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概要
ねじはいろいろな箇所に使用されており、生活の中に当たり前のように存在しています。お仕事などで扱う機会の無い方でもどんなものなのかくらいは知ってる身近な存在。でも、掘り下げていくととっても奥が深いんです。例えば、F1などのモータースポーツの世界ではねじの一つ一つが超精密な検査を受けて合格したものしか使われません。今回はそんなねじの世界について、ちょっとだけ詳しくご紹介😊😊😊😊😊
ねじの歴史
歴史上では、いつごろからねじが使用されてきたかは明確ではないですが、かなーーり昔(紀元前?）から使用されてきたようです。
日本では火縄銃伝来時にねじが部品として使用されており、火縄銃とともにねじ作りをするようになったとか😊😊😊😊
現代近くでは、ISO(国際標準化機構)によりねじの規格が標準化されています。
ねじの種類
ねじにはさまざまな種類があります。
・タッピングねじ
先端がとがっていて、木材などねじ穴が開けていないものなどに対して掘り進めながら締め付けていくねじです。木材、樹脂などの柔らかい素材に使用されます。注意点としては締め付けすぎると
逆に緩んでしまいますので慎重に締め付ける必要があります。
・なべ小ねじ(なべこねじ)
もっとも一般的なねじです。鍋をひっくり返したような形状のため なべこねじ って言います。
・皿ねじ
上面(ドライバーで締め付ける部分)が平になっており、ねじの上面を締め付け部と同じ高さにしたい場合に使用されます。注意点としては締め付け部に皿ねじ用の加工が必要となります。
・ボルト
上面が6角形になっていて、ドライバーではなくレンチで締め付けるねじ、および上面に6角形の穴が掘られており、6角ドライバーで締め付けるねじのことをいいます。形状が違うだけで ねじ の一種ですが、現場ではなんとなく使い分けがされています。締め付け方法としてボルトのみで締め付ける方法、ボルト、ナットの組み合わせで締め付ける方法があります。
・6角穴付きボルト
上記のボルトの一種で、上面に6角形の穴が開けてあり6角ドライバー、6角レンチなどを使用して締め付けます。なべ小ねじと比較して締め付けトルクを強くできるので、しっかり固定したい場合にはこちらを使用します。上面に6角穴があるため、上面部は大きくなり、上面部を締め付け部から出ないようにするためには締め付け部に加工が必要となります。
他にも種類がありますが、無理して覚える必要はありません🎃🎃🎃🎃
構造
ねじはおねじ、めねじ両方が対となって締めることができる構造となっています。なので、おねじとめねじの仕様が一致している必要があります。(例：M4のおねじにはM4の穴の開いためねじ部しか締め付けができない)
・おねじ(雄ねじ)
おねじとは、軸にねじ山がきざんであるものをいいます。
・めねじ(雌ねじ)
めねじとは、穴にねじ山がきざんであるものをいいます。
・ピッチ
ねじの頂点から次の頂点までの距離です。
ピッチが0.7[mm]の場合、ねじが1回転すると 0.7[mm] ねじが移動します(注：一条ねじの場合。) ちなみにねじが一回転したときのねじの移動距離のことを リード といいます。
ここはテストに出ますので覚えておきましょう🤤🤤🤤🤤
・2条ねじ
特殊なねじとして、2条ねじというものもあります。こちらはねじ山が2つある構造となっており、リードがピッチの2倍となります。用途としては、精密な精度を要求されるもの(カメラのピント合わせなど)、密閉性、緩まないことが要求されるものなどに使用されるようです。
メートルねじ(M4,M5などと呼ぶやつ)の場合、例えばM4だと
外径(呼び径) = 4[mm] となります。
有効径というのは、ねじ溝幅とねじ山幅が等しくなる位置を基準とした場合の直径のことをいいます。強度計算などに使用するものなのでテストには出ません😫😫😫
製作方法
おねじ
・転造
ダイスというギザギザした金属の型に、ねじの元となる棒(ブランクという)を押し当てて転がすことでねじ山を作っていく方法です。
・切削
ねじの元となる棒(ブランク)に対して、機械でけずってねじ山を作っていく方法です。
めねじ
・転造
めねじが作られる前の穴に対して、転造タップを回転させながら挿入していくことでねじ山を作っていく方法です。
・切削
めねじになる前の穴に対して、切削タップ、旋盤などを使用してけずってねじ山を作っていく方法です。
加工方法による違い
転造による方法は、材料をけずらないので切れくずが出ない、強度が高い、加工時間が短いといったメリットがあります。
転造のデメリットとしては、専用の型を作る必要があるので初期費用が掛かる、専用機械が必要、ねじ自体の精度は使用する型に依存する(切削と比較すると精度が落ちる)といったことがあります。
ねじの未来
ここまで読んでくれた方はなんとなく感じてるのではと思っていますが、ねじってすごく奥が深いのです😊😊😊😊
ここからは個人のかってな予想ですが、ねじにはまだまだ伸びしろがいっぱいあります😄😄😄
ねじは回すとねじ自身が垂直方向に動作する性質があります。この性質を利用して、シリンダーなどの機械機構に使用されています。この機構に利用されているのはボールねじ、すべりねじなどの名称で呼ばれており、自動化には欠かせないものとなっています。伸びしろのカギはこの辺りにあり、さらに高い次元で使用されるためにはねじ自体をさらに精度を高めることが重要となってきて、このための技術革新に注目していきたいですね😊😊😊😊😊
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