# 締結具の選定ガイド | 六角穴付きボルト 止めねじ ウェルドピン ヘリコイル | 締め付けトルク

> CNC組立の締結具選定ガイド：六角穴付きボルト、止めねじ、ウェルドピン、ヘリコイルインサート、締め付けトルク表、強度等級比較、防松方式。意思決定優先、コスト透明。

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## On This Page

- どの締結具を使うか？
- 締結具種類一覧
- 六角穴付きボルト (SHCS)
  - 強度等級の選択
  - 座ぐり穴の要件
- 止めねじ
  - 先端タイプと適用シーン
- ウェルドピン
- ヘリコイル (Helicoil)
  - 使用タイミング
  - 取り付けとコスト
- 締結具の等級
- 締め付けトルク
  - 参考トルク表 (Nm)
  - 締め付け順序
- 防松方式
- よくある間違い

# 締結具の選定
CNC部品の組立で締結具を間違えることは、やり直しの最も大きな原因の一つです。このページでは意思決定ロジックに沿って構成しています：まず種類を決定し、次に等級と仕様を選び、最後にトルクと防松方式を確定します。各段階に比較表があり、表をそのまま参照して決定できます。
## どの締結具を使うか？
組立要件に合わせて直接表を参照してください。ほとんどのCNC部品は六角穴付きボルトで十分です。
|  用途 |  推奨種類 |  理由
|  汎用の板金接続（2枚の板をボルトで締結） |  六角穴付きボルト (SHCS) |  頭部を座ぐり穴に沈め込め、スパナ空間が小さく、CNCで最も一般的
|  スペースが限られ、頭部が表面から突出できない |  皿小ねじ |  頭部がテーパ面で、締め付け後は表面と面一。座ぐり加工が必要。
|  外観部品で、座ぐり穴が許可されない |  六角穴付きトラウスねじ |  頭部が低いドーム形状で外観がすっきり
|  構造部品、重荷重、スパナ操作が必要 |  六角ボルト + 六角ナット |  スパナ操作、負荷能力が高く、取り外し可能
|  歯車/ベアリングを軸に固定 |  止めねじ |  頭なしで、先端を軸面に押し付けてトルクを伝達
|  両端にナットで接続が必要 |  スタッドボルト |  一端を本体にねじ込み、もう一端は被接続部品に通してナットで締め付け
|  2部品の精密な位置決め |  ウェルドピン |  精密な円柱はめあい (H7/m6) で、繰り返し組立の精度を確保
|  アルミ/マグネシウム合金またはねじ山の修復 |  ヘリコイル (Helicoil) |  母材に埋め込んで高強度の鋼ねじ山を形成
|  ヒンジ、ピボット接続 |  肩付きボルト |  肩面がピボット軸として機能、頭部は六角穴付き
|  ボルトが横方向のせん断力を受ける（引張ではない） |  绞り穴ボルト |  平行部が穴と H7/k6 のはめあいで、せん断で荷重を支持
|  軸方向の位置決め / 軸上の部品の固定 |  止め輪 |  軸溝または穴溝にはまり、部品の軸方向の移動を防止
|  ナットの脱落防止 |  割りピン |  ナットの溝とボルトの穴を通して、機械的にロック

## 締結具種類一覧

|  種類 |  標準 |  駆動方式 |  頭部形状 |  荷重種別 |  コスト |  常用サイズ
|  六角穴付きボルト (SHCS) |  ISO 4762 / DIN 912 |  六角レンチ |  円柱平頭 |  引張 / せん断 |  低 |  M2 – M24
|  皿小ねじ |  ISO 10642 / DIN 7991 |  六角レンチ |  平頭テーパ面 (90°) |  引張 |  低 |  M3 – M20
|  六角穴付きトラウスねじ |  ISO 7380 |  六角レンチ |  低いドーム |  引張 |  低 |  M3 – M16
|  六角ボルト |  ISO 4014 / DIN 931 |  外六角レンチ |  外六角 |  引張 / せん断 |  低 |  M5 – M48
|  止めねじ |  ISO 4026/4027/4028/4029 |  六角穴 / 一字 |  頭なし |  軸方向の押付け |  極低 |  M2 – M12
|  スタッドボルト |  ISO 4016 / DIN 976 |  外六角レンチ（ナット側） |  頭なし（両端ねじ） |  引張 |  低 |  M6 – M36
|  绞り穴ボルト |  ISO 3546 / DIN 609 |  外六角レンチ |  外六角 |  せん断（平行部はめあい） |  中 |  M6 – M24
|  ウェルドピン |  ISO 2338 / DIN 6325 |  なし（圧入） |  頭なし円柱 |  せん断 / 位置決め |  低 |  1mm – 20mm (d)
|  割りピン |  ISO 1234 / DIN 94 |  なし |  なし（折り曲げロック） |  防松 |  極低 |  1mm – 13mm (d)
|  止め輪 |  DIN 471 / 472 |  止め輪プライヤ |  スリット弾性リング |  軸方向の位置決め |  極低 |  3mm – 100mm (d)

## 六角穴付きボルト (SHCS)
CNC加工で最も使用頻度の高い締結具。頭部は円柱状で、部品の座ぐり穴に沈め込むことができ、表面が平坦。ISO 4762 (DIN 912) が最も汎用的な標準です。
### 強度等級の選択

|  等級 |  引張強さ |  降伏強さ |  使用タイミング
|  8.8 |  800 MPa |  640 MPa |  一般構造部品、コスト最優先。静的荷重、非重要接続
|  10.9 |  1000 MPa |  900 MPa |  デフォルト選択。強度が良く脆くなく、ほぼ全てのCNC組立シーンをカバー
|  12.9 |  1200 MPa |  1080 MPa |  高荷重、高い予締め力が要求される重要部位。水素脆化のリスクに注意、亜鉛めっき禁止
デフォルト推奨 特別な要件がない場合、すべて10.9 等級を使用。8.8 より少し高価なだけで、12.9 より水素脆化しにくい。防食が必要な場合のみステンレス A2-70 に変更。
### 座ぐり穴の要件
六角穴付きボルトの頭部を座ぐり穴に沈め込む場合、座ぐり径と深さは十分なレンチ操作スペースを確保する必要があります。
|  ボルトサイズ |  頭部外径 (mm) |  頭部高さ (mm) |  座ぐり径（推奨） |  座ぐり深さ（推奨） |  六角穴サイズ
|  M3 |  5.50 |  3.00 |  5.8 – 6.0 |  3.2 |  2.5
|  M4 |  7.00 |  4.00 |  7.4 – 7.6 |  4.2 |  3.0
|  M5 |  8.50 |  5.00 |  8.9 – 9.1 |  5.3 |  4.0
|  M6 |  10.00 |  6.00 |  10.5 – 10.8 |  6.3 |  5.0
|  M8 |  13.00 |  8.00 |  13.6 – 14.0 |  8.4 |  6.0
|  M10 |  16.00 |  10.00 |  16.7 – 17.0 |  10.5 |  8.0
|  M12 |  18.00 |  12.00 |  18.8 – 19.2 |  12.6 |  10.0

## 止めねじ
頭なしのねじで、先端でもう一つの部品の表面に押し付けて相対位置を固定したり、トルクを伝達したりします。歯車、プーリー、ハンドホイールと軸の固定によく使われます。
### 先端タイプと適用シーン

|  先端タイプ |  標準 |  形状 |  適用シーン |  不適な場合
|  平先 |  ISO 4026 / DIN 916 |  平坦面 |  軸に凹みを付けて固定する場合、荷重が大きい |  頻繁な脱着が必要な場合（軸面を傷つける）
|  とがり先 |  ISO 4027 / DIN 914 |  45°の尖り |  軸にテーパ穴がある位置決め。テーパ面が自己センタリングで、心出し精度が高い |  軸にテーパ穴がない場合には使用不可、滑る
|  柱先 |  ISO 4028 / DIN 915 |  短い円柱 |  軸に横穴がある固定。柱先が穴に挿入され、せん断に強い |  軸に穴がない場合には使用不可
|  くぼみ先 |  ISO 4029 / DIN 913 |  球面のくぼみ |  軸面を傷つけず、焼き入れ済みの軸に適している。荷重が小さい場合に適する |  荷重が大きい場合は信頼性不足
よくある間違い：先端の選択ミス - 軸に穴がないのに柱先を使用 → 全く押し付けられず、ねじが滑る
- 軸にテーパ穴がないのにとがり先を使用 → 接触面積が極めて小さく、振動ですぐに緩む
- 硬い軸に平先を使用 → 滑る。くぼみ先を使用するか、軸に平坦部を切削する

## ウェルドピン
2つの部品間の精密な繰り返し位置決めに使用されます。組立時に圧入はめあいで固定し、工作荷重は受けません（組立と分解時のせん断力のみ）。
|  種類 |  標準 |  はめあい |  特徴 |  適用シーン
|  平行ピン（ストレートピン） |  ISO 2338 / DIN 6325 |  H7/m6（軽圧入） |  最も一般的、高精度 |  2枚の板の精密な位置決め、金型ガイド
|  ねじ付き引抜きピン |  DIN 7979 |  H7/m6 |  一端にねじ穴があり、ねじで引き抜き可能 |  盲穴、頻繁な脱着が必要
|  テーパピン |  ISO 2339 / DIN 1 |  テーパ自己ロック (1:50) |  繰り返し着脱しても精度が低下しない |  複数回の着脱が必要な精密位置決め
|  弾性ピン（スプリングピン） |  ISO 8752 / DIN 1481 |  弾性拡張 |  弾性があり、やや小さい穴にも挿入可能 |  軽荷重の位置決め、減振
ウェルドピンの設計要点 - 2本のウェルドピンを使用し、間隔を最大化すると位置決め精度が最高
- はめあい：H7/m6（軽圧入はめあい）。すきまばめや過渡しはめあいは避ける、緩みの原因
- 材料：高炭素鋼または合金鋼推奨、硬度 ≥ 60 HRC
- ピン穴はまずドリルで加工し、組立時に2つの部品を合わせてリーマ加工し、同心を確保

## ヘリコイル (Helicoil)
菱形断面のステンレス鋼線を巻いた螺旋状のインサートです。母材のねじ穴に取り付けると、内面に標準ねじ山が形成され、外面が母材に固定されます。本質的に、軟質材料を鋼で置換してねじ荷重を受けさせるものです。
### 使用タイミング

|  シーン |  理由 |  必要性
|  アルミ合金 / マグネシウム合金部品 |  材料が柔らかく、直接タッピングではねじ山強度が不足、2～3回の着脱でねじ山が潰れる |  必須
|  ねじ山の修復 |  ねじ山が既に損傷、穴を広げて大一号の Helicoil を取り付け、元の仕様を復元 |  必須（修復用）
|  プラスチック部品 |  プラスチックには強度のあるねじ山を直接切ることができない |  必須
|  頻繁な着脱箇所 |  繰り返し着脱でねじ山が摩耗、ヘリコイルは数十回の着脱に耐える |  強く推奨
|  高振動環境 |  ヘリコイルと母材の間の摩擦力が大きく、耐振性が良い |  推奨

### 取り付けとコスト

|  項目 |  説明
|  取り付け手順 |  1. 下穴をドリル（標準より1号大きい）→ 2. Helicoil 専用タップでねじ切り → 3. 取り付け工具でインサートをねじ込む → 4. 取り付けタングを折る
|  単価 |  M3 – M5 は約 0.5 – 1.5 元/個；M6 – M10 は約 2 – 5 元/個。量産時はさらに低価格
|  加工の増加分 |  専用タップと取り付け工具が必要で、工程が1つ増える。1個あたり約 0.5 – 1 分の工時増加
|  価値があるか |  アルミ部品 — 絶対に価値がある。鋼材の 10.9 等級ボルト — 通常不要、頻繁な着脱を除く

## 締結具の等級
メートル系は数字で表記（例：8.8）、最初の数字は引張強さの 1/100（MPa）、小数点以下は降伏比。インチ系 (SAE) は Grade で表記。
|  等級 |  体系 |  引張強さ |  降伏強さ |  硬さ |  材料 |  頭部マーク |  適用シーン
|  4.8 |  ISO |  400 MPa |  320 MPa |  ∼140 HB |  低炭素鋼 / 低炭素合金鋼 |  マークなし |  非構造部品、重要でない接続
|  8.8 |  ISO |  800 MPa |  640 MPa |  22 – 32 HRC |  中炭素鋼 / 焼戻し |  8.8 |  一般構造部品、静的荷重
|  10.9 |  ISO |  1000 MPa |  900 MPa |  32 – 39 HRC |  合金鋼 / 焼戻し |  10.9 |  デフォルト選択、高荷重、動的荷重
|  12.9 |  ISO |  1200 MPa |  1080 MPa |  39 – 44 HRC |  合金鋼 / 焼戻し |  12.9 |  極限荷重。亜鉛めっき禁止（水素脆化）
|  Grade 2 |  SAE |  ∼510 MPa |  ∼380 MPa |  ∼B73 |  低炭素鋼 |  マークなし |  4.8 等級に相当
|  Grade 5 |  SAE |  ∼830 MPa |  ∼630 MPa |  ∼C25 |  中炭素鋼 / 焼戻し |  3本の線 |  8.8 等級に相当
|  Grade 8 |  SAE |  ∼1040 MPa |  ∼860 MPa |  ∼C33 |  合金鋼 / 焼戻し |  6本の線 |  10.9 等級に相当
|  A2-70 |  ISO ステンレス |  700 MPa |  450 MPa |  <22 HRC |  304 ステンレス鋼 |  A2-70 |  防食環境、強度は低い
|  A4-80 |  ISO ステンレス |  800 MPa |  600 MPa |  <25 HRC |  316 ステンレス鋼 |  A4-80 |  防食 + 耐酸・アルカリ
12.9 等級の水素脆化警告 12.9 等級ボルトは電気めっきが禁止（亜鉛めっき、ニッケルめっき）。めっきプロセスでの水素侵入が遅延破壊を引き起こします。表面処理が必要な場合は、ダクロメット (Dacromet) またはりん酸塩処理を使用。
## 締め付けトルク
締め付けトルクがボルトの予締め力を決定します。トルク不足 → 緩み；トルク過大 → ボルトの降伏または破断。以下は参考値で、実際は設計計算に従います。
### 参考トルク表 (Nm)

|  サイズ |  8.8 等級（乾燥） |  8.8 等級（潤滑） |  10.9 等級（乾燥） |  10.9 等級（潤滑） |  12.9 等級（乾燥） |  12.9 等級（潤滑）
|  M3 |  1.1 |  0.8 |  1.5 |  1.1 |  1.8 |  1.4
|  M4 |  2.5 |  1.9 |  3.5 |  2.6 |  4.1 |  3.1
|  M5 |  5.0 |  3.8 |  7.0 |  5.3 |  8.3 |  6.2
|  M6 |  8.5 |  6.4 |  12.0 |  9.0 |  14.0 |  10.5
|  M8 |  21.0 |  15.8 |  29.0 |  21.8 |  34.0 |  25.5
|  M10 |  41.0 |  30.8 |  58.0 |  43.5 |  68.0 |  51.0
|  M12 |  71.0 |  53.3 |  100.0 |  75.0 |  118.0 |  88.5
乾燥 vs 潤滑 潤滑状態（油塗布、防焼き付き剤）では摩擦係数が低下し、同じ予締め力に必要なトルクが約25%減少します。表中の潤滑列は −25% で計算済み。 実際の作業では、重要な接続にはトルクレンチを使用し、部品図面の指定トルク値を参照してください。
### 締め付け順序
複数ボルトの接続では順序に従って締め付けなければなりません。そうしないと部品が反り変形し、シール面が漏れます。
|  接続形式 |  締め付け順序 |  説明
|  円形フランジ（4 ボルト） |  対角クロス |  1-3-2-4、まず軽く締め、次に 2～3 段階で目標トルクに段階的に到達
|  円形フランジ（6+ ボルト） |  星形 / 対称クロス |  毎回 2～3 本のボルトを飛ばし、均等な荷重を確保
|  矩形フランジ |  中央から両端へ |  まず中央、次に対角、外側に広げる
|  長尺接続 |  中央から両端へ |  中央の盛り上がりや両端の反りを防止
操作の原則 段階的締め付け：まず手で軽く締めて密着させ（予締め）、次にトルクレンチで 2～3 段階で目標トルクに到達。一発で締めないでください。
## 防松方式
振動環境ではねじ接続が自然に緩みます。防松方式の選択は、再利用の必要性、振動レベル、コスト、温度を考慮する必要があります。
|  方式 |  原理 |  適用シーン |  再利用性 |  コスト |  注意
|  ねじロック剤 (Loctite) |  嫌気性接着剤がねじの隙間を充填して硬化 |  振動環境、ワンタイム組立または定期メンテナンス |  可（200°C に加熱または専用溶剤で） |  極低 |  243（中強度、可拆）vs 271（高強度、永久）。M6 以下は 222 低強度
|  スプリングワッシャー |  弾性ワッシャーが持続的な軸方向力を発生 |  一般振動、最も低コストな防松方式 |  完全に取り外し可能 |  極低 |  高予締め力の場合作動が限定的、重要接続には推奨されない
|  ナイロンネジナット |  ナイロンインサートがねじ山をグリップ |  中程度の振動、頻繁な着脱が必要な場合 |  可（ナイロンが摩耗し、回数に制限あり） |  低 |  耐温 ≤ 120°C。高温で機能喪失
|  キャスルナット + 割りピン |  ナット溝をボルト穴に合わせて割りピンを挿入、機械的にロック |  高振動、高信頼性が必要（サスペンション、ステアリングなど） |  可（割りピンを交換） |  中 |  ボルトにピン穴の加工が必要。最も信頼性の高い防松方式の一つ
|  くさびワッシャー (Nord-Lock) |  くさび面が振動時に揚力を発生させ、緩み傾向を打ち消す |  高振動、ねじロック剤が使用できない場合 |  完全に取り外し可能 |  中 |  スプリングワッシャーより効果的。ペアで使用する必要あり
クイック選択 - 一般用途 → 追加の防松不要、10.9 等級ボルト + 標準トルクで十分
- 中程度の振動 → ねじロック剤 Loctite 243（中強度、取り外し可能）
- 高振動 / 安全部品 → キャスルナット + 割りピン
- 頻繁な着脱 → ナイロンネジナットまたはくさびワッシャー

## よくある間違い

|  間違い |  結果 |  正しい方法
|  アルミ部品に直接タッピングして鋼ボルトを使用 |  2～3回の着脱でねじ山が潰れ、ねじ山が完全に使用不能 |  アルミ部品には必ず Helicoil を挿入
|  12.9 等級ボルトに亜鉛めっき |  水素脆化、遅延破壊、安全事故の原因 |  12.9 等級は電気めっき禁止。ダクロメットまたはりん酸塩処理を使用
|  トルク過大、ボルトの引張破断 |  ボルトの降伏または破断、接続の機能不全 |  トルクレンチを使用し、トルク表に従って操作
|  止めねじの先端の選択ミス |  滑る、押し付け不足、稼動時に部品が緩む |  軸上の構造（穴の有無、テーパ穴の有無）に応じて対応する先端を選択
|  ウェルドピンにすきまばめを使用 |  位置決めが不正確、繰り返し着脱後に精度が喪失 |  H7/m6 軽圧入はめあいを使用、硬度 ≥ 60 HRC
|  複数ボルトを順序通りに締めない |  シール面の漏れ、部品の反り変形 |  対角クロス、段階的に目標トルクへ到達
|  ステンレスボルトと鋼ナットの混用 |  電食、ねじの焼き付き（galling） |  同材質の組み合わせ。ステンレスねじには必ず潤滑または防焼き付き剤を使用
|  皿小ねじの座ぐり角度の不一致 |  ねじ頭部が完全に密着せず、表面から突出 |  標準皿小ねじのテーパ角は 90°、座ぐりドリルはこれに一致させる
|  止まり穴のタップ深さが不足 |  ボルトが底まで到達できず、有効なねじ込み山数が不足 |  止まり穴の有効ねじ深さ ≥ ボルト呼び径 × 1.5