「United States Standard」の略です。これは、もともと米国で産業用および構造用に標準化された、より重くて大径の平ワッシャー シリーズを指します。
Q5: USS および SAE 平ワッシャーはどこで大量に購入できますか?
NINGBO TOPBOLT METALWORKS CO., LTD は、さまざまな材質と表面処理を施した、1/4 インチから 1-1/2 インチのフルサイズ範囲の USS 平ワッシャーと SAE 平ワッシャーの両方を供給しています。海外案件調達においては、バルク梱包や特注仕様にも対応可能です。
