九人が任命され、十人が署名した

「The difficulty of obtaining the exact pitch of a thread not a multiple or sub-multiple of the inch measure is sometimes a matter of extreme embarrassment.」 （インチの倍数でも約数でもないねじの正確なピッチを突き止めることの難しさは、ときにこの上ない当惑のもとである。）これは 1864 年十二月のアメリカの委員会が書いた一文である。その二十三年前、ホイットワースはこう書いていた。あるねじ山の正確なピッチを突き止める難しさは、とりわけそれがインチの倍数や約数でないとき、 この上ない当惑を引き起こす。二つの文書は当サイトがどちらも全文で読んでおり、この並行は一文にとどまらない。

出典は『Journal of the Franklin Institute』の四つの号です。委員会を作った会合を載せた 1864 年五月号、月々の議事録を載せた十一月号と翌年一月号、そして報告書そのものを載せた1865 年一月号で、報告は 53 ページから 56 ページまで続きます。いずれも著作権が切れており、Internet Archive にスキャンがあります。文字認識が数字を壊すので、以下に引く数値はすべてページ画像と照合しました。

四月、九つの名前

動議は Algernon Roberts、賛成は C. T. Parry。内容は、 ねじ山、ボルト頭、ナットの適切な体系を調査し、本協会がアメリカの技術者に一般採用を勧告すべきものとして定めるための委員会を作ること。議事録は続けて委員を挙げます。

「W. B. Bement, C. T. Parry, J. V. Merrick, J. H. Towne, C. Sellers, B. H. Bartol, Edw. Longstreth, Jas. Moore, and J. W. Murphy.」

九人です。この名簿は覚えておいてください。十二月に効いてきます。そして名簿に無い人にも注意してください。論文を読み上げたばかりの William Sellers と、この委員会を作る動議を出した Algernon Roberts です。

十月と十二月、経過を報告

1864 年十月二十日の例会で、議事録がこの委員会に与えた行は一行、しかも別の委員会と共有しています。合衆国の度量衡と貨幣に関する、および統一されたねじ山とボルト頭の体系に関する各特別委員会は、 経過を報告した。項目はそれだけです。論文の朗読から六か月。

1864 年十二月十五日の会合は、 William Sellers、会長、議長席にてと始まります。他の二つの特別委員会は経過を報告。そして、統一されたねじ山の体系に関する特別委員会が 以下の報告を提出した。

ねじ山に平らな面がある理由

報告書の大半は工具についての議論であり、いちばん実質のある一節は山頂の形についてです。鋭い山は最も単純な形で特別な工具も要らないが、 もともと大きいその「事故で傷みやすさ」は、大きなボルトでは重大な問題になる。だから先端は削らねばならない。問題は、どんな形を残すかです。

丸い山頂と谷底は、はるかに大きな困難をもたらす、と委員会は書きます。旋盤で切るか刻むかしたタップとねじはすべて、丸めるために 第二の工程を要する。そして その曲線を作る半径はねじごとに変わらねばならないので、 一本のゲージですべての寸法に応じることは不可能であり、特別な工具なしには一つの寸法についてさえ正しく形づくることが難しい、と。

続いて、そのまま書き下された原則が来ます。

「Your Committee are of opinion that the introduction of a uniform system would be greatly facilitated by the adoption of such a form of thread as would enable any intelligent mechanic to construct it without any special tools, or if any are necessary, that they shall be as few and as simple as possible.」（統一体系の導入は、分別のある機械工なら誰でも特別な工具なしに作れるようなねじ山の形を採ることによって大いに容易になる、というのが本委員会の意見である。工具がどうしても必要なら、それはできるだけ少なく、できるだけ単純であるべきである。）

つまり平らな山頂があるのは、曲線が一本のゲージで確かめられなかったからです。平らの量も同じ論理で決まります。できるだけ小さく、ねじを守るのに足りるだけ。そのためにはピッチの八分の一で十分すぎるほどであり、それはピッチの四分の三を支持面として残す。上から八分の一、下から八分の一を取れば四分の三が残る。その一文がしている算術です。

非対称のねじ山も検討され、退けられました。片側を軸に垂直にすれば最大の強さと最小の摩擦が得られるが、荷重を一方向にしか支えられず、ナットもそれに合わせて切らねばならない。だから委員会は この形を例外として分類したのです。

六十度と、なぜより細かくしなかったか

角度について、委員会はまず力学的な理由を挙げ、そのすぐあとに本当の理由を挙げます。六十度は最小の摩擦抵抗と最大の強さを両立する条件を満たすように見える、 しかしそれが他のどの角度よりも得やすい角であり、またより一般に使われているからでもある。それは八か月前のあの論文におけるセラーズ自身の論拠であり、それを審査する委員会が繰り返しています。

ピッチについて、委員会は覚えておく値打ちのある観察から始めます。 いま使われているねじ山は、どの場合もそのボルトより強い。 そのため、より細かい系列が魅力的に見えた。三つのことがそれを退けました。

鋳鉄。ねじの用途が錬鉄や真鍮に限られていたなら、より細かい結論に達したかもしれない。しかし鋳鉄がすべての工学的仕事に大きく入り込んでいる以上、より細かいねじ山は改良にならないかもしれない
平らな面がすでに一部を果たしていた。ねじ山の垂直高さとボルトの強さに関するかぎり、平らな山頂と谷底を採ることは、鋭い山のピッチを 25 パーセント減らすこと、言いかえれば一インチあたりの山数を 33 パーセント増やすことに等しかった。この二つの数値は正確な逆数であり、算術は合っている
工場が保てなかった。より細かいねじ山は、当時の製造機械に存在する以上の正確さを要し、乗り上げの危険を避けねばならず、しかも摩耗面が減る

鋳鉄が系列を粗くしたというのは、1841 年にホイットワースが自身の論文で挙げている理由と同じです。彼が平均を取ったねじ山は錬鉄だけでなく鋳鉄にも使われており、その事情が、錬鉄に限った場合よりも粗くさせた。二つの委員会、二つの国、二十三年の隔たり、そして下限を定めているのは同じ材料です。

そして同じ方法を、同じ言葉で

ピッチの議論を締める一文が、持ち帰るべきものです。さらに、機械界の平均的な慣行のほうが、理論のみに基づくいかなる比よりも一般の要求によく適合するであろう、というのが我々の意見である。そして方法。 我々は実際に使われている比を確かめるためにいくらか労を取り、我々の判断における公正な平均として以下を提出する。

それはホイットワースの方法であり、ほとんどホイットワースの語法です。それが独立に到達したものか、別の経緯によるものか、このページは並行を報告するだけで、どう生じたかは主張しません。確立できるのは、当サイトがいま全文で読んだ三つの礎の文書が、どれも同じ道具に手を伸ばしているということです。業界を調べ、平均を取り、扱いにくい数値を丸め落とす。

二面幅の規則の出どころ

決議には頭とナットの比が含まれており、今日でもそれと分かる規則が記録に入るのはここです。

寸法	黒皮ボルト	仕上げボルト
頭とナットの二面幅	ボルト直径の一倍半に八分の一インチを加えたもの	黒皮より十六分の一インチ小さい
頭の厚さ	二面幅の半分	ナットの厚さに等しい
ナットの厚さ	ボルトの直径に等しい	黒皮より十六分の一インチ小さい

当サイトのセラーズ論文のページは、四月の会合にフィラデルフィアのある会社が持参した図面に、仕上げた頭とナットの二面幅をボルト直径の一倍半とする社内規則が付いていたことを記録しています。 委員会はその社内規則を採り、八分の一インチを足しました。 現代のボルトの二面幅を決めているのは式ではなく表ですが、これはその表が置き換えた式であり、それを使っていた会社は委員会の席にいました。

どう広めるつもりだったか

興味深いのは第二の決議です。仕組みを名指ししているからです。決議の写しは 需品総監、海軍蒸気機関局長、陸軍と海軍の兵器局長、工兵および軍用鉄道部隊の長、そして鉄道会社の監督と機関主任へ送られ、 すべての製造者に、新規契約のもとで勧告された比に適合することを求める ことによって採用を促すよう依頼するものでした。第三の写しは各工学系の学会と、国内の主要な機械工場・機関工場へ送られました。

国民的なねじへの道は、購買契約に署名する人々を通っていました。そして 1864 年十二月にそれが意味したのは、陸軍と海軍と鉄道です。五十四年後、同じ理屈が陸軍から二名、海軍から二名、そして六か月の期限を持つ連邦の委員会を生みました。道具は変わっていません。

十の署名

最後の決議は本委員会をここに解散すると読めます。その下に名前が並び、それぞれに会社が添えられています。

署名	印刷された会社	四月の名簿にあるか
Wm. B. Bement	Bement & Dougherty	ある
C. T. Parry	Baldwin 機関車工場監督	ある
J. Vaughan Merrick	Merrick & Sons	ある
John H. Towne	I. P. Morris, Towne & Co.	ある
Coleman Sellers	Wm. Sellers & Co. 技師	ある
B. H. Bartol	Southwark 鋳造所監督	ある
Edward Longstreth	Baldwin 機関車工場職長	ある
James Moore	Matthews & Moore	ある
Wm. Sellers	Wm. Sellers & Co.	ない
Algernon Roberts	Pencoyd 製鉄所	ない

九人が任命され、十人が署名しました。 任命された J. W. Murphy は署名の中にいません。 署名した William Sellers と Algernon Roberts は四月の名簿にいません。 Roberts はこの委員会を作る動議を出した人です。 Sellers は審査されていた提案の著者であり、報告を受けた会合の議長でもあり、彼の会社は十の署名のうち二つを占めています。

1864 年六月から 1865 年一月までの各号を読みましたが、委員の追加や変更を記した議事は見つかりませんでした。 このページは二つの文書が述べていることを報告し、そこで止まります。十九世紀の委員会の議事録はしばしば薄く、記録が無いことは何かの証拠にはなりません。

読者が持ち帰れるもの

ねじ山の平らな面は、測定についての判断である。丸い山頂はピッチごとに違う半径を要し、一本のゲージではすべての寸法に応じられない。委員会が求めたのは、機械工が特別な工具なしに作れる形だった
平らの量はピッチの八分の一、上下それぞれ。ピッチの四分の三が支持面として残り、報告はその算術を一文の中でやってのけている
細かさの下限を定めたのは鋳鉄である。1864 年のフィラデルフィアでも、1841 年のイングランドでも
二面幅は直径の一倍半に八分の一インチ。委員の一社の社内規則を採り、八分の一を足したものである
普及は購買によるはずだった。陸軍、海軍、鉄道の購買担当を通じて。議会が同じことをする半世紀前に

借りる値打ちのある習慣は、三つの文書に共通するものです。どれも「正しい数値を見つけた」とは言っていません。それぞれが自分の言葉で、その数値は導けないと述べ、そして業界がいま何をしているかを測りに行っています。

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

1864 年のフランクリン協会の委員会は何を結論したのですか。

1864 年十二月十五日に報告し、本協会がアメリカの技術者に一般採用を勧告するものとして、側面が直線で互いに 60 度をなし、山頂と谷底にピッチの八分の一に等しい平らな面を持つねじ山と、示されたピッチの組、およびボルト頭とナットの比を決議しました。続いて写しを陸海軍と鉄道の官職および各工学系の学会へ送ること、そして委員会を解散することを決議しています。

セラーズねじの山頂が丸ではなく平らなのはなぜですか。

測定と工具のためです。委員会は、丸い山頂と谷底では旋盤で切ったタップやねじを丸めるために第二の工程が要ること、そして曲線の半径がねじごとに変わらねばならない以上、一本のゲージですべての寸法に応じることは不可能であることを書いています。そして、分別のある機械工なら誰でも特別な工具なしに作れる形を採れば統一体系の導入は大いに容易になる、という原則を述べています。

ねじ山のうち平らな部分はどれだけですか。

山頂でピッチの八分の一、谷底でも八分の一です。報告は、その量はできるだけ小さく、ねじを守るのに足りるだけであるべきで、ピッチの八分の一で十分すぎるほどであり、それによってピッチの四分の三が支持面として残ると述べています。

委員会はなぜより細かいピッチを採らなかったのですか。

三つの理由を挙げています。鋳鉄がすべての工学的仕事に大きく入り込んでいるため、より細かいねじ山は改良にならないかもしれないこと。錬鉄や真鍮に限られていればより細かくなったかもしれないこと。平らな山頂と谷底を採ることがすでに、鋭い山のピッチを 25 パーセント減らすことに等しかったこと。そしてより細かいねじ山は当時の製造機械に存在する以上の正確さを要し、乗り上げの危険があり、摩耗面が減ること。

二面幅が直径の一倍半という規則はどこから来たのですか。

この報告からです。黒皮ボルトの頭とナットの二面幅をボルト直径の一倍半に八分の一インチを加えたものとし、仕上げ品はそれより十六分の一インチ小さくすると決議しています。委員会に加わっていたフィラデルフィアのある会社が、四月の会合に一倍半という社内規則を記した図面を持参していました。

1864 年の報告に署名したのは誰ですか。

十人で、それぞれの名の横に会社が印刷されています。Wm. B. Bement、C. T. Parry、J. Vaughan Merrick、John H. Towne、Coleman Sellers、B. H. Bartol、Edward Longstreth、James Moore、Wm. Sellers、Algernon Roberts。四月に任命された委員会の名簿は九人で、その名簿にあった J. W. Murphy は署名の中におらず、署名した Wm. Sellers と Algernon Roberts は名簿にありませんでした。

この勧告はどう採用される予定だったのですか。

購買契約を通じてです。委員会は、決議の写しを需品総監、海軍蒸気機関局長、陸軍と海軍の兵器局長、工兵および軍用鉄道部隊の長、鉄道会社の監督と機関主任へ送り、すべての製造者に新規契約のもとで勧告された比に適合することを求めることによって採用を促すよう依頼する、と決議しました。

参考資料

ここで用いた四つの号はいずれも著作権が切れており、Internet Archive のスキャン本文から読んだ。四つとも取得制限はない。これらのスキャンの文字認識は数字を壊すので、上に引いた数値はすべて印刷ページの画像と照合した。具体的には 1865 年一月号の印刷ページ 55 と 56 の画像である。この照合は実際に効いた。本文層はその等価関係を 26 パーセントと読ませるが、印刷ページは 25 パーセントであり、これが隣の 33 パーセントとの正確な逆数を成立させる数値である。報告書のピッチ表からはいかなる値も引用していない。その表は本文層でひどく崩れている。委員会の冒頭の数文とホイットワースの 1841 年の論文との並行は、二つの文書を全文で読んだうえでの文章上の観察として報告しており、それがどう生じたかについては何も主張せず、模倣や影響についても何も主張しない。委員の構成については、四月の議事録と十二月の署名がそれぞれ何を記録しているか、および1864 年六月から 1865 年一月までの各号を読み、委員の変更を記した議事が無いことのみを述べる。動機や不適切さを示唆も推測もしない。この報告が後年の採用を引き起こしたとも主張しない。それを記録した文書を持たないからである。この勧告をいかなる現代の規格とも比較していない。