ボルトを引き抜く力

質問

ボルトを引き抜くような力に、どれくらい耐えられるかを知りたいです。

ボルトはステンレスで、アルミの板に自分で穴をあけて雌ネジを切り、反対側には通しません。

ネジはM5で、アルミの穴の深さは１０ｍｍまたは１５ｍｍです。
この時、ボルトを引っ張ると、どれくらい（何キロ）まで耐えられるかがわかりません。
ご存知でしたら、教えていただけるとありがたいです。

回答No.7

toteccorp · ベストアンサー

タップがきれいに切れれば２５ｋｇ（静荷重）くらい４本もあれば大丈夫だと思います。
しかし衝撃や振動がかかるのでしたら倍くらい合ったほうがいいでしょう。
穴を貫通させない場合奥までタップが切れませんよ。
ボルトを締めるときに締めすぎないようにしてください。
アルミは弱いので締めすぎるとネジが簡単に壊れてしまいますよ。
ネジロック等を使用したほうがいいでしょう。

お礼

回答ありがとうございます

＞穴を貫通させない場合奥までタップが切れませんよ。
余分な深さを空けてますので１０ｍｍまたは１５ｍｍは有効な長さだと思われます。

＞アルミは弱いので締めすぎるとネジが簡単に壊れてしまいますよ。
そうですね、それは気をつけます。

＞ネジロック等を使用したほうがいいでしょう。
ゆるみ止めですね、試してみます。

回答No.6

phobos

ANo.4です。

> 私の場合M５×８本で、約２５kgを吊り下げるつもりでしたが
> 5割増しで12本にしておきます。

なるほど了解しました。そういうことでしたら
「Ｍ５×深さ10～15のネジで25kgを吊り下げるとき、ボルトは何本使ったら安全か？」
といった形でご質問された方が、より適切な答えが早く寄せられたかも知れませんね。

そうであれば
１）一つの面を複数のＭ８のボルトで接合する場合（例：フランジなど）：
　８本あれば十分かと思います。
　さきの回答で「せいぜい２～３kg」と申しましたのでは、１本で固定する場合を考えていました。
　自分の工作技術では時々タップ立てに失敗して弱々しいネジを作ってしまうことがあるので、最悪の場合を考えてしまいます。
　ただ、もし25kgの荷重が一つの面にかかるようになっていて、その面にいくつか穴を開けて何本かのＭ５ボルトで分担して固定するような場合だとするならば、さほど心配はないと思います。仮に衝撃的な荷重がかかったとしてもそれぞれのボルトに均等に力がかかりますから、仮に１～２本弱いネジがあったとしても他の部分で補ってくれるからです。

２）複数のワイヤにかかった荷重をでボルト１本１本で吊る場合：
　この場合はワイヤの張り具合を均等にするのが難しい上に、ボルト個別に衝撃がかかることもあり得るので、安全性を大きめに考えた方が良いと思います。もしその品物が落ちたときに人にケガをさせる恐れがあるようならば、念のため12本使った方が良いかもしれませんね。

以上、ご参考までに。

お礼

>「Ｍ５×深さ10～15のネジで25kgを吊り下げるとき、ボルトは何本使ったら安全か？」
>といった形でご質問された方が、より適切な答えが早く寄せられたかも知れませんね。

おっしゃる通りですね。質問が適切ではありませんでした。

形は上が開いたコ型をしていて、水平板が400X100X10mm(厚)、垂直板（2枚）が100X100X10(厚)で　水平面を下から2枚の垂直板に固定しますがここが4本X２箇所の8本でとまっています。
そのため１枚の面ではなく、10X100mmの面が離れて２箇所になりますが
１）に近いですね。
工作精度はお世辞にも精度が高いとはいえない状態です。
やはり１２本がいいのでしょうか？

回答No.5

sus316

No.2です。
追記しますとインサートの使用も考えてみては如何でしょうか。
いろんな形がありますが参考までに
http://www.sanyu-seiki.com/index.html
http://www.sprew.co.jp/pdf/sprew.pdf

お礼

そうですね、これだと一回り大きくなるので、
より引っ張りの強度があがりますね。
再度の回答ありがとうございました。

回答No.4

phobos

この場合一番強度が弱くなるのはアルミに切った雌ネジ部分です。

ステンレスボルトの最大荷重強度より遙か少ない荷重でアルミの雌ネジ部分が壊れてすっぽ抜けるのではないでしょうか。

手作業でタップを立てるとのことなので、ボルトと雌ネジの組合わせの引っ張り強度は、実際問題としてはアルミの雌ねじ部分の強度すなわち
・適正な下穴を開けているか／適正なタップ作業が行われているか
といった工作技術に相当関わってくると思われます。

ですので、正確な強度が知りたければ、事前にテストピースを作って引っ張り試験をしてみることをお勧めします。

Ｍ６でアルミ材に深さ10～15mmのタップ……もし私でしたら、せいぜい２～３kgfの力の範囲で使いますね。10kgの荷重をぶら下げたら、怖くて近づきたくないです。

可能であれば、穴を貫通させて両側からナットでアルミ板を締め付けて固定した方が、引っ張り強度的には強くなると思いますが、いかがでしょう。

お礼

アルミの雌ネジ部分が壊れる件、工作技術に相当関わってくる事、
せいぜい２～３kgfの力の範囲など、
知りたかった事をずばり答えていただきました。

私の場合M５×８本で、約２５kgを吊り下げるつもりでしたが
5割増しで12本にしておきます。
ナットの件は
残念ながら、構造上貫通は出来なかったものですから、今の形となりました。
ありがとうございました。

回答No.3

gisahann

各位のご指導にほぼ網羅されていますが、一言追加の話を。

例題でねじ長さを１０を１５ＭＭとした場合、１５Ｌの方は１０ＭＭの時と比べて必ずしも引っ張り強度は１.５倍になるとは限りませんのでご注意下さい。

何となれば、ねじ山全てに同時に荷重反力が掛かっているとは限りません。（設計には是非とも現物の実験値を優先されてください）

お礼

返事が遅くなってすみません。
長さに比例しない事、大変よくわかりました
ありがとうございます。

回答No.2

sus316

目安程度であればアイボルトの使用荷重とエビナットの強度を参考にしてみては如何ですか。

http://www.mizumoto-mm.co.jp/parts_j/Ib_.html
http://www.lobfs.com/pg05_p44.html

市販のボルトは使用するボルトについて調べれば強度計算ができるでしょう。
アルミ板に関しては材質に依存しますし、タップの下穴径、タップ加工にも依存します。

お礼

返事が遅くなり申し訳ありません。

参考のページのアルミの箇所は参考になります。
下穴径が影響することも知りませんでした。
ありがとうございました。

回答No.1

LB05

御質問の内容では情報が足りず、何も回答出来ません。

　ボルトの強度は、下記の３つのうちどこが最弱か？で決まります。

１．ボルトのクビ下（応力集中部）の引っ張り許容応力
２．ボルトのネジ部の谷径（ボルト径の最小部）の引っ張り許容応力
３．ネジ山のせん断許容応力（この場合はオス・メス両方）

　上記の３項目を求める為には、下記仕様がわからなければなりません。

※ボルトの締め付けトルク
　ボルトの締め付けトルクによってボルト自体はある大きさの引っ張り力で伸ばされる事になります。つまり、ボルトは締め付けるだけで、他にはナニも力を加えなくてもある程度の引っ張り力を受けているというワケで、この軸力が判らなければ、そこから何kgfの力で引っ張ったらボルトが破断するか判りません。

※当然ボルトの材質（強度区分）
　これが判らなければ、何kgfの引っ張りまでボルトが耐えられるか？が判りません。

※更上記３．に絡み、ネジ自体の仕様やメスネジ側の材質
　ピッチが判らなければネジ山の大きさや谷径が判りません。
　また、フツーに機械構造用に使われるアルミ合金だけを取ってみても、材質によって２倍以上も強度が違います。どんなアルミを使っているか？によってネジ山せん断強度が大きく変わります。

　尚、ボルトの強度計算にはボルト屋のカタログが参考になるので、一例を挙げておきます。

http://www.fa-mart.co.jp/catalog_detail.php?pid=10436

　F1を始めレーシングカーの全てのネジや、量産車でも絶対緩みが許されないエンジンの中のネジとして使われているアンブラコの技術資料です。
　このボルトは市販ボルトとしては最強のモノで、技術資料の内容が御質問のケースとピッタリ一致するワケではありませんが、材質による引っ張り許容応力や締め付け部位の摩擦係数を変えるだけで、フツーのボルト設計にも適応出来ます。

お礼

返事が遅くなり申し訳ありません。
大変丁寧な回答ありがとうございます。
申し訳ないのですが、
実はかなり大雑把な数字でよろしかったので、
書かれたような条件までをそろえるつもりはありませんでした。
今後の参考にさせていただきます。