ねじとボルト・ナット

一般的に「ねじ」とは、いろいろな物を接合するために用いられるねじ山を持った「ねじ部品」を指します。しかし、本来「ねじ」とは、ねじ山の形状やピッチなどのことをいい、その種類としてボルトやナットがあります。一般的に分類すると、めネジとしてはナット、おネジとしてはボルトや小ネジ、止めネジやタッピンネジ、木ネジなどがあります。つまり、「ねじ」というグループの中にボルトやナットがあり、ねじが外側に付いているものがボルトで、内側に付いているものがナット、というイメージです。 では、これらボルトやナットなどのねじは、どのように発展してきたのでしょうか。

人類とねじのかかわり

その起源として考えられている代表的なものには、巻貝をヒントにしたという説と、木に巻きつく蔓植物をヒントにしたという説があります。これらをヒントにして人類は自らねじを製作し、それを様々な用途で役立ててきました。 現在では、ねじを使わない機械は存在しないというほど、あらゆる場面での必需品として普及しています。

締結ねじの出現は、西暦1500年前後

レオナルド・ダ・ヴィンチ（1452～1519）が残したノートの中に、タップ・ダイスによるねじ加工の原理がスケッチされています。さらに彼は、ねじ切り旋盤のスケッチも残しており、これは2本の親ねじ、スライトレストと換え歯車まで用意した、近代的な構造のものです。また、ドイツ人のゲォルク・アグリコラ（1494～1555）の著書に出ている鞴（ふいご）の製法を示す図には、先がとがって頭部にすりわりのある木ねじのようなものが描かれています。このことから、金属製のボルト・ナット・小ねじ・木ねじ類は、1,500年前後に出現したと考えられます。 当時、ねじは主に馬車や荷車などの組み立てに使われましたが、一部の鎧では、前方から身体を入れて胸当てをねじで止めるタイプの鎧も存在しました。フランスのルイ11世（1461～1483）は、金属製のねじで組み立てた木製のベッドを使用していたそうです。

日本人が見た最初の締結ねじ

1543年に種子島に漂着したポルトガル人が携えていた2挺の小銃を、領主種子島時堯が、大金を投じて買い上げました。時堯は、1挺を刀鍛冶八坂金兵衛に見本として与えて模作を命じ、金兵衛は約1年後に製作に成功しました。この伝来銃の銃底をふさぐための「尾栓」と、それがねじ込まれる銃底の「めねじ」が、日本人が見た最初のねじであるとされています。 金兵衛にとって、尾栓の「おねじ」の加工は比較的容易であったようです。糸をコイル状に巻きつけて、その線に沿ってやすりで切り込んでいくといった方法を用いたと考えられます。しかし、金属加工用工具として「やすり」と「たがね」しかなかった当時の当時の刀鍛冶の技術からすると、銃底の「めねじ」の加工は難題だったと考えられますが、尾栓のおねじを雄型として熱間鍛造法で製作したのではないかと推定されます。 金兵衛が製作したと伝えられる銃は、現在も西之表市の種子島博物館に、伝来銃と並んで展示されています。

金属製のねじ切り旋盤

フランスの数学者ジャック・ベンソン（1500～1569）は、独特なねじ切り旋盤の絵を残しています。しかしこれは、構想としては優れていますが、木製である限りうまく作動しなかったのではないかと思われています。 1830年頃、イギリスのヘンリー・モーズレイが、金属製シャーシのねじ切り旋盤を製作しました。この機械の開発によってより精度が高いねじの大量生産が可能になり、刻印した物同士でしか使用できない時代が終わりました。

ISOねじで世界を結ぶ

1770年代、イギリスの産業革命が進むにつれて、ボルト・ナット類の需要は爆発的に増えました。これらは専門のメーカーがまとめて製作していましたが、機械メーカーがそれぞれ独自の直径やピッチのものを注文していたため、種類が膨大な数となり、まとめて製作する利点がほとんど生かされない状態になっていました。 そこで、モーズレイに続いてねじ切り旋盤の改良に従事していたサー・ジョセフ・ウィットウォース（1803～1887）は、勝手気ままなピッチ・山形・外径などを調査し、1841年に「ウィット・ウォースねじ」と称するねじの形式を発表しました。この普及活動を行った結果、イギリスでは「ウィット・ウォースねじ」が標準となり、後にイギリスの規格（BS規格）として正式に採用されます。 また、アメリカの「アメリカ規格」やフランスなどの「SI規格」、その他のヨーロッパ各国などの「ISAメートルねじ」、アメリカ、イギリス、カナダの三国の「ユニファイねじ」など、各国で独自の規格が制定されました。 このため、1947年に設立されたISO（国際標準化機構）は、1957年に全世界共通の規格として、「ISAメートルねじ」を「ISOメートルねじ」とし、「ユニファイねじ」を「ISOインチねじ」として採用するに至りました。 日本では日本工業規格（JIS）で、一般に用いるねじとしては「ISOメートルねじ」を、航空機その他特に必要な場合に「ISOインチねじ」を用いることを定めています。

兵庫県のボルト・ナット生産

兵庫県内におけるボルト・ナット製造業者の地域分布は、主にナットを製造している姫路市地域と、主にボルト・ナット両方を製造している神戸市地域に大別することができます。 ボルトは神戸市を中心に産地が形成されており、その背景として、地域内に造船・製鉄・機械などの大企業の生産拠点が数多く立地し、各種ボルトの一大消費地であったことが挙げられます。 当地には、大企業との協力関係や下請関係にある企業が多いものの、近年では大阪や東京など他地域への販路拡大や、海外への輸出なども積極的に推進しています。

姫路のナット産業

播州平野が瀬戸内海に接する姫路の白浜地域では、近世以来、鍛冶・農業・塩田業などが行われ、鍛冶職人は城の腰板などに使用する各種の曲がり釘や小釘を作っていました。明治期には、鞴（ふいご）と鍛冶度具を持つ彼らは、和釘の衰退に直面して船釘や鎖、錨、リベット、ナットなどに活路を求めました。 当初、ナットは造船のポンチカスを利用した手打ち火造りの「和ナット」で、ねじ立ては手回しのタップで行っていました。こうしたナットの生産が活発化するのは、瀬川末治氏（瀬川鉄工所）が造船用ナットの生産に乗り出した明治末期頃からです。大正期に入ると次々と参入事業者が加わり、それぞれ船舶用、鉄道用などのボルト・ナット工場が創業され、中には製鎖工場から転業する者も現れました。また、「和ナット」から平鋼製ナット（一般に平製ナットと呼ばれた）への移行も業者数の増大を助け、これらの生産量は急増していきました。 昭和10年（1935年）に、大阪・田條工作所を通じて丸鋼からナット素材を成形できる丸製ナット機がこの地に導入されると、従来の製法はこの新しい丸製ナット方式に一変することとなります。この製法は、昭和30年代の熱間ナットホーマーの登場まで大径ナット生産の主流となり、白浜地域におけるこの種のナットの生産量は、全国生産の大半を占めていました。 現在、製造業の海外進出による製造拠点の減少や、建設業等の国内需要先の景気低迷から需要は伸び悩んでいます。しかし、機械系工業の高度化・近代化につれて、メカトロニクスやロボット生産に必要な精密・高級な製品分野が新しい需要を生む方向にあるため、業界は製品の多様化・高級化など、質の転換と安価な輸入品との共在を今後の課題として取り組んでいます。

兵庫県内企業数・従業員数・生産高

企業の地域別分布状況（平成28年現在）

ボルトの種類

六角ボルト
一般的にボルトという場合、このタイプを指すことが多いです。 写真は全ねじ（押しねじ）タイプですが、半ねじ（中ボルト）タイプもあります。
キャップボルト
締め付けは六角レンチで行います。レンチの差し込み部分が低い低頭タイプや、ボタンキャップ・皿キャップなどもあります。
アイボルト
フックの取り付けが行いやすい形状で、吊りしろの取れない大型機器の輸送や取り付けに便利です。 ねじ部の長いロングタイプや、雌ねじタイプのアイナットもあります。
蝶ボルト
手で締め付けや取り外しがしやすい形状です。羽の形状によって、1種から3種があります。
Uボルト
主に配管の固定に使用します。ねじ径・管径・足の長さの特殊なものや、コの字型・V字型等のように、形状が特殊なものもあります。
アジャストボルト
設置機器の高さ調整や、水平保持のために使用します。写真は標準タイプで、他にも重量物用や振動防止ラバー付タイプ、固定用ボルト穴付タイプもあります。

ナットの種類

六角ナット
高さと面の取り方などの違いで、1種から3種・10割ナットなどがあります。一般的には、雄ねじと同じ材質の1種ナット（高さ：ねじ径の約80% / 片面取り）が使われています。 種類 高さ 面取り 1種 ねじ径の約80% 片面 2種 ねじ径の約80% 両面 3種 ねじ径の約80% 両面 10割 ネジ径の約100％ 片面
袋ナット
危険防止や美観の向上を目的として、ねじ部が突き出さないよう、袋状になっています。
アイナット
輸送用フックの取り付けが行いやすい形状で、吊りしろの取れない大型機器の輸送や取り付けに使用します。
蝶ナット
手で締め付けや取り外しがしやすい形状です。羽の形状により、1種から4種があります。
高ナット
ねじ同士のジョイントや調整などに使用します。
フランジ付六角ナット
ナットの片面がツバ状になっているため、作業効率が良く、フランジ部の弾性による緩み止め効果があります。

鍛造

金属を加熱して叩きながら強度の高い製品を造る方法のことで、次の3種類に区分されます。

ボルト・ナットの原材料

通常は締結等を目的として使われるため、強度と耐久性を考慮して、鉄・ステンレス・真鍮等を原材料とし、必要に応じて表面処理を施します。 しかし、主目的が装飾や導電性であったり、重量や磁性・非磁性の制約など複合的な条件に合わせる必要がある場合は、銅・燐青銅・アルミ・チタン・樹脂系といった様々な材料が使われます。

鉄鋼材

ステンレス

主に、耐食を目的として使われます。

真鍮

導電性に優れるため、電気部品の端子止め用等に使われます。

樹脂

樹脂は、鉄等の金属材料に比べて軽量で、耐薬品性や絶縁性に優れており、磁性を帯びません。

チタン

軽量で強度が高く、非磁性であり、耐食性・耐熱性・耐寒性・対疲労性・対摩耗性に優れた理想的な材料です。そのため、航空・宇宙産業、石油・化学プラント、電力プラント等を中心に使用されており、今後も多くの分野での需要が見込まれています。 わずかな誤差さえ許容できない精密機器の利用に最適で、上記の特徴の他、金属アレルギーを起こしにくいという特徴もあり、医療分野でも欠かせない材料となっています。さらには、装身具等への需要も高まりつつあります。

ボルト・ナットの様々な表面処理

耐久性の向上や総力を目的として施される表面処理の呼称は、必ずしも規定のものではなく、通称や俗称などが一般化しているものがあります。