弊社「ねじの情報ｻｲﾄ」https://neji-trivia.jp/にｸﾞｰｸﾞﾙ検索でｱｸｾｽされるとき、「ねじ下穴」というｷｰﾜｰﾄﾞが結構多いようです。そこで、今回は、ねじの下穴について考察をしてみたいと思います。
一般的に、めねじを切る場合には、予め円い下穴をあけた後に、ﾀｯﾌﾟという刃物でねじ切り作業を行います。

写真5　ﾊﾝﾄﾞﾀｯﾌﾟ

下穴の径は、ねじの規格や呼び径によって決められており、ﾀｯﾌﾟﾒｰｶｰが提示している表1のようなﾀｯﾌﾟ下穴径表に従った下穴をあける必要があります。

ところが、ﾒｰﾄﾙねじの場合には、ﾀｯﾌﾟ下穴径表が無くても、式1で、計算できます。
ﾀｯﾌﾟ下穴径=ねじ外径 － ﾋﾟｯﾁP　…　式1
例えばﾒｰﾄﾙ並目ねじM3、ﾋﾟｯﾁ0.5のときには、下穴径は3-0.5=2.5となり表1の値と合致します。
普段何気なく使っている式1ですが、分かりやすい計算式で、この式がどのようにして導かれたのかを、まず簡単のために、図1のﾒｰﾄﾙねじの基準山形(JIS B 0205-1)で考えてみました。

図1　ﾒｰﾄﾙねじの基準山形 (JIS B 0205-1)

図1でdがおねじの外径、D1がめねじの内径です。ﾀｯﾌﾟ下穴径は、めねじの内径とほぼ等しいと考えると、D1が下穴径になります。
図1を分かりやすくしたのが図2です。これを基にして、式1を導いてみます。

図2　ﾒｰﾄﾙねじの基準山形の簡略図と下穴径の計算

１．おねじの外径dからH1(おねじとめねじの重なった部分の高さ)の2倍を引くとD1になります。(式2)
２．H1=(5/8)Hなので、これを式2のH1に代入します。(式3)
３．図2下図のように、ﾋﾟｯﾁPとHの関係が求められますので、これを式3のHに代入します。(式4)
４．定数部分を計算すると、D1≒d – P　(式6)
で、おおよそ式1となりました。
ところで、式6は基準山形に基づいて導きましたが、実際には、ひっかかり率を考慮する必要があり、ﾈｯﾄで検索すると、式7のようなﾀｯﾌﾟ下穴径の公式がありました。式7は式5にひっかかり率を考慮したもので、ひっかかり率が92.38%のときにﾋﾟｯﾁPにかかる係数が1となり、式1と等しくなることが分かります。

図3　下穴径とひっかかり率の公式 (ｵｰｴｽｼﾞｰ株式会社様資料から抜粋)

ところで、以上述べたﾀｯﾌﾟ下穴径はあくまでも標準値であるため、厳密には、ﾀｯﾌﾟ種類、被削材の材質等によって切削条件が異なるため、ﾀｯﾌﾟの折損防止や切削条件の向上のため、下穴径を調整する場合があります。
なお、ひっかかり率については、本誌の第102号で簡単に説明しています。ご参照ください。