【関連知識】ネジの基本とネジの種類・ネジ締めのポイント

ネジ（螺子）は、円筒部品にらせん状の溝を切った、機械要素部品です。
ネジは、部品の締結や固定だけでなく、ネジ機構を利用した搬送や位置決めなど、日常生活からものづくり産業まで、あらゆる分野で重要な役割を担っています。
ネジには、頭の形状や寸法によってさまざまな種類があるため、ネジ締め作業にあたっては、ネジの種類や特徴を知ることが重要です。

ネジとボルトの違いは？

「ネジ」は、円筒部品にらせん状の溝が切られた機械要素の総称で、側面に溝が切られたネジを「雄ネジ」、円筒の内面に溝が切られたネジを「雌ネジ」と呼びます。
部品の組み立てで使われる「六角ボルト」や「ナット」や、精密部品に使われる小さな「ビス」なども、すべて『ネジ』の一種です。
主に、スパナやレンチで締め付ける大きめのネジを「ボルト」、ドライバーで締め付ける十字穴やすりわりネジを「ネジ」と呼びますが、明確な定義はされていません。

ネジの各部の名称

リセス

ドライバーやレンチを差込む溝を「リセス」と呼びます。
代表的なリセスには、プラスドライバーを差し込む「十字穴」と、マイナスドライバーを差し込む「すりわり」があります。

◎⼗字穴・すりわりの詳細はこちら
◎その他のリセスの詳細はこちら

ネジ山（ネジ部）

ネジ山（ネジ部）はらせん状のギザギザ部です。一般的な締め付けに使われるネジ部は「三角ネジ」と呼ばれます。
三角ネジの切り方には、メートルネジやユニファイネジ、タッピングネジ、管用ネジ、小ネジ、カメラネジなど、さまざまな規格があります。
またネジ山には三角ネジ以外にも、プレスやジャッキなどに使われる「角ネジ」や、運動伝達用に使われる「台形ネジ」など、さまざまな種類があります。

◎ネジ山の代表的な種類はこちら

頭部

ネジの頭部には、ネジを一定以上締め付け過ぎないように固定させる役割があります。
ネジ頭部の形状は「なべ頭」や「皿頭」などが一般的ですが、頭が大きい「トラス」や頭の薄い「低頭ネジ」など、用途によってさまざまな形状があります。

座面

座面は、ネジを締め付けたときの「締付力」を受ける部分になります。

先端部

ネジの先を「先端部」と呼びます。
先端部には締め付ける材料にあわせて、ネジ込みやすくする「とがり先」や、材料を傷つけない「丸先」など、さまざまな形状があります。

ネジの各部の寸法の見方

代表的なリセス（⼗字穴・すりわり）

ドライバーやレンチを差込む溝（リセス）にはさまざまな形状がありますが、もっとも一般的な形状が、「十字穴」と「すりわり」です。

頭部

⼗字穴（Cross Recesses for Screws）は、さまざまな製品の取り付けに広く使われているリセスです。
もとは⽶国フィリップス社によって考案されたリセスで、リセスとプラスドライバーの刃先がかみ合いやすく、大量生産でも効率よくネジ締めを行うことができます。

⼗字穴は、押す力と回す力のバランスや、ネジとドライバーのサイズ不適合によって、カムアウト（ビットがネジの十字穴から浮き上がってしまう現象）が発生しやすい課題があります。
カムアウトはネジをなめてしまう原因となったり、ビットや十字穴をつぶしてしまうこともあり、生産性の低下につながるため、事前に対策を講じることが大切です。

◎関連記事：カムアウトの発生原因とカムアウト防止のヒント

⼗字穴の種類

⼗字穴は、主に「H形」「Z形」「S形」の3種類があります。

H形	もっとも一般的な⼗字穴で、フィリップス※1系と呼ばれます （類似規格：ISO 4757）
Z形	ポジドライブと呼ばれる⼗字穴で、十字穴の45度ずれた位置に小さな溝があり、トルク伝達力が高くカムアウトを防ぐことができます ヨーロッパ製のスポーツ用品や組立家具、住宅建材、コンピュータ、OA機器、⾃動⾞などに使われています またポジドライブのカムアウト作⽤をさらに改善したスパドライブとよばれる形状もあります スパドライブは開発国の英国では主流になっています （類似規格：ANSI type1A、ISO 4757 type Z、JIS B4633 Z形）
S形	カメラやめがね、精密機器などに使われる呼び径2mm以下の小ネジです （準拠：日本写真機工業規格JCIS 8-70）

プラスドライバーは、多少サイズが違っていても回せますが、ネジをなめてしまったり、手元がすべってケガにつながることもあるため、それぞれの規格と呼び径にあったドライバーサイズを選定する必要があります。

◎関連記事：⼗字穴のネジ呼び径とサイズはこちら
◎関連記事：ドライバーのサイズの見方

すりわり

すりわり（Slotted head screws）は、ネジ頭に一文字に溝が切られたリセスです。
⼗字穴よりも歴史が古く、ネジ溝に汚れが溜まりにくいため、メンテナンス性が高いことが特徴です。特に時計、眼鏡、精密機器などの⼩ネジに多く使われています。

すりわりは、⼗字穴と比べカムアウトを起こしませんが、リセスの端があいているため、マイナスドライバーが外れてしまい、ネジの表⾯や周辺の材料にダメージを与えやすい課題があります。またリセスに刃先をしっかりとおさめることができないため、トルク伝達に限界があります。
マイナスドライバーの長さと刃幅はJIS規格で決まっているため、ネジによく合ったものを選ぶことが大切です。

◎関連記事：すりわりのネジ呼び径とサイズはこちら
◎関連記事：ドライバーのサイズの見方

その他のリセス

ネジのリセスには、⼗字穴・すりわり以外にもさまざまな種類があります。

六⾓⽳付きボルト・⽌めネジ

六⾓⽳付きボルトは、製品の組み立てや、⾦型、機械、精密機器、バイクなど、⽐較的⼤きな締結⼒が必要な箇所に使われるネジです。六角穴付き⽌めネジ（イモネジ）は、機械部品の固定や位置決めに使われます。

六角ボルト

六⾓ボルトは、機械装置や組み立て、機械整備、⾃動⾞、機械、住宅、建築関連まで、幅広い業界で使われるネジです。⾼い回転⼒で締め付けることができますが、六⾓⽳やビットを痛めやすく、ビットの⾓が徐々に変形してしまい、接触部が丸くなりやすい特徴があります。
刃先が直線になっているためネジが脱落しやすく、ネジを保持する際は、マグネットタイプのレンチが使われます。

トルクスネジ

トルクス（TORX®^※2）は、アメリカで開発された「六角星型ネジ」です。6つの耳たぶ状曲線で構成されており、一般的なネジや、六角穴付きボルトに比べ駆動効率が高く、確実なトルク伝達とカムアウト防止が実現します。
トルクスは、パソコン・スマートフォンなどの精密機械や、ヨーロッパ製の自動車など、ヨーロッパやアメリカで広く普及しています。また製造現場では、切削工具として使われるバイトの「旋削チップ」の取り付けにも使われています。
トルクスの駆動効率をさらに高めたトルクスプラス（TORX PLUS®^※2）や、いたずら防止のタンパープルーフ・トルクスなど、そのバリエーションも豊富です。
（類似規格：JASO F116、JIS B 1015、ヘクサロビュラ／ヘックスローブなど）

◎関連記事：トルクスの用途とトルクスのサイズ・種類

四角ネジ（ロバートソン）

四⾓ネジは、主に筋交い金物の組み付けや、耐震⾦物、サッシ、ログハウスなどの建築関連で使われるネジです。主に⽊ネジとなります。

ラインヘッド

ラインヘッド（LHS®^※3）、LHスティックス（LH STIX®^※3）は、星型リセスが特徴のネジで、確実なトルク伝達とカムアウト防止が実現します。
主にOA機器、携帯電話、⾃動⾞、コンピュータなどに使われています。

トライウイング

トライウイング（Tri-Wing®^※4）は三枚⽻根のリセスが特徴のネジです。
主に航空機、特殊⾞両などのいたずら防止目的として使われています。

マイクロスティックス

マイクロスティックス（MICRO STIX®^※5）は三枚溝のリセスが特徴のネジです。
主にスマートフォンやポータブルゲーム機、精密機器などの精密部品のいたずら防止目的として使われています。

ネジ山の代表的な種類

日本をはじめ、ネジ山の規格としてもっとも多く使われているのが「メートルネジ」です。一方で、アメリカなどのインチを単位とする国では、「ユニファイネジ」が利用されています。
またネジは通常、右ネジ（軸方向右回りに締め付け）のものが一般的ですが、ネジそのものが回転する力を受けてしまう場合、左回りに締め付ける左ネジ（逆ネジ）が使われることもあります。

メートル並目ネジ

一般的なネジや、ボルト・ナットで多く使われているネジ山で、ネジ山の角度は60°です。
呼び径に対してピッチが規定されているため、一般的には「M3」や「M5」など、ピッチを省略して表されます。

メートル細目ネジ

メートル並目ネジよりもピッチが細かいネジ山で、ネジ山の角度は60°です。
一般的には「M8×1」や「M10×1.25」など、呼び径とピッチを合わせて表されます。
並目ネジよりもネジ山が多いため、精密な位置調整を必要とする機械部品や、ネジが短く締め付けがしにくい場合に最適です。

ユニファイ並目ネジ（UNC）

呼び径をインチで表したアメリカの規格で、ネジ山の角度は60°です。
ピッチは1インチ当たりのネジ山数（25.4mmのネジ長さに対していくつ山があるか）で表します。
呼びに対応するナットが使用できるため、大きな保持力が必要な場合や、振動が多い箇所、厚板やふくろ穴での使用に適しています。

ユニファイ細目ネジ（UNF）

ユニファイ並目ネジよりもピッチが細かいネジ山で、ネジ山の角度は60°です。
1インチ当たりのネジ山数がユニファイ並目ネジに比べて多くなっており、精密な位置調整が必要な場合に使われます。

ウィットネジ（W）

呼び径をインチで表したイギリスの規格で、ネジ山の角度は55°です。
ピッチは1インチ当たりの山数（25.4mmのネジ長さに対していくつ山があるか）で表します。

タッピングネジ

ネジ立てをしながら締め付けることができ、切削性が良好で、亜鉛ダイカスト、鋳物、アルミダイカストなどの締結に多く使われています。
先端のとがり部分は穴のズレを整え、食い付きを助けるガイドの役目をします。

管用ネジ

高い気密性が求められる、水道管やエア配管などの管の接続に使われるネジです。
先端に行くほど細くなる円すい形の「管用テーパーネジ」と、先端まで太さが変わらない「管用平行ネジ」があります。
管用ネジは、1／8インチ（チブ）、1／4インチ（ニブ）、3／8インチ（サンブ）などのインチで表すのが一般的です。

ネジ締めのポイント1〈強度区分〉

ネジは一種のくさび形状になっており、小さな力（締め付け力）で大きな引っ張り力（軸力）を得ることで、締め付けが行われます。そのため、ネジの締め付けにおいては、大きな引っ張り力に耐えられるネジの「強度」がポイントとなります。