インチねじの概要
インチ規格のねじ山は、機械工学、特にヤード・ポンド法を採用している業界において不可欠です。このガイドでは、英国のウィットワース規格と米国のユニファイド規格に焦点を当て、公称直径、1インチあたりのねじ山数（TPI）、ピッチに関する詳細なパラメータを提供します。これらの規格は、ファスナー、パイプ、機械などに使用され、ねじ山の角度、形状、用途に重要な違いがあります。これらの規格を理解することで、設計および製造における互換性、強度、性能を確保できます。
19世紀に誕生したウィットワースねじは、ねじ山角度が55°で、BS 84-1956で規定されています。一方、ANSI/ASME B1.1で標準化されたユニファイドねじは、第二次世界大戦後、アメリカ、イギリス、カナダのシステム間の互換性を高めるために60°の角度を採用しています。この比較は、エンジニアがグローバルプロジェクトに適したねじを選択する際に役立ち、精度と信頼性を重視します。
ウィットワースねじ規格（BS 84）
英国規格BS 84-1956に準拠した英国規格ウィットワースねじ（BSW）と英国規格細目ねじ（BSF）は、疲労耐性を高めるために山と山が丸みを帯びた平行ねじです。BSWは粗目ねじシリーズを表し、BSFはより高い引張強度や耐振動性が求められる用途向けに、より細かいピッチを提供します。
- ねじ角度： 55°
- 指定： 公称直径（インチ）とTPI（1インチあたりのねじ山数）、例：1/2″-12 BSW
- アプリケーション: 英国の旧式機械、自動車、配管継手（BSP規格のバリエーション）で一般的に使用されている。
- ピッチ計算： ピッチ = 1 / TPI (インチ単位)
最適な性能を発揮するためには、ウィットワースねじは、負荷要件と材料特性に基づいて選択し、ねじ山の破損を防ぐために適切なトルクをかける必要があります。
統一ねじ規格（ANSI/ASME B1.1）
統一インチねじ規格（ANSI/ASME B1.1）は、汎用締結用の粗目（UNC）、細目（UNF）、極細目（UNEF）の3つのシリーズを定義しています。この規格は、強度を高めるための平底設計を採用することで、国際的な互換性を促進します。
- ねじ角度： 60°
- 指定： サイズ番号または分数直径、TPI、およびシリーズ、例：1/2″-13 UNC
- アプリケーション: その汎用性と標準化性から、航空宇宙、自動車、建設業界で広く使用されている。
- 許容誤差： フィット精度を示すクラスは、1A/1B（ゆるめ）、2A/2B（標準）、3A/3B（ぴったり）です。
ユニファイドねじを使用して設計する際は、腐食などの環境要因を考慮してください。ステンレス鋼などの材料は、過酷な条件下での耐久性を向上させます。
直径と1インチあたりのねじ山数の比較表
以下の表は、ユニファイドねじ（ANSI B1.1）とウィットワースねじ（BS 84-1956）の公称外径（インチ）とTPI（1インチあたりのねじ山数）を比較したものです。空欄は、そのシリーズにおいて標準サイズではない、または入手できないサイズを示します。
| 外径（インチ） | 統一サイズコード | UNC（粗目） | UNF（良好） | ウィットワースサイズコード | BSW（粗粒） | BSF（良好） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.0600 | #0 | 80 | ||||
| 0.0625 | 1/16 | 60 | ||||
| 0.0730 | #1 | 64 | 72 | |||
| 0.0860 | #2 | 56 | 64 | |||
| 0.0938 | 3/32 | 48 | ||||
| 0.0990 | #3 | 48 | 56 | |||
| 0.1120 | #4 | 40 | 48 | |||
| 0.1250 | #5 | 40 | 44 | 1/8 | 40 | |
| 0.1380 | #6 | 32 | 40 | |||
| 0.1563 | 5/32 | 32 | ||||
| 0.1640 | #8 | 32 | 36 | |||
| 0.1875 | 3/16 | 24 | 32 | |||
| 0.1900 | #10 | 24 | 32 | |||
| 0.2160 | #12 | 24 | 28 | |||
| 0.2189 | 7/32 | 24 | 28 | |||
| 0.2500 | 1/4 | 20 | 28 | 1/4 | 20 | 26 |
| 0.2812 | 9/32 | 26 | ||||
| 0.3125 | 5/16 | 18 | 24 | 5/16 | 18 | 22 |
| 0.3750 | 3/8 | 16 | 24 | 3/8 | 16 | 20 |
| 0.4375 | 7/16 | 14 | 20 | 7/16 | 14 | 18 |
| 0.5000 | 1/2 | 13 | 20 | 1/2 | 12 | 16 |
| 0.5625 | 9/16 | 12 | 18 | 9/16 | 12 | 16 |
| 0.6250 | 5/8 | 11 | 18 | 5/8 | 11 | 14 |
| 0.6875 | 11/16 | 11 | 14 | |||
| 0.7500 | 3/4 | 10 | 16 | 3/4 | 10 | 12 |
| 0.8125 | 13/16 | 12 | ||||
| 0.8750 | 7/8 | 9 | 14 | 7/8 | 9 | 11 |
| 1.0000 | 1 | 8 | 12 | 1 | 8 | 10 |
| 1.1250 | 1-1/8 | 7 | 12 | 1-1/8 | 7 | 9 |
| 1.2500 | 1-1/4 | 7 | 12 | 1-1/4 | 7 | 9 |
| 1.3750 | 1-3/8 | 6 | 12 | 1-3/8 | 8 | |
| 1.5000 | 1-1/2 | 6 | 12 | 1-1/2 | 6 | 8 |
| 1.6250 | 1-5/8 | 1-5/8 | 8 | |||
| 1.7500 | 1-3/4 | 5 | 1-3/4 | 5 | 7 | |
| 2.0000 | 2 | 4.5 | 2 | 4.5 | 7 | |
| 2.2500 | 2-1/4 | 4.5 | ||||
| 2.5000 | 2-1/2 | 4 | ||||
| 2.7500 | 2-3/4 | 4 | ||||
| 3.0000 | 3 | 4 | ||||
| 3.2500 | 3-1/4 | 4 | ||||
| 3.5000 | 3-1/2 | 4 | ||||
| 3.7500 | 3-3/4 | 4 | ||||
| 4.0000 | 4 | 4 |
注：データはANSI/ASME B1.1およびBS 84-1956規格に基づいて検証済みです。正確な許容誤差については、仕様書全文を参照してください。
スレッドの名称と略語
ねじ規格コードの理解は、仕様策定と調達において非常に重要です。以下に、英国式および米国式インチねじの一般的な略語一覧を示します。
- BA: 英国協会（ミニチュア糸）
- BSW: 英国規格ウィットワース（粗目）
- BSF: 英国規格ファイン
- BSP: 英国規格パイプ（平行管）
- BSPT: 英国規格パイプテーパー
- BSC: 英国規格サイクル
- UNC: 統一国家コース
- UNF: 統一国家罰金
- UNEF: 統一国家特別罰金
- UNM: 統一国家ミニチュア
- NPT: ナショナルパイプテーパー（アメリカ規格）
これらの表記は、技術図面や注文書における明確なコミュニケーションを保証し、組み立て時の不一致を防ぎます。
実用例と選定ガイドライン
ウィットワースねじとユニファイドねじのどちらを選択するかは、地域規格、負荷要件、および互換性によって決まります。例えば、UNCねじはピッチが粗いため、振動の大きい環境ではより優れたロック性能を発揮し、好まれます。一方、BSFねじは精密機械においてより細かい調整を可能にします。
- 使用環境を評価する：屋外用途には耐腐食性コーティングを使用する。
- 引張強度を計算する：より細かいねじ山は応力をより均等に分散しますが、より高いトルクが必要になる場合があります。
- 互換性を確保：統一されたねじ山はISO規格に準拠しており、世界中で使用できます。
- 製造面を考慮すると、粗いねじ山の方が製造しやすく、ねじ山がずれる可能性も低くなります。
ねじの仕様は性能向上のために進化するため、常にASME B1.1-2024などの最新規格を参照して更新情報を入手してください。
よくある質問（FAQ）
- WhitworthスレッドとUnifiedスレッドの主な違いは何ですか？
- ウィットワースねじは55°の角度と丸みを帯びた形状（BS 84）を持ち、ユニファイねじは60°の角度と平らな根元形状（ANSI B1.1）を持ち、強度と互換性に影響を与えます。
- TPIをインチ単位のピッチに変換するにはどうすればよいですか？
- ピッチは、1をTPI（1インチあたりのねじ山数）で割った値として計算されます。例えば、20TPIは0.05インチのピッチに相当し、タップとダイの選定の際の目安となります。
- ウィットワースねじは現在でも使用されていますか？
- はい、主にビンテージ機器の修復や英国の特定の産業分野で使用されていますが、現代の標準化用途ではユニファイドねじが主流となっています。
- 統合スレッドにはどの許容クラスを選択すべきですか？
- クラス2A/2Bは一般的な用途向けの標準規格で、適合性とコストのバランスが取れています。バックラッシュを最小限に抑える必要がある高精度な用途には、クラス3A/3Bを使用してください。
- ユニファイドねじとウィットワースねじは互換性がありますか？
- いいえ、角度や形状が異なるため、互換性はありません。無理に互換性を持たせようとすると、故障の原因となる可能性があります。安全のため、必ずシステムを一致させてください。
- ねじピッチは締結部品の強度にどのように影響しますか？
- ピッチが細かいほど（TPIが高いほど）、ねじ山の噛み合い面積が増加し、引張強度は向上するが、軟質材料におけるせん断抵抗は低下する。
