技術資料(よくわかる講座)

軸力とは

ねじ・ボルトは、部材を固定するために使用されています。諸説ありますが古代ギリシアで発明され、産業革命を経て大量に生産されるようになりました。日本には、1543年に種子島に伝来した火縄銃の銃身を塞ぐ部品にねじが使用されており、火縄銃とともに伝わったとされています。

部材の固定には、ねじ・ボルト以外にも、溶接により部材を接合する方法があります。溶接は半永久的な部材の固定を目的に行われますが、ねじ・ボルトによる固定は、必要な時にボルトを緩めることで固定した部材を分解できる点に違いがあります。ボルトによる固定はいつでも取り外しができる反面、適切な力で固定しないとボルトが緩んでしまう恐れがあります。ここでは、ボルト・ねじが部材を固定する力である『軸力』について説明します。

軸力とはのイメージ画像

ボルトを締めると、ボルト締め付け部(グリップ長さ)は軸方向に引っ張られ、わずかに伸びます。
ばねを引っ張ると元に戻ろうとする力が働くように、同様にボルトも締付けにより引っ張られることで、元に戻ろうとする力が発生し、その力により非締結部材を固定します。この力が軸力です。軸力により、部材が固定されるのです。

締付けイメージ

ボルトの締付けは、一般的にトルクで管理されることが多いですが、皆さんが目にする推奨の締付けトルク値も、実は、部材を固定するための適切な力(軸力)を元に計算されています。トルク以外にも様々なボルト締付け手法がありますが、すべて適切な軸力を得ることが目的で、ボルトの締め付け度合いは、軸力でのみ評価することができます。