軸のg5公差とは?(ISO公差コードの読み方)

シャフトのg5公差は、ISO 286の記号です。小文字のgは、公差域が呼び径に対してどこに位置するかを決め(わずかに下で、シャフトが常に少し小さめになることを保証します)、5は、その公差域の幅を決めます(厳しいIT5等級で、精密の領域です)。両方を合わせて、g5は、小さく管理されたすきまのすきまばめのための、高精度のシャフトを表します。

ISO 286の記号の2つの部分

すべてのISO公差の指定(g5、h7、H7、p6など、図面に書かれているもの)は、同じ2つの部分に分解できます。

  • 文字(基礎となる寸法許容差) — 公差域が、呼び寸法に対してどこから始まるか。大文字は穴用、小文字は軸用です。アルファベットの前のほうの文字(軸ならa、b、c…、穴ならA、B、C…)は、すきま側に位置し、後ろのほうの文字は、しめしろ側に位置します。Hは特別なケースで、穴に対しては、下の寸法許容差をちょうどゼロにするため、穴が小さくなりすぎることはありません。
  • 数字(IT等級) — 公差域の幅。数字が小さいほど、公差が厳しくなります。IT01〜IT6はゲージや高精度の作業、IT7〜IT13は一般的な機械加工と組み立て、IT14以上は鋳造と粗い加工をカバーします。

これが、G5とg5が同じものではなく、H7とh7も同じものではない理由でもあります。文字の大文字・小文字は、単なる書式上の選択ではなく、穴の仕様か軸の仕様かを示します。

g5軸公差表

寸法許容差(マイクロメートル(µm)、上/下)、ISO 286-2による:

呼び寸法(mm) 上の寸法許容差 下の寸法許容差
3–6 -4 -9
6–10 -5 -11
10–18 -6 -14
18–30 -7 -16
30–50 -9 -20
50–80 -10 -23
80–120 -12 -27

両方の寸法許容差が負です。これが、軸における「g」の意味で、公差域全体が呼び径より下にあるため、軸は常に呼び径か、それより小さく、超えることはありません。

計算例:Ø20 g5

呼び径20 mmは、18〜30 mmの範囲に入り、そこではg5が、上の寸法許容差-7 µm、下の寸法許容差-16 µmを与えます。つまり:

  • 許容される最大径:20.000 – 0.007 = 19.993 mm
  • 許容される最小径:20.000 – 0.016 = 19.980 mm

したがって、「Ø20 g5」の指定は、仕上がったシャフトが19.980 mmから19.993 mmの間でなければならないことを意味し、公差帯の合計はわずか13 µmで、これが、g5が通常、一般的な旋削ではなく、精密研削を必要とする理由です。

h7穴公差:システムのもう半分

g5が一般的な軸の指定であるのに対し、H7は、逆の働き方をし、一般的な機械設計で「優先される穴」として絶えず登場するため、それ自身の説明に値します。(注:小文字のh7も軸の記号です。H7とh7については、下の注をご覧ください。)

H7(大文字 — 穴の仕様)は、下の寸法許容差をちょうどゼロにするため、H7の穴が呼び寸法より小さくなることはなく、公差帯全体が呼び寸法の上にあり、その大きさはIT7等級で決まります。

呼び寸法(mm) H7の上の寸法許容差 H7の下の寸法許容差
Up to 3 +10 0
3–6 +12 0
6–10 +15 0
10–18 +18 0
18–30 +21 0
30–50 +25 0
50–80 +30 0
80–120 +35 0
120–180 +40 0
180–250 +46 0
250–315 +52 0
315–400 +57 0

計算例:Ø50 H7

呼び寸法50 mmは、30〜50 mmの範囲に入り、そこではH7が、上の寸法許容差+25 µm、下の寸法許容差0を与えます。したがって、「Ø50 H7」の穴は、50.000 mmから50.025 mmの間でなければなりません。

H7が、ほとんどの工場で標準的な穴である理由

H7は、穴基準方式における優先される穴です。穴をH7に保ち(固定サイズのリーマーまたは精密ボーリング工具で切削)、軸の文字だけを変えることで、すべてのはめあい(すべりばめからしまりばめまで)が得られます。これは、固定の軸に合わせて、可変の穴サイズを保とうとするより、工具と検査の面で安価です。H7は、中程度の精度の、機械加工レベルの公差でもあり、リーミング、精密ボーリング、研削が必要なほど厳しいものの、H6の仕上げパスの追加コストを避けられる程度には、ゆるいものです。

H7とh7:大文字と小文字を混同しない

大文字のH7は穴の仕様で、完全に呼び寸法より上にあります。小文字のh7は軸の仕様で、完全に呼び寸法より下にあります(hはgと同じ働き方ですが、IT5ではなくIT7等級で、g5よりも、幅が広く精度が低い公差帯です)。20 mmでは、H7は20.000〜20.021 mm、h7は19.979〜20.000 mmです。数字は同じで、対象の部品が逆で、呼び寸法からの方向が逆であり、図面を読む前に、必ず大文字・小文字を確認してください。

H7とよく組み合わせる軸と、それが生む結果

穴をH7に保ち、軸の文字だけを変えることが、穴基準方式で、すべての標準的なはめあいの種類を生み出す方法です。

はめあい 種類 用途
H7/g6 すきまばめ すべりばめ — 自由に動き、回転し、正確に位置を決める
H7/h6 すきまばめ 位置決めすきまばめ — ぴったりで、静止し、まだ手で組み立てられる
H7/k6 中間ばめ すきまとしめしろの折衷
H7/n6 中間ばめ より正確な位置決めで、より大きなしめしろが許容される
H7/p6 しまりばめ 特別なプレスの要件なしで、剛性があり、位置の揃った組み立て
H7/s6 しまりばめ 一般的な鋼部品向けの、中程度の圧入ばめ
H7/u6 しまりばめ 高い応力を受ける部品や焼ばめ向けの、強圧入ばめ

この表のすきま側としめしろ側の背後にある基本概念については、すきまばめ(クリアランスフィット)とは?としまりばめ(締まり嵌め)とは?をご覧ください。

g5とh7が実際に使われる場所

  • g5 — 高精度のすきまのある軸:工作機械の主軸、精密なガイドシャフトなど、最小限のガタで、正確なすべりや回転が必要なあらゆる場所。
  • H7 — 一般的な機械設計のはめあい、ベアリングハウジング、ダウエルピンの位置で、標準的な「優先される穴」で、必要なはめあいを生む軸の文字と組み合わせて使います。

図面上の他の記号の読み方

方法は常に同じです。文字を特定し(大文字・小文字で、穴か軸かが分かり、位置で、すきま側かしめしろ側かが分かります)、数字(公差帯の幅)を特定し、ISO 286の表で、ご自身の呼び寸法の範囲を見つけて、上と下の寸法許容差を読み取ります。指定だけから公差を推測せず、必ず、特定の呼び寸法に対するISO 286の表で確認してください。公差帯は、寸法の範囲の間で、意味のある形で変わるためです。


関連記事: すきまばめ(クリアランスフィット)とは? · しまりばめ(締まり嵌め)とは?

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Danny Ni エンジニアリング&機械システムのライター
Danny Niは、SYZ Machineでエンジニアリングを専門とするテクニカルライターで、機械部品、リンケージシステム、実際の用途に即したエンジニアリングを得意としています。アフターマーケットの車両部品、産業用ジョイント、機械の原理を扱い、複雑なエンジニアリングの概念を、エンジニア、製作者、業界のバイヤーに役立つ実践的な知見へと落とし込んでいます。

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