止めねじの規格は、軸について一度も触れません

あの区分は硬さで、しかも選べるのは一つだけ

止めねじには ISO 898 の中に自分の部があり、まず表題が意外です。 止めねじおよび引張応力を受けない類似のねじ部品。 区分は 14H、22H、33H、45H で、数字は最小ビッカース硬さの十分の一。 機械的性質の表は全部が硬さです。

そしてその表の脚注が、選択の大半を取り上げます。 14H、22H、33H は六角穴付き止めねじには適用しない。 引き出しに入っている六角穴付きのあれは 45H です。選ぶものがありません。 六角穴付き止めねじの横に区分を書くのは、それが取りうる唯一の値を書き写すことです。

ボルトの頭にある数字とは種類が違います。あちらの二桁は引張強さと降伏比を表していて、 選択が実在します。その二桁が何を約束しているのかは 8.8 or A2-70（英語）にあります。

強度試験はトルク一つ、しかもねじより硬いブロックの中で

ISO 898-5 には硬さ以外の機械試験がひとつしかなく、 しかも 45H の六角穴付き止めねじにしか適用されません。保証トルクです。 表は呼び径ごとにトルクを与え、M3 で 0.9 N·m。 同時に試験に使うねじの最小長さも規定していて、それは先端の形で変わります。

6H ではなく 5H というのは細部ではありません。 ねじのすきまを実験から取り除いて、結果がねじ自身のものになるようにしているのです。 それが thread tolerance classes（英語）の役目です。

ですから規格に保持力はありません。通して読んでも軸は一度も出てきません。 直径も、硬さも、表面も、部品が滑り出す前にこの継手が何 N·m 伝えられるのかも。 保持力の表は存在しますし役に立ちますが、 それはメーカーが自社のねじを自社の試験軸に対して測ったもので、 その条件込みの数字です。

規格が自分で除外しているもの

適用範囲は、自分が引き受けない仕事について珍しくはっきりしています。 ISO 898-5 は、次を必要とする止めねじには適用されません。

• 規定された引張応力。引かれるなら文書は ISO 898-1 で、 部品としても別物です。
• 溶接性。
• 耐食性。ステンレスの止めねじはこの規格の区分の外です。
• +300 °C 超または −50 °C 未満での使用。 さらに注記が付いていて、快削鋼製の止めねじは +250 °C 超では使わないほうがよい。

最後の二つはモーターや減速機の話に持ち込む価値があります。 熱源の近くの軸に止めねじ、というのはよくある構成ですし、 そのねじはたぶん快削鋼で、材料側の天井のほうが区分の天井より低いからです。

先端は別の規格で、そこに機能の全部がある

よく使う四つの先端は四つの文書です。 ISO 4026 平先、ISO 4027 とがり先、ISO 4028 棒先、ISO 4029 くぼみ先。 DIN では 913、914、915、916 にあたります。 現行の ISO 4027 は先端の呼び方を切頭とがり先に改めていて、 図面注記とカタログが食い違ったときに知っていると助かります。

ですから 六角穴付き止めねじ M6×8 とだけ書かれた図面は、 そのねじが軸に当たったとき何をするのかについて何も言っていません。 そしてそこが、この組立てがもう一度ばらせるかどうかを決める部分です。

以下の形状は規格からのものです。結果のほうは条文ではなく実務の判断で、 そしてそれこそが先端を選ぶ理由です。

• くぼみ先は素の丸軸での既定です。縁が食い込み、 保持はそこから来ます。そして痕の周りに縁が盛り上がります。 あとでハブが抜けなくなるのは、その盛り上がりのせいです。
• とがり先は軸側に対応するくぼみを要求します。 あれば位置も出るし保持も効く。なければクレーターを掘り、 次の組立てはそのクレーターを探し当てることになります。
• 棒先は円筒の突出です。開けた穴に入るか、 削った平面に当たるべきもので、そのとき荷重経路は摩擦ではなく面圧になります。 ピンにいちばん近い形で、ピンがなぜ別の話なのかは screws cannot locate（英語）にあります。
• 平先は傷が最小で、保持も最小です。 軸を後で整備できる状態に保ちたいときの選択で、たいてい平面に当て、 そして仕事をしているのは摩擦だと分かったうえで使います。

名前のない部品

同じ板の別のスレッドが、止めねじの下に挟んで軸に痕を付けないようにする 銅や黄銅やプラスチックの小片を何と呼ぶのか、と聞いていました。 質問者は、先端が軟らかい一体型のねじのことではない、と明言しています。 欲しいのはその外れる小片の名前で、図面に書くためでした。

33 件の返信で、合意は出ませんでした。shim が最多票で、すぐに反論されます。 shim は位置を調整するもの、spacer は間隔をあけるもので、 どちらも保護を意味しない、と。washer も挙がりました。 軟先の止めねじを貼った人もいましたが、それは質問が最初に除外した製品です。 独自案でいちばん支持されたのは、名前を作って図面に non-marring slug と書く、というものでした。

止めねじを図面に入れる前に決めること

• 長さだけでなく先端の規格番号を書く。 ISO 4026、4027、4028、4029。先端が機能であり、 しかも寸法からは導けない唯一の項目です。
• 軸側に何を用意するかを書く。 平面か、くぼみか、穴か、何もなしか。四つのうち三つが特徴を要求していて、 図面になければ誰かが組立ての場で決めます。
• その保持力の数字の出どころを聞く。 ISO 898-5 にはないので、どこかのメーカーの試験から来ています。 その試験の軸の材質と表面は、数字の一部です。
• 温度と耐食の前提を確認する。 どちらも規格の適用範囲から外れていますし、快削鋼にはさらに低い上限があります。
• そもそも止めねじでよいのかを問う。 確実に回り止めをするなら、割ピンのように回転を段で禁止する手もあります。 そのとき軸力が何で決まるかは 溝付きナットは、穴が許す場所にしか止まりません。 元のスレッドがキー、スプライン、カラー、コレット、しまりばめを並べたのには理由があります。 どの接合方法がどの仕事に向くかは when not to use a screw（英語）にあります。

この記事は六つの手順のどれか一つには収まりません。手順をまたいで出てくるか、組み付けたあとに出てくる話です。ここに行き着く判断がどこで下されているかはねじの決め方にまとめてあります。

よくある質問

六角穴付き止めねじの強度区分は何ですか。

45H で、他の選択肢はありません。ISO 898-5 は 14H、22H、33H、45H を挙げ、数字は最小ビッカース硬さの十分の一です。そして機械的性質の表の脚注が、14H、22H、33H は六角穴付き止めねじには適用しない、と述べています。ですから 450 から 560 HV 10 の 45H が六角穴付き止めねじの唯一の区分で、図面に書くのは選択ではなく記録です。

止めねじは軸の上でどれだけ保持できますか。

ISO 898-5 は述べていませんし、軸は全文に一度も出てきません。硬さ以外の機械試験は 45H 六角穴付き止めねじの保証トルクだけで、それは硬さ 50 HRC 以上、めねじ公差域クラス 5H の試験ブロックの中で行われます。測っているのはねじであって継手ではありません。保持力の数値はメーカーが自社のねじを自社の軸に対して試験したもので、その軸の材質、硬さ、表面が数値の意味の一部です。

止めねじの先端はどう選びますか。

軸があとでどんな状態でよいかによります。そして寸法とは別の仕様項目です。四つの先端は四つの規格で、ISO 4026 平先、ISO 4027 とがり先、ISO 4028 棒先、ISO 4029 くぼみ先、DIN では 913 から 916 にあたります。くぼみ先は素の軸に食い込んで縁を盛り上げ、とがり先は対応するくぼみを前提にし、棒先は穴か平面に当ててそこから面圧で荷重を受け、平先は痕が最小で保持も最小です。四つのうち三つは軸側の特徴を要求していて、それは図面に描いておく必要があります。

ステンレスの止めねじを同じ区分で使えますか。

この文書の中では使えません。ISO 898-5 は適用範囲で、耐食性を必要とする止めねじには適用しない、と述べています。溶接性、規定された引張応力、−50 から +300 度の外での使用と並んでいます。ステンレスの止めねじは別のところで規定されているので、45H という指定とステンレスという指定は、同じ規格の話をしていません。

止めねじの下に挟む軟らかい小片は何と呼びますか。

定まった呼び方はありません。まさにそれを聞いたスレッドに 33 件の返信が付き、合意は出ませんでした。shim が最多票を取ってすぐ反論され、shim は位置を調整するもので保護のものではない、と。spacer や washer も挙がり、独自案でいちばん支持されたのは名前を作って図面に non-marring slug と書き、定義を添えるというものでした。理由は言語ではなく構造にあります。先端の規格が扱うのはねじだけで、ねじと軸のあいだには何もないので、その部品は規格上そもそも存在せず、継ぐべき名前もありません。

参考資料

• ISO 898-5 — 止めねじおよび類似のねじ部品の機械的性質；本稿が読んだ 1998 年版の表題は「引張応力を受けない」、第 1 節 適用範囲、表 3 機械的性質と六角穴付き止めねじに関する脚注、6.3 節と表 5 の保証トルク
• ISO 4026 — 平先六角穴付き止めねじ
• ISO 4029 — くぼみ先六角穴付き止めねじ
• ISO 965-3 — 構造用ねじの寸法許容差。保証トルク試験の 5H 試験ブロックのめねじの出典

本稿が読んだ ISO 898-5 は 1998 年版の公開プレビューで、適用範囲、機械的性質の表、保証トルクの条項が全部入っています。現行は 2012 年版で、表題は hardness class、1998 年版は property class と書きます。引用した内容は同じですが、作業手順書に書き写す前に購入版で条番号を確認してください。四つの先端規格 ISO 4026、4027、4028、4029 と対応する DIN 913 から 916 はカタログ水準で確認しただけで、条文は読んでいません。現行の ISO 4027 が先端の呼称を切頭とがり先に改めた件も同じカタログ情報からです。各先端が軸にもたらす結果は実務の判断であって規格の条文ではなく、本文でもそう明示しています。本ページのどこにも保持力の数値はありません。規格の中に見つからなかったからです。内部リンクの多くはまだ英語版のみです。