지명된 사람은 아홉, 보고서에 서명한 사람은 열

출처는 Journal of the Franklin Institute 네 개 호입니다. 위원회를 만든 회의는 1864년 5월호, 월례 회의록은 11월호와 이듬해 1월호, 보고서 자체는 53쪽부터 56쪽까지 실린 1865년 1월호입니다. 모두 저작권이 만료되어 Internet Archive에 스캔본이 있습니다. 광학 문자 인식이 숫자를 망가뜨리므로, 아래에 인용한 모든 숫자는 페이지 이미지와 대조했습니다.

4월: 아홉 개의 이름

결의안은 Algernon Roberts가 발의하고 C. T. Parry가 재청했으며, 미국 기술자들이 널리 채택하도록 협회가 권고할 적절한 나사산, 볼트 머리, 너트 체계의 문제를 조사할 위원회를 요청했습니다. 회의록은 이어서 위원 명단을 적습니다.

아홉 명입니다. 이 명단을 기억해 두십시오. 12월에 중요해집니다. 빠진 사람도 눈여겨볼 만합니다. 막 논문이 낭독된 William Sellers, 그리고 위원회 설치 결의안을 발의한 Algernon Roberts입니다.

10월과 12월: 진행 상황 보고

1864년 10월 20일 정기 월례 회의에서 회의록은 이 위원회에 한 줄을 할애하는데, 그것도 다른 위원회와 함께 씁니다. 미국의 도량형 및 주화에 관한 특별위원회와 나사산 및 볼트 머리의 통일 체계에 관한 특별위원회가 진행 상황을 보고했다. 기록은 이것이 전부입니다. 논문이 낭독된 지 여섯 달 뒤였습니다.

1864년 12월 15일 회의는 회장 William Sellers가 의장석에 앉은 가운데 열립니다. 다른 특별위원회 두 곳이 진행 상황을 보고했습니다. 그다음 나사산 통일 체계에 관한 특별위원회가 다음 보고서를 제출했습니다.

나사산에 평탄부가 있는 이유

보고서는 대부분 공구에 관한 논증이며, 가장 무게 있는 대목은 산봉우리의 형상에 관한 것입니다. 뾰족한 나사산은 가장 단순한 형태이고 특수 공구도 필요 없지만, 늘 큰 손상 위험이 큰 볼트에서는 심각한 문제가 됩니다. 그러니 끝을 어느 정도 깎아야 합니다. 문제는 어떤 형상을 남기느냐입니다.

위원회는 둥근 산봉우리와 골이 훨씬 큰 어려움을 낳는다고 씁니다. 선반에서 체이싱하거나 절삭한 모든 탭과 나사는 마무리하거나 둥글게 다듬는 두 번째 공정이 필요할 것입니다. 그리고 곡선의 반지름은 나사산마다 달라져야 하므로 모든 크기에 통하는 게이지 하나를 만드는 것은 불가능하고, 특수 공구 없이는 한 크기에서조차 형상을 정확히 내기가 매우 어렵다는 것입니다.

그리고 원칙을 분명히 밝힙니다.

즉 평평한 산봉우리는 곡선을 게이지 하나로 검사할 수 없었기 때문에 생긴 것입니다. 그 양도 같은 방식으로 정해집니다. 가능한 한 작게, 나사산을 보호할 만큼만, 그리고 그 목적에는 피치의 1/8이면 충분해 보인다고 하며, 그러면 피치의 3/4이 지지면으로 남는다고 합니다. 위에서 1/8, 아래에서 1/8을 덜어 내면 3/4이 남습니다. 문장 자체가 이 계산을 하고 있습니다.

비대칭 나사산도 검토했다가 기각했습니다. 한쪽 면을 축에 수직으로 두면 마찰은 가장 작고 강도는 가장 크지만, 한 방향으로만 하중을 받고 너트도 그에 맞춰 깎아야 하므로 위원회는 이 형태를 예외적인 것으로 분류했습니다.

60도, 그리고 더 가늘게 하지 않은 이유

각도에 대해 위원회는 기계적 이유를 하나 들고, 곧바로 진짜 이유를 덧붙입니다. 60도는 최소 마찰 저항과 최대 강도라는 조건을 함께 충족하는 듯하지만, 무엇보다 다른 어떤 각도보다 쉽게 얻을 수 있고 더 널리 쓰이는 각도이기 때문이라는 것입니다. 이는 여덟 달 전 논문에서 Sellers가 직접 편 논거이며, 그것을 심사하던 위원회가 그대로 되풀이한 것입니다.

피치에 대해서는 기억해 둘 만한 관찰에서 출발합니다. 모든 경우에 현재 쓰이는 나사산은 그 볼트보다 강하다. 그래서 더 가는 체계가 매력적으로 보였습니다. 그러나 세 가지가 이에 반대했습니다.

• 주철. 나사산이 연철이나 황동에만 쓰인다면 더 가는 체계도 가능했겠지만, 주철이 모든 기계 공작에서 차지하는 비중이 워낙 크므로 더 가는 나사산이 개선이 되지 않을 수도 있었습니다
• 평탄부가 이미 일부 역할을 했습니다. 나사산 높이와 볼트 강도만 놓고 보면, 산봉우리와 골을 평평하게 한 것은 뾰족한 나사산의 피치를 25% 줄이거나 인치당 산 수를 33% 늘린 것과 같았습니다. 두 수치는 정확히 역수 관계이며 계산도 맞습니다
• 공장이 그 정밀도를 유지할 수 없었습니다. 더 가는 나사산은 나사산이 타고 넘는 위험을 피하기 위해 당시 공작 기계보다 높은 정밀도를 요구했을 것이고, 마모면도 줄었을 것입니다

주철 때문에 체계가 굵어진다는 것은 Whitworth가 1841년 자신의 논문에서 든 이유와 같습니다. 그가 평균을 낸 나사산은 연철뿐 아니라 주철에도 쓰였고, 그 사정 때문에 연철에만 쓰였을 경우보다 굵어졌다는 것입니다. 두 위원회, 두 나라, 23년의 간격을 두고 같은 재료가 하한을 정했습니다.

그리고 같은 방법, 같은 말

피치 논증을 마무리하는 문장이 핵심입니다. 우리는 기계 업계의 평균적 관행이 이론에만 근거한 어떤 비율보다도 일반적 필요에 더 잘 맞을 것이라고 본다. 그리고 방법이 이어집니다. 우리는 실제로 쓰이는 비율을 확인하는 데 상당한 수고를 들였으며, 우리 판단으로 공정한 평균이라 여기는 다음 값을 제출한다.(번역)

이는 Whitworth의 방법이고 거의 Whitworth의 표현입니다. 독자적으로 도달했든 아니든 마찬가지입니다. 이 페이지는 평행 관계를 보고할 뿐 그것이 어떻게 생겼는지는 주장하지 않습니다. 확인되는 것은, 이 사이트가 이제까지 전문을 읽은 세 건의 창립 문서가 모두 같은 도구에 손을 뻗는다는 점입니다. 업계를 조사하고, 평균을 내고, 어색한 수치를 반올림합니다.

맞변 거리 규칙의 출처

결의에는 볼트 머리와 너트의 비율도 들어 있으며, 지금도 알아볼 수 있는 규칙이 여기서 처음 기록에 등장합니다.

Sellers 논문을 다룬 이 사이트의 페이지에는, 필라델피아의 한 회사가 4월 회의에 사내 규칙이 적힌 도면을 가져왔다는 기록이 있습니다. 다듬은 머리와 너트의 맞변 거리를 볼트 지름의 1.5배로 한다는 규칙이었습니다. 위원회는 그 사내 규칙을 채택하고 1/8인치를 더했습니다. 오늘날 볼트의 스패너 크기를 정하는 것은 공식이 아니라 표이지만, 이것이 그 표가 대체한 공식이며, 그 공식을 쓰던 회사 가운데 하나가 위원회에 앉아 있었습니다.

어떻게 퍼뜨리려 했나

두 번째 결의가 흥미로운 이유는 그 방법을 명시하기 때문입니다. 결의문 사본은 병참감, 해군 증기기관국장, 육군과 해군의 병기감, 공병대와 군용철도대의 책임자, 그리고 철도 회사의 감독관과 기계 책임자에게 보내져, 모든 신규 계약에서 모든 제작자에게 권고 비율을 따르도록 요구함으로써 채택을 촉진해 달라고 요청할 예정이었습니다. 세 번째 사본은 기술자 단체와 주요 기계 및 기관 공장에 보내졌습니다.

전국 공통 나사산으로 가는 길은 구매 계약에 서명하는 사람들을 거쳤고, 1864년 12월에 그것은 육군, 해군, 철도를 뜻했습니다. 54년 뒤 같은 논리가 육군 위원 둘, 해군 위원 둘에 여섯 달 시한을 둔 연방 위원회를 낳았습니다. 도구는 바뀌지 않았습니다.

열 명의 서명

마지막 결의는 본 위원회를 이제 해산한다는 것입니다. 그 아래에 이름이 있고, 이름마다 회사가 붙어 있습니다.

아홉 명이 지명되었고 열 명이 서명했습니다. 지명된 J. W. Murphy는 서명자 가운데 없습니다. 서명한 William Sellers와 Algernon Roberts는 4월 명단에 없었습니다. Roberts는 위원회를 만든 결의안을 발의한 사람이었습니다. Sellers는 심사 대상이었던 제안의 작성자였고 보고서를 받은 회의의 의장이었으며, 그의 회사가 열 명의 서명 가운데 둘을 차지했습니다.

1864년 6월부터 1865년 1월까지 모든 호를 읽었지만, 위원 구성의 추가나 변경을 기록한 회의록은 찾지 못했습니다. 이 페이지는 두 문서가 말하는 바를 전하고 거기서 멈춥니다. 그 시대의 위원회 회의록은 간략한 경우가 많고, 기록이 없다는 사실이 특별히 무엇을 증명하지는 않습니다.

독자가 가져갈 수 있는 것

• 나사산의 평탄부는 게이지 검사를 위한 결정입니다. 둥근 산봉우리는 피치마다 다른 반지름이 필요해 게이지 하나로 모든 크기를 감당할 수 없었고, 위원회는 어떤 기계공이든 특수 공구 없이 만들 수 있는 형상을 원했습니다
• 평탄부는 산봉우리와 골에서 각각 피치의 1/8이며, 피치의 3/4이 지지면으로 남습니다. 보고서는 그 계산을 문장 안에서 합니다
• 주철이 가늘기의 하한을 정했습니다. 1841년 영국에서와 똑같이 1864년 필라델피아에서도 그랬습니다
• 맞변 거리는 지름의 1.5배에 1/8인치를 더한 값이었습니다. 위원 회사 한 곳의 사내 규칙에 1/8을 더한 것입니다
• 채택은 조달을 통해 추진될 예정이었습니다. 육군, 해군, 철도의 구매 책임자를 거치는 방식으로, 의회가 같은 일을 하기 반세기 전이었습니다

본받을 만한 습관은 세 문서가 공유하는 것입니다. 어느 문서도 올바른 수치를 찾았다고 주장하지 않습니다. 각자의 말로 올바른 수치는 도출할 수 없다고 말한 뒤, 업계가 이미 하고 있는 것을 측정하러 나섭니다.

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

1864년 Franklin Institute 위원회는 어떤 결론을 냈습니까?

1864년 12월 15일에 보고서를 내고, 협회가 미국 기술자들에게 일반 채택을 권고할 나사산으로 60도의 곧은 플랭크, 산봉우리와 골에 피치의 1/8만큼의 평탄부, 정해진 피치 계열을 결의했으며, 볼트 머리와 너트의 비율도 함께 정했습니다. 이어서 육군, 해군, 철도 관계자와 기술자 단체에 사본을 보내고 위원회를 해산하기로 결의했습니다.

Sellers 나사산은 왜 둥근 산봉우리가 아니라 평평한 산봉우리입니까?

게이지와 공구 때문입니다. 위원회는 둥근 산봉우리와 골이면 선반에서 깎은 탭과 나사를 마무리하는 두 번째 공정이 필요하고, 곡선의 반지름이 나사산마다 달라져야 하므로 모든 크기에 통하는 게이지 하나를 만드는 것이 불가능하다고 썼습니다. 그리고 지각 있는 기계공이면 누구나 특수 공구 없이 만들 수 있는 형상이 통일 체계를 쉽게 한다는 원칙을 밝혔습니다.

나사산의 어느 정도가 평탄부입니까?

산봉우리에서 피치의 1/8, 골에서 1/8입니다. 보고서는 그 양이 가능한 한 작고 나사산을 보호할 만큼이면 되며, 피치의 1/8이면 충분해 보이고, 그러면 피치의 3/4이 지지면으로 남는다고 말합니다.

위원회는 왜 더 가는 피치를 채택하지 않았습니까?

세 가지 이유를 듭니다. 주철이 모든 기계 공작에서 차지하는 비중이 워낙 커서 더 가는 나사산이 개선이 되지 않을 수 있었고, 연철이나 황동에만 한정된 체계라면 더 가늘게 할 수 있었을 것입니다. 산봉우리와 골을 평평하게 한 것만으로 이미 뾰족한 나사산의 피치를 25% 줄인 것과 같은 효과를 얻었습니다. 그리고 더 가는 나사산은 당시 공작 기계보다 높은 정밀도가 필요해 나사산이 타고 넘을 위험이 있고 마모면도 줄었을 것입니다.

맞변 거리를 지름의 1.5배으로 하는 규칙은 어디서 왔습니까?

이 보고서에서 왔습니다. 보고서는 흑피 볼트의 볼트 머리와 너트의 평행한 면 사이 거리를 볼트 지름의 1.5배에 1/8인치를 더한 값으로, 다듬은 제품은 그보다 1/16인치 작게 하도록 결의했습니다. 위원회에 참여한 필라델피아 회사 한 곳이 4월 회의에 지름의 1.5배을 사내 규칙으로 적은 도면을 가져온 바 있습니다.

1864년 보고서에는 누가 서명했습니까?

열 명이며 각 이름 옆에 회사가 인쇄되어 있습니다. Wm. B. Bement, C. T. Parry, J. Vaughan Merrick, John H. Towne, Coleman Sellers, B. H. Bartol, Edward Longstreth, James Moore, Wm. Sellers, Algernon Roberts입니다. 4월에 지명된 위원회는 아홉 명이었고, 그 명단에 있던 J. W. Murphy는 서명자에 없으며, 서명한 Wm. Sellers와 Algernon Roberts는 그 명단에 없었습니다.

권고안은 어떻게 채택되도록 되어 있었습니까?

구매 계약을 통해서입니다. 위원회는 결의문 사본을 병참감, 해군 증기기관국장, 육군과 해군의 병기감, 공병대와 군용철도대의 책임자, 철도 감독관과 기계 책임자에게 보내, 모든 신규 계약에서 모든 제작자에게 이를 따르도록 요구함으로써 채택을 촉진해 달라고 요청하기로 결의했습니다.

참고 자료

• Journal of the Franklin Institute, 1865년 1월, 49권 1호, 53~56쪽: 1864년 12월 15일 정기 월례 회의록과 나사산 통일 체계에 관한 특별위원회 보고서
• Journal of the Franklin Institute, 1864년 5월, 47권 5호: 논문과 위원회 지명 회의록
• Journal of the Franklin Institute, 1864년 11월, 48권 5호, 356쪽: 위원회의 진행 상황 보고

여기에 쓴 네 개 호는 모두 저작권이 만료되었으며, 접근 제한이 없는 Internet Archive 소장본의 스캔 텍스트로 읽었습니다. 이 스캔본에서는 광학 문자 인식이 숫자를 망가뜨리므로, 위에 인용한 모든 숫자는 인쇄된 페이지 이미지와 대조했습니다. 구체적으로는 1865년 1월호의 인쇄 페이지 55쪽과 56쪽입니다. 이 대조는 의미가 있었습니다. 텍스트 레이어는 그 등가 관계를 26%로 표시하지만 인쇄 페이지에는 25%라고 되어 있으며, 이 값이어야 옆의 33%와 정확한 역수가 됩니다. 보고서의 피치 표에 있는 값은 여기서 하나도 인용하지 않았습니다. 그 표는 텍스트 레이어에서 심하게 깨져 있기 때문입니다. 위원회의 첫 문장들과 Whitworth의 1841년 논문 사이의 평행 관계는 두 문서의 전문을 읽은 뒤의 텍스트 관찰로 보고한 것이며, 그것이 어떻게 생겼는지, 베끼기나 영향이 있었는지에 대해서는 아무것도 주장하지 않습니다. 위원 구성에 관해서는 4월 회의록과 12월 서명이 기록한 내용, 그리고 1864년 6월부터 1865년 1월까지의 호를 읽었으며 위원 구성 변경을 기록한 회의록이 없다는 점만 적었습니다. 어떠한 동기나 부적절함도 시사하거나 암시하지 않습니다. 이 보고서가 이후의 채택을 이끌었다고 주장하지 않으며, 그것을 기록한 문서는 확보하지 못했습니다. 권고안을 현대의 어떤 규격과도 비교하지 않습니다.