六角穴付きボルト｜内部構造に適した高トルク締結用ねじ

六角穴付きボルト　Socket Head/Cap Screw

六角穴付きボルトは、頭が六角の形をしたねじで、専用の六角レンチ（ヘキサゴンレンチ）を使用して締結や緩めを行う。キャップボルトやキャップスクリューとも呼ばれる。一般的に流通しているねじの代表で一般精密機械部品の締結には多く使われている。高トルクをかけやすく、組立効率が良い、締付面の圧縮応力が高いため、ゆるみにくいなどの利点がある。JIS規格では「六角穴付き止めねじ」や「六角穴付きボルト」として分類されている。

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構造

六角穴付きボルトの頭部は円筒形で、中央に六角形の穴が空いている。六角穴付きボルトの頭が小さいため、深座ぐりなどで頭を隠すことができる。また、ダルマ穴などが可能である。

ダルマ穴

ワッシャー・スプリングワッシャー

通常はワッシャーを用い、最初からワッシャーやスプリングワッシャーが組み込まれた組み込みの六角穴付きボルトがある。締め付ける部品が軟らかい、あるいは表面粗さが粗い、締付面を保護するときは、特に重要な役割を担う。 硬い素材のときは、座金を用いないこともある。

工具

六角穴付きボルトは、六角棒スパナを用いて締め付ける。この工具はシンプルな形状ながら高トルクでの締結が可能であり、狭い場所や凹んだ位置にもアクセスしやすい。電動トルクドライバーやインパクトレンチ用の六角ビットを用いることで、量産現場でも効率よく使用できる。

材質と表面処理

六角穴付きボルトは一般的に炭素鋼または合金鋼が使われるが、ステンレス鋼、チタン、真鍮、アルミ合金などの材質もある。高強度が求められる用途では焼入れ処理された合金鋼が用いられ、表面処理としては黒染め、亜鉛めっき、ニッケルめっき、クロメート処理などが施される。これにより耐食性や潤滑性が向上する。

強度区分

六角穴付きボルトは安全性を鑑みて選定する必要がある。特に引張強さがかかる場合は、小さすぎると破断をしてしまい、大きな事故につながることがある。大きなねじ径のボルトを使うか、同じねじ径で個数を増やすなどの安全対策が必要である。

鋼ボルト

鋼ボルトの強度区分10.9が多く使われる。「10」 は、引張強さ (1000N/mm2)、「.9」は耐力 (下降伏点 90%) の値を示す。8.8や 12.9も広く使われている。

ステンレスボルト

ステンレスは、A2-70やA2-50などが広く使われている。「A2」 は鋼種区分 (A2はオーステナイト 系)、「-70」は保証荷重応力(700N/mm2) の値を示す。

メリットとデメリット

六角穴付きボルトのメリットとしては、①外観のスマートさ、②高トルク締結、③工具の差し込みやすさ、④部品干渉の回避、などが挙げられる。一方、デメリットとしては、穴に異物が詰まりやすい、過剰なトルクで六角穴がなめやすい、工具が専用である、といった点がある。特に耐久性の面では安価な材質では摩耗が早く、慎重な取り扱いが求められる。

寸法

六角穴付きボルトの寸法はJIS B 1176で定められており、M3〜M30など多様な呼び径が存在する。ねじ部の長さや頭部の高さも規格により標準化されており、使用箇所に応じた選定が容易である。下記に寸法の参考値を示したが、詳細は六角穴付きボルトは、国際規格（ISO 4762）や日本工業規格（JIS B 1176）を参照すること。

六角穴付きボルトの寸法 M1.6-M64

ねじの呼び
d		 M1.6 M2 M2.5 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 (M14) M16 M20 M24 M30 M36 M42 M48 M56 M64
ねじのピッチ
P		 0.35 0.4 0.45 0.5 0.7 0.8 1 1.25 1.5 1.75 2 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
b
参考		 15 16 17 18 20 22 24 28 32 36 40 44 52 60 72 84 96 108 124 140
dk
最大		 3.00 3.80 4.50 5.50 7.00 8.50 10.00 13.00 16.00 18.00 21.00 24.00 30.00 36.00 45.00 54.00 63.00 72.00 84.00 96.00
dk
最大		 3.14 3.98 4.68 5.68 7.22 8.72 10.22 13.27 16.27 18.27 21.33 24.33 30.33 36.39 45.39 54.46 63.46 72.46 84.54 96.54
da
最大		 2 2.6 3.1 3.6 4.7 5.7 6.8 9.2 11.2 13.7 15.7 17.7 22.4 26.4 33.4 39.4 45.6 52.6 63 71
ds
最大		 1.60 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 20.00 24.00 30.00 36.00 42.00 48.00 56.00 64.00
e
最小		 1.733 1.733 2.303 2.873 3.443 4.583 5.723 6.863 9.149 11.429 13.716 15.996 19.437 21.734 25.154 30.854 36.571 41.131 46.831 52.531
lf
最大		 0.34 0.51 0.51 0.51 0.6 0.6 0.68 1.02 1.02 1.45 1.45 1.45 2.04 2.04 2.89 2.89 3.06 3.91 5.95 5.95
k
最大		 1.60 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 6.0 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 20.00 24.00 30.00 36.00 42.00 48.00 56.00 64.00
r
最小		 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.25 0.4 0.4 0.6 0.6 0.6 0.8 0.8 1 1 1.2 1.6 2 2
s
呼び		 1.5 1.5 2 2.5 3 4 5 6 8 10 12 14 17 19 22 27 32 36 41 46
s
最大		 1.58 1.58 2.08 2.58 3.08 4.095 5.14 6.14 8.175 10.175 12.212 14.212 17.23 19.275 22.275 27.275 32.33 36.33 41.33 46.33
t
最小		 0.7 1 1.1 1.3 2 2.5 3 4 5 6 7 8 10 12 15.5 19 24 28 34 38
v
最大		 0.16 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 2 2.4 3 3.6 4.2 4.8 5.6 6.4
dw
最小		 2.72 3.48 4.18 5.07 6.53 8.03 9.38 12.33 15.33 17.23 20.17 23.17 28.87 34.81 43.61 52.54 61.34 70.34 82.26 94.26
w
最小		 0.55 0.55 0.85 1.15 1.4 1.9 2.3 3.3 4 4.8 5.8 6.8 8.6 10.4 13.1 15.3 16.3 17.5 19 22
ねじの呼び
d		 M1.6 M2 M2.5 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 (M14) M16 M20 M24 M30 M36 M42 M48 M56 M64

表は並目ねじの場合を示す。M14はなるべく用いない。

l 呼び長さ M1.6-M20

M1.6 M2 M2.5 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 (M14) M16 M20
ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg
呼び長さ 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大 最小 最大
2.5 2.3 2.7 〇 〇
3 2.8 3.2 〇 〇 〇 〇
4 3.76 4.24 〇 〇 〇 〇 〇 〇
5 4.76 5.24 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
6 5.76 6.24 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
8 7.71 8.29 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
10 9.71 10.29 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
12 11.65 12.35 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
16 15.65 16.35 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
20 19.58 20.42 2 4 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
25 24.58 25.42 5.75 8 4.5 7 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
30 29.58 30.42 9.5 12 6.5 10 4 8 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
35 34.5 35.5 11.5 15 9 13 6 11 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
40 39.5 40.5 16.5 20 14 18 11 16 5.75 12 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
45 44.5 45.5 19 23 16 21 10.75 17 5.5 13 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
50 49.5 50.5 24 28 21 26 15.75 22 10.5 18 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
55 54.4 55.6 26 31 20.75 27 15.5 23 10.25 19 〇 〇 〇 〇 〇 〇
60 59.4 60.6 31 36 25.75 32 20.5 28 15.25 24 10 20 〇 〇 〇 〇
65 64.4 65.6 30.75 37 25.5 33 20.25 29 15 25 11 21 〇 〇
70 69.4 70.6 35.75 42 30.5 38 25.25 34 20 30 16 26 〇 〇
80 79.4 80.6 45.75 52 40.5 48 35.25 44 30 40 26 36 15.5 28
90 89.3 90.7 50.5 58 45.25 54 40 50 36 46 25.5 38
100 99.3 100.7 60.5 68 55.25 64 50 60 46 56 35.5 48
110 109.3 110.7 62.25 74 60 70 56 66 45.5 58
120 119.3 120.7 75.25 84 70 80 66 76 55.5 68
130 129.2 130.8 80 90 76 86 65.5 78
140 139.2 140.8 90 100 86 96 75.5 88
150 149.2 150.8 96 106 85.5 98
160 159.2 160.8 106 116 95.5 108
180 179.2 180.8 115.5 128
200 199.1 200.9 135.5 148
ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg ℓs ℓg
M1.6 M2 M2.5 M3 M4 M5 M6 M8 M10 M12 (M14) M16 M20

呼び長さで〇のものは、全ねじの場合でu≦3Pとする。