キャリッジボルト:定義、寸法、タイプ、グレード、トルク、用途、ラグボルトの比較
キャリッジボルトは、木工や建設において一般的な留め具です。独自の設計と設置上の利点により、多くのプロジェクトで実用的な選択肢となっています。この記事では、キャリッジ ボルトの定義、利用可能な寸法、グレード、機械的特性、推奨トルク、一般的な用途、ラグ ボルトとの比較について説明します。
キャリッジ ボルトとは何ですか?
キャリッジ ボルトは、木工や建築プロジェクトで一般的に使用される留め具の一種です。滑らかで丸い頭と平らな下面が特徴で、頭のすぐ下に四角い首があります。このユニークなデザインにより、ボルトを木材に挿入することができ、ナットが反対側で締められるときにボルトが回転するのを防ぎます。
キャリッジ ボルトの上部は丸みを帯びているため、プラスチックなどの材料を傷つけにくくなり、滑らかな状態を維持する必要がある表面をカバーする場合に役立ちます。頭の下の四角い部分が木に食い込み、ボルトを所定の位置に保持し、ナットを締めたり緩めたりするときにボルトが回転するのを防ぎます。
なぜキャリッジ ボルトと呼ばれるのですか?
キャリッジボルトは、キャリッジのフレームに使用されることからその名前が付けられています。木製フレームには四角い穴が開けられており、キャリッジボルトの四角い形状のネックと互換性があります。これらはまだキャリッジ ボルトとして知られていますが、木材を金属に固定する必要があるさまざまな用途に使用されています。
キャリッジボルトの構造
- 頭:通常、キャリッジ ボルトの頭は丸いですが、平頭のスタイルも存在します。丸いヘッドは滑らかで薄型の仕上がりを実現し、ボルトが簡単に掴まれて上から回されるのを防ぎます。
- 首:頭のすぐ下に四角い首またはリブ編みの首があります (デザインに応じて)。このセクションは、あらかじめ開けられた角穴にフィットしたり、木や金属に食い込んでナットを締め付けるときにボルトが回転するのを防ぐため、取り付けの際に重要な役割を果たします。
- シャンクとネジ:ネックの下のシャンクには、ボルトの長さと用途に応じて、部分的または完全にネジが切られています。統一されたねじピッチが最も一般的で、最小ねじ長は通常、ボルト直径の 2 倍にボルトの長さに基づく追加の端数を加えたものになります。
- 材質と仕上げ:キャリッジ ボルトには、低炭素鋼または中炭素鋼、ステンレス鋼(18-8.304 など)などのさまざまな材質があり、多くの場合、亜鉛メッキ、亜鉛メッキ、または高グレードの合金鋼で作られています。
キャリッジ ボルトの目的 - キャリッジ ボルトは何に使用されますか?
キャリッジボルトは、木材を金属フレームに固定する場合、または 2 つの木材を結合する場合に特に便利です。多くの場合、ボルトの頭が覆われたり、頭へのアクセスが制限されたりするプロジェクトに選択されます。たとえば、フープ ハウスを建設する場合、キャリッジ ボルトを使用して木材を金属フレームに取り付けることができ、その滑らかな頭はプラスチックのカバーへの損傷を防ぐのに役立ちます。
キャリッジボルトの頭の下にある四角い首は、木材にあらかじめ開けられた穴にぴったりとフィットするように設計されています。ナットを締めると四角い首が木材に引き込まれ、くぼみができてボルトが所定の位置に固定されます。この設計により、滑らかで丸い上部を掴むことができないため、レンチやソケットでボルトの頭を保持する必要がなく、確実に締め付けることができます。
キャリッジボルトは、バルト産樺やカエデなどの高品質合板、さらには松などの針葉樹でも多くの状況でうまく機能します。ただし、MDF などの素材はスクエアネックを十分にしっかりと保持できない可能性があるため、お勧めできません。
キャリッジ ボルトの用途 – キャリッジ ボルトを使用する場所?
キャリッジボルトは、頭上設置や頭が覆われている場所など、ボルトの頭に手が届かない状況に最適です。また、クランプやノブを締め付けるときにボルトを固定する必要がある、クランプやノブを含む用途にも好まれます。したがって、キャリッジ ボルトは常に脚光を浴びているわけではありませんが、日常生活にある無数の構造物や製品に不可欠なコンポーネントです。
木造建築および屋外プロジェクト
台車ボルトは、デッキ、フェンス、遊具、ガーデンファニチャーなどの木造建築物によく使用されます。滑らかなドーム型のヘッドは引っかかりを防ぎ、怪我のリスクを軽減します。一方、四角いネックはボルトを所定の位置にロックし、取り付け時の回転を防ぎます。この機能は、ファスナーの片側のみにアクセスできる用途で特に役立ちます。
機械および装置の組み立て
機械や装置の世界では、キャリッジ ボルトはフレーム、パネル、コンポーネントを確実に固定します。安全で耐振性のある接続を作成できるため、農業機械、コンベヤ システム、産業機器での使用に適しています。
金属フレームと製造
キャリッジボルトは、金属フレームや金属の製造にも使用され、特に木製パネルを金属支持体に取り付ける場合や、薄型の丸いヘッドが必要な金属コンポーネントを接合する場合に使用されます。四角いネックにより、ナットが反対側から締められてもボルトが動かなくなります。
家具とキャビネット
キャリッジ ボルトは、そのきれいで完成した外観のため、家具、キャビネット、作業台の組み立てによく使用されます。滑らかなヘッドは露出したままにすることも、表面に埋め込んで面一に仕上げることもでき、作品の機能と美観の両方に貢献します。
公共インフラと安全アプリケーション
公共の場では、公園のベンチ、遊び場、手すりなどに馬車のボルトがよく見られます。不正行為防止ヘッドと堅牢な設計により、安全性と耐久性が優先される設置環境において信頼できる選択肢となります。
一時的なジョイントと永久的なジョイント
キャリッジボルトは、一時的なジョイントと恒久的なジョイントの両方に適しています。取り付けと取り外しが簡単なので、必要に応じてメンテナンスや交換が可能です。この柔軟性は、調整や分解が必要になる可能性がある建設現場では貴重です。
キャリッジ ボルトの取り付け – キャリッジ ボルトの使用方法
キャリッジボルトを取り付けるには、まずボルトの直径と一致する穴を木材に開けます。たとえば、1/2 インチのキャリッジ ボルトを使用している場合は、1/2 インチの穴を開けます。穴はネジが通るのに十分な大きさにする必要があり、四角い首が木材に押し込まれてボルトの回転を止めることができます。
ボルトの頭を木材の表面より下に配置したい場合は、フォスナー ビットを使用してザグリ穴を作成できます。この平底の穴により、ヘッドを凹ませることができ、面一な仕上がりになります。
穴を開けたら、キャリッジボルトを挿入し、ハンマーで軽く叩いて四角い首を木材に固定します。反対側にワッシャーとナットを置き、ナットを締めます。これを行うと、ヘッドが木の中に引き込まれ、すべてが所定の位置にしっかりと保持されます。四角い首が木材にしっかりとグリップしているため、ナットを締めたり外したりするときにボルトが回転することはありません。
キャリッジ ボルトは、通常は 0.5 インチ単位でさまざまな長さが用意されているため、プロジェクトに適したサイズを選択できます。長いボルトを使用する場合は、取り付け後に余分なボルトを切り落とすことができます。
キャリッジ ボルトのグレード
ボルトにはさまざまなグレード、クラス、強度評価があります。ボルトのグレードは、その材料の組成、強度、硬度を反映します。キャリッジ ボルトは、これらのグレードのいくつかでも市場で入手可能であり、適切な用途と全体的なパフォーマンスに影響を与えます。
グレード 1 (307A) キャリッジ ボルト
スペクトルの下端はグレード 1 です。307A としても知られています。これらは低炭素鋼から中炭素鋼で作られており、非常に柔らかく、硬度はロックウェル B スケールで測定されます。引張強さの証明は 33,000 ~ 60,000 psi です。これらのボルトについて保証されている唯一のことは、磁石がくっつき、水に落としても沈むということです。これらはボルトのグレードごとにバレルの底にあり、6 インチ、0.5 インチのネジボルトでそれぞれ約 1 ドルかかります。このサイズの乾いた糸での推奨締め付けは 32 フィートポンドです。負荷がかかった状態でも、破損する前に最大約 84 フィートポンドまで耐えることができます。これは、より柔らかい素材による糸のロールオーバーの結果です。
グレード 2 キャリッジ ボルト
2級ボルトはメートル級5.8以下に相当します。これらは、ホームセンターでよく見かける、より一般的で安価なボルトの一部で、多くの場合、頭部に刻印がありません。通常、光沢のある白い亜鉛コーティングが施されていますが、さまざまな仕上げで販売されています。グレード 2 のボルトはグレード 1 よりも強度が高くなりますが、強度の観点からは依然として下位に考慮されています。
グレード 5 (クラス 8.8 メートル法) キャリッジ ボルト
グレード 5。またはメートルクラス 8.8。ボルトは車両に使用される最も一般的なタイプで、中炭素鋼で作られており、強度を高めるために処理される場合もあります。これらのボルトの頭には 3 本の線、またはメートルねじの 8.8 のマークが付いています。 psi 強度評価はグレード 1 ボルトの約 2 倍です。 0.5 インチ、13 山のボルトの場合、推奨される締め付けは 75 フィート ポンドです。これらのボルトは、降伏するまでに最大 165 フィート ポンドの重さに耐えることができ、その硬度はロックウェル C スケール (通常 25 ~ 34 HRC) で始まります。
グレード 8 (クラス 10.9 メートル法) キャリッジ ボルト
メートルクラス 10.9 と同様のグレード 8 ボルト。高強度用途に人気の選択肢です。これらのボルトは中炭素鋼または合金鋼で作られており、引張強度は 150.000 psi に達します。通常、頭部には 6 本の線のマーキング、またはメートルボルトの場合は 10.9 のマーキングがあり、黄色の亜鉛仕上げが施されていることがよくあります。 0.5 インチ、13 山のボルトの推奨トルクは 106 フィート ポンドで、破損する前に最大 213 フィート ポンドに耐えることができます。硬度は 33 ~ 39 HRC の範囲です。
クラス 12.9 およびグレード 9 のキャリッジ ボルト
クラス 12.9 ボルト (およびその同等の SAE グレード 9) は、一般的に使用される最高強度の締結具の 1 つであり、定格は 170,000 ~ 180,000 psi です。これらのボルトは、六角ボルトではなくソケット キャップ スクリューであることが多く、12.9 の刻印がある場合や、刻印がない場合もあります。推奨締め付けトルクは 125 フィート ポンドで、テストでは最大 230 フィート ポンドに対応できます。通常、その硬度は 39 ~ 44 HRC です。
ボウマロイ キャリッジ ボルト
一部のサプライヤーによってグレード 9 に分類されているボウマロイ ボルトは、引張強度 200,000 psi と評価されています。これらは完全硬化合金鋼で作られており、大きなボルトには頭に「B」が付いている場合や、小さなサイズには独自の記章が付いている場合があります。ボーマロイボルトは強度と硬度の点で最高レベルにあり、その値は約 45 HRC です。これらのボルトは、張力が急速に上昇し、強い衝撃による伸びやねじ山の曲がりに耐えます。
ステンレススチール (18-8.304) キャリッジボルト
ステンレス鋼のキャリッジボルト。多くの場合 18-8 に分類されます。通常、303 または 304 ステンレス鋼で作られています。これらは主に、特に海洋環境での耐食性のために使用されます。最小強度は 65.000 psi ですが、一般的な値は 100.000 ~ 150.000 psi の範囲で、グレード 2 からグレード 5 以上の範囲に収まります。これらのボルトはグレード 8 のボルトより高価ですが、必ずしも強度が一致するとは限りません。通常、その硬度は下限にあり、多くの場合、ロックウェル C スケールの測定可能範囲を下回ります。
キャリッジボルトのグレード表(材質、引張強さ、硬さ、用途)
ここでは、キャリッジ ボルトのグレードを簡単に示す表を整理しました。各グレードは、強度、硬度、耐食性、コストの特定の要件に適しています。
キャリッジボルトのタイプ
他のボルト締結具と同様に、キャリッジ ボルトにはさまざまなグレードがあり、さまざまなニーズを満たすように設計されたさまざまなヘッド、ネック、ねじ山が付いています。現在市場で販売されている最も一般的なタイプのキャリッジ ボルトは次のとおりです。
- 丸頭角首キャリッジ ボルト:標準デザインで、木材または金属に使用されます。
- ショート ネック キャリッジ ボルト:標準的なネックでは障害物が生じる板金での使用を目的として設計されています。
- リブ付きネック キャリッジ ボルト:木材やプラスチックなどの柔らかい素材での回転を防ぐために、四角形ではなくリブが特徴です。
- フィン ネック キャリッジ ボルト:薄い合板で使用され、四角いネックやリブ付きネックの代わりに 2 つのフィンが付いています。
- 平頭スクエア ネック キャリッジ ボルト:平頭のため薄型で、フラッシュ仕上げが必要な用途でよく使用されます。
- ローレット キャリッジ ボルト:丸い頭と、頭の下にローレット (溝または隆起) パターンが付いたネックが特徴で、木材、金属、プラスチックに取り付けたときに回転を防ぐように設計されています。
キャリッジボルトの寸法
標準キャリッジ ボルトの測定には、次のサイズが関係します。
- 胴径/ねじサイズ:ねじ部の幅(ねじ外径×ねじピッチ/TPI)
- 長さ:頭の下側からネジ部分の端までの長さ。
- 頭の直径:丸頭の幅。
- 頭の高さ:頭の付け根から頭頂部までの高さ
- スクエア幅:スクエアネックの幅。
- 正方形の深さ:頭の下の正方形の首の高さ。
- ねじの長さ:ねじ部分の長さ。
キャリッジボルトはどのように測定されますか?
キャリッジボルトの測定では、直径と長さが主な要素となり、他のタイプのボルトやねじ留め具と同じ方法で測定されます。長さはボルトの頭の付け根からネジ部分の端まで直接測定され、ボルトの直径はネジ部分の幅の測定値となります。
したがって、キャリッジ ボルトの寸法がプロジェクトの選択の鍵となることがわかります。以下に、読者の参考のために、標準的なキャリッジ ボルト サイズ表を示します。
キャリッジ ボルト サイズ表 (MM)
寸法はミリメートル (mm) 単位です。参照:ISO 8677; DIN 603; JIS B 1171 規格。
(mm)
(分)
20-33mm:±1.05 | 35-50mm:±1.25 | 55-80mm:±1.5 | 90-120mm:±1.75 | 130-150mm:±2.0 | 160-180mm:±4.0 | 200mm:±4.6
インペリアル キャリッジ ボルト サイズ表 (インチ)
すべての寸法はインチ単位です。 ASME B18.5 1990 (R 1998) に基づく寸法は、最大 1 インチまでの直径をカバーします。 1 インチを超えるボルトにはカスタムのヘッド寸法が使用されます。
キャリッジ ボルトのせん断強度チャート
キャリッジボルトの材質と直径は、ボルトのせん断強度、引張強度、耐荷重を決定する重要な要素です。例として合金鋼製のグレード 8 キャリッジ ボルトを使用すると、これらのボルトは 90,000 psi のせん断強度と 150,000 psi の引張強度を提供します。これらのさまざまな制限は、用途に最適なタイプのキャリッジ ボルトを特定する際の重要な要素です。
- せん断強度の計算:
Shear Strength (lbs) = Shear Strength (psi) × Area (in²) - グレード/材質別のせん断強度値 (psi):
- グレード 2 (低炭素鋼):~37,500 psi
- グレード 5 (中炭素鋼):~54,000 psi
- グレード 8 (合金鋼):~90,000 psi
- ステンレススチール 18-8 (A2):~45,000 psi
- ステンレススチール 316 (A4):~45,000 psi
注:これらはおおよその最小値です。重要なアプリケーションについては、必ずメーカーのデータを参照してください。
キャリッジ ボルトの断面積
キャリッジ ボルトのせん断強度チャート
このグラフの使用方法:
- ボルトの直径と材質 / グレードを確認します。
- おおよその単一せん断強度 (ポンド) を読み取ります。
- ダブルシアーの場合は 2 を掛けます。
- 重要な安全アプリケーションの場合は、常に安全係数を使用し、メーカーのデータを参照してください。
キャリッジ ボルトのトルク チャート
以下は、標準的なエンジニアリング手法と機械的特性に基づいたキャリッジ ボルトのトルク チャートです。これらの値は、炭素鋼、グレード 5、グレード 8、および潤滑された亜鉛メッキねじ山を備えた 18-8 ステンレス鋼キャリッジ ボルトの一般的な基準トルクです。
メートル単位のキャリッジ ボルト トルク チャート
キャリッジ ボルトのトルク チャート (帝国/SAE)
このチャートの使用方法
- 値は潤滑されたネジ山を想定しています。乾燥したスレッドには、より高い値が必要になる場合があります。不明な場合はメーカーにお問い合わせください。
- 用途に合ったボルトのサイズとグレードを選択してください。
- トルクを徐々に加えます: 調整されたトルク レンチを使用し、締めすぎないように段階的に締めてください。
注:
正確なトルク値については、常にメーカーの推奨事項を参照し、アプリケーション固有の要素 (潤滑、材質、ジョイント タイプ) を考慮してください。
ラグ ボルトとキャリッジ ボルト:違いは何ですか?
ラグボルトとキャリッジボルトの違いは何ですか?キャリッジボルトとラグボルトは形状が異なりますが、どちらも木材用途に適用されます。キャリッジ ボルトには、ドーム型の頭と、平らな端で終わる一貫した円筒形のネジ部分があります。四角い首になっており、一度取り付けると回転しません。ラグ ボルトは、六角形の頭部の幅広のネジ部と尖った頭部を備えています。
キャリッジ ボルトに関するよくある質問
キャリッジボルトの取り付け方法
キャリッジ ボルトの取り付けは、木工品に事前に開けられた穴にボルトを挿入することから始まります。取り付け穴はボルトの直径と互換性がある必要があります。キャリッジ ボルトの四角形の首は、ナットが端に置かれ、ハンド レンチまたは電動工具を使用して締め付けられるときに、移動するのを防ぎます。
キャリッジ ボルトの取り外し方法 ?
キャリッジ ボルトを取り外すには、まずナットがボルトの端近くまで緩められますが、まだ取り付けられています。これにより、必要に応じてボルトを再利用できます。ハンマーを使用してボルトの端を反対側からたたき、穴から押し戻します。ボルトが固着している場合は、ハンマーの爪を使って引き抜くことができます。四角い首により木材にくぼみが残っている可能性があり、将来同じ場所にボルトを再度取り付けるのが簡単になります。
キャリッジボルトにはワッシャーが必要ですか?
ワッシャーは、幅広のドーム型の頭部を備えているため、キャリッジ ボルト アセンブリの必須の部品ではありません。荷重を分散するので、木材などの柔らかい素材に配置するのに適しています。ボルト頭の下にある四角形のカラーが回転を防ぎ、アセンブリの張力を維持します。マテリアルバリアが必要な場合でも、ワッシャーを追加できます。
キャリッジボルトにはワッシャーが必要ですか?
キャリッジ ボルトはワッシャーなしで取り付けることができます。キャリッジ ボルトのドーム型の丸い頭は、木材などの柔らかい素材全体に荷重をより均等に分散するのに役立ちます。カラーまたはネックの四角い形状は、アセンブリの回転を防ぎ、所定の位置にしっかりと固定します。ファスナーと取り付けの間に緩衝材が必要な場合でも、ワッシャーを使用できます。
キャリッジボルトは何から作られていますか?
キャリッジボルトは、多くの種類のボルトの製造に使用される構造グレードの金属から製造されるのが最も一般的です。標準のキャリッジボルトは炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼で作られています。耐久性を高めるために、溶融亜鉛メッキや亜鉛メッキなどのさまざまな処理が施されることもあります。
木材ボルトと台車ボルトは同じですか?
木材ボルトと台車ボルトは似ていますが、異なる特徴があります。キャリッジボルトは木材を金属に固定するために使用され、締め付け後の回転を防ぐ四角い首を備えています。木材ボルトは木材を他の木材部品に接続するために使用されます。これも回転に抵抗しますが、これは材料を掴む頭の下側の小さなこぶによって実現されます。
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