ネジ山の種類と特徴が分かる金属加工ガイド

ネジ山の種類と選び方

ネジ山の基本形状と角度による分類

 

ネジ山とは、ねじの表面にらせん状に形成された突起部分のことで、その形状はねじの用途に応じて様々な種類があります。ネジ山の形状を理解することは、金属加工において適切なねじの選択や設計に不可欠です。

 

ネジ山の基本形状は、断面形状によって主に以下のように分類されます。

• 三角ねじ：最も一般的なねじ山形状で、断面が三角形をしています。ねじ山の角度は規格によって異なり、メートルねじやユニファイねじでは60度、管用ねじでは55度となっています。締結力が高く、緩みにくいため、多くの締結用途で使用されています。
• 角ねじ：ねじ山の断面が正方形に近い形状をしており、比較的小さな回転力で軸方向に大きな力を伝えることができます。このため、プレス機やジャッキなど、力の伝達を目的とした機械に使用されることが多いです。
• 台形ねじ：三角ねじより斜面の角度が急で、ねじ山の頂部が平らになっています。軸方向の精度が出しやすく、角ねじより耐久性に優れているため、旋盤の送りねじや精密測定器に広く利用されています。
• 鋸歯ねじ（のこ歯ねじ）：三角ねじと角ねじを組み合わせたような形状で、断面が非対称になっています。片方向にのみ力を伝える用途に適しており、プレス機や万力などに用いられます。緩めるときに素早く動くという特性があります。
• 丸ねじ：台形ねじの山の頂部と谷底に大きな丸みを付けたねじです。電球の口金やソケットに使用される丸ねじ（電球ねじ）は、ねじ山の断面が半円形で、頂部と谷底の丸みが連続しているのが特徴です。

また、ねじ山の角度は、ねじの規格によって標準化されています。

• メートルねじ・ユニファイねじ：60度
• 管用ねじ：55度

これらの角度の違いは、ねじの用途や必要な締結力、製造のしやすさなどを考慮して決められています。例えば、角度が大きいほど軸方向の力に対する耐荷重性が向上しますが、製造難易度も上がる傾向があります。

 

一般用メートルねじの基準山形と基準寸法についての詳細情報

一条ねじと多条ねじの違いと用途

 

ネジ山の種類を考える上で重要な要素の一つが「条数」です。条数とは、ねじの軸に沿って形成される螺旋の本数を指します。条数によってねじの特性が大きく変わるため、用途に応じた適切な選択が必要です。

 

一条ねじ。
一条ねじは最も一般的なねじで、ねじ山が一本の連続した螺旋で形成されています。1回転すると、ねじ山のピッチ分だけ進むという特性があります。締結力が高く、緩みにくいという利点があるため、多くの固定用途で使用されています。

 

二条ねじ。
二条ねじは、二本の螺旋状のねじ山が並行して形成されているねじです。同じ回転数でも、一条ねじの2倍の速さで進むという特徴があります。そのため、素早く締めたい場合や、長いねじを使用する場合に効率的です。ただし、一条ねじに比べると緩みやすいという欠点もあります。

 

二条ねじの構造は以下のように説明できます。

• ねじ山と山の間に別のねじ山が形成されている
• 1回転でピッチの2倍進む（リード = ピッチ × 2）
• 締め付け作業の効率が良い
• 一条ねじより緩みやすい傾向がある

多条ねじ。
二条ねじを含め、三条、四条などの複数の螺旋を持つねじを総称して多条ねじと呼びます。条数が増えるほど、同じ回転数でより速く進みますが、条数が増えすぎると緩みやすくなるというデメリットも顕著になります。

 

多条ねじの特徴と用途。

• 高速で締めたり緩めたりできる
• ピッチが同じでも、リードが条数倍になる
• ねじへの負荷を分散できる
• 主に移動機構や送りねじ、大型機械の調整用などに使用

木材用のねじでは、螺旋形状の工夫として「荒目の一条ねじ」と「ハイ＆ロー形状の二条ねじ」があります。荒目の一条ねじはねじを打ち込むスピードが速いのが特徴ですが、硬い木材に使用すると負荷が大きくなり、ねじが折れる危険性があります。一方、二条ねじはねじへの負荷を小さくし、打ち込みスピードを維持しながら安定した作業を可能にします。

 

二条ねじと多条ねじの詳細な解説

メートルねじとインチねじの規格比較

 

ネジ山の種類を理解する上で、規格の違いも重要な要素です。世界的に広く使われている規格として、メートルねじとインチねじがあります。両者はサイズの表記方法だけでなく、ねじ山の形状や角度にも違いがあります。

 

メートルねじの特徴。
メートルねじは、各部の寸法をミリメートル（mm）単位で表し、ねじ山の角度が60度の三角ねじです。国際規格としても採用されており、日本を含む多くの国で標準的に使用されています。

 

メートルねじの表記例。

• M10 - 直径10mmの並目ねじ
• M10×1.25 - 直径10mm、ピッチ1.25mmの細目ねじ

メートルねじには並目ねじと細目ねじがあり、同じ直径でもピッチ（山の間隔）が異なります。並目ねじは一般的な用途に、細目ねじは精密な調整や強度が必要な場合に使用されます。

 

インチねじの特徴。
インチねじは、サイズをインチ単位で表し、ピッチは1インチ（25.4mm）あたりのねじ山の数で表します。アメリカやイギリスなど英語圏の国々で多く使用されています。

 

インチねじの代表的な規格として、ユニファイねじがあります。

• UNC(並目) - Unified National Coarse
• UNF(細目) - Unified National Fine
• UNEF(極細目) - Unified National Extra Fine
• UN(系列)
• UNS(特殊)

インチねじの表記例。

• 1/4-20 UNC - 直径1/4インチ、1インチあたり20山の並目ねじ
• 1/4-28 UNF - 直径1/4インチ、1インチあたり28山の細目ねじ

メートルねじとインチねじの比較。

項目	メートルねじ	インチねじ
寸法単位	mm	インチ
ピッチの表現	mm単位の間隔	1インチあたりの山数
ねじ山の角度	60度	60度（ユニファイねじ）
主な使用地域	日本、ヨーロッパ、アジア	アメリカ、イギリス、カナダ
表記例	M10×1.5	3/8-16 UNC

両規格の互換性はないため、混在する場合は注意が必要です。例えば、自動車部品では輸入車と国産車でねじの規格が異なることがあり、適切な工具の選択が重要になります。

 

インチねじの種類と規格の詳細情報

ネジ山のピッチ違いによる特性と選定基準

 

ネジ山の種類を選択する際、重要な要素の一つが「ピッチ」です。ピッチとは、隣接するねじ山の間隔を指し、メートルねじではミリメートル単位で、インチねじでは1インチあたりの山数で表されます。ピッチの違いによって、ねじの特性や適した用途が大きく変わります。

 

並目ねじと細目ねじの違い。
並目ねじ（Coarse Thread）は一般的な用途に用いられる標準的なピッチを持つねじで、以下の特徴があります。

• 締め付けスピードが速い（少ない回転数で進む）
• 製造が容易でコストが低い
• 汚れや損傷に強い
• 緩みやすい傾向がある

細目ねじ（Fine Thread）は並目ねじよりもピッチが小さい（山が密）ねじで、以下の特徴があります。

• 締め付け力が高い
• 精密な調整が可能
• 振動に強く緩みにくい
• 締め付けに時間がかかる
• クロスレッド（斜めねじ切り）のリスクが高い

極細目ねじ（Extra Fine Thread）は、さらにピッチが小さいねじで、精密機器や航空宇宙分野など、特殊な用途に使用されます。

 

ピッチ選定のガイドライン。
ねじ山のピッチ選定には、以下の要素を考慮する必要があります。

1. 材料の強度。
   
   
   
   • 軟らかい材料（アルミニウム、プラスチックなど）→ 細目ねじが適している
     
   • 硬い材料（鋼、ステンレスなど）→ 並目ねじでも十分な強度が得られる
     
   
   
2. 締結部の長さ。
   
   
   
   • 短い締結部 → 細目ねじで山数を確保
     
   • 長い締結部 → 並目ねじでも十分な山数が確保できる
     
   
   
3. 振動環境。
   
   
   
   • 振動が多い環境 → 細目ねじが緩みにくい
     
   • 振動が少ない環境 → 並目ねじでも問題ない
     
   
   
4. 調整精度。
   
   
   
   • 高精度の調整が必要 → 細目ねじが適している
     
   • 一般的な締結 → 並目ねじで十分
     
   
   

JIS規格では、一般用メートルねじのピッチ選択について、表に示されたピッチ適用最大サイズを超えないことが推奨されています。また、呼び径に対して適切なピッチの組み合わせが定められており、第1選択のピッチを優先的に選ぶことが推奨されています。

ねじのピッチが細かくなるほど、以下の点に注意が必要です。

• 呼び径に対してピッチが小さすぎると、ねじ山が弱くなり破損の恐れがある
• 加工精度の要求が高くなり、製造コストが上昇する
• 汚れや異物の影響を受けやすくなる

メートルねじのピッチと呼び径の適切な組合せ表

産業別に見るネジ山選択の最適化戦略

 

ネジ山の種類は多岐にわたりますが、産業分野によって求められる特性や最適な選択が異なります。ここでは、各産業分野におけるネジ山選択の戦略について掘り下げていきます。

 

自動車産業におけるネジ山選択。
自動車産業では、振動や温度変化の厳しい環境下で使用されるため、ねじの信頼性が極めて重要です。

 

• エンジン周りの締結部品 → 細目ねじ（振動による緩み防止）
• 車体組み立て → 並目ねじ（生産効率重視）
• トランスミッション → 精密度の高い細目ねじ
• 特殊部品 → 多条ねじ（素早い組み立てが必要な場合）

近年は、軽量化のためにアルミニウム部品が増加していますが、アルミニウムは柔らかいため、一般的な並目ねじでは山つぶれのリスクがあります。そこで、細目ねじや特殊なピッチのねじが採用される傾向にあります。

 

電子機器産業におけるネジ山選択。
電子機器産業では、小型化と精密さが求められます。

 

• 筐体組み立て → 小径の細目ねじ（限られたスペースでの強度確保）
• 精密部品固定 → 極細目ねじ（精密な調整が可能）
• 量産製品 → タッピンねじ（組み立て効率の向上）

特に近年のモバイル機器では、極めて小さなねじが使用されており、M1以下の極小ねじでも細目ピッチが採用されています。これにより、限られたスペースでも十分な締結力を確保しています。

 

建築・建設分野におけるネジ山選択。
建築・建設分野では、長期的な耐久性と施工効率が重視されます。

 

• 木造建築 → コーススレッドの「荒目の一条ねじ」（木材への食い込みが良い）
• 内装工事 → 「ハイ＆ロー形状の二条ねじ」（打ち込みスピードと安定性の両立）
• 鉄骨構造 → 高強度ボルト（細目ねじで強度確保）

建築用ねじでは、JIS規格に準拠したものだけでなく、各メーカーが独自に開発した「造作ねじ」も多く使用されています。これらは用途に応じて、頭部形状や先端形状、ねじ山の形状などが最適化されています。

 

例えば、先端に特殊な加工を施した「先割り（先端カット）」タイプのねじは、先端のカット部が刃の役割をして木材を削り、木屑を外に出すことで、硬い木材でも入りやすくなっています。また、「広角刃」「4カット」「Wカット」など、さまざまな先端加工が開発されています。

 

医療分野におけるネジ山選択。
医療分野、特に整形外科用インプラントでは、生体適合性と長期的な安定性が求められます。

 

• 骨固定用スクリュー → 特殊なねじ山形状（自己タッピング機能付き）
• インプラント → 細目ねじ（精密な位置決めと高い保持力）
• 医療機器 → 滅菌性を考慮した表面処理を施したねじ

医療用スクリューでは、骨との結合を促進するための特殊なねじ山形状が研究・開発されており、従来の工業用ねじとは異なる独自の発展を遂げています。

 

産業別のねじ山選択基準。

産業分野	優先される特性	推奨されるねじ山タイプ
自動車産業	振動耐性、強度	細目ねじ、特殊ピッチねじ
電子機器	小型化、精密さ	極細目ねじ、小径ねじ
建築・建設	施工性、耐久性	造作ねじ、特殊先端ねじ
医療分野	生体適合性、安定性	特殊形状ねじ、細目ねじ
航空宇宙	信頼性、軽量化	高精度細目ねじ、特殊材質ねじ

産業分野に応じたねじ山の最適化は、製品の性能、耐久性、生産効率に大きく影響します。適切なねじ山の選択は、単なる部品選びではなく、製品全体の品質を左右する重要な設計要素と言えるでしょう。

 

様々な用途に応じたねじの種類と特性の詳細