コラム

<ねじ締結>増締め運用の限界・材料力学の基礎①

2022.03.28

ねじ締結は軸力が基本

ねじを締めるとねじと被締結部が締付けられ、一体となる様に見えます。これはねじがナットで被締結部に固定され、ねじ自身が微妙に伸びる事で弾性変形(伸びきってないゴム)の状態となり、軸方向に働く力が締結する力となり固定されます。

★1:ねじと締結部の一体化の図

これはねじ自体がゴム素材であると考えた場合、ねじと被締結部は軸力の作用する範囲で一体化され、ねじの軸力が作用していると考えることができます。ねじの締結力は軸力と比例するため、締結力=軸力ととらえることができます。

★2:ねじが弾性範囲でゴムとなっている状態

但し、ねじとナットが一体化となっていられるのは、ねじのらせん面とナット側のらせん面に摩擦力が適切に作用している事が条件となりますが、摩擦力は時間・振動等の外力・温度変化等の外部環境により低下する為、ねじを締めた時の力は弱まり、締結力が徐々に低下することが知られています。

★3:摩擦力が作用している図。

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