「何を求めるか」を選び、ネジの呼び径と材質(下穴径)、または取り付ける板の厚み(ビスの長さ)を入力してください。係数・倍率は空欄なら一般に用いられる目安(軟木 0.65・硬木 0.75・合板/MDF 0.7、板厚の 2.5 倍、相手材の厚みの 0.67 倍)を使います。
このページでできること
- ネジ・ビスの呼び径(3.3・3.8・4.2・4.5・5.1mm など)と材質(軟木・硬木・合板/MDF)を選ぶと、下穴径の目安と、手持ちのドリル径(0.5mm 刻みなど)で近い径がわかります
- 取り付ける板の厚みを入れると、ビスの長さの目安(板厚の 2〜2.5 倍)、または相手材への食い込みの目安(相手材の厚みの 2/3 程度)から適正なビスの長さと、規格長さ(25・32・38・41・45・51・57・65mm など)で近い長さがわかります
- 相手材の厚みを入れると、そのビスが裏まで貫通しないか(残り何 mm か)を判定します
- 皿頭のビスなら皿もみ(座ぐり)の径、ビスの長さを入れれば下穴の深さの目安も出ます
- 係数・倍率・ドリル径の刻み・規格長さの一覧は変更できるので、メーカーの推奨値や手持ちの工具に合わせられます
この計算は何の役に立つ?
ホームセンターの 1×4 材は厚さ 19mm、2×4 材は 38mm です。19mm の板を 2×4 材に留めるなら、ビスの長さは板厚の 2〜2.5 倍で 38〜47.5mm、規格なら 41mm か 45mm が候補になり、食い込み 22〜26mm に対して相手材 38mm の残りは 12mm 以上あるので貫通しません。
SPF は軟木なので、コーススレッド 3.8mm の下穴は 3.8 × 0.65 ≒ 2.5mm が目安です。真ん中あたりなら下穴なしでも打てますが、板の端から 2〜3cm 以内や木口に打つときは下穴を開けると割れにくくなります。
硬木は密度が高くねじ込む力が大きいので、下穴なしで打つと割れたり、ビスが折れたりします。呼び径 4.2mm なら下穴は 4.2 × 0.75 ≒ 3.2mm、0.5mm 刻みなら 3.0mm か 3.5mm で、端の近くや薄い部材では大きめの 3.5mm を選ぶと安心です。
皿頭のビスは硬木では頭が沈まないので、頭径(8mm 前後)に合わせて皿もみをしてから打ちます。仕上がりの見える家具では、この一手間で頭の浮きや周りの割れがなくなります。
石膏ボード(12.5mm)自体にはビスが効かないので、裏の下地(間柱・柱)に届く長さが必要です。ボード 12.5mm を通して下地に 25mm 以上食い込ませるなら、ビスの長さは 12.5 + 25 = 37.5mm 以上で、規格なら 38mm か 41mm が候補です。
「相手材の厚み」に間柱の厚み(30mm 前後が多い)を入れておけば、長すぎるビスで裏側に突き抜けないかも確かめられます。下地の位置は下地探しで確かめ、手すりのように荷重がかかるものは製品の取り付け説明書の指定ビスを優先してください。
12mm の合板を根太(45mm 角など)に留めるなら、板厚の 2.5 倍で 30mm、規格なら 32mm が目安で、食い込み 20mm に対して根太 45mm なら十分に残ります。合板の下穴は呼び径の 0.7 倍程度で、3.8mm のビスなら 3.8 × 0.7 ≒ 2.7mm、0.5mm 刻みのドリルなら 2.5mm が目安です。
枚数が多い床張りでは、1枚あたりのビスの本数×枚数で必要本数が見積もれます。床材の枚数は「フローリング・床材の必要枚数」で求められます。
9mm の板を 15mm の板に面で重ねて留める場合、板厚の 2.5 倍(22.5mm)だと食い込みは 13.5mm で、相手材 15mm の残りは 1.5mm しかなく、裏面が膨らみます。こういうときは「相手材の厚みの 2/3」で食い込みを 10mm と決め、9 + 10 = 19mm → 規格 20mm(食い込み 11mm・残り 4mm)を選ぶと貫通しません。
薄い板や木口は割れやすいので、細いビス(3.3mm)にして下穴(3.3 × 0.65 ≒ 2.1mm → 2.0mm)を開け、板の端から離して打ちます。
木材以外の材料では、材質と板厚ごとにメーカーがタッピングねじの推奨下穴径の表を公開しており、樹脂なら呼び径の 8〜9 割程度、アルミや鉄板なら板厚によっても変わります。この計算機の「その他(係数を手入力)」に、その表の「推奨下穴径 ÷ 呼び径」を入れると同じ手順で近いドリル径が選べます。
金属は下穴が小さすぎるとねじが折れ、大きすぎるとねじ山が効かないので、木材以上に表の値を守ることが大切です。
「呼び径の 0.65 倍」「板厚の 2.5 倍」「相手材の厚みの 2/3」は、どれも小学校で習う「もとにする量 × 割合」の計算です。ドリル径を 0.5mm 刻みに丸めるのは切り捨て・切り上げ、貫通の判定は引き算の結果が 0 より大きいかどうかの比べ方で、算数がそのまま工作の失敗を減らしてくれる例として使えます。
式と図
用語・記号の解説
記号
| \(d\) | ディー | ネジの呼び径(mm)。diameter(直径)の頭文字です。木ねじ・コーススレッドではねじ山の外径で、「3.8×41」の 3.8 のことです。 |
| \(r\) | アール | 材質の係数(下穴径は呼び径の何倍か)。ratio(比率)の頭文字です。軟木 0.65・硬木 0.75・合板/MDF 0.7 が一般に用いられる目安で、この計算機では変更できます。 |
| \(D\) | ディー(大文字) | 下穴径(mm)。\(D = d \times r\) で求め、手持ちのドリル径の刻み(0.5mm など)で近い径を選びます。 |
| \(t_1\) | ティー・ワン | 取り付ける板の厚み(mm)。thickness(厚み)の頭文字で、添え字の 1 は「ビスの頭側にくる1枚目の板」を表します。 |
| \(t_2\) | ティー・ツー | 相手材の厚み(mm)。添え字の 2 は「ビスの先端が入っていく2枚目の材」を表します。貫通の判定に使います。 |
| \(k\) | ケー | 倍率(ビスの長さは板厚の何倍か)。一般に 2〜2.5 が目安で、この計算機の既定値は 2.5 です。 |
| \(q\) | キュー | 割合(食い込みは相手材の厚みの何倍か)。下穴径の係数 \(r\) と区別するために、この計算機では \(q\) を当てています(決まった由来はありません)。2/3 程度(0.67)が目安です。 |
| \(L\) | エル | ビスの長さ(mm)。length(長さ)の頭文字です。頭の下から先端までの長さで、皿頭のビスは頭の上面から先端までを長さとして表示するのが一般的です。 |
| \(p\) | ピー | 相手材への食い込み(mm)。penetration(貫入)の頭文字です。\(p = L - t_1\) で、この長さのねじ山が相手材をつかみます。 |
| \(m\) | エム | 相手材の残り(mm)。margin(余裕)の頭文字です。\(m = t_2 - p\) で、0 より大きければ貫通しません。 |
| \(\fallingdotseq\) | ほぼ等しい | 「およそ等しい」を表す記号。割り切れない値を小数で丸めて書くときに使います。 |
用語
| 下穴 | したあな | ネジをねじ込む前にドリルで開けておく細い穴。木の割れを防ぎ、ネジをまっすぐ入れやすくし、ねじ込む力も軽くなります。径はねじ山の外径より細く、深さはビスの長さと同じか少し深くします。 |
| 呼び径 | よびけい | ネジの太さを表す数(mm)。木ねじ・コーススレッド・タッピングねじでは、ねじ山の先端どうしの直径(ねじ山の外径)です。パッケージの「3.8×41」は呼び径 3.8mm・長さ 41mm の意味です。 |
| ねじ山の外径 | ねじやまのがいけい | ねじ山の先端どうしを結んだ直径。山径ともいい、木ねじ・コーススレッドの呼び径はこの寸法です。下穴はこれより細くしないと、ねじ山が木をつかめません。 |
| 軸径 | じくけい | ねじ山の谷の部分(軸そのもの)の直径。谷径ともいいます。コーススレッドは軸が細く、呼び径の 65〜70% 程度(呼び径 3.8mm なら 2.5〜2.7mm)で、下穴は軟木ならこの軸径と同じか少し細い径、硬木なら少し太い径が目安です。 |
| 木ねじ | もくねじ | 昔からある木工用のねじ。ねじ山の外径がそのまま呼び径で、先端側だけにねじ山があり、頭の下はねじ山のない軸(首)になっています。真鍮製などは折れやすいので下穴が特に大切です。 |
| コーススレッド | コーススレッド | DIY で最もよく使われる木工用ビス。ねじ山のピッチが粗く(coarse=粗い)、軸が細く、頭が皿形で、電動ドライバーで下穴なしでも柔らかい木にねじ込めます。呼び径×長さ(3.3×25・3.8×41・4.2×65 など)で呼びます。 |
| タッピングねじ | タッピングねじ | 下穴にねじ込みながら自分でねじ山を切っていくねじ。薄い鉄板・樹脂・アルミなどに使い、材質ごとにメーカーが推奨下穴径の表を公開しています。木材以外に使うときはこの計算機の係数ではなく、その表の値を優先してください。 |
| 皿頭 | さらあたま | 頭の裏側が円錐形になっていて、板の面に沈み込む形の頭。コーススレッドの多くが皿頭です。硬い木や薄い板では、頭が沈まずに浮いたり板が割れたりするので、皿もみをしてから打ちます。 |
| 皿もみ | さらもみ | 皿頭のネジの頭が板の面から出ないように、下穴の入口を円錐形に広げること。座ぐりともいいます。径は頭径と同じくらいで、皿取りビット(面取りカッター)や太いドリルの先で軽くもみます。 |
| 軟木 | なんぼく | SPF・杉・桧・パイン・ホワイトウッドなど、密度が低く柔らかい木(主に針葉樹)。ねじが効きやすく割れにくいので、下穴は呼び径の 60〜70% と小さめでよく、細いビスなら下穴なしでも打てることが多いです。 |
| 硬木 | こうぼく | ナラ・タモ・ブナ・ウォールナット・チークなど、密度が高く硬い木(主に広葉樹)。ねじ込む力が大きく割れやすいので、下穴は呼び径の 70〜80% と大きめにし、必ず下穴を開けます。 |
| 合板 | ごうはん | 薄い板(単板)を繊維の向きを交互にして貼り合わせた板。ラワン合板・シナ合板・構造用合板など。層の間で割れることは少ないですが、木口(切り口)にねじ込むと層がはがれやすいので注意します。 |
| MDF | エムディーエフ | 木の繊維を接着剤で板に固めた材料(中密度繊維板)。均質で加工しやすい一方、ねじの保持力は無垢の木より弱く、木口へのビス打ちは割れやすいので、下穴(呼び径の 70% 程度)を開けて打ちます。 |
| 食い込み | くいこみ | ビスの先端側が相手材に入っている長さ。ビスの全長から取り付ける板の厚みを引いた長さで、ここのねじ山が相手材をつかんで保持力を生みます。板厚の 2〜2.5 倍の長さのビスなら、板厚の 1〜1.5 倍が食い込みになります。 |
| 相手材 | あいてざい | ビスの先端が入っていく側の材。下地の柱・間柱・根太、もう一方の板など、取り付ける板を受け止める側です。相手材が薄いと貫通するので、厚みがわかれば入力して判定します。 |
| 貫通 | かんつう | ビスの先端が相手材の裏側まで突き抜けること。見た目やけがの問題に加え、裏面の木が割れてめくれます。相手材の残りが 0 以下なら貫通で、数 mm しか残らないときも裏面が膨らむことがあります。 |
| 保持力 | ほじりょく | ねじ込んだビスが抜けずに材をつかんでいる力。相手材への食い込みの長さ・ねじ山の面積・木の硬さで決まり、木口(切り口)にねじ込んだビスは繊維をつかめないので、側面に打ったときの半分程度しか効かないとされます。 |
| 木口 | こぐち | 木材を繊維と直角に切った切り口(断面)。ここにビスを打つと、ねじ山が繊維の間に入るだけでつかむ力が弱く、割れやすくなります。木口に打つときは細く長いビスを、下穴を開けて、板の端から離して打ちます。 |
| 規格長さ | きかくながさ | 市販のビスに用意されている長さの段階。コーススレッドなら 25・28・32・38・41・45・51・57・65・75・90mm などが一般的で(メーカーによって多少異なります)、目安の長さに近いものを選びます。 |
| 木の割れ | きのわれ | ビスをねじ込む力で木が繊維に沿って裂けること。板の端から近い位置・木口・硬い木・乾燥した木・太いビスで起こりやすく、下穴を開ける・端から離す・細いビスにすることで防ぎます。 |
| 石膏ボード | せっこうボード | 内装の壁・天井に張られている板。石膏を紙で挟んだ材料で、それ自体にはビスがほとんど効かないため、裏の下地(柱・間柱・胴縁)まで届く長さのビスか、ボード用のアンカーを使います。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
つまずいたら、この表の内容に戻って復習するのが近道です。
| 長さの単位(小学2〜3年) |
|
| 小数の掛け算(小学5年) |
|
| 割合と倍(小学5年) |
|
| 概数・切り捨て・切り上げ(小学4年) |
|
| 引き算と大小の比べ方(小学1〜3年) |
|
Excelで計算する方法
| ネジの呼び径 d(mm) | 3.8 |
| 材質の係数 r(軟木0.65・硬木0.75・合板0.7) | 0.65 |
| 下穴径の目安 D(mm) | =B1*B2 |
| 下穴径の目安 D(mm) | 2.47 |
| ドリル径の刻み(mm) | 0.5 |
| 近いドリル径・小さめ(mm) | =FLOOR(B1,B2) |
| 近いドリル径・大きめ(mm) | =CEILING(B1,B2) |
| 取り付ける板の厚み t1(mm) | 19 |
| 倍率 k(2〜2.5) | 2.5 |
| ビスの長さの目安 L(mm) | =B1*B2 |
| 相手材への食い込み p(mm) | =B3-B1 |
| 取り付ける板の厚み t1(mm) | 19 |
| 相手材の厚み t2(mm) | 38 |
| 割合 q(相手材の厚みの何倍か) | 0.67 |
| 相手材への食い込みの目安 p(mm) | =B2*B3 |
| ビスの長さの目安 L(mm) | =B1+B4 |
| 選んだ規格長さ(mm) | 45 |
| 相手材の残り m(mm・0より大きければ貫通しない) | =B2-(B6-B1) |
1つ目の表は呼び径 3.8mm・軟木(係数 0.65)で、B3 が 2.47 になります。2つ目の表はその 2.47 を 0.5mm 刻みに丸めるもので、B3 が 2、B4 が 2.5 になります。「FLOOR」は刻みの倍数への切り捨て、「CEILING」は切り上げです。3つ目の表は板厚 19mm × 2.5 倍で、B3 が 47.5、B4 が 28.5 になります。4つ目の表は板厚 19mm・相手材 38mm・割合 0.67 で、B4 が 25.46、B5 が 44.46、選んだ規格長さ 45mm での残り B7 は 12 になります(0 より大きいので貫通しません)。
「*」は掛け算、「-」は引き算です。材質や板の厚みが違うときは、係数・倍率・厚みの欄を書き換えてください。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| ネジの呼び径 d(mm) | 3.8 |
| 材質の係数 r(軟木0.65・硬木0.75・合板0.7) | 0.65 |
| 下穴径の目安 D(mm) | =B1*B2 |
| 下穴径の目安 D(mm) | 2.47 |
| ドリル径の刻み(mm) | 0.5 |
| 近いドリル径・小さめ(mm) | =FLOOR(B1,B2) |
| 近いドリル径・大きめ(mm) | =CEILING(B1,B2) |
| 取り付ける板の厚み t1(mm) | 19 |
| 倍率 k(2〜2.5) | 2.5 |
| ビスの長さの目安 L(mm) | =B1*B2 |
| 相手材への食い込み p(mm) | =B3-B1 |
| 取り付ける板の厚み t1(mm) | 19 |
| 相手材の厚み t2(mm) | 38 |
| 割合 q(相手材の厚みの何倍か) | 0.67 |
| 相手材への食い込みの目安 p(mm) | =B2*B3 |
| ビスの長さの目安 L(mm) | =B1+B4 |
| 選んだ規格長さ(mm) | 45 |
| 相手材の残り m(mm・0より大きければ貫通しない) | =B2-(B6-B1) |
Pythonで計算する方法
import math
# ---- 下穴径の目安 ----
screw_dia = 3.8 # ネジの呼び径 d(mm)
ratio = 0.65 # 材質の係数 r(軟木0.65・硬木0.75・合板0.7)
drill_step = 0.5 # 手持ちのドリル径の刻み(mm)
pilot_dia = round(screw_dia * ratio, 2)
drill_lower = math.floor(pilot_dia / drill_step) * drill_step
drill_upper = math.ceil(pilot_dia / drill_step) * drill_step
print(f"下穴径の目安: {pilot_dia} mm → ドリル径 {drill_lower} mm か {drill_upper} mm")
# ---- ビスの長さの目安 ----
board_thickness = 19 # 取り付ける板の厚み t1(mm)
mate_thickness = 38 # 相手材の厚み t2(mm)
length_ratio = 2.5 # 倍率 k(板厚の何倍か)
std_lengths = [16, 20, 25, 28, 32, 35, 38, 41, 45, 51, 57, 65, 75, 90, 100, 120]
target_length = board_thickness * length_ratio
penetration = target_length - board_thickness
print(f"ビスの長さの目安: {target_length} mm(食い込み {penetration} mm)")
# 規格長さのうち、目安に近くて相手材を貫通しないもの
usable = [L for L in std_lengths if 0 < L - board_thickness < mate_thickness]
best = min(usable, key=lambda L: abs(L - target_length))
margin = mate_thickness - (best - board_thickness)
print(f"おすすめの規格長さ: {best} mm(相手材の残り {margin} mm → {'貫通しない' if margin > 0 else '貫通する'})")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
D = d × r
D = d \, r
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>D</mi><mo>=</mo><mi>d</mi><mo>⁢</mo><mi>r</mi>
</mrow>
</math>
D = d r
d*r
pilot := d*r; # Maple では D が微分演算子(予約名)なので下穴径は pilot と名付けています
D = d*r; % d は呼び径(mm)、r は材質の係数(軟木0.65・硬木0.75・合板0.7)
D = dr
L = k × t₁, p = L − t₁
L = k\,t_{1},\quad p = L - t_{1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>⁢</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>,</mo>
<mi>p</mi><mo>=</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub>
</mrow>
</math>
L = k t_1, p = L - t_1
{k*t1, k*t1 - t1}
L := k*t1; p := L - t1;
L = k*t1; p = L - t1; % t1 は取り付ける板の厚み(mm)、k は倍率(2〜2.5)
L = kt_1, p = L − t_1
p = q × t₂, L = t₁ + p
p = q\,t_{2},\quad L = t_{1} + p
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>p</mi><mo>=</mo><mi>q</mi><mo>⁢</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub>
<mo>,</mo>
<mi>L</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><mi>p</mi>
</mrow>
</math>
p = q t_2, L = t_1 + p
{q*t2, t1 + q*t2}
p := q*t2; L := t1 + p;
p = q*t2; L = t1 + p; % t2 は相手材の厚み(mm)、q は割合(2/3 程度)
p = qt_2, L = t_1 + p
m = t₂ − p = t₂ − (L − t₁)
m = t_{2} - p = t_{2} - (L - t_{1})
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>m</mi><mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub><mo>-</mo><mi>p</mi>
<mo>=</mo><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub><mo>-</mo>
<mo>(</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo>
</mrow>
</math>
m = t_2 - p = t_2 - (L - t_1)
t2 - (L - t1)
m := t2 - (L - t1);
m = t2 - (L - t1); % m > 0 なら貫通しない
m = t_2 − p = t_2 − (L − t_1)
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは木工・DIYのネジ選びの計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 呼び径 3.8mm のコーススレッドを、厚さ 19mm の SPF 材(軟木)を通して、厚さ 38mm の SPF 材に留めます。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. 下穴径の目安(呼び径 × 0.65)と、0.5mm 刻みのドリルで近い径(切り捨てと切り上げ) 2. ビスの長さの目安(板厚 × 2.5)と、相手材への食い込み(長さ − 板厚) 3. 規格長さ 25・28・32・38・41・45・51・57・65・75・90mm のうち、目安に最も近く、相手材(38mm)を貫通しない長さ 4. その長さのときの相手材の残り(相手材の厚み − 食い込み) 計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
