진동, 동적 하중, 열 사이클, 침하 등으로 볼트/너트가 풀리는 것을 방지하기 위해 설계된 특수 와셔입니다. 볼트 머리나 너트와 피체결면 사이에 끼워 체결력을 유지하고 회전 풀림을 억제합니다.
종류별로 차이가 있으나, 대표적으로 스프링 타입은 탄성 변형으로 스프링 힘을 발생시켜 마찰력과 저항 토크를 높입니다. 쐐기 타입은 경사진 캠이 볼트 피치 각도보다 큰 각도로 맞물려 풀림 시 오히려 장력을 높이는 쐐기 효과를 냅니다. 톱니 타입은 톱니가 양면 물재에 파고들어 기계적 맞물림으로 고정합니다.
볼트 체결부의 장력(클램프 로드) 유지 → 회전/이동 방지 → 연결부 신뢰성 확보. 마찰력 증대 또는 기계적 잠금으로 진동/충격/열팽창 차이 환경에서도 체결력 유지.
너트 또는 볼트 머리 바로 아래, 피체결면과 직접 접촉. 평와셔와 조합 사용 시 평와셔 위에 잠금 와셔 배치(너트 측) 또는 양쪽에 각각 배치.
한 군데 절개(스플릿)와 나선형 비틀림이 있는 링 형상. 압축 시 평탄해지며 스프링 힘 발생. 하이칼라(두꺼운) 버전은 더 높은 압력 제공.
너트 조임 → 와셔 압축 평탄화 → 스프링 반력 발생 → 마찰력↑. 절개부 날카로운 모서리가 면에 파고들어 회전 저항 추가. 진동/충격 에너지 일부 흡수.
진동, 중등도 충격, 빈번한 분해조립이 있는 조립체. 탄성 변형으로 예압(preload) 부여, 반력으로 축방향 장력 유지. 설치 간편, 분해 용이.
기계 제조, 자동차 정비, 가전, 건축 설치. 범용 체결, 빈번한 분해조립, 임시 구조물. 단, 고진동/고예압 환경에선 풀림 방지 효과 감소.
한 쌍(2개 1세트)으로 구성. 한 면은 쐐기형 캠(cam), 반대 면은 방사형 톱니(serration). 캠 각도가 볼트 나사 피치 각도보다 큼 → 쐐기 효과.
쌍으로 장착 시 캠끼리 맞물림. 볼트 조임 → 쐐기 치형이 지속적 장력 생성. 풀림 시도 시 캠이 볼트/너트를 들어올리며 장력↑ → 클램프 로드 유지. 방사형 톱니는 볼트/피체결면 양쪽에 물려 추가 잠금. 마찰력만 의존하지 않아 윤활제 존재해도 효과 유지.
고진동/충격 환경에서 볼트 장력 유지, 풀림 방지. 분해 후 재사용 가능, 반복 체결 후에도 안정적 클램프 힘. 상하 와셔 정확히 짝맞춤/정렬 필수.
풍력 발전, 철도 차량, 중장비, 항공우주. 극한 진동/신뢰성 필수 연결부: 풍력 타워, 철도 대차, 광산 기계.
내경 또는 외경에 톱니(serration) 있는 얇은 와셔. 내부 톱니(내경 측), 외부 톱니(외경 측), 파형/웨이브 형상 변형 존재.
조임 시 톱니가 너트/볼트와 피체결면에 변형되며 파고듦 → 기계적 맞물림 + 마찰력↑. 내부 톱니: 소형 나사 머리용. 외부 톱니: 대형 볼트/너트용.
진동/충격 하 풀림 방지. 진동 에너지 흡수. 전기적 접지/안정적 체결 필요 조립에 특히 유효.
자동차 섀시 연결, 진동 장비 기계, 항공우주 정밀 조립, 비계/고예압 이음, 전자기기(접지+고정 동시).
주요 표준: ASME B18.21.1(인치), ASME B18.21.2M(미터), DIN 127A/B, 128A, 6797, 6798A, 7980. 재질: 탄소강, 스프링강, 스테인리스(A2, A4, 300/400계), 인청동, 실리콘청동. 표면처리: 인산염, 아연도금, 니켈도금 등.
| 공칭 | 내경 Min | 내경 Max | 외경 Max | 두께 Ref | 폭 Ref |
|---|---|---|---|---|---|
| M2 | 2.1 | 2.4 | 4.4 | 0.5 | 0.9 |
| M2.5 | 2.6 | 2.9 | 5.1 | 0.6 | 1 |
| M3 | 3.1 | 3.4 | 6.2 | 0.8 | 1.3 |
| M4 | 4.1 | 4.4 | 7.6 | 0.9 | 1.5 |
| M5 | 5.1 | 5.4 | 9.2 | 1.2 | 1.8 |
| M6 | 6.1 | 6.5 | 11.8 | 1.6 | 2.5 |
| M8 | 8.1 | 8.5 | 14.8 | 2 | 3 |
| M10 | 10.2 | 10.7 | 18.1 | 2.2 | 3.5 |
| M12 | 12.2 | 12.7 | 21.1 | 2.5 | 4 |
| M16 | 16.2 | 17.0 | 27.4 | 3.5 | 5 |
| M20 | 20.2 | 21.2 | 33.6 | 4 | 6 |
| M24 | 24.5 | 25.5 | 40 | 5 | 7 |
| M30 | 30.5 | 31.7 | 48.2 | 6 | 8 |
| M36 | 36.5 | 37.7 | 58.2 | 6 | 10 |
| M42 | 42.5 | 43.7 | 68.2 | 7 | 12 |
| M48 | 49 | 50.5 | 75 | 7 | 12 |
| 공칭 | 내경 Max | 내경 Min | 외경 Max | 외경 Min | 평균 두께 Min | 폭 Max |
|---|---|---|---|---|---|---|
| #2 | 0.094 | 0.086 | 0.172 | 0.088 | 0.020 | 0.035 |
| #4 | 0.120 | 0.112 | 0.209 | 0.114 | 0.025 | 0.040 |
| #6 | 0.148 | 0.138 | 0.250 | 0.141 | 0.031 | 0.047 |
| #8 | 0.174 | 0.164 | 0.293 | 0.167 | 0.040 | 0.055 |
| #10 | 0.200 | 0.190 | 0.334 | 0.193 | 0.047 | 0.062 |
| 1/4 | 0.260 | 0.250 | 0.487 | 0.252 | 0.062 | 0.109 |
| 5/16 | 0.322 | 0.312 | 0.583 | 0.314 | 0.078 | 0.125 |
| 3/8 | 0.385 | 0.375 | 0.680 | 0.377 | 0.094 | 0.141 |
| 7/16 | 0.450 | 0.438 | 0.776 | 0.440 | 0.109 | 0.156 |
| 1/2 | 0.512 | 0.500 | 0.869 | 0.502 | 0.125 | 0.171 |
| 9/16 | 0.574 | 0.562 | 0.965 | 0.564 | 0.141 | 0.188 |
| 5/8 | 0.641 | 0.625 | 1.073 | 0.628 | 0.156 | 0.203 |
| 3/4 | 0.766 | 0.750 | 1.265 | 0.753 | 0.188 | 0.234 |
| 7/8 | 0.894 | 0.875 | 1.459 | 0.878 | 0.219 | 0.266 |
| 1 | 1.024 | 1.000 | 1.656 | 1.003 | 0.250 | 0.297 |
| 1-1/8 | 1.153 | 1.125 | 1.847 | 1.129 | 0.281 | 0.328 |
| 1-1/4 | 1.280 | 1.250 | 2.036 | 1.254 | 0.312 | 0.359 |
| 1-3/8 | 1.408 | 1.375 | 2.219 | 1.379 | 0.344 | 0.391 |
| 1-1/2 | 1.534 | 1.500 | 2.419 | 1.504 | 0.375 | 0.422 |
| 1-3/4 | 1.789 | 1.750 | 2.679 | 1.758 | 0.389 | 0.424 |
| 2 | 2.039 | 2.000 | 2.936 | 2.008 | 0.422 | — |
| 크기 | 내경 d (mm) | 외경 D (mm) | 두께 T (mm) |
|---|---|---|---|
| M3 | 3.4 | 7.0 | 1.8 |
| M3.5 | 3.9 | 7.6 | 1.8 |
| M4 | 4.4 | 7.6 | 1.8 |
| M5 | 5.4 | 9.0 | 1.8 |
| M6 | 6.5 | 10.8 | 1.8 |
| M8 | 8.7 | 13.5 | 2.5 |
| M10 | 10.7 | 16.6 | 2.5 |
| M12 | 13.0 | 19.5 | 2.5 |
| M14 | 15.2 | 23.0 | 3.4 |
| M16 | 17.0 | 25.4 | 3.4 |
| M18 | 19.5 | 29.0 | 3.4 |
| M20 | 21.4 | 30.7 | 3.4 |
※ M3~M72까지 제품군 존재. 스테인리스/강재 선택 가능. 캠 각도는 나사 피치 각도 초과 설계.
| 적용 나사 | d min (mm) | D max (mm) | 두께 s (mm) | 최소 톱니 수 |
|---|---|---|---|---|
| M1.6 | 1.7 | 3.6 | 0.3 | 6 |
| M2 | 2.2 | 4.5 | 0.3 | 6 |
| M2.5 | 2.7 | 5.5 | 0.4 | 6 |
| M3 | 3.2 | 6.0 | 0.4 | 6 |
| M4 | 4.3 | 8.0 | 0.5 | 8 |
| M5 | 5.1 | 9.0 | 0.5 | 8 |
| M6 | 6.4 | 10.0 | 0.7 | 8 |
| M8 | 8.2 | 12.5 | 0.8 | 8 |
| M10 | 10.5 | 18.0 | 0.9 | 9 |
| M12 | 12.5 | 18.0 | 1.0 | 10 |
| M14 | 15.0 | 24.0 | 1.0 | 10 |
| M16 | 17.0 | 26.0 | 1.2 | 12 |
| M20 | 21.0 | 33.0 | 1.4 | 12 |
| M24 | 25.0 | 38.0 | 1.5 | 14 |
| M30 | 31.0 | 48.0 | 1.6 | 14 |
주요 재질: 탄소강, 스프링강, 스테인리스강(A2, A4, 300/400계), 인청동, 실리콘청동. 표면처리: 인산염, 아연도금, 니켈도금, 다크로메트 등 내식성 강화.
| 특성 | 스플릿/스프링 | 쐐기(웨지) | 톱니 |
|---|---|---|---|
| 잠금 메커니즘 | 탄성 예압 + 모서리 바이트; 마찰 보조 | 캠 쐐기 기하; 피치각 초과 각도로 잠금; 마찰 비의존; 윤활제 영향 안 받음 | 톱니가 양면 파고듦; 마찰 + 기계적 맞물림 |
| 진동 저항 | 일반 진동 기본 방지; 풀림 후 '느낌' 개선 (즉시 손가락 풀림은 아님) | 초기 안착 후 높고 안정적 클램프 로드; 반복 시험서 의도치 않은 회전 없음; 재조임 불필요 | 경~중 진동 적합; 초저토크/고진동 리그에서 결과 편차 가능 |
| 설치 | 단일 와셔; 평와셔와 조합 흔함; 하이칼라 선택 가능 | 항상 짝맞춤 쌍; 캠 면 서로 향하게; 톱니는 맞물림 면 향하게 | 내부: 소형 머리/외면 평활 필요; 외부: 넓은 플랜지 효과; 톱니가 맞물릴 면 확보 필수 |
| 재사용성 | 재사용 가능; 반복 사용 시 거동 미세 변화이나 소규모 시험서 사용 가능 | 재사용 가능; 캠 자국으로 정상 장착 확인 용이 | 재사용 가능; 사이클 후 변형 가능성 |
| 비용/복잡성 | 저가; 단순 | 고가; 극한 진동서 우월; 검사 용이 | 저~중가; 간편; 표면 상태 민감 |
| 주용도 | 일반 기계, 차량 | 중장비, 풍력 터빈 | 자동차, 전자, 판금 |
비교 시험과 현장 경험 모두 쐐기 잠금 와셔가 볼트 고정에 가장 신뢰성 높음을 입증. 극한 진동/안전 중요 환경에서 클램프 로드 안정 유지, 풀림 저항력이 스프링/톱니 타입 압도. 스프링 와셔는 중등도 진동, 빈번 분해조립에 적합. 톱니 와셔는 중등도 하중, 특히 전기 접지/추가 그립 필요 시 유용.
최고 보안 필요 시(풍력, 철도, 항공우주): 쐐기 잠금 와셔 최선.
범용 체결: 스프링/톱니 와셔로 실용적, 비용 효율적 성능 확보.
산업기술
부품 및 재료 4001 쿼드 NOR 게이트 (Radio Shack 카탈로그 # 276-2401) 8위치 DIP 스위치 (Radio Shack 카탈로그 # 275-1301) 10세그먼트 바 그래프 LED (Radio Shack 카탈로그 # 276-081) 6볼트 배터리 1개 10kΩ 저항 2개 470Ω 저항 2개 100Ω 저항 2개 주의! 4001 CMOS IC는 정전기 방전에 매우 민감합니다. 주의해서 다루세요. 참조 Lessons In Electric Circuits, Volume 4, chapter 3: Logi
몇 년 전만 해도 디지털 모델을 현실의 물체로 바꿔주는 기계를 집에 둔다는 건 SF 영화 같은 이야기였습니다. 배트맨 피규어가 갖고 싶으면 동네 가게 가서 사야 했죠. 우리 손으로 장난감을 만드는 기계, 수천 가지 출력 옵션을 가진 기계를 가진다는 건 상상도 못 했습니다. 게다가 구할 수 없는 가전 부품을 직접 출력해 교체할 수 있다는 건 더더욱 상상 못 했습니다. 책상 밑에 헤드셋 걸 고리가 필요하세요? 웹에서 마음에 드는 모델 찾아 출력하면 끝. 딱 그렇게 간단합니다. 이제 3D 프린터는 현실이고 누구나 집에 들일 수 있습니다.
