ホイールナットの締め付けトルクについての疑問

質問

通常ホイールナットを締め付けるトルクは10kg/m前後です。

しかしホイールによってはボルト穴部分の肉厚が厚かったり、スペーサーを使用したりする場合、ハブボルトへのナットの掛かりが若干浅くなります。
そうなるとボルトとナットの噛み合わさっているネジの溝の総面積は小さくなるので、ネジの力の掛かり具合が変わるわけですからトルクもそれに合わせて調節するべきなのでは？と、単純に考えてしまいます。

その場合、締め付けトルクは強くしたほうがいいのでしょうか。それとも弱くしたほうがいいのでしょうか？

まあ例えば15mm掛かってたのが13mmになったところで実際には同じトルクで問題無いんでしょうし、また掛かりが純正の半分以下になったり等の場合は強度が不足しすぎで現実的な話ではなくトルク云々以前の問題なので、結局この疑問自体がナンセンスとも言えますが、一応理論的に変化の方向としてどちらへ向くのかを知りたいのです。
（そんなこと知っても何の役にも立たないよ的なご意見は無しで^_^;）

なんだかくだらない質問ですが、よろしくお願いします。

※条件としてハブボルトへのナットの掛かる長さは、一般に言われているボルトの直径分（12mm程度）7～8回転は最低確保できているものとします。

回答No.3

SCM435 · ベストアンサー

こんにちは。

少し長くなりますが、なるべくかんたんに説明しますと、
ボルトとナットで物を締め付けると、ボルトのネジ部には引張方向の力が働き、ナットのネジ部には圧縮方向の力が働きます。お互いの力が釣り合っている状態が、ネジが締まっている状態です。また、この力の事を軸力：F(Kgf又はN)と言います。

次に締め付けトルク値:Tの考え方ですが、ネジの弛みに対して「強く締めれば弛みにくい」と言う考え方があります。そこで、ボルトの引張強度（降伏点）の70％の強さの軸力を発生させる事が出来る締め付けトルク値を算出します。

締め付けトルク値：Ｔ=K×F×d (Kgf・m又はN・m)

ここで、K:トルク係数（摩擦係数のようなもの）F：軸力　ｄ：ネジのサイズ

したがって、一般的にはボルトの強度から締め付けトルクは算出するのですが、ナットにも条件があります８割ナット以上なければなりません。８割ナットと言うのは一番よく使われている物でネジのサイズの約８割の高さ（ねじ山）の物です。

今回の12ｍｍの場合12×0.8＝9.6ですが実際のナットは10mmです。
この値を参考に7～8回転×ネジピッチ≒10であれば締め付けトルク値を下げる必要は無いと思いますよ。

お礼

ちょっと不明な部分もあるのですが、結論としては純正の指定トルクも８割ナットをネジ強度の基準として計算されているので、12mmのボルトなら最低10mmの勘合が必要となり、その分が確保できていればトルクは変更する必要は無いということですね。

ただ「締め付けトルク値を下げる必要は無い」と書かれているということは、ネジの勘合が浅くなっていった場合、適正な強度を確保しながら緩みにくさのバランスがとれるトルクを求めようとすると、厳密にはトルクを下げる方向になるわけですか？
まあ、というよりトルクを下げなければならないほど勘合が浅くなった場合はそのボルト（あるいはホイール）は使えないということになりますね。
これでモヤモヤが解けてスッキリしました。

ちなみに他のサイトのQ&Aでも見られる傾向ですが、こういった質問では聞きたいことの主旨を勘違いされ、根拠の曖昧な安全論を展開されることになるケースが多いです。
自分も他の方に回答を書かせていただくことがありますが、質問の意図を曲解して回答しないように心がけたいものです。
今回はまさにSCM435さんのこのような回答を求めていました。
ありがとうございました。

回答No.2

isoworld

締め付けトルクはボルト・ナットの寸法や材質によって上限と下限の規定があり、10kg/m前後と決まっているわけではありません。ナットにはボルトの頭が少し出るくらいに締めなければなりません。半分しかいかないような使い方は、そもそも間違いです。

お礼

まあたしかに10kg/m前後と決まってるわけではないです。一般的に乗用車の場合だいたいそれぐらいが多いといったニュアンスで書きました。

>ナットにはボルトの頭が少し出るくらいに締めなければなりません。
オープンタイプのホイールナットの場合はそれを基準に考えるのが妥当ですが、袋ナットの場合はだいたいボルトの直径分の深さ（12mmP1.5のポルトだと８回転）が必要という認識です。
ホイール屋さんなんかに聞くと「５回転ぐらいでも大丈夫よ」なんて言われたりしますが^_^;

というかそもそもこの質問、そこが主旨ではないんですけど・・・

回答No.1

opechorse

ねじの強度(緩みにくさ)は、ナット座面の摩擦で発生します
一般的には普通のナット(袋ナットでないもの)の
頭が何ミリか出るようにねじの長さができていますが
極端に出なくならないようなら取り付けトルクは同じです
ナットのかかりが短い場合は、ねじが折れるか折れないかにかかってきますが、緩みにくさには影響はないです

お礼

なるほど。ポイントは座面の摩擦係数なんですね。なのでネジの掛かりの長さに関係なくトルクは同じになるのですね。
とてもシンプルかつ納得できるご意見です。ありがとうございます。

ただ、掛かりが浅い場合は同一トルクだとネジ山の破損の問題もありますよね。