왼나사: 자전거 페달 설명은 방향을 거꾸로 예측합니다

실제 표기법

접미사는 LH이며 ISO는 이를 대시로 구분합니다.

따라서 M10 × 1.5 LH라고 써도 엔지니어는 문제없이 읽지만 ISO 표기는 M10 × 1.5 - LH입니다. 소수점을 쉼표로 쓸지 점으로 쓸지는 문서의 언어를 따릅니다.

오른나사는 보통 표시하지 않습니다. ISO 6410-1 §4.4는 오른나사는 일반적으로 표시할 필요가 없고 왼나사는 LH를 붙여야 하며, 한 부품에 두 방향이 모두 있으면 둘 다 표시해야 한다고 말합니다. 도움이 되는 곳에는 RH를 덧붙여도 됩니다.

놓치기 쉬운 부품 자체의 표시

이는 보편적인 도면 규칙이 아닙니다 — 해당 제품, 재료, 강도 등급 표준이 적용되는 곳에서만 적용됩니다. 하지만 왼나사 체결 부품을 손에 들고 알아볼 수 있는 경우가 많은 이유가 바로 이것이며, 머리에 찍히는 다른 표시들과 함께 알아 둘 내용입니다. 볼트 머리 표시의 의미를 참고하십시오.

자전거 페달, 그리고 흔한 설명이 맞을 수 없는 이유

모두가 하는 이야기는 이렇습니다. 왼쪽 페달에 왼나사를 쓰는 이유는 그렇지 않으면 페달을 밟을 때 풀리기 때문이라는 것입니다. 여기서 말하는 것이 베어링 마찰 토크라면 이 설명은 반대 방향을 예측합니다.

자전거 왼쪽에서 보고 앞으로 페달을 밟을 때:

• 페달 본체는 축에 대해 대략 시계 방향으로 돕니다.
• 따라서 베어링 마찰은 축을 시계 방향으로 끌고 갑니다.
• 시계 방향은 오른나사의 조이는 방향이고 왼나사의 푸는 방향입니다.

즉 베어링 마찰만 보면 왼쪽에는 오른나사를 써야 한다는 결론이 나옵니다. Sheldon Brown의 기술 페이지도 이를 직접 밝힙니다. 베어링 마찰은 실제로 현재 규정된 나사를 풀리게 하는 경향이 있으며 그 방향은 세차 운동과 반대이고 효과는 더 작다는 것입니다.

올바른 방향을 가리키는 메커니즘은 기계적 세차 운동입니다. 라이더의 반경 방향 하중은 축 둘레를 회전합니다. 탄성 변형과 끼워맞춤 틈새 때문에 나사산 플랭크, 숄더, 크랭크 면에 아주 작은 접촉 미끄럼, 즉 프레팅이 생깁니다. 그 결과 생기는 세차 운동은 하중의 회전 방향과 반대로 진행하며, 왼쪽 크랭크에서는 오른나사를 조금씩 풀고 왼나사를 조입니다.

이것은 얼마나 확립되어 있습니까? COMSOL 다물체 접촉 모델이 메커니즘과 그 방향을 재현하며, 한 특허의 배경 기술(EP 3 434 573 A1)은 페달 나사 방향이 세차 운동에 의한 풀림을 막기 위한 것이라고 분명히 적고 있습니다. Jobst Brandt의 공학적 설명은 탄성 미세 운동을 설명합니다. 그러나 페달 나사의 세차 운동을 측정한 동료 심사 연구는 찾지 못했고, Shimano나 Campagnolo의 기술 설명도 찾지 못했습니다 — Campagnolo 매뉴얼은 왼쪽 크랭크가 9/16″-20 왼나사라고만 적고 이유는 밝히지 않습니다. 방향은 근거가 충분하지만 정량적 입증은 아직 끝나지 않았다고 보십시오.

축이 드럼 속 바퀴처럼 구멍 안쪽을 굴러다닌다는 그림은 단순화입니다. 접촉 운동은 아주 작고 탄성적이며, 헐거운 축이 구멍 안에서 덜컥거리는 것이 아닙니다.

근거가 있는 세 가지 용도

단서가 두 가지 있습니다. “가연성 가스는 항상 왼나사”는 지나친 일반화입니다. 아세틸렌은 ISO 5145의 14군에 속하고, 기존 국가 표준은 계속 쓸 수 있으며, 북미의 CGA V-1은 가연성 가스 일괄 규칙이 아니라 연결 번호별로 지정합니다. 또 용접용 호스 이음에 관한 옛 ISO 3253:1998 §5.2 규칙 — 산소와 비연료 가스는 오른나사, 연료 가스는 왼나사 — 은 과거의 것입니다. 이 표준은 폐지되어 참고용인 ISO/TR 28821:2012로 대체되었습니다.

왼나사는 풀림 방지 수단입니까

초안에서는 단호하게 아니라고 썼습니다. 왼나사는 기하와 식별 문제를 해결하는 것이며, 무언가가 풀리지 않게 하려고 왼나사를 찾는다면 대개 진짜 원인을 찾지 못한 것이라고 했습니다. 이를 확인하는 과정에서 직접적인 반례가 두 가지 나왔습니다.

ISO 11148-7 §4.2.7은 연삭 중 클램핑 장치, 콜릿 또는 나사 구멍이 있는 숫돌이 스스로 조여지는 경향을 갖도록 나사 방향을 정하라고 요구합니다. ANSI B7.1 §3.4.1은 스핀들 너트의 나사가 회전 방향에 맞아 스핀들이 돌 때 너트가 조여지는 경향을 갖도록 요구합니다 — 양두 탁상 그라인더의 한쪽 끝이 오른나사, 다른 쪽 끝이 왼나사인 이유가 이것입니다. 방향이 정해진 운전 토크가 무언가를 풀지 못하도록 바로 그 목적으로 왼나사를 의무화한 표준들입니다.

살아남는 주장은 더 좁습니다.

NASA-STD-5020B는 반대편에서 같은 선을 긋습니다. 일반적인 동적 풀림은 충분한 초기 체결력, 접합면 미끄럼 방지, 적절한 풀림 방지 기능으로 대응하며 나사 방향을 바꾸는 것으로 대응하지 않습니다. 조인트가 실제로 초기 체결력을 잃는 이유는 나사가 풀리는 이유에 있습니다.

도면에 적을 것

• 접미사는 ISO 방식으로 대시를 넣어 M10 × 1.5 - LH로 씁니다.
• 한 부품에 두 방향이 모두 있으면 둘 다 표시합니다 — ISO 6410-1의 요구입니다.
• 제품 표준이 부품 자체에 화살표나 홈 표시도 요구하는지 확인합니다.
• 왼나사인 이유를 적습니다. 회전 방향이나 쌍 조정을 밝힌 주석이 있으면 나중에 누군가 선의로 오른나사로 통일해 버리는 일을 막습니다.

나사산이 다른 결정들 사이에서 차지하는 위치는 나사 사양 지정(영어)에, 머리의 등급 표시와 제조사 표시의 의미는 볼트 머리 표시의 의미에 있습니다.

참고 자료

• ISO 965-1:2026 §13.4(이전 ISO 965-1:2013 §12.4) — 왼나사의 호칭
• ISO 6410-1:1993 §4.1, §4.4 — 도면 표시, RH도 표시해야 하는 경우
• ISO 898-1:2013 §10.3.4, 그림 15–16 — 왼쪽 화살표 또는 홈 표시, d ≥ 5 mm. 너트는 ISO 898-2:2022 §11.5, 그림 10–11
• ASTM F1145-05(2022) §7.3.2–7.3.3 — 턴버클. AS 2319에 따른 뉴사우스웨일스 리깅 지침은 턴버클이 진동으로 풀릴 수 있어 별도 고정이 필요하다고 적고 있습니다
• ISO 5145:2017 §7, 표 4–5 — 용기 밸브 출구 군. CGA V-1:2023은 연결 번호별로 지정
• ISO 3253:1998 §5.2 — 폐지, ISO/TR 28821:2012로 대체
• ISO 11148-7:2012 §4.2.7; ANSI B7.1-2010 §3.4.1 — 연삭기의 자기 조임 나사 방향
• NASA-STD-5020B — 동적 풀림에 대한 초기 체결력, 접합면 미끄럼, 풀림 방지 기능
• COMSOL, “Mechanical Precession for the Axle of a Bicycle Pedal”; EP 3 434 573 A1 ¶[0004]; Jobst Brandt, “Left Hand Threads on Bicycles” (2004); Sheldon Brown, “Bicycle Pedals”

특정 부품의 합격 여부는 도면과 도면이 인용한 표준이 정합니다.

이 글은 2단계: 나사산를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.

자주 묻는 질문

도면에 왼나사는 어떻게 표기합니까?

끝에 LH를 대시로 구분해 붙입니다. ISO 965-1:2026 13.4절은 M10 × 1.5 - LH, 공차 등급을 붙이면 M10 × 1.5 - 6g - LH를 제시합니다. 이전 판도 12.4절에 같은 규칙을 두고 M8 × 1 - LH를 예로 들었습니다. 도면 표시에 대해서는 ISO 6410-1:1993 4.1절과 4.4절이 M20 × 2 - 6G/6h - LH를 제시합니다. 대시 없이 M10 × 1.5 LH라고 써도 통하지만 ISO 표기는 아닙니다.

오른나사도 표시해야 합니까?

보통은 아닙니다. ISO 6410-1 4.4절은 오른나사는 일반적으로 표시할 필요가 없고 왼나사는 LH를 붙여야 한다고 말합니다. 다만 한 부품에 두 방향이 모두 있으면 둘 다 표시해야 하고, 혼동을 피하는 데 도움이 되면 다른 곳에도 RH를 덧붙일 수 있습니다.

왼나사 체결 부품에 물리적인 표시가 있습니까?

해당 제품 표준의 범위 안에서는 그렇습니다. ISO 898-1:2013 10.3.4절은 지름 5 mm 이상의 왼나사 볼트와 나사의 머리 윗면 또는 끝단에 왼쪽을 가리키는 화살표를 요구하며, 육각 머리에는 대체 홈 표시를 허용합니다. ISO 898-2:2022 11.5절은 너트에 대해 같은 규정을 둡니다. 보편적인 도면 규칙이 아니며 해당 표준이 적용되는 곳에서만 적용됩니다.

자전거 왼쪽 페달은 왜 왼나사입니까?

흔히 드는 이유 때문은 아닙니다. 페달을 밟을 때의 베어링 마찰로 설명하면 방향이 거꾸로 나옵니다. 왼쪽에서 보면 페달 본체는 축에 대해 시계 방향으로 돌고, 시계 방향은 오른나사를 조이는 방향입니다. 올바른 방향을 가리키는 메커니즘은 기계적 세차 운동입니다 — 라이더의 하중이 축 둘레를 돌고, 아주 작은 탄성 접촉 미끄럼이 나사를 하중의 회전과 반대 방향으로 진행시킵니다. 접촉 시뮬레이션, 특허 배경 기술, 공학적 설명이 이를 뒷받침하지만 동료 심사를 거친 측정이나 제조사의 설명은 찾지 못했습니다.

왼나사로 풀림을 막을 수 있습니까?

방향이 알려진 토크에 대해서만 그렇습니다. ISO 11148-7 4.2.7절과 ANSI B7.1 3.4.1절은 모두 연삭기 스핀들 나사의 방향을 회전에 따라 너트나 콜릿이 스스로 조여지도록 정하라고 요구하므로, 표준은 그 목적으로 왼나사를 의무화합니다. 그러나 범용 풀림 방지 수단은 아닙니다. 일반적인 진동 풀림과 부족한 초기 체결력에 대해 NASA-STD-5020B는 나사 방향을 바꾸는 것이 아니라 초기 체결력, 접합면 미끄럼 방지, 적절한 풀림 방지 기능을 제시합니다.