【ねじ山のモデリング方法】平行・テーパーをそれぞれ解説

SOLIDWORKSで『ねじ山』のモデリングをするにはどうやるのか、イメージできますか?

テーパーねじは面倒ですが、平行ねじ(ストレート)は、ネジの形状が頭に入っていなくても調べることなく、描くことができるのですごく簡単です。一度経験してしまえば簡単なので、ここで覚えてしまいしょう。

この記事では【テーパーねじ】【平行ねじ】それぞれの『おねじ』と『めねじ』のモデリング方法を解説します。

※この記事はスケッチ編集と押し出しボス/ベースを問題無くできることを前提に記述しています。

管用ねじは、これらのCADデータを編集すると、大概は対応可能です。

目次

ねじ山に関する設定の確認

上の標準ツールバーから歯車アイコンの「オプション」をクリックします。

ドキュメントプロパティ」タブ → 「詳細設定」 → 「ねじ山」と「シェイディングされたねじ山」にチェックを入れてください。

チェックが入っていれば「OK」ボタンをクリックしてオプションを閉じます。

詳細設定 ねじ山の表示

平行ねじ|おねじ【ねじ山】

グラント

M10の全ネジを例に解説します。

STEP
円筒形を押し出し

「φ10、長さ30mm」の円筒形を描いてください。

例:(正面にφ10の円をスケッチ → 押し出しボス/ベース → ブラインド 30mm)

φ10 押し出しボス/ベース
STEP
穴ウィザード|ねじ山(おねじ)

穴ウィザードからねじ山を選択してください。

穴ウィザード ねじ山

加工データとしてそのまま使用しないように警告が出る場合はOKをクリックしてください。

警告 加工には使わない
PropertyManager
  1. ねじ山の位置」にねじ山を開始する部分を選択します。
    今回は下の画像の左側(右側面から見て)の「エッジ」をクリックしましょう。
  2. ネジの一山分オフセットすると、実物に近い形状になるので「1.5mm外へオフセット」します。
  3. 押し出し状態」は「次の選択まで」を選択してください。
    その下のボックスをクリックしてアクティブにし、ねじ山の位置とは逆の「エッジ」(画像の右側)をクリックします。
    *ここでネジを切る量を設定できます(ブラインド:切る深さ、回転:切る回転数)。
  4. 仕様」で下記のようにそれぞれ選択しましょう。
    • 種類:Metric Die
    • サイズ:M10x1.5
    • ねじ山の作成方法:ねじ切り
ねじ山 プロパティ

下にスクロールすると「ねじ山オプション」という項目があります。ここで正ネジ、逆ネジを選択可能です。

ねじ山 プロパティ 正ネジ 逆ネジ

OKボタンOK」ボタンをクリックすればネジが切れたモデルができます。

グラント

これに頭を足してあげればボルトにできます。下の画像は六角ボルトの頭を足してみました。

M10x30 全ネジ
M10X30 全ネジ
M10x30 六角ボルト
M10x30 六角ボルト

平行ねじ|めねじ 【ねじ穴】【ねじ山】

グラント

ここでは2種類のモデリング方法を解説します。それぞれ見た目や使い勝手が違うので、モデルの使い道を考慮して選択してください。

STEP
板を押し出し

t3.0の鋼板にM4のタップを立てる事を例に解説します。

下の画像のように「t3.0x150x100」の板形状を用意します。

例:(平面に150×100の矩形をスケッチ → 押し出しボス/ベース → ブラインド 3mm)

t3.0x150x100 Plate
STEP
穴ウィザード|ねじ穴 – ストレート

穴ウィザード」コマンドを選択してください。

穴ウィザード
PropertyManager
  1. 穴タイプ:ねじ穴 – ストレート
  2. 規格:JIS
  3. 種類:ねじ穴
    (管用の平行ねじはここで選択可 ※[G]のみ[Rp]は選べません。[G]と[Rp]は寸法・形状が同じです。
  4. 穴の仕様:M4x0.7
  5. 押し出し状態:次サーフェスまで
グラント

それぞれ選択しましょう。

ねじ山ーストレート

下にスクロールすると「オプション」項目があります。その中の『表面の皿穴』『裏面の皿穴』とありますが、要は面取りです。

必要で有ればチェックを入れて、面取り量と角度を入力しましょう。

ねじ穴ーストレート 面取り

位置」タブに切り替えて、グラフィック領域のねじ穴を挿入したい面をクリックします。位置は後で編集できるので面をクリックして必要な数を挿入します。

終わったら「OKボタンOK」ボタンをクリックしましょう。

M4タップを挿入

ねじ穴の点を「スケッチ編集」することで位置を変更、定義することができます。

M4タップをスケッチ編集
STEP
穴ウィザード|ねじ山(めねじ)

ここからはおねじでも使用した「ねじ山」を使用してめねじをモデリングする方法です。

もう一度「穴ウィザード」を選択してください。

穴ウィザード
PropertyManager
  1. 穴タイプ:穴
  2. 規格:JIS
  3. 種類:ねじ下穴ドリル
  4. サイズ:M4x0.7
  5. 押し出し状態:次サーフェスまで
グラント

それぞれ選択しましょう。

ねじ下穴ドリルM4

オプション」の『表面の皿穴』『裏面の皿穴』は下穴の面取り量です。
必要であればチェックを入れて、寸法を入力しましょう(M4の下穴なのでφ4超は必要)。

位置」タブに切り替えて、グラフィック領域の挿入したい面をクリック挿入したい位置をクリックします。

下穴の挿入が終わったら「OKボタンOK」ボタンをクリックしましょう。

M4下穴ドリル位置

穴ウィザード」から「ねじ山」を選択します。

穴ウィザード ねじ山

ねじ山の位置」は下穴の「エッジ」を選択して、ネジの一山分(0.7mm)外側へオフセットします(板からはみ出すようにオフセット)。

ねじ山(平行めねじ)ねじ山の位置
  1. 押し出し状態:次の選択まで(底面を選択)
  2. サイズ:M4x0.7
  3. 種類:Metric Tap
  4. ねじ山の作成方法:ねじ切り

それぞれ選択します。

ねじ山(平行めねじ)プロパティ

OKボタンOK」ボタンをクリックすれば完了です。

グラント

『ねじ穴』と『ねじ山』それぞれ意味は同じですが見た目や手間(工数)が違います。モデルの使い道を考えて選択してください。

タップ ねじ穴とねじ山
左右が『ねじ穴』・中央が『ねじ山』

テーパーねじ|おねじ【ヘリカルとスパイラル】

テーパーねじは、描くのに時間がかかります。最初から描くのが面倒な方のために、CADデータ[SLDPRT]を記事内に置いているので、ダウンロードして確認しながら読めるようにしてあります。

最後の工程だけ残してあるので「スイープカットだけやってみる」など、実際にSOLIDWORKSで確認するのにご利用ください。

管用のねじ山については日本産業標準調査会のサイトで『JIS B 0203』を参照するか、MISUMIさんの技術情報をご覧ください。

STEP
パイプ形状の押し出し

25Aの片ニップルを例に解説します。
※基準径の位置がJIS規格と違うので、25Aの片ニップルとしては使用できません。

「φ34・厚さ3.4・長さ60mmの円筒形」を用意します。

例:(平面にφ34の円をスケッチ → 3.4mm内側にオフセット → 押し出しボス/ベース → ブラインド 60mm)

25A パイプ
STEP
パイプをテーパーにする
  1. 下の画像のように「逆三角形を正面にスケッチ
  2. 中心線の長さ(逆三角形の高さ)を「544」に
  3. スケッチ終了」を選択
片パイプ テーパー部

新しく正面にスケッチをします。

下の画像のように先程の「スケッチとパイプを参照して三角形のスケッチ」をしましょう。

テーパー部 回転カット スケッチ

フィーチャータブから「回転カット」を選択してください。

回転カット コマンド
  1. 回転軸:最初に描いた逆三角形の「中心線
  2. 方向1:ブラインド「360deg

それぞれ入力したら「OKボタンOK」ボタンをクリックしてください。

片ニップル 回転カット プロパティ
ここまでの工程が完了しているCADデータ
STEP
ヘリカルとスパイラル

テーパーにした側の端面にスケッチします。

外側のエッジをエンティティ変換」してください。

ヘリカルのスケッチ

フィーチャータブのカーブから「ヘリカルとスパイラル」を選択してください。

カーブ→ヘリカルとスパイラル
  1. 指定定義:高さとピッチ
  2. パラメータ:可変ピッチ
  3. パラメータ下部:反対方向・右回り

それぞれ選択します。

領域パラメータ

  1. ピッチ → 1行目と2行目を共に『2.3091mm』
  2. 2行目の高さ → 25(ネジを切る深さ)
  3. 2行目の直径 → 34(ネジの切り終わりの直径)

それぞれ変更します。

全て変更が終わったらOKボタンOKボタンをクリックしてください。

ヘリカルのプロパティ
STEP
スイープカットでおねじにする

ねじ山をスケッチするための平面を追加します。

分かりづらいですが、「ヘリカルカーブの開始位置」を探してクリックしてください。
参照ジオメトリ」から「平面」を選択します。

ねじ山のスケッチ平面1

第2参照には「エッジ」を選択して「OKボタンOK」ボタンをクリックしてください。

ねじ山のスケッチ平面2

追加した平面にねじ山の形状をスケッチします。

下の画像のようにスケッチしましょう。(若干違いますが『JIS B 0203』を参考にしました。)
0.1mm外にはみ出ていますがわざとです。

グラント

外径に一致させたいところですが、エラーが出るか再構築に時間がかかることが多いので、少し外に出しておくと無駄な時間を省けます。

テーパーおねじ ねじ山形状
ここまでの工程が完了しているCADデータ

スケッチ終了」して「フィーチャー」タブから「スイープカット」を選択してください。

スイープカット コマンド
  1. 輪郭」に「ねじ山形状のスケッチ」を選択
  2. パス」に「ヘリカルカープ/スパイラルカーブ」を選択
  3. 問題なくプレビュー表示されれば「OKボタンOK」ボタンをクリック
スイープカット 輪郭とパス
  • エラーが出る場合はスケッチに問題があることが多いです。スケッチとヘリカルカーブの数値をもう一度確認してください。
  • ねじ山がパイプから飛び出てしまう場合はオプションの「端面に整列」にチェックを入れてください。
25A 片ニップル
片ニップル
グラント

ネジの切り終わりの形状が微妙ですが、なかなか格好よく描けたんじゃないでしょうか。

テーパーねじ|めねじ【ヘリカルとスパイラル】

おねじ同様、最初から描くのが面倒な方のためにCADデータ[SLDPRT]を記事内に置いているので、ダウンロードして確認しながら読めるようにしてあります。

最後の工程だけ残してあるのでスイープだけでもやってみてください。

グラント

後少しです。手短にしますので、お付き合いください。

STEP
ヘリカルとスパイラル(めねじ Ver.)

ここでは当サイトで公開中の『ねじ込み式(TR)管フランジ』を例に進めていきます。

テーパーの穴まで完了しているCADデータを用意しましたので、ダウンロードしてヘリカルとスパイラルから始めましょう。

ダウンロードしたSLDPRTファイルを開いて、「ハブの上面にスケッチ」をします。

中央の穴の「内側のエッジをエンティティ変換」し、フィーチャータブのカーブから「ヘリカルとスパイラル」を選択してください。

ヘリカルとカーブめねじ
  1. 指定定義:高さとピッチ
  2. パラメータ:可変ピッチ
  3. パラメータ下部:反対方向・右回り

それぞれ選択します。

領域パラメータ

  1. ピッチ → 1行目と2行目を共に『2.3091mm』
  2. 2行目の高さ → 20(ネジを切る深さ)
  3. 2行目の直径 → 31.999(ネジの切り終わりの直径)

それぞれ変更します。

全て変更が終わったら「OKボタンOK」ボタンをクリックしてください。

ヘリカルとスパラルのプロパティ(めねじ)
ここまでの工程が完了しているCADデータ
STEP
スイープでめねじにする

ねじ山の形状をスケッチします。

おねじではヘリカルカーブの開始点から参照平面を追加しましたが、正面と開始位置が一致しているため正面にスケッチしましょう。もし違うようなら参照平面を追加してください。

ヘリカルとスパイラルのパラメータ『開始角度』で開始位置の変更が可能です。

正面にスケッチ

下の画像のようにスケッチしてみてください(若干違いますが『JIS B 0203』を参考にしています)。
テーパー部は『スケッチ3』を参照しています。内径に一致ではなく少し外側にラップさせるとエラー回避になります。

ねじ山形状のスケッチ
ここまでの工程が完了しているCADデータ

フィチャータブから「スイープ」を選択します。

ねじ山のスイープ
  1. 輪郭」に「ねじ山のスケッチ」を選択
  2. パス」に「ヘリカルカーブ/スパイラルカーブ」を選択
  3. OKボタンOK」ボタンをクリック
スイープ 輪郭とパス

ねじ山が飛び出すようなら、オプションの「端面に整列」にチェックを入れてください。

10K-TR-FF_25A_Tutorial
10K-TR-FF_25A_Tutorial

補足|実物に近い形状にしたいなら【スイープカット】

ここではスイープを使ってめねじにしましたが、実際に製造するのと同じように、

  1. 下穴
  2. 面取り
  3. ねじ切り

の順でモデリングすると、実物と同じ形状を描くことができます。

手順はスイープもスイープカットも同じです。違いは面取りの工程が増えるのと、ねじ山の向きが変わるだけです。

下の画像のように、レンダリングしても違和感がありません。

面取り後にスイープカットでねじ山をモデリング
グラント

スイープでも、スイープカットでもねじ山が描けます。状況によって使い分けができるように、両方知っておくと便利です。私の経験では、スイープの方がデータ量が小さい傾向があります。

管用テーパーねじ|ねじ穴

テーパーねじは管用であれば、「穴ウィザード」を使って簡単に描くことができます。簡略的でいい場合は「ヘリカルとスパイラル」を使うより、こちらの方が簡単で早いです。

STEP
円筒形を押し出し

テーパーソケット(25A)のねじを描いてみましょう。

「φ41.5、長さ46mm」の円筒形を描いてください。

φ41.5、L46
STEP
穴ウィザード|ねじ穴 – テーパ

穴ウィザード」コマンドを選択してください。

穴ウィザード
  1. 穴タイプ:ねじ穴 – テーパ
  2. 規格:JIS
  3. 種類:管用テーパねじ
  4. サイズ:1(25A)
  5. 押し出し状態:次サーフェスまで
  6. ねじ:19.1mm
  7. 表面の皿穴:34mm / 90deg

それぞれ選択と入力をしておきます。

穴ウィザード、ねじ穴-テーパ、プロパティ1
穴ウィザード、ねじ穴-テーパ、プロパティ2

位置」タブに切り替えて「端面」をクリックします。

位置タブから端面をクリック

円の中心」に合わせて、「一致」アイコンが表示されている状態でクリックしましょう。

端面の中心をクリック

これを両面に対して行い、ねじの無い部分を規定の板厚にしてあげればソケットの完成です。

穴ウィザード、ねじ穴-テーパ、25Aソケット
ソケット 25A シェイディング表示

ねじ山のモデリングに関する解説は以上です。
お疲れ様でした。

まとめ|ねじ山のモデリング方法

  • 平行(ストレート)ねじは、穴ウィザードから簡単に
  • テーパーねじは、ヘリカルとスパイラル → ねじ山の形状をスケッチ → スイープ or スイープカット
    (めねじは『穴ウィザード』 → 『ねじ穴 – テーパ』が簡単)

ねじ山のモデリングはストレートは簡単ですが、テーパーそれなりに工数が掛かります。ねじ山を表示させるとデータ量が大きくなり、大規模アセンブリで使用すると動きが遅くなる事があります。

ねじ山は一度描いておけば使い回せることが多いので、余裕のある時に描いておいて「ここぞ」という時に使えるようにしておくと便利ですよ。

スケッチをコピーする方法はこちらの記事後半で解説しています。(ねじ山の使い回しに使えます。)

今回は【ねじ山のモデリング方法】でした。
それでは。

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