ねじ職人のねじブログ

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ねじ用材料②

ねじ用材料②

　ねじ用材料として使われる金属材料について
　金属材料では、鉄鋼と非鉄に分けられます。
　その鉄鋼の中でも、炭素含有量の違いにより分けられます。
(数値の取り方については諸説いろいろ有ります)

　ねじの材料としては、鉄鋼の中でも鋼が使用され、
　炭素含有量は　0.10％～0.5％が最も多く使用されます。
　　　（時には純鉄も電磁用として使用）

　鋼には炭素(C)のほかにシリコン(Si)、マンガン(Mn)、リン(P)、イオウ(S)の
　５元素を含んでいます(炭素鋼)

　その５元素の働きとしては

ねじ用材料①

ねじ用材料①

ねじに使用される材料には主に次の線材が使用されます。
　鉄(鋼)線、ステンレス線、黄銅(真鍮)線、銅線、アルミニウム線、
チタン線、その他　
材料はコイル状に加工され、線材をターンテーブルに載せ回転させて、
線材をヘッダー機に挿入し、機械内で所定の長さに切断されねじに加工
されます。
鉄線　

ステンレス線

黄銅(真鍮)線　

銅線　

アルミニウム線　

材料(線材)の使用状態　

表面処理⑤

表面処理⑤

その他の表面処理

　陽極酸化処理(アルマイト)

アルミニュウムの表面処理のなかで、最も代表的な処理には
陽極酸化処理(アルマイト)が上げられます。
陽極酸化処理の用途は、サッシ、ビルの内外装、自動車などの車両、
容器、エクステリアなど多様な箇所に使用されています。
機能的には耐食性、耐候性、装飾性、着色を主な目的として加工されます。
　　　　　　　

陽極酸化(アルマイト)の加工原理は

陽極(＋)側に加工するアルミニュウム製品を陰極(－)側に鉛板などを使用し
希硫酸やしゅう酸などの溶液中で電気分解をすると、アルミニュウム表面に
酸化皮膜が生成されます。
この皮膜がアルマイト皮膜、陽極酸化皮膜と呼ばれるものです。

この皮膜は処理時間と共に成長し、下図のような多数の微細孔を有する多孔層
(Porous layer)となっています。
(この構造は裸眼程度では見えず、電子顕微鏡などで観察されます)

この多孔層を利用した加工がいろいろと施されています。

その特徴を利用しての例としてアルマイトのカラー加工が有ります。

多孔部分に赤、黄色、緑、青などの染料や金属酸化物を孔に吸着させることによる
染色加工

ねじの品質管理⑬(耐食性試験)

　ねじの品質管理⑬　　

　ⅹⅲ　耐食性試験　

めっきの性能として最も重要なものに金属が錆びにくいことが上げられます。
その錆発生の状況を調べる試験として耐食性試験があります。
これは一般的に塩水噴霧試験と呼ばれるものです。
試料(ねじ)に塩水を数時間～数日間連続噴霧し、その表面状態を観察し錆の発生する
状況を調べます。
この耐食性はクロメート皮膜の種類､めっきの種類、めっき膜厚、密着性、キズなど
に左右されその内容が変わります。

一つの例として、自動車部品などでそのめっき仕様が
三価クロメート皮膜で　亜鉛めっき膜厚が８μ以上の場合、
塩水噴霧試験にて　白錆発生までの時間が　　７２時間(3日)以上
　　　　　　　　　　　　赤錆発生までの時間が　２４０時間(10日)以上　
　　などと決められている製品が有ります。

SST ２４０時間経過にて白錆発生例

SST ４８０時間経過にて赤錆発生例
　　　

塩水噴霧試験方法 (Methods of salt spray testing)
JISZ2371
塩水噴霧試験装置などを使用して、中性の塩化ナトリウム溶液を噴霧した雰囲気にて行う。
塩化ナトリウム濃度　５%
装置内雰囲気　温度　３５ﾟC、　湿度　１００% 　

塩水噴霧試験装置

ねじの品質管理⑫(めっき膜厚)

ねじの品質管理⑫　　

　　ⅹⅱ　めっき膜厚測定　

表面処理の説明から
めっき膜厚が錆発生に至るまでに重要な役割を果たしていることが
お解かり頂いたでしょうか、
ですから、ねじの品質管理として、めっき膜厚測定が上げられます。
測定方法には、ねじを破壊(溶解、切断)して測定する方法、非破壊によるものが
有り、数種類の測定方法が有ります。それぞれに特徴、一長一短があり、ねじの
形状や簡便、用途、精度などにより選定されます。

(1）顕微鏡断面試験方法　　
めっき(試料)の垂直断面を顕微鏡で観察し、めっき厚さ計測の基本的な試験
(多少の熟練が必要、試料作製に時間を要する)
　　(写真による記録が残せる)

（2）滴下式(ドロップ式)試験方法
腐食性溶液を試料(ねじ表面)に滴下し、めっきが溶解するに要した時間によりめっき膜
の厚さを求める試験
(精度に問題があり、現在はあまり使用されていない)
(装置は簡単)

（3）蛍光Ｘ線式試験方法
試料(ねじ)にＸ線を照射し、発生した蛍光Ｘ線量を測定し、めっき厚さを求める試験。　　

　　

(微小部品や測定の厚み･面も広い範囲で選択が可能で利点が多い)

(4）電解式試験方法
試料(ねじ)を陽極とし、測定箇所を小容器で押さえ、めっき剥離液を注入し、定電流で
溶解し、溶解に要した時間からめっき厚を求める試験。
(小物、複雑な形状箇所の測定は不可 : 液の保持が困難)
（JISH8501より)

その他に　電磁式、渦電流式、β線式などいろいろとあります。
それぞれ特徴があり、その利点を選択し測定します。

表面処理④

表面処理④

錆の発生(亜鉛めっき)
鉄などの金属は大気中、腐食雰囲気中等において腐食し錆が発生します。
それを防止する為に、鉄(ねじ)では亜鉛メッキが多く施されます。
亜鉛メッキでの錆の発生概略について見て行きます。
亜鉛メッキの保護膜であるクロメート被膜にキズ、割れ、劣化等のダメージを
受けると、
Stage 1

クロメート皮膜には多少の自己修復作用は有りますが、それ以上の
ダメージを受けるとその部分から腐食が始まります。
Stage ２

その腐食により白錆が発生します。
この白錆発生により、鉄自身の錆発生が防止されることになります。
鉄地肌に達するのに亜鉛の膜厚により時間を要し、その間、鉄は腐食
から守られます。(犠牲防食作用）
Stage ３

更に腐食が進み鉄地肌に到達すると、鉄の錆・赤錆が発生し始めます。
Stage ４

更に進むと局部的に、更に全面へと赤錆に覆われて行きます。
Stage ５

表面処理③

表面処理③　

　亜鉛めっき　
亜鉛めっきは鉄素地の防錆処理として多く使用されるのは安価で防錆力に
優れていることによります。亜鉛めっき単体では錆やすいので、亜鉛めっき
後にクロメート処理（化成皮膜処理）を施し、このクロメート皮膜により更に
耐食性（防錆力）が増し、装飾としての外観美も備わります。

　亜鉛めっきの構造
　　　　　　　　　　　　　　

　亜鉛
亜鉛めっきの膜厚により
　２μ以上は　等級が　１級
　５μ以上は　　　　　　２級
　８μ以上は　　　　　　３級
　１３μ以上は　　　　　４級　に分けられます。
当然の事ですが、めっきの膜厚が厚い程耐食性はが高く、ねじでは一般的に
２級（５μ以上）～３級（８μ以上）が使用され、耐食性が求められる自動車部品
では３級の膜厚が使用されます。

　クロメート皮膜
効果には、耐食性の向上、外観を美しく、汚れをつきにくくする目的が有ります。
クロメート皮膜には”３価クロム”と”６価クロム”がありますが、６価クロムは環境
負荷物質に指定され、最近では殆ど３価クロムが使用されています。
３価クロムの皮膜厚は０.１～０.１５μ程度です。
６価クロムと３価クロムを比較すると、３価クロムはキズが生じた場合の自己修復
機能（自分でそのキズを塞ごうとする働き）が弱い傾向にあります。

　　環境負荷物質　”６価クロム”の有害性は
　　　発癌性（肺癌、皮膚癌等）
　　　長期皮膚接触（吹き出物、水ぶくれ等）
　　　経口摂取（肝臓不全、血液不順）
　　　接触アレルギー　　　

表面処理②

　　表面処理②　　

表面処理の電気メッキについて、その概略について説明しました。
電気メッキの原理図のよに電気メッキされますが、１本１本メッキ
していたのでは高価で、ねじの使用量からとても非効率極まりません。

それで電気メッキ原理図の陰極（－）側に籠(ﾊﾞﾚﾙ)の様なものを設けて、籠の中に
リード線により先端に電極を付け籠を回転させて均一に鍍金をさせます。

　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ﾊﾞﾚﾙ(barrel) : 胴が膨らんだ樽、樽に似た物

この事を装置化し、大量生産化した機械が下図の鍍金装置です。

　　　　　

一般的な鍍金装置では、1バレル当り２０Kg前後の量が加工されます。
サイズ径が４mmで、長さが１２mmのねじでは、約１０､０００～１５､０００本のねじが加工されます。

表面処理①

表面処理①
電気メッキ　
ねじは大半が金属で作られていることから、
一般的に行なわれている表面処理(メッキ : 鍍金)が施されています。
この表面処理の目的は次の二つに分けられます。
装飾(外観美) 　
防食(防錆)
そのほかに、耐磨耗、導通性等を目的とした特殊なものも有ります。

この表面処理として最も多く利用されているのが電気メッキです。
その原理は、下図に示すように　金属(陽極)側に電流を流すと金属が
溶液中に金属イオンとして溶け出し、マイナス(陰極)側に取り付けた
品物(ねじ)に付着して蓄積され、メッキされて行きます。
　　　　　　　　　　　　　　

ねじの主なメッキとしては
　　　　　　　　　　亜鉛めっき　
　　　　　　　　　　ニッケルめっき　
　　　　　　　　　　クロムめっき　
　　　　　　　　　　銅めっき
などが上げられます。
一般的にねじに使用されている例を紹介いたします。
　　<電気メッキ>
亜鉛メッキ(三価クロメート処理)....................亜鉛メッキ(黒色三価クロメート処理)

ニッケル(Ni)メツキ.........................................クローム(Cr)メッキ

銅(Cu)メッキ.......................................................スズ(Sn)メッキ

亜鉛･ニッケル合金メッキ

　
　<その他のメッキ>
ジオメット(金属フレークが層状に重)..............アルマイト(陽極酸化処理:素材ｱﾙﾐﾆｭｳﾑ)

パシベイト(不動態化処理:素材ｽﾃﾝﾚｽ)

ねじの品質管理⑪（硬さ試験③）

ねじの品質管理⑪

　ⅹⅰ　硬さ試験③　　　　　硬さに対する近似的換算

各種硬さ試験による数値は他の硬さ試験、引張強さへ近似的に換算する事が出来
ます。
例えば試料の大きさが小さくてロックウェル硬さが測定不能な場合、ビッカース硬さ
を測定してロックウェル硬さに近似的に換算出来ます。
ビッカース硬さの測定値が　２９４Ｈｖならば　下記の換算表から　ロックウェル硬さは
ＨＲＣ２９に換算する事が出来ます。
また換算表から引張強さが近似的に９３０Ｎ/mm2 である事が解ります。

では、引張強さが 1000N/mm2 の場合、ロックウェル(Cｽｹｰﾙ)硬さ HRC はいくつでしょうか?

ねじの品質管理⑩(硬さ試験②)

ねじの品質管理⑩

　ⅹ 硬さ試験②　　　　　　ロックウェル硬さ試験（ＨＲ）　

ねじの硬さを計る方法として、多く使用される試験方法として
ロックウェル(Rocwell)硬さ試験が有ります。

ロックウェル硬さ試験機

測定方法は

硬さにより　スケールC, B, A　を使用し、
スケールＣで測定した硬さを　"ＨＲＣ"、スケールＢを　"ＨＲＢ"、で表します。　　
　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　測定圧子
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圧子による凹
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

硬さ試験には　ビッカース硬さ、ロックウェル硬さ、ブリネル硬さ、ショア硬さ試験などが有ります。
それぞれに特徴があり、測定する試料の大きさ、厚さ、材質、焼入れ、硬さなどにより使い分けます。
ねじでは一般的に、タッピンねじ、浸炭焼入れではビッカース硬さ試験を、調質(ズブ)焼入れの
小ねじ･ボルトではロックウェル硬さ試験を使用します。

　　　　　　　　　　　　　　参考　ロックウェル硬さ測定原理
　　　　　　　　　　　　

ねじの品質管理⑨(硬さ試験①)

ねじの品質管理⑨　

　ⅸ　硬さ試験①　　マイクロビッカース硬さ試験(ＨＶ)

浸炭焼入れなどでねじの表面を硬くした場合の表面硬さや、ねじ芯部の硬さを測定する時に
マイクロビッカース硬さ試験機を使用します。
特に、タッピンねじでは、ねじ自身で相手材（鉄などの金属）を塑性変形させ、メネジを成形さ
せるので相手材に負けないだけの硬さが必要になります。

マイクロビッカース硬さ試験機　

測定方法は対角面１３６゜の正六角錐ダイヤモンドで作られた圧子を測定面に荷重を掛けて圧痕
をつけます。

ダイヤモンド圧子

測定面に圧子で荷重を掛け圧痕を付ける　

作られた圧痕

当然のことながら、作られた圧痕は材料が柔らかい程大きく、硬いもの程小さくなります。圧痕の対角方向のＡ寸法を測定し計算式によりビッカース硬さＨV が測定されます。

ビッカース硬さ試験は材料の大小に拘らず、全ての金属に使用することが出来、硬さ試験の中で
最も一般的な使用度が高い。

ねじの品質管理⑧(引張試験)

ねじの品質管理⑧ 　　

　　Ⅷ　引張試験（強度試験）　

ねじの強度について　１０ヶ月ほど前に掲載しました
ねじの強さ(強度区分）http://nejisyokunin.blog85.fc2.com/entry24
ねじの力 http://nejisyokunin.blog85.fc2.com/entry25
ねじの強度http://nejisyokunin.blog85.fc2.com/entry26
で説明しましたので、再度、上の項目をクリックして思い出して下さい。

ねじの強度を測定するのには、

写真の引張試験機を使用いたします。

引張試験機にねじを

写真の様にセットし取付部に取り付け、ねじが破断するまで
荷重を掛けて破断した時の値を表示板から読み取ります。

では　８マークの付いたＭ６の小ネジを引張試験機で測定します。

引張試験機に取り付け荷重を掛け破断した時の表示板の数値は
　

　１７，４８０Ｎ（ニュートン）．．．．Ｋｇ単位へ換算すると　１,７８２ｋｇになります。
　

　１７，５００Ｎ
　

　１７，４５０Ｎ
となりました。
この数値が合格しているか検証すると、
・８マークの付いた製品の最小引張強さは　800N/ｍｍ2以上
・Ｍ６小ネジの有効断面積は　２０.１mm2　　　　　から
最小引張破断荷重は　800N/mm2 X 20.1mm2 = 16,080N　　となりますが、
JIS規格では　16,100N と規定されています。
よって　最小引張荷重　16,100N < 17,480Nとなり　

合格

　です。

ねじの品質管理⑦(ねじ精度)

ねじの品質管理⑦

　　　　Ⅶ　ねじ精度の検査　　

ねじ精度の検査はオネジのピッチ、山角、リード角等を考慮した有効径の総合寸法(総合
有効径)を上限、下限で検査することです。
（　簡単に言えば、このオネジを使って適正なメネジ、ナットに楽にねじ込まれるか，正しい
山形になっているかを検査することです）
この検査には、一般的に”通り側ねじリングゲージ”、”止り側ねじリングゲージ”が使用さ
れます。

　ⅰ）通り側ねじリングゲージ (記号ＧＲ）
　　　このゲージは総合有効径の上限を検査します。　

　　　　　　

　　　このゲージにオネジを過大な力を加えることなく手でねじ込んだとき、オネジの全長を
　　　通り抜けなければならない。

　 ⅱ）止り側リングゲージ（記号ＮＲ又はＩＲ）
　　　このゲージは総合有効径の下限を検査します。

　　　　　　

　　　このゲージにオネジを過大な力を加えることなく手でねじ込んだとき、端に入っても良いが、
　　　ネジの２回転を超えて入ってはならない。

ねじの品質管理⑥(△ねじ外径)

　 ねじの品質管理⑥ 　

　Ⅵ　三角 (おむすび) 形状のねじ外径測定　

ねじの断面形が三角(おむすび)形状をした製品が有ります。

このねじはタッピンねじ(2011.3.17 ねじの機能で説明)に使用され、おむすび形状
にすることにより、ねじ込み時の接触面積を減少させ、ねじ込みトルクを軽減する
ことを目的に開発されました。　
上図のようなおむすび形状をしており、Ｄ, Ｃ寸法を測定します。
(Ｃ-Ｄ=Ｋで　Ｋの値が大きくなる程、三角形に近くなり、ねじ込みは軽減されます）
この製品の詳細については http://www.kk-yamashina.co.jp/htm/product/
をご覧下さい。

ⅰ）Ｃ寸法の測定
　　　Ｃ寸法の測定には三溝マイクロメーターを使用します。

　　　　　　　　　

　　測定の仕方は下図のように製品を挟みマイクロメーターの数値を
　　読みます
　　　　　　　　　

　ⅱ）　Ｄ寸法の測定　
　　　Ｄ寸法の測定には通常のマイクロメーターを使用します。

　　　　　　　　　

ねじの品質管理⑤(ねじ外径)

ねじの品質管理⑤ 　

　　Ⅴ　ねじ外径(d)の測定　　

小ねじ、ボルトの一般的に使用されるメートルねじでは下表の寸法が設定
されています。

注)ピッチにより"並目”と"細目"がありますが、一般的に使用されるのは
　　 "並目"です。

今回測定しています製品は　Ｍ６Ｘ２５です。
Ｍ６で亜鉛めっき(電気めっき)を施していますから、表のピンクの部分に
該当します。　　６.０～５.７９４
ねじ外径を測定する器具は一般的に "マイクロメーター"を使用します。

マイクロメーターの数値は　５.８３を示しています。
　　

合格

です

ねじの品質管理④(ねじ長さ)

ねじの品質管理④ 　

　　Ⅳ　呼び長さ(ねじ長さ)　Ｌの寸法測定　

ねじの全長(L)に対して下表の許容差が設けられいます。

　　　

今回測定しています製品は　呼び径(ｄ) Ｍ６呼び長さ(Ｌ）２５　です　　　Ｍ６Ｘ２５　

この呼び長さを測定する器具は一般的に　”ノギス "　を使用します。

　　　　　　　　　　　

Ｍ６Ｘ２５　より　表のピンク色部の　０～－１.0　に該当し　２４．０　～　２５．０の範囲であれば合格と
なります。
ノギスの数値は　２４．５５を示しています。
　　　　　

合格

です。

ねじの品質管理③(リセスの検査)

ねじの品質管理③

　　Ⅲ.その他のリセス検査　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　リセス:RECESS:窪んだ所　

　　トルクス ( TORXヘクスローブ )の検査　　　　　　　　
　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　穴の深さ測定　
　　　　十字穴の深さ測定と同様、測定器の先端にトルクス

形状の大きさ毎のポイントを付けて
　　　　その深さを測ります
　
　　　　　　　　　　　

　　　　穴のハメアイ検査　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ﾊﾒｱｲ:勘合
　　　　　各トルクス

穴の大きさに合ったプラグゲージ（栓ゲージ）により穴に通るか、止まるかを
　　　　　検査します。

　　　　　　　　　　　赤側：止りゲージ　緑側：通りゲージ　信号と同じです　　　
　　　　　　　　

　　　　　六角穴の検査

　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　トルクス

と同様、六角穴の大きさに合ったポイント、栓ゲージにて測定します

　　　　　　　　　　　　

　ﾄﾙｸｽ

,TORX

はAcument Intellectual Properties,LLCの登録商標

ねじの品質管理②(十字穴検査)

ねじの品質管理② 　　

　　Ⅱ. 十字穴部の検査　 JISB1012、JISB1111

十字穴付ねじの品質は、締結の作業性から次ぎのことが上げられます。　

１.　十字穴とドライバー（ビット）の食い付きが良好なこと　　　
　　　　作業時、ネジがドライバーに確実に食い付くことにより楽な締結作業が出来、
　　　　ドライバーの寿命も向上します。（ドライバーの先端を磁化して使用される
　　　　こともありますが、ステンレスでは出来ません）
　　　　時には、食い付きが良過ぎてネジとドライバーが離れず､ドライバーに
　　　　締付け製品ごと持ち上げる逆効果が生じる場合が有りますので要注意です。　　　　　
２.　十字穴とドライバー（ビット）との勘合が良いこと 　
　　　　十字穴とドライバーにガタツキがないこと
　　　　ガタツキなどが有れば締め付け時にカムアウト(ドライバーが浮き上がる現象)
　　　　が生じ、締め付け作業に支障が生じ、ドライバー寿命が急激に減少します。
　　　　勿論、ドライバーが磨耗していれば、同様の現象が生じます。　　

以上の内容を総じて、締め付け作業性から　
　　十字穴の食い付きが良好で、勘合が良好なこと、更に出来るだけ十字穴の深さ(Q)が
　　深いことです　(十字穴深さには限度があり、余りにも深ければ首元での強度が減少し
　　破断が生じるので重要な注意点です)。
　　　※備考　十字穴とネジの芯がズレていれば当然作業性は悪くなります。

　十字穴の大きさは通常多く使用されているものでは、３種類有ります。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　(昨年５月に"十字穴の種類"で紹介いたしました)

のように、大きさの順の番号が付けられています。
今回使用しているねじは呼び径がＭ６ですから、規格表の番号３の十字穴が
該当します。　

測定方法　　

十字穴深さ(Q) 　
測定器のダイヤルゲージ先端に十字穴Ｎo３のゲージを取り付けて、
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ａ部の詳細写真）

そのゲージでの十字穴沈み深さをダイヤルゲージにて読み取ります。

十字穴とゲージとの食い付き　

十字穴は十字穴とドライバーが食い付くことが特徴として上げられます。
十字穴とドライバーの食い付きの検査方法は、写真のゲージを使用します。

十字穴番号に適合するゲージをネジの十字穴に押し込み、水平の位置から垂直の位置に
回転させ、ネジが自重によって脱落しないかを調べる。
(ねじ長さLがねじの呼び径の７倍以上のものには適用しない)

十字穴とゲージとの勘合　　

適合するゲージを十字穴に押し込み、十字穴とゲージの間でガタが無いか調べる。　
　　　(この規格はJISには無く、当社の社内検査規格です)

ねじの品質管理①(頭部寸法)

ねじの品質管理①

　Ⅰ. 頭部寸法測定　

ねじ頭部の寸法測定について説明致します。
一つの例として　
　　十字穴付のナベ頭の場合　写真のような製品が有ります

　十字穴付　ナベ頭　M6XL (M6 は呼び径を、L は,ねじ部長さを表わします)

製品図は

で表わされます

製品の規格は　(JIS規格 JISB1111 付属書)

この場合の製品は　呼び径が　Ｍ６ですから表の下から２段目が該当します。

測定方法
　
頭径(D)　

測定器はマイクロメーターを使用し、測定する頭部をアンビル(測定先端)に挿み目盛を読み取ります。
この製品の測定値は計測器の目盛から　９．９８ が読み取れます, 規格を満足しており合格です

頭の高さ(Ｈ)

Ａ部の拡大が下の写真です
水平なブロックゲージの上にねじの頭部を載せ、頭部に測定器のダイヤルゲージの端子を当て
ブロックゲージからの高さを測定します。

　　　　　　　　　　　

薄板用座金組込みねじ②

薄板用座金組込みねじ②　

　　　更に　　「板厚が０でも締付が可能」

　　　　　

上の図のように被締結物(to)が無くてもねじ浮き(締まらない)がなく、座面が密着します。すなわち, "被締結物の板厚 to＝0 でも締付けが可能"

なぜ、薄板用ウイズではこのような事が出来るのでしょうか
その中身をお見せしましょう

左側の図がその概略図で、右側は実際に製作した製品の断面写真です。
見てお解りの通り、ねじの座面下に軸部を細くした部分(ねじの谷径の太さ)が見られます、この部分が干渉することなくメネジを通すことが出来るように考案されました。
ところで、細くすることによりねじの強度が低下するように思われますが、実際に強度試験を行いますと逆に向上しています。(このことは、細くするのに転造加工による塑性加工を行うことにより、加工硬化が生じるこによるものです)

"座金組込みねじ"についていろいろと紹介してきましたが、ご理解できましたでしょうか
まだ、いろんな用途、仕組みの座金組込みねじが有りますので、お気軽に工業用ﾌｧｽﾅｰヤマシナのホームページよりお問い合わせ、ご相談をお待ちしております。

薄板用座金組込みねじ①

薄板用座金組込みねじ①
座金組込みねじでｽﾌﾟﾘﾝｸﾞワッシャーを使用している場合、バネ圧縮に相当する長さ，ねじの不完全部長さにより被締結物の厚さが薄ければ締まらない場合が発生します。
標準の座金組み込みねじ

標準の座金組込みねじ締付け状態
　　　　　　　　　　　　　　

被締結物の板厚(to)が薄い場合
　　　　　　　　　　　　　　

座金部分の遊び長さ(Ｖ)はＳＷ，ＰＷ使用の３ピースの場合、Ｖ＝(ＳＷの厚みＸ2＋ＰＷの厚み＋不完全ねじ１ピッチ(Ｐ)以下)で製作されます。
被締結物板厚ｔｏ　が
　　板厚ｔｏ　<　【SWの厚み(ﾊﾞﾈの圧縮量) ＋ねじ１Ｐ以下(Ｐ:不完全ねじ部)】　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　SW :ｽﾌﾟﾘﾝｸﾞﾜｯｼｬｰ.........PW :平ﾜｯｼｬｰ
の時、ねじが締め付けられない(ねじ浮き)ことが発生する可能性が高くなります。　

その改善策として薄板用座金組込みねじが開発されました。

薄板座金組込みねじ
薄板用座金組込みねじはねじ転造時にバネ座金に圧縮荷重を掛けた儘ねじ山を成形させる方法にて製作し、かつ不完全ねじ部を極力小さくし，座金部の遊び寸法(Ｕ)を極力小さくしています。

薄板座金組込みねじの締付け状態
　　　　　　　　　　　　　　　　　　

被締結物の可能板厚(ｔ1)は締結の使用条件(メネジの面取り状況)，製品条件などにより異なります、都度その条件を承り、使用条件にあった金型、管理を行い製作しています。
お問い合わせは当社のホームページよりお願い致します。
　　http://ｗｗｗ.kk-yamashina.co.jp

座金の種類③

樹脂製のワッシャー
相手材へのキズ防止、装飾、耐食性などを目的に樹脂製ワッシャーを組み込んだねじについてご紹介致します。
(商品名　ポリス)

樹脂製ワッシャー組み込みねじ各種

この座金組み込みねじは表面処理まで完成されたねじを樹脂製ﾜｯｼｬｰへ圧力、ねじ込み回転を与えて挿入する方法で製作します。(ワッシャー内径はねじ外径より若干小さめに設計されおり、ねじ挿入により樹脂が変形し、ねじ山部に噛み込むことを利用して製作しています)　　
　　　　　　　　　　　　　　　　

樹脂製ワッシャー各種

ワッシャーの材質は"６ナイロン","６６ナイロン","ポリカボネート"などが使われます。
ワッシャーの特性については (株)ヤマシナのホームページを参照して下さい。
　http://www.kk-yamashina.co.jp/htm/product/poris.htm

座金の種類②

座金の使用用途　
多量に使われている使用例について紹介します

端子用ねじに使用座金

電気機器の配電盤など電線端子の取付け･接続に使用されている

　　　

座金の種類①

座金の種類について　
標準的な座金の種類について見てみます。
　1. ばね座金

2. 波形ばね座金

3. 皿ばね座金

4. 歯付き座金
　　内歯形(Ａ)

　　外歯形(Ｂ)

　　皿形

以上が一般的に使用されるばね座金、歯付き座金です。

座金組込みねじ②

座金組込みねじ②　

標準的な座金組込みねじ　

　
特殊な座金組込みねじ　

座金組込みねじ①

座金組込みねじ①
今日は座金が組み込んであるねじについて説明を致します。
この"座金組込みねじ"が無ければ、締付けるときに"ねじ"と同時に"座金"を1枚を手に取り、"座金"を"ねじ"に挿入させて使用する必要がありました。
締付における労力が大変であり、部品の調達も"ねじ"と"座金"の２種類が必要でしたが、"座金組込みねじ"の調達だけで済み、組付けの機械化(自動化)が進みました。　　　　　(株)ヤマシナ　商品名 : ウイズ

座金組込みねじはどのように造られるのか？

座金組込み専用の転造盤により、下図の例のように、ねじ下(ブランク)に座金(SW:ｽﾌﾟﾘﾝｸﾞﾜｯｼｬｰ)が挿入されます、このとき座金の内径とブランクの外径の差を出来るだけ小さく設計しておきます。

座金が挿入されたブランクに塑性変形によるねじ転造加工を施すことにより、ねじ外径が座金の内径より大きくなり座金がねじより抜け出ることが出来なくなります。

ねじにＳＷ（ｽﾌﾟﾘﾝｸﾞﾜｯｼｬｰ),ＰＷ（平ワッシャー）を組み込む場合も
　　　　　　　　　　　

ＰＷも内径をブランク径との差をギリギリに設計しておきます。

ねじの強度

ねじ一本の力
ねじの頭部に「4.8」「10.9」など数字が付けられていることは"ねじの強さ(強度区分)"のところで述べましたが、
その強度規格は下表の通りです。　　
　　　　　

ここで、最小引張強さ、降伏点･耐力で使用されている数値(N/mm2)はどのようなことでしょうか

図に示すように1mm2(単位面積)にかかる力を表しています。

すなわち、作用した力(F)を作用全面積(S)で割れば引張強さ(σ)が得られます。
では、一本のねじが支えることが出来る力は"最小引張強さ"に"ねじの面積(有効断面積)"を掛ければ得ることが出来ます。
ねじの有効断面積はメートル並目ねじの場合、下表の通りです。

それでは　呼び径Ｍ３ (径が3mm)の小ネジで　強度区分　４．６　の場合　どれ位の力(荷重)を掛けても破断しないでしょうか
　　　　　　　強度区分　４．６　の　最小引張強さ(σ）は　４００Ｎ/ｍｍ2
　　　　　　　呼び径　　Ｍ３　　の　有効断面積は(S）は　５.０３ｍｍ2　　
から　４００Ｘ５.０３＝２,０１２Ｎ　の力を掛けても破断しません。
ですから（１Kgf＝9.8Nから）　２０５Ｋｇfの荷重に耐えることになります。
体重が　60Kgfの人が静かに揺らさずに３人ぶら下がっても大丈夫ですが、70Kgfの人が３人ぶら下がればヤバイかも !!
(最小引張強さなので　2,012Ｎ以上）
一度計算してみて下さい
　　　　　　１．　　強度区分　８．９　　呼び径　Ｍ６の場合
　　　　　　２．　　強度区分　１０．９　呼び径　Ｍ８の場合

　強度区分で　鉄で焼入の無い場合は　一般的に「４．６」「４．８」
　　　　　　　鉄で焼入を行った場合は　一般的に　「８．８」「１０．９」などが使用されます。

ねじの力

ねじの力　
まず､力の単位について考えてましょう。
バットを振ったり、ボールを投げたり、物が落ちたりすると、バット、ボール、物には力が働きます。
この力の単位は、一般的に使用されているのは体重測定などで使用される"Kg"がありますが、国際単位系(SI単位)では力を現す単位として"N:ﾆｭｰﾄﾝ"が使用されています。
では"Kg"と"N:ﾆｭｰﾄﾝ"の関係は

質量･･･　物体そのものの量の事、月へ行っても変わらない。

重さ･･･その物体にかかる重量の大きさ、月では地球の1/6となる
「私の体重は５０Ｋｇです」は
力の単位で表せば、「私の体重は地上の重力(1Ｇ）のもとでは４９０Ｎ,月では1/6の８１Ｎです」
力（重さ）＝質量Ｘ加速度（重力：1Ｇ＝9.8m/s2）
1Kgf ＝ 1Kg X 1G ＝ 1Kg X　9.8m/s2 ＝ 9.8(Kg･m/s2) ＝ 9.8N
一般的に体重計で測った時に使用される"Kg"は地球上では重力(引力)がかかっているから
正式には"Kgf"と表現され、その"f"の部分が重力(加速度)がかかっている事を表わします。
1Kgf　=　9.8N 　　　に換算されます。
1Kgf ≒ 10N
詳しく知りたい方は書籍、net等を見て下さい。

ねじの強さ(強度区分)

ねじの強さ(強度区分)
一般的なねじでは、転造工程の後でねじの強度を高くする為に熱処理工程が設けられます。
そこで今回からねじの強度について紹介いたします。

自動車、バス、電車などの輸送機、切削機、プレス機など身近なところでねじの頭部に

数字のマークが付いたねじを見られたことがあるでしょう。
「10.9」とはどんな意味でしょうか
小数点の左の数字と右の数字がそれぞれ小ネジ、ボルトの強度を表わしています。
左の１０が100キロの荷重まで破断しないことを表わし、「最小引張強さ」を示しています。
右の９が100キロの90%で90キロまで荷重をかけて伸びたねじが、荷重をとれば元に戻る限界(降伏)を表わし、「耐力」、「降伏強さ」を示します。
その他に「１２．９」、「８．８」、「６．８」、「４．８」、｢４．６」などその他有ります。
考え方は同じで「８．８」の場合
　　　　最小引張強さ＝８０キロ　　耐力＝８０Ｘ８０％＝６４キロを示します。
単に「８」、「７」マークは最小引張強さだけを示します。
　　厳密には　使用した単位キロ＝Kg/mm2で　100キロ(Kg/mm2)≒1000N/mm2、80キロ(Kg/mm2)≒800N/mm2のことです。　　現在はN/mm2のSI単位が使用されています。

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Author:ねじ職人
㈱ヤマシナ(旧　山科精工所)に入社して、はやウン十年。日本の発展のためにお役に立てればと、高性能、高品質のねじ作りに日々努力して参りました。
私たちが作ってきた愛すべき精密部品「ねじ」の奥の深さをご紹介します。

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