平行ピンで位置を決める。2本のピンは片方を長穴にして逃がす

位置決めのピンを2本打った板に、相手の板をかぶせるとき、穴を2つとも丸穴にすると入らないことがあります。ピンのピッチと穴のピッチが、ほんの数十μmずれるだけで足りるからです。片方を長穴にして、2本を結ぶ線の方向に逃がせば、ピッチの誤差を吸収でき、回り止めにもなります。

ここでは、φ6の平行ピン2本、ピッチ100mmの板を例にします。丸穴と丸穴、丸穴と長穴、向きを間違えた長穴の3つを、同じ条件で計算して比べます。

装置では、例として、ワークを位置決めする治具プレートやパレットを、ベースに2本のピンで載せる場面がこれに当たります。治具の位置がピンと穴のはめあいの分だけずれると、その上に載せたワークの載置位置も同じだけずれます。ここで出す位置ずれと回りの値は、ワークにとっての位置ずれとして読めます。

2本のピンは、役割を分ける

平行ピンは直径が全長で変わらない円柱のピンです。板どうしの位置決めでは、片方の板に圧入しておき、相手の板の穴に差し込みます。ピンが1本だと板はそのピンを中心に回転できるので、2本で回り止めをします。

ただし、2本とも位置を決めようとすると、穴とピンの間隔がきっちり一致しなければなりません。実際の板では、穴の間隔にも公差があります。そこで、1本は丸穴で位置を決め、もう1本は2本を結ぶ線の方向だけ動けるようにして、間隔の誤差を逃がします。長穴は、その動ける穴です。

ピンのほうを逃がす方法もあります。ピンの側面を削って菱形にしたダイヤピンは、穴の間隔の公差を吸収するために、基準のピンと組んで一方向だけを決める部品だと、位置決めピンのメーカーが説明しています¹。この記事では、穴を長穴にする場合で計算します。

計算の前提

寸法は次のとおりです。

• ピンは呼び径6mm、公差域m6の平行ピン（1988年版のJISでいうA種）で、直径は6.004〜6.012mm²³
• 2本のピンの間隔は100mm
• ピッチの誤差は、ピンの板で±0.02mm、穴の板で±0.02mm。足し合わせて、最悪で±0.04mmのずれ（仮定）
• 長穴の幅は丸穴と同じで、長さは幅より0.1mm長い

ずれは、2本のピンを結ぶ線の向き（ピッチの誤差を逃がす向き）と、それに直角な向き（回りになる向き）に分けて、それぞれ最悪の値で出します。丸穴のすきまは、どちらの向きにも全部使えるとしました。実際には片方に使えば、もう片方の余裕は減ります。ピンの傾きや面の平らさは入れていません。

はめあいの数字は、ピンと穴の直径の差です。差が負ならしめしろ、正ならすきまになります。

組み合わせ	すきま（μm）	呼び方
穴H7、ピンm6	−12〜+8	中間ばめ
穴F7、ピンm6	−2〜+18	中間ばめ（しめしろは最大2μm）

φ6は「3を超え6以下」の区分で、H7は0〜+12μm、F7は+10〜+22μm、m6は+4〜+12μmです²。ピンを固定する側のH7とm6は中間ばめで、しめしろは最大12μmですが、穴が大きくピンが細い組み合わせでは8μmのすきまが残ります。相手の板のF7は、ピンが最大で穴が最小のときだけ2μm当たり、それ以外はすきまになります。

はめあいの記号の読み方は、はめあい公差の読み方で、H7やg6のすきまを計算しています。

両方を丸穴にすると、ピッチの差がそのまま入らなさになる

ピッチが違う2枚の板を合わせるとき、板は2本のピンの中間で、ずれを半分ずつ分け合うのが最も楽な入り方です。ピッチの差が0.04mmなら、ピン1本あたり0.02mm、穴の中心からずれます。穴は円なので、直径のすきまが0.04mm以上あれば入ります。

F7の穴だと、すきまは−2〜+18μmで、0.04mmには届きません。ピッチの差がたとえば0.02mmあれば、すきま18μmの穴にもすでに入らなくなります。必ず入れるには、穴を大きくするしかありません。最小のすきまを0.04mmにすると、穴の直径は6.052〜6.064mmで、すきまは0.040〜0.060mmになります。

そのかわり、すきまの分だけ板は動けます。丸穴1つの中でピンが動ける量は、すきまの半分です。この大きい穴では±0.030mm。回りのずれは、次の節の式で出します。

図の上の段が、この丸穴と丸穴です。ピンの位置が穴の中でどれだけ寄るかを見てください。

長穴にすると、位置は締まり、回りも小さくなる

中段は左を丸穴、右を長穴にした場合です。長穴の長手を、2本のピンを結ぶ線の方向に向けています。穴は丸穴も長穴の幅もF7で、すきまは最大0.018mmです。

丸穴だけで位置が決まるので、位置のずれはピンの周りのすきまの半分、±0.009mmです。ピッチの誤差は、長穴の長手方向に逃げます。入るかどうかは、すきまがいちばん小さい組み合わせで見ます。F7とm6の最小のすきまは−0.002mmなので丸穴は当てにせず、長穴の長手の余裕（0.1−0.002＝0.098mm）の半分で±0.049mm。最悪のピッチ差0.04mmは、これで吸収できます。すきまが最大の組み合わせなら、丸穴の0.009mmと長穴の0.059mmを足して±0.068mmまで広がります。

回りがいちばん大きくなるのは、2本のピンが、線と直角な向きに互いに逆の側へ寄ったときです。左のピン1の丸穴の直径のすきまをc1、右のピン2の、線と直角な向きの直径のすきまをc2とすると、ピン1は最大でc1÷2、ピン2は逆の側へc2÷2ずれます。板の傾きは(c1÷2＋c2÷2)÷P＝(c1＋c2)÷(2P)ラジアンです（P=100mm。角度が小さいので、傾きをそのまま角度とみなしています）。Bではc1もc2も最大0.018mmなので、(0.018＋0.018)÷200＝1.8×10⁻⁴ラジアン、約0.0103度。この傾きだけで、ピン1から200mm離れた点は200×1.8×10⁻⁴＝0.036mm、36μmずれます。

丸穴と丸穴の場合は、すきまの最大が0.060mmなので、(0.060＋0.060)÷200＝6.0×10⁻⁴ラジアン、0.0344度、200mm先で120μmです。長穴にしたほうが、位置も回りも小さく収まります。

構成	位置ずれ	回りによる200mm先のずれ
A 丸穴と丸穴	±0.030mm	120μm
B 丸穴と長穴	±0.009mm	36μm
C 長穴の向きが直角	±0.009mm	136μm

表のCは、次の節の長穴を直角に向けた場合です。位置ずれは丸穴の側で決まるので、Bと同じです。ずれの数値は、すべて最大のすきまで計算した目安です。200mm先の値は回りによる分だけで、位置ずれはこれに加わります。治具の上でピン1から200mm離れた位置にワークを載せるなら、その載置位置がこの量だけずれることになります。

長穴の向きを間違えると、逃がしたい向きに動けない

長穴では、長手の向きが決め手になります。同じ穴を90度回して、長手を2本のピンの線に直角に向けると、ピッチの誤差を逃がす向きには、幅のすきましか残りません。

Cの場合、線の方向に逃がせる量は、すきまが最大のときでも、丸穴の0.009mmと長穴の幅の0.009mmを足した±0.018mmです。最悪のピッチ差の0.04mmには届かず、入らない場合が出ます。すきまが最小の組み合わせなら、逃がせる量はほぼ0です。

しかも直角に向けた長穴には、回りを止めたい向きに遊びが残ります。長穴のピンが、線と直角に動ける量は、0.1＋0.018＝0.118mmです。回りは(0.018＋0.118)÷200＝6.8×10⁻⁴ラジアン、0.039度で、200mm先で136μm。丸穴と丸穴よりも悪く、Bの3.8倍です。入りにくく、しかも回りが緩い向きに穴を作ることになります。

図面では、長穴の長さの寸法を書くだけでは足りず、長手がピンを結ぶ線の方向であることを、図で示す必要があります。

ピンの間隔を広げると、回りのずれは反比例で小さくなる

回りの角度はピンの間隔Pで割る式です。だから、間隔を倍にすれば、回りのずれは半分になります。グラフの縦軸は、ピン1から200mm離れた点のずれです。曲線の形を見てください。

グラフからいえることは3つあります。同じ穴でも、ピンの間隔が狭いほど回りは大きくなること。Bの丸穴と長穴は、間隔が半分のP=50でも、丸穴と丸穴のP=100より小さいこと（72μm対120μm）。そしてCは、どの間隔でもAより大きいことです。

ピンはできるだけ離して打つのが基本です。板の外形いっぱいに近い位置に2本を置くと、回りのずれがもっとも小さくなります。

設計の手順

ここまでの計算をふまえると、2本のピンで位置決めするときの手順は次のとおりです。

1. 片方のピンは丸穴にして、位置を決める。穴の公差はピンとの差が小さいものを選ぶ
2. もう片方は、2本のピンを結ぶ線の方向を長手にした長穴（またはダイヤピン）にする
3. 長穴の長さの余裕は、ピッチ公差の合計の2倍より大きくする。ここでは0.04×2＝0.08mm以上で、0.1mmを足した
4. ピンの間隔は、外形が許す限り広げる

穴の公差やピンの間隔を変えると、治具プレートとベースの部品図、部品表のピンの呼びを合わせて直すことになります。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。）

ピンと穴のはめあいは、使う場面で変わります。ここの数値は、ピッチを±0.02mmと仮定した目安です。実際の公差の組み合わせは、ピンのメーカーの資料と、会社の設計基準で決めてください。穴の位置そのものに限度を付ける書き方は、幾何公差の基本にあります。

2026年11月9日 更新：治具やパレットをピンで位置決めする場面を中心に、業界の用語で構成と表現を書き直しました。注の番号を本文に出る順に振り直しました。

注

1. ハルダー「位置決めピン、ボルト固定式、DIN 6321準拠相当」の製品説明。面取りを施したダイア・ピンは、穴間隔の公差を吸収するために、基準ピンに対して一方向を決めるために使う。2026年10月31日に確認。 ↩

2. OSG「はめあいの寸法許容差（JIS B0401抜粋）」。基準寸法の区分「3を超え6以下」のH7（0〜＋12μm）、F7（＋10〜＋22μm）、m6（＋4〜＋12μm）。2026年10月31日に確認。 ↩ ↩

3. 大塚工場「平行ピン JIS B 1354-1988 日本工業規格相当製品」の表1と寸法表。1988年版の区分はA種がm6、B種がh8で、同社のB種はh7で作ると注にある。呼び径6のA種は＋0.012／＋0.004mm。ねじの山崎「平行ピン新JISと旧JISについて」も、B種はh8で、扱う品はh7と書いている。今のJIS B 1354:2012は公差域クラスをm6またはh8とし、A種・B種は旧規格の区分だと、フジモトボサード「工業用「ピン」の規格1」が説明している。いずれも2026年10月31日に確認。 ↩