エンジニアリング公差:定義、種類、実務への適用ガイド
エンジニアリング公差とは
公差とは、基準寸法(公称値)から許容される変動範囲のことです。機械工学では主に長さ、角度、幾何特性(平面度、真円度等)に適用されますが、温度、湿度、表面粗さ等の物理量にも適用されます。
例: 3.5mmと2.5mmの小石を分けるふるいを設計する場合。大きい石は3.3〜3.7mm、小さい石は2.3〜2.7mm。穴径公称値を2.8mm、公差を+0.3/-0mmとすれば、穴径は2.8〜3.1mmとなり、小石は全て通過、大石は全て残留します。
公差設定時の考慮事項
- 機能要件を満たす最大公差幅の決定(機能解析、実験計画法、経験値)
- 工程能力(Cp, Cpk)と公差の整合性確保
- 測定誤差・統計的ばらつき(正規分布の裾野が公差外にはみ出さないか)
- 品質管理システム(TQM等)による工程管理の実効性
- 統計的抜き取り検査(AQL)との整合性:全数検査相当の信頼度が必要か、一定不良率を許容するか
公差の分類
幾何公差(ISO/GD&T)は14シンボル、形体・姿勢・位置・振れの4群に分類されます。寸法公差の基本3分類は以下:
1. 片側公差(Unilateral Tolerance)
公称値から片側(プラス側のみ、またはマイナス側のみ)にのみ許容差を設定。例:φ10+0.02+0
2. 両側公差(Bilateral Tolerance)
公称値を中心にプラス・マイナス両側へ許容差を設定。例:φ10±0.01mm
3. 複合公差(Compound Tolerance)
複数の寸法公差・幾何公差が組み合わさって決まる公差。例:寸法L、h、角度θの公差が合成されて決まる寸法lの公差。
幾何公差の4カテゴリー(参考)
- 形体公差: 直線度、平面度、円筒度、真円度、輪郭度(線/面)
- 姿勢公差: 平行度、直角度、傾斜度
- 位置公差: 位置度、同軸度、対称度
- 振れ公差: 円周振れ、全振れ
FAQ
Q: エンジニアリング公差とは?
A: 基準値から許容される測定値の変動範囲。寸法、物性、環境条件等に適用される。
Q: 公差の種類は?
A: 寸法公差では片側、両側、複合公差。幾何公差では形体・姿勢・位置・振れの4群14種類。
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