レンチの数字は二面幅であり、式ではなく表である

文書は ISO 4032、六角ナット、style 1。 M1,6 から M64 まで、M16 以下が product grade A、それより上が B です。 1979、1999、2012 の三つの版を読みましたが、 二面幅の行は三つとも同一でした。これは口に出す価値があります。 手元のナットが ISO のレンチに合わないとしても、 ISO が寸法について気を変えたわけではない、と一つ片づくからです。

その表が実際に与えるもの

三つの欄があり、あのスレッドの回答は一つ目にしか触れていません。 このページの残りは、あとの二つが何のためにあるかです。

ねじ径からは出てこない。証拠は M5 と M6 のあいだにある

ここで人は経験則に手を伸ばします。たいていは「ねじ径のおよそ一・五倍」です。 一つ目の欄をねじ径で割ると、比はこう動きます。

比は 2,00 から下がり、そして M5 と M6 のあいだで戻り、 さらに M24 と M30 のあいだでもう一度戻ります。 二度も向きを変える量は、式から生まれてはいません。 そして大きい側で立てた経験則は、M5 では一方向に、M6 では逆方向に外れます。 この系列が表なのは、誰かがその値を選んだからであり、引くことが方法のすべてです。

その経験則はこの表より古く、そして現場を押さえてあります。 1864 年フィラデルフィアのある会合の議事録に、二面幅をボルト径の一倍半とする図面を 出した会社が記されており、それは 六十度のねじ山が提案されたのと同じ晩のことでした。 その比は現代の範囲の中ほどに生き残り、両端では捨てられました。

これは、当サイトが別のところで書いた「部品はどう呼ばれるか」と並べて読む価値があります。 Hexagon nut ISO 4032 − M12 − 8 のような呼び方は、 ねじと強度区分を書いていて、レンチについては一言も書いていません。 規格番号がそれを背負っているからです。規格を変えればレンチも変わりうる。 それは一枚の図面に二つの呼び方の体系が混ざるのと、 上着を替えた同じ問題です。

二つ目の欄と、規格がそれをわざわざ載せる理由

スパナは二つの平面をつかみます。めがねレンチやソケットは六角全体を囲むので、 規格は e、対角距離を、それ自体の最小値として表に載せます。 それは、工具が閉じるように作られている形にこのナットが足りているかを決める寸法であり、 二つの数字のうち大きいほうなので、ざぐり穴を通らなければならないのもそちらです。

さて、規格があなたに残した算術をやってみます。完全な正六角形の対角距離は s ÷ cos 30°、すなわち 2 割る 3 の平方根で、 二面幅の 1,1547 倍です。 表の e 最小値を、同じ行の s 最小値で割ると、答えは 1,1547 ではありません。 1,13 であり、上の十五行すべてで 1,13 です。

十五行、定数一つ。そして規格はそれを一度も印刷していません。 幾何的な 1,1547 に対して、表の値はおよそ 二・一パーセント足りません。 素直に読めば、規格は完全な角を約束することを断っています。 平面は保証し、対角線については鋭い六角形が与えるより少なめに保証している。 その数字の隣に理由は印刷されていないので、 この読み方は当サイトのものであって文書のものではなく、 この二・一パーセントを何が持っていくのかを、このページは述べません。

そして工具の数字は、ナットの最大値である

一つ目の欄の見出しは呼び＝最大です。M10 ではそれが 16,00 で、 同じ行の最小値は 15,73。つまり完全に規格内のナットが、 レンチに書かれた数字より四分の一ミリメートル小さくありえます。 しかもこれは工具側の開口公差を数える前の話で、 当方は手工具の寸法規格を持っていないため、そちらの半分には数値を置きません。

ナットは少し小さめに出るはずだと推測したあの返信は、したがって正しく、 しかもそれは製造品質への感想ではなく構造的な理由で正しい。 呼び＝最大として公表された寸法は、一方向にしか外れられないからです。 積み上がった遊びが効いてくるのは、いつもと同じ場所、 工具とそれが回している角とのあいだの余裕であり、それが 駆動を何が縛るかという一般の問題です。

ではなぜ、思っていたレンチにナットが合わないことがあるのか

寸法が動いたからではありません。二面幅の行は、読んだ 1979、1999、2012 の三版で同じです。 合わないのは、ISO が誰かの足元で数字を改めたからではない。

正直な残りの答えはこうです。六角ナットは一つより多くの製品規格のもとに存在しており、 規格の系列が違えば、あるねじに対する幅について、常に一致してきたわけではありません。 製品等級が実際に何を管理しているか を扱った当サイトのページは、その不一致を、 頭がざぐりに当たる通常の原因の一つとして挙げています。 当方が持っているのは ISO の文書だけなので、 他の規格系列の数値はこのページに一切出てきません。 そして実務上の指示は、その比較を必要としないほうです。 図面にはねじだけでなく規格番号を書くこと。 そして頭のまわりに何かを設計する前に、その規格で二面幅を確かめること。

持ち帰る四つ

• あの数字は二面幅で、記号は s。M10 のナットでは 16 mm
• 式ではなく表である。ねじ径との比は M5 と M6 のあいだで向きを変えるので、全域を生き延びる経験則はない
• 対角距離は別に表になった最小値であり、鋭い六角形が与える 1,1547 倍ではなく、二面幅最小値の 1,13 倍である
• 工具の数字はナットの最大値である。M10 のナットは正当に 15,73 でありうる

この最後の規則はメートル系の表より古いものです。 1928 年のアメリカの報告が同じことを述べ、 理由も挙げています。ナットの公差はマイナスのみ、レンチ開口の公差はプラスのみ。

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

5 mm のナットドライバーは、二面幅 5 mm ですか、対角 5 mm ですか。

二面幅です。規格はその寸法を s と呼び、呼び＝最大の形で公表しているので、規格内のナットが工具の数字よりわずかに小さく測れることがあります。対角距離は同じ表の別の寸法で、e と呼ばれ、最小値として公表されており、二つのうち大きいほうです。

M10 のナットは何ミリのレンチですか。

ISO 4032 では 16 mm です。この値は読んだ 1979、1999、2012 の三版で同一でした。なお、ねじ径からは導けません。同じ表は M5 に 8 mm、M6 に 10、M8 に 13、M12 に 18、M16 に 24 を与えています。

ねじ径からレンチ寸法を出す式はありますか。

ありません。しかも表は、単に式が無いのではなく式を排除しています。二面幅をねじ径で割ると、最小の側で 2,00、M5 で 1,60、次の M6 で 1,67 に戻り、そこから 1,63、1,60 を経て M12 から M24 の 1,50 まで下がり、M30 で 1,53 に戻ります。二度向きを変える比は式から生まれていないので、値は引くしかありません。

規格はなぜ対角距離を別に表にするのですか。

スパナが二つの平面をつかむのに対し、めがねレンチやソケットは六角全体を囲まなければならないからであり、ざぐりを通らねばならないのが角だからです。値は最小値 e として与えられ、しかも単なる三角法の結果ではありません。確認したどの行でも、e 最小は s 最小の 1,13 倍であり、鋭い正六角形なら 1,1547 倍になります。規格はその差の理由を印刷していません。

ナットは工具に印刷されたレンチ寸法より小さくありえますか。

ありえますし、それは正当です。二面幅は呼び＝最大として公表されているので、下方向にしか外れられません。M10 では呼びが 16,00、最小が 15,73 で、ナット側だけで 0,27 mm の幅があり、工具の開口公差はまだ数えていません。

ISO の表どおりのレンチにナットが合いません。何が起きていますか。

改訂ではありません。二面幅の行は 1979、1999、2012 の三版で変わっていません。六角ナットは一つより多くの製品規格のもとに存在し、系列が違えばあるねじに対する幅が常に一致してきたわけではなく、それが頭やナットがざぐりに当たる通常の原因の一つです。確実な対処は、ねじだけでなく規格番号を図面に書き、その規格から幅を読むことです。

参考資料

• ISO 4032:1999 —— 六角ナット style 1、product grades A および B。Scope、Table 1、呼び方の例。公開プレビューから読んだ
• ISO 4032:2012 —— のちの版。二面幅の行が変わっていないことの確認に用いた
• r/AskEngineers —— 出発点になったスレッド。ナットは少し小さめに出ると推測した返信を含む

ISO 4032 は 1979、1999、2012 の三版を公開プレビューから読み、上の寸法は 1999 年版の表によるもので、二面幅の行は他の二版と照合した。対角距離の最小値が二面幅最小値の 1,13 倍であるという関係は、印刷された二つの欄のあいだで当サイトが行った算術であって、規格の中の文ではない。規格はその値が幾何的な 1,1547 より小さい理由を印刷しておらず、ここで示した読み方は当サイトのものである。M36 を超える寸法はその確認に用いていない。それらは対角距離の最小値は読めたが二面幅の最小値が読めなかったためで、引用もしていない。ISO 以外の規格系列の寸法はこのページに一切出てこない。当方が持つのは ISO の文書だけであり、系列によって二面幅が一致してこなかったという指摘を数値なしで述べているのも同じ理由による。スパナやソケットの開口公差は示さない。このページのために手工具の寸法規格を読んでいないからである。十二角の工具が六角のどの部分に当たるかという主張も、出典がないため行っていない。