ねじの締め付けトルク（軸力との関係）
ねじを回して締め付けた際に発生する締付け力 （軸力） について説明します。
ねじを回して締め付けるときに回転方向に回す力を 「締め付けトルク」 といいます。
F ： 加える力
L ： ボルトの回転中心から力をかける点までの距離
締め付けトルクは、「加える力：F1」に 「ボルトの回転中心から力をかける点までの距離：L 」 をかけた値となります。
締め付けトルク T = F × L [N・m]
単位は 力 × 距離 なので [N・m] となります。
トルクの単位は従来の重力単位系である kgf・cm から SI単位系である N･m に変更されています、SI単位系から重力単位系に換算する場合下記で計算します。
1 [N・m] ＝10.2 [kgf・cm]
ねじを締め付ける時は、締付けトルクで管理することになります。締め付けトルクが小さ過ぎるとねじがゆるみ、締め付けトルクが大きすぎるとねじが破損危険性が出てくるからです。そこで標準的な締付けトルクとして、「T系列」 という規定があります。
表1.T系列 締め付けトルク表
ねじの呼び径 |
T系列[N・m] |
0.5系列[N・m] |
1.8系列[N・m] |
2.4系列[N・m] |
|---|---|---|---|---|
| M1 | 0.0195 |
0.0098 |
0.035 |
0.047 |
| （M1.1） | 0.027 |
0.0135 |
0.049 |
0.065 |
| M1.2 | 0.037 |
0.0185 |
0.066 |
0.088 |
| （M1.4） | 0.058 |
0.029 |
0.104 |
0.14 |
| M1.6 | 0.086 |
0.043 |
0.156 |
0.206 |
| （M1.8） | 0.128 |
0.064 |
0.23 |
0.305 |
| M2 | 0.176 |
0.088 |
0.315 |
0.42 |
| （M2.2） | 0.23 |
0.116 |
0.41 |
0.55 |
| M2.5 | 0.36 |
0.18 |
0.65 |
0.86 |
| M3 | 0.63 |
0.315 |
1.14 |
1.5 |
| （M3.5） | 1 |
0.5 |
1.8 |
2.4 |
| M4 | 1.5 |
0.75 |
2.7 |
3.6 |
| （M4.5） | 2.15 |
1.08 |
3.9 |
5.2 |
| M5 | 3 |
1.5 |
5.4 |
7.2 |
| M6 | 5.2 |
2.6 |
9.2 |
12.2 |
| （M7） | 8.4 |
4.2 |
15 |
20 |
| M8 | 12.5 |
6.2 |
22 |
29.5 |
| M10 | 24.5 |
12.2 |
44 |
59 |
| M12 | 42 |
21 |
76 |
100 |
| （M14） | 68 |
34 |
120 |
166 |
| M16 | 106 |
53 |
190 |
255 |
| （M18） | 146 |
73 |
270 |
350 |
| M20 | 204 |
102 |
370 |
490 |
| （M22） | 282 |
140 |
500 |
670 |
| M24 | 360 |
180 |
650 |
860 |
| （M27） | 520 |
260 |
940 |
1240 |
| M30 | 700 |
350 |
1260 |
1700 |
| （M33） | 960 |
480 |
1750 |
2300 |
| M36 | 1240 |
620 |
2250 |
3000 |
| （M39） | 1600 |
800 |
2900 |
3800 |
| M42 | 2000 |
1000 |
3600 |
4800 |
| （M45） | 2500 |
1260 |
4500 |
6000 |
| M48 | 2950 |
1500 |
5300 |
7000 |
| （M52） | 3800 |
1900 |
6800 |
9200 |
| M56 | 4800 |
2400 |
8600 |
11600 |
| （M60） | 5900 |
2950 |
10600 |
14000 |
| M64 | 7200 |
3600 |
13000 |
17500 |
| （M68） | 8800 |
4400 |
16000 |
21000 |
用途 |
一般 |
電子部品 |
車両・エンジン |
建設 |
ボルトの材質や用途によってトルクが規定されています。例えば、自動車の場合、1.8系列の締め付けトルクで固定します。ねじのサイズによってトルクの値が変わります。大きなねじ程、大きな締め付けトルクが必要となります。
これは締付けトルクと締付け力（軸力）の関係から理解できます。
締め付けトルクと締付け力（軸力）の関係
締め付けトルク と 締付け力（ 以下軸力とする ） は以下の関係式で求めることができます。
T = kdF
T ：締め付けトルク N・m
F ：軸力 N
d ：ネジの呼び径 m
k ：トルク係数
実際に締め付けた時に加わる軸力は、ネジの座面の表面粗さやネジのピッチなどによって変わってきます。これらの要素を考慮したのがトルク係数です。
トルク係数（k）は一定ではなく、 0.15 から 0.2 が一般的な値です。
例えば、M10ボルトで1.8系列の用途における締付けトルクは表１より 44[N・m] です。
T = kdF
より
k = 0.2 と設定した場合の軸力は
F = T／kd = 44 [N・m]／0.2×0.01[m] = 22,000 [N]
M10のボルトをトルク44[N・m] で締め付けた際に発生する軸力は22,000[N]となります。
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