「トルク仕様」の背後に、単一の数値はありません。正しい値は、ファスナーの直径、ねじピッチ、グレード、潤滑状態、そして何にねじ込むかによって決まります。実際に必要なのは、その特定の接合部に対するメーカーの仕様か、それがない場合は、ボルトグレード別の一般的なトルク表を、正しく適用したものです。ここに、その表と、誤用を防ぐためのルールを示します。
標準ボルト締付トルク表(SAEグレード2/5/8、乾燥時と潤滑時)
値の単位はft-lbs。「乾燥時」は、清潔で潤滑していないねじ山を意味し、「潤滑時」は、油、焼き付き防止剤、またはねじロック剤を付けたねじ山を意味します。
| サイズ | グレード2(乾燥時/潤滑時) | グレード5(乾燥時/潤滑時) | グレード8(乾燥時/潤滑時) |
|---|---|---|---|
| 1/4″-20 | 6 / 5 | 8 / 6 | 12 / 9 |
| 5/16″-18 | 11 / 9 | 17 / 13 | 22 / 17 |
| 3/8″-16 | 20 / 15 | 30 / 23 | 40 / 30 |
| 7/16″-14 | 30 / 25 | 50 / 37 | 65 / 50 |
| 1/2″-13 | 45 / 35 | 75 / 55 | 100 / 75 |
| 9/16″-12 | 65 / 50 | 110 / 80 | 145 / 110 |
| 5/8″-11 | 90 / 70 | 150 / 110 | 210 / 155 |
| 3/4″-10 | 150 / 120 | 270 / 200 | 375 / 280 |
| 7/8″-9 | 225 / 180 | 400 / 300 | 550 / 410 |
| 1″-8 | 340 / 270 | 600 / 450 | 830 / 620 |
これらは一般的な指針です。メーカーの仕様がある場合は、必ずそれを使ってください。機器メーカーは、その特定の接合部の設計に基づいて、この表とは異なる値を指定することがよくあります。
「乾燥時」か「潤滑時」かの確認が省けない理由
加えたトルクの約50%は、ねじ山の摩擦に打ち勝つために使われ、40%はボルト頭の下の摩擦に打ち勝つために使われ、実際にボルトを伸ばして締付力を生み出すのは、わずか10%です。潤滑によってその摩擦が減るため、トルクのより多くが締付力に変わり、したがって、潤滑したねじ山に、乾燥時のトルク値を使うと、ボルトに過負荷がかかります。
| 潤滑剤 | トルクの低減 |
|---|---|
| エンジンオイル | ~25% |
| 焼き付き防止剤 | ~25–30% |
| ねじロック剤(Loctite) | ~10–15% |
| モリブデン系ペースト | ~30–40% |
これを見落とすと、レンチが「正しい」値を示していても、ボルトに25〜40%の過負荷をかけることになり、これは、ファスナーの遅れ破壊の、一般的で、気づきにくい原因です。
特殊な材料に対する調整
- ステンレス鋼 — 炭素鋼よりもねじ山の摩擦が大きいため、トルク値を20〜25%下げるか、焼き付き(ねじ山の固着)を防ぐために焼き付き防止剤を使います。
- アルミ部品 — ねじ山が鋼よりも柔らかいため、ねじ山のなめを避けるために、トルクを大きく、多くの場合、鋼の値の50〜75%に下げます。
- プラスチックまたは複合材料 — つぶれを防ぐために、非常に低いトルク(多くの場合、わずか5〜15 ft-lbs)を使います。メーカーの仕様に厳密に従ってください。これらの材料には、信頼できる一般的な表がありません。
工具と方法
トルクレンチの種類:
- クリック式 — 最も一般的で、目標トルクでカチッと鳴ります。正確で手頃な価格です。
- ビーム式 — 目盛りでトルクを読み取り、校正は不要です。
- デジタル式 — 電子表示で、非常に正確です。
- プリセット式 — 1つの値に固定されており、繰り返し作業での過大なトルクを防ぎます。
正しい使い方:ヘッドではなく、ハンドルだけを持ち、急にぐいと引かず、滑らかに引きます。スプリングの張力を保つため、最も低い設定にして保管し、年に1回(またはメーカー仕様に従って、あるいは業務用では5,000サイクルごと)校正します。
トルクレンチがない場合は?重要でないファスナーに限り、「手締め+4分の1回転」の方法(手で締めた後、さらに1/4〜1/2回転)で、適切なトルクの近似になります。安全上重要なものでは、トルクレンチの代わりにはなりません。
複数ボルト接合での締め付け順序
複数ボルト接合で、締め付け順序がランダムだと、締付けが不均一になり、漏れの原因になります。標準的なパターンは次のとおりです。
- 4ボルトのパターン:対角(X字)— 左上、右下、左下、右上。
- 6ボルトの円形パターン:12時 → 6 → 2 → 8 → 4 → 10の順で、数回に分けて。
- シリンダーヘッド/大型フランジ:メーカー指定の順序(通常は中央から外側へ)に従い、通常は、段階的に高くなるトルク(例:30% → 60% → 100%)で、3〜4回に分けて締めます。
よくある間違い
- 最終トルクにインパクトレンチを使うこと — インパクト工具は、トルクが一定せず、日常的に仕様を超えます。トルクが重要なものには、トルクレンチ付きの手工具を使ってください。
- 潤滑を無視すること — 潤滑したボルトに、乾燥時のトルク値を適用すると、25〜40%の締めすぎになります。
- トルク・トゥ・イールドボルトの再使用 — 一部のボルト(ヘッドボルト、コネクティングロッドボルト)は、1回限りの使用を前提に設計されており、再使用すると、破損のリスクがあります。
- 締め付け順序を省略すること — 複数ボルト接合で順序がランダムだと、締付けが不均一になります。
- 「念のため」に過大なトルクをかけること — トルクが大きければ良いわけではなく、過大なトルクのボルトは、降伏強さを超えて伸び、早期に破損するか、完全に折れます。
失敗のサイン
トルク不足:振動でボルトが緩む、接合部に目に見える隙間がある、液体やガスが漏れる、部品間で動きがある。
トルク過大:ボルトの破断やねじ山のなめ、ガスケットのつぶれ、鋳物やハウジングの割れ、部品の変形。
トルクレンチが必須の場所
自動車のサスペンションとステアリング、エンジン部品(ヘッド、メインベアリング、コンロッド)、ブレーキシステム、圧力容器、鉄骨構造の接合部、吊り上げ機器 — 破損が人身事故につながり得るあらゆる場所。
関連記事: ホイールナットの締め付けトルクは?
