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ねじ山の種類

ねじ山は機械加工で最もミスのコストが高い特徴の一つです。下穴が0.1mm違えばスクラップ、メートルとインチを混用すれば部品が廃棄、管用ねじの体系を間違えれば顧客からの返品になります。このページでは、全体系の下穴寸法、呼び記号、公差、深さルールをそのまま参照できる表形式で整理しています。

どのねじ山を使うか?

まず部品がどこに組み込まれるか、誰に売るかを確認します。この決定は工具の調達、下穴計算、検査基準に影響します。

用途こちらを使用理由
北米輸出、米国図面、航空部品UNC / UNFASME B1.1 標準。北米市場のデフォルト体系。UNC 粗牙は汎用、UNF 細牙は薄肉と精密調整に使用。
欧州輸出、国内案件、ISO 図面メートル MISO 261/262 標準。世界で最も使用量が多い。工具とゲージが最も安く入手しやすい。
油圧継手、空圧配管(北米体系)NPTASME B1.20.1。テーパ管ねじはねじの変形でシールし、60°の山形角。北米油圧システムの標準。
油圧継手、空圧配管(欧州/アジア体系)BSP (BSPP/BSPT)ISO 228 / ISO 7。55°の山形角。欧州およびアジアの輸入設備に一般的。
リードねじ、送り機構、万力台形ねじ (Tr)ISO 2901/2904。山が深く、負荷能力が高く、効率が良い。直動伝動専用。
旧式イギリス設備、保守交換部品BSW (ウィットworth)BS 84 標準。55°の山形角。旧設備の保守用。新設計では基本使用しない。
微調整ねじ、光学調整機構細目 (UNF または M 細目)ピッチが小さく、同回転角での変位が小さい。調整精度が高い。
薄肉部品、アルミ合金筐体細目 (M 細目)細目ねじは山底の応力集中が小さく、薄肉部品で割れにくい。
コスト最優先、工具在庫最少メートル Mメートルタップとねじフライスが最も安価で最も普及している。1規格1本の工具で対応可能。

ねじ山体系一覧

一つの表ですべての体系の違いを確認できます。山形角とシール性に注意 — これが混用ミスの根本原因です。

体系標準山形角ピッチ範囲シール性代表的用途コスト / 入手性
メートル MISO 261/26260°0.25–6.0 mm平行 — シールなし汎用締結(世界)最低 / 最良
UNCASME B1.160°4–32 TPI平行 — シールなし北米汎用締結低 / 良
UNFASME B1.160°12–56 TPI平行 — シールなし精密、薄肉低 / 良
BSWBS 8455°平行 — シールなし旧設備保守高 / 悪
BSPPISO 22855°11–28 TPI平行 — Oリング/ガスケット必要欧州配管中 / 普通
BSPTISO 755°11–28 TPIテーパ管 — 自己シール欧州配管シール中 / 普通
NPTASME B1.20.160°8–27 TPIテーパ管 — 自己シール北米油圧/空圧中 / 良
NPTFASME B1.20.360°NPT と同ドライシール — シール材不要燃料、ガス高 / 悪
台形 TrISO 2901/290430°1.5–44 mm伝動 — シールなしリードねじ、送り機構中 / 普通
60° vs 55° が分岐点 メートル、UNC、UNF、NPT はすべて 60°。BSP 系列と BSW は 55°。山形角が異なるとねじ山が正しくかみ合いません — 無理にねじ込むとねじ山が損傷します。管用ねじでは特に NPT と BSP の区別に注意が必要です。

メートルねじ (ISO)

世界で最も使用量が多いねじ山体系。M[直径]x[ピッチ] で表記します。ピッチを書かない場合は並目(デフォルト)です。並目は90%の用途に使用され、細目は明確な理由がある場合のみ使用します。

並目下穴寸法表 (M1 – M30)

呼び基準径 (mm)ピッチ (mm)下穴 (mm)谷の径 (mm)タップ
M11.00.250.750.629M1 タップ
M1.21.20.250.950.829M1.2 タップ
M1.61.60.351.251.121M1.6 タップ
M22.00.401.601.467M2 タップ
M2.52.50.452.051.913M2.5 タップ
M33.00.502.502.359M3 タップ
M44.00.703.303.141M4 タップ
M55.00.804.204.019M5 タップ
M66.01.005.004.773M6 タップ
M88.01.256.806.466M8 タップ
M1010.01.508.508.160M10 タップ
M1212.01.7510.209.853M12 タップ
M1414.02.0012.0011.546M14 タップ
M1616.02.0014.0013.546M16 タップ
M1818.02.5015.5014.933M18 タップ
M2020.02.5017.5016.933M20 タップ
M2222.02.5019.5018.933M22 タップ
M2424.03.0021.0020.319M24 タップ
M2727.03.0024.0023.319M27 タップ
M3030.03.5026.5025.706M30 タップ

並目 vs 細目

パラメータ並目(デフォルト)細目
ピッチ大(例:M10 = 1.5mm)小(例:M10x1.25)
強度ねじ山底の断面積が大きく、引張破断に強い山底断面積が小さく、引張破断に弱い
緩み防止ピッチが大きく、自己ロックが良く、緩みにくいピッチが小さく、より緩みやすい
薄肉への適性悪い(大ピッチが肉厚を削る)良い(小ピッチは肉厚への影響が小さい)
微調整精度悪い良い(同回転角で変位が小さい)
加工コスト低(タッピングが速く、工具が安い)やや高い(タッピングが遅く、工具の摩耗が早い)
工具の入手性最良普通(非標準ピッチは特注が必要)

細目を使うタイミング

シーン理由
薄肉部品(肉厚 < 3mm)小ピッチは肉厚への削りが少ないアルミ筐体 M6x0.75
精密な微調整が必要同回転角での変位が小さい光学ブラケット M8x0.75
振動環境細目はリード角が小さく緩みにくい — これは誤解。実際には並目の方が緩みに強い。ただし細目+防松ワッシャーの組み合わせも効果的。エンジン付属品 M10x1.0
ねじ山を浅くする必要がある細目は同等の有効ねじ込み長さを少ない山数で達成できる薄フランジ M8x1.0

ねじ山深さルール

止まり穴のタップ深さは適当に決めるものではありません。浅すぎるとボルトが十分にかみ合わず、深すぎると加工時間の無駄になる上にタップが折れやすくなります。材料別に深さを設定します:

材料有効ねじ山深さ止まり穴底部の隙間計算例
アルミ合金1.5D≥ 2PM6 アルミ:有効ねじ 9mm + 底部隙間 2mm = 穴深さ ≥ 11mm
炭素鋼 / ステンレス鋼1.0D≥ 2PM6 鋼:有効ねじ 6mm + 底部隙間 2mm = 穴深さ ≥ 8mm
チタン合金0.75D≥ 2PM6 チタン:有効ねじ 4.5mm + 底部隙間 2mm = 穴深さ ≥ 6.5mm
銅合金1.5D≥ 2Pアルミ合金と同じルール
エンジニアリングプラスチック2.0D≥ 3Pプラスチックは強度が低いため、より多くのねじ込みが必要
下穴深さ = 有効ねじ山深さ + 逃げ溝 止まり穴のタッピングは底まで行えません。タップの先端にはテーパ角(不完全ねじ山領域)があり、通常2~3ピッチ分を占めます。そのため、穴の総深さ = 有効ねじ山深さ + 2~3P。底部の隙間によりタップに退出するスペースができ、そうでなければ穴の中で折れる原因になります。

ユニファイねじ (UNC/UNF)

北米標準、ASME B1.1。直径は番号(#4, #6...)または分数(1/4, 3/8...)で表します。UNC 並目は一般締結に、UNF 細目は精密および薄肉用途に使用されます。

常用サイズと下穴

呼び基準径 (mm)山数/インチピッチ (mm)下穴 (mm)種別
#0-80 UNF1.524800.3181.25細目
#1-64 UNC1.854640.3971.50並目
#2-56 UNC2.184560.4541.80並目
#4-40 UNC2.845400.6352.35並目
#6-32 UNC3.505320.7942.95並目
#8-32 UNC4.166320.7943.60並目
#10-24 UNC4.826241.0584.20並目
#10-32 UNF4.826320.7944.40細目
1/4-20 UNC6.350201.2705.35並目
1/4-28 UNF6.350280.9075.50細目
5/16-18 UNC7.938181.4116.80並目
5/16-24 UNF7.938241.0587.00細目
3/8-16 UNC9.525161.5888.30並目
3/8-24 UNF9.525241.0588.70細目
7/16-14 UNC11.113141.8149.70並目
1/2-13 UNC12.700131.95411.10並目
1/2-20 UNF12.700201.27011.60細目
5/8-11 UNC15.875112.30914.10並目
3/4-10 UNC19.050102.54017.00並目
7/8-9 UNC22.22592.82219.80並目
1"-8 UNC25.40083.17522.40並目

UNC vs UNF の選び方

要件選択理由
一般締結(90% のケース)UNCタッピングが速く、工具が安く、緩みにくい
薄肉部品UNF肉厚への削りが少ない
微調整が必要UNFピッチが小さく、調整精度が高い
振動環境UNC並目の方が自己ロックが良い
航空 / 軍事図面図面に従う航空部品は通常 UNF を指定
コスト低優先UNC工具在庫が広く、加工効率が高い

管用ねじ (NPT / BSP)

管用ねじは機械加工で最も混同されやすい部分です。NPT と BSP は山形角も山数も異なり、無理に混用すると必ず漏れます。図面の呼び記号がどちらの体系かを確認し、推測しないでください。

NPT vs BSP 対比

パラメータNPTBSPPBSPT
標準ASME B1.20.1ISO 228ISO 7
山形角60°55°55°
テーパ1:16 (テーパ管)なし (直管)1:16 (テーパ管)
シール方式ねじテーパ面の変形でシールOリングまたはガスケットでシールねじテーパ面の変形でシール
主要地域北米欧州、アジア欧州、アジア
代表的業界油圧、空圧欧州輸入設備欧州輸入設備

テーパねじ vs 平行ねじ

種別シール原理メリット・デメリット
テーパねじ (NPT / BSPT)締め付け時にねじ山面同士が押し合って変形し、金属対金属のシールを形成メリット:追加のシール部品が不要。デメリット:締め付けトルクに敏感、締めすぎると割れ、着脱回数に制限がある。
平行ねじ (BSPP)ねじ自体はシールせず、Oリング、銅ガスケットまたはシール剤でシールメリット:繰り返し着脱可能で、シールが確実。デメリット:シール部品が必要で、組立工程が一つ増える。
ドライシール (NPTF)ねじ山の頂と谷も削平されており、締め付け後は完全な金属接触でシールメリット:シールテープ不要。デメリット:工具が高価で加工コストが高い。通常、燃料・ガス系統に使用。

管用ねじの常用サイズ

呼び寸法体系山数/インチ下穴 (mm)山形角テーパ
1/8NPT278.8060°1:16
1/4NPT1811.8060°1:16
3/8NPT1815.2060°1:16
1/2NPT1418.8060°1:16
3/4NPT1424.3060°1:16
1NPT11.530.5060°1:16
1/8BSPT288.6055°1:16
1/4BSPT1911.8055°1:16
3/8BSPT1915.2055°1:16
1/2BSPT1419.0055°1:16
3/4BSPT1424.5055°1:16
1BSPT1130.7055°1:16
NPT と BSP を混用しないでください NPT(60°)と BSP(55°)は山形角が異なり、呼び寸法が同じでも(例:1/2)、山数も異なることが多い。無理にねじ込むとねじ山が損傷し、漏れの原因になります。図面に「1/2 NPT」とある場合は、NPT タップを使用し、BSP タップは使用しないでください。現場で最もよくあるミスです。

台形ねじ

台形ねじ(ISO 2901、Tr で表記)は締結用ではなく伝動用です。山形角 30°、山が深く、負荷能力が高く、方形ねじより効率が良いです。

台形ねじが必要な用途

用途説明
リードねじ / 送り機構CNC工作機 Z軸、昇降台、3Dプリンター Z軸
万力 / 締め付け機構万力のねじ棒
バルブステム手動バルブの手輪伝動
ジャッキねじジャッキの主ねじ棒

台形ねじの常用サイズ

呼び基準径 (mm)ピッチ (mm)山の高さ (mm)下穴 (mm)代表的用途
Tr8x1.581.50.8256.50小型 3Dプリンター
Tr10x2102.01.108.00小型送り機構
Tr12x3123.01.659.00小型万力
Tr14x3143.01.6511.00汎用伝動
Tr16x4164.02.2012.00万力
Tr20x4204.02.2016.00中型送り
Tr24x5245.02.7519.00バルブステム
Tr28x5285.02.7523.00バルブステム
Tr32x6326.03.3026.00大型リードねじ
Tr36x6366.03.3030.00大型リードねじ
Tr40x7407.03.8533.00ジャッキ
Tr48x8488.04.4040.00ジャッキ
台形ねじの加工 台形ねじは通常旋盤加工(単刃バイト)で行い、タップは使用しません。雌ねじは中ぐりねじ切りまたはねじフライス加工。大リードの台形ねじはねじフライスを使用する方が効率的です。公差等級は 7H/7e(一般伝動)または 4H/4e(精密リードねじ)。

ねじの呼び記号

図面でのねじの記述方法が、加工担当者がどの工具を使用するかを決定します。記述を間違えると加工ミスになります。以下は各体系の呼び記号の規範です。

メートルねじの呼び記号

メートル呼び記号の書式 M[直径]x[ピッチ]-[公差等級][巻き方向]

M10x1.5-6H     ← 基準径 10mm、ピッチ 1.5mm、雌ねじ 6H 公差、右巻き(デフォルト)
M10x1.25-6g-LH ← 細目、雄ねじ 6g 公差、左巻き
M8                 ← 並目 M8 = M8x1.25(ピッチを書かないと並目)

ユニファイねじの呼び記号

ユニファイねじ呼び記号の書式 [直径]-[山数] [系列]-[公差等級]

1/4-20 UNC-2B    ← 1/4 インチ、20 山/インチ、UNC 並目、雌ねじ 2B 公差
3/8-24 UNF-2A    ← 3/8 インチ、24 山/インチ、UNF 細目、雄ねじ 2A 公差
#10-32 UNC-2B    ← 10 番、32 山/インチ、UNC 並目、雌ねじ 2B

管用ねじの呼び記号

管用ねじ呼び記号の書式 [呼び寸法] [体系]

1/4 NPT       ← 1/4 インチ NPT テーパ管ねじ
1/2 BSPP       ← 1/2 インチ BSP 平行管ねじ
3/8 BSPT       ← 3/8 インチ BSP テーパ管ねじ
1/4-18 NPT     ← 1/4 インチ、18 山/インチ、NPT(完全な記法)
呼び記号が不完全 = 加工ミス 「M10」だけの記述は問題ありません(デフォルトで並目)。しかし「M10 細目」と書くのは不可 — 「M10x1.25」または「M10x1.0」と明記しなければなりません。管用ねじで「1/2 管用ねじ」だけも不可 — NPT か BSP を明記する必要があります。各注文の図面呼び記号は、工具を一意に特定できる必要があります。

ねじ公差等級

公差等級がねじの緩み具合を決定します。きつすぎると組立が困難、ゆるすぎると脱落のリスクがあります。ほとんどの場合は標準等級で問題なく、精密級を追求する必要はありません。

メートルねじの公差

公差等級種別意味使用タイミング
6H / 6g標準6H = 雌ねじ標準、6g = 雄ねじ標準。最も一般的な組み合わせ。90% の機械加工部品。一般締結。
4H5H / 4g精密公差域が狭い。よりきついはめあい。精密位置決め、ゲージ、航空部品。
7H / 7gゆるい公差域が広い。より容易な組立。鋳造品、プラスチック部品、溶射後のねじ。
6H / 6hゼロ隙間雄ねじ h の基本偏差がゼロで、g よりきついはめあい。極めて小さいはめあい隙間が必要な場合。
H = 雌ねじ、G/h/g = 雄ねじ 大文字(H)は雌ねじ(ナット)、小文字(g、h)は雄ねじ(ボルト)を表します。数字が小さいほど公差が厳しくなります。6 が標準級、4 が精密級、7 が粗級。公差等級を指定しない場合、デフォルトで 6H(雌)または 6g(雄)となります。

ユニファイねじの公差

公差等級種別意味使用タイミング
2B / 2A標準2B = 雌ねじ標準、2A = 雄ねじ標準。最も一般的。90% の UNC/UNF 締結。
3B / 3A精密公差がより厳しい。よりきついはめあい。航空締結具、精密組立。
1B / 1Aゆるい公差がより緩い。より容易な組立。鋳造品、大量生産の高速組立。

ねじ山深さとねじ込み

ねじ加工において、深さとねじ込み長さは問題が最も多い部分です。下穴が浅すぎるとボルトが届かず、逃げ空間が不十分だとタップが穴の中で折れます。

最小ねじ込み長さ

ボルトサイズ最小ねじ込み(鋼)最小ねじ込み(アルミ)最小ねじ込み(プラスチック)
M3 – M50.8D1.2D2.0D
M6 – M101.0D1.5D2.0D
M12 – M201.0D1.5D2.0D
M24+1.0D1.5D2.5D

止まり穴底部の隙間

パラメータルール説明
タップテーパ角3~4 ピッチ分タップの先端は不完全ねじ山領域で、完全な山を形成できません。有効ねじ山深さはテーパ角以上からカウントします。
底部の逃げ空間≥ 2P(最低2ピッチ分)タップが底まで行くと退出スペースがなく、穴の中で折れる原因になります。穴の深さ = 有効ねじ + テーパ角 + 逃げ空間。
穴の総深さ有効ねじ + 3~4P経験式:M8(P=1.25)鋼材の有効ねじ 8mm、穴の総深さ ≥ 8 + 4 = 12mm。

ねじの面取り

箇所面取り目的
雌ねじ入り口0.5–1.0 x 45°ボルトの導入を容易にし、最初のねじ山を保護。
雄ねじ先端0.5–1.5 x 45°ねじ込みを容易にし、最初のねじ山が工作物を傷つけるのを防止。
管用ねじ面取りはシール面の密着に寄与テーパ管ねじは面取りによりシールがより確実に。
止まり穴の深さ指定は完全に記述する 図面に「M8 深 10」と書くだけでは不完全です。有効ねじ山深さ 10mm か、穴の総深さ 10mm かを明記する必要があります。推奨記述:「M8-6H、有効ねじ山深さ 10、止まり穴全深 14」。加工担当者の推測を避けてください。

よくある間違い

間違い結果正しい方法
図面に「M10 細目」とだけ書く細目には複数のピッチがある(1.0, 1.25)、加工担当者が推測して間違える「M10x1.0」または「M10x1.25」と明記し、ピッチを省略しない
NPT と BSP を混用山形角が異なる(60° vs 55°)、ねじ込むと漏れ、ねじ山が損傷図面の体系を確認する。1/2 NPT と 1/2 BSP は同じタップではありません。
止まり穴に逃げ空間を設けないタップが底まで行って拘束され、穴の中で折れ、部品全体がスクラップ穴の深さ = 有効ねじ + 3~4P
アルミ合金に並目ねじを使用大ピッチが薄肉を削り、アルミ部品が割れるアルミ薄肉部には細目を使用(例:M6x0.75)
管用ねじにシール対策をしないBSPP は直管ねじで、自らシールしないため、そのまま漏れるBSPP には必ず Oリングまたはシールガスケットを使用。NPT は不要だがシールテープ推奨。
メートルタップで UNC ねじを加工ピッチが合わず、ねじ山が完全にスクラップ図面の体系を確認し、対応するタップを使用。M6 と 1/4-20 は別物です。
下穴が小さすぎるタッピングトルクが過大になり、タップが破損下穴表に従ってドリルを選択。アルミ材は 0.05~0.1mm 大きくするとトルクを軽減。
下穴が大きすぎるねじ山が浅くなり、引張強度が低下し、ボルトが脱落する可能性下穴の公差を ±0.05mm 以内に管理
台形ねじを締結ねじとして使用台形ねじは自己ロックせず、振動で緩む締結には三角ねじ(M/UNC/UNF)、伝動には台形ねじを使用
公差等級を指定しないデフォルトは 6H/6g(メートル)または 2B/2A(ユニファイ)だが、一部のシーンでは精密級が必要重要なはめあい面には公差等級を指定。指定しない = 問題発生時の根拠がない。
ねじ入り口に面取りがないボルトのねじ込みが困難、最初のねじ山が傷つき、十字穴ビスが滑る原因に雌ねじ入り口に 0.5~1.0 x 45° の面取りを施す
左巻きねじに LH を指定しないデフォルトは右巻き、右巻きねじを加工し、組み立てられない左巻きねじには必ず LH を指定:M10x1.5-6H-LH