規格はどこで止まるか

先に結論を書きます。締結部品の国際規格の体系は、一般的な寸法のために書かれています。 小さいほうへ行くと、「この試験はできない」「この方法は適さない」「この公差に余地がない」が次々に現れます。 これは規格の手落ちではなく、規格自身が明記した適用範囲です。 しかし「ISO どおりにやればよい」と思っていると、小さい寸法ではそのとおりにできないと気づきます—— そして気づくのは、たいてい量産に入ってからです。

互いに無関係な四つの規格に、同じ形の空白

各規格が明記している下限
やりたいこと規格適用の下限並目に換算すると
トルク—締付け力試験ISO 16047M3M3 より下に、標準の参照条件がありません
低温衝撃じん性ISO 898-1(シャルピー)呼び径 16 mm当社の寸法帯ではまったくできません
脱炭(硬さ法)ISO 898-1 表 18ピッチ P ≥ 1.25 mm並目なら M8 から
ねじ公差にめっきの余地ISO 965-26g は M1.6 – M100M1–M1.4 は 6h で、上の許容差がゼロ

もう一つ範囲の制限があります。 ISO 898-1 の並目の適用範囲は M1.6 – M39—— M1、M1.2、M1.4 はこの規格の外側にまるごと落ちます。

規格が空白を置くとき、たいてい別の道を示しています

ここが重要です。何を尋ねるべきかが決まるからです。 適用外はできないという意味ではなく、多くの場合、規格自身が別の道を指しています。

  • 脱炭(以下は強度区分 8.8–12.9 の規定): P < 1.25 mm では硬さ法を使えませんが、 ISO 898-1顕微鏡法を規定しています—— 縦断面を埋込み、研磨、バフ、ナイタール腐食して、完全脱炭と部分脱炭を顕微鏡下で区別します。 道は通っていて、別の道に変わっただけです。
  • 引張:短い部品はもともと標準の引張試験ができないので、 ISO 898-1呼び長さが 2.5×d 未満のものは最低硬さで代えると規定しています
  • ねじり強さISO 16047 は M3 未満を含みませんが、 ISO 898-7呼び径 1–10 mm のねじり破壊試験を扱います

ただし、この二つは同じことではありません。 ISO 898-7 が測るのは「破断まで何ニュートンメートル要るか」、 ISO 16047 が測るのは「あるトルクでどれだけの締付け力が出るか」。 前者は強さ、後者はあなたが実際に管理したいものです。 前者で後者を代えることは、問題を取り替えることです。

ISO 3269 は同じことを正面から書いています。 附属書 A が、それらの小さい抜取計画は統計的な情報を与えないと自ら述べています—— なぜ五個でロット全体を判定できるのか(英語)

本当に厄介なのは、絶対値が小さい寸法に出会うとき

規格の限界値には二種類あります。寸法に比例する値と、 寸法によらない絶対値です。後者が小さい寸法で急に厳しくなります。

ISO 898-1 表 3 の二種類の限界値(強度区分 8.8–12.9 の脱炭/浸炭試験)
項目限界値性質
完全脱炭の深さ G最大 0.015 mm絶対値。寸法によりません
未脱炭の高さ E½、⅔、¾ × H1(区分による)比例値。ねじ山の高さに比例します

G は表面から数えた固定の深さ、E はねじ山高さの比率です。 同じ 15 µm の脱炭が、小さい山では占める割合がはるかに大きくなります。

同じ理屈がめっきにも現れます。 皮膜の厚さは絶対で、公差帯は寸法とともに小さくなります。 60 度のおねじで片側 t 付けば有効径は 4t 増えます。 問題は帯の幅が足りないことではなく、 M1–M1.4 の位置 h では上の許容差がゼロで、皮膜に行き場が用意されていないことです—— この件には専用の頁があります

では購買は何を尋ねるか

要点は「ISO どおりにやっていますか」ではありません。 この寸法帯では、その問いが意味を持たないことがあります。 尋ねるべきは規格が適用できないとき、そちらはどうしているかです。

  • 脱炭はどう検証しますか。顕微鏡法ですか、硬さ法ですか。硬さ法だと言うなら、ピッチはいくつですか(P < 1.25 mm で硬さ法は使えません)
  • M1.6 未満の脱炭はどう管理しますか。ISO 898-1 は含んでいません。契約で別の金相規格を指定するのか、工程(線材の受入れ、炉の温度と雰囲気、ロット)で管理するのか
  • めっきの余地はどう配分しますか。図面はめっき前の公差ですか、後ですか。合否は厚さの報告ですか、GO ゲージですか
  • 推奨トルク値はどこから来ましたか。実測ですか、換算ですか。K 値のばらつきはどう管理しますか(この寸法帯では、ばらつきのほうが平均より重要です
  • M2 未満はどう全数検査しますか。市販の光学選別機の典型的な範囲は M2–M16 です。それより小さいものは何を使いますか

上のどれよりも早く尋ねるべき問いが一つあります。 不適合品の処置を決める権限は誰にありますか。 ISO 9001 は記録のなかでその権限者を特定することを求めており、 それは適合品を出荷可とする人とは別の役割です。 規格がある境界に空白を置いたとき、その判断は誰かがしなければなりません。 その誰かが誰なのかは、答えを待っているロットがまだ無いうちに知っておくのが一番です。

供給者を見分ける簡単な方法があります。 「この寸法でできない規格試験はありますか」と尋ねてください。 答えられる相手は、その寸法を実際にやっています。 「うちは全部 ISO どおりです」と答える相手は、たいてい適用範囲の条項を読んでいません。

参考資料

  • ISO 898-1 — 炭素鋼および合金鋼製締結部品の機械的性質 第 1 部(適用範囲、表 3 の第 14–15 項、表 18 の注 a、9.10 項)
  • ISO 898-7 — 呼び径 1 mm から 10 mm のボルト及びねじのねじり試験と最小破壊トルク
  • ISO 16047 — 締結部品のトルク/締付け力試験
  • ISO 965-2 — メートルねじの公差 第 2 部
  • ISO 4042 — 締結部品の電気めっき皮膜
  • ISO 6507-1 — 金属材料のビッカース硬さ試験 第 1 部

規格の原文は有償です。本頁が引くのは条文が規定している内容で、数値は各規格の現行版によります。 購買と受入れは図面の取り決めと規格の原文を根拠にしてください。本頁を根拠にしないでください。

この記事は手順 6、書類を扱います。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

小さいねじでは、どの規格試験ができなくなりますか。

四つが代表的です。トルクと締付け力の試験は ISO 16047 が M3 まで、低温衝撃じん性は ISO 898-1 のシャルピーが呼び径 16 mm 以上、脱炭の硬さ法は ISO 898-1 表 18 がピッチ 1.25 mm 以上、ねじ公差でめっきの余地が取れるのは ISO 965-2 の 6g が M1.6 以上です。加えて ISO 898-1 の並目の適用範囲は M1.6 から M39 なので、M1、M1.2、M1.4 はこの規格の外側に落ちます。

規格が適用できないと、その項目は検証できないのですか。

できないとはかぎりません。多くの場合、規格自身が別の道を示しています。脱炭はピッチ 1.25 mm 未満で硬さ法が使えませんが、ISO 898-1 は顕微鏡法を規定しています。短い部品は標準の引張試験ができないので、呼び長さ 2.5×d 未満は最低硬さで代えます。ねじり強さは ISO 898-7 が呼び径 1 mm から 10 mm を扱います。ただしそれはトルクと締付け力の関係を測る ISO 16047 の代わりにはなりません。問題が違うからです。

なぜ小さい寸法で脱炭の管理が厳しくなるのですか。

限界値に二種類あるからです。ISO 898-1 表 3 の完全脱炭の深さ G は最大 0.015 mm という絶対値で、寸法によりません。未脱炭の高さ E はねじ山高さに比例します。ですから同じ 15 µm の脱炭が、小さい山では占める割合がはるかに大きくなります。めっきも同じ形で、皮膜の厚さは絶対、公差帯は寸法とともに縮みます。

供給者にどう尋ねれば、この寸法帯の経験があるか分かりますか。

「この寸法でできない規格試験はありますか」と尋ねてください。答えられる相手は、その寸法を実際にやっています。「うちは全部 ISO どおりです」と答える相手は、たいてい適用範囲の条項を読んでいません。そのうえで、脱炭の検証方法、M1.6 未満の管理、めっきの余地の配分、推奨トルクの出どころ、M2 未満の全数検査の手段を確認してください。

お問い合わせ

当社の量産範囲は M1.0 – M5.0、 つまり上に挙げた規格が順に空白を置き始める区間です。 図面をお送りいただければ、その寸法で規格どおりにできない項目と、実務でどう扱うかを先にお伝えし、 そのうえで見積りの話をします。

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