トルクとは、ボルトをまわす力のことで、以下の式で表されます。
T(トルク)=L(長さ)×F(力)
トルク管理の特徴は、ある程度の締め付け精度を犠牲にする代わりに、簡便に締め付け管理ができる点にあります。
右の式は、締め付けトルクの計算式です。トルクは、ターゲットとする軸力値を元に、ボルト緒元や摩擦係数を加味し、計算されます。
日頃何気なく使用しているトルクも、実は軸力を元に計算された値なのです。
トルクの精度をどれだけ上げても、軸力のばらつきはなくなりません。その理由は、摩擦係数です。
締め付けトルクのうち、9割程度は摩擦により吸収され、実際の軸力となるのは、残りの1割程度です。
しかも、この摩擦係数は、一定ではありません。
つまり、トルクの精度をどれだけ上げても、得られる軸力は摩擦係数次第で、軸力のばらつきを無くすことはできません。
トルクでの締め付けは、摩擦係数の変動により、±20%~30%の軸力のばらつきが発生すると言われています。
左のグラフは、超音波ボルト軸力計とトルクレンチの精度を、ロードセル(荷重計)を用いて調べたものです。
超音波ボルト軸力計のばらつきは、非常に小さいことが分かります。
対して、トルクレンチはやや大きなばらつきが発生しています。