2015年 3月 1日公開

【連載終了】実務者のためのCAD読本

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寸法公差を使うシチュエーションを知る【世界で戦えるGLOBALエンジニアになるための製図技術 4th STEP／第4回】

機械系CAD　講師：山田学

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4　寸法公差を使うシチュエーションを知る

前回は、表面粗さを図面上で指示する面の肌記号について学習した。
今回は、寸法公差を使うシチュエーションとして、軸受やピンなど機械要素部品を使う場合について解説する。

一般的な機械製品には、多数の機械要素部品が使用される。
機械要素とは、機械を構成するために、分解可能な最小単位の機能部品を言う。
機械要素には、小ねじ、ボルト、ナット、座金、ピン・止め輪、スプライン、キー、セレーション、軸継手、ボールねじ、軸受、歯車、ローラチェーン・スプロケット、プーリ・ベルト、ばね、シール（パッキン）類などがある。

これらの機械要素の中で、寸法公差と関わりがある代表的な機械要素を列記する。

1. 転がり軸受、すべり軸受に関係する寸法公差の必要部位

  • 軸受の内輪に挿入する軸の直径寸法
  • 軸受の外輪を挿入するハウジングの穴の直径寸法

画像1

転がり軸受、すべり軸受の画像

左：転がり軸受（ベアリング）　右：すべり軸受（ブッシュ）

転がり軸受、すべり軸受ともに、メーカーのカタログに推奨する寸法公差が記載されているので、まずはカタログを確認すべきである。
転がり軸受の軸の直径に適用する寸法公差の選択例を表1に示す。

＜表1 ラジアル軸受（0級、6X級、6級）に対して常用する軸の公差域クラス（抜粋）＞

ラジアル軸受（0級、6X級、6級）に対して常用する軸の公差域クラス（抜粋）

引用：NTNカタログ　「はめあい」の項目より

2. 歯車に関係する寸法公差の必要部位

  • 歯車内径に挿入する軸の直径寸法
  • かみ合う歯車同士の中心軸間距離（ハウジングの穴の中心間距離）

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歯車

歯車

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歯車の中心軸間距離

歯車の中心軸間距離

歯車の穴と軸との関係は、設計者自身が決定するため、はめあいの種類のうち、「すきまばめ」「しまりばめ」「中間ばめ」のいずれかを選択する。

すきまばめ

穴と軸とを組み立てたときに、常にすきまができるはめあい。
すなわち、穴の最小寸法が軸の最大寸法よりも大きい、または極端な場合には等しい。

しまりばめ

穴と軸とを組み立てたときに、常にしめしろができるはめあい。
すなわち、穴の最大寸法が軸の最小寸法よりも小さいか、または極端な場合には等しい。

中間ばめ

組み立てた穴と軸との間に、実寸法によってすきま又はしめしろのどちらかができるはめあい。
すなわち、穴と軸との公差域が全体又は部分的に重なり合う。

3. JISの定めるピン類に関係する寸法公差の必要部位

  • ピンを挿入する穴の直径寸法

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スプリングピン

軸に圧入したスプリングピン

画像5

平行ピン

軸に挿入した平行ピン

一般的にピンを使用する場合、部品の固定や回り止めなどに使われることが多い。
ピンにはJISによる規格品があり、安価で寸法の安定した部品であるため、積極的に設計の中で採用するとよい。

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スプリングピンの画像

スプリングピン（ロールピンとも呼ぶ）

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スプリングピンの寸法図

スプリングピンの寸法図

JIS B 2808に規定されるスプリングピンの規格を表2に示す。
ピンの直径に対して、適用する穴の直径と寸法公差が明記されているのが分かる。

＜表2 JIS B 2808 スプリングピン 溝付き一般荷重用（抜粋）＞

JIS B 2808 スプリングピン 溝付き一般荷重用（抜粋）

引用：JIS B 2808より

直径1.6mmのスプリングピンを挿入する穴の寸法公差記入例：

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1.6mmのスプリングピンを挿入する穴の寸法公差記入例