チコちゃんのネジの回答に異議あり!

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ももじろうです。
いつもジルがお世話になっております。世帯主で主夫のパートナーです。

「老後を豊かにシリーズ」チコちゃんのネジの回答に異議あり!

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アルキメデスが発明

ネジはアルキメデスが発明したと言われ、その原理は坂道をすこしづつ上る方が直接上がるより少ない力で(大きな結果【力】を出すことが)出来る。でした。

最初のネジの利用はワインを絞る絞り機の木製ネジで、紀元1世紀頃とのこと。

ねじを締結するとは、ねじを用いて2個以上の部材を締結(一緒に)することです。
ねじ締結の特徴は、締結力を調整でき必要があれば取り外せること。必要が無ければ溶接でも可。締結力とは被締結物を締め付ける(押さえ込む)力のことをいいます。
ネジとリベットの違いは締結した部品が動く(リベットカシメ)か動かないかです。

締め付ける力のことをトルクと言い、この為に色々なネジ頭と座面・胴体の強さ(材質、熱処理、後加工3Mグリップ緩み止め含む)形状が作られています。
締め付ける道具とネジ側頭形状・大きさの関係で締め付けトルク力は、通常市販の品で
弱い順から、順に高く並べると大体次のようになります。

1マイナスネジ 2十字ネジ 3トルクスネジ 46角ソケット 56角高張力ボルト

マイナス頭

作るのにお金がかかる割に儲からないマイナス頭(すり割り一切)丸のこぎり刃で切る。

十字ネジの頭は鍛造金型のパンチと呼ばれる部分で叩きこみ形を作る。鉄が無理するのでその部分が光っている。但し、この金型の持ちも悪く金食い虫。これの金型を長持ちさせる各工場のノウハウ(垂らす油の・・)で成り立つ。

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予備知識でチコちゃんを観て違和感ありました

これだけの予備知識をもってチコちゃんを観ていると、一応の答えはされたが、何故ネジにプラスとマイナスがあるかの回答としては、放映後雨後の筍の様に出てきた番組再録ネットページ含め、違和感ありました。(違うだろー!が本音)

デトロイトのフォード博物館には1870年代の釘を自動で作るネイル・ヘッターがありました。この前は日本も同様に鍛冶屋の腕力自慢の親父アームストロング(船長ではありません)がハンマーとアンビルで焼いた鉄棒からたたいて作っていました。今でこそ釘は重さで売られますが、ネイル・ヘッターが出来るまでは1本1本高値で売られていたと思います。何しろ手作りでしたから。釘の頭=ネイル・ヘッドは作るのにちょいと力が必要でした。この釘の胴体に最初はやすり次には旋盤で条を切ったのがネジです。大量生産になりねじ切りダイスと言う挟む金型になりました。頭のマイナス(一切)は丸のこぎり刃で曳きます。

さきほどのトルク力順位1~5番の1と2が低いのは、回す道具に問題(1マイナスにはドライバーの先端太さ×幅が相手のマイナス頭形状にぴったりしていない。2十字ねじは後述の外れて出てくるカムアウト(coming out)の)がある為。3トルクスからは回す専用道具がピッタリ合っているのと最初から熱処理が出来る炭素量・添加物入りの材料等々で力を入れて締めることが出来て高トルク(締め付け力)が可能に。

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ですから、私がなぜネジにプラスとマイナスがあるのに答えると

『強い締め付け力が必要になり、締め付け力伝達の為に開発された歴史があったから』
今回言われたあれこれは結果として起こっている事象で敢えて言い換えるなら
なぜ“今”ネジにプラスとマイナスがあるのか! が正しいでしょう。

2015 年のTBS番組でも同じ話題は放映された様で、以下のURLでも解説されています。

ネジにプラスとマイナスがあるのはなぜ?意外に知らなかったその理由

物知博士  https://gimon.xyz/2245  ぎもん  2018年4月22日

マイナスしかなかったネジにプラスができたわけ                          (補足:日東精工さんの自動ファスニング機械も相手が十字頭ネジだから動く)
マイナスがなくならないわけ
1、溝に汚れがたまりにくいので十字の場合の様にゴミつまりでトラブらない
2、汎用性がある 硬貨等でも使える。水道栓の開閉等目に見える形で調整が出来る点
3、デザイン性がよい 高級腕時計では、マイナスネジが目立つように配置されている

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忘れてならないのがアップルのマッキントッシュPCで使われているトルクスネジ頭

ウィキペディア等解説によると1967年にアメリカのテキストロン・カムカー社が開発した六角星型のねじ頭の規格

トルクスという名称は登録商標のため、ISO 10664では一般名称をヘクサロビュラ。
マイナスネジの場合、ドライバーとネジの中心を合わせ続けなければならない。十字ネジでは、ドライバーの刃先がネジの頭から使用者側に押し出されて、ネジの頭から外れるカムアウト現象により、ネジの頭を痛めてしまうことがあり、これを防ぐために回す間はネジを強く押し続ける必要がある。
プラスネジになって中心を合わせることは不要になったがカムアウト現象が起きた。それに対してトルクスはネジの頭が六角の星型をしているためドライバーとネジとのかみ合いが強く、力の伝達効率が非常に高い(カムアウトしにくい)ことが特徴である。このためヨーロッパではプラスネジを抑えて主流になりつつあり、ヨーロッパ製の自動車やオートバイなどにも数多く採用されている。2010年を越えた辺りで日本の自動車にも採用されることが多くなりました。日本のOSG社LHも同系です。

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十字穴が“なめる”原因。「カムアウト」解説

操業1560年(永禄3年)鍋屋バイテック 十字穴が“なめる”原因。「カムアウト」解説
https://www.nbk1560.com/products/specialscrew/nedzicom/topics/08_come_out/

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マイナスネジを英語で言うとthe slotted screw

普通、マイナスドライバーの先端厚みは1mm強

ネジのマイナス頭 (すり割り一切)加工
頭の形状にもよりますが、マイナスねじもマイナス溝を最近では十字穴と同じようにヘッダーの頭部据え込みと同時に圧造加工する場合があります。しかし一般にはすり割り機による後加工が主です。

日本では組み付け作業が自動化しやすいため、十字ねじの需要が非常に高まっていますが、マイナス小ねじもマイナス溝を確実に入れドライバーの先厚みに合わせたものは高い締め付けトルクの伝達が行えます。最近の締め付け力を高めていく傾向の中で、どこにでもあるドライバーが使える特長があり、世界的には確実な需要が有ります。

マイナス加工は、頭部成形後、ブランクの頭にフライス(丸のこ刃)によって溝を入れる作業です。機械の中で、ブランクが固定されたところへフライスが上下に作動して溝入れを行う「やげん形式」と、カッターが移動せず一定の位置にあってフライスの下方をブランクが移動して溝入れを行う「たいこ形式」の2種類がおもに使用されています。