ネジは便利なものです。
ネジが無かったら、釘で打ち付けたり、接着や溶接をしなくてはなりません。
それでは分解できなくなります。
プラスドライバーで回す小さいネジのことを「ビス」と呼んでいますが、正式には「十字穴付きなべ小ネジ」などという長ったらしい名前がついています。
でも、一般的ではありませんね。
日本では原則としてメートルネジを使うことになっています。メートルネジは,各部の寸法がミリメートル単位で表されています。
しかし、古くからの慣例でインチネジも未だによく使われていますので、区別しなくてはなりません。
たとえば、カメラを三脚につけるためのネジは、1/4インチネジですが、一見すると、メートルネジのM6と良く似ています。
でも、寸法が違いますから、入りません。
メートルネジの呼び名は、ネジの直径を表しています。
たとえば、M3とは、メートル(Meter)のネジで、直径が3mmということを示しています。
身近のホームセンターなどで入手出来るネジは、M2、M2.6、M3、M4、M5、M6、M8、M10、M12です。
ネジの寸法はJIS(日本工業規格)で細かく規定されていますが、我々の工作で必要になるのはごく一部の寸法に過ぎないので、ネジ加工のための寸法表に別にまとめておきました。
加工の際の参考になればと思います。
規格外ネジ
意外に思われるかもしれませんが、光学機器ではJIS規格から外れたネジの方も多いようです。
規格ネジは、径が大きくなるとネジのピッチ(ネジ山の間隔、Pで表す)が粗くなるので、不便だからでしょう。例を見てみましょう。
φ28.5 φ36.4 φ49.0 |
0.60 1.00 0.75 |
国産望遠鏡の接眼アダプタネジ カメラレンズのフィルターネジ |
タップ
ドリルで開けた丸穴の内側にメスネジを加工するものです。
”タップを立てる”といいます。
別項にて テクニックをご紹介します。
ダイス
シャフトの外周にオスネジを加工するものです。別項にテクニックをご紹介します。
加工の際は、ネジ加工のための寸法表を参照してください。
旋盤加工
大きなネジや規格外のネジを加工する場合は、旋盤加工するしかありません。
この場合、ねじこむ相手部品が既に存在している場合は、現物合わせにするべきで、外注の場合はサンプルとして渡します。
あとで入らなかったと文句を言っても手遅れで、サンプルを渡さなかった方に非があります。
「図面に、M49×0.75と書いてあるから計算で寸法が出るはずだ」と言い張る人も多いようですが、現実はそう簡単ではありません。
ネジの切り込み量を計算どおりに取ったとしても、旋盤でネジを切るバイト(刃)が摩耗してくると山の形状が変わってきます。
ネジ山の寸法は専用の測定器でないと測れず、手間も掛るので、実際に相手部品にねじ込んで様子を見るのが現実的な検証法です。
また、ねじ込む相手部品の寸法も基準通りに出来ているとは限りませんので、尚更、現物合わせにするべきなのです。
現物合わせを怠ると、出来上がってから入らなかったり、ゆるゆるだったりして泣くことになります。(体験者)
参考:企業でも現物合わせのネジ加工
「ネジゲージ」という超精密に出来た基準ネジ(一本数万円)を全サイズ揃えており、これが入るかどうか確認しながら加工しています。
つまり企業でも「現物合わせ」で検証しているのです。
ネジのかみ合いの様子を簡略化して拡大した図です。
ネジ山の角度が、60度になっています.
ネジ山の高さHは、ネジのピッチPだけから決まります。 (H=P×Cos30°)
「ネジが太いからネジ山も大きいはず」というのはJIS規格のネジの場合の話であり,本来はネジの径とは関係無いのです.
オスネジ
オスネジの山は、頂上が少し欠けており、呼び寸法 d を残していることに注目しましょう。
たとえばM8のオスネジの外径は呼び寸法どうりのφ8mmです。
ネジを切るシャフト部分が正確にφ8になっていなくてはなりません。
また、バイトの先端がつぶれていると、シャフト表面に突き当てで切り込み量を設定すると、結果的には切り込み過ぎになって、ネジの外径が小さくなってしまいます。
これも注意が必要です。
(補足:市販のネジの大半は「転造」という方法で作られており、削って作る方法より精度が劣るため、ほんのすこし細くなっています。)
メスネジ
メスネジの内径D1は、呼び寸法dから、ちょうどピッチ P を引いた値になります。
たとえば、M8ネジのピッチは、1.25ですから、穴の内径は φ6.75です。
「ネジ山の高さは0.5P」
と覚え込まされていたが、これは目安に過ぎない。
正確には上図で示されているように 実際のネジ山の高さ=(1-1/8-1/4)H=0.5413 P
これを覚えやすい0.5だとして、ギリギリの設計をしてしまうと、物が入らない事故に遭遇する。
それ以来、横着しないで、メスネジの穴径は、呼びサイズからピッチの1.1倍引くようにした。 (2017−3−20追記)