四角ボルトとは?頭部が四角形状のボルトを製作する方法とは?

四角ボルト(四角ネジ)とは、頭部が四角形状をしたボルト・ネジ全般のことです。頭部が四角形状のため、四角頭ネジ、または四角頭ボルトとも言われます。六角ネジが主流となっていて、見かけることは少なめの四角ネジですが、主に建設業界などで使用されています。

そんな四角ボルトは、その形状ゆえに製作するのが困難なネジの1つでもあります。目的や用途に応じては、シャープなエッジが必要な場合もあれば、おおよそ四角形状の頭部であればよいという場合もあり、さらには頭部を低頭かつ四角形状にしたいという場合もあります。

ここでは、四角ボルトに関する概要と、用途や種類、工具を用いた外し方、四角ボルトの加工に関するポイント、さらには実際に当社で加工した四角ボルトまで、まとめてご紹介いたします。

 

四角ボルトとは?四角ボルトの種類と用途について

四角ボルト(四角ネジ)とは、頭部が四角形状をしたボルト・ネジ全般のことです。頭部が四角形状のため、四角頭ネジ、または四角頭ボルトとも言われます。

相手材に使用した際にネジを回転させないという目的の場合に、頭部が四角形状である四角ネジが採用されることが多くなっています。このような用途から、四角ネジは主に建設業界で使用されています。その他にも四角ネジは、自動車や電子ドラム/ハイハット等にも使用されています。

 

この他にも、広義の意味で四角ボルト・四角ネジには、頭部下部分が角形状の根角ボルトや、頭部が四角形状のイモネジである四角頭止めネジ、頭部に四角穴がある四角穴ボルト、全体が四角形状の四角ナットも含まれます。このように四角形状のボルト・ネジ・ナットは、実は様々な形状で使用されています。

 

なぜ四角ボルトは少ないのか?

ボルトやネジと言えば、六角をイメージする方が多いのではないでしょうか。なぜネジの頭部形状は四角ではなく六角なのか、それはスパナを使用してネジを緩めたり締めたりする際を想像するとわかりやすくなります。

スパナやモンキーレンチを使用する際は、平行の2辺を使用してネジを固定しながら動かす必要があります。その際、ネジの頭部形状が四角であればスパナがはまるのは90度ずつになります。一方でネジの頭部形状が六角であればスパナ60度ずつはまるようになります。つまり、スパナがはまりやすいのは四角より六角となります。

ちなみに八角ネジが少ないのは、六角よりも接触する辺の長さが短くなり、トルクがかかりづらいというデメリットのためだと考えられています。

 

四角ボルトの外し方

四角ネジの流通量が少ないため、四角ネジを外すための工具もあまり出回っておらず、四角ネジの外し方に困っている方も多いようです。しかし頭部が四角形状の四角ネジは、スパナやモンキーレンチで外そうとすると角がなめてしまうため、スパナを使用するのは懸命ではありません。そのため四角ネジを外す際は、特殊なソケットやドライバー等の工具を使って、効率よくトルクをかけて外す必要があります。

 

ちなみに、スパナ(spanner)はイギリス英語で、レンチ(wrench)はアメリカ英語で、大きな違いはありません。日本では口が開いている工具をスパナと呼び分けていることが多くなっています。

またモンキーレンチは、正式名称はアジャスタブルレンチといい、調整ねじがついたスパナを指します。そのためモンキースパナとも呼ばれます。

 

当社だからこそ製作できる四角ボルトとは?

特殊ネジ カスタム部品製造.comを運営する太陽精工株式会社では、これまでに数多くの四角ボルトの製造を行ってきました。その多くは、メーカー規格外の特注四角ボルトです。当社だからこそ製作可能な四角ボルトのポイントは、下記の通りだと考えております。

  • 高精度な冷間圧造技術によるニアネットシェイプ加工
  • 冷間圧造工程内でのトリミングで工程短縮&コストダウン
  • 頭部の四角形状を加工するための加工ネットワーク

通常四角ボルトは、2ダイ3ブローヘッダーのような圧造加工の後に、プレスや切削加工で形を整える必要があります。当社では、可能な限り四角形状に近づけるニアネットシェイプ加工を行った後に、圧造工程内でトリミングによる仕上げ加工をするため、高精度かつスピーディーに四角ボルトの生産をすることができます。この方法であれば、四角ボルトのコストダウンや不具合の軽減にも繋げることができます。

 

四角ボルトのトリミング加工

 

冷間圧造のみでも四角形状の頭部の成形は可能ではありますが、冷間圧造のみではどうしても四角コーナーのエッジはシャープにはなりません。そのため当社では、四角の頂点が内径に接するような外接円を描き、その外接円よりも大きな圧造ブランクをまずは製作して、その後プレス加工にて型抜きをすることでシャープエッジに仕上げています。

ただし、プレス加工の際には抜きバリや抜き反りが発生してしまうケースもあります。しかし当社では、特注ネジの追加工に関する協力会社のネットワークを構築しており、ネットワーク全体のノウハウで課題解決をいたします。例えば四角ネジの頭部のツバ厚さに指定がある場合は、トリミング後にツバを薄く切削する必要もありますが、そのような頭部の2次加工にも当社の特注ネジ加工のネットワークによって対応いたします。

 

 

四角形状を全切削で加工されているケースもございますが、当社では四角形状の頭部も圧造加工でのニアネットシェイプ化のご提案で軽量化とコストダウンを同時に実現した事例もございます。詳細は下記をご覧ください。

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四角ボルトの事例紹介

続いて、実際に当社が製作した四角ボルトの製品事例紹介です。

 

低四角頭トリミングボルト(M6×P1.0)

こちらは自動車向けスポイラー締結に使用される低四角頭トリミングボルトです。材質はSUS XM7で、頭部厚み1.0と非常に薄く、かつ頭部四角形状となっているため、圧造後にプレスにてトリミングをしております。

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銅四角ボルト(M6×P1.0)

こちらは自動車向け銅四角ボルトです。頭部の四角形状については、圧造設備内で丸形状から四角形状にトリミングをしている製品です。

通常2ダイ3ブローヘッダーの場合は、別工程でトリミングをすることがほとんどです。しかし当社では圧造工程内でトリミングをするため、コスト的にも大きなメリットを生み出すことができます。また工程数も削減することができるので、不具合の軽減にも繋げることができました。

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四角頭中ツバボルト(M6×P1.0)

こちらの製品の特長としては、電子ドラム/ハイハット部に使用されています。使用用途としては、パイプ連結の為に必要な製品となっています。そのため、頭部のバリ除去・R付けを行うことで連結時の引っ掛かり・角ばっていることでの電子機器の不具合等防止を図っています。また、外観的にも高級感のある表面処理を施しています。機能性・外観共にお客様に満足して頂けております。

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スペーサーボルト

こちらの製品は、スペーサー兼ボルト・ナットとして連結の際に活躍しております。連結の際に数ミリ程度相手物が干渉しないためのスペースが必要との要望により実現いたしました。頭部端面から首下にかけてタップ加工にて雌ネジを立てています。また表面処理にて四酸化三鉄処理を行うことで、メッキが付いた際の寸法のブレを極限まで減らし、外観においても仕上がりは問題御座いません。

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四角頭貫通穴付シャフト

こちらの製品は、四角頭ボルトではありませんが、四角頭の締結部品としてご紹介いたします。

こちらは墜落制止用器具に使用される横穴付き四角頭段付きピンです。お客さまからご相談いただいた際にお伺いしたところ、以前は角材から全切削で製作されていたとのことでした。材質がSUS304系ということで、四角形状、段部の薄肉箇所の金型耐久性が非常に悪くなるため、圧造加工での難易度は非常に高く、切削が採用されていたようです。しかし墜落制止用器具(安全ベルト)の小型化、軽量化が必要で、別工程を検討したいとのことで、当社にご相談いただきました。

当社では、小型化と軽量化を実現するために、圧造加工によるニアネットシェイプ化をご提案いたしました。横穴はMCにより専用治具を用いて複数個を同時加工しているため、生産キャパにも自信のある製品です。このように全切削加工でしか対応できないというような形状の特殊締結部品であっても、当社では独自の冷間圧造加工によって製品の継続精度を高めつつ、コストダウンも実現いたします。

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特殊ネジ カスタム部品製造.comでは、2ダイ3ブローによる斬新な冷間圧造加工で、高精度のヘッダー加工を行うことが可能です!

また、長年の経験と技術によりネジやボルト、ピン、リベットなどのパーツ等の量産はもちろん、設計段階からのコストダウン提案などもさせていただきます。

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