科目
機械設計法
章
ねじ
図番
07 / 14
内容
シミュレータ・例題3問
機械設計法 7 / 14

締める力の9割は、摩擦に消えるねじの締め付けとトルク

締め付けトルクは T ≈ K d F(トルク係数 K の目安は 0.2)で、M10 のボルトを 20 kN の軸力で締めるには約 40 N·m。そのうちボルトを伸ばす分は 4.77 N·m(約1割)だけで、残りはねじ面と座面の摩擦に使われるので、K が 0.15 なら同じ 40 N·m で軸力は 26.7 kN になる。

車のホイールナットに長いレンチを掛け、手が柄の端を握って締めているところ

まず触ってみる

数字を動かして、何が起きるかを見てから読み進めてください。課題つきの盤は、本文の「動かしてみよう」にあります。

このページの内容
  1. ホイールナットは、なぜ「103 N·m」と決まっている?
  2. 公式はこれ
  3. 締めたボルトは、伸びたばね
  4. トルクの行き先:てんびんで読む
  5. 公式を、3つのかたまりに分けて読む
  6. 油を付けると、トルクはそのままでも軸力が変わる
  7. どの数字がいちばん効く?
  8. ホイールナットに戻る
  9. 動かしてみよう
  10. よくある勘違い
  11. この公式が使える条件
  12. 例題

この単元のポイント

  1. 締め付けトルクは T≈K d F\sksT \approx \ssmK\,\ssmD\,\ssmF(K\ssmK はトルク係数。目安 0.2)。M10 のボルトを 20 kN の軸力で締めるには、約 40 N·m。
  2. そのうち、ボルトを伸ばして軸力を生むのは 4.77 N·m、約1割だけ。残りの約9割は、ねじ面と座面の摩擦に使われる。
  3. 摩擦で決まるので、K\ssmK は油の有無などで変わる。K\ssmK が 0.2 でなく 0.15 なら、同じ 40 N·m で軸力は 26.7 kN(1.33倍)になる。

ホイールナットは、なぜ「103 N·m」と決まっている?

車のタイヤを替えたら、最後にホイールナットを締めます。取扱説明書には、締め付けの強さが数字で書いてあります。トヨタのプリウスなら 103 N·m、ホンダのフィットなら 108 N·m です。乗用車では、100 N·m 前後の車が多くあります。

N·m は、回す力の効き目、トルクの単位です。長さ 0.5 m のレンチの先に 206 N(21 kg くらいの物を持ち上げる力)をかけると、103 N·m になります。

決めたいのは、本当はトルクではありません。ナットがボルトを引っぱる力、軸力です。軸力が足りないと、走るうちにナットがゆるみます。大きすぎると、ボルトが伸びきってしまいます。

ところが、軸力は、締めている人には見えません。測れるのは、レンチにかけたトルクだけです。そこで、トルクから軸力を見積もる式を使います。

この単元では、機械によく使う M10 のボルト(ねじの外径 10 mm、並目)で考えます。20 kN の軸力で締めたいとき、何 N·m で締めればよいでしょうか。そのトルクは、どこへ行くのでしょうか。

予想してから読むM10 を 40 N·m で締めると、軸力は 20 kN でした。ねじに油を付けて滑りやすくすると(トルク係数が 0.2 から 0.15 に下がる)、同じ 40 N·m で締めた軸力は?

公式はこれ

T=K d F\sksT = \ssmK\,\ssmD\,\ssmF
記号 意味 M10 を 20 kN で締めるとき
T\sksT 締め付けトルク [N·mm] 40,000 N·mm = 40 N·m
K\ssmK トルク係数(摩擦で決まる。目安 0.2) 0.2
d\ssmD ねじの呼び径 [mm] 10 mm
F\ssmF 軸力(ボルトを引っぱる力)[N] 20,000 N
T=0.2×10 mm×20,000 N=40,000 N⋅mm=40 N⋅m\sksT = 0.2 \times 10\ \mathrm{mm} \times 20{,}000\ \mathrm{N} = 40{,}000\ \mathrm{N\cdot mm} = 40\ \mathrm{N\cdot m}

答えは 約 40 N·m です。式はかけ算だけで、軸力を2倍にしたければ、トルクも2倍にします。

K\ssmK の 0.2 は、油を付けていない鋼のボルトで、よく使う目安の値です。どこから来た数なのかを、次に見ます。

締めたボルトは、伸びたばね

ナットを締めると、ボルトは2枚の板の間で、ほんの少し引き伸ばされます。伸びたボルトは、ばねのように縮もうとして、板を両側から押し付けます。この縮もうとする力が、軸力です。

輪ゴムで本をまとめるのと同じです。輪ゴムを伸ばしてかけると、ゴムが縮もうとして、本をしっかり押さえます。

ボルトは、伸びたぶんだけ板を押します。ナットを回すのは、ボルトを伸ばすためです。

トルクの行き先:てんびんで読む

ナットを1回転させると、ナットはねじの山1つ分、ピッチ P\ssmP だけ進みます(送りねじ)。M10 の並目なら 1.5 mm です。

送りねじの単元のてんびん(入れた仕事=出た仕事)で、1回転の仕事を比べます。

  • 入れた仕事:トルク × 回した角度 = T×2π\sksT \times 2\pi
  • ボルトを伸ばす仕事:軸力 × 進んだ長さ = F×P\ssmF \times \ssmP

摩擦がなければ、2つは等しくなります。そのときのトルクを Tp\ssmTp とすると、

Tp×2π=F P⟹Tp=F P2π\ssmTp \times 2\pi = \ssmF\,\ssmP \qquad\Longrightarrow\qquad \ssmTp = \dfrac{\ssmF\,\ssmP}{2\pi}

数を入れると、

Tp=20,000 N×1.5 mm2π=4,775 N⋅mm≈4.77 N⋅m\ssmTp = \dfrac{20{,}000\ \mathrm{N} \times 1.5\ \mathrm{mm}}{2\pi} = 4{,}775\ \mathrm{N\cdot mm} \approx 4.77\ \mathrm{N\cdot m}

ボルトを伸ばすだけなら、4.77 N·m で済みます。実際には 40 N·m かけています。残りの 35.2 N·m は、摩擦に使われます。割合で見ると、ボルトを伸ばす分は 4.77 ÷ 40 = 11.9%、約1割です。

摩擦は2か所で起きています。

  1. ねじ面:ナットのねじ山が、ボルトのねじ山の上をすべる所
  2. 座面:ナットの下の面が、板(または座金)の上をすべる所

ねじの締め付けの規格(JIS B 1083)は、締め付けトルクの 90% 前後が、ねじ面と座面の摩擦で使われる、としています。同じ規格の式で、2か所の摩擦係数をどちらも 0.15 くらいとして分けると、M10 では、ねじ面に約4割、座面に約5割です。

トルクの行き先(M10、K = 0.2) トルク 割合
ボルトを伸ばす(軸力を生む) 4.77 N·m 約1割(11.9%)
ねじ面の摩擦 15.4 N·m 約4割
座面の摩擦 19.9 N·m 約5割
合計 40 N·m

摩擦の分は、熱になって消えます。K=0.2\ssmK = 0.2 の大部分は、摩擦の大きさを表した数なのです。

公式を、3つのかたまりに分けて読む

T=K⏟摩擦で決まる×d⏟こする所の半径×F⏟押し付ける力\sksT = \underbrace{\ssmK}_{\text{摩擦で決まる}} \times \underbrace{\ssmD}_{\text{こする所の半径}} \times \underbrace{\ssmF}_{\text{押し付ける力}}
  1. 押し付ける力 F\ssmF ねじ面も座面も、軸力 F\ssmF で押し付けられています。押し付ける力が2倍なら、摩擦も2倍です。ボルトを伸ばす分 FP/(2π)\ssmF\ssmP/(2\pi) も、F\ssmF に比例します。
  2. こする所の半径 d\ssmD 摩擦の力は、ねじ山や座面の上で、軸から離れた所に働きます。同じ摩擦の力でも、半径が大きいほど、回すのに大きなトルクがいります。その半径は、ボルトの太さにほぼ比例します。
  3. 摩擦で決まる K\ssmK 残りの、摩擦係数やねじの形をまとめた数です。乾いた鋼で、摩擦係数が 0.15 くらいなら、0.2 になります。

油を付けると、トルクはそのままでも軸力が変わる

ねじに油を付けると、摩擦が減って、K\ssmK は小さくなります。

K\ssmK を 0.2 のつもりで、40 N·m で締めたとします。実際の K\ssmK が 0.15 だったら、軸力は

F=TK d=40,0000.15×10=26,700 N=26.7 kN\ssmF = \dfrac{\sksT}{\ssmK\,\ssmD} = \dfrac{40{,}000}{0.15 \times 10} = 26{,}700\ \mathrm{N} = 26.7\ \mathrm{kN}

ねらいの 20 kN の 1.33倍です。反対に、さびや汚れで 0.25 だったら、16 kN にしかなりません。

ものさしの目盛りと余白(この科目を通す見方)

トルクで締めると、軸力の目盛りは、ねらいの値のまわりに幅を持って散らばる。だから、散らばった上の端でもボルトが降伏しないように、ねらいの軸力に余白をとる。

トルクで軸力を決めるやり方は、手軽ですが、精度はこの程度です。大事なボルトでは、油の付け方まで決めておきます。

どの数字がいちばん効く?

M10・20 kN・K=0.2\ssmK = 0.2(40 N·m)から、1つずつ変えたときです。

変えるもの 変わるもの 変化
ねらいの軸力 F\ssmF を10%大きく 要るトルク +10%(44 N·m)
トルク係数 K\ssmK を10%大きく 要るトルク +10%(44 N·m)
40 N·m のまま、実際の K\ssmK が10%大きい 出る軸力 −9.1%(18.2 kN)
40 N·m のまま、実際の K\ssmK が 0.15 出る軸力 +33%(26.7 kN)

式の上では、どれも同じように効きます。でも、F\ssmF と d\ssmD は自分で決められるのに、K\ssmK は、ねじの表面の状態しだいです。いちばん読めないのは、K\ssmK です。

ホイールナットに戻る

ホイールナットのねじは、呼び径 12 mm です。103 N·m で締め、K=0.2\ssmK = 0.2 とすると、

F=103,000 N⋅mm0.2×12 mm=42,900 N≈42.9 kN\ssmF = \dfrac{103{,}000\ \mathrm{N\cdot mm}}{0.2 \times 12\ \mathrm{mm}} = 42{,}900\ \mathrm{N} \approx 42.9\ \mathrm{kN}

ナット1個で、約 43 kN の力でホイールをハブに押し付けています。103 N·m という数字は、この軸力をねらって決めたものです。トルクで決めているので、ナットのねじに油を付けたり、さびたまま締めたりすると、ねらいから外れます。

工場の機械のボルトも、トルクレンチで締めます。トルクレンチは、決めたトルクに達すると「カチッ」と手応えがあり、それ以上かけずに済みます。

つまり、ものを作るときは

締め付けトルクは T=KdF\sksT = \ssmK\ssmD\ssmF で決めます。決めたいのは軸力で、トルクはその代わりに測る値です。その換算の K\ssmK は摩擦しだいなので、図面には、トルクと一緒に、油を付けるかどうかも書きます。

ねらいの軸力そのものは、ボルトが降伏し始める力から決めます(ボルトの強さ)。

動かしてみよう

ねじの呼びは、表の行(M6〜M20 の並目)から選びます。軸力 F\ssmF とトルク係数 K\ssmK を動かすと、要るトルクと、その行き先の帯が変わります。

K\ssmK を小さくすると、帯の中の「ボルトを伸ばす」分の割合が大きくなります。摩擦が減って、トルクの多くがボルトに届くからです。右下のものさしは、いまのトルクで締めたとき、K\ssmK が 0.15〜0.25 にずれたら、軸力がどこまで散らばるかを示します。墨の破線は、強度区分 8.8 のボルトが降伏し始める軸力です(M10 なら 37.1 kN。ボルトの強さ)。軸力を 40 kN にすると、トルクは 80 N·m でちょうど2倍ですが、M10 の 8.8 では降伏を越えます。

シミュレータスライダーを動かすと、図と答えが、その場で変わります

試してみよう0 / 3

  1. M10・K = 0.2 のまま、ねらいの軸力 F を2倍の 40 kN にする(まだ)
  2. M10・20 kN のまま、トルク係数 K を 0.15 に下げる(ねじに油を付けたつもり)(まだ)
  3. K = 0.2 のまま、呼びを M12 にして、軸力 F を 43 kN にする(ホイールナットのねじ)(まだ)
dねじの呼び径(並目 M6〜M20 の表の行)
kN
M10 で2枚の板を締めるT = 40 N·m板を押す板を押す軸力 F = 20 kNボルトは F で引っぱられ、2枚の板は F で締め付けられる。トルクの行き先帯の全体が T = 40 N·m(K = 0.2)ボルトを伸ばす4.77 N·m(11.9%)ねじ面の摩擦15.3 N·m(38.4%)座面の摩擦19.9 N·m(49.7%)摩擦の内訳は目安(2つの摩擦係数を同じとみた)。この T で締めたときの軸力8.8 の降伏 37.1020406080[kN]ねらい 20K が 0.15〜0.25 にずれると16〜26.7 kN に散らばる上の端まで降伏の内側(M10・8.8)
トルクは、初期値の ×1

いまの式(数字を入れた形)

T=K d F\htmlClass{q-moment}{T} = \htmlClass{q-material}{K}\,\htmlClass{q-geometry}{d}\,\htmlClass{q-force}{F}=0.2×10 mm×20,000 N= 0.2 \times 10\ \mathrm{mm} \times 20{,}000\ \mathrm{N}=40,000 N⋅mm=40 N⋅m= 40{,}000\ \mathrm{N\cdot mm} = 40\ \mathrm{N\cdot m}
トルク
T=40 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T} = 40\ \mathrm{N\cdot m}
ボルトを伸ばす分のトルク
Tp=4.775 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T_p} = 4.775\ \mathrm{N\cdot m}
摩擦に使われる分のトルク
Tf=35.23 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T_f} = 35.23\ \mathrm{N\cdot m}
トルクのうち、軸力を生む分の割合
Tp/T=11.9 %\htmlClass{q-moment}{T_p/T} = 11.9\ \%
途中の計算(導出)を見る
  1. トルク係数の式で、締め付けトルクを出す(M10)

    T=K d F=0.2×10 mm×20,000 N=40,000 N⋅mm=40 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T} = \htmlClass{q-material}{K}\,\htmlClass{q-geometry}{d}\,\htmlClass{q-force}{F} = 0.2 \times 10\ \mathrm{mm} \times 20{,}000\ \mathrm{N} = 40{,}000\ \mathrm{N\cdot mm} = 40\ \mathrm{N\cdot m}
  2. ボルトを伸ばす分(1回転で、ナットはピッチの分だけ進む)

    Tp=F P2π=20,000×1.52π=4,775 N⋅mm=4.77 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T_p} = \dfrac{\htmlClass{q-force}{F}\,\htmlClass{q-geometry}{P}}{2\pi} = \dfrac{20{,}000 \times 1.5}{2\pi} = 4{,}775\ \mathrm{N\cdot mm} = 4.77\ \mathrm{N\cdot m}
  3. 残りは、ねじ面と座面の摩擦に使われる

    Tf=T−Tp=40−4.77=35.2 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T_f} = \htmlClass{q-moment}{T} - \htmlClass{q-moment}{T_p} = 40 - 4.77 = 35.2\ \mathrm{N\cdot m}
  4. トルクのうち、ボルトを伸ばす(軸力を生む)分の割合

    Tp/T=TpT=P2π K d=1.52π×0.2×10=11.9 %\htmlClass{q-moment}{T_p/T} = \dfrac{\htmlClass{q-moment}{T_p}}{\htmlClass{q-moment}{T}} = \dfrac{\htmlClass{q-geometry}{P}}{2\pi\,\htmlClass{q-material}{K}\,\htmlClass{q-geometry}{d}} = \dfrac{1.5}{2\pi \times 0.2 \times 10} = 11.9\ \%

よくある勘違い

「トルクは、ボルトを引っぱる力のこと」

トルクと軸力は、別の量です。

単位 何の大きさか M10 の例
トルク T\sksT N·m ナットを回す効き目 40 N·m
軸力 F\ssmF N ボルトを引っぱる力 20,000 N

40 N·m のトルクで、20,000 N の軸力が出ます。数の大きさがまるで違うのは、ねじが「回す」を「引っぱる」に大きく変えるからです。

「同じトルクで締めれば、軸力も同じ」

トルクが同じでも、摩擦が違えば軸力は違います。K が 0.15 と 0.25 では、同じトルクで軸力が 1.67倍ちがいます。

「強く締めるほど、ゆるまない」

ある所までは正しいです。でも、締めすぎて軸力がボルトの降伏し始める力を越えると、ボルトは伸びたまま戻らなくなります。次にかかる力で、かえってゆるんだり切れたりします。

この公式が使える条件

  • ナットを回して締めるとき(ゆるめるときは、ボルトを伸ばす分の向きが逆になり、トルクは小さい)
  • 一般的なメートルねじ(山の角度 60°)の、1条ねじ
  • トルク係数 K\ssmK は、ねじ面と座面の摩擦で決まる。0.2 は乾いた鋼の目安で、油・表面の処理・座金で変わる
  • ボルトは降伏していない(伸びて戻る範囲)
トルク係数の中身(くわしく知りたい人へ)

ねじの締め付けの規格(JIS B 1083)は、トルク係数を次の式で表します。

K=1d(P2π+0.577 μth d2+0.5 μb Db)\ssmK = \dfrac{1}{\ssmD}\left(\dfrac{\ssmP}{2\pi} + 0.577\,\mu_{th}\,d_2 + 0.5\,\mu_b\,D_b\right)

かっこの中の3つが、トルクの行き先の3つです。

  1. P2π\dfrac{\ssmP}{2\pi}:ボルトを伸ばす分(てんびんで出したもの)
  2. 0.577 μth d20.577\,\mu_{th}\,d_2:ねじ面の摩擦。μth\mu_{th} はねじ面の摩擦係数、d2d_2 は有効径(ねじ山の中ほどの直径)。0.577 は、ねじ山の斜面(60° の山の半分の 30°)で、押し付ける力が大きくなる分を含んだ数(1/31/\sqrt{3})
  3. 0.5 μb Db0.5\,\mu_b\,D_b:座面の摩擦。μb\mu_b は座面の摩擦係数、DbD_b は座面の平均の直径

M10(P=1.5P = 1.5、d2=9.026d_2 = 9.026、DbD_b を二面幅 16 mm と穴 11 mm の平均の 13.5 mm)で、摩擦係数をどちらも 0.1472 とすると、

K=110(0.239+0.577×0.1472×9.026+0.5×0.1472×13.5)=110(0.239+0.767+0.994)=0.200\ssmK = \dfrac{1}{10}\left(0.239 + 0.577 \times 0.1472 \times 9.026 + 0.5 \times 0.1472 \times 13.5\right) = \dfrac{1}{10}\left(0.239 + 0.767 + 0.994\right) = 0.200

3つの比が、0.239 : 0.767 : 0.994、つまり約 12% : 38% : 50% です。摩擦係数が 0.15 くらいのとき、K\ssmK が 0.2 になる、というのが、目安の出どころです。

例題

例題1 ホイールナットの軸力

ある乗用車の取扱説明書には、ホイールナットの締め付けトルクが 103 N·m と書かれています。ねじの呼び径は 12 mm です。トルク係数を目安の K=0.2K = 0.2 とします。

(1) ナット1個が、ハブのボルトを引っぱる力(軸力)はいくらですか。(2) 1つの車輪をナット5個で留めるとき、軸力の合計はいくらですか。

ヒント 1 / 2

T=KdFT = K d F を FF について解くと F=TKdF = \dfrac{T}{K d} です。

ヒント 2 / 2

単位をそろえます。103 N⋅m=103,000 N⋅mm103\ \mathrm{N\cdot m} = 103{,}000\ \mathrm{N\cdot mm} です。

答えと解き方を見る
(1) F=TK d=103,000 N⋅mm0.2×12 mm=42.9 kN(1)\ \ssmF = \dfrac{\sksT}{\ssmK\,\ssmD} = \dfrac{103{,}000\ \mathrm{N\cdot mm}}{0.2 \times 12\ \mathrm{mm}} = 42.9\ \mathrm{kN}
(2) 42.9×5=215 kN(2)\ 42.9 \times 5 = 215\ \mathrm{kN}

1個で約 43 kN、つまり 4.4 トンの物をつるすくらいの力で、ホイールをハブに押し付けています。

ホイールナットの座面は円すいの形で、ふつうのナットとは摩擦のかかり方が少し違います。ここでの K = 0.2 は、見積もりのための目安です。

例題2 M8 のボルトを締める

機械のカバーの台を、M8 の並目ボルト(ピッチ 1.25 mm)で留めます。1本あたり 12 kN の軸力で締めたいとします。トルク係数は K=0.2K = 0.2 とします。

(1) 締め付けトルクはいくらですか。(2) そのうち、ボルトを伸ばす(軸力を生む)のに使われる分はいくらで、全体の何 % ですか。

ヒント 1 / 2

T=KdFT = K d F に、dd は mm、FF は N で入れると、T は N·mm で出ます。

ヒント 2 / 2

ボルトを伸ばす分は、1回転の仕事のつり合い 2πTp=FP2\pi T_p = F P から出します。

答えと解き方を見る
(1) T=0.2×8 mm×12,000 N=19.2 N⋅m(1)\ \sksT = 0.2 \times 8\ \mathrm{mm} \times 12{,}000\ \mathrm{N} = 19.2\ \mathrm{N\cdot m}
(2) Tp=12,000×1.252π=2.39 N⋅m(12.4 %)(2)\ \ssmTp = \dfrac{12{,}000 \times 1.25}{2\pi} = 2.39\ \mathrm{N\cdot m}\quad(12.4\ \%)
  1. トルク係数の式で、締め付けトルクを出す(M8)

    T=K d F=0.2×8 mm×12,000 N=19,200 N⋅mm=19.2 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T} = \htmlClass{q-material}{K}\,\htmlClass{q-geometry}{d}\,\htmlClass{q-force}{F} = 0.2 \times 8\ \mathrm{mm} \times 12{,}000\ \mathrm{N} = 19{,}200\ \mathrm{N\cdot mm} = 19.2\ \mathrm{N\cdot m}
  2. ボルトを伸ばす分(1回転で、ナットはピッチの分だけ進む)

    Tp=F P2π=12,000×1.252π=2,387 N⋅mm=2.39 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T_p} = \dfrac{\htmlClass{q-force}{F}\,\htmlClass{q-geometry}{P}}{2\pi} = \dfrac{12{,}000 \times 1.25}{2\pi} = 2{,}387\ \mathrm{N\cdot mm} = 2.39\ \mathrm{N\cdot m}
  3. 残りは、ねじ面と座面の摩擦に使われる

    Tf=T−Tp=19.2−2.39=16.8 N⋅m\htmlClass{q-moment}{T_f} = \htmlClass{q-moment}{T} - \htmlClass{q-moment}{T_p} = 19.2 - 2.39 = 16.8\ \mathrm{N\cdot m}
  4. トルクのうち、ボルトを伸ばす(軸力を生む)分の割合

    Tp/T=TpT=P2π K d=1.252π×0.2×8=12.4 %\htmlClass{q-moment}{T_p/T} = \dfrac{\htmlClass{q-moment}{T_p}}{\htmlClass{q-moment}{T}} = \dfrac{\htmlClass{q-geometry}{P}}{2\pi\,\htmlClass{q-material}{K}\,\htmlClass{q-geometry}{d}} = \dfrac{1.25}{2\pi \times 0.2 \times 8} = 12.4\ \%

19.2 N·m のうち、ボルトを伸ばすのは 2.39 N·m だけです。残りの約 17 N·m は、ねじ面と座面の摩擦で熱になります。

例題3 同じトルクで、軸力はどこまで散らばる?

M12 のボルトを、トルクレンチで 50 N·m に締めます。ねじに油が付いているかどうかで、トルク係数 K が 0.15 から 0.25 まで変わるとします。

(1) K = 0.25 のときと、K = 0.15 のときの軸力は、それぞれいくらですか。(2) 大きいほうは、小さいほうの何倍ですか。

ヒント 1 / 2

どちらも F=TKdF = \dfrac{T}{K d} です。

ヒント 2 / 2

K の比 0.25/0.150.25 / 0.15 が、そのまま軸力の比になります。

答えと解き方を見る
(1) K=0.25: 50,0000.25×12=16.7 kN,K=0.15: 50,0000.15×12=27.8 kN(1)\ K = 0.25:\ \dfrac{50{,}000}{0.25 \times 12} = 16.7\ \mathrm{kN},\quad K = 0.15:\ \dfrac{50{,}000}{0.15 \times 12} = 27.8\ \mathrm{kN}
(2) 27.816.7=1.67 倍(2)\ \dfrac{27.8}{16.7} = 1.67\ \text{倍}

トルクは同じ 50 N·m でも、軸力は約 1.7 倍もちがいます。トルクの大部分が摩擦に使われるので、摩擦が少し変わるだけで、軸力に回る分が大きく動きます。

だから、ねらいの軸力は、ボルトが降伏するまでに余白をとって決めます(次の単元)。