ゲージ番号は重さであり、厚さは近似だと法文が書いている

文書は 15 U.S.C. § 206、Standard gauge for sheet and plate iron and steel。1893 年 3 月 3 日の法律に由来し、いまも合衆国法典にあります。 冒頭で自分が何のためのものかを述べます。統一を確保する目的で、 以下を合衆国における板材および厚板の鉄鋼の唯一の標準ゲージとして定める。 続いて、その統一が何のために欲しかったのかを述べます。 合衆国が板材および厚板の鉄鋼に課す関税および租税を決定するにあたっては、 これを用い、ほかを用いてはならない。

税関のために書かれたものです。加工業者に向けた文はどこにもなく、 続く一文は税法らしいやり方で適用範囲を守っています。 本分章は、輸入されうるいかなる物品についても関税を増やすものと解してはならない。

どの欄が法律で、どの欄が添え物か

表にはインチの分数、インチの小数、ミリメートルで表した厚さの欄と、 一平方フィートあたりのオンスとポンドで表した重さの欄、 そして一平方メートルあたりの重さの欄があります。 厚さの三つの欄には、それぞれ見出しに approximate の語が付いています。 重さの欄には付いていません。

オンスの欄だけを取り出して見ると、この体系は恣意的には見えなくなります。 整数オンス刻みの階段であり、ゲージ番号はその段でしかありません。 人が暗記している厚さのほうは、その重さが換算を経て化けたもので、 法文は見出しでそれを言っています。

表全体を一つの数が貫いている

ここからは当サイトが上の表の上でやった算術で、繰り返すのに一分もかかりません。 各行のオンスを隣の小数の厚さで割ると、毎回同じ数が返ってきます。 裏返して言えば、一平方フィートあたり一オンスは、六百四十分の一インチです。

六行、六回とも完全に一致します。すると厚さ一インチの板は一平方フィートあたり 640 オンス、つまり 40 ポンドになり、一立方フィートはその十二枚分なので、 一立方フィートあたり 480 ポンド、 およそ 7 690 kg/m³ になります。 それがこの表が建っている密度です。法文はその数値を印刷していません。 数字のほうから落ちてくるのです。

そしてその密度は、目の前の金属ではない

構造用鋼の慣用値はおよそ 7 850 kg/m³ で、 表が含意する値より二パーセントほど高い。同じ一平方フィートあたりの重さのもとでは、 密度が二パーセント高いとは厚さが二パーセント薄いということなので、 24 ゲージの板は法文が印刷している 0,025 インチより 0,0245 インチ寄りに落ちます。 差は小さく、そして公表されているゲージ換算表どうしの食い違いの大きさと、 ちょうど同じくらいです。それは測った結果の違いではなく、置いた仮定の違いです。

アルミニウムは同じことをもっと大きな声で言います。 慣用密度はおよそ 2 700 kg/m³、 含意された値の三分の一ほどなので、同じ一平方フィートあたりの重さなら 厚さは三倍近くになります。重さで定義されたゲージはそれに耐えられません。 だからアルミの板はこの階段では売られておらず、 自分の番号体系と自分の定義を持っています。

めっき鋼板になると、番号では答えられない二つ目の問いが出てきます。 ゲージが重さで定義されているなら、表面に載ったものはその重さの内側に入るので、 下の素地はおなじ番号の裸材より薄い。どれだけ薄いかはめっきの表示によりますが、 それは当方が持っていない別の文書が定めています。 ですから正直な答えは数値ではありません。 番号にその答えは入っていない、めっきの仕様は別に尋ねるべき二つ目の事項である、 というのが正直な答えです。

これがなぜ、ねじのサイトに載るのか

ねじが板について尋ねる二つの問いが、どちらも素地のミリメートルで尋ねられるからです。 ドリルねじが何ミリまで抜けるかと、抜けたあと何ミリまで締められるかは 箱の上の別々の二つの数字であり、 板がねじ山をもう保てなくなる点は ゲージではなく厚さです。 20 ゲージと書かれた引合いは、十九世紀の錬鉄の単位面積あたりの重さを言っただけで、 ねじの選定は空いたままです。

対処はこの語をやめることではありません。 ゲージ番号は板金が発注され、在庫され、話される単位であって、捨てても誰も得をしません。 対処は、図面にミリメートルを書き、ゲージ番号は横に注記として乗せることです。 ねじを呼び方で指定し、インチ換算を括弧に入れるのと同じやり方です。 めっき鋼板なら、どのめっきかも書いてください。 それこそ、番号が最初から運んでいなかった部分です。

一つの問いに三つの番号、三つとも別の種類

あのスレッドはねじの番号、線のゲージ、管のスケジュールを一文に並べましたが、 同じ種類のものではありません。機械ねじの番号は三つの中でいちばん扱いやすく、 直線です。決まった開始直径に、番号ごとに決まった増分を足す。だからこそ メートル系の寸法とのすれ違いがあの位置に落ちるのです。 板金のゲージは上に見た重さの階段。線のゲージと管のスケジュールは、 それぞれ独立した慣行で、それぞれの文書に自分の定義を持っています。 呼び方は仕様全体を指しているというあのスレッドの返信は、三つとも正しい直感です。

外れるのはその次の一歩、番号を「誰かが丸めた測定値」として扱うところです。 板金のゲージでは逆になります。番号のほうが正確な量で、測定値のほうが近似であり、 どちらがどちらか誰も推測しなくてよいように、法文はその語を欄の見出しに印刷しています。

番号を廃止しようと提案した人はいました。1857 年、ホイットワースは技術者たちに ゲージの呼称を廃し、寸法をそのまま千分の一インチで呼ぶ よう求めています。番号のほうが彼より長生きしました。

この記事は六つの手順のどれか一つには収まりません。手順をまたいで出てくるか、組み付けたあとに出てくる話です。ここに行き着く判断がどこで下されているかはねじの決め方にまとめてあります。

よくある質問

板金のゲージ番号は厚さですか。

それを定義している文書の中では違います。米国の標準ゲージは 15 U.S.C. § 206 に定められており、その表ではインチの分数、インチの小数、ミリメートルで表した厚さの欄がいずれも approximate と見出しに付き、一平方フィートあたりのオンスとポンドで表した重さの欄には付いていません。法文が押さえている量は単位面積あたりの重さです。厚さは密度を仮定したあとで初めて現れます。

公表されているゲージ換算表が少しずつ食い違うのはなぜですか。

どれも重さの換算であり、換算には密度が要るからです。当サイトが法文の表の上でやった算術では、読めたどの行でも一平方フィートあたり一オンスがちょうど六百四十分の一インチになり、一立方メートルあたりおよそ 7 690 キログラムを含意します。構造用鋼の慣用値は 7 850 に近く、二パーセントほど高い。そしてその二パーセントが、表どうしの食い違いの大きさとほぼ同じです。

アルミの板はなぜ別のゲージ体系なのですか。

重さで定義されたゲージは、密度の違う金属へ持ち越せないからです。アルミニウムの慣用密度は一立方メートルあたりおよそ 2 700 キログラムで、鋼の表が含意するおよそ 7 690 に対し三分の一ほどなので、同じ一平方フィートあたりの重さなら厚さは三倍近くになります。アルミの板はこの体系を借りず、自分の番号と自分の定義を持っています。

ゲージ番号でめっき鋼板の厚さは分かりますか。

決まりません。単位面積あたりの重さで定義されたゲージは表面に載ったものも数えるので、めっきの下の素地は同じ番号の裸材より薄くなります。どれだけ薄いかはめっきの表示によりますが、それは別の文書に定められています。実務的な答えは、素地の厚さをミリメートルで、めっきの仕様を別項目として、二つに分けて尋ねることです。

では図面や引合いには何と書くべきですか。

厚さをミリメートルで書き、ゲージ番号は横に注記として乗せてください。ゲージ番号は板金が発注され在庫される単位なので落とす理由はありませんが、ねじ側の問いは素地のミリメートルで尋ねられます。ドリル先端が何ミリ抜けるか、抜けたあと板が何山かみ合えるか。めっき鋼板ならめっきの仕様も添えてください。

この標準ゲージは製造のために書かれたのですか。

税関のために書かれました。法文は、統一を確保する目的で定めるとし、合衆国が板材および厚板の鉄鋼に課す関税および租税を決定するにあたってはこれを用いほかを用いてはならない、と述べています。さらに関税への影響を限る一文が続きます。加工業者に向けた文は一つもなく、これを製造公差として扱う前に知っておく価値があります。

参考資料

• 15 U.S.C. § 206 —— 板材および厚板の鉄鋼の標準ゲージ。上で引いたのは目的の条項、関税と租税の一文、そして表とその欄見出し
• 印刷版の合衆国法典における同じ条。本稿は法文と出典注記（Act of March 3, 1893, ch. 221, § 1, 27 Stat. 746）をここで読んだ
• r/AskEngineers —— 出発点になったスレッド。この業界はなぜ測った寸法ではなく番号で動くのか

法文は二か所で読んだ。Cornell のサイトにある現行条文と、govinfo にある印刷版合衆国法典の本文であり、引用した文言と欄見出しはその二度の読解による。一平方フィートあたり一オンスが六百四十分の一インチであるという関係は、読めた六行の上で当サイトがやった算術であって、法文の中の文ではない。およそ 7 690 kg/m³ という含意密度はそこから出てくるもので、どこにも印刷されてはいない。構造用鋼の 7 850 とアルミニウムの 2 700 は慣用値であって法定値ではなく、効果の向きとおおよその大きさを示すためだけに用いた。めっき鋼板、ステンレス、アルミの厚さ換算表はここには再現していない。当方が持っていない材料規格に由来するためであり、同じ理由で、めっきが素地の厚さをどれだけ変えるかについても数値を示さない。線のゲージと管のスケジュールは独立した体系として名を挙げただけで、いずれの数値も引いていない。機械ねじの番号の式は当サイトの先行ページにあり、ここでは繰り返さない。