シムプレートとは
シムプレート(英語: Shim plat)とは、部品と部品または部品と設備・設置場所の間に挟み込み、相互間の位置・レベル・間隔を調整するための部品です。
シムプレートの種類
図1. シムプレートの種類
シムプレートは「シム」の一種で、プレート型の「シムプレート(シム板）、リング型シムの「シムリング」、薄いテープ状の金属シートなどがあります。
1. シムプレート
シムプレートは、プレートの形状、取り付け方法、材質や特定使用用途などによって、さまざまな種類があります。代表的なシムプレートは、ベース用シムプレートで穴あけされた矩形状のプレートで、プレートの大きさ、厚み、穴数や材質により分類されます。また穴ではなくスロット(溝)状に切り欠かれたものもあります。
複数回の取り付け・取り外しを容易にした、プレート形状アライメントシムがあり、工具などを引っ掛ける鍔と穴があります。また、ラミネートタイプ(積層剥離式)は、あらかじめ薄い同板厚のプレートが接着剤で複数枚重ね合わされており、1枚ごとに剥離して使用することで、自在に板厚が調整でき、実物の隙間や高さに合わせて容易に使用することができます。
寸法は、あらかじめ一般的に使用される外形・穴径のものと、寸法をオーダーするものがあります。特にシムプレートと用途として重要な板厚は、t0.005～t6.0mmなどさまざまな種類があります。材質は、一般的にオーステナイト系ステンレス鋼 SUS304になり、その他では鉄系のSPCC,SPHC、真鍮のC2680P,C2801P、アルミニウム板材やPET樹脂などがあります。
2. シムリング
リング型のシムリングは、穴あけされたリング形状とC字型スリット形状、材質などによって分類されます。シムリングは特定使用用途があり、ベアリングの内・外輪用やフランジ用などがあります。
寸法はシムプレートと同様に、あらかじめ一般的に使用される外径・穴径のものと、寸法をオーダーするものがあります。板厚もベアリング用は、ベアリング型式に適用した寸法になります。材質は、一般的にオーステナイト系ステンレス鋼 SUS304になります。
3. テープ状
一般的な粘着テープのようにロール状に、薄い金属テープが巻かれたものです。自由な長さにかっとして使用できることが特徴です。「シムテープ」と呼ばれることもあります。寸法は、主にテープ幅と板厚による種類があります。材質は、SUS304、真鍮などがあります。
シムプレートの使用用途
シムプレートの使用用途は、機械部品間の高さや位置の調整に使用されています。
1. シムプレート
シムプレートの一種で、ベース用シムプレートの使用例として、ファン(送風機)のモーターのレベル(高さ方向)調整があります。下図の図2 シムプレート使用例を参照してください。(図は2つ溝のベース用シムプレートになります)
モーターは脚付き型でベースの上に設置され、モーターの出力軸はカップリングを介してファンに接続されています。ベースは、モーターとファンの位置関係が適切になるように設計・製作されていますが、現実的には加工・製作精度などによりずれが生じます。
この場合は、モーターの左右方向はモーターの位置で調整できますが、上下方向に隙間がある場合、このままでは調整はできません。その際にシムプレートを隙間に挟み込み、モーターの高さを調整します。板厚の異なる複数枚を組み合わせて使用することで、精細な調整が可能になります。
図2. シムプレートの使用例(1)
2. ベアリング用シムリング
シムリングの一種で、ベアリング用シムリングは、名前の通りベアリング用に特化されたシムリングで、ベアリング外輪用と内輪用があります。ベアリングの位置を調整するために使用します。下記の図3 シムリング使用例を参照してください。
シムリング内輪用の板厚や枚数を調整することで、ベベルギア(かさ歯車)の軸方向位置が変化します。これにより相手合側のベベルギアとの噛み合いを精密に調整することができます。
図3. シムプレートの使用例(2)
3. テープ状
テープ状もシートがロールに巻き付けられていて、引き出して自由長さ切断して使用します。大きさ・形状や板厚などに自由度があるため、汎用性があります。
4. ラミネートタイプ(積層剥離式)
ラミネートタイプ(積層剥離式)は、シムプレートで説明したように積層され1枚になっているため、1枚ずつ剥離して使用することで、必要な板厚に自由度があります。
特長としては、設計時にシムプレートの板厚や枚数を正確に検討する必要がなく、ラミネートタイプを使用することで現物合わせにてシム調整をすることができます。また、複数枚のシムプレートを準備する必要がなく、コスト削減にもなります。ラミネートタイプは、航空宇宙業界で多く使用されています。
シムプレートのその他情報
シムプレートの規格
シムプレート自体には、適用される規格はありませんが、関連規格として下記があります。これらはシムプレート選定の際に参考になります。
- JIS B 1512-1：2011 転がり軸受−主要寸法−第1部：ラジアル軸受
- JIS B 1512-2：2011 転がり軸受−主要寸法−第2部：平面座スラスト軸受
- JIS B 1512-1：2011 転がり軸受−主要寸法−第3部：円すいころ軸受
- SAE AMS-DTL-22499 Shim Stock, Laminated (米国航空宇宙規格)
- DIN LN29557 Aerospace; Laminated shim of corrosion resisting steel; dimension, masses (ドイツ航空宇宙規格)
参考文献
https://www.iwata-fa.jp/
https://www.monotaro.com/s/c-83801/