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ねじの種類/ボルトの適正締付軸力/適正締付トルク(ねじの基礎)

ねじの種類

ねじ山の形状

  • 三角ねじ
    通用の締結部品

    三角ねじ

  • 角ねじ
    ねじ山に強い力が加る場合に利用
    主に動力伝達部分(ジャッキ・万力など)

    角ねじ

  • 台形ねじ
    正確な運動伝達部分
    (旋盤の送りねじなど)

    三角ねじ

おねじとめねじ

おねじとめねじ

規格 記号 例
メートル並目ねじ M M3
メートル細目ねじ M(ピッチを併記) M3 x 0.35
ユニファイ並目ねじ UNC 3/4-10UNC
ユニファイ細目ねじ UNF 1/2-20UNF
管用平行ねじ G, PF G1/2
管用テーパねじ R, PT R3/4

※メートルねじは、並目ねじ:JIS B 0205(1997)、細目ねじ:JIS B 0207(1982)による。

おねじ
ねじ山が円筒または円錐の外側にあるもの
めねじ
ねじ山が内側にあるもの

ねじは、おねじとめねじを組み合わせて使うので、それぞれの寸法が合ったものを使用しなければならない

→ 呼びが同じ数値でないと締結不可能

材質

ねじの材料に求められる条件

  • 安価で入手が容易
  • 強度と靱性を有し、加工が可能
  • 成分や熱処理を適当に選択し、性質を広範囲に変化させることが可能

代表的な材料

  • 合金鋼 SCM (クロムモリブデン鋼):標準
  • ステンレス鋼 SUS:腐食を嫌う場所や二次ガス発生を嫌う場所に使用
代表的な材料

表面処理

  • 四酸化鉄皮膜(黒染め)
  • ユニクロメッキ
四酸化鉄皮膜(黒染め)ユニクロメッキ

ボルトの適正締付軸力/適正締付トルク

トルク法が簡便であるため、広く利用されています

ボルトで締結するときの締付軸力及び疲労限度

  • ボルトを締付ける際の適正締付軸力の算出は、トルク法では規格耐力の70%を最大とする弾性域内であること
  • 繰返し荷重によるボルトの疲労強度が許容値を超えないこと
  • ボルトおよびナットの座面で被締付物を陥没させないこと
  • 締付によって被締付物を破損させないこと

締付軸力と締付トルクの計算

締付軸力 Ff=0.7・σy・As
締付トルク TfA=0.35k(1+1/Q)σy・As・d
k
:トルク係数
d
:ボルトの呼び径[cm]
Q
:締付係数
σy
:耐力(強度区分12.9のとき112kgf/mm2)
As
:ボルトの有効断面積(mm2)

<計算例>

軟鋼と軟鋼を六角穴付きボルトM6(強度区分12.9)で、油潤滑の状態で締付ける時

軸力は、

Ff
=0.7・σy・As
 
=0.7・112・20.1
 
=1576[kgf]

適正トルクは、

TfA
=0.35k(1+1/Q)σy・As・d
 
=0.35・0.175(1+1/1.4)112・20.1・0.6
 
=142[kgf・cm]
ボルトの表面処理と被締付物およびめねじ材質の組み合わせによるトルク係数
ボルト表面処理潤滑 トルク係数
k

組み合わせ 被締付物の材質(a)-めねじ材質(b)

組み合わせ
被締付物の材質(a)-めねじ材質(b)

鋼ボルト
黒色酸化皮膜
油潤滑
0.145 SCM-FC FC-FC SUS-FC
0.155 S10C-FC SCM-S10C SCM-SCM FC-S10C FC-SCM
0.165 SCM-SUS FC-SUS AL-FC SUS-S10C SUS-SCM SUS-SUS
0.175 S10C-S10C S10C-SCM S10C-SUS AL-S10C AL-SCM
0.185 SCM-AL FC-AL AL-SUS
0.195 S10C-AL SUS-AL
0.215 AL-AL
鋼ボルト
黒色酸化皮膜
無潤滑
0.25 S10C-FC SCM-FC FC-FC
0.35 S10C-SCM SCM-SCM FC-S10C FC-SCM AL-FC
0.45 S10C-S10C SCM-S10C AL-S10C AL-SCM
0.55 SCM-AL FC-AL AL-AL

S10C:未調質軟鋼   SCM:調質鋼(35HRC)   FC:鋳鉄(FC200)   AL:アルミ   SUS:ステンレス(SUS304)

締付係数Qの標準値
締付係数
Q
締付方法 表面状態 潤滑状態
ボルト ナット
1.25 トルクレンチ マンガン燐酸塩 無処理または燐酸塩 油潤滑または
MoS2ペースト
1.4 トルクレンチ 無処理または燐酸塩
トルク制限付きレンチ
1.6 インパクトレンチ
1.8 トルクレンチ 無処理または燐酸塩 無処理 無潤滑
トルク制限付きレンチ

締付係数Qの標準値 強度区分の表し方

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