はめあい公差とは？H7・g6の読み方と選定

図面に書かれた「φ30H7/g6」を見て、実際のすきまや組立感をすぐにイメージできるでしょうか。

量産部品や保守交換の現場では、はめあい公差の読み違いが、軸が入らない、ガタが出る、圧入で部品を割るといった不具合につながります。

はめあい公差とは、穴と軸を組み合わせたときのすきまやしめしろを、標準記号で指示する寸法公差です。

特にH7・g6のような記号は、穴か軸か、公差域の位置、加工精度の等級をまとめて表しています。

本記事では、はめあい公差の基礎、H7・g6の読み方、すきま計算、基準穴方式、用途別の選定までを解説します。

1. はめあい公差とは：穴と軸の組み合わせを決める寸法公差

はめあい公差とは、穴と軸を組み合わせるときの寸法公差です。

穴に軸を入れたとき、自由に動くのか、軽く位置決めされるのか、強く固定されるのかを決めます。

単に「φ30」と書くだけでは、加工された穴と軸がどの程度の関係になるかは決まりません。

そこでH7やg6のような記号を使い、許される寸法範囲を標準化して指定します。

はめあい公差は、機械部品の組立性・互換性・動きやすさを決める基本ルールです。

はめあいとは穴と軸の関係

はめあいとは、穴と軸、または内側形体と外側形体を組み合わせた状態を指します。

代表例は、ベアリングの内輪とシャフト、ピンと穴、ブッシュと軸、ギヤ穴と軸です。

この関係では、穴が軸より大きければすきまが生じ、軸が穴より大きければしめしろが生じます。

すきまが大きければ動きやすくなりますが、ガタや位置ずれが出やすくなります。

しめしろが大きければ強く固定できますが、組立荷重や部品応力が増えます。

部品の互換性を保つための仕組み

はめあい公差の重要な役割は、部品の互換性を保つことです。

同じ図面で作った穴と軸が、別の工場や別ロットでも組み合うようにできます。

個別にヤスリで合わせるような作業を減らし、量産と保守交換をしやすくします。

たとえば予備品のシャフトを交換するとき、はめあい公差が適切なら現物合わせを最小限にできます。

設計・加工・検査の間で共通言語になる点が、はめあい公差の強みです。

寸法公差との違い

通常の寸法公差は、ある寸法が上限値と下限値の間に入ることを指示します。

一方、はめあい公差は、穴と軸を組み合わせたときの機能まで含めて指定します。

つまり、単独の寸法を満たすだけではなく、相手部品と組み合ったときのすきまやしめしろを管理します。

この考え方は、機能から公差を決める公差設計入門と深く関係します。

公差を「作れる範囲」ではなく「機能を満たす範囲」として考えることが大切です。

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2. H7・g6の読み方：文字と数字が示す意味

はめあい公差は、文字と数字の組み合わせで表します。

たとえばH7は「穴の公差域がHで、IT等級が7」という意味です。

g6は「軸の公差域がgで、IT等級が6」という意味です。

H7/g6と書かれていれば、穴はH7、軸はg6で加工する組み合わせを表します。

大文字は穴、小文字は軸

はめあい記号では、大文字が穴、小文字が軸を表します。

H、G、Fなどの大文字は穴の公差域を示し、h、g、fなどの小文字は軸の公差域を示します。

同じアルファベットでも、大文字と小文字では対象が変わるため注意が必要です。

H7とh7は、どちらも7級の公差ですが、H7は穴、h7は軸です。

図面を読むときは、まず文字の大小で穴側か軸側かを見分けます。

文字は公差域の位置を表す

アルファベットは、公差域が基準寸法に対してどこにあるかを示します。

穴のHは、下側の許容差が0となる代表的な穴基準の公差域です。

軸のhは、上側の許容差が0となる代表的な軸基準の公差域です。

gの軸は基準寸法より少し小さい側に位置するため、H穴と組み合わせるとすきまが出やすくなります。

この「位置」が、すきまばめ、しまりばめ、中間ばめを分ける大きな要素です。

数字はIT基本公差の等級を表す

数字は、IT基本公差の等級を表します。

IT等級は公差幅の大きさを示すもので、一般に数字が小さいほど公差幅は狭くなります。

たとえば6級は7級より精度が高く、同じ基準寸法なら許される幅が小さくなります。

ただし、同じIT7でも直径10mmと直径100mmでは実際の公差幅が同じではありません。

基準寸法が大きくなるほど、同じ等級でも許容される絶対値は大きくなります。

記号	読み方	意味
H7	エイチなな	穴の公差域H、IT等級7
g6	ジーろく	軸の公差域g、IT等級6
H7/g6	エイチなな・ジーろく	穴H7と軸g6の組み合わせ

3. すきま・しめしろの計算：最大値と最小値で考える

はめあいを正しく判断するには、記号名だけでなく最大すきまと最小すきまを考えます。

穴と軸にはそれぞれ上限寸法と下限寸法があり、組み合わせの最悪条件で機能を確認します。

設計では「たぶん入る」ではなく、最小すきまでも入るか、最大すきまでもガタが許せるかを見ます。

すきまの基本式

すきまとは、穴径から軸径を引いた値です。

この値がプラスなら、穴の方が大きく軸は入ります。

この値がマイナスなら、軸の方が大きく、しめしろがある状態です。

はめあいの計算では、穴と軸の最大値・最小値を組み合わせて考えます。

最大すきまと最小すきま

最大すきまは、穴が最大寸法で軸が最小寸法のときに生じます。

最小すきまは、穴が最小寸法で軸が最大寸法のときに生じます。

最小すきまが常にプラスなら、すきまばめです。

最大すきまが常にマイナスなら、しまりばめです。

片方がプラス、片方がマイナスになる可能性があれば、中間ばめになります。

計算例：φ30 H7/g6の見方

たとえばφ30 H7/g6のような指定では、まず公差表からH7穴とg6軸の上限・下限を確認します。

H7穴は基準寸法からプラス側に公差域があり、g6軸は基準寸法より小さい側に公差域があります。

そのため、両者を組み合わせると基本的にはすきまばめになります。

実際の数値は基準寸法の区分によって変わるため、設計ではJISやISOの公差表、メーカー資料を確認します。

重要なのは、記号を暗記するだけでなく、最大すきまと最小すきまを計算して機能を判断することです。

寸法の測定では、マイクロメーターの読み方と使い方やノギスの使い方と読み方も合わせて理解しておくと実務で役立ちます。

4. はめあいの3種類：すきまばめ・中間ばめ・しまりばめ

はめあいは、穴と軸を組み合わせたときの関係で大きく3種類に分かれます。

すきまばめ、中間ばめ、しまりばめです。

この分類を理解すると、図面記号から部品の使われ方を読み取りやすくなります。

① すきまばめ

すきまばめは、どの寸法の組み合わせでも必ずすきまができるはめあいです。

穴の最小寸法が軸の最大寸法より大きいため、組立時に必ず軸が入ります。

軸が回転する、スライドする、手で抜き差しするような用途に向いています。

代表的には、回転軸、ガイドピン、着脱する治具、軽い位置決め部などです。

ただしすきまを大きくしすぎると、芯ずれ、振動、騒音、摩耗の原因になります。

② 中間ばめ

中間ばめは、実際にできた寸法によって、すきまになる場合もしめしろになる場合もあるはめあいです。

わずかなガタを許しながら位置を出したい場合や、軽い圧入で保持したい場合に使います。

位置決めピンや治具部品など、組立精度と分解性のバランスが必要な場面に向いています。

すきまばめより位置決め性は高く、しまりばめより組立・分解しやすいのが特徴です。

ただし量産では、実寸法のばらつきによって組付け感が変わる点を考慮します。

③ しまりばめ

しまりばめは、どの寸法の組み合わせでも必ずしめしろができるはめあいです。

軸の最小寸法が穴の最大寸法より大きく、普通に差し込むだけでは入りません。

圧入、焼きばめ、冷やしばめなどで組み付け、部品同士を強く固定します。

ギヤ、プーリ、カラー、軸受内輪などを軸へ固定する場面で使われます。

しめしろが大きすぎると、割れ、変形、軸受内部すきまの減少などを招くため注意が必要です。

種類	寸法関係	主な用途
すきまばめ	常に穴が軸より大きい	回転、摺動、着脱
中間ばめ	すきま/しめしろが実寸法で変わる	位置決め、軽い固定
しまりばめ	常に軸が穴より大きい	圧入、焼きばめ、強い固定

5. 基準穴方式と基準軸方式：どちらを基準にするか

はめあいの設計では、穴を基準にするか、軸を基準にするかを選びます。

この考え方が、基準穴方式と基準軸方式です。

実務では基準穴方式が多く使われますが、すべての設計で自動的に決まるわけではありません。

基準穴方式

基準穴方式は、穴の公差域をHに固定し、軸側の記号を変えてはめあいを調整する方式です。

H7/g6、H7/h6、H7/p6のように、穴をH7にそろえて軸側で性質を変えます。

穴はドリル、リーマ、ボーリング、研削などで加工され、工具寸法や測定条件に制約を受けます。

そのため穴を標準化し、軸の外径で調整する方が加工上合理的なことが多くあります。

機械部品では、基準穴方式を基本に検討するのが一般的です。

基準軸方式

基準軸方式は、軸の公差域をhに固定し、穴側の記号を変えてはめあいを調整する方式です。

市販の研磨シャフトや長尺の丸棒など、軸の寸法を変えにくい場合に便利です。

一本の軸に複数の部品を取り付け、それぞれ異なるはめあいを作りたい場合にも使えます。

ただし穴側を複数の公差で加工する必要があり、工具や検査が複雑になることがあります。

経済性と調達性を見て、基準穴方式と使い分けます。

穴基準がよく使われる理由

穴基準がよく使われる理由は、加工・検査・部品調達を標準化しやすいからです。

標準のリーマやピンゲージを使いやすく、図面上の指示も単純になります。

軸は旋削や研削で狙い寸法を調整しやすいため、はめあいの微調整を軸側で行いやすいです。

もちろん、購入品の軸や既存シャフトを使う場合は、軸基準を選んだ方が安くなることもあります。

方式は慣習ではなく、機能、加工法、測定法、コストから選ぶのが正しい考え方です。

設計初期では、まず基準穴方式で候補を置き、標準工具と標準軸材で作れるかを確認します。

そのうえで、量産数が多い部品では加工単価と検査工数を比較します。

少量品では、標準から外れた公差を使うより、市販部品に合わせて相手側を調整した方が安い場合があります。

つまり、基準方式は図面の見た目だけでなく、加工ルートと調達ルートまで含めて決める項目です。

6. はめあいの選定：機能から逆算する

はめあいは、記号の定番だけで決めるものではありません。

部品が何をするのか、組立後に動くのか、固定するのか、分解するのかから逆算します。

さらに荷重、速度、温度、潤滑、表面粗さ、相手部品の材質も影響します。

実務では、最初に「動かす」「位置決めする」「固定する」のどれに近いかを分類します。

次に、分解整備が必要か、現場で交換する部品か、一度組んだら外さない部品かを確認します。

最後に、候補のはめあいで最大すきま・最小すきま・最大しめしろを計算し、機能と組立荷重を照合します。

この順番で考えると、定番記号を丸暗記するより失敗が少なくなります。

回転・摺動させる部品

軸を穴の中で回転または摺動させる場合は、すきまばめを選びます。

すきまが小さすぎると、油膜ができず焼付きやかじりが起きやすくなります。

すきまが大きすぎると、芯ぶれや振動が増え、位置決め精度が落ちます。

回転軸では、潤滑条件と熱膨張も考慮して余裕を決めます。

歯車やプーリ周辺の軸設計では、キー溝のせん断強度・面圧強度も合わせて確認します。

位置決めする部品

位置決めピンや治具部品では、すきまを小さくし、再現性を高めることが重要です。

ただし、完全にガタをなくそうとして過度に締めると、組立性が悪くなります。

頻繁に抜き差しするピンなら、軽いすきまばめや中間ばめを検討します。

固定側と着脱側で、同じピンでも異なるはめあいを指定することがあります。

位置決めの精度は、穴径だけでなく穴の位置度、直角度、面の基準にも左右されます。

圧入・固定する部品

ギヤやカラーを軸へ固定する場合は、しまりばめを検討します。

圧入力で固定するため、トルク伝達や抜け止めに有利です。

ただし、しめしろが大きいほど部品には円周方向の応力が生じます。

薄肉部品、鋳物、樹脂部品では、圧入で割れたり変形したりする危険があります。

強く固定したい場合でも、キー、止めねじ、接着、スプラインなど別の固定方法と比較します。

軸受まわりのはめあい

軸受では、一般的な穴と軸のはめあいとは別に、内輪・外輪の荷重条件を考慮します。

回転荷重を受ける輪は、クリープを防ぐためにきつめのはめあいが必要になることがあります。

逆に分解調整が必要な側は、過度に締めすぎない設計が求められます。

軸受メーカーの推奨はめあいは、荷重、回転数、温度、精度等級を含めて決められています。

ベアリングの寿命計算は、ベアリングのL10寿命で、接触応力は軸受け部の接触応力計算で解説しています。

目的	候補	注意点
回転・摺動	すきまばめ	油膜、熱膨張、ガタ
位置決め	小さいすきまばめ/中間ばめ	抜き差し性、再現性
強い固定	しまりばめ	圧入力、割れ、残留応力
軸受取付	メーカー推奨値	荷重条件、内部すきま、温度

7. 測定と検査：図面どおりに作れているか確認する

はめあい公差は、設計で指定して終わりではありません。

加工後に穴と軸が許容範囲に入っているかを確認して、初めて機能を保証できます。

特にH7やg6のような細かい公差では、測定器の選定と測定環境も重要です。

穴径と軸径の測定

軸径は、マイクロメーターで複数位置を測るのが基本です。

一か所だけでなく、軸方向と円周方向を変えて測り、真円度やテーパの影響も確認します。

穴径は内側マイクロメーター、シリンダゲージ、三点式内径測定器などを使います。

ノギスだけでは分解能や測定力の影響が大きく、高精度なはめあいの判定には不足することがあります。

検査で合否だけを素早く見る場合は、限界ゲージを使う方法もあります。

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GO/NO-GOゲージの考え方

限界ゲージでは、通り側と止まり側で寸法の合否を判定します。

穴の場合、通り側ゲージが通り、止まり側ゲージが通らなければ合格です。

軸の場合も、許容範囲に入っているかを専用ゲージで素早く確認できます。

量産では、すべての寸法を数値測定するより、限界ゲージで合否を管理する方が効率的なことがあります。

ただしゲージ自体の摩耗、温度、清掃状態も測定結果に影響します。

測定温度と測定力

精密なはめあいでは、測定温度の影響を無視できません。

金属は温度で膨張するため、測定室と加工現場の温度差で寸法が変わります。

また、マイクロメーターの測定力が強すぎると、薄肉部品や軟らかい材料では変形が生じます。

測定前には、ワークを十分に温度なじみさせ、測定面の油・切粉・ゴミを取り除きます。

小さな異物があるだけでも、H7やg6の判定では無視できない誤差になります。

検査成績書を残す場合は、測定器名、校正状態、測定温度、測定点数も合わせて記録します。

同じ部品でも、測定者や測定器が変わると値がずれることがあるためです。

合否判定だけでなく、工程能力を見たい場合は実測値のばらつきも確認します。

8. 設計・加工での注意点：公差だけで機能は決まらない

はめあいは寸法公差で決まりますが、実際の使い心地は寸法だけでは決まりません。

表面粗さ、形状誤差、温度、潤滑、組立方法が組み合わさって機能を決めます。

図面でH7/g6と書いても、加工面が粗ければ期待どおりの摺動性は得られません。

表面粗さとの関係

はめあい面の表面粗さは、すきまやしめしろの実効値に影響します。

しまりばめでは、圧入時に表面の山がつぶれ、最初に計算したしめしろが実質的に小さくなることがあります。

すきまばめでは、粗い面が摩擦を増やし、摺動や回転の抵抗になります。

高精度なはめあいを指定するなら、それに見合う表面粗さも指定する必要があります。

表面粗さの読み方は、表面粗さRaとは何かで解説しています。

形状誤差との関係

穴や軸が公差内でも、真円度や円筒度が悪いと組立時に問題が出ます。

たとえば穴径は合格でも、穴が楕円なら軸が部分的に強く当たります。

軸がテーパ状なら、入口では入っても奥で締まりすぎる場合があります。

必要に応じて、寸法公差だけでなく幾何公差も指定します。

取り付け面の基準精度を管理する場合は、平面度とは何かの考え方も重要になります。

温度・材質・組立方法の影響

使用温度が変わると、穴と軸のすきまも変化します。

同じ鋼同士なら膨張差は小さめですが、アルミと鋼、樹脂と金属では膨張差が大きくなります。

高温で使う部品では、常温でちょうどよいはめあいが運転時にきつくなることがあります。

しまりばめでは、圧入速度、潤滑、面取り、治具の芯出しも重要です。

カップリングなど軸継手の設計では、はめあいだけでなくカップリングのトルク容量も確認します。

はめあい公差は、加工者にとっては難易度とコストを決める情報でもあります。

設計者は、厳しい公差を入れる前に、その精度が本当に機能に効いているかを確認します。

迷った場合は、標準的な組み合わせから始め、試作結果と測定データで必要最小限の厳しさに調整します。

注意項目	確認ポイント
表面粗さ	摩擦、圧入後の実効しめしろ、油膜形成
形状誤差	真円度、円筒度、テーパ、局部当たり
温度	熱膨張差、運転時すきま、測定温度
組立方法	面取り、潤滑、圧入治具、芯ずれ防止

9. まとめ

はめあい公差とは、穴と軸を組み合わせたときのすきまやしめしろを決める寸法公差です。

H7・g6のような記号は、文字で公差域の位置を、数字でIT基本公差の等級を表します。

大文字は穴、小文字は軸を示すため、H7は穴、g6は軸の指定です。

はめあいは、すきまばめ、中間ばめ、しまりばめの3種類に分かれます。

選定では、最大すきまと最小すきまを計算し、動かすのか固定するのかを機能から判断します。

多くの設計では基準穴方式を使い、H穴を基準に軸側の記号ではめあいを調整します。

測定では、マイクロメーター、内径測定器、限界ゲージを使い、温度や測定力にも注意します。

表面粗さ、形状誤差、熱膨張、組立方法まで含めて考えることで、図面どおりの機能を安定して実現できます。