ボルト軸力計算 サイト トルク 係数

ボルト軸力計算 サイト トルク 係数

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ボルト軸力計算 サイト

この記事でわかること
🔧
軸力とトルクの基本

ボルト軸力計算で頻出の式、係数、単位の考え方を整理します。

🧮
サイト入力の実務

呼び径・強度区分・潤滑など、入力ミスが出やすい点を具体例で潰します。

⚠️
ばらつきと限界

トルク法の前提、係数の変動、現場で起きる「計算通りにならない」原因に踏み込みます。

ボルト軸力計算 サイトのトルク 係数

ボルト軸力計算サイトの多くは、トルク \(T\) とトルク係数 \(k\) と呼び径 \(d\) から、軸力 \(F\) を \(F=T/(k \cdot d)\) の形で求める前提で作られています。代表例として「設計便利帳」はこの関係式を明示し、トルク→軸力の簡易計算の入口として使いやすい構成です。現場でまず押さえるべきは、この式が「摩擦(ねじ面・座面)を全部まとめて係数に押し込む」近似である点で、係数をどう置くかが結果を支配します。
ここでいうトルク係数は、JISの用語では「締付けトルクと締付け力との関係を表す比例定数」という位置づけで、摩擦係数や表面状態・潤滑状態など複数の変数に影響されます。つまり“同じトルク”で締めても、座面が乾いている/油がある/ねじの表面処理が違うだけで、軸力が大きく変わり得ます。サイトで係数の初期値が 0.2 など固定表示されていても、そのまま鵜呑みにせず「自分の条件の係数に寄せる」ことが実務的には重要です。
さらに、係数は「ボルト側」だけでなく「相手材(被締結物・めねじ材)」の組合せにも効きます。ミスミの技術情報では、表面処理(黒色酸化皮膜など)と潤滑(油潤滑/無潤滑)および材質組合せごとに、トルク係数 k の目安が表で整理されています。計算サイトを使う前に、まずこの手の表で“自分の条件のk”を見積もると、結果が現実に近づきます。
参考:トルク係数k・締付係数Qの表と、適正締付軸力/締付トルクの算出式
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/technical_data/td01/a0198.html
参考:締付け通則としての用語定義(軸力、締付け力、比例定数など)
https://kikakurui.com/b1/B1083-2008-01.html

ボルト軸力計算 サイトの締付トルク 計算

「軸力を出したい」のか「必要軸力に対してトルクを決めたい」のかで、使うサイトと入力項目が変わります。軸力→トルク方向の代表的な考え方として、ミスミの資料ではまず締付軸力を \(Ff=0.7×σy×As\) として見積もり、次に締付トルクを式で算出する流れが示されています。ここで \(σy\) は耐力、\(As\) は有効断面積で、強度区分とねじサイズが絡むため、単なる「呼び径だけ」のサイトより一段実務寄りです。
一方、入力が少ない簡易サイトはスピードが武器ですが、前提条件が暗黙になりがちです。例えば「呼び径d」を mm のまま入れるのか m に直して入れるのか、トルクを N・m で入れるのか N・cm なのかは、サイトごとに違います。ミスミの式では呼び径を cm で扱う記載があり、単位変換が混ざるとミスが起きやすいので、計算画面の単位表示は必ず最後まで確認してください。
また、換算表系のサイト(トルク↔軸力の早見)は、現場での当たり付けに便利です。日本プララドの換算表は、条件(モリコート/マシン油/ドライ)を分けて軸力値を並べており、「潤滑の差で軸力が何倍も変わる」感覚が掴みやすい構成です。設計段階の概算・現場の締付条件の議論のたたき台としては有効ですが、表自体が参考値である点は明確に注意書きされています。
参考:条件別のトルク・軸力換算表(モリコート/マシン油/ドライの違いが見える)
https://www.plarad-rent.net/technical/conversion.html

ボルト軸力計算 サイトの締付軸力 70

建築・設備・プラントなど幅広い分野でよく出てくる目安が「規格耐力の70%」です。ミスミの技術情報では、トルク法での適正締付軸力は「規格耐力の70%を最大とする弾性域内」で決めることがポイントとして明記されています。これは“締めれば締めるほど良い”ではなく、降伏を避けつつ、ゆるみや疲労に対して必要な締付力を確保するという設計上のバランスです。
実務で注意したいのは、この「70%」が“自動的に安全”を意味しないことです。ミスミの同ページにも、繰返し荷重による疲労強度が許容を超えないこと、座面で被締付物を陥没させないこと、締付によって被締付物を破損させないことが併記されています。つまり、70%は「ボルト軸力の上限側の目安」であって、相手材が弱い・座面が小さい・ガスケットが入るなど条件次第では、先に相手側が限界になります。
サイトによっては「強度区分」「有効断面積As」「耐力σy」まで入れると、70%基準の軸力を自動で出してくれるものがあります。NBKのツールは、材質・ねじの呼び・強度区分・トルク係数を使って締付トルクを計算する旨を示しており、規格値を調べる手間を減らす方向の設計になっています。設計側が「狙い軸力(例:0.7×σy×As)」を先に固め、サイトはそのための計算器として使う、という役割分担が事故を減らします。
参考:適正締付軸力(70%)と、軸力・トルク算出式、kやQの標準値
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/technical_data/td01/a0198.html
参考:材質・強度区分・トルク係数で締付トルクを計算するツールの説明(免責や注意点も含む)
https://www.nbk1560.com/tools/calc/screw/torque/

ボルト軸力計算 サイトの摩擦係数

トルク法の肝は、投入したトルクの大半が摩擦で消え、軸力に変換されるのは一部だという現実です。ITmedia MONOistの解説では、ねじ山の摩擦係数やボルトと被締結体の摩擦係数など条件を置いて、トルク係数kを導く流れが示されています。つまり、本来は「摩擦係数→k→トルクと軸力の関係」という階層で、kは最終的な“まとめパラメータ”です。
ここが「計算通りにならない」最大の理由でもあります。摩擦は、潤滑の有無だけでなく、座金の有無、めっきや黒皮、表面粗さ、締付速度、繰返し締付(なじみ)でも変わります。換算表サイトが条件(モリコート/油/ドライ)で値を大きく分けているのは、摩擦の影響が支配的であることの裏返しです。
意外と見落とされるのが、“同じボルト・同じトルクレンチ”でも、現場の段取りで摩擦条件がぶれる点です。例えば、雨天で座面が濡れている、粉じんが噛んでいる、塗膜の上から締めている、仮締めから本締めまでに時間が空いた、などは係数を動かします。ボルト軸力計算サイトは「同じ条件なら同じ結果」を出しますが、現場条件が同じになっていないと結果は再現しません。そこで、設計段階では“kの幅”を見込んで、必要最小軸力を確保できる締付条件(工具、潤滑、手順)までセットで定義するのが安全側です。
参考:摩擦係数条件からトルク係数kを導く考え方の一例(設計者向け解説)
https://monoist.itmedia.co.jp/mn/articles/2106/14/news007_4.html

ボルト軸力計算 サイトの独自視点 ばらつき

検索上位の多くは「式」や「ツール紹介」で終わりがちですが、実務で差が出るのは“ばらつきをどう扱うか”です。トルク法は作業性が高い一方で、同じトルクでも軸力のばらつきが大きいことが一般に指摘されています。したがって、サイトで単一の軸力値が出ても、それは中央値の目安であり、設計上は分布(低めに出る個体)を意識する必要があります。
ばらつきを減らす最短ルートは、「計算」より「条件の固定」です。具体的には、①潤滑を統一(油種・塗布量・塗布箇所)②座面条件の統一(座金、塗膜、面粗さ)③締付工具と手順の統一(仮締めの回数、対角締め、締付速度)④ボルト・ナットのロット管理、の順で効きます。これらはサイトでは解決できませんが、サイトの数値を“工程設計の目標値”に落とし込むと、初めて現場で再現性が出ます。
もう一つ、意外に効くのが「単位と桁の事故」を潰す運用です。ミスミの式では呼び径を cm として扱う箇所があり、別のサイトでは m 前提だったりします。N・m と N・cm、kN と N、mm と cm の取り違えは、現場レビューで見逃されると致命傷になりやすいので、社内では“入力チェック表”を作り、締付条件票に「トルクの単位」「dの単位」「採用したkの根拠リンク」をセットで残す運用が強いです。
最後に、ボルト軸力計算サイトは「答えを出す機械」ではなく、「設計の仮説を素早く回す道具」と割り切ると失敗しにくくなります。70%基準で軸力を仮置きし、kを現場条件に合わせて更新し、換算表で感覚チェックを入れ、最後に締付手順でばらつきを抑える——この流れにすると、サイトの数値が“使える数値”になります。