# ボルト・ねじ設計ガイド - 技術根拠 ## 対象範囲 ボルト・ねじによる締結について、基礎知識（呼び径・ピッチ・強度区分）から、締付け軸力とトルクの関係、荷重の種類、有効断面積、許容応力・安全率、ねじ山のかかり長さ、緩みの原因と対策、座金の注意点、タップ下穴の考え方までを、実務で判断に使える構成でまとめる。 対象外：特定メーカー製品の販売・推奨、JIS原本の長文転載、規格値の推測による補完、A4印刷機能、無関係な計算ページの変更。数値計算（締付けトルク⇄軸力の換算）は既存の[bolt-tightening.html](../../bolt-tightening.html)（ボルト締付けトルク・軸力換算）を参照する。 ## 採用した考え方と出典 ### 呼び径・ピッチ・並目・細目 一般用メートルねじの並目・細目の体系はJIS B 0205（ISO 68-1 / ISO 261等に対応）に規定される。並目は同一呼び径で通常使用する標準ピッチであり、ピッチの表記を省略できる。細目は同一呼び径に対しピッチを小さくしたねじで、呼び径のあとにピッチを付記して表す（例：M10×1）。 - [メートル並目ねじ（JIS B 0205：1997より抜粋〈参考〉）｜MISUMI-VONA](https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/technical_data/td01/a0063.html) - [JISB0205-2:2001 一般用メートルねじ－第２部：全体系｜きかくるい](https://kikakurui.com/b0/B0205-2-2001-01.html) 代表的な並目ピッチ（M3〜M24）は、上記資料および国内メーカー各社の寸法表で広く共通して示されている値を参考値として掲載する。細目には呼び径ごとに複数のピッチ選択肢があり、本ページでは一覧化せず、必要な場合はJIS B 0205または部品メーカーの寸法表で確認することとした。 ### 強度区分の読み方 鋼製ボルト・小ねじの強度区分は、ISO 898-1およびJIS B 1051に規定される「ポイント方式」の表示による。小数点前の数字は呼び引張強さ（MPa）の1/100、小数点後の数字は呼び降伏点（または呼び耐力）と呼び引張強さの比の10倍を表す。例：強度区分8.8は、呼び引張強さ800MPa、呼び降伏点は800×0.8=640MPa。 - [ISO 898-1 property class definition｜ZwickRoell](https://www.zwickroell.com/industries/metals/metals-standards/testing-of-threaded-fasteners-to-din-en-iso-898-1/) - [鋼製ボルト･小ねじの機械的性質(JIS B 1051-2000 抜粋)｜三木プーリ](https://www.mikipulley.co.jp/JP/Services/Tech_data/tech11.html) - [JISB1051:2014 炭素鋼及び合金鋼製締結用部品の機械的性質｜きかくるい](https://kikakurui.com/b1/B1051-2014-01.html) ### 締付け軸力と締付けトルクの関係、摩擦係数によるばらつき トルク係数法（nut factor法、T = K × F × d）による締付けトルクと軸力の関係、および締付けトルクの多くが摩擦に費やされるという分析、トルク係数Kが表面処理・潤滑・座面状態で大きく変化する点は、既存ページ[bolt-tightening.html](../../bolt-tightening.html)の技術根拠（[docs/research/bolt-tightening-calculator-sources.md](bolt-tightening-calculator-sources.md)）と同じ出典に基づく。本ページでは数値計算は行わず、考え方の解説のみを行い、実際の換算は既存の計算ページへ誘導する。 - [技術寄稿「ねじ締結の原理と締結信頼性の向上」（その①：トルク法の力学）｜ハードロック工業株式会社](https://navi.hardlock.co.jp/wp-content/uploads/2022/08/%E7%AC%AC6%E5%9B%9E%E6%8A%80%E8%A1%93%E5%AF%84%E7%A8%BF%E3%80%8C%E3%81%AD%E3%81%98%E7%B7%A0%E7%B5%90%E3%81%AE%E5%8E%9F%E7%90%86%E3%81%A8%E7%B7%A0%E7%B5%90%E4%BF%A1%E9%A0%BC%E6%80%A7%E3%81%AE%E5%90%91%E4%B8%8A%E3%80%8D%EF%BC%88%E3%81%9D%E3%81%AE%E2%91%A0%EF%BC%9A%E3%83%88%E3%83%AB%E3%82%AF%E6%B3%95%E3%81%AE%E5%8A%9B%E5%AD%A6%EF%BC%89.pdf) - [Preload and Tightening Torque｜Bossard](https://www.bossard.com/global-en/knowledge-hub/resources/technical-information/preload-and-tightening-torque/) ### 有効断面積 一般用メートルねじの有効断面積As（引張応力断面積）は、JIS B 1082に規定される式 As = π/4 × {(d2+d3)/2}² （d2：おねじ有効径の基準寸法、d3：おねじ谷の径の基準寸法からとがり山の高さの1/6を減じた値）で算出される。本ページでは式のみを掲載し、呼び径ごとの具体的な数値表はJIS B 1082または部品メーカーの技術資料で確認することとし、本ページで断定しない。 - [JISB1082:2009 ねじの有効断面積及び座面の負荷面積｜きかくるい](https://kikakurui.com/b1/B1082-2009-01.html) - [ねじの有効断面積について｜株式会社サンワ・アイ](https://sanwa-i.co.jp/labo/3155/) ### 許容応力と安全率 安全率の一般的な目安（静荷重で3程度、繰返し荷重で5程度、衝撃荷重や人命に関わる用途ではさらに高い値）は、本サイトの[design-calculations.html](../../design-calculations.html)の「安全率」項目で既に示している考え方と整合させ、具体的な安全率の値は分野・規格・社内基準によって異なるため、本ページで特定の数値を規格値として断定しない。 ### ねじ山のかかり長さ、母材強度との関係 ねじのかかり代（かみ合い長さ）は、相手材質の強度によって必要な長さが変わるという一般的な設計指針（鋼同士であれば呼び径と同程度（目安1D）、アルミニウムや樹脂等の相手材が柔らかい場合はより長い（目安1.5D〜2D程度）かかり代が必要）を、複数の技術情報サイトの記載を踏まえて参考値として示す。正式な設計値は、相手材の強度区分・許容せん断応力に基づく計算、または適用規格・社内基準で確認する。 - [ねじ・ボルトの最低有効締結長さ（かかり代）について｜mecha-basic.com](https://mecha-basic.com/neji5/) - [ねじのはめあい長さについて｜ものづくりのススメ](https://rivi-manufacturing.com/mechanical-design/screw/230/) ### 緩みが発生する主な原因、緩み止め方法の使い分け ボルト・ナットの緩みは「非回転のゆるみ」（座面・ねじ面の陥没・馴染みによる軸力低下）と「回転によるゆるみ」（振動・衝撃による戻り回転）に大別されるという整理、およびナイロンインサートナット・割りピン＋溝付きナット・接着剤（ねじ緩み止め剤）等の代表的な緩み止め方法の考え方は、次の技術情報を参考にした。 - [ゆるみの原理について（基礎編）｜ねじ締結技術ナビ（ハードロック工業株式会社）](https://navi.hardlock.co.jp/column/%E3%82%86%E3%82%8B%E3%81%BF%E3%81%AE%E5%8E%9F%E7%90%86%E3%81%AB%E3%81%A4%E3%81%84%E3%81%A6%E3%80%80%E5%9F%BA%E7%A4%8E%E7%B7%A8/) - [ねじの「ゆるみ」とその対策について｜株式会社八幡ねじ](https://yht.co.jp/column/neji_yurumi_20230921/) - [締めたボルトが緩む原因と防止策｜Panasonic](https://www2.panasonic.biz/jp/densetsu/powertool/factory/useful/column_bolt/) ### 座面・平座金・ばね座金に関する注意 平座金は荷重を分散し面圧を下げる、座面を保護するといった役割がある一方、ばね座金（スプリングワッシャー）の緩み止め効果については、技術者コミュニティ・技術情報サイトの間で見解が分かれており、「締付け軸力に対してばねの弾性力が非常に小さく、緩み止めとしての効果は限定的」という指摘がある。本ページはこの論点を「効果がある／ない」と断定せず、議論がある点として紹介する。 - [“ばね座金“って本当にゆるみ止めの効果あるの？｜しぶちょー技術研究所](https://sibucho-laboratory.com/spring-washer/) ### タップ下穴と加工上の注意 タップ下穴径は、ねじ山のかかり率（山の高さに対する実際のかみ合い高さの割合）をおおむね70〜75%程度とする経験則が、機械加工の実務で広く使われている。かかり率を100%に近づけてもねじ強度の向上はわずかである一方、タップの折損リスクや加工トルクは大きく増加するため、実務では下穴径をやや大きめに設定することが一般的である、という考え方を採用した。この経験則は個別の材質・タップ形状・穴条件（貫通穴／止まり穴）によって最適値が変わるため、本ページでは目安として紹介し、具体的な下穴径はタップメーカーの下穴径表で確認することとした。 - [ねじ山は3山以上かけましょう。｜生産技術関連の情報ページ](https://www.haruyama-ce.com/2020/08/27/%E3%81%AD%E3%81%98%E5%B1%B1%E3%81%AF3%E5%B1%B1%E4%BB%A5%E4%B8%8A%E3%81%8B%E3%81%91%E3%81%BE%E3%81%97%E3%82%87%E3%81%86/) ## 対象外・注意事項 - 特定メーカー製品の推奨・広告は行わない。参考にしたメーカー技術資料は、その技術情報自体の出典として引用している。 - JIS原本の条文・図表を長文転載しない。考え方・計算式・一般的な傾向のみを、出典を明示したうえで要約して紹介する。 - 呼び径ごとの具体的な数値（ピッチ表・有効断面積表・強度区分表の詳細値）は、規格原本または部品メーカーのカタログで確認することとし、本ページ・本資料では断定しない。 - 締付けトルク⇔軸力の数値計算は、既存の[bolt-tightening.html](../../bolt-tightening.html)を使用する。本ページは計算機能を持たない。 ## 出典の確認日 各資料の確認日：2026年7月31日。