六角穴付きボルト（キャップボルト）JIS B 1176 の規格と指定——強度区分、ねじ部長さ、座ぐり

「キャップボルト M8×30」で手配すると、何が決まっていないか

六角穴付きボルトは、頭に六角穴があり、六角棒レンチで締める円筒形の頭のボルトである。頭を座ぐりの中に沈められるので、治具や金型、装置のフレームのように、頭を部品の表面から出したくない場所で使われる。現場では「キャップボルト」「キャップスクリュー」と呼ばれ、品目マスタには「キャップボルト M8×30」とだけ登録されていることが多い。だがこの呼びだけでは、強度区分、ステンレス鋼か鋼か、表面処理、ねじの精度が決まらない。

JIS B 1176:2014 は、2004 年の ISO 4762（第 4 版）と 2010 年の ISO 12474（第 1 版）を基に、形状・寸法、製品仕様、製品の呼び方の例は翻訳して一体化し、用語と表示を日本独自に足した規格である^[1]。2015 年の追補 1 で引用規格が改められ、JIS B 1176:2015 となっている^[1]。

強度区分の考え方の全体はボルトの強度区分と規格の指定で、六角ボルトの部品等級と呼びの書き方は六角ボルト・六角ナット（JIS B 1180・B 1181）の指定で扱った。この記事は六角穴付きボルトに固有の点に絞る。

製品仕様——強度区分とねじの公差域クラスはセットで決まる

JIS B 1176 の並目ねじの製品仕様は、材料ごとに機械的性質の区分を次のように定めている^[1]。

ステンレス鋼の欄には注があり、棒材から削り出しで造る呼び径 12 mm 以下のステンレス鋼ボルトは A1-70 としてもよい（24 mm を超えるものは A1-50）が、製品の表示はその鋼種区分・強度区分に沿って行うとされている^[1]。同じ「SUS の六角穴付きボルト」でも、圧造品と削り出し品で鋼種区分が変わりうるということである。耐食性を理由にステンレス鋼を指定するなら、鋼種区分まで書く。

表の中で見落としやすいのは、ねじの公差域クラスが強度区分で変わることである。12.9 は有効径が 5g、外径が 6g の組合せで、ほかの強度区分の 6g より有効径の公差が小さい^[1]。JIS B 1176 は参考の附属書で 5g6g の許容限界寸法を載せている^[1]。受入でねじをゲージで見る場合、12.9 と 10.9 で同じゲージを使い回すと判定がずれる。公差域クラスの読み方はねじの公差域クラス（6H/6g）の指定で扱った。

強度区分 12.9 を選ぶときに、規格が書いている注意

ボルトの機械的性質の規格 JIS B 1051:2014 は、材料の表の注で、強度区分 12.9/12.9 の製品を使用する場合には注意が必要で、製造業者の技量、使用環境及び締付け方法を考慮しなければならず、環境によってはめっきをしないおねじ部品でも、めっきをしたものと同様な遅れ破壊を生じるおそれがある、と書いている^[2]。12.9 の材料は焼入焼戻しした合金鋼または添加物入り炭素鋼に限られ、焼戻し温度の最低値も決められている^[2]。

キャップボルトは 12.9 の品物が多く流通しているため、図面に強度区分が無いと、仕入先が 12.9 を納めてくることがある。逆に「強いほど安全」として 12.9 を一律に指定すると、規格が注意を求めている条件を図面の外で引き受けることになる。どの強度区分を使うかは、締付けの方法と使用環境を含めて設計部門に決めてもらう。締付けトルクの決め方はボルトの締付けトルクの決め方で扱う。

めっきを付けるときの水素ぜい化の扱い

六角穴付きボルトの製品仕様は、鋼製の仕上げを製造された状態としたうえで、電気めっきを求めるなら JIS B 1044 に、亜鉛フレーク皮膜を求めるなら JIS B 1046 に従うと定めている^[1]。2024 年に改正された電気めっきの規格（JIS B 1044）では、強度区分ごとに水素ぜい化の対策が三段に分けられている。10.9 未満（このボルトでは 8.8）は追加の検証もベーキングも求められず、10.9 では工程の検証や製品の試験で済ませるかベーキングをするかを製造業者が判断し、12.9/12.9 ではベーキングが必須で、工程の検証や製品の試験もあわせて行う^[4]。12.9 についてはニッケル含有量 12%〜16% のアルカリ性亜鉛ニッケルめっきに限り、試験に基づいて受渡当事者間で合意すればベーキングを行わない決定ができる^[4]。

12.9 のキャップボルトに「三価クロメート」「亜鉛めっき」のような指定だけを書くと、ベーキングの要否と条件が書かれていない発注書になる。めっきを付けるなら、めっきの規格と、強度区分に応じた水素ぜい化の対策を発注の条件に入れる。めっきの発注全体はめっきの発注で指定することを参照してほしい。

寸法の要点——頭の大きさと、ねじ部の長さ

JIS B 1176 の寸法表から、発注と座ぐりの設計に関わる値を M8・M10・M12 について抜き出すと次のとおりである。頭部の高さ k の最大はねじの呼び径と同じ値になっている^[1]。ボルト穴径とざぐり径は、ボルト穴径及びざぐり径の規格 JIS B 1001 の付表の値である^[3]。

表にない呼び、ローレットのある頭部の値、ねじのない部分の径などは規格の寸法表で確かめる。頭部頂面の角部は丸みか面取りで、その選択は製造業者の任意とされている^[1]。外観にこだわる部位で角部の形を揃えたいなら、規格に任せずに図面で指定する。

短いものは全ねじ、長いものはねじ部の長さが式で決まる

寸法表の注によると、一般に流通している呼び長さの範囲は太い階段線の枠内で、網かけの短い呼び長さのものは全ねじとし、首下の不完全ねじ部の長さは 3P（P はピッチ）以内とする^[1]。網かけのない長いものは、円筒部の長さ lg と ls を式で決める。lg の最大は呼び長さから b を引いた値、ls の最小は lg の最大から 5P を引いた値である^[1]。b は「参考」の値で、M8 では 28 mm とされている^[1]。たとえば M8×60 なら、lg の最大は 32 mm、ls の最小は 25.75 mm で、寸法表の値と一致する^[1]。

呼び長さそのものは、締結用部品の呼び長さとねじ部長さの規格 JIS B 1009 が、軸線に直交する座面をもつボルトでは座面からねじ先の端面までの長さとし、ねじ先は呼び長さとねじ部長さに含めるとしている^[5]。六角穴付きボルトの頭の高さは呼び長さに入らない。

設計上、ねじ部をもっと長く（または短く）したいときは、規格の式から外れるので指定事項として書く。JIS B 1176 の包装の表示には、ねじ部の長さが指定された場合は「ねじの呼び×呼び長さ」の後に括弧を付けて示すという決まりがある^[1]。ねじ部長さを指定した特注品なら、この括弧付きの表示が包装にあるかを受入で確かめられる。

座ぐりの設計で、規格が決めていること・いないこと

JIS B 1001:1985 は、ボルト穴径の等級を、ねじの外径と穴径とのすきまによって 1〜4 級に分け、穴の面取り寸法とざぐり径を付表に示している^[3]。4 級は主として鋳抜き穴に適用するとされている^[3]。付表の備考には、ざぐり面は穴の中心線に対して直角となるようにし、ざぐりの深さは一般に黒皮がとれる程度とする、と書かれている^[3]。また、ある呼び径に対して表のざぐり径より小さいものや大きいものが必要な場合は、なるべく表のざぐり径の系列から数値を選ぶのがよいとされている^[3]。

つまり JIS B 1001 が示しているのは座面を整えるための浅いざぐりの径で、六角穴付きボルトの頭を部品の中に沈めるための深さは、この規格の表には無い。頭を沈める座ぐりは、深さを図面に寸法で書く必要がある。前の表のとおり頭部の高さ k の最大は呼び径と同じ値なので、頭を面から出さないなら、座ぐりの深さは k の最大に、座金を入れるならその厚さを足した値を下回らないように決めることになる。この深さの決め方は規格の要求ではなく設計の判断なので、設計部門の図面の値に従う。ざぐり径は JIS B 1001 の付表の値が頭部の径より大きいので、六角棒レンチやボックスの逃げを含めて足りるかを確かめる。

座ぐりの底に入れる座金については、ばね座金の規格 JIS B 1251 が、皿ばね座金の 2 種（2L・2H）を、六角穴付きボルトなどざぐり穴を用いて締結するねじ部品向けとしている^[6]。座金の選び方は平座金とばね座金の選び方と指定で扱った。

低頭のボルトは、強度区分どおりの性能が出ないことがある

JIS B 1051 は、ボルトと小ねじの頭部の形状によっては頭部のせん断面積がねじの有効断面積より小さくなり、引張りやねじりの要求を満足しないことがあるとし、その例として低頭と皿頭を挙げている^[2]。JIS B 1176 が規定するのは標準の頭の高さの六角穴付きボルトで、頭の低い品物はこの規格の寸法表の外にある。座ぐりを浅くしたくて低頭品を選ぶときは、強度区分の表示があっても、どの試験で何を保証してもらうかを仕入先と確かめる。

発注書の書き方と受入

JIS B 1176 は、製品の呼び方の例として「六角穴付きボルト－JIS B 1176－ISO 4762－M5×20－12.9」を示している^[1]。発注書と品目マスタは、この並びで書く。

1. 規格番号と対応 ISO の番号を入れる
並目ねじなら ISO 4762、細目ねじなら ISO 12474 である^[1]。ISO 番号でねじの種類も確かめられる。

2. 強度区分（ステンレス鋼なら鋼種区分・強度区分）を書く
12.9 を選ぶなら、前の節の注意と、めっきの条件をあわせて書く。

3. 標準と違う形は指定事項として書く
ねじ部長さ、頭部角部の形、表面処理などである。

受入で確かめること

製品の表示は、鋼ボルトなら JIS B 1051 の六角穴付きボルトの表示の規定によるとされている^[1]。JIS B 1051 は、六角穴付きボルトに製造業者識別記号と強度区分の表示記号を、ねじの呼び径 5 mm 以上の全ての強度区分の製品に施すことを求め、表示はできれば頭部の頂面に凹形か凸形で、または側面に凹形で施すとしている^[2]。受入では、頭部の表示と発注書の強度区分を突き合わせる。

包装の外面には、規格番号または規格名称、部品等級、ねじの呼び×呼び長さ、ねじの公差域クラス、強度区分、材料、数量、指定事項、製造業者名またはその略号を表示するとされている。材料の表示は、機械的性質を受渡当事者間の協定で決めた場合に行うもので、JIS B 1051 などを適用した場合は除かれ、その他は省略してもよいとされている^[1]。12.9 なのに包装の公差域クラスが 6g と書かれていれば、どちらかが誤っている。受入検査の手順は JIS B 1091 によるとされている^[1]。

六角穴の寸法 s と e のゲージ検査は JIS B 1016 を参照するよう注で示されている^[1]。六角棒レンチが入りにくい、なめやすいといった現場の声が出たときは、六角穴の寸法を規格のゲージで確かめてもらうと原因を切り分けやすい。受け入れた後に不適合が見つかったときの返品の扱いは受領拒否・返品・やり直しはどこまで許されるかを参照してほしい。

同じシリーズでは、頭の無い六角穴付き止めねじ（JIS B 1177）、全長にねじのある寸切りボルト、組み合わせるフランジナットとロックナットの指定を扱っている。

よくある質問

図面に「CAP M10×40」とだけある

規格番号、強度区分、表面処理が決まっていない。設計部門に、強度区分（8.8・10.9・12.9 のどれか）とステンレス鋼かどうか、表面処理を補ってもらう。既存の機種なら、これまで納入されていた品物の頭部の表示を確かめ、その内容を品目マスタに書き写す。

12.9 の在庫品を 10.9 の代わりに使ってよいか

強度が高ければ代わりになる、とは限らない。ねじの公差域クラスが違い^[1]、めっきするならベーキングの扱いも違う^[4]。規格は 12.9 の使用に注意を求めている^[2]。代用するなら設計部門の判断を得て、変更として記録する。

ステンレス鋼の六角穴付きボルトに替えたい

呼び径 24 mm 以下なら A2-70 などの区分で指定する^[1]。鋼製の 10.9 や 12.9 とは強度の水準が違うので、締結部の強度が足りるかを設計部門に確かめてもらってから切り替える。

まとめ

六角穴付きボルト（JIS B 1176）は、鋼製で呼び径 3〜39 mm なら強度区分 8.8・10.9・12.9 で、12.9 だけねじの公差域クラスが 5g6g になる。12.9 は規格が使用に注意を求めており、電気めっきを付けるなら、一部の亜鉛ニッケルめっきの例外を除いてベーキングの実施が要件になる。短い呼び長さは全ねじで、それより長いものはねじ部の長さが規格の式で決まる。座ぐりの径は JIS B 1001 にあるが、頭を沈める深さは図面で寸法を書く。発注書は規格の呼び方の並びで書き、受入では頭部の強度区分の表示と包装の表示を発注書と突き合わせる。

出典・参考資料

1. JIS B 1176 六角穴付きボルト（JIS 検索の閲覧資料・本体 2014 年版と追補 1）（日本産業標準調査会／2015 年 12 月 21 日改正・2025 年 6 月 20 日確認）
2. JIS B 1051:2014 炭素鋼及び合金鋼製締結用部品の機械的性質－強度区分を規定したボルト，小ねじ及び植込みボルト－並目ねじ及び細目ねじ（JIS 検索の閲覧資料）（日本産業標準調査会／2014 年 9 月 22 日改正・2024 年 10 月 21 日確認）
3. JIS B 1001:1985 ボルト穴径及びざぐり径（JIS 検索の閲覧資料）（日本産業標準調査会／1985 年 3 月 1 日改正・2024 年 10 月 21 日確認）
4. JIS B 1044:2024 締結用部品－電気めっき皮膜システム（JIS 検索の閲覧資料）（日本産業標準調査会／2024 年 2 月 20 日改正）
5. JIS B 1009:2014 締結用部品－おねじ部品－呼び長さ及びねじ部長さ（JIS 検索の閲覧資料）（日本産業標準調査会／2014 年 9 月 22 日改正・2024 年 10 月 21 日確認）
6. JIS B 1251:2018 ばね座金（JIS 検索の閲覧資料）（日本産業標準調査会／2018 年 7 月 20 日改正・2023 年 10 月 20 日確認）

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