JIS規格における「幾何公差」の取り扱いを把握する:産機設計者が解説「公差計算・公差解析」(2)(2/2 ページ)
機械メーカーで機械設計者として長年従事し、現在は3D CAD運用や公差設計/解析を推進する筆者が公差計算や公差解析、幾何公差について解説する連載。第2回はJIS規格を基に「幾何公差とは何か?」ついて掘り下げる。
サイズ、サイズ形体、標準指定演算子、特別指定演算子とは?
まずは「JIS B0021」と「JIS B0420-1」で表記されている、「形体」と「サイズ形体」について説明します。
形体とは“ありさま”を示すのみで、どのような数値で表される状態なのかは、示されません。一方、サイズ形体とは形体に“長さ”や“角度”といった定義付けを行うことで、形体を数値的に表します。
以下、JISを参照してサイズ形体を示す2つの例を作成してみました。
形体については、「JIS B0672-1:2002(ISO 14660-1:1999)製品」の「幾何特性仕様(GPS)−形体−第1部:一般用語及び定義JIS」に、以下のような定義が記載されています。
- (幾何)形体[(geometrical) feature]:点、線または面
- 外殻形体[(integral feature)]:表面または表面上の線
- 誘導形体[(derived feature)]:1つ以上の外殻形体から導かれた中心点、中心線または中心面
設計作業を行う際、設計者は形を具現化する必要があり、(あえて言うことではありませんが)大きさ寸法、角度寸法といったものが重要となります。
「JIS B0672-1」では、(幾何)形体が、設計の分野(設計者による具現化)、加工の分野(実体)、検証の分野(計測装置による実体のサンプリングの使用)という3つの分野に存在しているとの記載(定義)があります。
これら3つの分野において、“一義的な正しい解釈”が行われなければなりません。このJIS規格の中で「サイズ」という言葉が使用されました。これは、これまで普通に「寸法」と呼ばれていたものが、単に「サイズ」と呼ばれるようになっただけです。
それではなぜ、「サイズ」と呼ぶようになったのでしょうか。その背景には、JISがGPSに対応したことが影響していると筆者は考えます。すなわち“サイズ=GPS”という概念です。「サイズ」について筆者なりに定義してみると、「サイズ形体を決めるための長さや角度の大きさ」です(あくまでも筆者の考え方であり、公式なものではありません)。
次に「標準指定演算子(default specification operator)」「特別指定演算子(special specification operator)」ですが、「演算子」といわれても正直ピンときません。
JISでは、次のように定義されています。
- 標準指定演算子(default specification operator)
- 標準指定演算だけの組み合わせで表記した演算子
- 注記:標準指定演算子は、次のいずれかである
- ISO規格で規定したISO標準指定演算子
- JISで規定したJIS標準指定演算子
- 社内の規格・文書で規定した社内標準指定演算子
- 上記3つの演算子のうちの1つが図示された図示標準指定演算子
- 特別指定演算子(special specification operator)
- 1つ以上の特別演算を含む演算子
やはり文章では難解なので、JIS規格を参考に2つの例を作成してみました。
JIS製図を学んできた者としては、ごく普通の表記です。特別指定演算子ですが、次のように図面で表記できます。
この例で使用した「GG」は、「ISO公差」といわれます。GGは「最小2乗サイズ(最小2乗当てはめ判定基準による)」であることを示します。詳しくは、ISO公差に触れる際に解説しますが、「SOLIDWORKS」ではあらかじめその記号が設定されています。
このようにJIS規格はISO規格の影響を大きく受け、特にGPSを意識しています。次回は、GPSを意識する上での「サイズ公差」「幾何公差」について取り上げます。お楽しみに! (次回に続く)
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