寸法公差とは？目的や記入方法について解説｜NBK株式会社
寸法公差とは、機械製図における部品の寸法に対して許容される誤差の範囲を意味します。
設計で指定された寸法通りに部品を製作することは、技術的にもコスト的にも困難なため、機能的に問題のない範囲でばらつきを許容する考え方が必要です。
この公差の考え方は、安定した品質の製品を適切なコストで製造するために不可欠であり、寸法だけでなく形状や位置を規制する幾何公差と合わせて、設計者の意図を正確に伝える重要な役割を担います。
寸法公差とは？加工におけるばらつきを許容する範囲のこと
寸法公差とは、JISで定められた製図用語の一つで、加工する際に生じる寸法のばらつきの許容範囲を指します。
部品を製作する際、指定された寸法と寸分違わず仕上げることはできません。
そこで、部品としての機能を満たせる限界の寸法を最大許容寸法と最小許容寸法で定め、その差を「寸法の公差」と定義しています。
この範囲内に仕上がっていれば合格品とみなされ、品質とコストのバランスを取るために極めて重要な考え方です。
なぜ部品の製作に寸法公差が必要なのか
部品の製作に寸法公差が必要なのは、品質を確保しつつ、過剰なコストを抑制するためです。
もし公差がなければ、全ての部品を完全に同じ寸法で製作する必要があり、加工コストが非常に高くなります。
公差をゼロに近づけるほど、つまり厳しい設定にするほど、高い精度の加工機や熟練した技術、精密な測定が必要となり、コストは増大します。
一方で、公差が広すぎると部品同士がうまく組立できなかったり、機械が正常に動作しなかったりといった問題が発生します。
そのため、部品の機能や組立の関係性を考慮し、要求される品質を満たす適切な公差を設定することが、安定した生産とコスト管理の両立に不可欠です。
寸法公差を理解するための基本用語
寸法公差を図面で正しく読み書きするためには、いくつかの基本用語を理解しておく必要があります。
公差を指示する際の基準となるのが「基準寸法」で、これは設計上の狙いの寸法であり、ノミナル寸法とも呼ばれます。
この基準寸法に対して、どれだけのずれ（偏差）が許されるのかを示すのが公差です。
具体的には、許容される最大の寸法と最小の寸法があり、それらの用語を正しく理解することが、設計意図を正確に伝える第一歩となります。
最大許容寸法と最小許容寸法
最大許容寸法とは、製作される部品が許される最も大きな寸法のことです。
これは基準寸法に「上の寸法許容差」を足して算出されます。
反対に、最小許容寸法は、部品が許される最も小さな寸法を指し、基準寸法から「下の寸法許容差」を引く、あるいは下の寸法許容差を足して求められます。
例えば、基準寸法が50mmで、許容差が±0.1mmの場合、最大許容寸法は50.1mm、最小許容寸法は49.9mmです。
加工された部品の寸法が、この最大値と最小値の間に収まっている必要があり、この範囲から外れた場合は不合格品として扱われます。
寸法許容差（上の寸法許容差・下の寸法許容差）
寸法許容差とは、基準寸法からのずれとして許容される限界の値であり、「上の寸法許容差」と「下の寸法許容差」の2つで示されます。
上の寸法許容差は基準寸法に対するプラス側の最大値、下の寸法許容差はマイナス側の最大値を意味します。
例えば、「50±0.1」と表記した場合、上の寸法許容差は+0.1、下の寸法許容差は-0.1です。
公差の指示は「50+0.1/-0.2」のように上下で異なる値を示す場合や、「50+0.2/0」のように片側のみにずらす片振り公差もあります。
小数点以下の桁数は要求精度を示すため、桁を揃えて表記することが重要です。
寸法公差の種類とそれぞれの特徴
寸法公差は、その指示方法によって大きく2つの種類に区分されます。
一つは、図面上で個別に公差を指示する必要がない「普通公差（一般公差）」です。
これは、特に精度が求められない寸法に適用され、図面の注記などで一括して指示されます。
もう一つは、特定の機能や精度が求められる部分に対して、寸法ごとに許容差を明記する「寸法公差」です。
この2つを適切に使い分けることで、設計の意図を明確に伝え、効率的で無駄のない図面作成が可能となります。
個別の指示が不要な「普通公差（一般公差）」
普通公差（一般公差）は、図面上の寸法に個別の公差指示がない場合に適用される公差です。
部品のすべての寸法に個別に公差を指示すると図面が複雑になるため、特に機能上、厳しい精度を要求しない部分に対して、一括して公差を適用する目的で用いられます。
どの程度の公差を適用するかは、JISB0405などの規格で定められており、精級、中級、粗級、極粗級の等級から選択します。
図面の表題欄の近くに「JISB0405-m」のように等級を指示することで、図面全体の寸法公差の基準を定めることができ、図面の簡略化に貢献します。
図面で個別に指示する「寸法公差」
図面で個別に指示する寸法公差は、部品の特定の機能や組み立ての関係上、普通公差よりも厳しい精度が求められる箇所に指定します。
例えば、ベアリングがはまる軸の直径や、部品同士が嵌合する部分など、精密な寸法管理が必要な箇所が対象です。
設計者は、その部分に求められる性能を確保するために、適切な公差を計算し、定められたルールに従って図面に数値を直接、あるいは記号を用いて記入します。
これにより、加工者は設計者の意図を正確に理解し、要求される品質の部品を製作することが可能になります。
この個別指示は、製品の性能を保証する上で極めて重要です。
【図解】寸法公差の正しい図面への記入方法
寸法公差を図面に正しく記入することは、設計意図を加工現場へ正確に伝えるために不可欠です。
製図における表記ルールはJIS規格で定められており、いくつかの表示方法が存在します。
代表的な方法として、基準寸法の横に許容される差を数値で直接記入する方法と、アルファベットと数字を組み合わせた記号で公差等級を指示する方法があります。
これらの方法を、具体的な例を交えながら理解することで、より精度の高い図面作成が可能になります。
寸法許容差を数値で直接記入する方法
寸法許容差を数値で直接記入する方法は、基準寸法の横に許容できる上限値と下限値を併記する最も一般的な表記方法です。
例えば、「50」という基準寸法に対して、プラスマイナス0.1mmの公差を指示したい場合、「50±0.1」と表示します。
また、上下で許容差が異なる場合は、「50+0.1/-0.05」のように、基準寸法の右上に上の寸法許容差、右下に下の寸法許容差を記入します。
許容差が0の場合は、「0」を記入します。
この方法は、0.01mmや0.05mmといった具体的な数値を指定するため、加工者が公差の範囲を直感的に理解しやすいという利点があります。
記号を使って公差等級を指示する方法
寸法公差はJISで定められた記号を使って指示することもできます。
この方法は主に穴と軸のはめあい部分などで用いられアルファベットと数字を組み合わせた公差等級で表記します。
アルファベットは公差域クラス（基準寸法に対する公差範囲の位置）を示し大文字が穴小文字が軸を意味します。
数字はIT公差等級と呼ばれ数字が小さいほど公差の幅が狭く精度が高いことを示します。
例えば「φ50H7」や「φ50p6」のように表記しそれぞれの記号が示す具体的な数値は公差クラスの一覧表で確認する必要があります。
この組み合わせにより部品同士の嵌合状態を正確に指定できます。
知っておくべき寸法公差の関連知識
寸法公差の基本的な知識に加え、いくつかの関連知識を理解することで、より実践的な設計や品質管理が可能になります。
例えば、複数の部品を組み合わせる際に各部品の公差がどのように影響するかを示す「累積公差」や、穴と軸の関係性を定義する「はめあい」といった概念は非常に重要です。
また、寸法だけでなく形状そのものの精度を規定する「幾何公差」との違いを明確に理解することも欠かせません。
これらの知識は、ミスミが提供するmeviyのような部品調達サービスを利用する際にも役立ちます。
複数の公差が積み重なる「累積公差」とその問題点
累積公差とは、直列に配置された複数の部品の寸法公差が足し算され、全体の寸法ばらつきが大きくなる現象です。
例えば、3つのブロックを一直線に並べる場合、それぞれのブロックが持つ公差の合計が、全体の長さの公差となります。
各部品は公差内でも、累積によって最終的な組み立て品の寸法が許容範囲を超える問題が発生する可能性があります。
これを避けるためには、設計段階で累積計算を行い、ばらつきが大きすぎる場合は、各部品の公差を厳しくするか、一つの基準面から寸法を指示する並列寸法方式を採用するなどの対策が必要です。
部品同士の関係性を示す「はめあい」の3つの種類
はめあいとは、穴と軸のように組み合わされる2つの部品のはめ合わせる前の寸法差の関係性を指します。
はめあいの状態は、穴の公差域と軸の公差域の組み合わせによって決まり、大きく3つの種類に分類されます。
1つ目は「すきまばめ」で、常に穴の寸法が軸の寸法より大きく、両者の間には必ずすきまができます。
2つ目は「しまりばめ」で、常に軸の寸法が穴の寸法より大きく、圧入などの力を用いて固定します。
3つ目は「中間ばめ」で、穴と軸の寸法の組み合わせによっては、すきまができることもあれば、締まりが生じることもある状態を指します。
形状や姿勢を規制する「幾何公差」との違い
寸法公差と幾何公差は、どちらも部品の精度を規制しますが、その対象が異なります。
寸法公差は、長さ、幅、直径、角度といった2点間の距離や大きさ（サイズ）のばらつきを規制するもので、「サイズ公差」とも呼ばれます。
一方、幾何公差は、部品の形状（真円度、平面度、円筒度）、姿勢（平行度、直角度）、位置（位置度）、振れといった、サイズだけでは表せない幾何学的な特性を規制します。
例えば、寸法公差で直径が正しくても、形状が歪んでいれば真の円とは言えません。
このように両者は補完関係にあり、部品の機能を保証するためには両方を適切に使い分ける必要があります。
寸法公差に関するよくある質問
ここでは、寸法公差に関して実務や学習の過程で生じやすい、よくある質問について回答します。
公差をゼロにできない理由や、寸法公差と幾何公差の使い分け、普通公差の等級の選び方など、多くの人が疑問に思うポイントを解説します。
これらの回答を通じて、寸法公差に関する理解をさらに深め、より適切な図面指示や部品設計を行うための知識を習得できます。</
寸法公差とは？目的や記入方法について解説｜NBK株式会社
寸法公差とは、機械製図における部品の寸法に対して許容される誤差の範囲を意味します。
設計で指定された寸法通りに部品を製作することは、技術的にもコスト的にも困難なため、機能的に問題のない範囲でばらつきを許容する考え方が必要です。
この公差の考え方は、安定した品質の製品を適切なコストで製造するために不可欠であり、寸法だけでなく形状や位置を規制する幾何公差と合わせて、設計者の意図を正確に伝える重要な役割を担います。
寸法公差とは？加工におけるばらつきを許容する範囲のこと
寸法公差とは、JISで定められた製図用語の一つで、加工する際に生じる寸法のばらつきの許容範囲を指します。
部品を製作する際、指定された寸法と寸分違わず仕上げることはできません。
そこで、部品としての機能を満たせる限界の寸法を最大許容寸法と最小許容寸法で定め、その差を「寸法の公差」と定義しています。
この範囲内に仕上がっていれば合格品とみなされ、品質とコストのバランスを取るために極めて重要な考え方です。
なぜ部品の製作に寸法公差が必要なのか
部品の製作に寸法公差が必要なのは、品質を確保しつつ、過剰なコストを抑制するためです。
もし公差がなければ、全ての部品を完全に同じ寸法で製作する必要があり、加工コストが非常に高くなります。
公差をゼロに近づけるほど、つまり厳しい設定にするほど、高い精度の加工機や熟練した技術、精密な測定が必要となり、コストは増大します。
一方で、公差が広すぎると部品同士がうまく組立できなかったり、機械が正常に動作しなかったりといった問題が発生します。
そのため、部品の機能や組立の関係性を考慮し、要求される品質を満たす適切な公差を設定することが、安定した生産とコスト管理の両立に不可欠です。
寸法公差を理解するための基本用語
寸法公差を図面で正しく読み書きするためには、いくつかの基本用語を理解しておく必要があります。
公差を指示する際の基準となるのが「基準寸法」で、これは設計上の狙いの寸法であり、ノミナル寸法とも呼ばれます。
この基準寸法に対して、どれだけのずれ（偏差）が許されるのかを示すのが公差です。
具体的には、許容される最大の寸法と最小の寸法があり、それらの用語を正しく理解することが、設計意図を正確に伝える第一歩となります。
最大許容寸法と最小許容寸法
最大許容寸法とは、製作される部品が許される最も大きな寸法のことです。
これは基準寸法に「上の寸法許容差」を足して算出されます。
反対に、最小許容寸法は、部品が許される最も小さな寸法を指し、基準寸法から「下の寸法許容差」を引く、あるいは下の寸法許容差を足して求められます。
例えば、基準寸法が50mmで、許容差が±0.1mmの場合、最大許容寸法は50.1mm、最小許容寸法は49.9mmです。
加工された部品の寸法が、この最大値と最小値の間に収まっている必要があり、この範囲から外れた場合は不合格品として扱われます。
寸法許容差（上の寸法許容差・下の寸法許容差）
寸法許容差とは、基準寸法からのずれとして許容される限界の値であり、「上の寸法許容差」と「下の寸法許容差」の2つで示されます。
上の寸法許容差は基準寸法に対するプラス側の最大値、下の寸法許容差はマイナス側の最大値を意味します。
例えば、「50±0.1」と表記した場合、上の寸法許容差は+0.1、下の寸法許容差は-0.1です。
公差の指示は「50+0.1/-0.2」のように上下で異なる値を示す場合や、「50+0.2/0」のように片側のみにずらす片振り公差もあります。
小数点以下の桁数は要求精度を示すため、桁を揃えて表記することが重要です。
寸法公差の種類とそれぞれの特徴
寸法公差は、その指示方法によって大きく2つの種類に区分されます。
一つは、図面上で個別に公差を指示する必要がない「普通公差（一般公差）」です。
これは、特に精度が求められない寸法に適用され、図面の注記などで一括して指示されます。
もう一つは、特定の機能や精度が求められる部分に対して、寸法ごとに許容差を明記する「寸法公差」です。
この2つを適切に使い分けることで、設計の意図を明確に伝え、効率的で無駄のない図面作成が可能となります。
個別の指示が不要な「普通公差（一般公差）」
普通公差（一般公差）は、図面上の寸法に個別の公差指示がない場合に適用される公差です。
部品のすべての寸法に個別に公差を指示すると図面が複雑になるため、特に機能上、厳しい精度を要求しない部分に対して、一括して公差を適用する目的で用いられます。
どの程度の公差を適用するかは、JISB0405などの規格で定められており、精級、中級、粗級、極粗級の等級から選択します。
図面の表題欄の近くに「JISB0405-m」のように等級を指示することで、図面全体の寸法公差の基準を定めることができ、図面の簡略化に貢献します。
図面で個別に指示する「寸法公差」
図面で個別に指示する寸法公差は、部品の特定の機能や組み立ての関係上、普通公差よりも厳しい精度が求められる箇所に指定します。
例えば、ベアリングがはまる軸の直径や、部品同士が嵌合する部分など、精密な寸法管理が必要な箇所が対象です。
設計者は、その部分に求められる性能を確保するために、適切な公差を計算し、定められたルールに従って図面に数値を直接、あるいは記号を用いて記入します。
これにより、加工者は設計者の意図を正確に理解し、要求される品質の部品を製作することが可能になります。
この個別指示は、製品の性能を保証する上で極めて重要です。
【図解】寸法公差の正しい図面への記入方法
寸法公差を図面に正しく記入することは、設計意図を加工現場へ正確に伝えるために不可欠です。
製図における表記ルールはJIS規格で定められており、いくつかの表示方法が存在します。
代表的な方法として、基準寸法の横に許容される差を数値で直接記入する方法と、アルファベットと数字を組み合わせた記号で公差等級を指示する方法があります。
これらの方法を、具体的な例を交えながら理解することで、より精度の高い図面作成が可能になります。
寸法許容差を数値で直接記入する方法
寸法許容差を数値で直接記入する方法は、基準寸法の横に許容できる上限値と下限値を併記する最も一般的な表記方法です。
例えば、「50」という基準寸法に対して、プラスマイナス0.1mmの公差を指示したい場合、「50±0.1」と表示します。
また、上下で許容差が異なる場合は、「50+0.1/-0.05」のように、基準寸法の右上に上の寸法許容差、右下に下の寸法許容差を記入します。
許容差が0の場合は、「0」を記入します。
この方法は、0.01mmや0.05mmといった具体的な数値を指定するため、加工者が公差の範囲を直感的に理解しやすいという利点があります。
記号を使って公差等級を指示する方法
寸法公差はJISで定められた記号を使って指示することもできます。
この方法は主に穴と軸のはめあい部分などで用いられアルファベットと数字を組み合わせた公差等級で表記します。
アルファベットは公差域クラス（基準寸法に対する公差範囲の位置）を示し大文字が穴小文字が軸を意味します。
数字はIT公差等級と呼ばれ数字が小さいほど公差の幅が狭く精度が高いことを示します。
例えば「φ50H7」や「φ50p6」のように表記しそれぞれの記号が示す具体的な数値は公差クラスの一覧表で確認する必要があります。
この組み合わせにより部品同士の嵌合状態を正確に指定できます。
知っておくべき寸法公差の関連知識
寸法公差の基本的な知識に加え、いくつかの関連知識を理解することで、より実践的な設計や品質管理が可能になります。
例えば、複数の部品を組み合わせる際に各部品の公差がどのように影響するかを示す「累積公差」や、穴と軸の関係性を定義する「はめあい」といった概念は非常に重要です。
また、寸法だけでなく形状そのものの精度を規定する「幾何公差」との違いを明確に理解することも欠かせません。
これらの知識は、ミスミが提供するmeviyのような部品調達サービスを利用する際にも役立ちます。
複数の公差が積み重なる「累積公差」とその問題点
累積公差とは、直列に配置された複数の部品の寸法公差が足し算され、全体の寸法ばらつきが大きくなる現象です。
例えば、3つのブロックを一直線に並べる場合、それぞれのブロックが持つ公差の合計が、全体の長さの公差となります。
各部品は公差内でも、累積によって最終的な組み立て品の寸法が許容範囲を超える問題が発生する可能性があります。
これを避けるためには、設計段階で累積計算を行い、ばらつきが大きすぎる場合は、各部品の公差を厳しくするか、一つの基準面から寸法を指示する並列寸法方式を採用するなどの対策が必要です。
部品同士の関係性を示す「はめあい」の3つの種類
はめあいとは、穴と軸のように組み合わされる2つの部品のはめ合わせる前の寸法差の関係性を指します。
はめあいの状態は、穴の公差域と軸の公差域の組み合わせによって決まり、大きく3つの種類に分類されます。
1つ目は「すきまばめ」で、常に穴の寸法が軸の寸法より大きく、両者の間には必ずすきまができます。
2つ目は「しまりばめ」で、常に軸の寸法が穴の寸法より大きく、圧入などの力を用いて固定します。
3つ目は「中間ばめ」で、穴と軸の寸法の組み合わせによっては、すきまができることもあれば、締まりが生じることもある状態を指します。
形状や姿勢を規制する「幾何公差」との違い
寸法公差と幾何公差は、どちらも部品の精度を規制しますが、その対象が異なります。
寸法公差は、長さ、幅、直径、角度といった2点間の距離や大きさ（サイズ）のばらつきを規制するもので、「サイズ公差」とも呼ばれます。
一方、幾何公差は、部品の形状（真円度、平面度、円筒度）、姿勢（平行度、直角度）、位置（位置度）、振れといった、サイズだけでは表せない幾何学的な特性を規制します。
例えば、寸法公差で直径が正しくても、形状が歪んでいれば真の円とは言えません。
このように両者は補完関係にあり、部品の機能を保証するためには両方を適切に使い分ける必要があります。
寸法公差に関するよくある質問
ここでは、寸法公差に関して実務や学習の過程で生じやすい、よくある質問について回答します。
公差をゼロにできない理由や、寸法公差と幾何公差の使い分け、普通公差の等級の選び方など、多くの人が疑問に思うポイントを解説します。
これらの回答を通じて、寸法公差に関する理解をさらに深め、より適切な図面指示や部品設計を行うための知識を習得できます。
なぜ公差をゼロにすることはできないのですか？
公差をゼロにできないのは、部品を加工する機械の能力や測定方法に必ずばらつきが存在するためです。
切削や旋盤などの加工機にはμm単位の動作誤差があり、材料の熱膨張や工具の摩耗も影響します。
また、完成した部品を測定する際も、測定器の精度や測定方法、環境温度によって誤差が生じるため、ばらつきを完全になくすことは現実的に不可能です。
寸法公差と幾何公差はどちらを優先して使うべきですか？
どちらを優先するかは部品の機能や目的によって決まります。
両者は規制する対象が異なるため、単純な優先順位はありません。
部品の長さや直径といったサイズそのものが重要な場合は寸法公差が、部品の平坦さや他の部品との位置関係が重要な場合は幾何公差が優先されます。
多くの精密部品では、両方を適切に指示することで初めて機能が保証されます。
普通公差の等級（精級・中級など）はどのように選べばよいですか？
普通公差の等級は、部品に求められる機能とコストのバランスを考えて選びます。
一般的な機械部品では「中級」が広く使われます。
特に高い精度が不要なカバーや筐体などでは「粗級」、嵌合部ではないものの比較的高い精度がほしい場合には「精級」が選択肢となります。
機能に直接影響しない面取り部分などには粗級を適用し、コストを意識した使い分けが重要です。
まとめ
この記事では、寸法公差の基本的な概念からその必要性、関連用語について解説しました。
寸法公差は、加工時に発生する寸法のばらつきを許容する範囲であり、品質とコストを両立させるために不可欠です。
公差には、図面全体に適用される普通公差と、特定の箇所に指示する個別公差の2種類があります。
図面への記入方法としては、数値を直接記入する方法と記号を用いる方法があり、設計意図に応じて使い分けられます。
また、累積公差やはめあい、寸法公差とは規制対象が異なる幾何公差といった関連知識を理解することで、より精度の高い設計が可能になります。
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なぜ公差をゼロにすることはできないのですか？
公差をゼロにできないのは、部品を加工する機械の能力や測定方法に必ずばらつきが存在するためです。
切削や旋盤などの加工機にはμm単位の動作誤差があり、材料の熱膨張や工具の摩耗も影響します。
また、完成した部品を測定する際も、測定器の精度や測定方法、環境温度によって誤差が生じるため、ばらつきを完全になくすことは現実的に不可能です。
寸法公差と幾何公差はどちらを優先して使うべきですか？
どちらを優先するかは部品の機能や目的によって決まります。
両者は規制する対象が異なるため、単純な優先順位はありません。
部品の長さや直径といったサイズそのものが重要な場合は寸法公差が、部品の平坦さや他の部品との位置関係が重要な場合は幾何公差が優先されます。
多くの精密部品では、両方を適切に指示することで初めて機能が保証されます。
普通公差の等級（精級・中級など）はどのように選べばよいですか？
普通公差の等級は、部品に求められる機能とコストのバランスを考えて選びます。
一般的な機械部品では「中級」が広く使われます。
特に高い精度が不要なカバーや筐体などでは「粗級」、嵌合部ではないものの比較的高い精度がほしい場合には「精級」が選択肢となります。
機能に直接影響しない面取り部分などには粗級を適用し、コストを意識した使い分けが重要です。
まとめ
この記事では、寸法公差の基本的な概念からその必要性、関連用語について解説しました。
寸法公差は、加工時に発生する寸法のばらつきを許容する範囲であり、品質とコストを両立させるために不可欠です。
公差には、図面全体に適用される普通公差と、特定の箇所に指示する個別公差の2種類があります。
図面への記入方法としては、数値を直接記入する方法と記号を用いる方法があり、設計意図に応じて使い分けられます。
また、累積公差やはめあい、寸法公差とは規制対象が異なる幾何公差といった関連知識を理解することで、より精度の高い設計が可能になります。