図面に「Ø 40 H7/g6」とあります。穴と軸がそれぞれどの寸法まで許されるのか、そして2つが後で軽く滑り合うのか、プレスでしか組み付けられないのかを判断しなければなりません。ここでは、このようなはめあいの表示の読み方と、段階を追った計算方法を学びます。
はめあいの表示が表すもの
はめあいは、常に組み合わさる2つの部品を表します。内側の部品（軸）と外側の部品（穴）です。両者は同じ図示サイズ（基準寸法）（ここでは40 mm）を持ちます。その後ろに2つの公差クラスが続き、先が穴、後が軸のものです。
- 大文字＝穴、小文字＝軸。つまりH7は穴、g6は軸のものです。
- 記号（アルファベット）は、公差域の位置を決めます。基準線に接する位置（H、h）か、その下か、その上かです。専門用語では「基礎となる許容差」といいます。
- 数字は基本公差の等級（IT）です。数字が小さいほど公差域は狭くなり、より高い精度で加工する必要があります。
機械製造では、穴基準はめあいが一般的です。穴にH（下の許容差0）を与え、必要なはめあいは軸だけで作ります。旋盤では軸をどんな寸法にも合わせやすいため、リーマや栓ゲージを節約できます。軸基準はめあいはその逆で、軸にh（上の許容差0）を与えます。たとえば、加工せずにそのまま組み込む引抜き磨き棒鋼の場合です。
公式
各部品には上の許容差と下の許容差があります。穴ではES、EI、軸ではes、eiと呼びます。ここから許容限界寸法が求まります。
軸ではesとeiを代入します。すきまになるかしめしろになるかは、2つの部品を比べるとわかります。
- N 図示サイズ（基準寸法）
- Go、Gu 最大許容寸法と最小許容寸法
- ES、EI 穴の上の許容差と下の許容差
- es、ei 軸の上の許容差と下の許容差
- Smax、Smin 最大すきまと最小すきま。負の値はしめしろを表します
例：Ø 40 H7/g6
例
穴と軸の許容限界寸法、およびはめあいの種類を求めます。図示サイズの区分30 mmを超え50 mm以下の許容差は次のとおりです。
| 上の許容差 | 下の許容差 | 最大許容寸法 | 最小許容寸法 | |
|---|---|---|---|---|
| 穴 H7 | +25 µm | 0 µm | 40.025 mm | 40.000 mm |
| 軸 g6 | −9 µm | −25 µm | 39.991 mm | 39.975 mm |
最大すきまは、最も大きい穴と最も小さい軸の組合せで生じます。
Smax = 25 µm − (−25 µm) = 50 µm
最小すきまは、最も小さい穴と最も大きい軸の組合せで生じます。
Smin = 0 µm − (−9 µm) = 9 µm
どちらの値も正なので、すきまばめです。軸はどの場合も軽く回り、目立ったがたつきもありません。
反対の例：Ø 25 H7/p6
この場合、軸の公差域は穴の公差域より上にあります。穴は25.000〜25.021 mm、軸は25.022〜25.035 mmです。
Smax = 21 µm − 22 µm = −1 µm Smin = 0 µm − 35 µm = −35 µm
どちらの値も負です。しめしろ1〜35 µmのしまりばめです。部品は圧入するか、穴を加熱して組み付けます。
すきま、中間、しめしろ？
| 結果 | はめあいの種類 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| 最小すきま ≥ 0 | すきまばめ | すべり軸受、案内、取り外すはめ込み部 |
| 最大すきま ≤ 0 | しまりばめ | キーを使わないブシュ、歯車、ハブ |
| その中間 | 中間ばめ | 正確に位置決めされ、軽くたたいて組み付けられる部品 |
特によく使われる組合せがあります。H7/h6は手で部品を動かせ、H7/g6は軽く動くはめあいになります。H7/k6はキー付きの歯車やプーリ用の中間ばめで、H7/p6は圧入はめあいです。
よくある間違い
- 引き算の符号：マイナスとマイナスでプラスになります。25 − (−25) は50であり、0ではありません。
- 穴と軸の取り違え：H7を軸に当てはめると、まったく違う結果になります。大文字は穴を表します。
- 図示サイズの区分の誤り：区分は「を超え … 以下」で適用されます。30 mmは、まだ18 mmを超え30 mm以下の区分に入ります。
- 負のすきまに気づかない：−35 µmのすきまは35 µmのしめしろであり、計算ミスではありません。
- 図示サイズちょうどに加工：H7では40.000 mmはぎりぎり合格ですが、限界ちょうどです。公差の中央（ここでは40.0125 mm）を狙えば、両側に余裕が残ります。
よくある質問
直径が大きいほど公差域が広くなるのはなぜですか？
直径が大きくなるほど、加工誤差や測定誤差も大きくなります。そのため規格では図示サイズをいくつかの区分に分け、同じ等級でも区分ごとに公差が少しずつ大きくなります。たとえばIT7では、30 mm以下で21 µm、50 mm以下で25 µmです。
許容差は暗記する必要がありますか？
いいえ。大切なのは、表示を読み取り、許容限界寸法を確実に計算できることです。許容差は表で調べるか、計算させれば十分です。