一つのトルク値は、ある摩擦条件の組を前提にしています

八万回読まれた質問

「ホイールボルトに油を塗るべきか」は Mechanics Stack Exchange で 八万二千回以上読まれ、答えは二派に割れています。 絶対に塗るなという側と、薄く塗れば固着を防げるという側。

そのトルクが買っているもの

トルクは同時に三つのことをしていて、欲しいのは最初の一つだけです。

M8×1.25 を、摩擦だけ変えて二度代入します。

同じレンチ、同じカチッという音で、締付け力が七割増えます。 簡略式で見ても同じ絵になります。NASA の設計指針のトルク係数は 乾燥でおよそ 0.20、潤滑で 0.11–0.15—— この幅だけで 33 % から 82 % の振れです。

では自動車メーカーは何と言っているか

一般的な乗用車について、当サイトが確認した各社の立場は一致しており、それは伝聞ではありません。

• トヨタはホイールボルトとナットへのグリースの使用を禁じ、理由として締めすぎと、ボルトまたはホイールの損傷を挙げています
• BMW の整備手順は、ホイールボルトに油を塗らないと明記します。錆びたボルトは交換であって潤滑ではありません
• SEAT はボルトとねじ山を清浄、無油、無グリースに保つよう求めています

だから例外が存在し、実際に存在します

「決して潤滑するな」が物理法則なら、反例は出てきません。出てきます。

• シボレーの中型トラックは、スタッド先端のねじ山とナット—フローティングワッシャ界面にそれぞれ SAE 30 のエンジンオイルを二滴と指定し、610–678 N·m というトルク値は、その油の付いた状態に対応しています
• フォード E シリーズの二部品式フランジナットは、ナット本体とフローティングワッシャのあいだに一滴、同時にナットとスタッドのねじ山は乾燥のままと明記しています
• BMW はホイールのセンタリング面にはグリースを塗り、ボルトは乾燥のまま。ベントレーはセンタリング径に 0.25 cc 以下の銅グリースを認め、締付け面に流れてはならないと特記します

実際に壊れる場所を、正確に

意図しない潤滑による過大な張力は、一通りではない壊し方をします。 どれが先に来るかを知っているふりはしません。

• スタッドの降伏と、座面の陥没。 これは並列の限界状態であって、順序ではありません。 どちらが先かはスタッドの強度、座面の形状、ホイールの材質によります。 SAE J2315 がホイールナット座面の強度を規定するために存在することが、 座面が独立した設計限界であって付随物ではないことを示しています
• 疲労はそのあとです。 永久伸び、座面の損傷、なじみによる緩みは、いずれも残留する締付け力を変え、 したがって繰返し応力を変えます。鋳造アルミホイールを対象とした有限要素の研究は、 締付け力が平均応力、危険部位、予測寿命を変えることを示しています

一般化した形

明記しておく価値のある条件が一つあります。摩擦は倉庫のなかでも変わります。 亜鉛フレーク皮膜のボルトを冷蔵からそのまま出して締めると、 同じ締付け力に達するのに必要なトルクが 11 % から 30 % 少なくなります。

以上は、実のところホイールとはあまり関係がありません。 一つのトルク値は、特定の表面状態に対するトルク—予荷重の較正を一緒に運んでいます。 そしてその状態を変えるもの——油を塗る、皮膜を替える、錆びる、 あるいは元から付いていたものを拭き取るだけでも—— その較正から離れさせ、図面の数字は一つも動きません。

トルク管理が何を与え、何を与えないかは トルクと締付け力に、 組立がほかの決定のどこに来るかはねじの決め方にあります。

⚠️ 摩擦は倉庫のなかでも変わります。亜鉛フレークのボルトを冷えた箱から出してすぐ締めると、同じ締付け力に要るトルクが減ります——あの箱のねじは、ゆうべ氷点下 20 度で一晩過ごしています。

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

油を塗ると、同じトルクでの締付け力はどれだけ変わりますか。

M8×1.25 で摩擦係数が 0.15 から 0.08 に下がると、同じトルクが 1.70 倍の予荷重を与えます。およそ七割増です。簡略なトルク係数で見ると、NASA の設計指針は乾燥でおよそ 0.20、潤滑で 0.11 から 0.15 なので、それ自体が 33 % から 82 % の増加にあたります。単一の普遍的な数字はありません。どの二つの摩擦条件を比べているかによります。

ホイールボルトにグリースを塗るべきですか。

一般的な乗用車について、当サイトが確認した各社は塗らないと言っています。トヨタはホイールボルトとナットへのグリースを禁じ、締めすぎとボルトまたはホイールの損傷を理由に挙げます。BMW の整備手順はホイールボルトに油を塗らないと明記し、SEAT はねじ山を清浄、無油、無グリースに保つよう求めます。支配する文書はあなたの車のメーカー規格であって、一般則ではありません。

逆に潤滑を要求している規定はありますか。

あります。しかも示唆的です。シボレーの中型トラックはスタッド先端のねじ山とナット—フローティングワッシャ界面に SAE 30 を二滴ずつ指定し、そのトルク値は油の付いた状態に対応します。フォード E シリーズの二部品式ナットはナット本体とワッシャのあいだに一滴、ねじ山は乾燥のまま。BMW はホイールのセンタリング面にグリース、ボルトは乾燥。規則は、規定が塗れと言う場所にだけ塗る、です。トルク値がその潤滑を前提に較正されているからです。

締めすぎると、実際には何が壊れますか。

スタッドの降伏と座面の陥没は並列の限界状態で、順序ではありません。どちらが先かはスタッドの強度、座面の形状、ホイールの材質によります。SAE J2315 がホイールナット座面の強度を規定するために存在することが、座面が独立した設計限界であることを示しています。疲労はそのあとで、永久伸び、座面の損傷、なじみによる緩みが残留する締付け力と繰返し応力を変えます。

油を塗ると走行中に自然に緩みますか。

それはトルクと予荷重の関係からは導けません。取外しトルクが低いのは摩擦が低いという意味であって、自然に緩むことと同じではありません。トヨタはグリースがナットの緩みを招きうると警告していますが、この機構を過大な張力や座面の損傷より前に置く実験的な根拠は見つかりませんでした。NTSB のホイール脱落の調査は締め不足と締めすぎの両方を見つけ、スタッドの破損を不正確な締付けのあとの疲労と判断しています。