機械や建築物などを設計するときには、その設計図にその形状を詳細に描く必要があります。 これを製図といい、設計者と製作者が異なる場合などでは特に設計の意図を伝えるために重要です。 製図の規則はJISなどで規格化されており、線の種類や寸法記入法などが規定されています。ねじの製図に関しては、すべてのねじ山をそのまま表記するのは大変であるため、簡略化した表記法が規定されています。

ねじの製図では、ねじの外観および断面図を側面から見た状態に対して、ねじ山の頂（通常はおねじの外径およびめねじの内径）を太い実線、ねじの谷径を細い実践で表記します。 ねじを端面から見た図では、ねじの谷底は細い実線で描いた円周の４分の３にほぼ等しい円の一部で表記し、右上方に４分の１の円をあけます。 隠れたねじを示すことが必要な場所では、ねじ山の頂およびねじの谷径は細い破線で表します。図１に製図例を示します。

図1

ねじには山の頂と谷底の形状が共に完全な山形をした完全ねじ部と、ねじの加工工具の面取り部などによって作られた山形が不完全な不完全ねじ部とがあり、不完全ねじ部は傾斜した細い実線で表記します。 軸部全体がねじ部である全ねじもあります。

ねじの寸法表記を表記するためには、図２に示すように引き出し線の上に呼び径8mmのメートルねじの場合にはM8とします。 また、M8のねじの長さは20mmであることを表記する場合には、M8×20とします。ねじの長さの寸法表記は一般に必要ですが、止まり穴の深さは通常省略できます。 穴の深さの寸法を指定しない場合には、図３に示すように、ねじの長さの1.25倍程度に描きます。 また、図４に示すような簡単な表示法もあります。ねじの頭部形状や頭部のくぼみなども正確に表記しようとすると手間がかかるため、JISでは簡略した図示が規定されています。図５にいくつかの例を示します。

図2

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製図規則は基本的に二次元でできているため、立体的なものを何らかの形で平面に表す必要があります。 従来は製図は鉛筆と定規を使用して手作業で行われていましたが、現在はではコンピュータを活用した製図が普及しており、これをCAD（＝computer-aided design）とよびます。 ２次元で表す2D CADは手書きと同じものをコンピュータ上に表記するものです。 一方で近年、図形を立体物のまま三次元で表記する3D CADも普及しています。 二次元での寸法記入などの製図規則がそのまま適用ができないこと、中心線の概念がないことなどの違いはあるものの、機械設計に欠かせないツールとして普及しています。

3D CADはこれまで高価格なものが多く、なかなか個人で使用できるものではありませんでした。ところが近年、無料で使用できる3D CADが登場しており、その中でもFUSION360は使いやすく高機能のものとして注目されています。 従来は3D CADでねじを描こうとすると、螺旋のコマンドを使用して適当な角度で傾斜させるなど、操作が難しい面がありましたが、ソフトの操作性が向上して、誰でも簡単に 3D CADでねじを描くことができるようになりました。 このことは、こちらも近年普及しつつある3Dプリンタを使用して、必要なときに必要なねじを作り出すことができることを意味します。 将来、金属製品を手軽に出力できる 3Dプリンタが登場すれば、ものづくりの様子も一変するかもしれません。 もちろん、この場合にも、ねじの基本的な事項は知っておく必要があります。ここでは、FUSION360を使用して、呼び径６ｍｍ、頭部の呼び径10ｍｍの六角穴付きボルトを描く事例を紹介します。

(1)作成-ねじのところにねじを作成するコマンドがあります。

(2)軸部の呼び径６ｍｍ、頭部の呼び径10ｍｍの円を描きます。

(3)軸部の長さを10ｍｍ、頭部の長さを６ｍｍとして押し出します。

(4)頭部に六角穴を描きます。直径5.723ｍｍの円に内接する二面幅５ｍｍの六角形を描きます。コマンドは内接ポリゴンを使用します。そして、深さ３ｍｍで押し出しカットします。

(5)押し出しカットの後、フレットで円周に丸みをもたせます。

(6)作成→ねじのコマンドを選択してパラメータを設定します。モデル化にチェックを入れるとねじ山がはっきり表示されます。ねじタイプはメートルねじを選択します。 サイズは呼び径のことであるため6.0ｍｍ、ピッチは規格より1ｍｍと規定されるため、表示記号はM6×1、寸法公差を表すクラスは自動、方向は右ねじなので右としました。

(7)ねじ部分になる円筒表面をドラッグするとねじ山が表示されます。

(8)ねじ部と頭部を合わせると六角穴付きボルトが完成します。

(9)修正→外観よりマテリアルライブラリを呼び出し、鋼を選択、適当に色を付けることができます。

(10)画面中央下部にある「グリッドとスナップ」→「レイアウトグリッド」のチェックをはずすことで、背景の枠を消去することができます。 同じく画面中央下部にある「表示設定」→「表示スタイル」→「シェーデイング、エッジ表示のみ」を「シェーデイング」にすると、エッジ表示が消えます。

ここではFUSION360の基本操作については説明しておりませんが、基本的なコマンドを覚えた方ならば、こちらのねじの製図もできると思います。ぜひチャレンジしてみてください。

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