스패너의 숫자는 맞변 거리이며, 그것은 표입니다
r/AskEngineers에서 누군가 깔끔한 질문을 했습니다. 너트 드라이버에 5 mm라고 적혀 있으면 그것은 평면에서 평면까지인가, 모서리에서 모서리까지인가, 아니면 한 평면의 길이인가? 201점을 받은 최고 답변은 “평면에서 평면까지”라고 하고 거기서 멈췄습니다. 맞는 말이지만 규격이 말하는 내용의 5분의 1 정도입니다. 한 답변은 더 나아가 실제로는 너트가 조금 작게 측정될 것이라고 추측했습니다. 그의 말이 맞았고, 그에 대한 숫자가 있으며, 그가 언급하지 않은 두 번째 열은 사람들이 생각하는 것보다 중요합니다.
맞변 거리이며, 규격은 이를 s라고 부릅니다. M10 너트에는 16 mm가 맞는데, 이는 나사 크기도 아니고 나사 크기에서 계산해 낼 수 있는 값도 아닙니다. 둘의 비율은 작은 쪽의 2.00에서 1.50까지 내려가며, 매끄럽게 떨어지지도 않습니다. M5와 M6 사이에서 다시 올라갑니다. 스패너 크기 계열이 무엇이든, 공식은 아닙니다.
문서는 ISO 4032, 육각 너트, 스타일 1로, M1.6부터 M64까지를 다루며 M16까지는 제품 등급 A, 그 위는 제품 등급 B입니다. 저희는 1979년, 1999년, 2012년의 세 판을 읽었고, 맞변 거리 행은 세 판 모두 같습니다. 이 점은 분명히 말해 둘 가치가 있습니다. 한 가지를 바로 정리해 주기 때문입니다. 손에 든 너트가 ISO 스패너에 맞지 않는다면, ISO가 크기에 대한 생각을 바꾼 것이 아닙니다.
표가 실제로 알려 주는 것
| 나사 | s, 맞변 거리, 호칭 = 최대 | s 최소 | e, 맞모금 거리, 최소 |
|---|---|---|---|
| M1.6 | 3.20 | 3.02 | 3.41 |
| M2 | 4.00 | 3.82 | 4.32 |
| M2.5 | 5.00 | 4.82 | 5.45 |
| M3 | 5.50 | 5.32 | 6.01 |
| M4 | 7.00 | 6.78 | 7.66 |
| M5 | 8.00 | 7.78 | 8.79 |
| M6 | 10.00 | 9.78 | 11.05 |
| M8 | 13.00 | 12.73 | 14.38 |
| M10 | 16.00 | 15.73 | 17.77 |
| M12 | 18.00 | 17.73 | 20.03 |
| M16 | 24.00 | 23.67 | 26.75 |
| M20 | 30.00 | 29.16 | 32.95 |
| M24 | 36 | 35 | 39.55 |
| M30 | 46 | 45 | 50.85 |
| M36 | 55.0 | 53.8 | 60.79 |
열은 셋인데, 그 스레드의 답변은 첫 번째 열만 건드렸습니다. 이 글의 나머지는 다른 두 열이 무엇을 위한 것인지에 관한 내용입니다.
나사에서 나오는 값이 아니며, 증거는 M5와 M6 사이에 있습니다
여기서 사람들은 흔히 경험칙을 꺼냅니다. 대개 나사 지름의 1.5배 같은 것입니다. 첫 번째 열을 나사 크기로 나누면 비율은 이렇게 움직입니다.
| 나사 | s ÷ d | 나사 | s ÷ d |
|---|---|---|---|
| M1.6~M2.5 | 2.00 | M8 | 1.63 |
| M3 | 1.83 | M10 | 1.60 |
| M4 | 1.75 | M12~M24 | 1.50 |
| M5 | 1.60 | M30, M36 | 1.53 |
| M6 | 1.67 |
비율은 2.00에서 떨어지다가 M5와 M6 사이에서 다시 올라가고, 뒤에서 M24와 M30 사이에서 또 올라갑니다. 방향을 두 번 바꾸는 양은 공식이 만들어 내는 것이 아니며, 큰 크기를 바탕으로 만든 경험칙은 M5에서는 한쪽으로, M6에서는 다른 쪽으로 틀립니다. 이 계열이 표인 것은 누군가 값을 골랐기 때문이며, 찾아보는 것이 방법의 전부입니다.
경험칙은 표보다 오래되었고, 저희는 그것을 실제 기록에서 찾았습니다. 1864년 필라델피아의 한 모임 회의록에는 도면에서 맞변 거리를 볼트 지름의 1.5배로 정한 회사가 기록되어 있는데, 이는 60도 나사산이 제안된 바로 그날 저녁입니다. 그 비율은 오늘날 범위의 중간에서는 살아남았고 양 끝에서는 버려졌습니다.
이는 이 사이트가 다른 곳에서 체결 부품의 호칭 표기에 대해 말한 내용과 짝지어 볼 만합니다. 육각 너트 ISO 4032 − M12 − 8 같은 호칭은 나사와 강도 등급을 나타낼 뿐 스패너에 대해서는 아무 말도 하지 않습니다. 규격 번호가 그것을 담고 있기 때문입니다. 규격을 바꾸면 스패너도 함께 바뀔 수 있으며, 이는 두 가지 호칭 체계를 섞은 도면과 겉모습만 다른 같은 문제입니다.
두 번째 열, 그리고 규격이 굳이 그것을 싣는 이유
양구 스패너는 두 평면을 잡습니다. 링 스패너나 소켓은 육각 전체를 둘러싸며, 그래서 규격은 e, 즉 맞모금 거리를 독립된 최솟값으로 표에 싣습니다. 공구가 감싸도록 만들어진 대상에 비해 너트가 충분히 큰지를 정하는 치수이며, 두 숫자 중 더 크기 때문에 원통형 자리파기 안에 들어가야 하는 치수이기도 합니다.
이제 규격이 여러분에게 맡겨 둔 계산을 해 보십시오. 완전한 정육각형의 맞모금 거리는 s ÷ cos 30°, 즉 3의 제곱근분의 2, 맞변 거리의 1.1547배입니다. 표에 실린 e 최솟값을 같은 행의 s 최솟값으로 나누면 답은 1.1547이 아닙니다. 1.13이며, 위의 15개 행 모두에서 1.13입니다.
| 나사 | 1.13 × s 최소 | 표의 e 최소 |
|---|---|---|
| M6 | 1.13 × 9.78 = 11.051 | 11.05 |
| M10 | 1.13 × 15.73 = 17.775 | 17.77 |
| M16 | 1.13 × 23.67 = 26.747 | 26.75 |
| M24 | 1.13 × 35 = 39.55 | 39.55 |
| M36 | 1.13 × 53.8 = 60.794 | 60.79 |
15개 행, 하나의 상수, 그리고 규격은 그것을 한 번도 적지 않습니다. 기하학적 값 1.1547에 비해 표의 값은 약 2.1% 작습니다. 쉽게 읽으면, 규격은 완벽한 모서리를 약속하지 않는 것입니다. 평면은 보장하고, 대각선 방향으로는 날카로운 육각형이 줄 값보다 조금 덜 보장합니다. 숫자 옆에 이유는 적혀 있지 않으므로 이 해석은 문서의 것이 아니라 저희의 것이며, 이 글은 그 2.1%를 무엇이 가져가는지 말하지 않겠습니다.
그리고 공구의 숫자는 최댓값입니다
첫 번째 열의 제목은 호칭 = 최대입니다. M10에서 그 값은 16.00이고 같은 행의 최솟값은 15.73입니다. 따라서 규격을 완전히 만족하는 너트도 스패너의 숫자보다 4분의 1밀리미터 작을 수 있으며, 이는 공구 자체의 개구 공차를 고려하기도 전의 이야기입니다. 저희는 수공구 치수 규격을 갖고 있지 않으므로 이 글은 그 절반에 대해서는 숫자를 제시하지 않습니다.
그 스레드에서 너트가 조금 작게 측정될 것이라고 추측한 답변은 그러므로 옳았고, 제조 품질에 대한 논평으로서가 아니라 구조적인 이유로 옳았습니다. 호칭이 곧 최댓값으로 공표된 치수는 한 방향으로만 벗어날 수 있습니다. 쌓인 여유가 결국 문제가 되는 곳은 언제나 같은 곳, 공구와 그것이 돌리는 모서리 사이의 여유이며, 이는 무엇이 드라이브를 제한하는가라는 일반적인 문제입니다.
그렇다면 너트가 왜 가끔 예상한 스패너에 맞지 않을까요
크기가 바뀌어서가 아닙니다. 저희가 읽은 1979년, 1999년, 2012년 판에서 맞변 거리 행은 같으므로, 맞지 않는다고 해서 ISO가 누군가의 발밑에서 숫자를 고친 것은 아닙니다.
남는 정직한 답은 육각 너트가 둘 이상의 제품 규격 아래 존재하며, 서로 다른 규격 계열이 같은 나사에 대한 맞변 거리에 늘 합의해 온 것은 아니라는 점입니다. 제품 등급이 실제로 관리하는 것에 관한 저희 글은 그 불일치를 머리가 원통형 자리파기에 걸리는 흔한 원인 중 하나로 꼽습니다. 저희는 ISO 문서만 갖고 있으므로 이 글에는 다른 규격 계열의 값이 하나도 나오지 않으며, 실무 지침은 비교가 필요 없는 쪽입니다. 도면에 나사만 적지 말고 규격 번호를 적으십시오. 그리고 머리 주변을 설계하기 전에 그 규격으로 맞변 거리를 확인하십시오.
가져갈 네 문장
- 숫자는 맞변 거리이며 s라고 부르고, M10 너트에서는 16 mm입니다
- 공식이 아니라 표입니다. 나사와의 비율이 M5와 M6 사이에서 방향을 바꾸므로 어떤 경험칙도 전체 범위에서 살아남지 못합니다
- 맞모금 거리는 별도로 표에 실린 최솟값이며, 날카로운 육각형이 줄 1.1547배가 아니라 맞변 거리 최솟값의 1.13배입니다
- 공구의 숫자는 너트의 최댓값입니다. M10에서 너트는 정당하게 15.73일 수 있습니다
마지막 규칙은 미터 표보다 오래되었습니다. 1928년의 한 미국 보고서도 같은 말을 하며, 이유도 밝힙니다. 너트 공차는 마이너스 쪽으로만, 렌치 개구 공차는 플러스 쪽으로만.
이 글은 여섯 단계 중 하나에만 해당하지 않습니다. 여러 단계를 아우르거나 조립 후에 나타나는 문제입니다. 관련 결정은 영어 글 Specifying a screw에서 설명합니다.
자주 묻는 질문
5 mm 너트 드라이버는 맞변 5 mm입니까, 맞모금 5 mm입니까?
맞변입니다. 규격은 이 치수를 s라고 부르고 호칭이 곧 최댓값인 형태로 공표하므로, 규격을 만족하는 너트도 공구의 숫자보다 약간 작게 측정될 수 있습니다. 맞모금 거리는 같은 표의 별도 치수로 e라고 부르며 최솟값으로 공표되고, 둘 중 더 큰 값입니다.
M10 너트에는 몇 mm 스패너가 맞습니까?
ISO 4032에서는 16 mm입니다. 저희가 읽은 1979년, 1999년, 2012년 판에서 이 값은 같습니다. 나사에서 유도할 수 있는 값이 아니라는 점에 유의하십시오. 같은 표는 M5에 8 mm, M6에 10, M8에 13, M12에 18, M16에 24를 줍니다.
나사 크기에서 스패너 크기를 구하는 공식이 있습니까?
없습니다. 표에 공식이 빠져 있는 정도가 아니라 표가 공식을 배제합니다. 맞변 거리를 나사 지름으로 나누면 가장 작은 크기에서 2.00, M5에서 1.60, 그다음 M6에서 1.67, 이어서 1.63과 1.60을 거쳐 M12부터 M24까지 1.50으로 내려가고, M30에서 다시 1.53으로 올라갑니다. 방향을 두 번 바꾸는 비율은 공식에서 나오지 않으므로 값은 찾아봐야 합니다.
규격은 왜 맞모금 거리를 따로 표에 싣습니까?
양구 스패너는 두 평면을 잡지만 링 스패너나 소켓은 육각 전체를 감싸야 하고, 원통형 자리파기 안에 들어가야 하는 것도 모서리이기 때문입니다. 이 값은 최솟값 e로 주어지며 단순한 삼각법 결과가 아닙니다. 저희가 확인한 모든 행에서 e 최소는 s 최소의 1.13배이며, 날카로운 정육각형이라면 1.1547배가 됩니다. 규격은 그 차이의 이유를 적지 않습니다.
너트가 공구에 찍힌 스패너 크기보다 작을 수 있습니까?
예, 그것도 정당하게 그렇습니다. 맞변 거리는 호칭이 곧 최댓값인 형태로 공표되므로 아래쪽으로만 벗어날 수 있습니다. M10에서 호칭은 16.00, 최솟값은 15.73으로, 공구 개구의 공차를 고려하기 전에 너트만으로 0.27 mm의 폭이 있습니다.
제 너트가 ISO 표에 나온 스패너에 맞지 않습니다. 무슨 일입니까?
개정 때문은 아닙니다. 맞변 거리 행은 1979년, 1999년, 2012년 판에서 바뀌지 않았습니다. 육각 너트는 둘 이상의 제품 규격 아래 존재하며, 서로 다른 계열이 같은 나사의 맞변 거리에 늘 합의해 온 것은 아닙니다. 이것이 머리나 너트가 원통형 자리파기에 걸리는 흔한 원인 중 하나입니다. 확실한 해결책은 도면에 나사만이 아니라 규격 번호를 적고, 그 규격에서 맞변 거리를 읽는 것입니다.
참고 자료
- ISO 4032:1999 — Hexagon nuts, style 1, product grades A and B. 적용 범위, 표 1, 호칭 예를 공개 미리보기에서 읽음
- ISO 4032:2012 — 이후 판, 맞변 거리 행이 바뀌지 않았음을 확인하려고 읽음
- r/AskEngineers — 이 글이 시작된 스레드, 너트가 조금 작게 측정될 것이라고 추측한 답변 포함
ISO 4032의 세 판, 1979년, 1999년, 2012년 판을 공개 미리보기로 읽었으며, 위의 치수는 1999년 표에서 가져왔고 맞변 거리 행은 나머지 두 판과 대조했습니다. 맞모금 거리 최솟값이 맞변 거리 최솟값의 1.13배라는 관계는 인쇄된 두 열을 가지고 저희가 직접 계산한 것이지 규격의 문장이 아니며, 규격은 그 값이 기하학적 1.1547보다 낮은 이유를 설명하지 않으므로 여기서 제시한 해석은 저희의 것입니다. M36보다 큰 크기는 이 검증에 쓰지 않았습니다. 그 크기들은 맞모금 거리 최솟값은 읽을 수 있었지만 맞변 거리 최솟값은 읽지 못했기 때문이며, 인용하지도 않습니다. 이 글에는 ISO 이외의 규격 계열에서 나온 치수가 하나도 없습니다. 저희는 ISO 문서만 갖고 있으며, 서로 다른 계열이 맞변 거리에서 엇갈렸다는 관찰을 그런 이유로 숫자 없이 적었습니다. 스패너나 소켓 개구의 공차는 제시하지 않았습니다. 이 글을 위해 수공구 치수 규격을 읽지 않았기 때문입니다. 12각 공구가 육각의 특정 부위에 닿는다는 주장은 출처가 없어 하지 않았습니다.
문의
너트나 육각 머리가 어딘가에 들어가야 한다면 나사만 보내지 말고 규격 번호를 보내 주시고, 소켓이 그 주위를 감싸야 하는지 스패너가 평면에만 걸리면 되는지 알려 주십시오. 둘은 서로 다른 여유 치수이며, 그 표의 두 번째 열은 사람들이 늦게야 알게 되는 열입니다.
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