ISO 미터나사

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1. 개요
2. 기본 프로파일
- 2.1. 나사산 각도 및 깊이
- 2.2. 지름
3. 지정
- 3.1. 나사산 표시 방법
- 3.2. 공차 등급
4. 선호하는 크기 (ISO 261, ISO 262)
5. 폐지된 DIN 규격
6. 스패너(렌치) 크기
7. 관련 표준
- 7.1. 국제 표준 (ISO)
- 7.2. 국가 표준
참조

1. 개요

ISO 미터 나사는 국제 표준인 ISO 68-1에 정의된 일반 목적의 미터 나사산으로, 대칭 V자형 나사산 형태를 갖는다. 나사산은 바깥지름(D)과 피치(P)로 특징지어지며, ISO 261과 ISO 262에 따라 다양한 크기와 피치 조합이 정의된다. 나사산의 지정은 M과 공칭 지름, 피치 값을 사용하여 나타내며, 공차 등급을 추가할 수 있다. 과거 독일의 DIN 규격이 ISO 표준으로 대체되었으며, 미터 나사에 사용되는 스패너(렌치) 크기는 여러 표준에 의해 규정된다. 관련 표준으로는 ISO 68-1, ISO 261, ISO 262, ISO 965 등이 있다.

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ISO 미터나사

2. 기본 프로파일

ISO 일반 목적 미터 나사("M" 시리즈 나사)의 설계 원리는 국제 표준 ISO 68-1에 정의되어 있다.^[2] 각 나사는 바깥지름 ''D''(''D''_maj)와 피치 ''P''로 특징지어진다.

ISO 미터 나사는 대칭 V자형 나사산으로 구성되며, 나사산 축을 기준으로 V의 양쪽 면은 서로 60° 각도를 이룬다. 전체 V자 모양의 높이 ''H''에서 바깥쪽 1/8과 안쪽 1/4은 잘려나간다.

높이 ''H''와 피치 ''P'' 사이의 관계는 다음과 같다.

: $H = \frac{\sqrt 3}{2}\cdot P \approx 0.8660 \cdot P$

나사산의 깊이는 0.54125 × 피치이다. 바깥지름과 안지름의 차이는 1.0825 × ''P''이다. 따라서 탭 드릴 크기는 바깥지름에서 나사산 피치를 빼서 근사할 수 있다.

ISO 261에 정의된 나사 지름 및 피치에 대한 파생 치수 표는 ISO 724에 나와 있다.

2. 1. 나사산 각도 및 깊이

ISO 미터 나사는 대칭 V자형 나사산으로 구성된다. 나사산 축 평면에서 V의 측면은 서로 60°의 각도를 이룬다.^[2] 나사산 깊이는 피치의 0.54125배이다. V자 모양의 높이 ''H''의 바깥쪽 1/8과 안쪽 1/4은 프로파일에서 잘려나간다.

높이 ''H''와 피치 ''P'' 사이의 관계는 다음 방정식을 사용하여 찾을 수 있으며, 여기서 ''θ''는 나사의 포함 각도의 절반(이 경우 30°)이다.^[3]

:

H = \frac {1}{\tan\theta} \cdot \frac {P}{2} = \frac{\sqrt 3}{2}\cdot P \approx 0.8660 \cdot P

또는

:

P = 2\tan\theta\cdot H = \frac {2}{\sqrt 3} \cdot H \approx 1.1547 \cdot H

2. 2. 지름

ISO 미터 나사에서 수나사(예: 볼트)의 바깥지름 ''D''_maj과 안지름 ''D''_min은 나사의 최대 치수를 정의한다. 즉, 수나사는 ''D''_maj에서 평평하게 끝나야 하지만, 안지름 ''D''_min 아래로 둥글게 처리될 수 있다. 반대로, 암나사(예: 너트)에서 바깥지름과 안지름은 최소 치수이다. 따라서 나사산 프로파일은 ''D''_min에서 평평하게 끝나야 하지만, ''D''_maj를 넘어 둥글게 처리될 수 있다.^[2]

안지름 ''D''_min과 유효 피치 지름 ''D''_p는 바깥지름과 피치로부터 다음과 같이 파생된다.^[3]

:

\begin{align}D_\text{min} &= D_\text{maj} - 2\cdot\frac58\cdot H = D_\text{maj} - \frac{ 5 {\sqrt 3}}{8}\cdot P \approx D_\text{maj} - 1.082532 \cdot P \\[3pt]D_\text{p} &= D_\text{maj} - 2\cdot\frac38\cdot H = D_\text{maj} - \frac{ 3 {\sqrt 3}}{8}\cdot P \approx D_\text{maj} - 0.649519 \cdot P\end{align}

3. 지정

ISO 미터 나사는 문자 'M', 공칭 지름 ''D''(최대 나사산 지름), 피치 ''P''를 사용하여 표시한다. 이 값들은 밀리미터(mm) 단위로 표시하며, 대시(-) 또는 곱하기 기호(×)로 구분한다(예: M8-1.25 또는 M8×1.25). 피치가 ISO 261 또는 ISO 262에 나오는 일반적인 "굵은" 피치인 경우 생략할 수 있다(예: M8).^[1] 머신 나사 또는 볼트의 길이는 '×'와 밀리미터 단위로 표시된 길이로 나타낸다(예: M8-1.25×30 또는 M8×30). 필요에 따라 ISO 965-1에 정의된 공차 등급을 추가할 수 있다. 외부 나사산은 소문자 g 또는 h, 내부 나사산은 대문자 G 또는 H로 지정한다.^[1]

3. 1. 나사산 표시 방법

ISO 미터 나사산은 문자 M, 공칭 직경 ''D'' (최대 나사산 직경) 값, 피치 ''P''를 차례로 표기하여 지정하며, 두 값은 밀리미터 단위로 표시하고 대시(-) 또는 곱하기 기호 '×'로 구분한다(예: M8-1.25 또는 M8×1.25). 피치가 ISO 261 또는 ISO 262에 나열된 일반적으로 사용되는 "굵은" 피치인 경우 생략할 수 있다(예: M8).

머신 나사 또는 볼트의 길이는 '×'와 밀리미터 단위로 표시된 길이로 나타낸다(예: M8-1.25×30 또는 M8×30).

ISO 965-1에 정의된 공차 등급은 필요에 따라 이러한 지정에 추가할 수 있다(예: 외부 나사산의 경우 M500– 6g). 외부 나사산은 소문자 g 또는 h로, 내부 나사산은 대문자 G 또는 H로 지정한다.

3. 2. 공차 등급

ISO 965-1에 정의된 공차 등급은 필요에 따라 이러한 지정에 추가할 수 있다(예: 외부 나사산의 경우 M500– 6g). 외부 나사산은 소문자 g 또는 h로 지정한다. 내부 나사산은 대문자 G 또는 H로 지정한다.

4. 선호하는 크기 (ISO 261, ISO 262)

ISO 261은 ISO 미터 나사의 외경 ''D''와 피치 ''P''의 선호 조합에 대한 상세 목록을 지정한다.^[4]^[5] ISO 262는 ISO 261의 하위 집합으로, 나사산 치수의 더 짧은 목록을 지정한다.^[6]

나사, 볼트 및 너트에 대한 ISO 262 선택 크기는 다음과 같다.

나사, 볼트 및 너트에 대한 ISO 262 선택 크기
공칭 지름, D (mm)	시리즈	피치, P (mm)		공칭 지름, D (mm)	시리즈	피치, P (mm)
공칭 지름, D (mm)	시리즈	거친	미세	공칭 지름, D (mm)	시리즈	거친	미세
1	R10	0.25	0.2	16	R10	2	1.5
1.2	R10	0.25	0.2	18	R20	2.5	2 또는 1.5
1.4	R20	0.3	0.2	20	R10	2.5	2 또는 1.5
1.6	R10	0.35	0.2	22	R20	2.5	2 또는 1.5
1.8	R20	0.35	0.2	24	R10	3	2
2	R10	0.4	0.25	27	R20	3	2
2.5	R10	0.45	0.35	30	R10	3.5	2
3	R10	0.5	0.35	33	R20	3.5	2
3.5	R20	0.6	0.35	36	R10	4	3
4	R10	0.7	0.5	39	R20	4	3
5	R10	0.8	0.5	42	R10	4.5	3
6	R10	1	0.75	45	R20	4.5	3
7	R20	1	0.75	48	R10	5	3
8	R10	1.25	1 또는 0.75	52	R20	5	4
10	R10	1.5	1.25 또는 1	56	R10	5.5	4
12	R10	1.75	1.5 또는 1.25	60	R20	5.5	4
14	R20	2	1.5	64	R10	6	4

4. 1. 르노 시리즈 (Renard Series)

나사산 값은 Renard series에서 파생되며, ISO 3에 정의되어 있다.^[4] 1차 선택 크기는 R10 시리즈, 2차 및 3차 선택 크기는 R20 시리즈에서 선택된다.^[4]

4. 2. 굵은 나사산과 미세 나사산

ISO 261은 ISO 미터 나사의 외경 ''D''와 피치 ''P''의 선호 조합에 대한 상세 목록을 지정한다.^[4]^[5] ISO 262는 ISO 261의 하위 집합인 나사산 치수의 더 짧은 목록을 지정한다.^[6]

나사산 값은 반올림된 Renard series에서 파생된다. 이들은 ISO 3에 정의되어 있으며, "1차 선택" 크기는 R10 시리즈에서, "2차 선택" 및 "3차 선택" 크기는 R20 시리즈의 나머지 값이다.^[4]

'''굵은''' 피치는 주어진 직경에 일반적으로 사용되는 기본 피치이다. 또한, 정상적인 '''굵은''' 피치의 높이가 적합하지 않은 경우(예: 얇은 벽 파이프의 나사산) 사용하기 위해 하나 또는 두 개의 더 작은 '''미세''' 피치가 정의된다. '''굵은''' 및 '''미세'''라는 용어는 (이 맥락에서) 나사산의 제조 품질과 관련이 없다.

거친 나사와 미세 나사 외에도 매우 미세한 피치를 가진 추가 미세 또는 '''초미세''' 나사의 또 다른 구분이 있다. 초미세 피치 미터 나사는 서스펜션 스트럿과 같은 자동차 부품에 가끔 사용되며 항공기 제조 산업에서 일반적으로 사용된다. 이는 초미세 나사가 진동으로 인해 풀리는 데 더 강하기 때문이다.^[7] 미세 및 초미세 나사는 또한 거친 나사보다 더 큰 골지름을 가지므로 볼트 또는 스터드가 동일한 공칭 지름에 대해 더 큰 단면적(따라서 더 큰 하중 지지 능력)을 갖는다.

4. 3. 초미세 나사산

초미세 피치 미터 나사는 서스펜션 스트럿과 같은 자동차 부품이나 항공기 제조 산업에서 주로 사용된다. 초미세 나사는 진동으로 인해 풀리는 현상에 강하기 때문이다.^[7] 미세 및 초미세 나사는 거친 나사보다 골지름이 더 커서, 동일한 공칭 지름에서 볼트나 스터드가 더 큰 단면적을 가지므로 더 큰 하중을 지탱할 수 있다.

5. 폐지된 DIN 규격

DIN^영어 13, DIN^영어 13-1에서^[8] 과거에 사용되었던 일부 미터나사 규격은 현재 폐지되어 ISO^영어 표준으로 대체되었다. 아래 표는 역사적 참고를 위해 제공된다.

폐지된 DIN^영어 규격^[8]
공칭 지름, D (mm)	시리즈	피치, P (mm)		공칭 지름, D (mm)	시리즈	피치, P (mm)
		굵은 나사산	가는 나사산			굵은 나사산	가는 나사산
1	-	0.35	colspan=4\| 해당사항 없음
2.3	-	0.4	2.6	-	0.45	-
해당사항 없음 \| 5.5				-	0.5	-

6. 스패너(렌치) 크기

카운터 생크
플랫 헤드 캡 나사세트 또는 그럽 나사M1-2.5---M1.2-3---M1.4-31.25-0.7M1.63.21.50.90.7M241.51.250.9M2.5521.51.3M35.52.521.5M3.56---M4732.52M58432.5M610543M711---M813654M101617865M1218191086M14212210--M162414108M18271412-M2030171210M2234321714-M2436191412M2741191714M3046221714M335024--M365527--M3960---M426532--M4570---M487536--M528036--M568541--M6090---M649546--