ねじのトラブルの大半を占めるゆるみと疲労破壊について、ねじの力学や締付法などの基礎からメカニズムや対策まで、丁寧に分かりやすく解説します。

ねじ締結における
“ゆるみ”・疲労破壊の発生メカニズムとその対策

芝浦工業大学 工学部　機械機能工学科　教授 橋村 真治先生

三菱重工業㈱ 、久留米工業高等専門学校（准教授）を経て2013年より芝浦工業大学に赴任。博士(工学)。専門は、材料強度学、材料力学、破壊力学。「ねじ締結体の疲労強度に関する研究」「非鉄金属製ボルトの締結特性に関する研究」「非鉄金属製ボルトの疲労特性およびクリープに関する研究」「トルク法締付けの安定化」「ねじ締結体の増締め技術」に関する研究に取組む。日本機械学会、日本設計工学会、日本材料学会、日本ねじ研究協会、自動車技術会、日本トライボロジー学会、Society of Automotive Engineers に所属。

Ⅰ．ねじの機械的性質と強度区分
　１．ボルトの機械的性質と強度区分の関係
　　 【例題】ボルトの降伏荷重と破断荷重の算出　
【補足】鋼製ねじの強度区分とその機械的性質について説明します

Ⅱ．ねじの力学と締付け法
　１．ボルトの強度区分に対する適正締付け力
　　・このボルトの適正締付け力はどの程度か？
　　 【例題】適正締付け力の算出
　２．トルク法，回転角法，トルク勾配法
　　・各締付け法の原理と特徴
　　 【例題】締付けトルクの算出
　　 【例題】ボルト締結体のばね定数の算出
　３．締付け管理上の留意点
　　・締付け法の選び方と問題点
【補足】ねじ締結においてねじに作用する応力と、それに基づく適正締付け力について紹介した後、JIS B 1083に規定されているねじの締付け方法について説明します。また、回転角法締付けや疲労を考える上で必要な「ボルトおよび被締結物のばね定数」についても説明します

Ⅲ．ねじのゆるみとその対策
　１．非回転ゆるみとその種類
　　・被締結物座面の陥没やヘタリによるゆるみ
　　・被締結物の限界面圧
　２．回転ゆるみとその種類
　　・ボルトはなぜ回転してゆるむのか？
　３．ゆるみ対策
　　・ゆるまないための締付けや材料選び
【補足】ねじやボルトにおける問題の大半は、ゆるみと疲労破壊であり、ここではまず、ゆるみについて、その種類やその発生原因、防止の考え方について説明します

Ⅳ．ねじの疲労破壊とその対策
　１．疲労破壊の基礎
　　・金属疲労の基本的な考え方
　２．ねじの疲労破壊
　　・ねじの疲労破壊における特有の問題
　　 【例題】ボルト締結体の内外力比の算出
　　 【例題】ボルト締結体の疲労強度の算出
　３．ねじ締結体の疲労設計と疲労破壊対策
　　・疲労破壊しないための設計
　４．ゆるみと疲労破壊
　　・ゆるみと疲労破壊の関係
【補足】ねじやボルトの疲労破壊について解説します。まず、一般的な金属疲労について説明した後、「ねじの疲労強度はどのように考えるべきか」「ゆるみと疲労破壊はどっちが先に発生するのか」などについて、疲労破壊の防止策も含めて説明します