日経ものづくり 材料力学マンダラ

第１９巻
組み合わせ応力が生じる三角ねじ

広島大学大学院教授 沢 俊行


●締め付けトルクはねじ面のトルクと座面のトルクの和
●ボルトに作用する引っ張り応力は初期締め付け力で決定
●ボルトに発生するせん断応力はねじ面のトルクから計算


　前回は，ねじの基本に触れ，力の伝達に利用される四角ねじの効率について考えました。しかし，もともとねじの話題を持ち出したのは，組み合わせ応力の実例を紹介するため。そこで今回はその本来の目的に返って，締め付け用の三角ねじを取り上げます。
　三角ねじには締め付けに伴い，引っ張り応力とせん断応力が作用します。設計では当然，それに耐えるようにボルトを選択しなければなりませんから，組み合わせ応力を知ることは非常に重要になるのです。
　実際，ボルトに生じる組み合わせ応力を求めるには，締め付けに要するトルクTfが必要になります。そこで，三角ねじの力学的釣り合いを考えましょう。前回と同様，リード角βの斜面で力Fsを加えて重さFfの物体を押し上げる様子を想定します（図）。

日経ものづくり
図●ねじと斜面
リード角βの斜面の上で，力Fsを加えて重さFfの物体を押し上げる様子。