古代から現代までのねじの深い歴史と技術

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ねじは、2 つ以上の物体を結合または取り付けるものです。衣類、車、住宅にいたるまで私たちの日常生活に浸透しています。私たちが着ている服から、私たちが運転する車、そして私たちが住んでいる建物に至るまで。では、ねじがどのようにして生まれたのか考えたことはありますか?

古代の人たちはどのようにして物を固定したのでしょうか?ねじが何世紀にもわたってどのように発展したのでしょうか?最新のテクノロジーでねじはどのように機能するのでしょうか?

このブログでは、古代から現代のテクノロジーに至るまで、ねじの興味深い歴史を一緒に探っていきます。

ファスナーの起源

初期の留め具の形状は、動物の筋、骨、とげ、植物の繊維など、非常にシンプルで自然なものでした。人々はこれらの素材を使って、物を結んだり、縫ったり、織ったりしました。例えば、古代エジプト人はリネン糸を使って布や革を縫い合わせ、古代中国人は絹糸を使って上質な布地や刺繍を作り、古代ローマ人は動物の腸を使って外科用縫合糸を作りました。

最初の金属製留め具はおそらくピン、リベット（鋲や釘）でした。これらの留め具は、金属をハンマーで叩いて形作り、接合する対象物に突き刺すことによって作られます。恐らく知られている最古の金属釘は紀元前 3,500 年頃、エジプトとメソポタミアで発見されています。金属ピンやリベット（鋲や釘）は、ギリシャ人やペルシャ人などの古代文明でも、宝石、鎧、武器などのさまざまな目的で使用されていました。

下の写真は中世の鎧で、鎧の留め具としてピンとリベット（鋲と釘）が使用されていました。

ねじの発明

ねじは歴史上最も重要かつ多用途（万能/多目的）な締結具のひとつです。これは、円筒形のシャフトにらせん状のねじ山があり、別のオブジェクトの対応するねじ山にねじ込むことができるタイプの留め具です。ねじは、2 つのオブジェクトの間に強力で安定した接続を作成したり、オブジェクトの距離や位置を調整したりできます。

ねじ山は紀元前 400 年頃にギリシャの哲学者で数学者であるタレントムのアルキタスによって発明されたと考えられています。彼は、ねじの原理を利用して、水を低いレベルから高いレベルに持ち上げることができる、ねじポンプまたはアルキメデスのねじとして知られる装置を作成しました。スクリューポンプは後に、同じくギリシャの数学者で技術者のアルキメデスによって改良され、灌漑と排水の目的で使用されました。

ねじ山は、スクリュープレスやスクリュープロペラなどの他の装置にも適用されました。スクリュープレスは、オリーブオイル、ワイン、紙パルプなどの固体から液体を抽出するために使用され、スクリュープロペラは、回転運動を推力に変換することで、水中でボートや船を推進するために使用されました。

しかし、留め具としてのねじが一般的になったのは、金属製のねじとナットが金属部品を結合するために初めて使用された 15 世紀になってからです。最初の金属製のねじやナットは手作りであったため、形状やサイズが不規則でした。物体にねじを打ち込んだり、物体からねじを外したりするための工具であるドライバーもこの頃に発明されました。

産業革命とその先へ

18 世紀から 19 世紀にかけて起こった産業革命は、技術的および社会的変化が急速に起こり、世界を一変させました。同時にねじをより効率的かつ効果的に製造、使用するための新しい機械や方法が発明されたため、ファスナーの開発にも大きな影響を与えました。

プラスねじドライブの簡単な歴史については、以前のブログを参照してください。フィリップスドライバーとJIS規格のドライバーの違いとは何か？

最も重要な革新の 1 つはファスナーの標準化です。これは、同じタイプとサイズのファスナーは同じ寸法と仕様を持つことを意味します。これにより、ファスナーの製造、流通、交換がより簡単かつ安価になりました。ファスナーの最初の規格は、19 世紀初頭に英国規格ホイットワース (BSW)、米国国家規格 (ANSI)、国際標準化機構 (ISO) などのさまざまな国内および国際機関によって確立されました。

もう 1 つの重要な技術革新は、新しいタイプと材料のファスナーの導入であり、これによりファスナーの用途の範囲と範囲が拡大しました。新しいタイプの留め具には、ボルト、ネジ、ナット、ワッシャー、リベット、ピン、クリップ、ステープル、フック、ジッパーなどがありました。留め具の新素材としては、ステンレス、真鍮、銅、アルミニウム、チタン、プラスチックなどが挙げられます。

フィリップドライバーとその歴史については以前に執筆したブログをご一読ください。

最新テクノロジーのねじ

ねじは、航空宇宙、自動車、建設、エレクトロニクス、医療、軍事など、ほぼすべての産業や分野で使用されており、現代のテクノロジーにおいて重要な役割を果たし続けています。ねじは、変化の絶えない現代のテクノロジーからの要求と課題に対応するために、常に改良され、革新されています。

ねじの現在のトレンドと発展には次のようなものがあります。

• スマートねじ: 温度、圧力、振動などの外部刺激を感知、通信、または応答できるねじで、スマートねじは、フィードバック、監視、制御機能を提供することで、締結システムのパフォーマンス、安全性、信頼性を向上させることができます。

たとえば、STI の SmartBolt には、色付きの視覚的な張力インジケーターが組み込まれており、ユーザーはボルトが緩んでいるか締まっているかを一目で知ることができます。

• 軽量ねじ: 重量対強度が低いねじであり、丈夫で軽いことを意味します。軽量ねじは、車両、航空機、ドローンなどの締結システムの全体重量と燃料消費量を削減するだけでなく、速度、機敏性、効率を向上させることができます。
例えば、プラスチック、チタン、アルミニウムのねじなどです。

• 環境に優しい非ねじ対応のねじ: 環境への影響が少ないねじです。つまり再生可能、リサイクル可能、または生分解性の素材で作られていて、製造または操作に使用するエネルギーや資源を抑えることができます。環境に優しいねじは、ねじシステムの二酸化炭素排出量と廃棄物の発生を削減し、人々と地球の健康と福祉を保護します。
例えば、さまざまな包装会社の再生可能ジッパー、布タグ、プラスチックステープルなど

結論

ねじは、2 つ以上の物体を機械的に結合または取り付けるシンプルな役割の装置です。古代から現代のテクノロジーに至るまで、それらには長く魅力的な歴史があります。ねじは、動物の腱や植物繊維などのシンプルな天然素材から、スマートファスナーや軽量ファスナーなどの複雑で洗練されたデバイスへと進化してきました。留め具も釘やねじ、ジッパーやクリップまで種類や用途も多様化しています。

私たちの日常生活に欠かせないねじ。非常に小さなものですが世界の縁の下の力持ちであり、世界の産業に大きな影響を与えています。