ISO のかみ合い長さの表が選ぶのは公差等級であって、強度ではない

この頁はかみ合い長さの推奨を与えず、強度やねじ山のせん断についても何も述べない。 ここで読んだ文書に強度の要求が一つも含まれていないからである。 圧力容器やフランジについても論評しない。 問いは公開されている工学の質問サイトから、その開放された経路で取った。 本サイトがふだん使うブラウザの道具がまた使えなかったためである。 読んだのは問いであって回答ではなく、この頁に利用者名は現れない。

表はあり、そしてピッチで索引されている

表 2 は入力が三列、出力が三列である。 入力は基準となる外径の帯（「を超え」と「以下」で示される）と、 ピッチ。 出力は三つの群である。ある値以下が S、 その値を超えて第二の値までが N、第二の値を超えるものが L。

その形を読んでほしい。一つの径の帯のなかでは、長さはピッチによってしか変わらない。 同じ帯に入り同じピッチを取る二つの異なる径は、 ミリメートルで表された同じ三つの数を受け取る。 この表はどこでも径で割っておらず、「径」という語は帯の見出しにしか現れない。

この三つの群は何のためにあるのか

問いに答える部分は第 8 節にはない。二つ前の節にある。

つまり S、N、L は公差等級を選ぶための入力である。 長いかみ合いには緩い等級が、短いかみ合いには厳しい等級が当たる。 長いかみ合いでは二つのねじのあいだの累積誤差が食いつく機会が増え、 短いかみ合いでは嵌め合いを分担する山が少ないからである。

それは製造上の判断であって、荷重を担うことについての判断ではない。 表が教えるのは、選んだねじをどれだけ厳しく公差付けするかである。 そのねじが保持するのに十分な長さかは教えないし、 この文書のどこにもそれを教える箇所はない。 尋ねた人が欲しかったのは後者で、渡されるのは前者である。

それでも、あの見慣れた数はそこにある

すべての優先呼び径の並目を取り、その二つの境界を表から読み、径で割る。 以下の割り算はすべて当方のもので、ミリメートルの値は規格のものである。

最初の数は十例すべてでちょうど径の半分である。 二つめは十のうち九でちょうど一・五倍である。 唯一の例外は M36 で、表は 53 を与え、三十六の一・五倍は 54 である。一ミリメートル。

つまり誰もが繰り返すあの経験則は、これらの寸法については経験則ですらない。 並の群の上端そのものであり、一つを除くすべての優先呼び径についてミリメートル単位で一致する。 そして二つの境界は、同じ九例で比がちょうど三になる。

ピッチを共有する呼び径は自分の数をもらえない

では第二選択の呼び径、優先寸法とピッチを共有するものを見る。

• M14 はピッチ 2 で M16 と同じなので 8 と 24 を受け取る。14 で割ると 0,571 と 1,714
• M18 はピッチ 2,5 で M20 と同じ。10 と 30 で 0,556 と 1,667
• M22 も 2,5 で、同じく 10 と 30。0,455 と 1,364
• M27 はピッチ 3 で M24 と同じ。12 と 36 で 0,444 と 1,333
• M33 は M30 と 3,5 を共有し、15 と 45。0,455 と 1,364

どれもきりのよい数には落ちない。 上の境界はこの五つのあいだで径の 1,333 倍から 1,714 倍まで動き、 ひらきは三割近い。優先寸法はすべて 1,500 に座っている。

理由は索引のしかたである。二つの径がピッチを共有し、表はピッチで引かれ、 後者は前者のミリメートルを受け継ぐ。 つまりあのきれいな関係は、表に埋め込まれた設計規則ではない。 ピッチの系列がそもそも優先呼び径のまわりに敷かれたことの帰結である。 本サイトは別の方向から同じ模様に出会っている。 並目のねじがどれもほぼ同じ角度で登っていたときである。

これで片づくこと、片づかないこと

尋ねた人が欲しかったのは規格の出典だった。それはあり、いまや節番号と表番号が付いた。 だがそれは、穴にどれだけねじを入れるべきかを誰にも教えない。 それが司る量は公差等級だからである。

人が引く経験則どうしがなぜ食い違うのかは別の話で、それ自身の答えがある。 本サイトはそこも通った。 あの倍数は、異なる材料の組合せについて走らせた同じ計算の結果を、 組合せを言わずに述べたものだ、という答えである。 それは別の頁にあり、ここでは繰り返さない。

もう一つ限界を述べておく。本サイトがこの規格を読むのはこれで三度目で、 前二回は基礎となる寸法許容差の表と表示の箇条だった。 プレビューは印刷第 9 頁まで届く。 これらを荷重に結び付ける箇条はそこに入っておらず、 それが存在するという記述もない。

持ち帰る点

• ISO にはかみ合い長さの表がある。S、N、L と呼ばれる三つの群である
• 索引は径の帯とピッチで、帯のなかでは長さはピッチによってしか変わらない
• 目的は公差等級を選ぶこと。中の品質と並のかみ合いには等級 6、精と短には 6 より下、粗と長には 6 より上
• 強度の要求は含まれていないので、保持に十分なねじの長さには答えられない
• 優先の並目寸法では短の群がちょうど径の半分で終わる。十のうち十
• 並の群はその十のうち九でちょうど径の一・五倍で終わる。M36 は 53 で、一・五倍なら 54
• 第二選択の呼び径はずれる。径の 1,333 倍から 1,714 倍まで。ピッチを共有する優先寸法のミリメートルを受け継ぐからである
• だからあの見慣れた倍数は実在するが、ピッチ系列の敷きかたの副産物であって、表が述べる規則ではない

十の寸法についてミリメートル単位で規格と一致する経験則は、知っておく価値がある。 同じく知っておく価値があるのは、規格がその数を出したとき別の問いに答えていたことと、 よく使われる五つの寸法がそれに従わないことである。

この記事は手順 2、ねじを扱います。全体の順序は相手材、ねじ、頭部、駆動部、表面処理、書類で、これを崩すと微調整ではなく手直しになる理由はねじの決め方にあります。

よくある質問

かみ合い長さの ISO 規格はありますか。

表があります。メートルねじの公差規格の第 8 節が、かみ合い長さは表 2 に従って S、N、L の三つの群のいずれかに分類すると述べています。表は基準となる外径の帯とピッチで索引されています。

その表は強度に必要なねじの長さを教えてくれますか。

いいえ。目的は二つ前の節に置かれています。公差品質が中でかみ合い長さが並のときは等級 6、6 より下は精な品質と短いかみ合い、6 より上は粗い品質と長いかみ合いのためです。三つの群は公差等級を選ぶための入力です。この文書に強度の要求はありません。

「径の一・五倍」という言い方はどこから来たのですか。

優先の並目寸法における並の群の上端と一致します。表を読んで径で割ると、これは当方の計算ですが、M6 から M42 まで十例のうち九例がちょうど 1,500 になります。例外は M36 で、表は 53 ミリメートル、36 の一・五倍は 54 です。

並の群の下端はどうですか。

ちょうど径の半分で、優先の並目寸法十すべてが該当します。M6 で 3、M8 で 4、M10 で 5、M12 で 6、M16 で 8、M20 で 10、M24 で 12、M30 で 15、M36 で 18、M42 で 21。したがって二つの境界は同じ九例で比が三になります。

この関係はすべての寸法で成り立ちますか。

成り立ちません。第二選択の呼び径は優先寸法とピッチを共有し、そのミリメートルを受け継ぎます。M14 は M16 の数を受け取って径の 1,714 倍、M18 は 1,667、M22 は 1,364、M27 は 1,333、M33 は 1,364 になります。この五つのひらきは三割近くです。

表はなぜ径ではなくピッチで索引されているのですか。

この頁は知りませんし、文書も述べていません。観察できるのはその帰結です。径の帯のなかでは長さがピッチによってしか変わらないので、同じピッチを取る二つの径が同じ三つの数をミリメートルで受け取ります。

それで、どれだけかみ合わせるべきですか。

この頁は答えませんし、推奨も与えません。強度の出所を持たず、読んだ規格にも強度の要求がないからです。さまざまな経験則がなぜ食い違うのかは、本サイトの別の頁で扱っています。

S、N、L は何の略ですか。

短、並、長です。規格は第 8 節と表 2 では S、N、L としか書かず、第 6 節でどの公差等級がどの群に適するかを述べるときに、短・並・長という語を使います。

かみ合いが長いほど緩い公差が要るのですか。

第 6 節が示しているのはその対応です。6 より上の等級は粗い公差品質かつ／または長いかみ合いを、6 より下は精な品質かつ／または短いかみ合いを意図しています。規格は対応を述べるだけで説明はせず、この頁も説明を足しません。

参考資料

• ISO 965-1:1998「ISO 一般用メートルねじ　公差　第 1 部：原則および基礎資料」。十一頁の無料プレビュー、印刷第 9 頁まで。公差等級の第 6 節と、かみ合い長さの第 8 節および表 2 を含む
• その問い。公開されている工学の質問サイトにて。三点、二つの回答

この公差規格は十一頁の無料プレビューから読んだ。プレビューは印刷第 9 頁まで届き、第 6 節、第 7 節、表 1、第 8 節、表 2 を全文含む。引用した文とミリメートルの値はすべて、当該頁を画像に起こして目で照合した。文字抽出ではない。本サイトがこの文書を使うのはこれで三度目である。基礎となる寸法許容差の表と表示の箇条に続く。ここで用いた箇条はそのどちらでも触れておらず、内容も繰り返していない。次の各項は当方の計算であり、規格の記述ではない。この頁のすべての径に対する比。短の群が優先の並目寸法十すべてでちょうど径の半分で終わり、並の群がそのうち九でちょうど一・五倍で終わるという発見。M36 を例外として特定したこと（53 対 54）。第二選択の五つの呼び径の数値と、1,333 から 1,714 までのひらき。そして二つの境界の比が三であるという観察である。各呼び径の並目ピッチは一般計画から取った。本サイトは別途それを読んでいる。この頁はかみ合い長さの推奨を与えず、強度、ねじ山のせん断、荷重について何も述べない。読んだ文書に強度の要求がなく、他の出所も用いていないからである。問いにある圧力容器の用途にも論評しない。ISO 898-1、基準山形の規格、選択サイズの規格はこの頁のために読んでいない。問いは、本サイトがふだん使う掲示板の道具ではなく、公開されている工学の質問サイトから取った。その道具は依然として使えない。読んだのは問いであって回答ではなく、この頁に利用者名は現れない。