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ねじの種類と素材:ねじの基礎知識2

ねじの基礎知識

更新日:2018年2月1日(初回投稿)
著者:國井技術士設計事務所 所長 國井 良昌

日本には驚くほど、多種多様なねじが流通しています。そのため、適切なねじの選択は容易ではなく、トラブルの要因ともなっています。トラブルを防ぐためにも、まずは主要なねじ6種の特徴や、素材に関する基礎知識を学びましょう。

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1. ねじの種類と特徴

ねじの種類はとても多く、設計や使用目的に適合するねじの選択に、迷うことがあるのではないでしょうか。まずは代表的な6種類のねじを学び、用途に応じて正しく使い分けられるようになりましょう。

・タッピン

タッピンとは、ねじ先がテーパー加工されており、めねじ(雌ねじ)がない下穴に直接ねじ込むことで、相手部材にねじ立て(ねじ穴加工)をしながら締結するねじの総称です。ねじ立て方法は、切削加工タイプと塑性変形タイプがあります。ねじのピッチ(ねじ山間の寸法)には小ねじと互換性のあるものと、それよりも荒いピッチのものがあります。筆者は17種のタッピンねじの存在を確認しています。

タッピンねじのうち、塑性変形タイプのものをフォーミングねじ(図1)と呼びます。メリットは、切粉(きりこ、切りくず)が発生しづらい点です。ねじ先の面がおむすび形状(三角形)のものがあり、長所は保持力が強い、ねじ込みトルクが小さいなどです。

図1:フォーミングねじ

図1:フォーミングねじ

・小ねじ

小ねじ(図2)は、頭にマイナスやプラス形状の溝があり、ねじ先は平たい構造です。ホームセンターでも販売されている一般的なねじです。めねじを併用したり、相手部材にあらかじめねじ立てをする必要があります。素材として、ステンレス、炭素鋼、アルミ合金、銅合金、チタン合金、樹脂などが使用されています。

図2:小ねじ

図2:小ねじ

・セムス

セムスとは、ワッシャ(座金)とセットになっているねじのことです。組立作業の工数削減・効率向上に寄与します。セット例は、ねじ・平ワッシャ、ねじ・ばねワッシャ、ねじ・平ワッシャ・ばねワッシャ(図3)などです。

図3:セムス(ねじ・平ワッシャ・ばねワッシャ)

図3:セムス(ねじ・平ワッシャ・ばねワッシャ)

・六角ボルト

六角ボルト(図4)とは頭が正六角形になっているねじのことです。ホームセンターでも販売されている一般的なねじです。素材として、ステンレス、炭素鋼、アルミ合金、銅合金、チタン合金、樹脂などが使用されています。

図4:六角ボルト

図4:六角ボルト

・トリプルスクリュー

トリプルスクリュー(TPねじ:Triple Screw 図5)は、ビス・平ワッシャ・ばねワッシャを一体化したねじのことで、コスト面のメリットもあります。頭部に皿ばねワッシャ形状の大きな座面を有していて、緩み止め機能を備えています。タッピントリプルスクリューのように、複数の特徴を組み合わせたねじもあるため、選択時には注意が必要です。

図5:トリプルスクリュー

図5:トリプルスクリュー

・止めねじ

止めねじ(図6)とは、ねじ先を押し当てて部材などを固定するねじのことです。例えば、ハウジング(機械装置などを保護する目的の箱)の中にシャフトを挿入する場合、ハウジング側から止めねじを挿入して固定します。ねじ先の形状は、平面・山形・半球状などがあり、素材はステンレス、炭素鋼、アルミ合金、銅合金、チタン合金、樹脂などがあります。

図6:止めねじ

図6:止めねじ

2. ねじの材質

ねじを選択する際、ねじの材質も重要なポイントです。今回は、使用頻度の高いステンレスと鉄に絞って説明します。ともに、電気自動車を含む電気・電子業界では、使用ランキングの上位を占めています。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

3. ねじの選択方法

保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

 

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