軸力の変化

40*40*10の直方体の40*40の面に30*30の貫通穴が開いていて、ちょうど額縁のようになっているSUS材があり、横（40*10の面）からM4のタップ穴（貫通）が切ってあるとします。
このタップ穴に、長さ15ｍｍのＭ４のイモネジ（止めネジ）をつけて額縁内の別の金属体を固定することを考えます。この時イモネジへのトルクを20ｃＮｍとします。
この状態で、外へ飛び出しているイモネジ部分にＭ４のナットを取り付けこれを1Ｎｍで締めた時、ナットをつける前と後では中の金属体にかかる力（＝イモネジの軸力）はどう変化するか（またはしないか）、詳しい方ご教示ください。

質問者からの補足コメント

• 早速のご回答ありがとうございます。
  最後に取り付けるナットのトルクによってイモネジには負の軸力が加わるような気がしていたのですが、お話では正に働くということですね。

    補足日時：2024/02/24 21:33

No.1 回答者： gisahan 回答日時： 2024/02/24 08:41

説明が難しくて理解しにくいですが、ねじ山にかかる力は締め付けトルクに比例します。

・芋ネジが穴の止まりに位置にあってねじ込んであることは部分的に、本体と芋ネジが引き合っていることになるので、芋ネジにも軸力が発生していると思われます。（本体側にはこれに対応する応力が発生している）

またこの時、仮にねじの状態が、有効径の違いなどによってねじ穴部の摩擦のみによって芋ネジが止まって（固定状態に）なっているのならば、全体としての推力は発生しないでしょう。しかし、ネジ山部分だけを考えればお互いに反発しあった力は働いていますが、これは軸力と言えるのかどうか。

・さらに芋ネジに正の応力を発生させるわけですから、本体（金属体）にかかる力は、その分増すと考えられます。＝本体側を座面として接触している状態。