技術コラム
六角ボルトの全ネジと半ネジの違いと使い分けのポイント
六角ボルトとは？
六角ボルトは、頭部が六角形をした締結部品です。この六角形にレンチやスパナをかけて回転させることで、部品同士を強固に締め付けたり緩めたりします。その扱いやすさと汎用性の高さから、様々な産業で広く使用されています。JISやISOなどの公的な標準規格により、寸法や材料が標準化されており、高い品質と互換性が保たれていますが、特殊な要求には特注対応が必要となる場合もあります。
「全ネジ」と「半ネジ」の違いとは？
六角ボルトにはいくつかの種類がありますが、その中でも使用目的や機能によって大きく分けられるのが「全ネジ（ぜんねじ）」と「半ネジ（はんねじ）」です。この二つのタイプの最も基本的な違いは、ボルトの軸部におけるネジが切られている範囲にあります。
全ネジ六角ボルトは、ボルトの頭部の直下から先端まで、軸部の全長にわたってネジ山が切られている構造を持っています。文字通り、軸部の全体がネジ部となっています。
対照的に、半ネジ六角ボルトは、ボルトの頭部の直下にはネジ山が切られていない円筒状の軸部（これを「胴部」または「シャンク」と呼びます）があり、軸部の途中から先端にかけてネジ山が切られています。つまり、軸部の一部（通常は先端側）のみがネジ部となっており、頭部側の胴部にはネジ山がありません。
このネジが切られている範囲の違いが、両者の機械的な特性や、適する締結用途に大きな影響を与え、設計においては重要な選定ポイントとなるのです。
全ネジ六角ボルト
特徴
ボルトの頭部の直下から先端まで、軸部の全長にわたってネジ山が切られている構造。軸部全体がネジ部。
メリット
・締結範囲が柔軟で、様々な板厚の材料を締め付ける際にネジ部を有効活用できる。
・ボルトの頭部が破損しても、軸部のネジ山が残っていれば、取り外しやある程度の締結力維持が可能。
・製造工程が比較的シンプル。
デメリット
・軸部全体がネジ山のため、強度基準となる有効断面積がネジ山の谷径で決まり、同じ呼び径の半ネジと比較してせん断強度が低くなる可能性がある。
・締め付け時にネジ山同士が接触するため、部材同士を完全に隙間なく密着させるのが難しい場合がある。
適した用途
・締結される部材の板厚が変動する箇所。
・複数の薄い部材をまとめて締め付ける場合。
・ボルトの軸部に主に引張荷重がかかり、広範な締結範囲が必要な場合。
半ネジ六角ボルト
特徴
頭部の下にネジ山が切られていない滑らかな円筒状の軸部（胴部またはシャンク）があり、その先の軸部のみにネジ山が切られている構造。
メリット
・高い「引寄力」により、締結される部材同士を隙間なく強く密着させることができる。
・せん断荷重に対しては、ネジ山の谷径より直径が大きい胴部が力を負担するため、全ネジに比べてせん断強度が高い傾向がある。
・主要な荷重がかかる胴部に応力集中が起こりにくいため、疲労強度に優れる場合が多い。
デメリット
・ネジ部が軸の一部に限られるため、締結できる部材の板厚がネジ部の長さに依存し、広範な板厚には対応できない。
・頭部が破損した場合、胴部にはネジ山がないため、取り外しや締結力維持が全ネジに比べて困難
適した用途
・締結される部材同士をしっかりと密着させたい箇所。
・ボルトに大きなせん断荷重がかかる構造部分。
・建築物の構造部材の接合や、高い剛性が求められる機械装置の組み立てなど。
失敗しない！六角ボルト「全ネジ」と「半ネジ」の最適な「使い分け」と「選定のポイント」
六角ボルトの全ネジと半ネジ、それぞれの構造と特性を理解した上で、実際にどちらのタイプを選定するかは、締結する箇所に求められる機能や使用環境によって慎重に判断する必要があります。
締結部の構造と荷重の種類からのアプローチ
選定の最も基本的なアプローチは、ボルトがどのような構造で使われ、どのような種類の荷重を受けるかを分析することです。例えば、複数の部材を強固に密着させたい場合には、高い引寄力を持つ半ネジが有利になります。一方、締結される部材の厚みが一定でなく、広範囲に対応する必要がある場合や、軸部全体で雌ネジと噛み合わせたい場合には全ネジが適しています。 また、ボルトにかかる荷重が引張荷重（ボルトを引き伸ばす方向に働く力）が主なのか、せん断荷重（ボルトを横断する方向に働く力）が主なのかも重要な判断基準です。
コストと性能のバランス
標準規格の全ネジと半ネジは、それぞれ一般的に流通しており、多くの用途に対応できます。コストの面では、標準品からの選定が最も効率的です。しかし、要求される性能が非常に高かったり、特殊な環境で使用されたりする場合、標準品の範囲内では最適な解決策が見つからないこともあります。
標準品の限界と特注の必要性
標準規格の六角ボルトは汎用性に優れていますが、全ての設計ニーズを満たせるわけではありません。例えば、極めて高い強度や耐食性が必要な場合、特殊なサイズや形状が求められる場合、あるいは既存の部品や環境に完全に適合させる必要がある場合などです。このような「標準外」の要求に対して、標準品で無理に対応しようとすると、性能不足や不具合の原因となるだけでなく、かえってコスト増や工数増につながる可能性もあります。このような場合にこそ、特注による六角ボルトの製造が有効な選択肢となります。専門知識を持つパートナーに相談することで、最適なボルトを見つけ出すことが可能になるのです。
六角ボルトの製品事例をご紹介
六角ボルト 横穴追加工品
こちらは、インフラ設備のメンテナンスで使用されるSCM435製六角ボルトの事例です。
SCM435は難削材であるため、最適な加工条件を検討し、旋盤で頭部の刻印を消す加工も実施しました。
RoHS対応 六角ボルト
こちらは、食品機械に使用される六角ボルトの事例です。お客様より「食品と接触する可能性のある箇所に部品を取り付けたい」というご要望をいただき、RoHS対応が必須条件でした。
当社では、対応する材質・メッキを調査し、お客様のニーズに合致する条件をご提案。RoHS証明書をご提供することで、安心してご使用いただける製品を実現しました。
六角ボルトの調達、加工、製作は当社にお任せください。
いかがでしたでしょうか。特殊なサイズ、材質、形状、あるいは厳しい環境要件などの六角ボルトの調達や製造、規格品の六角ボルトへの追加工などはぜひ当社にお任せください。
当社は、他社で断られがちな難易度の高い六角ボルトの加工・製作、規格品の追加工、金属部品の樹脂化、ポンチ絵や現物からの製造まで、培った技術力と柔軟な対応力でお客様の課題を解決します。六角ボルトに関するどんなご要望でも構いません。まずはお気軽にご相談ください。