ガスボンベの継手はどれも、隣のものと〇・七ミリしか離れていない

文書は ISO 5145:2017、ガスボンベ、ガスおよび混合ガス用ボンベ弁出口、 選択と寸法決定、第四版、ISO/TC 58/SC 2、二十七ページ、2023 年に現行と確認されている。 序文が用途をそのまま述べている。 「弁出口を標準化する主たる目的は、相容れないガスどうしが接続されるのを防ぐことである。」

この頁は規格を記述している。安全上の指示ではなく、ボンベをどう扱うべきかを誰にも述べず、 製品名も書かない。写真を投稿した人はボンベを返品した。その件についてはここまでである。

ねじは、そのガスがどれだけ危険かで選ばれる

選択は圧力からも管径からも始まらない。コードから始まる。 ISO 14456 は、ボンベに入るあらゆるガスまたは混合ガスに 四桁のコード FTSC を割り当て、 可燃性、毒性、ガスの状態、すなわち圧縮ガスならどの圧力区分か、 あるいは液化か、そして腐食性で分類する。 そのコードがガスを十五の相容れる群のひとつに入れ、各群に弁出口が割り当てられる。

引用規格の一覧を見れば、その点は見落としようがない。 三つの国際規格が、題名を同じ句で終えている。

ガスが人体組織をどれだけ侵すかを測る規格があり、その目的として述べられているのがねじの選択である。 それが体系全体のかなり公平な要約になっている。

規格は、そのコードが何ではないかについて慎重である。ある注記は、 この数値コードの唯一の目的は相容れるガスをまとめることであって、 各群に割り当てられた弁出口を選べるようにするためであり、 識別コードとして意図されてはいないと述べる。 分類の鍵であって、ラベルではない。表示と色分けは別の保護手段であり、 適用範囲は本文書がそれらに影響しないと述べている。

十五群のうち五つは、混合ガスや他のガスを排除して、それぞれ単一の名指しされたガスだけを収める。 第 2 群 二酸化炭素、第 5 群 空気、第 10 群 酸素、第 11 群 亜酸化窒素、 第 14 群 アセチレン。第 15 群は特定の混合ガスのために留保されている。

ステップインデックスと、一定の和

その仕組みはステップインデックス原理と呼ばれる。弁出口には二段の凹みがあり、 接続子にはそこへ入るよう設計された二つの異なる直径をもつ突起がある。 巧妙なところは一文にある。 「凹みと突起の長さはどの継手でも同じであり、直径だけがガスの群に応じて変わる。」

表 1 が直径を並べる。次の段落の計算は当方のものである。

各サイズの中で、A は 0,7 ミリずつ増え、B は 0,7 ミリずつ減るので、 その和は決して変わらない。24 ミリの組では、11,2 と 16,8、次に 11,9 と 16,1、 12,6 と 15,4、13,3 と 14,7、そして最後が対称の 14 と 14 である。 いちばん大きいサイズは同じことを九回やる。

体系の安全性はそこに尽きている。ある群のために作られた突起は、 小さいほうの直径が 0,7 ミリ、大きいほうの直径も 0,7 ミリ、しかも互いに逆向きにずれているので、 長さが同じで、呼び径が同じで、ねじも同じであるにもかかわらず、 隣の群の凹みには入らない。右ねじ二十一と左ねじ二十一で四十二になる。

そして、ある議論の結末のように読める注記がある。 内側に二段の凹みを置くステップインデックス継手は、寸法が過大になるため用いない。 誰かが凹みを反対側の部品に置くことを提案し、答えは、それでは大きすぎる、だったのである。

そのねじは、管ねじと同じホイットワース形である

三つの呼び径、24、27、30 ミリ。そのすべてに一つのねじ山形状。表 2 が基本寸法を与える。

当方の検算である。本サイトの二つの部分がここでつながるからである。 ホイットワースのねじ山高さは 0,640 327 P なので、ピッチ 2 なら有効径は外径引く 1,280 654、 谷の径は外径引く 2,561 308 になるはずである。24 では 22,719 346 と 21,438 692 になり、 同じ引き算が三つのサイズ六つの値すべてで印刷値に一致した。 それは管ねじ規格が用いるのと同一の式を、 ピッチ 2 ミリで使ったものである。

公差のところが鋭い。第 5 項は、公差は適用可能な国家規格から、 あるいは示された例から選ぶと述べ、そのうえで明示的にひとつを排除する。 「ISO 2768 の各部が採るような両側公差方式は用いてはならない。」

理由は書かれていないが、見当はつく。両側公差は寸法が呼びの両側へ動くことを許す。 部品が入らないことに安全性のすべてを預けている体系では、 両方向へ動ける寸法は、隣の継手へ動ける寸法である。 表 1 は穴を H10、突起を d10 と指定しており、どちらも片側である。 表 2 の偏差もすべて片側で、結合ナットの有効径はゼロから上へ、弁のそれは呼びから下へ動く。 それらはその表の中で単位を繰り返さずに素の数値として印刷されており、 当方はどの単位かを決めるのではなく、印刷されたとおりに報告する。

密封はどこにあるか

へこみを見つけた人は、それがシール面に近いことに気づいた。規格はその面が何かを述べている。

継手は三つの部分からなる。弁出口、接続子、 そして結合ナットであり、規格はこれを、接続子を弁出口に固定し かつ密封を確保する手段と定義している。ねじは引き、円錐が封じる。 それは平行管ねじの規格が継手について定めているのと同じ分業であり、 円錐の近くの傷が、ねじの上の傷とは別の問題である理由でもある。

他の密封方法も許されるが、条件が付いており、その条件がこの文書の関心のありかを教えてくれる。 接続子の型式どうしの互換性のなさが維持されることを条件とする。 どう封じるかは変えてよい。何と嵌まるかは変えてはならない。

出口も継手もすべて表示される。第 6 項は対応する出口の番号を求め、 表 3 が各組合せに番号を与える。同じ直径の対でも、左ねじ版と右ねじ版は別の番号になる。 24 ミリでは、11,2 と 16,8 の対が右ねじ 1 番、左ねじ 6 番。 対称の 14 と 14 は 5 番と 10 番である。

まだ誰も使っていない九つの継手

第 7 項は、利用可能な四十二のうち三十三が割り当てられていると述べて始まる。 当方の引き算では、九つが空いている。序文がその理由を説明する。この文書の規定は 「将来、新しいガスまたは混合ガスが工業的に開発された場合に援用されうる」。

1970 年代末の委員会が、化学はまだ終わっていないという前提で、 九つの空欄を持つ誤接続防止体系を作った。寸法表の中に見つけるにしては、異例に良い計画である。

割り当てそのもの、どのガス群がどの番号を得るかは表 4 と表 5、および附属書にあり、 それらは無料プレビューの外である。この頁はどの継手がどのガスに属するかを述べず、 ここにあるものを継手の同定に使ってはならない。

規格が書かなくてもよかった一文

序文は、この種の文書では珍しい自認で終わり、それが上のすべてを組み替える。

そして、 「したがって本文書は、多かれ少なかれ遠い将来における国際的合意の基礎を表している。」

つまり、間違ったガスが接続できないことを目的として設計されたその国際体系は、 自身の文言によれば、国家体系が先にあった場所ではどこでも任意なのである。 文書は、警告が効く理由もはっきり書いている。 使用中の継手の多様さと多くの国家規格の存在ゆえに、 この懸念はいくら強調してもし過ぎることはない。

設計の趣旨も述べられている。1970 年代の終わりまでに委員会が達した結論は、 唯一の実行可能な長期解は既存の体系と互換性のない弁出口の体系を作ることであり、 その基準は四つ、安全、単純、コンパクト、密封であった。 すでに世に出ているものと相性がよいこと、ではない。意図的に、そして証明可能に、そうでないこと。

持ち帰るもの

• ねじはその継手の身元ではない。三つの呼び径が四十二の異なる継手を支え、ねじ山形状は最初から最後までピッチ 2 のホイットワースである
• 身元は、和が一定の二つの直径である。サイズに応じて 28、32、36 で、刻みは 0,7 ミリ。これは当方が表 1 を読み取ったものである
• 密封は円錐面にある。結合ナットが接続子を固定し、密封を保つ。規格が一文で述べている
• 継手には番号がある。第 6 項が出口と継手への番号の表示を求め、同じ対でも左ねじ版と右ねじ版は別の番号になる
• 決めるのはガスであり、そのガスを決めるのは別の四つの規格である。可燃性、毒性、状態、腐食性。それぞれに、題名が弁出口の選択のためと述べる国際規格がある
• ここでの国際規格は、普遍規格ではない。文書自身が、先行する国家規格がある場合には適合する必要はないと述べている

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

ガスボンベ弁出口のねじは何によって決まりますか。

ガスによってです。ISO 14456 が、可燃性、毒性、ガスの状態、腐食性を表す四桁のコード FTSC を割り当て、そのコードがガスを十五の相容れる群のひとつに入れ、各群に弁出口継手が割り当てられます。ISO 5145 は、弁出口を標準化する主たる目的は相容れないガスどうしが接続されるのを防ぐことである、と述べています。

ISO 5145 はいくつのボンベ弁出口継手を定めていますか。

四十二の互換性のない継手で、右ねじ二十一、左ねじ二十一、24、27、30 ミリの三つの呼び径の上に構成されています。第 7 項は四十二のうち三十三が割り当てられていると述べており、当方の引き算では、まだ工業的に開発されていないガスのために九つが残されています。

ねじが同じなのに互換性がないのはなぜですか。

一対の段付き直径によってです。弁出口には二段の凹みがあり、接続子には二つの異なる直径をもつ突起があります。規格は、長さはどの継手でも同じで直径だけがガスの群に応じて変わる、と述べています。当方が表 1 を読むかぎり、その二つの直径は各サイズで和が一定に保たれ、28、32、36 であり、0,7 ミリ刻みで動きます。

ISO 5145 のボンベ弁出口はどのねじを使いますか。

ピッチ 2 ミリのホイットワースねじで、呼び径は 24、27、30 ミリです。印刷されている有効径は 22,72、25,72、28,72、谷の径は 21,44、24,44、27,44 です。当方の計算では、これらはホイットワースのねじ山高さ 0,640 327 P に従っており、ISO の管ねじ規格が使うのと同じ式です。

ボンベ弁の継手はどこで密封しますか。

ねじではなく円錐面でです。ISO 5145 は、漏れのなさは接続子の端が弁出口継手の円錐部に当たって密封することによって達成され、この密封は結合ナットによって保たれる、と述べています。他の密封方法も、接続子の型式どうしの互換性のなさが維持されることを条件に許されます。

ISO 5145 が両側公差を禁じているのはなぜですか。

理由を示さずに、ISO 2768 の各部が採るような両側公差方式は用いてはならない、と述べているだけです。表 1 は穴を H10、突起を d10 と指定し、表 2 の偏差はすべて片側です。部品が入らないことに安全性を預けている体系では、両方向へ動ける寸法は、隣の継手へ動ける寸法になります。

継手には表示がありますか。

あります。第 6 項は出口と継手に対応する出口の番号を表示することを求め、表 3 が直径の組合せごとに番号を与えます。同じ対でも、左ねじ版と右ねじ版には別々の番号が与えられます。

ISO 5145 は強制ですか。

自身の文言によれば、国家規格が先にあった場所では強制ではありません。序文は、どの国も自国の規格を手放す用意があるようには見えなかったことに鑑み、本文書に先行する国家規格が存在する場合には本文書に適合する必要はないことが合意された、と述べ、自らを多かれ少なかれ遠い将来における国際的合意の基礎と位置づけています。

自分専用の継手を持つガスはどれですか。

十五群のうち五つが、混合ガスと他のガスを排除して単一の名指しされたガスだけを収めます。第 2 群 二酸化炭素、第 5 群 空気、第 10 群 酸素、第 11 群 亜酸化窒素、第 14 群 アセチレンです。第 15 群は特定の混合ガスのために留保されています。

参考資料

• ISO 5145:2017、ガスボンベ、ガスおよび混合ガス用ボンベ弁出口、選択と寸法決定。序文、第 1 から 6 項、表 1 から 3、図 1 と 2
• r/metalworking、今月、へこんだボンベ弁ねじの写真が投稿された場所

ここで用いた本文は、ISO 5145:2017 の公開されている iTeh プレビューであり、全二十七ページのうち第 6 ページまでを収める。序文、第 1 から 6 項の全文、表 1 から 3、図 1 と 2 を含む。第 7 項の冒頭の一文より先、表 4 と表 5、および附属書 A、B、C はプレビューに含まれていない。したがって本頁はどの継手がどのガス群に割り当てられているかを述べず、ここにあるものを継手の同定に用いてはならない。この規格は第四版、二十七ページ、ISO/TC 58/SC 2、段階 90.93、2023 年の見直しで現行と確認されている。次の各項は当方自身の計算であって、規格の記述ではない。A と B が和を一定に保ったまま 0,7 ミリ刻みで動くこと、有効径と谷の径を 0,640 327 P に照らして検算したこと、そして割り当てられていない九つという数である。本頁の数字はすべて、印刷された頁を描画した画像と照合した。表 2 の公差の偏差はその表の中で単位が繰り返されずに印刷されており、当方はどの単位が意図されているかを決めず、印刷されたとおりに報告する。ISO 14456、ISO 10156、ISO 10298、ISO 13338、ISO 286、ISO 2768 からは、それらの題名と、ISO 5145 がそれらを名指しした文を超えて何も引用していない。いずれも読んでいない。この頁は規格を記述している。安全上の指示ではなく、圧縮ガスやボンベの取扱いについての指針を与えず、製品、ガス供給者、ボンベのいずれも同定しない。掲示板の投稿は問いの出どころとしてのみ引用している。読んだのは投稿本体であって返信ではないので、返信の内容はここには現れない。