ねじの締付 ゆるくても締め過ぎてもねじは緩む？ ねじの締付で大事なのは適正締付けを行う事です。なぜなら、ねじの締付けがゆるいと、もちろんねじは緩みます。かといって、きつく締める方がよいかというと締め過ぎても、ねじは緩むことがあるのです。では適正締付けとはどれくらいの強さなのか？それはねじの種類、強度、ねじ面や座面の摩擦、締付け法などを考慮してケースバイケースで算出するものです。 締め過ぎの弊害 締付けが強過ぎるとねじは壊れたり、緩んだりします。ねじの締付け応力（締付け軸力をねじの有効断面積で割った値）はねじの降伏点あるいは耐力の70％を最大とするのが安全でしょう。 ねじ緩みを防ぎましょう 締付けが緩いとボルトは壊れやすくなる事は前述しました。なぜかというと、ねじ緩みが起きるとボルトなどねじが疲労破壊しやすくなるのです。これは締付け後作用する外力をボルトが負担しなければならない率（ボルト内外力比）が大きくなるからです。最初の締付けが緩くても同じ現象が起きるのでご注意ください。 ネジの適正締付け力は、ネジの締結に際してネジ部品に与える締付け力の適正値のことです。この適正締付け力の基本的な考え方は、ネジ締結をより確実に、また鋼性のあるものとする為には、ネジ部品に与える締付け力は大きいほど適正です。しかし、その場合にネジ部品・被締付け物が損傷してはならないことがあります。大きな締付け力を与えるためには、ネジ部品の強度が高ければよいが、被締付け物の強度を高くすることは実際上不可能な場合が多いため、まずこの面から締付け力の上限が制限されてきます。また、座面の大小での接触部損傷による被締付け物のクレープ現象での、締付け力が時間と共に減少するリラクセーションとなり、緩みの大きな原因の一つとなるため注意が必要です。ネジ部品の締付けは、現在締付けトルクをネジ部品に与えるトルク法が多く使用されています。この方法では、締付け力にばらつきがどうしても発生します。このばらつきをも考慮しなければ、降伏点を越えて締付けてしまう場合があり注意が必要です。トルク法によって締付けた場合、トルクは座面に50％、ネジ摩擦に40％が消費され、残りの10％しか軸力に変換されず伝導効率が悪く、軸力のばらつきを生じやすい方法ですが、作業性にすぐれた簡便法のため、広く使用されています。このように適正締付け力を決定する為には多くの要因があり、どのような場合にも適用できる適正締付け力を一義的に決定することは困難であり、多くの要因を調査したうえで決定しなければなりません。日本ねじ研究協会の調査データによると、ネジのトラブルの７５％が締付けに係わる原因でとなっているようです。初期締付け力は、締結体の疲れ・緩み・機密機能の性能に影響を与えるため、締結体の信頼性は、締付け管理に負うところが極めて大きく、いかに重要であるかを認識する必要があります。 表１ ネジ締結体のトラブルの主要因 締付不良 緩み 疲れ破壊 管理不良 製品不良 遅れ破壊 設計不良 43% 20% 12% 9% 8% 4% 4% ネジの適正締付け力については、規格などでハッキリと定められたものもなく、カンや経験で締めて入ることが多いが、目安が何もない状況では締付けが不安であり、また管理を推進していかれる場合の参考にしていただければと、条件設定下の数値を掲載いたします。 参考1）　《ネジ部品に与える締付けトルクに対して、生ずる締付け力の関係は次式で表す。》 　　　T=KxDxP 　　　　 Ｔ ： 締付けトルク　　　Ｋ ： トルク係数　　　Ｄ ： ねじの呼び径（ｃｍ） 　 　　　Ｐ ： 初期締付け力（保証荷重応力x有効断面積x0.8） 　　　　　下記のデータは強度区分による締付けトルクの参考値です 　　　　　算出の条件 　　　　　　1．おねじ・めねじの精度は6ｇ、または2級 　　　　　　2．被締付け物の表面は25S程度 　　　　　　3．おねじ・めねじは鍍金等の表面処理はなく油分のある状態（トルク係数は0.17とする） 　　　　　計算の例 　　　　　　 　 　ねじの呼び　M12-1.75　強度区分　10.9　　　　　　　 　　　　　　　　　 　Ｔ = 0.17x1.2x（84.6x84.3x0.8） = 1163.9　1164 Kgｆ/cm 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（114.15N/m） 　　　　　　　　　　　1Kgf=9.80665N　　　　1N=0.10197Kgf 　　　　　　　　　　　よってKgｆ/cm ⇒ N/mの単位への換算は、Kgf数値ｘ9.80665/100にて算出する 保証荷重応力の単位Kgf／mm2 ネジの呼び 有効断面積 mm2 強度区分 4.8 8.8 d≦M16 8.8 d ＞M16 10.9 12.9 保証荷重応力 Kgf/mm2 31.6 59.1 61.2 84.6 98.9 M3 5.03 締付けトルクKgf/cm 6 12 12 17 20 M4 8.78 15 28 29 40 47 M5 14.20 30 57 59 81 95 M6 20.10 51 96 100 138 162 M8 36.60 125 235 243 336 393 M10 58.00 249 466 482 667 780 M12 84.30 434 813 841 1,163 1,360 M14 115.00 691 1,294 1,340 1,852 2,165 M16 157.00 1,079 2,019 2,090 2,890 3,378 M18 192.00 1,485 2,777 2,876 3,976 4,648 M20 245.00 2,105 3,938 4,078 5,637 6,590 M22 303.00 2,864 5,375 5,548 7,669 8,966 M24 353.00 3,640 6,809 7,051 9,747 11,395 M27 459.00 5,326 9,960 10,314 14,258 16,669 M30 561.00 7,232 13,527 14,007 19,363 22,637 M33 694.00 9,842 18,407 19,061 26,350 30,804 M36 817.00 12,640 23,640 24,480 33,840 39,560 M39 976.00 16,358 30,594 31,681 43,794 51,197 ※トルク係数・使用条件にて変わります。本表は目安としてご使用ください。 参考2）　《適正締付けトルクについて（JISB1083概要から）》 「JISB1083　ねじの締付け通則」の”ねじ締付けの意義”に、ねじ締結体の信頼性を確保するためには、 設計段階においてねじ締結体としての機能を十分に果たすボルト・ナットの仕様、締付け力等を使用実績及び強度計算によって決定し、 締付け作業段階では指示された初期締付け力を忠実に実現することが重要。 そのためには締付け方法の特性を十分に理解し、締付け指標の管理を正しく行う必要があると記載されています。 トルクと締付け力の関係（弾性域締付けによるトルクと軸力の関係） 一般にボルトを締付けた場合は（図1）a のように、単純引張bより低い値で降伏し、相対的に軸力が低下するのが通常です。 この低下率は、ねじ面及び座面の摩擦係数が大きいほど大で、摩擦係数は被締付け物とめねじの材質、潤滑状態等により決まります。 通常トルク法によってボルトを締付ける際の適正締付け軸力は、 規格耐力（下降伏点）の70％を最大とする弾性域で決められます。 トルク法締付け　計算式 一般にトルク（Tf）と軸力（Ff)の関係は（1）の式で示されます。 　　 Tf　=　KxdxFf　　・・・　（1） 　　 K：トルク係数　　　　　d：ねじの呼び（cm） （図2）のように、Kのばらつき、Tfの設定許容値等により（1）の式は、（2）の式に置き換えられます。 一般にはこの（2）の式で、締付けトルク（TfA)が決定されます。 　　 TfA　=　0.35K（1+1／Q）・σy・As・d　　・・・　（2） 　　　　As：ねじの有効断面積 　　　　ｄ：ねじの呼び（cm） 　　　　Q：締付け係数 　　　　　（Q=Ffmax/Ffminで表せバラツキの尺度の目安となります。締付け方法や用具等により相違します） 　　　 σy：耐力（下降伏点） 　　　　K：トルク係数 　　　　　（ねじ面の摩擦係数μsと座面の摩擦係数μwで決定） 　　　　　組み合わせ条件でkの値に差があり、締付け軸力のバラツキを生む要因となります。 表1のトルク係数Kから、式（2）を用いて表3に六角穴付きボルトの適正締付トルクを算出して示しました。 表1　ボルトの表面処理と被締付け物および、めねじ材質の組合せによるトルク係数k ボルト 表面処理 潤滑 トルク係数 K 組合せ 被締付け物の材質-めねじ材質 鋼ボルト 黒色酸化被膜 （テンパーカラー、黒染等） 油 0.145 SCM-FC　FC-FC　SUS-FC 0.175 S10C-S10C　S10C-SCM　S10C-SUS　A1-S10C　A1-SCM 0.195 S10C-A1　SUS-A1 鋼ボルト 黒色酸化被膜 無 0.250 S10-FC　SCM-FC　FC-FC 0.350 S10C-SCM　SCM-SCM　FC-S10C　FC-SCM　A1-FC 0.450 S10C-S10C　SCM-S10C　A1-SCM　A1-S10C 鋼ボルト 電気亜鉛めっき 無 0.250 S10C-SCM　S10C-FC　FC-SCM　FC-FC 0.350 S10C-S10C　SCM-S10C　SCM-SCM　SCM-FC　FC-S10C　 A1-S10C　A1-SCM　A1-FC 0.450 S10C-A1　SCM-A1　FC-A1　A1-A1 ステンレスボルト 光沢バレル 無 0.250 FC-FC　SUS-FC 0.350 A1-FC 0.450 FC-A1　FC-SUS　SUS-SUS S10C=未調質軟鋼　SCM=調質鋼（HRC35）　FC=鋳鉄(ＦＣ200）　A1=アルミニュウム　SUS=ステンレス（SUS304） 表2　締付け係数Ｑの標準値 締付け係数 Ｑ 締付け方法 表面状態 潤滑状態 ボルト ナット 1.15 トルク勾配法 回転角法（塑性域） すべての場合 すべての場合 すべての場合 1.25 トルクレンチ マンガン燐酸塩 無処理または燐酸塩 油潤滑またはMos2 ペースト 1.4 トルクレンチ トルク制限付きレンチ 無処理または燐酸塩 1.6 インパクトレンチ ボルトの伸び測定 すべての場合 すべての場合 すべての場合 1.8 トルクレンチ トルク制限付きレンチ 無処理または燐酸塩 無処理 潤滑せず 2 インパクトドライバー 動力ドライバー 亜鉛またはカドミウムめっき 無処理 油潤滑または潤滑せず 亜鉛めっき 亜鉛めっき カドミウムめっき カドミウムめっき ナット回転角法（弾性域） すべての場合 すべての場合 すべての場合 3 長柄スパナによる人力締付け すべての場合 すべての場合 すべての場合 表3　初期締付け力と締付けトルク ねじの呼び 有効 断面積 強度区分　12.9 強度区分　10.9 強度区分　8.8 強度区分　4.8 降伏 荷重 初期 締付力 締付 トルク 降伏 荷重 初期 締付力 締付 トルク 降伏 荷重 初期 締付力 締付 トルク 降伏 荷重 初期 締付力 締付 トルク mm2 Kgf Kgf Kgf・cm Kgf Kgf Kgf・cm Kgf Kgf Kgf・cm Kgf Kgf Kgf・cm M 3x0.5 5.03 563 394 17 482 338 15 328 230 10 175 122 5 M 4x0.7 8.78 983 688 40 842 589 34 573 401 23 305 213 12 M 5x0.8 14.2 1,590 1,113 81 1,362 953 69 927 649 47 493 345 25 M 6x1.0 20.1 2,251 1,576 138 1,928 1,349 118 1,313 919 80 697 488 43 M 8x1.25 36.6 4,099 2,869 334 3,510 2,457 286 2,390 1,673 195 1,270 889 104 M10x1.5 58 6,496 4,547 663 5,562 3,894 567 3,787 2,651 386 2,013 1,409 205 M12x1.75 84.3 9,442 6,609 1,160 8,084 5,659 990 5,505 3,853 674 2,925 2,048 358 M14x2.0 115 12,880 9,016 1,840 11,029 7,720 1,580 7,510 5,257 1,070 3,991 2,793 570 M16x2.0 157 17,584 12,309 2,870 15,056 10,539 2,460 10,252 7,176 1,670 5,448 3,814 889 M18x2.5 192 21,504 15,053 3,950 18,413 12,889 3,380 12,922 9,045 2,370 6,662 4,664 1,220 M20x2.5 245 27,440 19,208 5,600 23,496 16,447 4,790 16,489 11,542 3,360 8,502 5,951 1,730 M22x2.5 303 33,936 23,755 7,620 29,058 20,340 6,520 20,392 14,274 4,580 10,514 7,360 2,360 M24x3.0 353 39,536 27,675 9,680 33,853 23,697 8,290 23,757 16,630 5,820 12,249 8,574 3,000 M27x3.0 459 51,408 35,986 14,200 44,018 30,813 12,100 30,891 21,623 8,510 15,927 11,149 4,390 M30x3.5 561 62,832 43,982 19,200 53,800 37,660 16,500 37,755 26,429 11,600 19,467 13,627 5,960 M33x3.5 694 77,728 54,410 26,200 66,555 46,588 22,400 46,706 32,694 15,700 24,082 16,857 8,110 M36x4 817 91,504 64,053 33,600 78,350 54,845 28,800 54,984 38,489 20,200 28,350 19,845 10,400 M39x4 976 109,312 76,518 43,500 93,598 65,519 37,200 65,685 45,979 26,100 33,867 23,707 13,500 ※締付け条件：トルクレンチ使用。表面油潤滑。トルク係数K=0.17 締付け係数Q=1.4。 ※（注）トルク係数は、使用条件によって変わりますから、本表はおよその目安としてご利用下さい。 ※Kgf/cm→N/mの単位への換算は、Kgf数値x9.80665/100にて算出。 ≪ねじの緩みについてへ ねじの有効断面積へ≫

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