データシートのプリベリングトルクは上限であって、足す数字ではない

スレッドのなかの計算と、その行き先

貼られた数字のまま計算します。供給者の答えは 37 + 5 = 42 と 37 + 40 = 77 です。 足されているのは 37 のほうで、300 はその和にまったく入っていません。 そのスレッドでいちばん良かった返信が、構造的な理由を一行で書いています。 締結部品の仕様書は、ナットの作り方を誰かに伝えているのであって、 接手の設計のしかたをあなたに伝えているのではない、と。

彼の航空宇宙の仕様書は読めていないので、以下ではメートルねじのナットについて 同じ領域を扱う ISO 文書、ISO 2320 を使います。 その構造が、一枚の仕様書にふるまいの違う二つのプリベリングトルクが並びうる理由を説明します。

二つの限界、向きは逆

天井があるのは、ナットが回し込めるようにするためです。 入るときに抵抗が大きすぎるゆるみ止め機構は、工具の能力を食い、 インサートを発熱させ、着座と摩擦の区別をつかなくします。 床のほうがゆるみ止めの主張です。接手がゆるめられたあとにも、それだけの抵抗が残っていなければなりません。 ナットはゆるすぎて不合格になるのと同じように、きつすぎても不合格になります。 多くの人が思い描くゆるみ止めナットの姿とは違うところです。

強度区分 04、並目、単位は N·m です。

欄と欄のあいだの開きを見てください。M10 では入るときに 10,5 N·m まで抵抗してよく、出るときには 1,5 をまだ出さなければなりません。 これは一つの量に対する二つの見積もりではなく、 その部品が入っていてよい範囲の両端です。 そして締付けの計算に入れる値はそのどちらでもありません。 目の前のナットを実際に測った値です。

同じ表の下にある注記が人をつまずかせます。初回組付けの上限は 全金属製のナットにだけ適用されます。 非金属インサート付きのナットでは、上限はその値の 半分です。ですから、ねじ込むときに硬く感じるナイロンインサート付きのナットは、 同じ手ごたえの全金属製よりずっと早く規格から外れています。

もう一つのスレッドで、食い違う二つの定義がどちらも正しく聞こえた理由

別のスレッドは、ロッキングトルクとプリベリングトルクの違いを尋ねていました。 一方は静摩擦と動摩擦だと答え、もう一方は SAE の文書を引いて同じものだと答えました。 ISO 2320 はその論争を、名前をつけるのではなく量を定義することで避けています。 ゆるみ止めナットとは、締付け力や圧縮力とは無関係に回転に抵抗するナットであり、 プリベリングオントルクはナットが動いている最中に、締付け力のない状態で測られ、 プリベリングオフトルクは、締付け力が消えたあとの 360 度を回し続けるのに要するトルクです。

つまりそれは接手の摩擦ではなく、測るときに軸力はまったく存在していません。 規格は、両者が分けられなくなる瞬間にも名前を与えています。 締付け力が最初に現れる点、seating point です。 その前がゆるみ止め機構で、その後は トルクと締付け力（英語）の話になり、 同じ摩擦の問題が支配します。

再使用の問いに、規格が答えるかわりにしていること

上の「5 回目の取り外し」の欄が「五回まで使える」という言い方の出どころですが、 規格が書いているのは別のことです。受入検査には初回のねじ込みと取り外しが適用されます。 5 回目の取り外しは初期の形式試験であり、争いが生じた場合の試験です。 設計を認定するものであって、一個のナットを五回使う許可ではありません。

誰もが欲しがる数字を規格が出すことを拒んでいて、その拒否こそが役に立つ部分です。 判断はあなたのもので、回数ではなく結果に対して行うものだ、と告げています。 五回の欄が実際に与えてくれるのは、低下のかたちです。 五回目の取り外しの下限は、寸法域を通しておおよそ初回の三分の二になっています。 三分の二で足りるかどうかはあなたの接手についての問いです。

数字を出している文書もあり、それがどういう種類の数字かは知っておく値打ちがあります。 ある航空機整備の回報は、繊維またはナイロンのゆるみ止めナットが ねじ寸法ごとに示された最小プリベリングトルク を満たせないなら再使用するなと述べています。それも回数ではありません。 この規格があなたに返した同じ判断を、トルクレンチを当てられるものに換えたものです。

ゆるみ止めナットの読み方を変える三つの条文

持ち帰る価値のあるものがあと二つ。使用温度域は種類で違います。 全金属製は −50 から +150 °C、非金属インサート付きは −50 から +120 °C。 そしてインサート付きの温度影響試験は顧客の要求があったときにだけ行われます。 また表の範囲は M5 からです。M3 と M4 は、目次が 参考（informative）と示す附属書に出てきます。 規格の本体とは地位が違います。

締結の文書が「自分は何を知らないか」を書くのは、これが唯一の例ではありません。 鉄骨の高力ボルト規範は、ある定義を変えて戻したこと、表が研究の尽きる長さで終わることを 自ら述べています。 最も信頼できる予張力導入法の原点は、鉄骨工が全力を出すことである。

この記事は六つの手順のどれか一つには収まりません。手順をまたいで出てくるか、組み付けたあとに出てくる話です。ここに行き着く判断がどこで下されているかはねじの決め方にまとめてあります。

よくある質問

データシートのプリベリングトルクを、締付けトルクに足すのですか。

仕様上の限界値は足しません。ISO 2320 が表にしているのは初回ねじ込みの上限と取り外しの下限で、どちらもその部品が入っていてよい範囲の境界であって、手元のナットの値ではありません。図面が「プリベリングトルクより何だけ上で締めよ」と書いているのは、実際に存在しているプリベリングトルクのことで、それは測るものです。限界値を足すというのが、元のスレッドの技術者が供給者の答えの十倍ほどの数字にたどり着いた経路です。

プリベリングトルクとロッキングトルクの違いは何ですか。

用語は文書のあいだで実際に一致しておらず、だから元のスレッドでも二つの答えが食い違いました。ISO 2320 は量を定義することで論争を避けています。ゆるみ止めナットは締付け力や圧縮力とは無関係に回転に抵抗するナットであり、プリベリングオントルクはナットが動いている最中に締付け力のない状態で測り、プリベリングオフトルクは戻す過程で締付け力が消えたあとの回転で測ります。文書が曖昧なときは、そのどちらを指しているのかを聞いてください。

ナイロンインサート付きナットは何回まで再使用できますか。

規定しているのは 5 回目の取り外しの試験であって、再使用してよい回数ではありません。この二つは別のことです。受入検査は初回のねじ込みと取り外しを使います。5 回目の取り外しは初期の形式試験と、争いが生じた場合の試験で、設計を認定するものであって一個のナットを五回使う許可ではありません。箇条は続けて、性能は再使用の回数とともに低下し、使用者は再使用の前に結果を考慮しなければならないと述べています。表は低下のかたちだけは示しています。五回目の取り外しの下限は、初回の下限のおよそ三分の二です。

全金属製のゆるみ止めナットが最初の一回転から硬く、ナイロンのものはそうでないのはなぜですか。

規格が求めているものが違うからです。非金属インサート付きでは、通り側ゲージがゆるみ止め機構に当たるまで手で自由に入らなければなりません。全金属製では一ピッチだけ自由に入ればよいことになっています。全金属製の設計は、ほぼ最初から効き始めてよいのです。また、ナイロンインサート付きの初回組付けのプリベリングトルク上限は、全金属製に適用される表の値の半分です。

ISO 2320 は小さいナットも扱っていますか。

表は並目 M5 から M39、細目 M8×1 から M39×3 までです。強度区分 8 と 10 の M3 と M4 は、目次が参考と示す附属書に出てきます。規格の本体より弱い地位です。図面が M5 未満のプリベリングトルク値に依存するなら、この地位の違いは供給者と決めておく価値があり、前提にしてよいものではありません。

参考資料

• ISO 2320:2015 —— 締結用部品、鋼製ゆるみ止めナット、機能特性。第 1 節適用範囲と温度に関する注記、第 3 節定義、第 5 節ねじ、第 6 節潤滑、第 8 節機能要求事項、Table 1 から 4
• ISO 16047 —— 締結用部品のトルク／締付け力試験。ISO 2320 の用語と定義はこれに基づいている
• r/MechanicalEngineering —— 出発点になったスレッド。300 と 37 の数字と図面の指示を含む
• r/MechanicalEngineering —— ロッキングトルクとプリベリングトルクの違い。二つの答えが食い違っている

ISO 2320:2015 は公開されているプレビュー PDF から読んだ。プレビューには目次、第 1 節から第 8 節、および Table 1 から 4 が全文入っている。上に挙げた数値と引用した要求事項は、すべてその箇条と Table 1（強度区分 04、並目）から取っている。プレビューは第 9 節の試験方法と三つの附属書の手前で終わっているので、このページは試験の実施方法を述べておらず、附属書 C の値も一切引いていない。M3 と M4 が参考の附属書にあるという記述は目次から取っており、目次はプレビューに含まれている。300 と 37 は、元のスレッドの技術者が自社の仕様書にあると述べた値である。その仕様書は NASM と SAE の航空宇宙系のもので、読めていないため、ここには一言も帰していない。その二つの数字について行っている主張は、誰でも繰り返せる計算だけである。37 に 5 を足すと 42、37 に 40 を足すと 77。ISO の目録番号はプレビューの URL から取ったうえで第二の情報源で確認した。誤った番号を一度掲載したあとに当サイトが定めた手順である。