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エアコンを例にあげると、壁に鉄板を取りつけ、その鉄板にエアコンを引掛けて吊るしていました。
壁は、薄いベニヤではなく、木材だとします。

壁に鉄板を止めるのに使ったものは、小さなネジ数本です。

ねじ山の外径が4mmだとすると、このねじ1本で何キロくらいの重さのものが、吊り下げれるのでしょうか?

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本 重さ」に関するQ&A: 本の重さ

A 回答 (6件)

#1です。


>その鉄板にエアコンを引掛けて吊るしていました

この場合逆に引っ掛けるフックの方に問題が有るかと思います。
ビスは完全に壁(固定物)に密着していれば 先ず引っ張りの力も掛からないでしょうし、横移動の力もほとんどかかりません。
早く言えば ガラス窓に濡れたナイロンがぴったりくっついているような状態なのですから
動く力は全く消されてしまっているのです。

反対に心配するのはその引っ掛けるような装備
溶接 或いは ボルトナットでの固定 は想像ですが・・・
そちらの破断の方が心配です。

何故なら 大きな柱時計でも書きましたが ここには曲がるという力が働くためにです。

鉄板に1トンの力を支える能力が有っても その引っ掛け金具が 曲がる 折れるでは
ご質問の意図からは外れますが、全く論外です。

図で書きましたが参考になれば・・・。

1本のビスが耐える力などは #2 #3 さんが物理的根拠に基づいて記載されていますのでお二人さんにお任せいたします。
「ねじはどれくらいの重さに耐える?」の回答画像4
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

摩擦力で落ちないないようになっているとは夢にも思いませんでした。

質問の仕方が悪かったですが、ねじそのものの強さではなく、木材にねじで止めた場合の木材の強度も考慮したトータルの強度が知りたかったのです。

お礼日時:2013/09/21 12:14

エアコンだと、1本のネジで落ちてはこないです。


5本有れば十分です。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

お礼日時:2013/09/21 12:16

話の過程で重要なファクターが抜けています。


それは、そのねじが木ねじであるのかどうか? でも4mmでは裏壁の木材にくっついている力は
(引張っても抜けない耐力は)さほど大きくはないです。

木材の性質やネジノ種類・長さにも影響しますので、判断資料がないようです。
観念的な話で、下のねじを回転の心にして上のねじにエアコンの自重の半分は引き抜きの力が
かかるとすれば、他の条件はみなさんのご意見を尊重して、かつ、振動や耐久性の安全度を見込めば
10数キログラムくらいではないですか。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

質問の仕方が悪かったですが、おっしゃるように、ねじそのものの強さではなく、木材にねじで止めた場合の木材の強度も考慮したトータルの強度が知りたかったのです。

お礼日時:2013/09/21 12:16

>ねじ山の外径が4mmだとすると、


 それは分かりません。
 エアコンの荷重はビスで支えられているわけではありません。ビスは、単に裏板を壁に密着させているだけで、装置の荷重は壁と板の摩擦で支えられています。
 ビスは、裏板の下端を始点にした梃子を考えると、その位置から装置の重心まで直線を引いて、そこに負荷(作用点)をかけた時に梃子に加わるトルク成分を考えて、それを垂直面まで回転させたときの力がビスにかかる負荷です。それに摩擦を生じさせるための負荷を計算します。

 ビス自体の切断荷重は結構大きくて、4mmのビスを天井にねじ込んで紐をつけてぶら下がると分かると思いますが、100kg程度は支えられると思います。一方、切断荷重はそんなにありませんが、下地が木の場合はハサミで切断するのとは異なりますし、その方向に津からが加わらないように、しっかり締め付けておくことが必要です。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

摩擦力で落ちないないようになっているとは夢にも思いませんでした。

質問の仕方が悪かったですが、ねじそのものの強さではなく、木材にねじで止めた場合の木材の強度も考慮したトータルの強度が知りたかったのです。

お礼日時:2013/09/21 10:19

危険断面」という考え方が一般です。


一番弱い部分がまずやられる。

鉄板にねじ込まれたネジの場合、ねじ山が鉄板に引っかかっている部分が一番断面積が小さいはずですから、そこがひきちぎれるはずです。
大雑把に計算して 鉄板の暑さ1mm ねじ山の断面積 4X4X3/4 -3X3X3/4=3mm平方

鋼鉄は1mm平方でほぼ40kg耐えますから、120kg までだいじょうぶでしょう。これは引っ張りです。
吊り下げる場合は縦に、せん断力(はさみ切り)がかかります。この場合はねじ全部の断面積12mm平方で耐えますが、せん断強さは引っ張りの半分ですから 6mm平方として240Kgまで耐えられます。

1っポンでこれだけ耐えられますから、5本なら 1トン近く耐えられます。鉄はつよいですよ。

壁の木材の方が耐えられなくなるかもしれません。
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良く3本の矢 が たとえられます


小さいネジ数本と1本のネジを比べる事は不可能です

ましてや 鉄板によって壁に密着している場合の強度は、1本で独立している場合と全く意味合いが違ってきます。

大きな柱時計
これさえも打ち込む深さ、出ている長さ等の使い方によっては 4mmのビス1本では釣り下げられれません。
 
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

エアコンの例で、上3本、下2本だとどれくらいの重さに絶えられますか?

お礼日時:2013/09/18 09:36

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ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
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Aベストアンサー

ざっと考えて見ましょうか。
まず、必要な耐荷重ですけど、40kgを載せるのであればその2倍の80kgは欲しいです。(安全率2)
次に棚板のようなものは破壊してしまう強度よりもたわむ量が問題になることが多いので、たわみ量で考えます。
いま、Lだけ離れた2つの支点に支えられた板(厚みh,幅b)の中心にWの荷重を掛けた場合のたわみ量yは、

y=W×(L^3)/(4E×b×h^3)

です。Eはヤング率でパインだと大体E=75000kgf/cm^2なので、1x4材で考えると、h=1.9cm、b=9cm、L=180cm、W=80kgfと入れると、y=25cm...折れてますね。
仮にL=100cmとしましょうか。それでも4.3cmだからNGですね。
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故にスパンL=100cm程度を前提に考えると(テレビの通常のサイズからスパンを仮定)、1x4では役不足という結論になります。ちなみに厚みhは3乗でききますから、2x4にすると、一本でも5.4mm、10本ならば0.5mmとまともな範囲になります。

上記はあくまでラフな計算上ということで。でも覚えておくと使えますよ。

ただご質問ではテレビ台ですから背面からの支えがあるので、上記よりはるかに強度が出ますから1x4でもいけるかもしれません。(やり方による)

ざっと考えて見ましょうか。
まず、必要な耐荷重ですけど、40kgを載せるのであればその2倍の80kgは欲しいです。(安全率2)
次に棚板のようなものは破壊してしまう強度よりもたわむ量が問題になることが多いので、たわみ量で考えます。
いま、Lだけ離れた2つの支点に支えられた板(厚みh,幅b)の中心にWの荷重を掛けた場合のたわみ量yは、

y=W×(L^3)/(4E×b×h^3)

です。Eはヤング率でパインだと大体E=75000kgf/cm^2なので、1x4材で考えると、h=1...続きを読む

Q鉄とステンレスではどちらの方が強度が高いのでしょうか?

鉄とステンレスではどちらの方が強度が高いのでしょうか?

今乗っている古いバイクに使用されている、いたるところのボルトやネジがサビたり劣化しており、少しの力でねじ切れてしまったりと困っています。

そこでネジやボルト等を全てホームセンター等で売っているステンレスの物に変えようかなと思っているのですが、強度がもし鉄の方があるのであればサビは仕方ないものとして、鉄製のネジ・ボルトの方がいいかなとも思っています。

そもそもなぜ鉄製のネジ・ボルトが使われているのでしょうか?やっぱり鉄の方が強度が高いからですか?

Aベストアンサー

鉄とステンレスというようなシンプルな分け方が出来るものではないのですが
ホームセンターで販売しているような軟鋼のネジとステンレスのネジ、どちらが強度があるかは一概にはいえないです(錆びないのはステンですが)。

鋼も炭素含有量や熱処理によって様々な物性を示します。JIS規格のボルト用鋼材でも強度的に倍半分の関係になる場合もあります。、
http://www.yds-hp.co.jp/kisotishiki.htm

ステンレス鋼にもいろいろな種類があります。
http://www.megaegg.ne.jp/~o-isi/tokusei-teire.htm

基本的には当初付いていた材質のネジを使うに越したことはありません。これらのネジは耐久性、強度、コストのバランスを取ったもので、部位に割っては消耗品に近い考えのものもあります。

少なくとも、指定トルクがあって、トルクレンチで締めるような箇所であれば、最初についていた材質のネジを使わないと重大なトラブルの元になる危険があります。

Q軽天+石膏ボードにビスを打つときの制限重量

天井スピーカーをブラケットと共に軽天にビスで固定しようと思います。
石膏ボードの厚さは12mmぐらいだと思います。
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だいたい何kgぐらいを目安とすればいいでしょうか?
今はブラケット込みで2.5kg、または4.2kgの組み合わせ候補があります。

石膏ボードに先で分かれるアンカーと比べれば、
軽天に止めるのと、どちらのほうがどれくらい強度がありますでしょうか?

あと参考までに軽天ビスの太さについてアドバイスをください。
M4・M5ぐらいあれば大丈夫でしょうか?

Aベストアンサー

すみませんが、軽天の実際の施工状況見た事ありますか?

通常、軽天といえば、
C型鋼にMの形したシングルバー・ダブルバーをクリップで固定・支持しますよね。
質問では、シングルバー・ダブルバーにビスで止めようとしているのですよね。

結論:軽天ビス1個でぶら下がれますよ!
でも、それだと怖いしね。

問題点:・・・ブラケットに4点で固定?
それだとシングルバー・ダブルバーの間隔が多分今のままでは広すぎると
思うのです。(もしブラケットのビス間隔が455mmとかであればいいのだが
そんなに広くはないと思う。)

で、ブラケットのビス穴ピッチになるようにシングルバーを長さ1mあたりを
1本入れてしまうのがいいと思うのですが、
この質問するくらいだから、シングルバー1本追加の施工は出来ないと思います。
(クリップも脚立も必要になる)(点検口ありますか?)

長期間に渡って確実な固定をするならば、電気工事屋に頼んで下さい。

また、「先でわかれるアンカー」
ここでもシロウト風・・・
で、結論。石膏ボードにアンカーと軽天ビスは10倍くらいの違いがあるね。

(私なら)
天井吊下げスピーカで、BOSE101/161だとアンカー4点留めならOKかも。
同じく、BOSE802なら軽天ビスでも、OUTかな。ボルト吊りですね。
同じく、BOSE301なら軽天ビス4本でOKかな。
(ちなみに俺、電気工事屋です)

すみませんが、軽天の実際の施工状況見た事ありますか?

通常、軽天といえば、
C型鋼にMの形したシングルバー・ダブルバーをクリップで固定・支持しますよね。
質問では、シングルバー・ダブルバーにビスで止めようとしているのですよね。

結論:軽天ビス1個でぶら下がれますよ!
でも、それだと怖いしね。

問題点:・・・ブラケットに4点で固定?
それだとシングルバー・ダブルバーの間隔が多分今のままでは広すぎると
思うのです。(もしブラケットのビス間隔が455mmとかであればいいのだが
そんなに広...続きを読む

Qコンパネt12mmと構造用合板t12mmどっちが強度がありますか

 日曜大工で物置を作っています。コンパネは白くてきれいですが、構造用合板

 のほうが安いんです。このカテゴリー 金属関係と屋根関係については、

 回答者になれるんですが、木工は良く解らないので、ご指導よろしくおねがいします。

 

Aベストアンサー

構造用合板には強度の区分がありますが、コンパネは表面の粗さの規定しかありません。
よって強度は構造用合板の方が安定していると申し上げられます。
参考までに、
構造用合板1級では、曲げ、圧縮強度、曲げヤング係数が規定されています。
針葉樹が多い2級では曲げヤング係数だけが規定されています。
枠組み壁工法では壁倍率によって使い分けられています。

コンパネは完全耐水合板とも呼ばれるように湿潤状態に強く出来ています。
しかし構造用合板はコンパネと同等(1類)もしくはワンランク上(特類)の耐水性能を有しています。
これは主に接着剤の分類から来る特性です。
詳しくは検索サイトから情報収集してください。

ただし、建築対象が『物置』ならばどちらでも大差はありません。
板表面のきれいさを取るなら「コンパネ」、コストと強度を取るなら「構造用合板」と考えてください。
ちなみに、私が営業で物置を作る場合の材料の選択要素は「安い方」です。
オマケですが、両者は微妙に大きさが違うことはご存知ですね。
コンパネは1800×900、構造用合板は1820×910です。

構造用合板には強度の区分がありますが、コンパネは表面の粗さの規定しかありません。
よって強度は構造用合板の方が安定していると申し上げられます。
参考までに、
構造用合板1級では、曲げ、圧縮強度、曲げヤング係数が規定されています。
針葉樹が多い2級では曲げヤング係数だけが規定されています。
枠組み壁工法では壁倍率によって使い分けられています。

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Q2×4同士を結合するには?

ホームセンターなどで「2×4」という木材が売られていますが、あれは何の樹なんでしょうか?

それはさておき、この木材同士を結合する場合、どうするのが一番綺麗に結合できますか?

以前10cm?くらいの長さのネジで固定しようとしたらネジをねじ込む度に木材にヒビが入りどんどん広がってしまいました。
これを改善するには電工ドリルで穴を開けてからネジをねじ込むのがいいのでしょうか?

もしそうならどのくらいの太さのネジ穴を開けるのがいいのでしょうか?
あと穴の深さもどのくらいがいいのでしょうか?10cmなら9cmくらいの穴でしょうか?

それから接合部はボンド(強力接着剤?)を塗って乾燥させてからの方がいいのでしょうか?

Aベストアンサー

>ホームセンターなどで「2×4」という木材が売られていますが、あれは何の樹なんでしょうか?

現在、2×材で最も多く使われている樹種は、「SPF(エスピーエフ)」と呼ばれるものです。
スプルース(Spruce、米トウヒ)、パイン(Pine、マツ類)、ファー(Fir、モミ類)などの常緑針葉樹の総称で、いずれも成長が早く加工がしやすいことから、建築材である2×4材に適しているとして昔から使われてきました。主産地はカナダ、アメリカ。

また、 「ホワイトウッド」と呼ばれる北欧・スウェーデン産のものもあります。

ということで、特定の木ではないんです。

>以前10cm?くらいの長さのネジで固定しようとしたらネジをねじ込む度に木材にヒビが入りどんどん広がってしまいました。
これを改善するには電工ドリルで穴を開けてからネジをねじ込むのがいいのでしょうか?

その時、どんなビスを使ったか分からないのですが、今は、細ビス(スリムビス)というのがあって、割れにくくなっています。 それでも、固い木の場合は、ビスの太さ(この大きさは、メーカーが表示してあるサイズ 例 3.9 × 90)マイナス1ミリ位の下穴をあけると、まず割れないです。 ネジを実際に測るなら、ネジ山を切ってないところの太さマイナス0.2から0.3位かな。(経験的に)

> あと穴の深さもどのくらいがいいのでしょうか?10cmなら9cmくらいの穴でしょうか?

本当に固い木の場合は、ビスの長さより少し深くです。 しかし、2×4材なら、そこまで必要ないです。 

>10cmなら9cmくらいの穴でしょうか?

これだけあければ、十分すぎると思います。

>それから接合部はボンド(強力接着剤?)を塗って乾燥させてからの方がいいのでしょうか?

私なら、そうします。 下穴をあけるにしても、ビスを打つにしても、木がずれず、簡単だと思います。 ボンドですが、速乾性の木工ボンドでいいのではないでしょうか? 十分だと思います。 質問者様が、どれほどの強度を欲しいかにもよるでしょうが・・。

以上、経験的に書きましたが、参考まで。

>ホームセンターなどで「2×4」という木材が売られていますが、あれは何の樹なんでしょうか?

現在、2×材で最も多く使われている樹種は、「SPF(エスピーエフ)」と呼ばれるものです。
スプルース(Spruce、米トウヒ)、パイン(Pine、マツ類)、ファー(Fir、モミ類)などの常緑針葉樹の総称で、いずれも成長が早く加工がしやすいことから、建築材である2×4材に適しているとして昔から使われてきました。主産地はカナダ、アメリカ。

また、 「ホワイトウッド」と呼ばれる北欧・スウェーデン産のものもあ...続きを読む

Q木ネジと下穴の直径

木製の椅子の接合部が外れてバラバラになってしまったので、木ねじ(軽天ビス・ラッパビス?)で補強しようとしています。
ためしに電動ドリルで下穴を開けて自宅に余っていた木ねじを入れてみたのですが、下穴の直径が小さいせいか、途中で電動ドライバーがウンウン唸って進まなくなってしまいました。

簡単な電動工具なのでドリルの直径は2mmと3mmしかなく、3mmの方で穴をあけました。
(ねじは余り物を適当に使ったので直径が良く分かりませんが、メジャーで計ってみたところ4mm程度?に見えました。)

この場合、木ねじを買うとして、ねじの直径はドリルと同じ3mmが適切でしょうか。
あるいは3mmよりも若干太めor細めが良いのでしょうか。

ちょっと調べたところ、ねじの直径には外径と内径があると知ったのですが、通常販売されているねじの直径は外径で書いてあるのでしょうか。(私がたまたま見た通販サイトは外径で書いてありました。)
あるいは販売元によってバラバラなのでしょうか。

ねじの長さは3cm~3.5cmくらいです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

勘違いされているのかもしれませんが、いわゆる「木ネジ」と軽天ビスは別物です。
それどころか。ラッパビスやらコーススレッド・スリムビスなど木材相手に使うビスは
沢山ありますが、「木ネジ」はあくまで「木ネジ」であって、やはりこれらとは別物です。

木ネジとは全長のうち、ネジの付いた部分の芯がテーパー形状で、
ネジの切れていない部分がネジの刃の外形とほぼ等しく、木材にねじ込んだ時、
最後に木材に圧縮力(正しくは拡張ですが)を与えるような形状になっています。

板を取り付けるような作業の時、半ネジになっていることで下地に板を引き寄せることができます。
全ネジ形状では、最後に引き寄せの力がかからないことは理解できるでしょう。
また、コーススレッド系のビスに比べ軸部が太いので、締付け力、せん断耐力とも高いです。

椅子などにコーススレッド系のものが使われることはまずありません。

下穴系は特に決まったものはなく、木材のサイズ、硬さとビスを打つ位置
(つまり割れやすさ)でご自信が決めるべきものです。
ネジの効きが弱くていいなら、太目の下穴をあければ良いのですが、当然耐力は下がります。

椅子の接合部ということなので、想像できるのは・・・
木ダボを使用し、接着により組み立てられていたのではないですか?
そこで使用する木ネジとなると4.7とか5.1は最低でも必要に思います。
もっと太い6.3とかでもいいかもしれません。
ダボ組してあるならビスを何本も使える場所はないと思います。
ダボ部には再び接着剤を塗り打ち込み、材料のもっとも有利な位置に十分太さのある木ネジを
使うべきだと思います。
手前側に来る椅子の材(脚か横木かわかりませんが)には「木ネジ」のネジの無い部分の
軸部直径と同径、もしくはわずかに大きい孔をあけ、
先の(奥側になる)材には「木ネジ」のネジ部分(軸はテーパー形状ですから)の1/2位置の
芯径より細い穴を下穴として開けます。
木材がかなり硬い材質なら、「木ネジ」の皿が収まる皿状の面取りも必要になります。

併用する接着剤は充填性と接着強度の点でエポキシが良いとは思いますが、
まあ、何でもいいでしょう。
古い接着剤、塗膜が残っている場合は、できる範囲で除去しておきましょう。

勘違いされているのかもしれませんが、いわゆる「木ネジ」と軽天ビスは別物です。
それどころか。ラッパビスやらコーススレッド・スリムビスなど木材相手に使うビスは
沢山ありますが、「木ネジ」はあくまで「木ネジ」であって、やはりこれらとは別物です。

木ネジとは全長のうち、ネジの付いた部分の芯がテーパー形状で、
ネジの切れていない部分がネジの刃の外形とほぼ等しく、木材にねじ込んだ時、
最後に木材に圧縮力(正しくは拡張ですが)を与えるような形状になっています。

板を取り付けるような作業の...続きを読む


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