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英国規格ウィットワース( BSW ) は、インチをベースとした単位を使用するねじ規格 です。1841 年に英国のエンジニア、ジョセフ・ウィットワースによって考案され、規定されました。これは世界初の国家ねじ規格です。英国[ 1 ]およびその旧植民地で広く採用され、世界中のエンジニアリングの実践に影響を与えました。BSW はまた、英国規格細目(BSF) [ 2 ] 、英国規格パイプ(BSP)、英国規格コンジット(BSCon)、英国規格銅(BSCopper) ねじなど、いくつかの関連するねじ規格の基礎を築きました。現代のエンジニアリングではメートル規格にほぼ取って代わられていますが、BSW は修復、ビンテージ機械、および特定の伝統的な産業で引き続き使用されています。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
ウィットワースねじは、世界初の国家ねじ規格であり、 1841 年にジョセフ・ウィットワースによって考案され、規定されました。[ 7 ]それまでは、個人や企業が独自に行ったわずかな標準化しかなく、一部の企業の社内規格が業界内で限定的に広まっていました。ウィットワースの新しい規格では、ねじ角度が 55° 、ねじ深さが 0.640327 p、半径が 0.137329 pと規定されています。ここでpはピッチです。ねじピッチは、チャートに指定されたステップで直径とともに増加します。
ウィットワースねじシステムは後に英国規格として採用され、英国規格ウィットワース（BSW）となりました。ウィットワースねじの使用例としては、英国海軍のクリミア戦争時の砲艦が挙げられます。これらは、大量生産技術が海洋工学 に適用された最初の例であり、1887年1月24日付のタイムズ紙に掲載されたジョセフ・ウィットワース卿（1803年～1887年）の死亡記事からの以下の引用がそれを物語っています。
クリミア戦争が始まり、チャールズ・ネイピア卿は海軍本部に、1855年のバルト海戦役のために、それぞれ60馬力のエンジンを搭載した砲艦120隻を要求した。この要求を満たすための期間はわずか90日しかなく、時間が短かったとはいえ、砲艦の建造は困難ではなかった。しかし、エンジンに関してはそうではなく、海軍本部は絶望していた。突然、ジョン・ペン氏が生まれ持った機械工学の天才ぶりを発揮し、この難題を実に簡単に解決した。彼はちょうど同じサイズのエンジンを2基手元に持っていた。彼はそれらを分解し、部品を国内最高の機械工場に分配し、各工場にサンプルと全く同じ90セットを作るように指示した。注文は例外なく正確に実行され、彼は実際に90日間で60馬力のエンジンを90セット完成させた。これは大陸の大国を驚嘆させた偉業であり、当時すでにウィットワースの測定基準、精度、仕上げの基準が全国的に広く認知され確立されていたからこそ可能になったのである。
砲艦型エンジンの原型が西オーストラリア博物館によってSSザント号の残骸から引き揚げられた。分解してみると、そのねじ山はすべてウィットワース型であることが判明した。[ 8 ]
英国の鉄道会社がBSW規格を採用したことで（それまでは多くの鉄道会社がねじ山やボルトの頭部・ナットの形状に関して独自の規格を使用していた）、製造仕様における標準化へのニーズが全般的に高まったことから、BSW規格は英国の製造業を支配するようになった。
米国では、鉄ボルトが鋼鉄ボルトに取って代わられた際にBSW規格は廃止されたが、1951年から1964年にかけてメートル法に基づく国際インチ規格が米国インチと英国インチに取って代わった1960年代から1970年代にかけても、一部のアルミニウム部品ではBSW規格が引き続き使用されていた。
アメリカ統一粗目ねじ（UNC）は、元々はほぼ同じ帝国単位の分数に基づいていました。統一ねじの角度は60°で、山は平らです（ウィットワースねじの山は丸みを帯びています）。1 / 4インチから1 + 1 / 2 インチまで、ねじピッチは両方のシステムで同じですが、 1 / 2インチボルトのねじピッチは、BSWでは1インチあたり12山（tpi）であるのに対し、UNCでは1インチあたり13山です。
ウィットワースねじの形状は、各頂点と谷の角度が 55° の基本三角形に基づいています。辺は軸に垂直な側面角Θ = 27.5° です。したがって、ねじピッチがpの場合、基本三角形の高さはH = p /(2tan Θ ) = 0.96049106 pです。ただし、これらの三角形のそれぞれの上部と下部の1/6が切り取られるため、実際のねじの深さ (大径と小径の差) はその値の2/3 、つまりh = p /(3tan Θ ) = 0.64032738 pになります。頂点は、 2×(90° − Θ ) = 180° − 55° = 125°の円弧で丸めることでさらに小さくなります。この円弧の高さはe = H sin Θ /6 = 0.073917569 p (直線側壁の深さはh − 2 e = 0.49249224 p ) で、半径はr = e /(1 − sin Θ ) = 0.13732908 pです。
以下は歴史的なねじサイズ表です。これは、英国規格パイプとして実際に使用されているGねじと混同しないでください。たとえば、G½（ハーフインチ）は 直径20.955 mmです。[ 9 ]
話を簡略化するため、このセクションでは「六角形」という用語はボルトの頭部またはナットのいずれかを指すものとします。
ウィットワース規格とBSF規格のスパナのマーキングは、他の規格のように六角形の対辺間の距離（A/F）ではなく、ボルトの直径を表しています。ウィットワース規格の六角形は、元々対応するBSF規格の六角形よりも1サイズ大きかったため、混乱が生じる可能性があります。そのため、例えば「7 ⁄ 16 BSF」とマークされたスパナと「 3 ⁄ 8 W」とマークされたスパナが同じサイズになる場合があります。どちらの場合も、スパナのジョー幅は0.710インチで、これは六角形の対辺間の幅です。
特定の産業分野では、より小さな六角形（同じボルト径のBSFと同一）を持つウィットワースファスナーを「AutoWhit」またはAuto-Whit [ 13 ]という名称で使用しており、このシリーズは1929年に英国工学規格協会によって規格番号193として正式に制定され、「オリジナル」シリーズは番号190、BSFシリーズは番号191となっています。[ 14 ]
第二次世界大戦中、金属を節約するために小型の六角形がより広く採用され[ 15 ]、この使用法はその後も継続されました。そのため、今日では、名目上正しいスパナに適合しないウィットワース六角形に出くわすことはよくあり、前の例に倣って、より現代的なスパナには、ジョーサイズが0.710インチで、（後期の）7/16 BSWまたは7/16 BSF六角形のいずれかを受け入れるように設計されていることを示すために、7 / 16 BSとマークされている場合があります。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]
BS 190規格に準拠した、より大きな六角形を持つウィットワースファスナーは、厳密には正しくないにもかかわらず、現在ではしばしば「戦前型」サイズと呼ばれる。
英国規格細目（BSF）ねじは、BSWねじと同じねじ角度を持ちますが、ねじピッチがより細かく、ねじ深さも小さくなっています。これは現代の「機械式」ねじに近く、精密機械や鋼製ボルトに使用されていました。
英国規格サイクル（BSC）は、サイクルエンジニア協会（CEI）規格に代わって英国製の自転車やオートバイに使用されていました。この規格では、ウィットワース規格の55°に対し、60°のねじ角度と非常に細かいねじピッチが採用されています。
英国協会（BA）ねじ規格は、ウィットワース規格と同じ機械でよく見られるため、ウィットワース規格のファスナーと同一視されることがあります。しかし実際には、 47.5°のねじ角度を使用するメートル法に基づく規格であり、独自のヘッドサイズセットを持っています。BAねじは直径6mm （0BA）以下で、特に精密機械で使用されてきましたし、現在でも使用されています。
ウィットワース55°アングルは、現在でも世界中で広く使用されており、ISO 7で定義されている15種類の英国規格パイプねじとして、給水、冷却、空気圧、油圧システムなどで一般的に用いられています。これらのねじは、設計された鋼管の公称内径（i/d）（インチ）に由来する1/16～6の番号で指定されます。これらのパイプねじの指定は、ねじ径を表すものではありません。
ウィットワース55°角度を使用するその他のねじには、真鍮ねじ、英国規格電線管（BSCon）、模型技術者用ねじ（ME）、英国規格銅ねじ（BSCopper）などがあります。
（米国を除く）広く使用されている英国規格パイプねじは、ISO 228規格（旧BS-2779）で定義されており、ウィットワース規格のねじ形状を採用しています。米国においても、パーソナルコンピュータの液冷部品には、このシリーズのG 1/4ねじが使用されています。
レンジファインダーカメラや多くの引き伸ばしレンズに使用されているライカネジマウントは、 1 + 17 ⁄ 32インチ、1インチあたり26回転のウィットワースネジです。これは、顕微鏡を専門とするドイツの会社が開発したもので、インチとウィットワースの両方のネジを扱える工具を備えていたことに由来します。
5/32インチのウィットワースねじは、長年にわたりメカノの標準ねじとして使われており、現在でもフランスのメカノ社で使用されているねじです。
庭の門扉の固定には、従来ウィットワース式キャリッジボルトが使用されており、これは現在でもイギリスとオーストラリアで標準的に供給されている。
1923年から1955年までのイギリスのモーリスとMGのエンジンは、メートルねじを使用して製造され、ボルトの頭とナットはウィットワーススパナとソケット用に寸法が決められていました。[ 19 ] 1919年、モーリスモーターズは、第一次世界大戦中にコベントリーに移転したフランスのホットキスエンジン工場を買収しました。ホットキスの工作機械はメートルねじでしたが、当時イギリスではメートルスパナが容易に入手できなかったため、ファスナーはメートルねじでウィットワースヘッドで作られました。[ 20 ]
ディズニー／ピクサー製作の2011年の映画『カーズ2』では、悪役サー・マイルズ・アクセルロッドの正体を見破る重要な手がかりは、彼がウィットワース規格のボルトを使用していることである。アクセルロッドは実在の車に正確に似ているわけではないが（他の多くのキャラクターは実在の車を忠実にモデルにしている）、初代レンジローバー・クラシックに最も近いように見える。実際には、初期のレンジローバーはインチ規格の部品を使用していたが、悪役のエンジンの写真は、後の3.5リッター、シングルプレナムのローバーV8エンジン（GMのビュイックから購入した設計）とほぼ同じである。
その他のスレッド規格：