この無料オンラインボルトトルク計算機は、エンジニアや技術者がボルト締結部の適切な締め付けトルクを決定するのに役立ちます。国際規格ISO 16047およびVDI 2230に基づき、予圧力、K係数（摩擦係数）を計算し、段階的な締め付け手順を提供します。メートル法ボルトM3～M48、ヤードポンド法ボルト1/4インチ～1-1/4インチ、強度区分4.6～12.9、SAE等級2～5、およびドライ、オイル、MoS2、PTFEなど、様々な潤滑条件に対応しています。この計算機は、T = K × F × dという式を使用します。ここで、Tはトルク、Kは摩擦係数、Fは予圧力、dはボルト径です。.

計算結果

推奨トルク
—
プリロード力
—
トルク係数（K）
—
トルク範囲
—
📋 締め付け手順
  • 1 締める 手作業で ぴったり合うまで
  • 2 締める — （トルク30%）
  • 3 締める — （トルク70%）
  • 4 締める — （100%のトルク）スムーズな動き

📘 理論と参考データ

トルク計算式

必要な締め付けトルクは、VDI 2230 の式を使用して計算されます。

T = K × F × d
  • T — 締め付けトルク（N·m）
  • け — 摩擦係数（無次元、通常0.10～0.25）
  • F — 予圧力（N）
  • d — 公称ボルト径（m）

プリロード力

F = S × As × η
  • S — 強度基準: ルピー （収量）または Sp （プルーフ）（MPa）
  • として — 引張応力面積（mm²）
  • η — 利用率（50～90%）

トルク係数（K係数/ナット係数）

表面状態 K係数 備考
乾いた糸 0.20～0.25 一貫性のない結果を避ける
軽油 0.14～0.18 標準的な選択
モリブデングリース 0.10～0.12 高荷重、ステンレス鋼
PTFE / テフロン 0.08～0.10 最小の摩擦
亜鉛メッキ 0.17～0.20 品質次第

ボルト特性クラス（ISO 898-1）

クラス Rm (MPa) 回転速度（MPa） Sp (MPa) 応用
4.6 400 240 225 重要でない接続
8.8 800 640 580（≤16 mm）、600（>16 mm） 標準接続
10.9 1000 900 830 高強度アプリケーション
12.9 1200 1080 970 重要な接続

透明度についてはSp値が表示されます（ISO 898-1要約表： ボルトポート)。重要な作業の場合は、公式の ISO 898-1 版および直径範囲を検証してください。.

実例

🔧 例1: ポンプフランジ

条件： M12ボルト、クラス8.8、軽油潤滑

計算： K=0.16、F=40 kN、d=12 mm → T = 0.16 × 40000 × 0.012 = 77 N·m

パターン： 3パスでクロスパターンを締める

⚙️ 例2: ギアボックスの取り付け

条件： M20ボルト、クラス10.9、固着防止ペースト

計算： K=0.12、F=166 kN、d=20 mm → T = 0.12 × 166000 × 0.020 = 398 N·m

注： 24時間後にトルクを再確認する

⚠️ 重要事項

  • 締めすぎるとねじ山が潰れたり、ボルトが折れたりする可能性がある
  • 締め付け不足はジョイントの緩みや漏れの原因となる
  • トルクレンチを定期的に校正する
  • 組み立て前にねじ山を清掃してください。汚れは摩擦係数を変えます。
  • 再利用されたクラス10.9以上のボルトは交換する必要があります

締め付けパターン

ボルト4本: クロスパターン（1-3-2-4）

ボルト6本: 星型パターン（1-4-2-5-3-6）

8本以上のボルト: 正反対、そして90°

多段締め付け： 30% → 70% → 100% → 検証

📋 ISO 16047:2005 完全リファレンスガイド

ISO 16047:2005 — 国際規格「締結具 - トルク／締付力試験」。ねじ締結具および類似部品のトルクおよび締付力試験の実施条件を規定しています。.

1. 規格の適用範囲

この規格では、以下のトルクおよびクランプ力の試験条件が定義されています。

  • メートルねじのボルト、ネジ、ナット M3 — M39
  • 炭素鋼および合金鋼製のファスナー
  • ISO 898-1およびISO 898-2に準拠した機械的特性を備えた製品

適用されないもの: セットスクリュー、プレスねじ付きボルト、セルフロックファスナー。.

試験温度: 10°C 〜 35°C（別途合意がない限り）。.

2. 主要用語と定義

学期 シンボル 意味
クランプ力 F ボルト軸に作用する軸方向の引張力、または締め付け時に締め付けられた部品に作用する圧縮力
降伏クランプ力 フィ 複合応力状態においてボルト軸の伸びが弾性限界を超える締付力
究極のクランプ力 フー ボルトシャンクが破損する最大締付力
締め付けトルク T 締め付け時にナットまたはボルトに適用されるトルク
ねじトルク Tth トルクは相手ねじを通してボルト軸に伝達される
軸受面摩擦トルク 結核 締め付け時に軸受け面を介してクランプされた部品に伝達されるトルク
K係数 け トルク係数：K = T / (F × d)

3. 完全な記号表（ISO 16047）

シンボル 説明 ユニット
d公称ねじ径mm
d₂ボルトねじのピッチ径mm
dA試験治具のボルトの穴径mm
dhワッシャーまたはベアリングプレートの穴径mm
デシベル軸受面摩擦トルクの直径mm
する軸受面の外径mm
DP平面ベアリングプレート表面の直径mm
Fクランプ力（プリロード）N、kN
FPISO 898-1/898-2準拠の耐荷重N、kN
フー最大クランプ力N、kN
フィ降伏クランプ力N、kN
hベアリングプレートまたはワッシャーの厚さmm
けトルク係数（K係数）—
液晶クランプ長さmm
中尉ベアリング面間のねじ山全長mm
Pねじピッチmm
T締め付けトルクN·m
結核軸受面摩擦トルクN·m
TthねじトルクN·m
火最終締め付けトルクN·m
タイ降伏締め付けトルクN·m
θ回転角度°
μb軸受面の摩擦係数—
μth糸の摩擦係数—
μtot総摩擦係数—

4. ISO 16047に準拠した計算式

4.1. K係数（トルク係数）

K = T / (F × d)

クランプ力で決定 75%の耐荷重（0.75 Fp）. K 係数は、摩擦条件、直径、および形状が同一のファスナーに対してのみ有効です。.

4.2.ケラーマン・クライン方程式

完全な締め付けトルクの計算式:

T = F × [ (P / 2π) + (1.154 × μth × d₂) + (μb × (Do + dh) / 4) ]

4.3. 総摩擦係数 μtot

近似値（1-2%誤差）:

μtot = (T/F - P/2π) / (0.577 × d₂ + 0.5 × Db)

どこだ？ Db = (Do + dh) / 2 — 平均軸受面直径

重要だ： μtot 方程式は、ねじ摩擦係数と軸受表面摩擦係数が等しい (μth = μb) という仮定に基づいています。.

4.4. ねじ摩擦係数 μth

μth = (Tth/F - P/2π) / (0.577 × d₂)

ねじトルク: Tth = T - Tb

4.5. 軸受面摩擦係数 μb

μb = Tb / (0.5 × Db × F)

ここで、軸受面トルク： Tb = T - Tth

5. 締め付け特性の測定方法

財産 F T Tth 結核 θ
K係数●●———
総摩擦係数 μtot●●———
ねじ摩擦係数 μth●—●——
軸受面摩擦係数 μb●——●—
降伏クランプ力 Fy●———●
降伏締付トルク Ty●●——●
最大クランプ力 Fu●————
最終締付けトルク Tu●●———

● — 必須測定、 — — 不要

6. 試験機器の要件

6.1. テストスタンド

  • 測定精度: ±2% 測定値の
  • 角度測定精度: ±2° または±2%（いずれか大きい方）
  • 結果は電子的に記録されるものとする
  • 機械の剛性は一定に保たれなければならない

6.2. 締め付け速度

ねじ径 回転速度
M3 — M1610〜40回転
M16 — M395〜15回転

6.3. テストフィクスチャ

  • ねじ長さLt ≥ 1d（降伏または破損するまで締め付ける場合）
  • ISO 273:1979準拠の穴径dA、密着シリーズ
  • 代替部品は同軸上に設置され、回転しないようにロックされる。

7. テスト用の代替部品

7.1. ベアリングプレート/ワッシャーの交換

パラメータ HHタイプ（高硬度） タイプHL（低硬度）
硬度50〜60HRC200 - 300 高圧
表面粗さRa（0.5 ± 0.3）μm≤1.6 μm (h≤3mm)、≤3.2 μm (h>3mm)
ホールdhISO 273に準拠した中型シリーズ
厚さhISO 7093-1に準拠
平坦性ISO 4759-3:2000、グレードAに準拠

7.2. 同一部品における厚さのばらつき Δh

d、mm 3～5 6〜10 12〜20 22—33 36
Δh、mm 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3

7.3. 試験用ボルトの代わりにナットを使用する

  • ボルトクラス≤10.9 → ISO 4032/8673準拠ナット、特性クラス10
  • ボルトクラス12.9 → ISO 4033/8674準拠ナット、特性クラス12

7.4. 試験ナットの代わりにボルトを使用する

  • ISO 4014、4017、4762、8765、15071、または15072に準拠
  • プロパティクラス ≥ ナットクラス、ただし 8.8 未満ではない
  • ねじは転造される
  • ねじ突出量：2〜7ピッチ

7.5. 代替部品の準備

  • グリース、油、汚染物質を除去する
  • 適切な溶剤を使用して超音波洗浄する
  • 表面状態: ISO 4042準拠のきれいな未塗装または亜鉛A1J
  • パーツは1回のみ使用できます。

8. テスト条件

8.1. 標準条件

  • 気温: 10°C - 35°C
  • 審判テスト: コーティング後24時間以内に実施
  • 代替部品は室温にあるものとする
  • F = 0.75 FpにおけるK係数とμtotの決定

8.2. 特別条件

契約当事者間で合意されるもの：

  • 非標準代替部品
  • 特殊な締め付け速度
  • キャプティブボルト/ナット（キャプティブワッシャー付き）

9. 関連規格

標準 タイトル
ISO 898-1締結具の機械的特性 - ボルト、ねじ、スタッド
ISO 898-2締結具の機械的特性 - ナット
ISO 68-1ISO一般用メートルねじ - 基本形状
ISO 273ファスナー - ボルトやネジ用のクリアランス穴
ISO 4042ファスナー - 電気メッキコーティング
ISO 4759-3ファスナーの公差 - 平座金
ISO 7093-1平座金 - 大型シリーズ
VDI 2230高応力ボルト接合部の体系的な計算

10. テストレポートの内容

10.1. ファスナーの説明

必須：

  • 標準指定
  • 計算されたDb値
  • 表面コーティング
  • 潤滑
  • 糸の製造方法

該当する場合:

  • 実際の機械的特性
  • 表面粗さ
  • 製造方法

10.2. テスト結果

  • サンプル数
  • Db値（計算されていない場合）
  • 指定クランプ力でのトルク
  • 回転角度（必要な場合）
  • K係数、μtot、μth、μb
  • T/FまたはF/T比

11. 実践的な推奨事項

📌 摩擦記述方法の選択
方法 複雑 適用範囲
T/F比 単純 特定のジョイントのみテスト済み
K係数 中くらい 同じ条件で同じ直径
係数μth、μb 複雑な すべてのサイズで同じ摩擦条件

⚠️ 重要な注意事項

  • K係数は有効です 1つの直径のみ — 推定することはできません!
  • 合計 μtot は μth = μb と仮定します — これは単純化です。
  • 代替部品は 1回限りの使用
  • プレートを再利用する場合 - 初期状態を文書化する
  • T > TyまたはT > Tuでのテスト - ピークを超えたら直ちに停止

12. 参考文献

  • ISO 16047:2005 — ファスナー — トルク/クランプ力試験
  • ISO 16047:2005/改訂1:2012 — 修正案1
  • VDI 2230:2015 — 高応力ボルト接合部の体系的な計算
  • R. ケラーマンと H.-C. クライン. — シュラウベンヴァービンドゥンゲンの死の瞬間 (1955)
  • DIN 946 — ボルト/ナットアセンブリの摩擦係数の測定
  • ECSS-E-HB-32-23A — ねじ締結部品ハンドブック（ESA）

❓ よくある質問（FAQ）

ボルトの締め付けトルクを計算する式は何ですか?

ボルト締め付けトルクの標準式は次のとおりです。

T = K × F × d

どこ：

  • T = 締め付けトルク（N·m）
  • け = 摩擦係数（K係数）、通常0.10～0.25
  • F = 目標プリロード力（N）
  • d = 公称ボルト径（m）

この式は、 VDI 2230 標準に準拠しており、標準ボルト接合に対して正確な結果を提供します。.

ボルト締め付けにおけるK係数とは何ですか?

K係数 （トルク係数またはナット係数とも呼ばれる）は、ボルト締結部の複合摩擦特性を表す無次元値です。ねじ摩擦（μth）と座面摩擦（μb）の両方が含まれます。.

一般的なK係数の値:

  • 乾いた糸: 0.20～0.25
  • オイルを塗った糸: 0.14～0.18
  • MoS₂潤滑： 0.10～0.12
  • PTFEコーティング: 0.08～0.10

あたり ISO 16047, K係数は、75%の保証荷重（0.75 Fp）で決定され、同一の摩擦条件と直径を持つファスナーに対してのみ有効です。.

ボルトに推奨される予圧パーセンテージはどれくらいですか?

選択された強度基準のパーセンテージとしての推奨予荷重は、アプリケーションによって異なります。

  • 50% — 軽量、振動しやすいアセンブリ
  • 65% — 中程度の負荷用途
  • 75% — 標準的な産業慣行（最も一般的）
  • 85% — 高性能ジョイント
  • 90% — 最大、重要なアプリケーションのみ

プリロード力は次のように計算されます。 F = S × As × η, ここでSは ルピー （降伏強度）または Sp （耐力）（MPa）、Asは引張応力面積（mm²）、ηは利用率（0.50～0.90）です。.

ISO 16047 では何が規定されていますか?

ISO 16047:2005 (ファスナー - トルク/クランプ力試験) では以下を規定しています。

  • 範囲： ISO 898-1/898-2準拠のメートル法ボルトM3～M39
  • 試験装置: ±2%の測定精度
  • 締め付け速度: 10～40 rpm（M3～M16）、5～15 rpm（M16～M39）
  • 代替部品: HH（50～60 HRC）およびHL（200～300 HV）タイプ
  • 数式: K係数、μtot、μth、μbの計算
  • テスト条件: 温度 10～35℃
  • ケラーマン・クライン方程式 完全なトルク解析のために

この規格により、世界中で一貫性があり比較可能なトルク/クランプ力テストが保証されます。.

潤滑はボルトのトルクにどのような影響を与えますか?

潤滑 大幅に減少 Kファクターとは トルクが低い 同じ予圧力を達成するには、次のものが必要です。

状態K係数効果
ドライ0.22ベースライン
軽油0.1627% トルクが低い
MoS₂0.1150% トルクが低い
PTFE0.0959% トルクが低い

警告： 潤滑剤を塗布したボルトに乾燥状態のK係数を使用すると、締め付け過ぎによる過度の締め付けが発生し、ボルト破損につながる可能性があります。K係数は常に実際の使用状況に合わせてください。.

正しいボルト締め付け順序は何ですか?

適切な締め付け順序により、均一な荷重分散が保証されます。

  1. 手で締める すべてのボルトをしっかりと締める
  2. 締める 30% 最終トルク（パターン内）
  3. 締める 70% 最終トルク（パターン内）
  4. 締める 100% スムーズな動作における最終トルク
  5. 確認する すべてのボルトの最終トルク

パターン:

  • 4本のボルト：クロスパターン（1-3-2-4）
  • 6本のボルト：星型パターン（1-4-2-5-3-6）
  • 8本以上のボルト：正反対の位置から90°回転

どのボルトプロパティクラスを使用すればよいですか?

物件クラスの選択 ISO 898-1:

クラス回転速度（MPa）Rm (MPa)応用
4.6240400重要でない、低負荷
8.8640800標準構造
10.99001000高強度、自動車用
12.910801200臨界最大荷重

デコード: 最初の数字 × 100 = 引張強度（Rm）（MPa）。最初の数字 × 2番目の数字 × 10 = 降伏強度（Rp）（MPa）。例：8.8 → Rm=800 MPa、Rp=8×8×10=640 MPa。.

高強度ボルトは再利用できますか？

一般的には、いいえ。. 高強度ボルト（クラス 10.9 および 12.9）は、設計予荷重まで締め付けた後は、次の理由により再利用しないでください。

  • 締め付け時に塑性変形が発生する
  • ねじの損傷は目に見えない場合があります
  • ボルトの強度は伸張後に低下する
  • トルク降伏ボルトは設計上使い捨てです

例外: クラス8.8以下は、目に見える損傷がなく、用途が重要でない場合は再利用できます。 ISO 16047, テスト用の代替部品は使い捨てです。.

トルクレンチによる締め付けはどの程度正確ですか?

トルクツールの精度:

  • クリック式トルクレンチ：±4～5%
  • ビーム型トルクレンチ：±3～4%
  • デジタルトルクレンチ: ±1–2%
  • ISO 16047試験装置: ±2%

しかし, トルクとプリロードの精度は摩擦の変動によって制限されます。正確なトルクであっても、実際のプリロードは変化する可能性があります。 ±25～30% により：

  • 表面仕上げのバリエーション
  • 潤滑の不均一性
  • 糸の品質の違い

重要なアプリケーションの場合は、 トルク角度法 または 油圧テンショニング （プリロード精度±5%）。.

ISO 16047 と VDI 2230 の違いは何ですか?

これらの標準は、それぞれ異なるが補完的な目的を果たします。

側面ISO 16047VDI 2230
集中試験方法設計計算
目的摩擦特性を測定する共同要件を計算する
出力K係数、μth、μb値必要なボルトサイズ、トルク
応用ファスナーメーカー、研究所設計エンジニア

ISO 16047 摩擦係数の測定方法を説明します。; VDI 2230 ボルトジョイント設計でこれらを使用する方法を説明します。.