標準システムの根本的な違い
1. 測定基準
アメリカ規格のボルト(UNF/UNC)はヤードポンド法(インチ)を基準としていますが、メートル法のボルト(ISO 7380)はミリメートルを基準としています。例えば、1/4-20 UNC(アメリカ規格)は、直径1/4インチ、1インチあたり20山の並目ねじを表します。一方、M6×1.0(メートル規格)は、直径6mm、ピッチ1mmのねじを表します。
2. ねじ角度と歯の種類
どちらもねじ山角度は60°ですが、アメリカねじ(UNねじ)は上面と下面が平らであるのに対し、メートルねじ(ISOねじ)は上面が平らで下面が丸みを帯びています。この微妙な違いが、両者の応力分布と疲労寿命に違いをもたらします。
3. 標準化団体
六角ボルトを例に挙げると、アメリカはASME B18シリーズの規格に準拠していますが、メートル法はISO 898とDIN 931 DIN 933およびその他の規格。例えば、米国製ボルトの強度等級表示(SAEグレード5やグレード8など)とメートル法の性能等級表示(グレード8.8やグレード10.9など)では、異なる評価システムが用いられます。
主要パラメータの比較
1. サイズ識別システム
パラメータ | 米国規格ボルト | メートルボルト |
直径表記 | 分数(1/4インチ)または数字(#10) | ミリメートル(M6) |
ねじピッチの定義 | インチあたりのねじ数(TPI) | ミリメートルピッチ(1.0mm) |
長さの単位 | インチ(1インチ = 25.4mm) | ミリメートル |
2. 強度レベルの対応
米国SAEグレード | 引張強度(psi) | メートル法ISOグレード | 引張強度(MPa) |
グレード2 | 74,000 | 4.8 | 420 |
5年生 | 12万 | 8.8 | 800 |
8年生 | 15万 | 10.9 | 1040 |
3. ツールの互換性
レンチのインターフェース:USシステムでは分数単位(例:9/16インチ)、メートル法ではミリメートル単位(例:14mm)を使用します。これらを混在させると、刃先が摩耗する原因となります。
ねじ山修理:US規格ではUNC/UNFタップ、メートル規格ではMシリーズタップが必要です。これらのタップは互換性がありません。
エンジニアリングアプリケーションにおける選択ロジック
1. 地域優先
北米市場では米国のボルトが主流です (AN/MS 規格は自動車や航空の分野では一般的です)。
ヨーロッパとアジアでは主にメートル法が使用されています(ドイツの産業機器では DIN 規格が一般的に使用されています)。
2. 動的負荷シナリオの違い
US UNF 細ピッチねじ (1/2-20 UNF など) は、高周波振動環境 (エンジン ブロックなど) に適しています。
メートル法の細目ねじ(M12×1.25 など)はピッチが狭く、精密機器において密閉性が向上します。
3. 修理・交換戦略
おおよそのサイズの置換: M6≈1/4″ (実際の直径 6mm = 0.236″、1/4″ の 0.25″ よりわずかに小さい)、許容差を評価する必要があります。
同等の強度の代替: SAE グレード 5 (≈8.8) は一時的に互換性がありますが、主要部品は厳密に一致している必要があります。
ねじ修復計画: M6×1.0 タップ (理論上の直径差 0.014 インチ) を US 1/4-20 ボルトの損傷したねじ穴に無理やり押し込まないでください。
USボルトとメートルボルトは、世界の機械工学分野における2つの主要な標準システムです。この違いは、サイズ単位だけでなく、設計コンセプト、製造プロセス、そしてエンジニアリングアプリケーションにも反映されています。両者の違いを理解することは、設備メンテナンス、国境を越えたプロジェクトコラボレーション、そしてサプライチェーンマネジメントにおいて非常に重要です。
投稿日時: 2025年2月26日