寸法の入れ方の基本。基準の取り方と累積公差で図面はどう変わるか

20mm間隔の穴を3つ開ける板を考えます。寸法を直列に「20、20、20」と入れると、3つ目の穴は基準から±0.6mmまでずれてよい図面になります。並列に「20、40、60」と入れれば±0.3mm。

ならば並列がよい、と言いたくなりますよね。ところが並列にすると、今度は2つ目と3つ目の間隔が±0.6mmまで広がります。

装置の部品図では、例として、ワークの穴に入れる位置決めピンや、ワークを当てるストッパを取り付ける穴の寸法がこれに当たります。ピンどうしの間隔を守りたいのか、基準面からの位置を守りたいのかで、寸法の入れ方が変わります。

公差は、たどった寸法の数だけ積み上がる

次の図の、赤い数字と青い数字を上下で見比べてください。公差はどちらも普通公差の中級で、6を超え30以下が±0.2mm、30を超え120以下が±0.3mmです¹。

直列では、基準から3つ目の穴まで3つの寸法をたどるので、0.2＋0.2＋0.2＝±0.6mm。隣どうしは1つの寸法で決まるので±0.2mmです。

並列では、3つ目の穴は60±0.3だけで決まります。その代わり、2つ目と3つ目の間隔を決める寸法は図面になく、40と60の差として出てきます。だから0.3＋0.3＝±0.6mm。

つまり、ばらつきは消えたのではなく、別の場所へ移っただけです。

MONOistの連載でも、直列寸法は公差が累積してもよい場合、並列寸法は累積を許さない場合に使うと説明しています²。何を守りたいかで選ぶ、ということです。穴どうしの間隔が相手の部品やワークと合わなければ困るなら直列、基準面からの位置が大事なら並列。両方とも厳しいなら、そこだけ個別に公差を入れるか、位置度を検討します。

なお、ここまでの計算はすべての寸法が同時に最悪側へ外れる前提で、ワーストケースと呼びます³。量産で寸法が正規分布に従うとみなせるなら、二乗和平方根で見積もる方法もあり、直列の例なら√(0.2²＋0.2²＋0.2²)＝±0.35mmです。ただしこちらは、わずかな不良を許す前提の計算です³。数が少ない部品や、不良が人命に関わる部品では、ワーストケースで考えておくのが無難でしょう。

ただし、穴の位置を±で入れる書き方は、今のJISの流れとは少し違います。MONOistの連載によると、2016年の改正以降、穴の位置は位置度のような幾何公差で示すのが標準です⁴。現場には±の書き方も残っているので、この記事では普通公差のまま計算しています。

基準は、加工と機能の両方から決める

機械製図のJISにある寸法記入の一般事項には、「加工または組み立ての際に、基準とする形体がある場合には、その形体を基にして寸法を記入する」とあります⁵。並列寸法の共通側も、加工基準や機能上の基準になる位置に置きます²。

L形ブラケットで考えてみます。立板の穴の高さは、相手の部品に載せる底面から50mmで入れました。上端からの20mmと全高の70mmで間接的に決めると、どう変わるでしょうか。ここで立板の穴に、例えばストッパやセンサを取り付けるとすると、穴の高さの公差は、取り付ける部品の高さのばらつきに加わります。

穴の高さの公差は、底面から直接なら±0.3mm。間接なら上端からの±0.2mmと全高の±0.3mmが足されて±0.5mmです。組み付けで問題になるのが底面からの高さなら、その寸法を直接入れておくだけで、同じ普通公差でも±0.5mmが±0.3mmに縮まります。

実際の図面でも、穴の高さは底面から入れています。次の図面では、右側面図の高さ50を見てください。

加工する人が困る図面

同じ形でも、寸法の入れ方しだいで、加工する人が手を止める図面になります。次の図の左は、わざと悪くしたものです。

左で困る点は2つあります。

いちばん困るのは寸法の輪が閉じていることです。高さに70、50、20がすべて入っていると、普通公差の中級では矛盾が起きます。全高が＋0.3mmで70.3mm、上端からが−0.2mmで19.8mmなら、底面からの穴の高さは50.5mm。どちらの寸法も公差内なのに、50±0.3の上限50.3mmを超えてしまいます。どれを守ればよいのか、加工する人は設計者に問い合わせるしかありません。JISも、寸法の重複記入を避けるよう定めています⁵。

もう一つは、基準が分からないこと。左右の10と10があると、穴をどちらの端から位置決めするのかが読めません。幅の10、40、10、60も輪が閉じていて、高さと同じ矛盾が起きます。

右は、基準を底面Aに決め、穴の高さは50だけ、ピッチは40だけ、外形は60と70だけにしました。幅の中心線から左右に40を振り分けているので、10は書かなくても決まります。JISの「なるべく計算して求める必要がないように記入する」にも沿った形です⁵。

それでも現場のメモとして20を残したいときは、括弧を付けて（20）と書けば参考寸法になります。参考寸法は検証の対象にならないので、矛盾も起きません⁵。

図面を渡す前に、自分でスケールを当てるつもりで寸法を順にたどってみてください。引き算が出てきたら、そこは加工する人も同じ引き算をしています。

図面を出す前の確認は、検図の仕事でもあります。提供前の装置設計の支援アプリMEKARIQは、ワーク仕様などの装置の条件から、3Dと組立図・部品図・部品表を生成し、生成のたびに検図して結果を○▲×で示します。（MEKARIQ は、株式会社Anamorphosis Networks が開発している装置設計の支援アプリです。MANUFAC を制作する株式会社Game は、その開発を受託しています。この段落はその紹介です。）

2026年11月9日 更新：装置の部品図で寸法と公差を入れる場面を中心に、業界の用語で構成と表現を書き直しました。

注

1. ミスミ 技術資料「Regular Machining Dimension Tolerance」（JIS B 0405、0419の1991年版の抜粋）。 ↩

2. MONOist「2D図面の“一義性”を考える【その6】寸法数値／配置と寸法補助記号」。 ↩ ↩

3. MONOist「ワーストケースと二乗和平方根って、何？」と「公差計算の代表的な2つの考え方と使い分け」。 ↩ ↩

4. MONOist「機械設計の基礎はアナログに詰まっている ～JIS製図法（その3）～」の1ページ目。JIS B 0001:2019の箇条3の注記も、穴の中心間距離を幾何公差で規制する「距離」としています。一方、普通公差のJIS B 0405:1991は今も「間隔」を長さ寸法に含めています。 ↩

5. MONOist「2D図面の“一義性”を考える【その5】」のJIS B 0001:2019 11.1の抜粋。いずれも2026年10月30日に確認。 ↩ ↩ ↩ ↩