ダクロ様

長文のコメント、ありがとうございます。
また、適切な解説、大変勉強になりました。
質の高い記事を書いていけるように、精進して参ります。

さて、本文について指摘しますが、
ボルトの強度区分を上げても、理論的には剛性は変わりません。(実際は少しは上がるのかもしれませんが。)
本来、トルクアップと合わせて初めて効果がでます。

強度区分アップ
↓
許容締付トルクアップ(座面硬度・めねじ剪断強度の中で)
↓
ボルト張力アップ
↓
ボルト伸び量・被締結物の縮み量アップ
↓
緩みへの抵抗アップ
となります。

下記に例を示しますね。

◆強度区分8.8×80Nm締付けの想定
80Nmがボルト強度上限界とします。またその時ボルトは0.8伸び、被締結物は0.8縮んだ。とします。
すると緩み発生(ボルト張力0)までに許容できる被締結物の塑性縮み量又はボルトの塑性伸び量は1.6です。

◆強度区分10.9×100Nm締付けの想定
ボルト強度限界が上がるため、100Nmまで締付できたとします。
その時はボルトは1.0伸び、被締結は1.0縮んだとします。(強度区分及びトルクが低いときよりも弾性変形量が多いことがポイント)
すると緩み発生までに許容できる被締結物の塑性縮み量又はボルトの塑性伸び量は2.0です。

具体値は適当なので突っ込まないでほしいですが、定性的にはこういう理屈です。
塑性変形について書きましたが、もちろん擦れによる削れや、振動等による動的な変形に対しても、1.6許容→2.0許容という緩み抵抗性のアップは変わりません。

つまり緩み対策には、被締結物の弾性縮み量及びボルトの弾性伸び量を上げることが直接の対策となります。
それをするには仰る通りボルトの張力アップであり、具体的には強度区分アップ+トルクアップの合せ技です。

ちなみに、
座面硬度アップは、許容塑性変形量に対してどれだけ発生塑性変形量を抑えるか、と言う発想ですね。
これは相違ないですが。

mgさま

かなりの長文にてコメント頂きまして、誠にありがとうございます。

私は自動車業界での経験がなく、一般装置でのボルト緩みの理由を
自動車を例に解説しました。
mgさまがコメント頂いた内容が正しいと思います。

この記事を読まれている方、ご自身がボルト緩みによって問題が生じた場合に、
どのような対策を行うのか、何が効果が高いのかというものの
何かヒントになってほしいという思いがありましたので、
この記事を書かせてもらいました。

参考にならければ、どうか読み飛ばしてください。
記事内容が間違っているご指摘よりも、自分たちは違った対策をしていると
ひと言コメント頂ければ、ありがたいですし、
こちらのモチベーションも上がります^^

長文コメント、本当にありがとうございました。

そしてボルトの軸力に座面やネジ山の摩擦は関係有りません、伸ばした量です
逆に軸力を管理する上で摩擦は邪魔者でしか有りません
ですが現実では締め付けトルクは締め付け角に対して発生する軸力以上に座面などの摩擦で高くなります
またその摩擦でボルトが回らなくなり緩み止めの効果が発生しているのは事実ですが軸力の発生原理とは切り離して考え無ければいけません

塑性域締め付けは通常より細いボルトで高い軸力を要求する場所やボルトがバネとして振舞う事に問題が出る部分に使われます
また塑性域締め付けは軸力を締め付け角で管理するので、座面などの摩擦に影響されにくく軸力を比較的簡単に正しく管理できるのが特徴です
正しい軸力を管理できた結果緩まないだけであり、緩み止め効果を目的としてはいません

自動車での絶対緩んではいけない場所ではカシメや割りピン、折り曲げる回り止めワッシャ、ネジロック剤、セルフロックなどを場所によって使い分けています
その他モータースポーツではワイヤーリングロックと言う方式を使います

経験上、ボルトが破断、塑性変形した事を除いて振動から来る緩みの殆どはボルトが回って緩んだ事ガラス大部分を占めます
結果その状態を放置した事で最終的に削れたと言う事はありますが

ですからまずボルト自体を物理的に回わらない様に固定するのがベストだと考えます
無闇に軸力を上げれば部材の変形を招き新たなトラブルの原因になりかねません

またスプリングワッシャが緩むのは締め過ぎが殆どです
スプリングワッシャを潰し切って使っては意味が無い所か逆に緩みます
そもそもスプリングワッシャは構造上軸力を上げられない場合に使う物です
潰し切って破壊する程の高い軸力を発生出来る箇所では違う方法を取らないといけませんし、そもそもスプリングワッシャが要らない筈です

仮にその条件下でワッシャの張力を発生させたいのでしたらコニカルワッシャを使うのが正解です

自動車用のフランジボルトなどは軸力に応じて緩み止め付きと座面安定の大きく2パターンあります
軸力が高いフランジは座面の安定が目的であり緩み止め効果は求めていません、通常緩み止めにはネジロック剤を塗布している事が多いです
トヨタなどで新品ボルトを購入すると最初から緑色のネジロック剤が塗布されているので良く分かります

軸力と座面などの摩擦は相反する事になり共存する事が難しいのです
軸力管理を優先すれば摩擦が減りボルトは外力で緩み易くなります、ですが座面摩擦を上げて緩み止め効果を高めると軸力管理が出来ず逆に緩んでしまう事もあります
ですから軸力管理を徹底して行う自動車では摩擦に頼らない固定方法が重要になり、様々な方法を適材適所で使っています

コメント頂きありがとうございます。
勉強になりました。

貝瀬様

コメントいただき、ありがとうございます。
また、１年ぶりということで再訪いただき感謝です。^^

アルミ系の部材は確かに弱いですね。緩みを気にする部分では
材質選定の時点で気を付けるところです。”どうしても”といった場合の
対策などはまた調べてみたいと思います。

コメントいただきありがとうございます。

SCmanさん
長文となるコメントありがとうございます。
整備をされている方なのでしょうか。経験談を教えてくださり
大変勉強になりました。ありがとうございます。

さて、質問が何かはっきりしないのですが、
「ワッシャーが入ってしまっては締め付け対象物に食い込めず緩み止めの効果が消されてしまうのではないか？と思うのですが・・・・・」この部分が問いということでよろしいでしょうか？

私個人の見解ということでお話させていただきますが、スプリングワッシャーはスリットが入ったバネの形状をしております。
ボルトを締め付けていくとそのスリットがだんだんと平坦になっていきバネが働くイメージを持っています。

切り欠きが座面に食い込み緩み止めを果たすという効果ももちろんありますが、私のイメージはスプリングワッシャーのバネがボルトの軸方向に働き、ボルトの軸方向の張力を保持しているイメージです。

ただ、切り欠きがあり、切り欠き部の厚みが左右で異なる以上、座面とスプリングワッシャーの間には隙間が生じているわけです。この隙間が物理的に生じていることで張力が解放される原因になっていると理解しています。また、ワッシャーの切り欠き部が座面を傷つけるとなると、当然のことながら座面がすり減ってしまいますので、そこにも隙間を発生させる要素になるのではと思っています。

なので、完全なる緩み防止にはなっていない、むしろ繰り返しの負荷がかかる部位においては、すきま発生を促進させることになるのではとも思っています。

ただ、SCmanさんがおっしゃられる通り食いつきを意識して作られていますので、その効果はあることは間違いないと私も感じております。

以上がご回答となります。
質問の意図と反する部分があるかと思いますが、ご連絡させていただきます。

しかし同時に疑問の生まれます、ねじにスプリングワッシャーだけ使用する場合は上記説明が成り立ちますが、多くの場合ワッシャーとスプリングワッシャーを併用しています、ワッシャーが入ってしまっては締め付け対象物に食い込めず緩み止めの効果が消されてしまうのではないか？と思うのですが・・・・・

スプリングワッシャーの効果と同じ効果を生むものに歯付き座金・菊座金というものがあります。https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%BA%A7%E9%87%91
これもエッジの向きを見ると右ねじが緩むときに食い込むようになっています。

スプリングワッシャーはよく見ると切り口が斜めにカットされているものがあり、エッジによる食いつきを意識して作られているのだと感心します。