製造業の基本知識～幾何公差～

公開日：2022.01.26 | 更新日：2024.08.30 | 試作人基礎講座

製造業の基本知識～幾何公差～

本日は製造業では基本となる幾何公差について解説していきます！
少し長くなるかもしれませんが、最後までお付き合いください♪

幾何公差とは
幾何公差の分類
幾何公差の種類
関連

幾何公差とは

幾何公差とは、とある物体の形状の幾何学的な精度を表す指標のことで、わかりやすく説明すると、設計で意図している形状・姿勢・位置関係などの歪やズレの許容値を意味します。
似た単語として寸法公差がありますが、寸法公差は図面で記述されている寸法の許容誤差範囲を示しています。
寸法公差だけ指示した場合、設計者の意図する正しい形状には指示しきれないため、幾何公差を用いる必要があります。

幾何公差の分類

幾何公差には、大きく分けて単独形体と関連形体があります。
これらをさらに細かく分類すると、「形状公差」「姿勢公差」「位置公差」「振れ公差」の4つに分かれます。
単独形体：形状公差
関連形体：姿勢公差・位置公差・振れ公差

単独形体とは、形状に対して、単独で指定できる幾何公差のことです。
幾何公差の分類の形状公差が単独形体に該当します。
関連形体とは、何か基準となる相手との関係を示す必要がある幾何公差のことです。
姿勢公差・位置公差・振れ公差の3種類が関連形体に該当します。
以上のことを踏まえ、それぞれの幾何公差の分類について、どのように図示するかの例と意味について解説します。

形状公差

引用元：アイアール技術者教育研究所【機械製図道場・上級編】幾何公差の図示を習得！幾何公差の種類・特性・記号は？データムって何？

上図左は、形状公差の平面度を図示している例です。
面の幾何公差を支持するために、外形線に指示線を入れて、幾何公差の記入枠と結びつけます。
幾何公差記入枠には、平面度を示す記号と許容差の数値を記入することで、幾何公差を指示します。
上図の例の場合、幾何学的平面から0.1mm以内の歪で仕上げるように指示しています。

姿勢公差

引用元：アイアール技術者教育研究所【機械製図道場・上級編】幾何公差の図示を習得！幾何公差の種類・特性・記号は？データムって何？

上図左は、姿勢公差の直角度を図示している例です。
上図左で記入されている「A」の記号は、「データム記号」と呼ばれるものです。
データムとは、関連形体の幾何公差を決めるために設定された、理論的に正確な幾何学的基準のことで、「指定された幾何公差に基づいて加工や検査をする際は、この面または線を基準としてください」という意味を持ちます。
このことから、上図では、基準面である底面Aに対して、図示している垂直面が0.05mm以内のズレで仕上げることを指示しています。

位置公差

引用元：アイアール技術者教育研究所【機械製図道場・上級編】幾何公差の図示を習得！幾何公差の種類・特性・記号は？データムって何？

上図左は、位置公差の同軸度を図示している例です。
上図左のように、軸線または中心平面に対して幾何公差を指示する場合は、寸法線と一直線上に向き合うようにして支持線を記入します。
上図では、径の大きいほうの円筒部の軸心を基準とし、径の小さいほうの円筒部の軸心のズレが0.05mm以内に収まるように指示しています。

振れ公差

引用元：アイアール技術者教育研究所【機械製図道場・上級編】幾何公差の図示を習得！幾何公差の種類・特性・記号は？データムって何？

上図左は、振れ公差の全振れを図示している例です。
振れとは、上図右のように、円筒を軸心まわりに回転させると、表面の微細な凹凸により、真円のものと比べてズレが生じることを指します。
今回ご紹介している全振れの場合は、外周にわたり公差内に収めることを要求する意味を持ちます。
そのため上図では、データム軸直線を中心に回転させた、小さいほうの円筒の振れが全周0.03mm以内であることを図示しています。