送りねじ（パワースクリュー）の効率シミュレーター

ジャッキ・昇降装置：自動車のパンタグラフジャッキ、ねじ式ボトルジャッキ、舞台や撮影機材のリフトなどは、送りねじの最も典型的な用途です。これらは荷重を持ち上げたまま長時間保持する必要があるため、セルフロックが必須です。リード角を摩擦角より小さく抑え、効率の低さは「人が回しても重くない」範囲でハンドル長さやギヤ比で吸収します。

万力・クランプ・プレス：機械工作の万力、Cクランプ、卓上の手回しプレスは、送りねじが小さな手トルクを巨大な締付け力に変える典型です。締めた状態が振動でゆるまないこともセルフロックのおかげです。台形ねじ（メートル台形ねじ）が広く使われ、角ねじに近い高い効率と十分な強度を両立します。

工作機械・リニアアクチュエータ：旋盤やフライス盤のテーブル送り、3DプリンタのZ軸、各種電動アクチュエータでも送りねじが使われます。位置決め精度や送り速度が重要な用途では、効率90%以上のボールねじに置き換え、保持はモーターのブレーキで別に担保する設計が一般的です。すべりねじとボールねじの使い分けは、効率とセルフロックの優先順位で決まります。

設計検討・教育：機械要素設計の演習では、送りねじは「斜面とくさび」「摩擦」「効率」の概念を一度に学べる題材としてよく登場します。本ツールのようにリード角・摩擦角・効率・セルフロックの関係を可視化すると、なぜ効率とセルフロックが両立しないのかを直感的に理解できます。詳細設計ではねじ山の面圧（ベアリング応力）やせん断強度の検討も併用します。

まず多いのが、「効率が悪い＝設計が悪い」という誤解です。送りねじの効率が20〜40%しかないのは設計ミスではなく、セルフロックという安全機能と引き換えに得られている特性です。効率を上げようとリード角を大きくしすぎると、ジャッキが荷重で勝手に逆転して落下する危険が生じます。用途が「保持の安全」を求めているなら、低効率はむしろ正しい設計です。効率の数字だけを見て判断せず、その用途にセルフロックが必要かどうかを先に決めてください。

次に、「摩擦係数を1つの固定値だと思い込む」こと。本ツールの摩擦係数は給油された鋼どうしの代表値ですが、実際の µ は潤滑状態、表面粗さ、材料の組み合わせ（鋼とブロンズなど）、荷重、運転温度、すべり速度で大きく変わります。とくに始動時（静摩擦）は運転時（動摩擦）より µ が大きく、リード角が摩擦角ぎりぎりの設計では、運転中はオーバーホールしないのに止まると保持できる、といった挙動の差が出ます。安全側に摩擦係数を見積もるか、リード角に余裕を持たせてください。

最後に、「角ねじモデルがそのまま台形ねじや三角ねじに当てはまる」という誤解です。本ツールは角ねじ（スクエアスレッド）を前提にしています。台形ねじや三角ねじでは、ねじ山に「フランク角」があるため、面に垂直な力が増えて実効的な摩擦が大きくなります。実務では摩擦係数 µ をフランク角で割り増した「相当摩擦係数」µ/cos(フランク角の半分) を使って同じ式を適用します。本ツールの結果は角ねじの理想値であり、台形ねじでは引上げトルクがやや大きく、効率がやや低めに出る点に注意してください。