スレッドピッチ計算機

はじめに

スレッドピッチ計算機は、スレッド付きファスナーやコンポーネントを扱うエンジニア、機械工、DIY愛好者にとって不可欠なツールです。スレッドピッチは、隣接するスレッド間の距離を、スレッドの山から山まで測定したもので、スレッド接続の互換性と機能性を決定する重要なパラメーターです。この計算機を使用すると、インチあたりのスレッド数（TPI）またはミリメートルあたりのスレッド数と対応するスレッドピッチを簡単に変換でき、帝国およびメートルのスレッドシステムの正確な測定を提供します。

精密なエンジニアリングプロジェクトに取り組んでいる場合や、機械の修理を行っている場合、または単に正しい交換ファスナーを特定しようとしている場合、スレッドピッチを理解することは重要です。私たちの計算機は、このプロセスを簡素化し、複雑な手動計算の必要を排除し、不適切なフィットやコンポーネントの故障につながる測定エラーのリスクを減少させます。

スレッドピッチの理解

スレッドピッチは、スレッド軸に平行に測定された隣接するスレッドの山（または根）間の線距離です。これは本質的にスレッド密度の逆数であり、帝国システムではインチあたりのスレッド数（TPI）、メートルシステムではミリメートルあたりのスレッド数として表現されます。

帝国とメートルのスレッドシステム

帝国システムでは、スレッドは通常、直径とインチあたりのスレッド数（TPI）で指定されます。たとえば、1/4"-20のスクリューは、1/4インチの直径で20スレッド/インチです。

メートルシステムでは、スレッドは直径とミリメートル単位のピッチで指定されます。たとえば、M6×1.0のスクリューは、6mmの直径で1.0mmのピッチを持っています。

これらの測定値間の関係は簡単です：

• 帝国：ピッチ（インチ） = 1 ÷ インチあたりのスレッド数
• メートル：ピッチ（mm） = 1 ÷ ミリメートルあたりのスレッド数

スレッドピッチとスレッドリードの違い

スレッドピッチとスレッドリードを区別することが重要です：

• スレッドピッチは、隣接するスレッドの山間の距離です。
• スレッドリードは、1回の回転でスクリューが進む線距離です。

単一始動スレッド（最も一般的なタイプ）では、ピッチとリードは同じです。しかし、複数始動スレッドの場合、リードはピッチに始動数を掛けたものになります。

スレッドピッチ計算式

スレッドピッチと単位長さあたりのスレッド数との間の数学的関係は、単純な逆数関係に基づいています。

基本式

$\text{ピッチ} = \frac{1}{\text{単位あたりのスレッド数}}$

$\text{単位あたりのスレッド数} = \frac{1}{\text{ピッチ}}$

帝国システム（インチ）

帝国スレッドの場合、式は次のようになります：

$\text{ピッチ（インチ）} = \frac{1}{\text{インチあたりのスレッド数（TPI）}}$

たとえば、20 TPIのスレッドは次のように計算されます：

$\text{ピッチ} = \frac{1}{20} = 0.050 \text{インチ}$

メートルシステム（ミリメートル）

メートルスレッドの場合、式は次のようになります：

$\text{ピッチ（mm）} = \frac{1}{\text{ミリメートルあたりのスレッド数}}$

たとえば、0.5ミリメートルあたりのスレッド数を持つスレッドは次のように計算されます：

$\text{ピッチ} = \frac{1}{0.5} = 2 \text{ mm}$

スレッドピッチ計算機の使用方法

私たちのスレッドピッチ計算機は、直感的で使いやすいように設計されており、入力に基づいてスレッドピッチまたは単位あたりのスレッド数を迅速に決定できます。

ステップバイステップガイド

1. 単位システムを選択：

   • インチの測定のために「帝国」を選択
   • ミリメートルの測定のために「メートル」を選択

2. 既知の値を入力：

   • 単位あたりのスレッド数（TPIまたはミリメートルあたりのスレッド数）がわかっている場合は、この値を入力してピッチを計算します
   • ピッチがわかっている場合は、この値を入力して単位あたりのスレッド数を計算します
   • 参考と視覚化のためにスレッド直径をオプションで入力できます

3. 結果を表示：

   • 計算機は自動的に対応する値を計算します
   • 結果は適切な精度で表示されます
   • 入力に基づいてスレッドの視覚的表現が表示されます

4. 結果をコピー（オプション）：

   • 「コピー」ボタンをクリックして、結果をクリップボードにコピーし、他のアプリケーションで使用します

正確な測定のためのヒント

• 帝国スレッドの場合、TPIは通常整数（例：20、24、32）で表されます
• メートルスレッドの場合、ピッチは通常ミリメートル単位で小数点以下1桁（例：1.0mm、1.5mm、0.5mm）で表されます
• 既存のスレッドを測定する際は、最も正確な結果を得るためにスレッドピッチゲージを使用してください
• 非常に細かいスレッドの場合は、顕微鏡や拡大鏡を使用してスレッドを正確に数えることを検討してください

実用例

例1：帝国スレッド（UNC 1/4"-20）

標準の1/4インチUNC（ユニファイドナショナルコース）ボルトは20スレッド/インチを持っています。

• 入力：20スレッド/インチ（TPI）
• 計算：ピッチ = 1 ÷ 20 = 0.050インチ
• 結果：スレッドピッチは0.050インチです

例2：メートルスレッド（M10×1.5）

標準のM10粗スレッドは1.5mmのピッチを持っています。

• 入力：1.5mmピッチ
• 計算：ミリメートルあたりのスレッド数 = 1 ÷ 1.5 = 0.667ミリメートルあたりのスレッド
• 結果：ミリメートルあたり0.667スレッドです

例3：細かい帝国スレッド（UNF 3/8"-24）

3/8インチUNF（ユニファイドナショナルファイン）ボルトは24スレッド/インチを持っています。

• 入力：24スレッド/インチ（TPI）
• 計算：ピッチ = 1 ÷ 24 = 0.0417インチ
• 結果：スレッドピッチは0.0417インチです

例4：細かいメートルスレッド（M8×1.0）

細かいM8スレッドは1.0mmのピッチを持っています。

• 入力：1.0mmピッチ
• 計算：ミリメートルあたりのスレッド数 = 1 ÷ 1.0 = 1ミリメートルあたりのスレッド
• 結果：ミリメートルあたり1スレッドです

スレッドピッチ計算のためのコード例

以下は、さまざまなプログラミング言語でスレッドピッチを計算する方法の例です：

1// 単位あたりのスレッド数からスレッドピッチを計算するJavaScript関数
2function calculatePitch(threadsPerUnit) {
3  if (threadsPerUnit <= 0) {
4    return 0;
5  }
6  return 1 / threadsPerUnit;
7}
8
9// ピッチから単位あたりのスレッド数を計算するJavaScript関数
10function calculateThreadsPerUnit(pitch) {
11  if (pitch <= 0) {
12    return 0;
13  }
14  return 1 / pitch;
15}
16
17// 使用例
18const tpi = 20;
19const pitch = calculatePitch(tpi);
20console.log(`A thread with ${tpi} TPI has a pitch of ${pitch.toFixed(4)} inches`);
21

1# スレッドピッチ計算のためのPython関数
2
3def calculate_pitch(threads_per_unit):
4    """単位あたりのスレッド数からスレッドピッチを計算"""
5    if threads_per_unit <= 0:
6        return 0
7    return 1 / threads_per_unit
8
9def calculate_threads_per_unit(pitch):
10    """ピッチから単位あたりのスレッド数を計算"""
11    if pitch <= 0:
12        return 0
13    return 1 / pitch
14
15# 使用例
16tpi = 20
17pitch = calculate_pitch(tpi)
18print(f"A thread with {tpi} TPI has a pitch of {pitch:.4f} inches")
19
20metric_pitch = 1.5  # mm
21threads_per_mm = calculate_threads_per_unit(metric_pitch)
22print(f"A thread with {metric_pitch}mm pitch has {threads_per_mm:.4f} threads per mm")
23

1' インチあたりのスレッド数からピッチを計算するExcel式
2=IF(A1<=0,0,1/A1)
3
4' ピッチからインチあたりのスレッド数を計算するExcel式
5=IF(B1<=0,0,1/B1)
6
7' A1にはインチあたりのスレッド数の値が含まれ
8' B1にはピッチの値が含まれます
9

1// スレッドピッチ計算のためのJavaメソッド
2public class ThreadCalculator {
3    public static double calculatePitch(double threadsPerUnit) {
4        if (threadsPerUnit <= 0) {
5            return 0;
6        }
7        return 1 / threadsPerUnit;
8    }
9    
10    public static double calculateThreadsPerUnit(double pitch) {
11        if (pitch <= 0) {
12            return 0;
13        }
14        return 1 / pitch;
15    }
16    
17    public static void main(String[] args) {
18        double tpi = 20;
19        double pitch = calculatePitch(tpi);
20        System.out.printf("A thread with %.0f TPI has a pitch of %.4f inches%n", tpi, pitch);
21        
22        double metricPitch = 1.5; // mm
23        double threadsPerMm = calculateThreadsPerUnit(metricPitch);
24        System.out.printf("A thread with %.1fmm pitch has %.4f threads per mm%n", 
25                          metricPitch, threadsPerMm);
26    }
27}
28

1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4// スレッドピッチ計算のためのC++関数
5double calculatePitch(double threadsPerUnit) {
6    if (threadsPerUnit <= 0) {
7        return 0;
8    }
9    return 1 / threadsPerUnit;
10}
11
12double calculateThreadsPerUnit(double pitch) {
13    if (pitch <= 0) {
14        return 0;
15    }
16    return 1 / pitch;
17}
18
19int main() {
20    double tpi = 20;
21    double pitch = calculatePitch(tpi);
22    std::cout << "A thread with " << tpi << " TPI has a pitch of " 
23              << std::fixed << std::setprecision(4) << pitch << " inches" << std::endl;
24    
25    double metricPitch = 1.5; // mm
26    double threadsPerMm = calculateThreadsPerUnit(metricPitch);
27    std::cout << "A thread with " << metricPitch << "mm pitch has " 
28              << std::fixed << std::setprecision(4) << threadsPerMm << " threads per mm" << std::endl;
29    
30    return 0;
31}
32

スレッドピッチ計算の使用例

スレッドピッチ計算は、さまざまな分野やアプリケーションで必要です：

製造とエンジニアリング

• 精密加工：部品が正しくフィットするためのスレッド仕様の確保
• 品質管理：製造されたスレッドが設計仕様を満たしているかの確認
• 逆エンジニアリング：既存のスレッド付きコンポーネントの仕様を特定
• CNCプログラミング：スレッドを正しいピッチで切削するための機械の設定

機械修理とメンテナンス

• ファスナーの交換：正しい交換用ネジ、ボルト、ナットの特定
• スレッド修理：スレッド復元のための適切なタップまたはダイサイズの特定
• 設備のメンテナンス：修理中の互換性のあるスレッド接続の確保
• 自動車作業：メートルおよび帝国のスレッド付きコンポーネントの取り扱い

DIYと家庭プロジェクト

• 家具の組み立て：組み立て用の正しいファスナーの特定
• 配管修理：標準化されたパイプスレッド仕様の取り扱い
• ハードウェアの選択：さまざまな材料やアプリケーションに適したネジの選択
• 3Dプリント：適切なクリアランスを持つスレッド付きコンポーネントの設計

科学的および医療的アプリケーション

• 実験室機器：スレッド付きコンポーネント間の互換性の確保
• 光学機器：精密調整のための細かいピッチのスレッドの取り扱い
• 医療機器：特別なスレッド要件を持つコンポーネントの製造
• 航空宇宙：重要なスレッド接続の厳しい仕様の遵守

スレッドピッチ計算の代替手段

スレッドピッチは基本的な測定ですが、スレッドの指定や取り扱いに関する代替アプローチもあります：

1. スレッド指定システム：ピッチを直接計算するのではなく、標準化されたスレッド指定（例：UNC、UNF、M10×1.5）を使用
2. スレッドゲージ：測定や計算を行うのではなく、既存のスレッドに一致する物理的なゲージを使用
3. スレッド識別チャート：一般的なスレッド仕様を特定するために標準化されたチャートを参照
4. デジタルスレッドアナライザー：スレッドパラメーターを自動的に測定し識別する特殊なツールを使用

スレッド標準と測定の歴史

標準化されたスレッドシステムの開発は、産業の進展にとって重要であり、交換可能な部品とグローバルな商取引を可能にしました。

初期の発展

スレッドの概念は古代文明にさかのぼり、紀元前3世紀のギリシャではオリーブやワインの圧搾に使用された木製のスクリューの証拠があります。しかし、これらの初期のスレッドは標準化されておらず、通常は各アプリケーションのためにカスタムメイドでした。

スレッド標準化への最初の試みは、1841年に英国の技術者ジョセフ・ホイットワースによって行われました。ホイットワーススレッドシステムは、55度のスレッド角とさまざまな直径の標準化されたピッチを特徴とし、最初の国家標準化されたスレッドシステムとなりました。

現代のスレッド標準

アメリカでは、ウィリアム・セラーズが1864年に競合する標準を提案し、60度のスレッド角を特徴とし、最終的にはアメリカ国家標準に進化しました。第二次世界大戦中、アメリカとイギリスのスレッド付きコンポーネント間の互換性の必要性から、ユニファイドスレッド標準（UTS）が開発され、現在も使用されています。

メートルスレッドシステムは、現在ISO（国際標準化機構）によって管理されており、ヨーロッパで開発され、ほとんどのアプリケーションのグローバル標準となっています。ISOメートルスレッドは60度のスレッド角を特徴とし、メートルシステムに基づいた標準化されたピッチを持っています。

測定技術

初期のスレッドピッチ測定は、手動カウントと単純なツールに依存していました。スレッドピッチゲージは、19世紀後半に開発され、現在も使用されています。

現代の測定技術には以下が含まれます：

• デジタル光学コンパレータ
• レーザースキャンシステム
• コンピュータビジョンシステム
• 座標測定機（CMM）

これらの高度なツールは、ピッチ、主要径、最小径、スレッド角を含むスレッドパラメーターの正確な測定を可能にします。

スレッドピッチ測定技術

スレッドピッチを正確に測定することは、適切な特定と仕様のために重要です。以下は、専門家が使用するいくつかの方法です：

スレッドピッチゲージを使用する

1. スレッド付きコンポーネントを清掃して、汚れやデブリを取り除きます
2. ゲージをスレッドに対して置き、完璧にフィットするまで異なるブレードを試します
3. 一致するブレードに記載されたピッチ値を読み取ります
4. 帝国ゲージの場合、値はインチあたりのスレッド数を表します
5. メートルゲージの場合、値はミリメートル単位のピッチを表します

キャリパーまたは定規を使用する

1. 既知のスレッド数の距離を測定します
2. その距離内の完全なスレッドの数を数えます
3. 距離をスレッド数で割ってピッチを得ます
4. より正確にするために、複数のスレッドにわたって測定し、スレッド数で割ります

スレッドマイクロメーターを使用する

1. スレッド付きコンポーネントをアンビルとスピンドルの間に置きます
2. スレッドの山にマイクロメーターが接触するまで調整します
3. 測定値を読み取り、標準スレッド仕様と比較します
4. スレッドピッチテーブルを使用して標準スレッドを特定します

デジタルイメージングを使用する

1. スレッドプロファイルの高解像度画像をキャプチャします
2. ソフトウェアを使用してスレッドの山間の距離を測定します
3. 複数の測定から平均ピッチを計算します
4. 結果を標準仕様と比較します

FAQ: スレッドピッチ計算機

スレッドピッチとは何ですか？

スレッドピッチは、スレッド軸に平行に測定された隣接するスレッドの山（または根）間の距離です。スレッドがどれだけ密に配置されているかを表し、帝国スレッドではインチで、メートルスレッドではミリメートルで測定されます。

インチあたりのスレッド数（TPI）からスレッドピッチを計算するにはどうすればよいですか？

インチあたりのスレッド数からスレッドピッチを計算するには、次の式を使用します：ピッチ（インチ） = 1 ÷ TPI。たとえば、スレッドが20 TPIの場合、そのピッチは1 ÷ 20 = 0.050インチです。

メートルスレッドピッチと帝国スレッドピッチの違いは何ですか？

メートルスレッドピッチは隣接するスレッド間の距離をミリメートルで直接測定しますが、帝国スレッドピッチは通常、インチあたりのスレッド数（TPI）として指定されます。たとえば、メートルM6×1スレッドは1mmのピッチを持ち、1/4"-20の帝国スレッドは20スレッド/インチ（0.050"ピッチ）です。

既存のファスナーのスレッドピッチを特定するにはどうすればよいですか？

スレッドピッチゲージを使用して特定できます。これは、異なるスレッドプロファイルのブレードが複数ある道具です。ゲージをファスナーに合わせて、完璧にフィットするまで試してください。あるいは、いくつかのスレッドの距離を測定し、スレッド数で割ることもできます。

スレッドピッチとスレッド角の関係は何ですか？

スレッドピッチとスレッド角は独立したパラメーターです。スレッド角（通常は標準スレッドの60°）はスレッドプロファイルの形状を定義し、ピッチはスレッド間の間隔を定義します。両方のパラメーターは、適切なフィットと機能を確保するために重要です。

スレッドピッチはゼロまたは負になることがありますか？

理論的には、スレッドピッチはゼロまたは負にはなりません。これは、物理的に不可能なスレッドジオメトリを意味します。ゼロピッチは無限のスレッド数を意味し、負のピッチはスレッドが逆方向に進むことを意味しますが、これは標準スレッドには実用的ではありません。

スレッドピッチはスレッド接続の強度にどのように影響しますか？

一般的に、細かいスレッド（小さなピッチ）は、より大きな最小径とより大きなスレッドエンゲージメントにより、引張強度が高く、振動による緩みへの抵抗が強くなります。しかし、粗いスレッド（大きなピッチ）は、組み立てが容易で、交差スレッドのリスクが少なく、汚れた環境での使用に適しています。

一般的なファスナーサイズの標準スレッドピッチは何ですか？

一般的な帝国スレッドピッチには以下が含まれます：

• 1/4" UNC: 20 TPI (0.050"ピッチ)
• 5/16" UNC: 18 TPI (0.056"ピッチ)
• 3/8" UNC: 16 TPI (0.063"ピッチ)
• 1/2" UNC: 13 TPI (0.077"ピッチ)

一般的なメートルスレッドピッチには以下が含まれます：

• M6: 1.0mmピッチ
• M8: 1.25mmピッチ
• M10: 1.5mmピッチ
• M12: 1.75mmピッチ

メートルと帝国のスレッドピッチをどのように変換しますか？

帝国からメートルへの変換：

• メートルピッチ（mm） = 25.4 ÷ TPI

メートルから帝国への変換：

• TPI = 25.4 ÷ メートルピッチ（mm）

複数始動スレッドにおけるピッチとリードの違いは何ですか？

単一始動スレッドでは、ピッチとリードは同じです。複数始動スレッドでは、リード（1回の回転で進む距離）はピッチに始動数を掛けたものになります。たとえば、1mmのピッチを持つ二重始動スレッドは、リードが2mmになります。

参考文献

1. American Society of Mechanical Engineers. (2009). ASME B1.1-2003: Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form).

2. International Organization for Standardization. (2010). ISO 68-1:1998: ISO general purpose screw threads — Basic profile — Metric screw threads.

3. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30th ed.). Industrial Press.

4. Bickford, J. H. (2007). Introduction to the Design and Behavior of Bolted Joints (4th ed.). CRC Press.

5. British Standards Institution. (2013). BS 3643-1:2007: ISO metric screw threads. Principles and basic data.

6. Deutsches Institut für Normung. (2015). DIN 13-1: ISO general purpose metric screw threads — Part 1: Nominal sizes for coarse pitch threads.

7. Society of Automotive Engineers. (2014). SAE J1199: Mechanical and Material Requirements for Metric Externally Threaded Fasteners.

8. Machinery's Handbook. (2020). Thread Systems and Designations. Retrieved from https://www.engineersedge.com/thread_pitch.htm

今すぐ私たちのスレッドピッチ計算機を試して、エンジニアリング、製造、またはDIYプロジェクトのためのスレッド仕様を迅速かつ正確に決定してください！