実は、H形ドライバーでZ形ボルトを締め続けると、現場のトルク管理が狂って製品クレームに直結します。
十字穴付きボルト(小ねじ)の国内基準はJIS B 1111です。 2017年の改正で内容が更新され、現在はISO規格との整合が取られた形で運用されています。 対象はM1.6からM10までのねじ径で、頭部形状によって「鍋頭」「皿頭」「丸皿頭」「バインド頭」などのバリエーションがあります。 kikakurui(https://kikakurui.com/b1/B1111-2017-01.html)
つまり、十字穴付きボルトを発注・管理するときの起点はJIS B 1111です。
規格表には「ねじの呼び径」「頭部径」「頭部高さ」「穴番号」などが寸法として定められています。 たとえば十字穴付き丸皿小ねじの場合、M3の頭部径は6mm、M5は10mmと規定されており、これに対応する穴番号はどちらもNo.2です。 寸法の数字だけを見て互換品と判断してしまうと、後述する穴形状の違いで締め付け不良が起きることがあります。 vessel.co(https://www.vessel.co.jp/btob/knowledge/3850.html)
参考リンクとして、JIS B 1111の規格本文(kikakurui.com)は一般公開されており、各寸法をオンラインで確認できます。
JIS B1111:2017 十字穴付き小ねじ 規格本文(kikakurui.com)
十字穴の形状には、JIS規格でH形・Z形・S形の3種類が規定されています。 それぞれドライバーとの接触面の構造が異なるため、正しい組み合わせで使わないとトルクが適切に伝わりません。 vessel.co(https://www.vessel.co.jp/btob/knowledge/3817.html)
以下に3タイプの違いをまとめます。
| 種類 | 別称 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| H形(PH) | フィリップス形 | 最も一般的。圧力面がやや開いており、締め付け時にカムアウトしやすい側面がある | 国内一般産業用、電機・機械部品全般 |
| Z形(PZ) | ポジドライブ形 | 十字の45度ずれた位置に補助溝あり。圧力面がほぼ垂直でカムアウトしにくく、高トルク伝達が可能 | 欧州製品、住宅建材、OA機器、スポーツ用品 |
| S形(PS) | (ISO規定なし) | ねじ呼び2.0以下の極小ねじ向け。小頭ねじ専用 | メガネ枠、デジカメ、携帯、精密機器 |
kk-yamashina.co(https://www.kk-yamashina.co.jp/column/2010/05/10/%E5%8D%81%E5%AD%97%E7%A9%B4%E3%81%AE%E7%A8%AE%E9%A1%9E/)
Z形は見た目がH形に似ているため、現場でH形ドライバーをそのまま使ってしまうケースがあります。 しかしH形とZ形は圧力面の角度が根本的に異なるため、Z形ボルトにH形ドライバーを使うと穴が変形したり、トルクが正確に管理できなくなります。 これは知らないと損する、というより気づかないまま続けると品質クレームに発展するリスクです。 nejijapan(http://www.nejijapan.com/njc/old_qa/thread/detail_view/000000001e2d)
H形かZ形かは、ドライバービットの刻印で確認できます。「PH」と書いてあればH形、「PZ」と書いてあればZ形です。 現場で混在している場合は、ビット入れに分類ラベルを貼るだけで作業ミスを大幅に減らせます。これは使えそうです。 linex.co(https://www.linex.co.jp/qa/)
十字穴の「番号」は穴の大きさを表す規格値で、ねじの呼び径に応じてNo.0からNo.4まで設定されています。 番号が大きいほど穴が大きく、対応するドライバーのビット幅も広くなります。 gaiheki-katorihome(https://gaiheki-katorihome.com/JISB1111nonejijkikakukanzenkaisetsu.html)
以下は代表的な対応表です。 vessel.co(https://www.vessel.co.jp/btob/knowledge/3850.html)
| 穴番号 | 対応するねじ呼び径の目安 | よく使われるドライバーサイズ |
|---|---|---|
| No.0 | M1.6以下(精密用途) | No.0精密ドライバー |
| No.1 | M2、M2.5 | No.1 |
| No.2 | M3、M3.5、M4、M5、M6 | No.2(最も汎用性が高い) |
| No.3 | M8 | No.3 |
| No.4 | M10以上(大径) | No.4 |
No.2が最も広い範囲をカバーします。 M3からM6まで対応するため、金属加工現場で「とりあえずNo.2」という感覚で使っているケースが多いのも事実です。ただし、M8以上でNo.2を使うと明らかにトルク不足になります。 rivi-manufacturing(https://rivi-manufacturing.com/mechanical-design/screw/9086/)
穴番号が合っていないドライバーを使うと、ボルト頭部の穴がなめる(潰れる)原因になります。 一度なめてしまうと専用工具での除去が必要になり、作業時間が大幅にロスします。穴番号の確認は1秒でできる作業です。No.2が条件、という現場なら径の確認を習慣にするだけで防げます。 shimojima(https://shimojima.jp/staffblog/blog/b-know-screwthread/)
十字穴付きボルトの規格は穴形状だけでなく、材質と強度区分もセットで管理されています。 JIS B 1180(六角ボルト)やJIS B 1111(小ねじ)では、強度区分を「4.8」「8.8」「10.9」「12.9」などで表記します。 monotaro(https://www.monotaro.com/s/attr_f3-10/q-%E5%8D%81%E5%AD%97%E7%A9%B4%E4%BB%98%E5%85%AD%E8%A7%92%E3%83%9C%E3%83%AB%E3%83%88/)
数字の意味は次のとおりです。
- 前の数字 × 100 = 最小引張強さ(N/mm²)
- 前の数字 × 後の数字 × 10 = 最小耐力(N/mm²)
たとえば強度区分4.8は、最小引張強さ400 N/mm²、最小耐力320 N/mm²を意味します。 一方、12.9は1200 N/mm²の引張強さを持ち、強度区分4.8の3倍の強さです。 monotaro(https://www.monotaro.com/s/attr_f3-10/q-%E5%8D%81%E5%AD%97%E7%A9%B4%E4%BB%98%E5%85%AD%E8%A7%92%E3%83%9C%E3%83%AB%E3%83%88/)
十字穴付きの小ねじは、強度区分の高い締め付けより「小径・軽負荷」の用途に適しています。 M4を超えるあたりから高トルクでの締め付けには六角穴付きボルト(キャップボルト)の方が適しており、十字穴では穴がカムアウトするリスクが高まります。強度区分の選定に迷ったら、JIS規格表と照らし合わせるのが原則です。 rivi-manufacturing(https://rivi-manufacturing.com/mechanical-design/screw/9086/)
ステンレス(SUS304)製の場合はA2-70やA4-70といった表記になります。 錆びにくい反面、焼き付き(かじり)が起きやすいため、締め付け時には潤滑剤(焼き付き防止グリス)の使用を検討してください。 ikekin.co(https://www.ikekin.co.jp/products/2249/)
現場で起きやすい規格絡みのトラブルの多くは「見た目が似ているから同じだろう」という思い込みから発生します。意外ですね。
特に多いのが次の3パターンです。
- H形とZ形の混用 :Z形ボルトにH形ドライバーを使い、締め付け途中で穴がなめる nejijapan(http://www.nejijapan.com/njc/old_qa/thread/detail_view/000000001e2d)
- 穴番号のサイズ違い :M6ボルトにNo.1ドライバーを使い、トルクが入らないまま作業を完了してしまう kk-yamashina.co(https://www.kk-yamashina.co.jp/column/2010/05/10/%E5%8D%81%E5%AD%97%E7%A9%B4%E3%81%AE%E7%A8%AE%E9%A1%9E/)
- インチ規格品の混入 :海外製装置のメンテナンスでミリ規格品を流用し、ねじ山が合わない blog.cbnanashi(https://blog.cbnanashi.net/2019/10/11785)
これらのトラブルは締め付け後の目視では判断できない場合があります。とくにZ形の穴変形は、プラスドライバーが刺さった状態では気づきにくく、製品の組み立て完了後に発覚するケースがあります。 気づいたときには分解工数が大きくなっています。厳しいところですね。 nejijapan(http://www.nejijapan.com/njc/old_qa/thread/detail_view/000000001e2d)
対策としては、受け入れ検査の段階で「穴形状・番号・材質・強度区分」の4項目を発注仕様書と照合するフローを設けることが効果的です。確認のチェックリストを1枚作成しておけば、新人作業員でも同じ基準で管理できます。仕様書と現物の照合は、1ロット5個の抜き取りでも十分な効果があります。
十字穴付きボルトの規格管理に活用できる、JIS B 1012(ねじ用十字穴)の規格書は日本産業標準調査会のサイトで確認できます。
ベッセル社による十字穴3タイプ(H形・Z形・S形)の詳細解説ページ
リネックス社のねじQ&A:カムアウトの原因とPH/PZの違いを実務目線で解説