第2話 ねじの用語解説

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こんにちは。ネジゴンだよ。
今日はねじを扱うにあたって、知っておいた方がいい用語を解説するよ。
知っていることも多いかもしれないけれど、復習も兼ねて付き合ってほしいのだ。

締めつけトルク

ねじを回転させるために必要な力のことで、弾性域での締めつけトルクと軸力の関係は以下の式で表すことができるよ。

T=kdF
T:締めつけトルク(N・m)
k:トルク係数
d:ねじの呼び径
F:軸力(N)

締めつけトルクをトルクレンチなどで管理して、ねじにかかる軸力をコントロールする方法がトルク法だよ。
工具があれば行うことができるから比較的簡単な軸力管理法のため、広く普及しているけれど、後述のようにトルク係数にばらつきがあり、他の方法にくらべて軸力のばらつきが大きいから注意が必要だね。

トルク係数

ねじ部の摩擦係数と座面の摩擦係数から決まる値で、材質や表面粗さ、めっき・油の有無などによって異なるけれど、おおよそ0.15~0.25くらいと言われているよ。

軸力

ねじを締めつけた際に発生する、軸方向に作用する力(締結力)のことだよ。

降伏荷重(降伏応力)

材料が変形して元に戻らなくなる荷重のことで、引張試験を行った際に荷重と伸びが直線的に増加していたのが、突然荷重が低下して、伸びだけが増加するようになるんだ。これを降伏現象と言って、この時の荷重を降伏荷重と言うんだ。
この降伏荷重を断面積で割った値が、降伏応力だよ。

0.2%耐力・塑性ひずみ

アルミ合金のように降伏現象を示さない金属材料において外力を取り除いたときに0.2%の塑性ひずみを生じさせる荷重のことで、降伏荷重に代えて用いられるんだ。
塑性ひずみとは外力を取り除いても残留するひずみのことで、永久ひずみとも言うよ。逆に外力を取り除くと0になるひずみを弾性ひずみと言うよ。

引張強さ

強度を表す指標の一つで、その材料が耐えられる最大の引張応力のことだよ。
材質のばらつきを考慮して、これ以下であれば破断しない値を最小引張強さと呼ぶよ。

強度区分

ねじの強度を表す指標で鋼製ねじとステンレス製ねじで表示が異なるんだ。
炭素鋼や合金鋼製のねじは「10.9」や「12.9」のように表示されて、小数点の前の数字は呼び引張強さの1/100の値を示し、後ろの数字は呼び下降伏点と呼び引張強さとの比の10倍の値を示しているよ。たとえば「12.9」の場合、呼び引張強さが1200N/mm2、呼び耐力が1200×0.9で1080 N/mm2となるんだ。

ステンレス鋼製のねじの場合は「A2-70」のように表示され、ハイフンの前が鋼種区分を表し、後ろの数字が強度区分を表し、引張強さの1/10の数値で示しているよ。たとえば「A2-70」の場合、最小引張強さは700 N/mm2となるんだ。

これ以外にも、ねじを扱うにあたって知っておいた方がいい用語はいっぱいあるんだけれど、それはまた別の機会に。

本日は、これにてご無礼するよ。

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