ネジ・ボルトの強度区分の考え方について

技術情報

ネジ・ボルトの強度区分は、材料の強度や耐久性を示す重要な指標です。用途や環境、目的に合わせて最適な強度区分のネジ・ボルトを選定することが、製品の安全性と性能を確保するために非常に重要です。

また、異なる強度区分のねじを併用する際には、最も弱いねじに合わせた設計と管理が必要です。強度の違いが大きい場合、応力の集中が発生し、破損の原因となることがあるので注意が必要です。

ネジ・ボルトの強度区分とは？

ネジ・ボルトの強度区分は、言葉の通りネジ・ボルトの強度や耐久性を示しています。使用する箇所、用途、目的、設計思想により求められる強度は異なります。必要な強度を確認の上、適切な強度選定が重要です。

また、強度区分はネジに使用している鋼材の種類、製造方法、熱処理の方法などにより左右されます。本記事では、鋼製ネジの強度区分について、それぞれの数値や推奨鋼種をご紹介いたします。

鋼製ネジの強度区分

強度区分を決定する上で、念頭においておきたいことが以下の３点です。

強度区分はネジの強度・耐久性を示す
使用する箇所・用途・目的により求められる強度が異なる
鋼材の種類・製造方法・熱処理方法によっても強度区分は変わる

その上で、鋼製のネジの強度ネジの強度区分は、

[3.6]、[4.6]、[4.8]、[5.6]、[5.8]、[6.8]、[8.8]、[9.8]、[10.9]、[12.9]

の10段階に分かれています。

記載されている数値のうち、左側の数値は引張強さを示し、右側の数値は引張強さに対する荷重につき、何％が降伏点にあたるかを示しています。

引張強さとは

引張強さとは、材料を破壊するまでの最大荷重(N)をネジ部の断面積(㎟)で割った値です。「10.9」のボルトの場合、「10」が引張強さ1000(N/㎟)を表します。「.9」は引張強さに対しての降伏点の比率で90%を表します。したがって、900N/㎟未満の荷重を考慮した設計が必要になります。

降伏点とは

降伏点とは、材料が塑性変形を開始する応力の限界点を指します。金属や合金などの材料において、降伏点を超えると材料は元の形状に戻らず、永久変形を起こします。

鋼製のボルト、小ねじの機械的性質　（JIS B1051抜粋引用）

鋼製ネジの代表的な強度区分

鋼製ネジの代表的な区分は下記の表の通りです。

強度区分	詳細
4.8	400N/㎟の引張強さの内、80％の320N/㎟以上の荷重がかかると伸び切り、元に戻りません
8.8	800N/㎟の引張強さの内、80％の640N/㎟以上の荷重がかかると伸び切り、元に戻りません
10.9	1000N/㎟の引張強さの内、90％の900N/㎟以上の荷重がかかると伸び切り、元に戻りません
12.9	1200N/㎟の引張強さの内、90％の1080N/㎟以上の荷重がかかると伸び切り、元に戻りません

アルミ（合金アルミ）ボルト・小ねじの機械的性質　（一部JIS B1051抜粋引用）

続いてアルミボルトの機械的性質について、表にまとめております。アルミの強度区分について、鋼製のボルトのどの強度に相当するかで、数値をまとめております。

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