ハメアイ公差のゼロの意味を教えてください

質問

軸基準にしても穴基準にしてもゼロ基準でゼロプラス又はマイナス◯◯と記述しますが、このゼロは全くのゼロという意味なのか？例えばφ8がノミナルでマイクロメータで測定すれば、8.0004も7.9996も8.000と測定されると思います。軸であればゼロを超えない、穴であればゼロを下回らないという設計意図が図面指示からは読み取れるように思いますが、実測定から考えると前述の通りの矛盾が生じます。必ず入る様に設計するという設計意図を実現するためには、前述の公差をも考慮した最大実態公差を加味した公差帯を支持することが必要なのでしょうか。ちなみにJISのクリアランスリジョンの推奨の組み合わせの中には軸穴それぞれゼロゼロのものがあり、クリアランスリジョンであったとしても入らない可能性がある組み合わせがあります。これが存在する意味あいはどの様なものなのか？ご存知の方がいれば同時にご教授いただきたくお願いいたします。

回答No.5

bunjii

>軸であればゼロを超えない、穴であればゼロを下回らないという設計意図が図面指示からは読み取れるように思いますが、実測定から考えると前述の通りの矛盾が生じます。
φ8の嵌め合いでH6の穴は0～+9μで、h6の軸は0～-9μです。
軸と穴の隙間は0～18μなので中間の9μになる組み合わせを選ぶことで無理のない組み立てができるようするのが目的かと思います。
すきまばめのとき極力公差範囲の中間値に近い仕上がりになるように加工すると仕上げ職人に喜ばれるでしょう。
すきまが極小になるような加工は好ましくありません。
決して矛盾はありません。

>ちなみにJISのクリアランスリジョンの推奨の組み合わせの中には軸穴それぞれゼロゼロのものがあり、クリアランスリジョンであったとしても入らない可能性がある組み合わせがあります。
φ8のJS6の穴の公差は±4.5μでjs6の軸の公差も±4.5μなのでそのままでは挿入できない可能性があります。
しかし、穴を加熱するか軸を冷却することで容易に挿入できるようになります。
また、軸が公差の最小値で穴が公差の最大値になっていれば穴の加熱または軸の冷却をしなくても挿入できます。
これらの公差からどの範囲を選ぶかは設計者の考え方で決まります。
嵌め合いにはすきまばめ、中間ばめ、しまりばめがあり目的によって使い方が決まります。

回答No.4

chachaboxx

中間嵌め(圧入)か焼嵌めか冷やし嵌めかを用途や材質によって決定するのではないでしょうか。

ベアリングなら圧入(ゼロ)、
鋳物シリンダー穴へのスリーブ挿入なら焼嵌め(穴マイナス)、
製缶品ボーリング穴への異材質ボスの挿入なら冷やし嵌め(軸プラス)、
手で挿入するならプラス公差が基本だと思います。

回答No.3

hahaha8635

設計上の□で囲んだ８は(一般公差を考慮しない)　絶対数の８です

ほかのは一般公差を含んでます

回答No.2

kon555

>>8.0004も7.9996も8.000
これはJISの矛盾と言えば矛盾の部分で、実は技術者間でも見解が分かれる部分ではあります。
厳密にJISに則れば、仰るように「0」という値にも幅が出来てしまうものですし、さらに言えば0以外のどのような数値においても同様の矛盾は生じます。
(±0.02は0.024まで許容されてしまう)
実際問題として、千分の1mm台で良不良が分かれるような超精密加工分野においてこの辺りをどのように捌いているものか、私自身も知見はなく、興味深い部分です。

しかしながらご質問のはめあい公差について言えば、公差0を含む領域の部分というのは、嵌めあいのレベルで言えば中間ばめで「勘合」や「押込」に相当する部分です。
これは油・グリス等を使用すれば手でもしゅう動させられたり、木やゴムハンマー程度で組み立て・分解が可能なレベルであります。

この程度の領域であれば、正直なところ1万分の1mm単位の誤差というのは実用上一切問題にならないレベルの差異でしかありません。
仮にベースにφ8の穴があり、ピンを入れるとした場合「φ8.0004のピン」と「φ7.9995の穴」という組み合わせの場合、計算上は入りませんが実際にはグリスとハンマであっさり組み立てられます。せいぜいが「結構渋いな。分解するとき面倒だな」程度の勘合です。
何故なら穴もピンもその程度は簡単に変形するからです。
それこそ精密に作られたマイクロメータですら、測定圧で0.001～2程度は変形してしまう(だから測定者は注意が必要)わけですから、ハンマーで殴打すればどうなるか、というお話です。
ちなみにダイヤルゲージなど測定しつつで試すと分かりますが、人間の指の力程度でも、鉄板を0.01mm変形させるのは非常に簡単です。

結局のところ、少なくとも嵌めあい公差という概念が通用する程度の工業レベルの範疇で言えば、「8.0004も7.9996も8.000とみなす」で一切問題ありません。だから放置されている矛盾とお考え下さい。
そしてJISもISOもあくまで実務ベースから発展した来たものなので、こうした『理論上はそうだけど誰も困っていない』という部分は案外無頓着です。
また逆に、そうした部分が実務上で重要な意味を持つ業界であれば、JISのみに依存しない、自律した規格と客先合意が必要になって来ます。

>>必ず入る様に設計するという設計意図を実現するためには～
ここは結局『必ず』のレベルによる部分です。100％確実絶対、ワンミスで人が死ぬ、微小な変形も厳禁というような組み立て作業が前提であれば、仰るように最大実態公差を加味した公差帯を指示する必要があります。
しかしそうした作業でないならば、無駄に複雑な公差指示は製造コストと品質管理コストを押し上げる結果になり、トータルでは無駄が多くなります。
なので「必要なのでしょうか？」という問いには「必要であれば指示をする。必要でなければ指示しなくてよい」という、禅問答のような返答になります

お礼

詳しくまた丁寧な回答をありがとうございました。
ほぼ思っていた考えを再認識できました。
数値上、机上のゼロゼロの矛盾に関することに対し、
組み付け時のわずかな変形やグリスにより、実現場では吸収出来ることが大半であることの説明は感心しました。

回答No.1

stss08n

材料相互間の組み合わせ：膨張率と収縮率を、表現したら、そうなります。