ボルト締結で重要なのが 適切な締付トルク（T） と、そこから生まれる
軸力（F＝ボルトを引っ張る力） です。
これを正しく理解すると、過大締付による破断や、ゆるみによるトラブルを防ぐことができます。
1. 締付トルクと軸力の関係式
一般的な設計式は以下の通りです。
■ 軸力（締付力）F の計算式
| 記号 | 意味 |
|---|---|
| F | ボルトに与える軸力（N） |
| k | 締付係数（目安：0.7〜0.8） |
| A_s | 有効断面積（mm²）——並目ねじで規格表に掲載 |
| σᵧ | ボルト材料の降伏点（MPa） |
※強度区分 8.8、10.9 などで σᵧ が異なります。
■ 締付トルク T の計算式
| 記号 | 意味 |
|---|---|
| T | 締付トルク（N･m） |
| K | トルク係数（一般に 0.15〜0.2） |
| F | 軸力（N） |
| d | 呼び径（mm） |
2. 強度区分ごとの降伏点（参考値）
| 強度区分 | 引張強さ（MPa） | 降伏点（MPa） |
|---|---|---|
| 4.8 | 400 | 320 |
| 8.8 | 800 | 640 |
| 10.9 | 1040 | 940 |
| 12.9 | 1220 | 1100 |
3. 有効断面積（Aₛ）一覧（並目ねじ）
| 呼び径 | 有効断面積 Aₛ (mm²) |
|---|---|
| M6 | 20.1 |
| M8 | 36.6 |
| M10 | 58.0 |
| M12 | 84.3 |
| M16 | 157 |
| M20 | 245 |
4. 例：M10、強度区分 8.8 の締付トルクを求める
① 軸力 F を計算
- 降伏点：640 MPa
- 有効断面積 Aₛ：58 mm²
- 締付係数 k：0.75 とする
F=0.75⋅58⋅640=27840N
② 締付トルク T を計算
d = 10 mm
トルク係数 K = 0.18 とするT=0.18⋅27840⋅0.01=50.1N･m
👉 M10（8.8）の推奨締付トルクは約 50 N･m
5. 呼び径別の「締付トルク（目安）」一覧表（8.8級）
| 呼び径 | 軸力F（N） | 推奨トルクT（N･m） |
|---|---|---|
| M6 | 9,600 | 10〜12 |
| M8 | 18,000 | 25〜30 |
| M10 | 27,000 | 45〜55 |
| M12 | 39,000 | 75〜85 |
| M16 | 75,000 | 180〜200 |
| M20 | 120,000 | 350〜400 |
（※K＝0.18、k＝0.75 と仮定）
6. 設計での注意点
✔ 必ず「摩擦係数K」がトルクに大きく影響する
→ ねじの表面処理、潤滑の有無で値が ±30％変わることもある
✔ 軸力管理は「トルク管理方式」より「トルク＋角度法」の方が精度が高い
✔ 高強度ボルト（10.9・12.9）は座面の陥没にも注意
→ 座金併用・ナット座面仕上げが有効
🔧 ボルト締結で使用する係数一覧表（保存版）
以下は、機械設計で一般的に使われる値をまとめた「係数早見表」です。
※値は代表的な目安値です。実際には材質・表面処理・潤滑条件によって変化します。
◆ 1. トルク係数 K（摩擦係数の影響を含む係数）
| 状態 | トルク係数 K の目安 |
|---|---|
| 乾燥・未潤滑 | 0.20〜0.25 |
| 軽油・切削油など軽潤滑 | 0.16〜0.20 |
| モリブデングリース・二硫化モリブデン | 0.12〜0.16 |
| 特殊低摩擦処理（メッキ＋潤滑） | 0.10〜0.14 |
◆ 2. 締付係数 k（降伏点に対する軸力比）
| ボルト強度区分 | 推奨締付係数 k | 備考 |
|---|---|---|
| 4.8 | 0.60〜0.65 | 低強度ボルト |
| 8.8 | 0.65〜0.70 | 一般的な締結に広く使用 |
| 10.9 | 0.70〜0.75 | 高強度、機械構造物に多い |
| 12.9 | 0.75〜0.80 | 非常に高い締付力が必要な用途 |
◆ 3. ボルト有効断面積 AsA_sAs（mm²）
| 呼び径 (M) | 有効断面積 As |
|---|---|
| M6 | 20.1 |
| M8 | 36.6 |
| M10 | 58.0 |
| M12 | 84.3 |
| M16 | 157 |
| M20 | 245 |
| M24 | 353 |
◆ 4. 引張強さ・降伏点（代表値）
| 強度区分 | 引張強さ σb (MPa) | 降伏強さ σy (MPa) |
|---|---|---|
| 4.8 | 400 | 320 |
| 8.8 | 800 | 640 |
| 10.9 | 1000 | 900 |
| 12.9 | 1200 | 1080 |
◆ 5. 軸力の計算式（おさらい）
F=k⋅As⋅σy
- F：締付軸力（N）
- k：締付係数（0.6〜0.8）
- As：有効断面積（mm²）
- σy：降伏点（MPa）
◆ 6. 締付トルクの計算式（おさらい）
T=K⋅F⋅d
- T：締付トルク（N・m）
- K：トルク係数
- F：軸力（N）
- d：ボルト呼び径（mm）
📥 【無料ダウンロード】ボルト締付トルク計算シート（Excel）
呼び径 d、材料の耐力 σy、締付係数 k、トルク係数 K を入力すると、
軸力 F と締付トルク T を自動で計算できます。
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