セルフドリルねじとセルフタッピングねじ: 完全ガイド

セルフドリルねじ vs. タッピンねじ: 混乱を解消する

規約 セルフドリリングネジ そして タッピンねじ これらは、建設、製造、貿易環境で日常的に同じ意味で使用されていますが、意味のある異なる機能を持つ 2 つの異なるファスナー技術について説明しています。間違ったタイプを使用すると、時間がかかり、構造上のリスクが生じ、材料が損傷します。各用語の意味と、各ファスナー タイプがどこで確実に機能するかを正確に理解することは、あらゆる用途にファスナーを指定するエンジニア、調達チーム、および請負業者にとっての基礎知識です。

最も重要な違いは次のとおりです。 セルフドリリングねじは、1 回の操作で独自の穴を作成し、独自のねじ山を形成します。 。セルフタッピンねじは、事前にドリルまたはパンチされたパイロット穴にねじ山を形成または切り込みます。ドリルではありません。すべてのセルフドリリングねじは定義上セルフタッピングでもありますが、セルフタッピングねじは、ドリルポイントの先端が付いていなければセルフドリリングではありません。この階層は、製品カタログで 2 つのカテゴリが重複する理由と、その区別が非常に頻繁に誤解される理由を説明しています。

セルフドリルネジの仕組み

セルフドリリングネジ このカテゴリを定義する主要なブランド名にちなんで TEK ネジとも呼ばれる - は、一体型ツイスト ドリル ビットとして機能するドリルポイントチップを備えています。電動工具で駆動すると、従来のドリルビットとまったく同じように、まず先端が材料を切り取って基板に貫通します。先端が材料の厚さを越えると、ねじのねじ山形成本体がドリル穴と係合し、留め具を完全に引き戻し、その過程で嵌合ねじ山を形成します。

ドリル先端のサイズは、ネジの直径とネジのピッチに合わせて幾何学的に調整されます。セルフドリリング動作が正しく機能するには、ねじ山が到達する前に、ドリル ポイントが母材を完全にクリアする必要があります。材料がドリル ポイントの長さに対して厚すぎると、ねじ山がかみ合う前に先端が失速し、ねじが前進せずにその場で回転してしまいます。このため、セルフドリリングねじはドリル ポイント番号 (TEK 1 ～ TEK 5) で指定され、各番号はポイントが穴あけできる鋼鉄の最大厚さを表します。

• TEK 1: 最大 0.7 mm のスチール (軽量シートメタル、HVAC ダクト)
• TEK 2: 最大 1.5 mm のスチール (標準的な軽量ゲージのフレーム、クラッディング)
• TEK 3: 3.0mmまでの鋼材（中構造用鋼）
• TEK 4: 最大 4.5 mm の鋼材 (より重い構造用鋼の接続)
• TEK 5: 最大 6.0 mm の鋼材 (産業および構造用途における重量鋼材と鋼材の接続)

セルフドリリングねじは、肌硬化炭素鋼またはステンレス鋼から製造されています。ドリルの先端は、貫通する基材よりも硬くなければならないため、適用範囲が制限されます。セルフドリリング ネジは、専用のバリエーションがなければ、硬化鋼、構造用コンクリート、または石材に穴あけできません。コーティング オプションには、亜鉛メッキ、溶融亜鉛めっき、露出用途での耐食性を高めるジオメット コーティングが含まれます。

どうやって タッピンねじ 仕事

タッピンねじ 事前にドリルまたは事前にパンチされたパイロット穴が必要ですが、別のタッピング工具を使用せずに、その穴内に独自の相手ねじを形成します。ねじ山形成機構は、セルフタッピンねじを 2 つの根本的に異なるサブタイプに分け、それぞれが異なる材料と構造要件に適しています。

• ねじ山形成セルフタッピンねじ: 材料がパイロット穴に進むにつれて半径方向外側に移動し、材料を除去することなく相手ねじを冷間成形します。切り粉が発生せず、移動した材料がねじ山の周囲で圧縮状態に留まるため、ねじ山形成ねじは、セルフタッピング タイプの中で最も高いねじ山のかみ合い強度を生み出します。これらは、基材が成形圧力下で亀裂を生じることなく変形するのに十分な柔らかさがある、延性材料 (薄い金属シート、アルミニウム、プラスチック、ダイカスト合金) で使用されます。
• ねじ切りセルフタッピンねじ: ねじ山形状の切れ刃または溝が特徴で、下穴の壁から材料を除去し、ハンドタップと同様の切削動作によって相手ねじを作成します。ねじ切りネジから発生する切りくずは、ジョイント内に収めるか、逃がす必要があります。これらは、冷間成形されたねじよりも切断されたねじがより正確に形成され、複数回の取り外しと再挿入のサイクルに耐えられるため、ねじ成形圧力によって基材に亀裂が生じるような脆い材料 (より硬質のプラスチック、鋳鉄、亜鉛、厚いアルミニウム) や、取り外し後の再組み立てが必要な状況に適しています。

正しいパイロット穴のサイズは、セルフタッピンねじの取り付け変数として最も重要です。パイロット穴が小さすぎると、過剰な駆動トルクが必要になり、基板が割れたり、駆動凹部が剥がれたりする危険があります。パイロット穴が大きすぎると、ねじ山のかみ合いが不十分になり、それに比例して引き抜き強度が低下します。ねじメーカーは、各ねじのサイズと材料タイプの下穴直径表を発行しています。これらの表に正確に従うことは、構造接合部については交渉の余地がありません。

ヘッドスタイル、ドライブタイプ、ねじ形状

セルフドリリングねじとセルフタッピングねじは両方とも、幅広いヘッド形状、駆動システム、ねじ山構成で利用できます。選択した組み合わせによって、クランプ方法、アクセスしやすさ、美観、およびジョイント内の特定の荷重経路が決まります。

• 六角ワッシャーヘッド: 鉄骨フレームおよび屋根の構造用セルフドリリングねじに使用される主要なヘッド スタイル。統合されたワッシャーはクランプ荷重を分散し、基板をシールします。六角ドライブは磁気ソケットビットと係合しており、カムアウトすることなく高い駆動トルクに耐えます。多くの場合、屋根や外装の耐候性接合のために接着 EPDM またはネオプレン シーリング ワッシャーと組み合わせられます。
• なべ頭とトラス頭: 表面からの突出を最小限に抑える必要がある場合に使用される薄型ヘッド。電気パネルのアセンブリ、HVAC ダクト、軽薄板金属の製造で一般的です。駆動システムには、フィリップス、ポジドライブ、スクエア (ロバートソン)、およびトルクスが含まれます。トルクスは、カムアウト耐性に優れているため、高トルク電動工具アセンブリ向けに指定されることが増えています。
• 皿頭 (平): 皿穴に打ち込まれると、基板表面と同一面またはその下に収まるように設計されています。木工、家具の組み立て、および突出したヘッドが隣接するコンポーネントや美観を妨げる用途に使用されます。
• ラッパ頭: 乾式壁および木造フレーム用途に特有のテーパー状のアンダーヘッド プロファイル。ラッパの形状は、紙面を引き裂いたり過度の皿穴を作ったりすることなく、石膏ボードや木材の表面と同じ高さにヘッドを描画します。この機能は、標準の皿頭がこれらの基材上で確実に再現できない機能です。

ねじピッチは用途によって異なります。 並目ねじ (インチあたりのねじ山数が少ない) 木材、プラスチック、軟質金属に使用され、準拠した材料に深くねじがかみ合うことで高い引き抜き性が得られます。 細い糸 単位長さあたりのねじ山の数が多くなり、硬い基材のより多くの係合点に負荷が分散される超硬金属に使用されます。一部のセルフドリリング ネジには、複合板金および木材と鋼鉄の接続における穴あけとクランプの両方のパフォーマンスを最適化するために、二重リードネジ (細いベースの上に粗い外ネジ) が付いています。

セルフドリルねじとセルフタッピングねじの主要パラメータの比較

業界別の主な用途

各ファスナー タイプの主な使用例は、基材、生産量、アクセスしやすさ、構造要件によって決まります。

• 鉄骨フレームと軽量構造 (セルフドリリング): 内部間仕切り、外壁フレーム、屋根トラス用の冷間成形鋼製スタッドフレームは、ほぼセルフドリリングネジのみで組み立てられます。 1 回の駆動操作で鋼材と鋼材、または石膏と鋼材を締結できるため、数百もの個別の締結ポイントを備えた構造フレームに事前に穴を開ける場合と比べて、設置時間が大幅に短縮されます。
• 金属屋根および被覆材 (セルフドリリング): プロファイルされたスチールとアルミニウムの屋根シートは、EPDM シーリング ワッシャーを備えた六角頭セルフ ドリリング ネジで母屋とレールに固定されています。 TEK ドリル ポイントの定格は、母屋鋼の厚さに一致する必要があります。一般的な仕様エラーは、TEK 3 を必要とする 3 mm 母屋に TEK 2 ネジを使用することです。
• HVAC およびダクト設備 (セルフドリリング): シートメタルダクトアセンブリは、密な間隔で細ネジのセルフドリルネジを使用して、接合部でのシーラントの破損や空気漏れを発生させずにセクションを接合します。 No.8 および No.10 の六角ワッシャーヘッドセルフドリリングねじは、この用途の業界標準です。
• 自動車および家電製品のアセンブリ (セルフタッピング): 車体パネル、白物家電、電子機器の筐体の大量生産では、スチール、アルミニウム、エンジニアリング プラスチックのコンポーネントにあらかじめ開けられたパイロット穴に自動ドライバーでねじ込まれる、ねじ山形成セルフタッピンねじが使用されます。トルク制御された自動アセンブリにより、シフトごとに数千のジョイントにわたって一貫したクランプ力が保証されます。
• プラスチックおよび複合材料 (セルフタッピング): エンクロージャ、ハウジング、ジャンクションボックス、および構造用プラスチック部品は、プラスチック用に特別に設計されたねじ山形成セルフタッピンねじを使用して組み立てられます。このねじ山は、より広いねじ山フランク、より低いねじ山角度、および脆性ポリマー基板のフープ応力と亀裂のリスクを最小限に抑える最適化されたリード角を備えています。
• 木材および木材と鋼材の接合 (両方のタイプ): 構造木材の接続では、人工木材の接続、垂木接続、ポストフレーム建築用途に、あらかじめ開けられたパイロット穴に大径のタッピンねじを使用します。木材と鋼材の接続 (たとえば、木材の母屋を鋼鉄の垂木に固定する) には、鋼製フランジの上で木材と係合する粗い木材のネジが付いたセルフドリリング ネジを使用します。

耐食性のための材料とコーティングの選択

留め具の腐食は、建物の外壁、屋外設備、海洋用途における早期の構造破損の最も一般的な原因の 1 つです。ファスナーの材質とコーティングを環境暴露カテゴリーおよび基材の材質に適合させることは、正しいねじの形状を選択することと同じくらい重要です。

• 亜鉛電気めっき (クラス 3 / 5 μm): 屋内用途向けの最小限のコーティング。乾燥した非攻撃的な環境では、限定的な耐食性を提供します。屋外、沿岸、または高湿度の用途には適していません。
• 溶融亜鉛めっき (HDG、45 ～ 85 μm): 中程度の天候にさらされる屋外の構造ファスナー用の標準保護コーティングです。厚い亜鉛層は犠牲的な陰極防食を提供し、塩水噴霧試験において電気めっきコーティングよりもはるかに長持ちします。セルフタッピンねじは容易に溶融亜鉛メッキされます。セルフドリリングねじでは、切断形状を復元するためにドリル先端の亜鉛メッキ後の機械加工が必要です。
• ジオメットおよびダクロメット コーティング: 5 ～ 20 μm で塗布されたクロムフリーの亜鉛フレーク コーティングは、塩水噴霧耐性において従来の亜鉛めっきを上回ります (赤錆までの時間は通常 720 ～ 1,000 時間、標準的な亜鉛めっきの場合は 96 ～ 200 時間)。重量と寸法精度により溶融亜鉛めっきが現実的ではない自動車、農業機器、海洋用途に広く仕様化されています。
• ステンレス鋼 (グレード 304 および 316): 亜鉛コーティングでは不十分な沿岸、海洋、食品加工、化学工場の環境に適した材料です。グレード 316 (モリブデン添加) は、グレード 304 と比較して、塩化物孔食に対する優れた耐性を備えています。ステンレス セルフドリルねじは、より柔らかい基材に限定されます。ステンレス鋼では、炭素鋼を穴あけするには硬度が不十分です。一方、ステンレス セルフタッピングねじは、適切なパイロット穴があれば、全材質範囲で機能します。

ファスナーの材料と基板の材料の間の電気的適合性も評価する必要があります。アルミニウム基材と直接接触するステンレス鋼の留め具は、湿った環境ではガルバニックカップルを生成し、アルミニウムの腐食を促進します。このような状況では、絶縁ワッシャー、互換性のあるコーティング システム、またはアルミニウム製セルフタッピンねじを使用することで、接合部の完全性を損なうことなく電気化学的不適合性を排除できます。

ファスナーを指定する際の品質基準と確認事項

ファスナー市場には幅広い製品品質が含まれており、準拠ねじと非準拠ねじの性能差は肉眼では見えません。認知された標準を指定し、文書を通じてコンプライアンスを検証することが、唯一信頼できる品質管理戦略です。

• 寸法規格: ISO 1478 (タッピンねじ)、ISO 7049 および ISO 14585 (なべタッピンねじ)、DIN 7504 (セルフドリルねじ)、および ASTM C1002 / C954 (乾式壁および鉄骨フレームねじ) は、寸法公差と機械的特性を定義します。購入した各ファスナー タイプに適用される規格を参照した適合宣言をリクエストしてください。
• 機械的特性の検証: 硬度、引張強度、ねじり強度、ドライブ凹部の深さは標準的な方法に従ってテストされます。構造用途の場合は、カタログ仕様だけに依存するのではなく、製造ロットごとのテスト レポートをリクエストしてください。低コストのファスナー ソースでは、ロット間の熱処理のばらつきが既知の品質リスクです。
• ドリルポイントのパフォーマンステスト: セルフドリリングネジ should be tested for drill-through time and point durability on steel of the specified thickness. A drill point that fails before fully penetrating the rated steel thickness — common in counterfeit or sub-specification product — causes installation failures that are difficult to diagnose in the field.
• 塩水噴霧腐食試験: ISO 9227 または ASTM B117 に従って中性塩水噴霧 (NSS) 試験データをリクエストします。報告された最初の赤錆までの時間がコーティング仕様と一致していることを確認します。標準の NSS テスト条件下で、電気メッキ亜鉛は 96 時間、ジオメットコーティングされたファスナーは 720 時間、溶融亜鉛メッキ製品は 1,000 時間に達する必要があります。

右を選択する セルフドリリングネジ または タッピンねじ — 基板、環境、構造要件、および製造方法に適合し、適用される規格への準拠を検証することで、早期故障、腐食関連の保証請求、または取り付けの手直しをすることなく、アセンブリの設計寿命にわたって確実に機能するジョイントが提供されます。