ねじのピッチとは、1つのねじ山の頂から次の頂までの距離を、締結部品の軸に沿って測ったものです。メートル規格の部品ではミリメートルで直接(1.5 mmピッチなど)示し、インチ規格の部品では代わりにTPI(1インチあたりのねじ山数)で示します。両者は単に互いの逆数で、TPI = 25.4 ÷ ピッチ(mm)、ピッチ(mm) = 25.4 ÷ TPIの関係です。ピッチが分かれば、標準的なねじ幾何の式を使って、ノギスでは直接読み取れない2つの数値、有効径と谷の径を計算することもできます。
このガイドは、締結部品の外径をすでに知っていることを前提としています(分からない場合は、まずねじサイズの測り方をご覧ください。ピッチは、完全なねじサイズの読み取りの半分にすぎません)。
方法1:ねじピッチゲージ(最速)
ピッチゲージは、折りたたみ式の薄い刃のセットで、それぞれにピッチまたはTPIの値が刻印されています。各刃をねじ山に当て、歯がねじ山の形状に完全に収まる刃、つまり隙間もガタつきもない刃を見つけます。その刃の数字が、ピッチまたはTPIです。
避けるべき唯一の間違い:どの体系か分かっていると思っても、メートルとインチの両方のゲージを試すこと。メートルとインチのねじ山形状は幾何学的に似ているため、メートルの刃がインチねじにも合っているように見えることがあります。比較するものがなければ、正しいと思える程度に近いのです。両方のゲージセットで確認して、ガタつきなく収まる刃が信頼できる刃です。
方法2:測って平均する(ゲージなし)
ピッチゲージがない場合は、ノギスや細かい定規でも使えますが、精度のために1つ調整が必要です。1つのねじ山の間隔だけを測らないでください。連続した複数のねじ山(10山が一般的)にわたって測り、総長さを間隔の数で割ります。
- メートル:10山分のねじ山の間隔の距離をmmで測り、10で割れば、それがピッチです。
- インチ:ノギスをねじ山に沿ってちょうど1インチにまたがるよう当て、その範囲内に含まれる完全なねじ山の頂を数えます。その数がTPIです。
より多くのねじ山にわたって測ると、1回の読み取りの誤差が分散されます。これは、1つの頂の見誤りが読み取り全体を狂わせうる細目ねじで、より重要です。
TPIとメートルピッチの換算
ピッチとTPIは同じ物理的な間隔を異なる単位で表しているため、両者を直接換算できます。
| TPI | ピッチ(mm) | TPI | ピッチ(mm) |
|---|---|---|---|
| 32 | 0.79 | 13 | 1.95 |
| 24 | 1.06 | 11 | 2.31 |
| 20 | 1.27 | 10 | 2.54 |
| 18 | 1.41 | 8 | 3.18 |
| 16 | 1.59 |
(ピッチ = 25.4 ÷ TPIから計算し、小数第2位に丸めた値です。測定値や引用した表ではなく、一般的なTPI値に換算式を適用しただけのものです。)
有効径・谷の径・ねじ山の高さの計算
直接測るのは外径とピッチです。この2つの数値から、標準的なねじ幾何の式(メートルねじはISO 68-1、ユニファイ/インチねじはASME B1.1)を使って、機械加工者やねじゲージのメーカーが頼りにする、さらに3つの値を計算できます。
メートル(おねじ)、d = 外径、P = ピッチ(どちらもmm):
- 有効径:d2 = d − 0.6495 × P
- 谷の径:d1 = d − 1.2269 × P
- ねじ山の高さ:h = 0.6134 × P
ユニファイ/インチ(おねじ)、D = 外径(in)、n = TPI:
- 有効径:E = D − 0.6495 ÷ n
- 谷の径:D − 1.2990 ÷ n
- ねじ山の高さ:h = 0.6134 ÷ n
これらの定数(0.6495、1.2269、1.2990、0.6134)はすべて、ISOメートル規格とユニファイ規格の両方が使う標準の60°ねじ山角度の幾何から導かれます。ピッチと1/TPIを同等として扱えば、メートルとインチの式が同じ定数0.6495を共有するのはそのためです。
計算例(メートル):M10 × 1.5ボルト(d = 10 mm、P = 1.5 mm)の場合:
- 有効径 = 10 − (0.6495 × 1.5) = 9.03 mm
- 谷の径 = 10 − (1.2269 × 1.5) = 8.16 mm
- ねじ山の高さ = 0.6134 × 1.5 = 0.92 mm
有効径は、2つのねじ部品が正しくはまり合うかどうかを実際に決める数値です。ねじ溝とねじ山が同じ幅になる位置で測った直径で、ねじゲージや通り/止まりの公差チェックはこれを基準に作られています。外径だけでは呼び寸法が分かるにすぎず、ノギスで「正しい」呼び寸法が読み取れてもねじがきつすぎたり緩すぎたりする場合に確認するのが、有効径です。
一般的なメートルねじのピッチ(並目)
| サイズ | ピッチ(mm) |
|---|---|
| M6 | 1.0 |
| M8 | 1.25 |
| M10 | 1.5(並目)/1.25(細目) |
| M12 | 1.75 |
| M16 | 2.0 |
| M20 | 2.5 |
測ったピッチがその直径の並目の値と合わない場合、測定ミスと決めつけず、測り直す前に細目の選択肢を確認してください。一般的なメートルサイズの多くには、両方があります。
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