寸法と公差
寸法記入の決まり、寸法公差、はめあい、普通公差、累積を避ける寸法の入れ方。17 語。用語ごとに、意味・図面への書き方・具体例・よくある間違い・JIS と ASME の違いをまとめています。
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サイズ公差(寸法公差)さいずこうさ(すんぽうこうさ)size tolerance / dimensional tolerance
長さや直径などのサイズに許されるばらつきの幅で、上の許容サイズと下の許容サイズの差。2016年の JIS 改正で「寸法公差」から「サイズ公差」に呼び名が変わった。[1][2][3]
サイズ公差の書き方は3通り:図示サイズに許容差を付ける、許容限界サイズで書く、公差クラス(H7 など)で書く。50±0.1 なら 49.9〜50.1 が合格。図面への書き方
- 許容差を付けて書く図示サイズの後に上下の許容差を添える(例:50 +0.1/0)。[4]
- 許容限界サイズで書く最大と最小のサイズを上下に並べて書く。[4]
- 公差クラスで書くφ20H7 のように公差クラスの記号で書く。[4][5]
例50±0.3 なら 49.7 mm から 50.3 mm までが合格。
[2] よくある間違い
- サイズ公差で形や位置も決まると思うなぜ:ISO・JIS のサイズ公差は2点間の長さを規制するだけで、曲がり・傾き・位置ずれは規制しない(独立の原則)。対策:形・姿勢・位置が機能に効くなら幾何公差を併せて指示する。[1][6][7]
JIS と ASMEASME Y14.5 では、サイズ形体のサイズ公差は既定で形状も規制する(Rule #1・包絡原理)。ISO・JIS では規制しない。
[12][6][13] 規格:JIS B 0401-1:2016(サイズ公差・はめあいの基礎)、指示方法は JIS B 0420-1:2016 と JIS Z 8318。ISO 286-1、ISO 14405-1。[8][9][10][11]
関連:図示サイズ(基準寸法・呼び寸法)許容限界サイズと許容差独立の原則
図示サイズ(基準寸法・呼び寸法)ずしさいずnominal size / basic size
図面に書かれたサイズの値で、許容差の基準になる値。JIS B 0401 の2016年改正で「基準寸法」から「図示サイズ」に改められた。[1][2]
図示サイズ:図面に書かれたサイズの値(φ20H7 の 20)。許容差はこの値を基準に決まる。図面への書き方
- 許容差の基準として書く図示サイズの後に許容差か公差クラスを続けて書く(例:50 +0.1/0、φ20H7)。[4][5]
例φ20H7 の「20」が図示サイズ。
(資料の決まりから組み立てた例)[1][5] よくある間違い
- 図示サイズを加工の狙い値と決めつけるなぜ:片側公差(例:50 +0.2/0)では、図示サイズちょうどは許容範囲の端になる。対策:公差域を見て、中央付近など加工しやすい狙い値を決める。[13][2]
JIS と ASMEASME Y14.5-2018 では「図示した値は、機能上・製造上の狙い値を意味しない」という規則が明記された(4.1(q))。
[13] 規格:JIS B 0401-1:2016。[8][1]
関連:サイズ公差(寸法公差)
許容限界サイズと許容差きょようげんかいさいずときょようさlimits of size / upper deviation / lower deviation
許容限界サイズは許される最大・最小のサイズ(上の許容サイズ・下の許容サイズ)、許容差はそれらと図示サイズとの差(上の許容差・下の許容差)。2016年改正で「最大許容寸法」「上の寸法許容差」などから呼び名が変わった。[1][2][3]
許容差は「図示サイズからの差」、許容限界サイズは「許される最大・最小のサイズそのもの」。50 +0.2/0 と 50.2/50.0 は同じ範囲を表す。図面への書き方
- 3通りの書き方図示サイズ+許容差、許容限界サイズ(最大・最小)、図示サイズ+公差クラス記号のいずれかで書く。[4]
- 組立状態での併記はめあう2部品を組んだ状態の図に、両方の許容差やはめあい記号を並べて書く方法もある。[4]
- 数字は大きくはっきり現場では図面が油で汚れたり折れたりするので、許容差やはめあい記号は誤読されない大きさで書く。[4]
よくある間違い
- 許容差を小さな字で詰めて書くなぜ:汚れや折り目で読み違える。対策:許容差・はめあい記号ははっきり大きく書く。[4]
JIS と ASME米国の教材は、片側だけを制限する単一限界寸法(MIN・MAX)や、等しい両側公差・不等な両側公差などの呼び分けを紹介している。
[3] 規格:JIS Z 8318(長さ寸法及び角度寸法の許容限界の指示方法)、JIS B 0401-1:2016。[10][8][4]
関連:サイズ公差(寸法公差)片側公差・両側公差
片側公差・両側公差かたがわこうさ・りょうがわこうさunilateral tolerance / bilateral tolerance
両側公差は図示サイズの上下両方向にばらつきを許すもの(±0.1 など)、片側公差は一方向だけに許すもの(+0.2/0 など)。[3][14]
両側公差は図示サイズの上下両方に(±0.1)、片側公差は一方だけに(+0.2/0)ばらつきを許す。上下が違うときは上の許容差を上、下の許容差を下に並べて書く。図面への書き方
- 上下の許容差の書き方上下が等しい両側公差は ±0.1 のようにまとめて書き、等しくない両側公差や片側公差は上の許容差と下の許容差を上下に並べて書く。[3][4]
よくある間違い
- 機能上片側にしか許されないのに ± で指示するなぜ:穴やすきまが狭い側にばらついて、組めなくなる。対策:機能を考えて、許される側だけに公差を与える(初めて作る研究装置などでは打合せで確かめる)。[14]
規格:JIS Z 8318、JIS B 0401-1:2016。[10][8]
関連:許容限界サイズと許容差
基本サイズ公差等級(IT等級)きほんさいずこうさとうきゅうstandard tolerance grade / IT grade
サイズの大きさの区分ごとに、公差の大きさを等級で定めたもの。等級の数字が小さいほど精密になる。2016年の JIS 改正で「公差等級」から「基本サイズ公差等級」に呼び名が変わった。[15][1]
基本サイズ公差等級(IT 等級):公差の大きさを表す数字。同じ図示サイズなら、数字が小さいほど公差が小さく精密になる。図面への書き方
- 用途の目安ミスミの解説では、ゲージなどの精密部品に IT01〜IT4、一般機械のはめあいに IT5〜IT10、はめあいのない部分に IT11〜IT16 を主に使うとしている。[15]
規格:JIS B 0401-1:2016、ISO 286-1:2010。[8][11]
関連:公差クラス
公差クラスこうさくらすtolerance class
公差の位置を表す記号(穴は大文字、軸は小文字)と、基本サイズ公差等級の数字を組み合わせたもの(H7、g6 など)。2016年改正で「公差域クラス」から改称された。[15][1][5]
公差クラス:位置の記号(穴は大文字、軸は小文字)と公差等級の数字を組み合わせたもの(H7、g6 など)。図示サイズの後に続けて書く。図面への書き方
- 図示サイズの後に続けて書くφ20H7、φ20g6 のように書く。[5][4]
- 記号の並び穴は A から ZC まで28種で、A 側ほど穴が大きく、H で下の許容差が 0 になる。軸は a から zc で、a 側ほど軸が小さく、h で上の許容差が 0 になる。[15]
例ベアリング用の φ10 の穴を H7、そこにはまるベアリング側を h6 とすると、図示サイズは両方 10 で、記号でそれぞれの許容差が決まる。
[5] よくある間違い
- 大文字と小文字を取り違えるなぜ:H7(穴)と h7(軸)では許容差の向きがまったく違う。対策:穴は大文字、軸は小文字と決めて、判別できる字で書く。[15][5]
規格:JIS B 0401-1/-2:2016、ISO 286-1。[8][11]
関連:基本サイズ公差等級(IT等級)はめあい方式(穴基準・軸基準)
はめあい方式(穴基準・軸基準)はめあいほうしきhole-basis fit system / shaft-basis fit system
はめあう穴と軸のどちらを基準にして公差クラスを組み合わせるかの方式。穴を H に固定して軸側ではめあいの度合いを変えるのが穴基準はめあい方式で、一般にはこちらを使う。[16][2][1]
穴基準はめあい方式:穴を H7 に固定し、組み合わせる軸の公差クラス(g6・k6・p6 など)を変えて、すきまやしめしろの度合いを決める。図面への書き方
- 推奨表から選ぶJIS B 0401-1 の推奨表から選ぶ(例:H7 に対して f6・g6・h6・js6・k6・m6・n6・p6・r6・s6 など)。[16]
- 最初は色付きの推奨クラスから最初の選択は推奨表で強調されている公差クラスから選ぶのがよい。[16]
よくある間違い
- 理由なく軸基準にするなぜ:一般に穴の加工のほうが軸より難しく、穴を共通にしたほうが扱いやすい。対策:特別な理由がなければ穴基準で選ぶ。[2][16]
規格:JIS B 0401-1:2016(ISO はめあい方式)。[8][16]
関連:すきまばめ・中間ばめ・しまりばめはめあいの選び方
すきまばめ・中間ばめ・しまりばめすきまばめ・ちゅうかんばめ・しまりばめclearance fit / transition fit / interference fit
穴と軸を組んだときの状態による分類。常にすきまができるのがすきまばめ、すきまにもしめしろにもなりうるのが中間ばめ、常にしめしろができるのがしまりばめ。[17][16][5]
H7 の穴に対し、g6 の軸は常にすきま(すきまばめ)、k6 はすきまにもしめしろにもなり(中間ばめ)、p6 は常にしめしろ(しまりばめ)になる。図面への書き方
- 組立状態の図での書き方組立図では、はめあう穴と軸の公差クラスを並べて書く方法もある。[4]
例H7 の穴に対し、g6 はすきまばめ、k6 は中間ばめ、p6 はしまりばめ(JIS B 0401-1 の推奨表)。
[16] よくある間違い
- 分解する箇所にしまりばめを使うなぜ:部品を傷めずに分解するのが難しくなる。対策:分解・交換する箇所は、部品を傷めずに分解・組立てできる組合せを選ぶ。[17]
規格:JIS B 0401-1:2016。[8][16]
関連:はめあい方式(穴基準・軸基準)はめあいの選び方
普通公差ふつうこうさgeneral tolerances / ISO 2768-1
個々に公差を書かない長さ・角度の寸法に、まとめて適用する公差。精級 f・中級 m・粗級 c・極粗級 v の4等級があり、寸法の区分ごとに許容差が決まっている。[18][2][19][14]
普通公差:個々に公差を書かない寸法には、表題欄付近の欄で「JIS B 0405-m」のように規格と等級を示し、まとめて公差を決める。図面への書き方
- 図枠の普通公差欄で一括指示表題欄付近の普通公差欄で、適用する規格と等級を示し、個々の寸法の公差記入を省く。[20][2]
- 面取り・角度には別の表面取り部分の長さ(かどの丸み・面取り)と角度には、別の許容差表がある。[18]
例中級 m で、長さ 50 mm(30を超え120以下)なら ±0.3、長さ 200 mm(120を超え400以下)なら ±0.5。
(資料の決まりから組み立てた例)[18] よくある間違い
- 0.5 mm 未満の寸法に普通公差を当てるなぜ:表は 0.5 mm 以上が対象で、それ未満は対象外。対策:0.5 mm 未満の寸法には許容差を個別に書く。[18]
- 普通公差で矛盾が出る寸法を両方とも書くなぜ:計算で求まる寸法にも普通公差がかかり、つじつまが合わなくなる。対策:矛盾する側は参考寸法にする。[14]
JIS と ASME米国の教材では、表題欄の公差欄で小数点以下の桁数ごとに許容差を決める方式が紹介されている。JIS は寸法の区分と等級の表で決める。
[23][18] 規格:JIS B 0405:1991(英文名称は ISO 2768-1 と同じ)。金属プレス品は JIS B 0408、金属板のせん断品は JIS B 0410。[21][22][18]
関連:普通幾何公差表題欄参考寸法
普通幾何公差ふつうきかこうさgeneral geometrical tolerances
個々に幾何公差を書かない形体に、まとめて適用する幾何公差。H・K・L の3等級があり、真直度・平面度、直角度、対称度、円周振れの値が表で決まっている。[24][19]
普通幾何公差:「JIS B 0419-mK」のように書くと、長さ・角度は中級 m、幾何公差は等級 K がまとめて適用される。図面への書き方
- 図枠で等級を一括指示普通公差と同じく、図面全体に適用する等級を一括して示す。[19]
- データムの取り方が決まっている直角度は長い方の辺をデータムとし、円周振れは指定された支持面(なければ長い方の形体)をデータムとする。[24]
例等級 K で、長さ 200 mm の面の平面度は 0.4 mm、短い辺が 80 mm の直角度は 0.4 mm、円周振れは 0.2 mm。
(資料の決まりから組み立てた例)[24] よくある間違い
- 真円度や円筒度も表から引けると思うなぜ:真円度は直径の寸法公差と同じ値(ただし円周振れの普通公差以下)で、円筒度と同軸度は規定されていない。対策:機能に効く形体には個別に幾何公差を指示する。[24]
規格:JIS B 0419:1991。対応する ISO 2768-2 は廃止されている(ISO の規格ページで Withdrawn)。[25][26]
関連:普通公差幾何公差
独立の原則どくりつのげんそくprinciple of independency / independency principle
図面に書いたサイズ公差と幾何公差は、特別な指示がない限り互いに関係せず、それぞれ別に満たすべき要求とする考え方。ISO(1985年)と JIS(1988年)が採用した。[1][12][6]
図面への書き方
- 形状を規制したいときは幾何公差を追加サイズ公差だけでは曲がりやうねりは規制されないので、必要な形状公差を指示する。[1][6]
- サイズと形状を連動させたいときは Ⓔサイズ公差の後に包絡の条件 Ⓔ を付ける。[6][27]
例φ30 の軸にサイズ公差だけを付けた場合、どの断面でも2点間の直径が公差内なら、多少曲がっていてもサイズとしては合格になる。
(資料の決まりから組み立てた例)[1][12] よくある間違い
- ASME の図面を ISO・JIS の感覚で読むなぜ:ASME ではサイズ公差が形状も規制する(Rule #1)ので、同じ指示でも合否が変わる。対策:取引先の図面がどの規格に基づくかを最初に確かめる。[1][6][13]
JIS と ASMEASME Y14.5 は包絡原理(Rule #1)を既定とし、独立にしたいときに独立の記号を使う(2009年版で採用)。ISO・JIS は独立が既定で、連動させたいときに Ⓔ を付ける。
[12][6][13] 規格:JIS B 0024:2019(5.5「独立の原則」、ISO 8015:2011 を修正して採用)。[28][29]
関連:包絡の条件サイズ公差(寸法公差)2点間サイズ
Ⓔ包絡の条件ほうらくのじょうけんenvelope requirement
サイズ形体が、最大実体サイズでできた完全形状の包絡面を超えてはならないとする条件。ISO・JIS ではサイズ公差の後に Ⓔ を付けて指示する。[27][6][30]
図面への書き方
- サイズ公差の後に Ⓔ例:φ30±0.1 Ⓔ。[6][27]
- 対象は1つのサイズ形体円筒面または相対する平行二平面で決まる1つのサイズ形体に使う。[27]
例軸 φ20 0/−0.1 Ⓔ:軸全体が φ20.0 の完全な円筒(ゲージの穴)に入らなければならない。軸が曲がっていれば、そのぶん直径を小さく仕上げる必要がある。
(資料の決まりから組み立てた例)[27] よくある間違い
- ASME 図面に Ⓔ がないので形状は自由と読むなぜ:ASME では記号がなくても包絡原理が既定で適用される。対策:ASME 図面は Rule #1 を前提に読む。[6][12]
JIS と ASMEASME は包絡を既定とし記号を付けない。ISO・JIS は必要なときだけ Ⓔ を付ける。ミツトヨ米国は「ISO で相手部品とのはまり具合を規制したいときは Ⓔ を使う」としている。
[6][12][13] 規格:JIS B 0021 の付加記号表で参照先は JIS B 0024。サイズの指定は JIS B 0420-1(ISO 14405-1 を基に作成)。[31][9]
関連:独立の原則最大実体状態・最大実体サイズサイズ形体
2点間サイズにてんかんさいずtwo-point size / local size
形体の向かい合う2点の間の距離として求めるサイズ。ISO・JIS では、特に指示がなければ長さに関わるサイズ公差はこの2点間サイズで判定する。[9][12][13][1]
図面への書き方
- 別の求め方は指定する最小二乗サイズ・最大内接サイズ・最小外接サイズなど、ほかの求め方で判定させたいときは JIS B 0420-1 の方法で明示する。[9]
よくある間違い
- ノギスで合格なら形も合格と考えるなぜ:2点測定では、曲がりや断面のゆがみを見逃す。対策:形状が重要なら幾何公差を指示し、適した測定機で検査する。[1][32]
JIS と ASMEASME Y14.5 のサイズ公差は、相手部品とのはまり具合(actual mating size)と局部サイズの両方を規制する。ISO は特に指示がなければ2点サイズだけ。
[13] 規格:JIS B 0420-1:2016(ISO 14405-1:2010 を基に作成)。[9]
関連:独立の原則サイズ形体
サイズ形体さいずけいたいfeature of size
円筒・球・相対する平行二平面のように、直径や幅といったサイズで定義される形体。サイズが変わると形体の大きさも変わる。[27][9]
図面への書き方
- 指示線の当て方で対象が変わる寸法線の延長に公差記入枠の矢を当てると中心線や中心面(誘導形体)、寸法線からずらして表面に当てると表面(外殻形体)が対象になる。[27][33][34]
JIS と ASMEASME では feature of size に Rule #1(包絡原理)が適用される。
[12] 規格:JIS B 0420-1:2016 の適用範囲(円筒と相対する平行二平面)。[9]
関連:包絡の条件外殻形体・誘導形体
公差の累積こうさのるいせきtolerance stack-up / tolerance accumulation
寸法を次々につないで位置を決めると、それぞれの公差が足し合わされ、離れた形体どうしの位置のばらつきが大きくなること。[35][3]
公差の累積:±0.1 の寸法を3つつなぐと、両端の間は最大 ±0.3 ばらつく。大事な距離は基準から直接寸法を入れる。図面への書き方
- 累積を避ける寸法の入れ方機能上重要な距離は、共通の基準から直接入れる(並列寸法)か、TED と位置度で指示する。[35][36][5]
例キーエンスの例では、穴の位置をサイズ公差でつないで決めると穴の間の距離は最大 45.3 mm、TED と位置度で決めると最大 45.1 mm になる。
[35] よくある間違い
- 重要な位置関係を直列寸法でつなぐなぜ:公差が累積し、組立で合わなくなる。対策:重要な位置は共通の基準から直接指示するか、TED と位置度で指示する。[35][3]
規格:寸法の配置は JIS Z 8317-1:2008 の 8(並列・累進・直列・座標・複合)。[37]
関連:直列寸法記入法理論的に正確な寸法(TED)位置度
テーラーの原理てーらーのげんりTaylor's principle
最大実体側は形体全体を一度に検査する通り側ゲージで、最小実体側は要素を個別に検査する止り側ゲージで検査すべきとする考え方。ねじのはめあいの検査から始まった。[19][12]資料1件・参考
規格:この原理だけを定めた JIS は本調査では確認できず。
関連:包絡の条件最大実体状態・最大実体サイズ
製品の幾何特性仕様(GPS)せいひんのきかとくせいしようgeometrical product specifications / GPS
形・大きさ・位置などの要求を図面であいまいさなく指示し、検証のしかたまで体系的にそろえるための ISO の規格群(ISO/TC 213)。JIS もサイズ公差・幾何公差・表面性状の規格を GPS として整えている。[19][28][1]
規格:基本原則は JIS B 0024:2019(ISO 8015:2011 を修正して採用)。[28][29]
関連:独立の原則幾何公差