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【元車両開発関係者が解説】サンデーメカも絶対欲しい!トルクレンチの使い方

「カチンッ」と乾いた音をたて、トルクレンチでボルトを締め付けるプロのメカニック。こんな光景を見たことはありますか?
トルクレンチはプロ専用の高価な工具だと思っていませんか?
実はネジ山をナメる、ボルトを折るなどのトラブルに悩んでいたり、難しそうだから自分で整備をするのはちょっと、なんて思っているバイク乗りの皆さんにこそ使って欲しい工具なんです。

今回はこのトルクレンチについて、某オートバイメーカーから整備の技術は世界トップクラス、との評価をいただいた私がお話していきたいと思います。

 

トルクレンチって何をするもの

まずはボルトを締め込むと部品を固定できる、その原理の基礎だけを説明します。

ボルトとナットだけの組み合わせで締め込んでいくと、ナットはどんどんボルトの頭に近づいていきます。しかし、部品Aと部品Bが間に挟まると、ナットとボルトは部品に阻まれて近づくことができなくなります。
その状態でボルトとナットを締め込んでいくと、それまで近づくことに使われていた動きはボルトを伸ばす動きへと変わります。そして、伸ばされたボルトには元に戻ろうという力が発生します。

この元に戻ろうとする力を「軸力」と言い、部品Aと部品Bはボルトの軸力によって固定されます。

 

ボルトを伸ばすために締め付けるわけですから、締め付けには力が必要になり、このときに必要になる力を「締め付けトルク」と言います。軸力と締め付けトルクの関係は、ほぼ比例するものだと思ってください。

部品を固定するのに必要なのはボルトを伸ばそうとする力と、それに対抗しようとする軸力です。実際に軸力を測定するのは難しいので、代わりに締め付けトルクを管理します。そしてあらかじめ設定したトルクで正確に締め付けるための工具がトルクレンチです。

トルクレンチの選び

トルクレンチの購入で失敗しないためには、次の2点を基準に選択しましょう。

  • 取り扱い説明書の内容が充実していること
  • メーカーが校正に対応していること

トルクレンチは精密機器ですので、取り扱いや使用方法に様々な注意点があります。ホームページ上から取り扱い説明書を確認し、これらが詳しく記載されているかを確認してください。

もう一点、トルクレンチは定期的に校正という点検・調整作業が必要となります。メーカー自身が責任を持って校正を受け付けていることで、精度に信頼が置けると判断して良いでしょう。

トルクレンチには様々な形式がありますが、価格、使いやすさなどから、プリセット式がお勧めです。

使いやすさ、わかりやすさの面ではデジタル式がお勧めですが、高価なのが難点です。予算に余裕がある場合はKTC GEKR200-R4やTONE T4DT200Hなどのデジタル式の購入も検討してみてください。

また、1本のトルクレンチには設定可能なトルクの範囲が決まっています。色々な作業に挑戦しようとすると、何本も揃えなければなりません。ここが価格も重要になる要因です。

トルクレンチは構造上、設定範囲ぎりぎりの数値は精度が悪くなりますので、目的のトルクが設定範囲の上限、もしくは下限ぎりぎりにならないように選択して使用します。
例えば100N・mが指定トルクの場合は、20~100N・mではなく、40~200N・mが設定範囲のトルクレンチを選択します。

ここでは40~200N・mが設定範囲の東日製作所QL200N4、KTC CMPC2004を紹介します。その他の設定範囲の製品はリンク先からご確認ください。

東日製作所の製品を例にとると、40~200N・m、20~100N・m、5~25 N・mの3本を用意すればほとんどの作業をカバーできます。自分が挑戦する作業に合わせて順番に購入していくと良いでしょう。

この中で、設定範囲が5~25 N・mあたりのものは、東日製作所CL25N5X10DやKTC GEK040-X13などの、先端が差し替え式の製品を強くお勧めします。ボックスタイプのソケットしか使用できない製品では無理な作業も対応可能です。

東日製作所(Tohnichi Mfg.)
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スパナ形状のアダプターもありますが、持ち手から先端までの距離が変わるため、設定する数値を計算で求める必要があります。計算式はメーカーのホームページに記載されていることが多いのですが、毎回計算するのは面倒です。また、計算を間違えた場合、自分ではなかなか気が付きません。学校のテストなどで身に覚えがある人は多いのではないでしょうか。

先端が差し替え式の物は、持ち手から先端までの距離が変わらないので計算は不要です。
さらに、色々な作業に挑戦していくと、通常とは逆回転の逆ネジ(左ネジ)のトルク管理をしたい場合がでてきます。この場合も先端を逆向きに装着することで、逆ネジに対応することができます。差し替え式ではないトルクレンチしか無い場合、頻度の少ない作業のために逆ネジ対応の製品を買い足さなければなりません。

トルクレンチを使ってみよ

では実際の作業に挑戦してみましょう。とはいっても、何から始めていいか判断するのは難しいと思います。

どこをいくつのトルクで締め付けるのか、数値を知らなければトルクレンチは使えません。
サービスマニュアルを購入すればその車種に必要な数値はほぼ全て記載されていますが、車種によっては何万円もします。

メーカーにより、車種により様々ですが、多くの国産オートバイメーカーの取り扱い説明書には、チェーンの調整方法とリヤアクスルナットの締め付けトルクが記載されています。
取り扱い説明書はメーカーのホームページで見ることができる車種が多いので、まずはチェーン調整から始めてみるのがいいでしょう。調整する必要がなくても、いずれは必要になる作業ですから、実際に手順を経験しておいて無駄にはなりません。

ホームページに自分の車種の説明書が無い、調整方法の記載が無い、といった場合は、サービスマニュアルを購入してください。

チェーンの調整方法、トルクレンチの使用方法に関して、それぞれの説明書をよく確認した上で、以下の2点に注意して作業を行います。

・アクスルナット、ロックナット等は、緩めた際に力を入れずに滑らかに回転するか
・緩み止めのツメのあるセルフロックナットは、回転させる際に抵抗があるか

通常のボルト、ナット等は、回転自体に抵抗があると、締め付けトルクが抵抗に対抗する力に消費されてしまいます。
反対に、緩み止めのツメのあるセルフロックナットの場合は、ツメの抵抗まで考慮して指定トルクが設定されています。

この2点に問題があると、指定トルクを守っても設計通りの軸力が発生しません。問題のある部品を交換する、またはネジ山を修正するなどの対応が必要になります。バイク屋さんに相談しましょう。

チェーン調整の作業が無事にできたら、次はいよいよサービスマニュアルを購入して色々な作業に挑戦です。
メーカーによって表現に違いがありますが、点検・調整や、外装部品の脱着などの項目から挑戦するのが良いでしょう。

その際、以下の点はマニュアルの記載に必ず従って作業を行います。

・ネジ山や座面(部品と接する部分)のグリス、オイルやネジロック剤の塗布指示
・オイルドレンボルトのワッシャーなど、指示のある部品の新品への交換

摩擦の発生する部分の抵抗が変化すると、指定トルクを守っても正しい軸力が発生しなくなります。
トラブルの原因になりますので、マニュアルをよく確認してください。

プロの締め付け技術とは

整備のプロ、バイク屋さんのメカニックは全てのボルト、ナットを指定トルクで締め付けているのかというと、違う場合も多くあります。

基本はトルクレンチを使い指定トルクで、ですが、ボルト、ナットや部品のネジ山は永久に使用できるものではありません。常に伸ばす方向に力がかかり続け、振動や温度変化にもさらされ続けているので、徐々に発生する軸力が弱くなります。伸ばされたまま戻りにくくなるわけです。
ネジ山にも力がかかり続けているため、段々と強度が落ちていきます。
過去にオーバートルクで締め付けられた履歴のあるボルトや部品はさらに消耗が早くなります。

サービスマニュアル上の指定トルクは、新車を組み立てる際の数値です。
どこがどれくらい消耗したらこの数値、と書き始めるとキリが無いですし、ボルトや部品の履歴を正確に把握するのは困難なのが理由です。
つまり、消耗したボルトや部品に新車時の指定トルクを適用すると、トラブルが発生する可能性もあり、どんな時でも指定トルクで締め付けるのが正解というわけではないのです。

本来は作業に関連する部品は全て新品に近い状態に保つのが理想ですが、例えば頻繁にフレームを交換したりはできませんよね。

プロのメカニックはボルトやナットの取り外しや仮締めの時点で、このボルトは交換、ネジ山を修正、指定トルクより少し高め、低めのトルクで締め付ける、などを手の感覚から判断します。
指定トルクにこだわらない方が良いと判断した箇所は、あえてトルクレンチを使用せずに感覚を優先する場合があります。

トルクレンチは正確なトルクで締め付けることのできる工具ですが、正確なトルクが正確な軸力を発生するかは状態次第だということです。

まとめ

今回のテーマ、トルクレンチがあればどんな整備ができる?ですが、「特殊な工具や道具が必要な作業以外はなんでもできる」が答えです。

ただし、トルクレンチを使えばプロと同じレベルの締め付けができるかというと、そんなに簡単な話ではありません。勘で適当に締めるよりも確実な作業ができるのは事実ですが、どんな時でも完璧な締め付けができる魔法の道具ではないことは忘れないでください。

むしろ正確なトルク管理と同時に、数値だけではわからない正しい力加減を覚えるための道具として使うことにより、感覚を鍛えることができます。

整備作業に不安のあるバイク乗りの皆さんにこそトルクレンチを積極的に使い、正しい力加減をたくさん体感して欲しいと思います。その経験を積み重ねていけば、気が付いた時にはプロにも負けない感覚が身に付いているはずですよ。

 

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NTMworks

長年オートバイ業界を裏側から支えてきた、元、車両開発関係者。 バイク便ライダーの経験や、多数のレース参戦経験もあり。 ライダー・設計者、両方の視点を駆使して、メカニズムの解説などを中心に記事を執筆していきます。 実は元、某社のMotoGP用ワークスマシンを組める世界で数人のうちの一人だったりもします。 あなたが乗っているオートバイの開発にも、私が携わっているかもしれませんよ。

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