2015年 3月

実務者のためのCAD読本

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

シリーズ記事

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

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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