ねじ

ボールベアリングの内輪を回転軸に固定する際の、ボールベアリングの角部構造について、その軸構造を示し、両部品の干渉の防止について説明する。ベアリングを固定する図1に示す構造で、軸を製作する際のポイントを示す。 図1.ベアリングを固定する回転軸構造

ボールベアリングを軸にその内輪を固定する、シンプルな押さえ板と固定ねじについて、その具体的な構造を説明する。 ねじ は、倍力機能を持つ、接合部品を分解できる、機械技術者にとっては魅力のある機械要素であるが、緩むという弱点を持つ。この弱点は、時として致命的なトラブルを引き起こすが、この弱点を克服するために、色々な工夫がなされたねじを使用して、未だに機械技術の主役としてその役割を果たしている。 図1.アンギュラ玉軸受内輪固定ねじ

転がり玉軸受を軸にその内輪を固定する、その緩み現象を防止する効果の優れた、ボールベアリング用のナットと菊座金の使用法について説明する。 図1にアンギュラ玉軸受の内輪を軸方向にねじ固定する構造を示している。

いま、「ネジチョコ」というチョコレートが北九州のお土産として話題だ。北九州の洋菓子店「グランダジュール」が作ったこのチョコレート、毎日作った分だけ完売してしまうほどの人気で、品薄状態が続いているという。製造現場を取材してみると、チョコとしての原材料へのこだわりだけでなく、CADを使った設計や3Dプリンタによるモデル製作、自動化による量産対応など、製造業との共通点が想像以上に多かった。ねじがちゃんと回る高精度のチョコレートに、ものづくり寄りの視点から迫った。

（この規格は、2001/12廃止され、新たに JIS B 0205-1～-4として置き換えられています。）

（この規格は2001/12廃止され、新たに JIS B 0205-1～-4として置き換えられています。）

ねじの破壊と強度計算 許容応力以下で使用すれば、問題ありません。ただし安全率を考慮する必要があります ① 軸方向の引張荷重 引張荷重 Pt = σt x As = πd2σt/4

　ねじ締結の信頼性はねじ部品の品質（例えば、ボルトやナットの強度区分）とねじ締結作業の安定した処理で維持されます。ねじ締結に関するJIS規格の概要を解説します。 （1）ねじ部品の品質に関するJIS規格 JIS規格では次の内容が規定されています。

ねじ締結作業に係る不良内容を分類し、ねじ締結装置のトラブル対策例を解説します。 (1)ねじ締結不良とその要因分類 ねじ締結不良は次のように分類できます。 このなかで、ねじ締結装置に関係ある不良内容として下記が挙げられます。 a)ねじ締結作業のミス

　ねじ締結ユニットはねじ締結自動装置の最重要機構です。ここでは代表的なねじ締結方式と自動装置の基本構造の事例を紹介します。 ねじ締結の方式 ねじ締結ユニットの事例 ねじ締結の方式 　ねじ締結部の代表的な構成は次のようになります。 　ねじ締結ユニットのねじ締め方式には次のような方式があります。締付け力のばらつきはa)＞b)＞c)｛高精度｝の順で精度が向上できます。

　トラブル内容の比率が高いねじ部品の供給ミスの対策に役立つ生産技術を解説します。 　ねじは、締結後の製品の特徴に応じて、a)ねじ頭の形状、b)ねじ部の形状、c)締め付け穴の形状、d)座金の有無、e)材料、表面処理の違い、その他、非常に多くの種類があります。したがって、ねじ部品供給装置にも多様な種類に応じた対応性が求められます。   (1)ねじ部品供給装置の構成 　ねじ部品の供給装置の構成は次のようになります。 ねじ整列ユニット・・・ねじの貯蔵・整列・分離の処理を自動で行う装置。【写真1】参照

　組立要素技術の代表には、“かしめ技術”のほかに“ねじ締結技術”があります。以下ではねじ締結作業の自動化に必要となる基礎的な技術を解説します。   (1)ねじ締結自動化の構成 　ねじ締結作業を自動化するには、ねじ締結作業の前後を含めたシステム構成を明らかにする必要があります。ねじ締結自動化の構成は次のように作業分類できます。   (2)ねじ締結自動化における主なトラブル内容 　ねじ締結自動化における主なトラブル内容を上記の３つの機能分割毎に整理すると次のようになります。したがって、下記の対処策を自動化に盛り込む必要があります。   1)ねじ部品供給の自動化に関する主なトラブル

　ボルトで2つの部品が締結された状態は、ボルトが伸び被締結部材は圧縮変形を生じており、この状態で引張力と圧縮力がつりあっています。この2つの部品間で締結力がつりあった状態に、外からの衝撃力や振動など何らかの外力が作用すると、ボルトにゆるみが生じる場合があります。ねじのゆるみは、装置破損、不良品の生産、事故などに繋がる重大欠陥の要因となります。ここでは、典型的なねじのゆるみのメカニズムと、代表的なゆるみ防止策について解説します。

　ボルト締結体に外力が作用してボルトがゆるんだり、ボルトが破断する場合のモデルについての基礎を解説します。 （1）ボルト締結体に外力が作用した時の力のつりあい a） 【図1】のボルト締結体に外力F'が作用した時のつりあい状態から、次の2つの式が出せます。

　ボルトとナットで2個の部品を締結した状態の力のつりあいで、締結状態の適正さ、締付けのゆるみ、ボルト破断などの判断が可能となります。ここでは基本的な解説をします。 （1）ボルト/ナットで締結した時の力のつりあい （a） ボルトとナットで2個の部品を締結した時、ボルト自体は引き伸ばす力（軸力）を受け、2個の被締結体は同じ力の圧縮力が作用します。この状態で、締結部は力のつりあいが取れます（【図1】）。

　ねじ用材料には金属と非金属（セラミックス、プラスチックスなど）がありますが、ここでは金属を取り上げます。ねじ用金属材料は下記のように分類できます。

転造法によるねじの製作 切削によるねじの製作 　ねじの製造は大きく分けて「a）転造方法」と「b）切削方法」の2つがあります。ここでは概要を解説します。

　強度区分が高い鋼製ボルトを選定しても実際の使い方に問題があると、保証されたボルトの強度（引張強さなど）は保証できなくなります。ここでは、ボルトを用いた場合の締結の基本（常識のレベル）を図解します。

（1）ステンレス鋼製ボルトの機械的性質 1. ステンレス鋼製ボルトの機械的性質 ステンレス鋼製ボルトの機械的性質も強度区分の数値で表現しますが、鋼製ボルトの表現法とは異なります。 【表1】は、ステンレス鋼製ボルトの機械的性質の規定（ISO 3506-1:1997の一部）です。 【表1】ステンレス鋼製ボルトの機械的性質（ISO 3506-1:1997より抜粋） 鋼種 鋼種区分 強度区分 引張強さ Rm,min

（1）鋼製ボルトの機械的性質 （1）鋼製ボルトの機械的性質 　ISO並びにJISでは、ボルトの機械的性質を強度区分の数値で表現します。【表1】はISO 898-1:1998の一部です。