要約：ボルト・ナットで締め付けたねじは、座面と部品の間に生じる大きな摩擦力で固定されています。ねじが緩むのはこの摩擦力が何らかの原因で失われるためで、ナットが回転しないで緩む場合（初期緩み・陥没・衝撃や振動・温度差）と、回転して緩む場合（戻り回転・軸直角方向の繰り返し外力）に分けられます。緩み止めには、ばね座金・歯付き座金、ダブルナット、割れピンと溝付きナット、緩み防止用接着剤などがあります。提供：キーエンス（KEYENCE）。
ねじは、通常は締まっていなければなりません。しかし、外せないように結合してしまうと、保守や点検といったメンテナンスや修理などができなくなります。締結要素であるねじですが、必要に応じて緩めたり外したりできなければなりません。
このため、ねじは締めて使うのですが、同時に緩むようにもなっています。時間が経ったり、振動・熱の変化などの原因で、ねじは緩む可能性があるということでもあります。
ここでは、ボルトとナットを例に、ねじが緩む原因と緩みを防止する方法を説明します。
ボルト・ナットで部品を締め付けると、ボルトとナットの座面に圧縮力がかかります。また、締め付けられている部品からは、ボルトとナットに対して反発力がかかります。
このとき、座面と部品の間には大きな摩擦力が発生し、この力でねじは固定されています。
「ねじが緩む」ということは、この摩擦力が何らかの原因で失われるからです。このときのナットの状態は「回転していない」と「回転している」の2種類に分けられ、ねじが緩んだ原因はナットの状態によって判断することができます。
| ナットの状態 | 原因 | 説明 |
|---|---|---|
| 回転しないで緩む | 初期緩み | ボルトを締めるときに、接合される側（ボルトで固定される部材）やボルト・ナットの座面などに圧力がかかります。ボルト・ナットを締める前、それぞれ接触する面には微細な凹凸があります。初期緩みは、時間が経つことで凹凸が摩耗し、徐々に平坦になって座面の負荷が減ることで発生する緩みです。 |
| 回転しないで緩む | 陥没による緩み | ボルト・ナットを締め付けた圧力で、接合される側の表面が陥没することによる緩みです。 |
| 回転しないで緩む | 衝撃・振動による緩み | 振動、衝撃で締め付け力が低下し、発生する緩みです。 |
| 回転しないで緩む | 温度差による緩み | 温度差による膨張と収縮で締め付け力が低下し、発生する緩みです。 |
| 回転して緩む | 戻り回転による緩み | ボルト・ナットが戻る回転の力で発生する緩みです。 |
| 回転して緩む | 軸直角への繰り返し外力による緩み | 締め付けられていない部分に、横（軸直角方向）の力が繰り返しかかることで発生する緩みです。 |
ねじの緩みを防止するためのねじ部品としては、「座金（ワッシャー）」や「ダブルナット」、「割れピン」などがあります。
座金には、ばね座金・歯付き座金・平座金などがありますが、このうち緩み止めには「ばね座金」と「歯付き座金」が使われます。
ダブルナットは、振動による緩みの防止に効果があるとされています。一般に、ボルトとナットは1個ずつ対で使われますが、ダブルナットは1本のボルトに対して2個のナットを上下に重ねて使います。
これにより、ナットとナットの間に引張力が働き、ナット同士を締め付けることができ、ねじの緩みを防止します。原本ページの図では、2個のナットのうち一方がロックナット、ナット間に働く力が引張力として示されています。
割れピンは、溝付きナットと合わせて使います。ボルトにナットを挿入し、ボルトにある穴にピンを差し込み、溝にはめ込みます。
これにより、ナットは回らなくなり、緩みを防止することができます。
ねじの緩みの防止には、接着剤を使う方法もあります。ねじの溝に緩み防止用接着剤を塗布し締め付けると中で固化し、ねじが緩まなくなります。この方法は、エンジン部品の封止やエアバッグを固定するねじなどに用いられます。
ただし、中にはねじが外せなくなる接着剤もあるので、使用には注意が必要です。
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出典：キーエンス「イチから学ぶ機械要素 － ねじの緩みと緩み止め」 https://www.keyence.co.jp/ss/products/measure-sys/machine-elements/screw/loose.jsp