下穴はどれだけ開けるか：決めているのはねじの外径ではありません

一つの数字が返ってくると期待するのは、もっともなことです

図面の他の寸法はすべて「値＋公差」です。 このねじにはどれだけの穴が要るかと尋ねれば、同じ形の答えを期待するのが自然です。 値が一つ、たぶん上下の許容差つきで。

表もその期待を強めます。どの下穴ドリル表を開いても、 寸法ごとに数字が一つ、ピッチと同じ顔で印刷されています。 ですから供給者が「条件によります」と答えると、 質問をかわしているように聞こえます。

では穴径を調べる——それが一つの数字ではないのです

両端とも壊れます。壊れ方が違うだけです。

窓を決める変数

• ねじ込みの方式。切削式と盛り上げ式では必要な穴径が違い、盛り上げ式のほうが窓は明らかに狭くなります
• 母材。鋼板、アルミ、鋳物、各種樹脂で降伏と流動の挙動が違い、数字を流用できません
• 板厚（またはボスの肉厚）。同じ穴径でも、薄板と厚板でかみ合い山数が違います
• 穴の加工方法。抜き、ドリル、鋳出しで、穴壁の状態と実際の径の分布が違います
• めっき。穴の内側に付けば有効な穴径が小さくなり、ねじの側に付けば摩擦が変わります（小さい寸法でのめっきの余地）

測るべきはトルクであって、穴径ではありません

穴径は手段で、実際に管理したいのは二つのトルクです。

• ねじ込みトルク：ねじを所定の位置まで入れるのに要るトルク
• なめトルク：めねじが壊れるときのトルク

二つの差が工程の窓です。 窓が広ければラインのトルク設定に余裕があり、 狭ければ穴径のわずかな移動やドライバーの誤差で不具合になります。

小さい寸法でなぜ難しくなるか

寸法が小さくなっても、穴径の絶対公差は比例して小さくなりません。 抜きとドリルのばらつきは同じ桁のまま残り、使える窓のほうが狭くなります。

同時に、ねじ自身のねじ切れ強度は直径とともに急に下がるので、 上限がねじ込みトルクに近づきます。

発注の前に確かめる四つ

• 穴径の推奨値と公差、そしてそれがどの母材で得られたものか
• その母材、その板厚でのねじ込みトルクとなめトルク
• 穴の加工方法と実際の径の分布（図面の呼びではなく）
• めっきが穴の内側かねじの側か、そして厚さ

なめが起きたとき、壊れたのがどちら側かを切り分ける手順は ねじがなめたに、 かみ合い長さの決め方はかみ合い長さにあります。

この記事は手順 2、ねじを扱います。全体の順序は相手材、ねじ、頭部、駆動部、表面処理、書類で、これを崩すと微調整ではなく手直しになる理由はねじの決め方にあります。

よくある質問

下穴の正しい寸法はいくつですか。

一つの数字ではなく窓です。大きすぎるとかみ合い率が足りず、耐えられる軸力が下がって途中で空転します。小さすぎるとねじ込みトルクが上がり、ねじのねじ切れ強度に近づいて頭が飛んだり、樹脂のボスが割れたりします。窓の位置と幅は、ねじ込み方式、母材、板厚、穴の加工方法、めっきで動くので、表の一つの数字はあくまで出発点です。

供給者には何を尋ねればよいですか。

「穴をどれだけ開けるか」ではなく、「この母材、この板厚で、ねじ込みトルクとなめトルクはそれぞれいくつか」と尋ねてください。二つの差が工程の窓で、ラインのトルク設定にどれだけ余裕があるかを決めます。この二つを出せる供給者は、あなたの条件で実際に試しています。

空転や頭飛びは、ねじの品質の問題ですか。

どちらも穴だけの問題でありえます。穴が大きすぎるとかみ合いが足りずに空転し、ねじ山の不良に見えます。小さすぎるとねじ込みトルクが上がって頭が飛び、材質違いに見えます。供給者を替えても直らないのはそのためで、先に穴径の実際の分布と二つのトルクを確かめてください。

木材の下穴はなぜ扱いが違うのですか。

公開された規則が母材を名指しする数少ない例で、しかも百分率が多くの表とは別の直径に掛かっているからです。Wood Handbook は導入穴を軟材でおよそ谷の径の 70 %、硬材で 90 % とし、ラグスクリューには別の百分率を与えて、そちらは軸部に掛かります。百分率がどの直径に掛かるかのほうが、百分率そのものより穴を動かします。