工具の通販モノタロウ 測定工具の基礎講座 トルク管理の必要性

測定工具の基礎講座

ものづくりの現場において欠かせない存在、「測定工具」。
測定工具にはさまざまな種類があり、それぞれに特徴があります。
本連載では、各測定工具の使い方や寸法の読み取り方に関して、実際の写真や図を通してご紹介していきます。
第8章 基準器

8-2 トルク管理の必要性

トルク管理とは?

不思議に思う方も多いはずです。実際ものづくりの現場にいると、トルク管理の事例を見る機会がほとんどありません。大きな製造ラインでの組立ロボットがネジを締める場合はトルクが一定になるような工具を使ってトルク管理しており外から見ただけではわかりません。普通の作業ではネジの締め付けトルクを気にすることはほとんどありません。しかし、以下の事例をみれば、その必要性を実感していただけるのではないでしょうか。

(1)失敗その1・・・締めすぎてネジを壊してしまった

大学の実験室で手分けをしてM4のステンレス製ボルト(六角穴付き)をロングタイプのキーレンチで締め付けていたところ、「あ・・」という声が出ました。何事かと見ると、真っ青になった学生が「ネジを締めていたらネジ頭が壊れてしまった!」とのこと。この学生は「ねじは力いっぱい締める」と思っていたようです。高張力鋼のボルトなら良かったかもしれませんがこれは大失敗、みなさんは経験がありませんか?

(2)失敗その2・・・締めすぎて変形させてしまった

治具を工作機械に取り付けるときに、しっかり固定しようと考えて焼きの入った硬いボルトを突っ込んで思いっきり締めたら治具の取り付け付近が変形・・・気が付いた時には手遅れです。治具が変形したのではとても使えませんね。締めすぎによる塑性変形は気が付かないことが多いので、ボルトの頭がねじ切れたという分かりやすい事故より深刻かもしれません。

このような失敗は、あってはならないことですが、意外に多く発生しているようです。こうした事故を防ぐには「トルク管理」が不可欠です。

(3)ねじの締めすぎによる弊害・・・ネジ締結力の余裕がなくなる?

このような失敗の他にも、深刻な問題が起きます。ねじを締めすぎた場合、ネジには大きな引張応力が掛かります。ここに外から他の力が加わったとき、そのネジの許容応力を超えれば破断します。もともとネジは2つの部品を締結する目的で使われます。当然二つの部品には様々な力が働きます。従って、ネジはそれらの力が働いたときに2つの部品をちゃんと締結するために使われているのですから、締めすぎで締結力のマージンが残っていないのでは全くその役割を果たしません。むしろ重大事故の原因にもなりかねないのです。

ネジ等の締め付けトルクの管理が極めて重要であることを実感していただけたのではないでしょうか。

ネジの締め付けトルクでWeb検索するとネジメーカーなどから適正締付けトルクが表示されていますので大いに活用してください。

(4)締め付けトルク表の見方

メーカーのねじ技術資料をWeb検索すると「標準締め付けトルク表」が表示されます。ネジの寸法に対して、基準T系列の他に3系列の4通りの締め付けトルクが表になっています。これはネジの材質や目的によって適正な締め付けトルクが違うことを意味しています。

どの系列を選んだらよいかを簡単に紹介します。

基準T系列

ネジの材質:鉄(SS、SC材、軸応力210N/mm2)を使った一般的の締め付けトルクです。締め付けトルクの指示がない場合はこの系列を用います。・0.5系列(0.5T):ネジの材質が真鍮、銅、アルミニウムの場合はこちらを選びます。ダイカスト部品、プラスチック部品の締め付け、あるいは、雄ネジが鉄であっても雌ネジ側がアルミニウムなどの場合、こちらを用います。

1.8系列(1.8T)

クロムモリブデン鋼(SCM)などの高強度鋼を用いた強力な締結、継手などでボルトに力が加わる場合にこの系列を用います。車両やエンジン回りは1.8T系列です。

2.4系列(2.4T)

特殊鋼を用いた強力なねじ継手で、特にボルトに大きな力が加わる場合はこちらの系列を用います。1.8T系列より過酷な条件が想定される建設関連はこちらを用います。

たとえば、(1)の失敗例で使ったM4のステンレス製キャップボルトの適正締付けトルクは、ステンレス鋼はSS材に近い軸応力でることから標準T系列を見て、1.5N・mとするのが正解です。しかし雌ネジ側が真鍮やアルミニウムだったら0.5T系列の0.75N・mとします。

太いボルトを使う場合、錆止めのためにボルトにグリスを塗ることがありますが、この場合締め付けトルク表の値より20~30%低く設定します。グリスによってネジの摩擦が緩和され、規定の締め付けトルクでは締めすぎになるためです。

執筆:株式会社日本中性子光学 河合 利秀

『測定工具の基礎講座』の目次

第1章 ノギス

第2章 マイクロメータ

第3章 ダイヤルゲージ

第4章 定盤

第5章 ブロックゲージ

第6章 水準器

第7章 基準器

第8章 トルクなどの力を測る

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