クリアランス調整

こちらの記事では、部品精度や生産効率などを高めるために行われるクリアランス調整について紹介していきます。

クリアランス調整とは？

機械や装置は数多くの部品から構成されていますが、これらの部品はひとつひとつがただくっついているだけでは期待した性能を発揮することができません。例えば歯車同士が噛み合う部分については、適切な隙間がないと騒音や摩耗の原因になるケースもあります。

この適切な隙間、いわゆる「クリアランス」を精度よく作り込んで管理することが、組み立てを行う上で大切になってきます。しかし、個々の部品が寸法通りに仕上がっていたとしても、組み合わせた際の累積公差が想定外のずれを生み出すことがあります。この問題を解決するには、それぞれの部品精度を高めるとともに、組み立て工程における「クリアランス調整」が重要なポイントといえます。

クリアランス調整とバックラッシュ調整の違いは？

「バックラッシュ」とは、動力を伝える部品（主に歯車など）同士の「遊び」のことを指します。歯車が滑らかに動くためには、歯と歯の間に隙間が必要ですが、この隙間の調整を行うことによって、スムーズに動力を伝えられるようになります。

一方、「クリアランス調整」は、歯車のほかにプレス機械やシャーリングマシン、エンジンにおけるバルブやベアリングといったように、多彩な機械機器類の隙間の調整を指しています。

ギア間の調整については、「クリアランス調整＝バックラッシュ調整」と言い換えることもできます。

バックラッシュについて
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クリアランス調整の必要性

製品の品質管理を行うにあたっては、クリアランスは重要です。クリアランスが適切に設定されていない場合には、プレス加工にて発生する余計なバリや製品に過度なストレスがかかってしまうことによって、製品の寸法精度が低下する可能性も考えられます。もしバリが発生してしまうと、他の部品を組み付ける際に邪魔になる・作業者や製品の利用者を傷つけるケースもあることから、バリの除去を行う必要があります。

例えばベアリングにおいてもクリアランス調整は非常に重要です。ベアリングのクリアランスが大きすぎる・小さすぎるといった場合には、ベアリングの耐用年数が低下することに加えて、機器全体の動作の安定性が低下するといった影響も出てきます。

さらに機械に対しても負荷をかけてしまうため、いずれ設備の故障につながることもあります。逆にクリアランスをしっかりと確保することによって、寸法精度を保ちつつ生産効率を高められます。このように、適切にクリアランス調整を行うことは、製品の仕上がりの良さと生産効率の維持に直結しています。

クリアランス調整で使用されるシムの種類や役割は？

C型シム

C型シムとは、金属や樹脂製の薄い板の加工によって製作される、「シム」と呼ばれる調整部品のひとつです。その特徴は、リング状になっている板の一部に切り欠きが設けられていることで、アルファベットのCに見える形をしている点です。この「切り欠き」がさまざまなメリットをもたらしています。 メリットの一つとして、現場において迅速にクリアランス調整を行える、という点が挙げられます。新しい金型をセットアップした際に、製品寸法にわずかにずれが生じている場合や、長時間機械を稼働させることによって熱で膨張した部品についてクリアランスの調整を行う必要が出てくることがあります。 このような場面でC型シムを使用すれば、ボルトを緩めて隙間を作ることによって厚みの異なるシムを簡単に差し替えることができるようになります。このように、C型シムがあれば現場での調整を素早くできるようになり、その場面にあった調整値をすぐに見つけられます。

シムリング

「シムリング」は、リング状の形をした薄い板であり、その役割は、機器や金型の隙間に挟んで調整を行うことです。機械がガタついてしまうことを防いで、水平バランスを保てるようになります。このように、シムリングは機械の稼働を支えるという役割を担っていると言えます。 例えばパイプやバルブ、ベアリング、ハブなど、シムリングはさまざまな円形状のものの長さや高さ、隙間の精度を調整するために用いられています。その中でも特にベアリングにおいては、軸とハウジングの間やベアリング内部にある部品の間に介在することによってクリアランスを精密に調整できます。このように、クリアランスの調整を行うことによって、ベアリング本体が持っている性能を引き出すことができます。