「トルク計算の基礎式」



トルク計算とは、回転軸を中心に物体を回転させたときの、回転軸まわりの力効率の算出式のことです。おもにモーターやポンプ、ねじ、タイヤなどの回転性の力効率を算出するときに使います。


トルク計算とは、おもに工学、物理学、力学などの分野で用いられます。トルク計算は、回転軸を中心に物体を回転させたときの、回転軸まわりの力効率の算出式のことで、トルク(torque)は「ねじり量」や「回転エネルギー」とも言いかえることができます。
トルク計算は、DCモーターやポンプ、送風機などの駆動源で用いられるほか、ボルトやナットをレンチで締めるときの回転エネルギー算出などにも用いられます。トルクの単位はN・m(ニュートンメートル)で表わされます。<※N(ニュートン)は国際単位であり、国内で用いられるトルク計算式の単位とは異なるため、国際統一のトルク計算式を用いる場合は、単位の変換が必要となります。>

トルク計算式にはさまざまな種類がありますが、ここではモータートルク計算式とモンキーレンチなどによるネジ締めに関するトルク計算式の基礎中の基礎について触れてみたいと思います。

【モータートルク計算式】

◆モータートルク計算式(基礎式)
P(モータ出力又は回転負荷への入力/kw)=ω(角速度〔ラジアン/秒〕)×T(トルク/N・m)
※ラジアン/秒=2π(=3,14)n/60。n=回転数(r/min)。

上記のモータートルク計算式は、あくまでも基礎式です。さらに回転速度や慣性(イナーシャ)などの諸条件が加わってきますので、非常に複雑な計算式となります。また、国際統一単位への変換も、トルク計算式では忘れてはならない項目です。

【モンキーレンチでネジやボルトを締める際のトルク計算式】
たとえば、モンキーレンチでボルトやナット、ネジ締めをするとします。すると、レンチに加わる力量が大きいほど回転エネルギーは大きくなり、また、レンチの持ち手を端へ端へと移動させることでも、回転エネルギーは大きくなります。単純に、以下の式でトルク(力の量)を算出することができます。

◆トルク計算式(基礎式)
トルク(kgfcm/Ncm)=加える力(kgf)×回転軸から持ち手までの距離(cm)

ただし、ネジ締めなどのトルク計算式には、この基礎式に、あらゆる条件が加算されてきます(※ネジの有効径、ねじの摩擦係数、軸力、締め付け力、推力など)。ゆえに、モータートルク計算と同じく、諸条件が加わることにより、複雑な計算式となります。


トルク計算は、トルク計算機などでも行うことができます。ネット上でも、数値を入力すればトルク計算を自動で行ってくれるサイトや、計算単位を国際単位に変換してくれるサイトもありますので、ぜひご活用下さい。