ボルト外径とワッシャ内径の関係

Question

ボルトやナットのサイズが変わるということで（特に六角の部分）、JISを調べ直していて気になったのですが、

たとえばM10の六角ボルトの外径は、JIS B1180から、頭の根元の部分daの最大値がφ11.2とありました。

M10用のワッシャは、JIS B1256から、内径d1は最小でφ10.5とありました。

現状、何も気にせずに使っており、トラブルにもなっていませんが、はまらなくてもおかしくないと思っているべきなのでしょうか。

Answer

フラツキすぎではないでしょうか・・・・

JIS B1180 を見ると、
『この規格は、一般用のボルト、小ねじ及びナットに使用する鋼製及びステンレス鋼製の丸形平座金について規定する。
この規格の本体で規定する以外の平座金の寸法を要求する場合には、その基準寸法はJIS B1180 、公差はJIS B1022 によるのがよい』

『次に掲げる規格はこの規格に引用されることによって、この規格の規定の一部を構成する・・・
　　JIS B1022
　　．．．．．

規格間のつながりの解釈が難しいが、要するに↑を見なければ話が進まない。

JIS B1022
　　締結用部品の公差－第３部：ボルト、小ネジ及びナット用の平座金－部品等級Ａ及びＣ

『この規格は・・・・プレス打抜きによる平座金に対する部品等級Ａ及びＣの公差について規定する』
なのでプレス云々はこちらが本体としても良いはず。ダレの形もしっかり書かれてます。
但し、規定はダレ寸法ではなくストレート部の長さで、Ａ級のみ適用。
ストレート部の境界をハッキリさせるのは難しく、測定器もノギスなので径の最大許容寸法を境界とするように読める。
他は常識的な内外径の偏芯とか・・・Ｂ級はいずこへ？？？

Answer

理論上問題になりますが
実際には問題になりません

↑
気がつかない

出会う確率が
確立として低い
もしであったとしても
ワッシャのほうが柔らかいので　軸力で変形

といっても新規で作る場合←製品設計で
その面取り　コーナーRは問題になります

その場合公差を縛ります

そのとき問題になるのが
ワーストケースと二乗和平方根です
http://monoist.atmarkit.co.jp/fmecha/articles/kosa/02/kosa02d.html

ちなみに
質問の問題は二乗和平方根で管理されているはずです

私のお勧めはワーストケース　です
神様はサイコロを振らない　というのが持論です

Answer

>M10の六角ボルトの外径は、JIS B1180から、頭の根元の部分daの最大値が
φ11.2とありました。
なるほど部品等級A～Cのボルトの角部のRの開始点の寸法のdaの最大値が
φ11.2となっています。
>M10用のワッシャは、JIS B1256から、内径d1は最小でφ10.5とありました。
部品等級A、Bのものは最小でφ10.5と記載、部品等級Cのものは最小でφ11と
記載されています。
並目の部品等級A～Cにおいて最小ｒ＝0.4ですから、ボルト首下径ds＜内径d1
となり、ワシャ穴にボルトが通ります。また部品等級AおよびBにおいても、
dsは呼び寸法以下に規定されているので、実用上問題ありません。
首下ｒ＝0.4の逃げについては、回答(１)さんの言われるように製造上の
テーパーで逃げているように思います。実用上問題のない形状公差を幾何公
差に含める最大実体公差の考えに近いのではないでしょうか。

Answer

＞たとえばM10の六角ボルトの外径は、JIS B1180から、
＞頭の根元の部分daの最大値がφ11.2とありました。

ボルトの頭部の軸から受けの平面部の角部のRの開始点
の寸法の表記の事ですね

ボルトもコーナーアールが零では応力集中を起こして
析損してしまいますから当然の事ながら許容される
であろう最大値の寸法が採用されています

＞M10用のワッシャは、JIS B1256から、内径d1は最小
＞でφ10.5とありました。

確かに、仰る通りワッシャの断面図は４隅共９０度の
長方形がＪＩＳの図面には描かれています

この絵が誤解の一端を担っているような気がします

ワッシャの製造方法はご存知ですか、絵の様なワッシャ
は製造できますが、単価が高くなります

９９％の製造方法はプレス金型による打ち抜きです
ＪＩＳもこの方法とは書いていませんが暗に認めています
この、表現は誤解されるかな

ワッシャの内径部はワッシャの板厚の１８％までは片側で
０．０９までテーパーが付いても良い事になってます
プレスで打ち抜くとダレ面・破断面が必然的に発生します
仮に板厚の残りの８２％が表裏両面に均等に振り分けられたと
仮定して片側４１％としますか、Ｍ１０用のワッシャの
板圧を２．０として０．４２の寸法がダレ・破断の
部分に適用されるとすると、平面部側にも何らかの
影響が出ますがＪＩＳはこの事には言及されてません
敢えてこの部分に規定等と入れたら、製造側は
たまったものではありません
Ｍ１０ボルトの首下Ｒが０．４ですからそれよりも
大きな寸法のダレ・破断が０．４２ですから干渉しません
机上で呼び寸だけで干渉するとのご指摘ですが
同じく、机上で呼び寸だけで非干渉が説明されましたが
納得行って戴けましたでしょうか

＞現状、何も気にせずに使っており、

ほとんどの方が気にしていません

＞トラブルにもなっていませんが、

ＰＬ法が有りますから、トラブルになったら大変です

＞はまらなくてもおかしくないと

その為の呼び寸法　JIS規格　です

＞思っているべきなのでしょうか。

疑問に思う事は良い事です

＞厚み方向の寸法が0.82と思いますが、

これは私の、計算ミスです0.82が正解です
ですから軸方向は尚更ゆとりが出ます
更に、平面方向ですが、プレスで打ち抜く時に平面に歪みが生じます
この、歪みの形状は微妙な自然流線なので幾何学的な数値・方程式は
期待はできませんが、過去の経験値ではダレ面側は半径方向に約板厚分、
軸方向には約板厚の２０～３０％の変化が出ます、
Ｍ10用のワッシャの場合板厚は２ｍｍですから、最小の２０％ととして
２Ｘ０．２＝０．４　ですから干渉は避けられます
私も、部品の積み上げ公差では随分苦労いたしました
色々、解析の公式もあげられますが、どの公式も責任は取ってくれません
責任はいつも自分自身です、ですから自身が規格です

また破断面側は抜きのクリアランス分の寸法差異が出ます
組みつけの時はボルトの首下側にワッシャのダレ側が来るように
する事が多く見受けられます

また、多少の寸法干渉が有ったにせよボルトの規定締め付けトルクから
考えればコーナーの０．３５ｍｍ位まったく問題なく変形してしっくり
組み付けとなります、Ｍ１0のボルトの軸力を計算して下さい

鉄骨のボルトの組み付けでは取付穴位置が径の半分くらい違っても
組み付けします、その専用の機械も有ります

それと、既製品のワッシャの内径を採寸した事はかってありません
信用していると言えばそれまでですが、それだけ日本の企業の
製品は品質が安定しています、中国製品を使用するようになってからは
考え方を改めましたが、ねじでひどい目に有っています
小ねじみたいに数多く使用する部品は全数検査ができません
特に、タッピンねじ類

ボルト外径とワッシャ内径の関係