幾何公差とは
読み: きかこうさ
幾何公差とは、JIS B 0021に定める、部品の形状・姿勢・位置・振れといった幾何学的な特性のばらつきを、寸法公差とは独立に規定・保証するための公差方式である。
概要
寸法公差は「長さ」「径」といった1次元の数値のばらつきを管理する。しかし部品の良し悪しは寸法だけで決まらない。穴が真円からどれだけ歪んでいるか、面がどれだけ平らか、2つの軸がどれだけ平行かといった、形そのものの性質は寸法公差の枠組みでは表現しきれない。
幾何公差は、こうした形・姿勢・位置・振れの許容範囲を、寸法とは別の記号体系で図面上に明示する方式である。組立や機能上、寸法だけでは足りない精度要求がある部品に対して指定される。JIS B 0021ではこの体系をGD&T（Geometric Dimensioning and Tolerancing）の日本語版として規定している。
寸法公差との違い
寸法公差は基準寸法に対する上限・下限の幅を数値で示すもので、例えば「φ50 H7」は径の許容範囲を示す。一方、幾何公差は形そのものの理想形からのずれを示す。同じφ50の穴でも、寸法公差だけを満たしていても、穴が楕円に歪んでいたり、軸方向に対して傾いていたりする可能性は排除できない。
実務では、寸法公差だけでは組立や機能を保証できない箇所に幾何公差を追加で指定する、という位置づけで使われる。すべての寸法に幾何公差をつける必要はなく、機能上重要な箇所に絞って指定するのが一般的である。
4つの分類
幾何公差はおおまかに4つのグループに分かれる。
形状公差は、単独の形体がどれだけ理想形に近いかを規定する。平面度、真円度、真直度、円筒度が含まれ、データム（基準）を必要としない。
姿勢公差は、ある形体が別の基準（データム）に対してどれだけ理想的な向きを保っているかを規定する。平行度、直角度、傾斜度が含まれる。
位置公差は、ある形体が基準に対してどれだけ理想的な位置にあるかを規定する。位置度、同軸度、対称度が含まれる。
振れ公差は、部品を回転させたときの振れ幅を規定する。円周振れと全振れがあり、複数の要素（真円度や同軸度など）が組み合わさった結果として現れる特性を管理する。
深穴加工での位置づけ
深穴加工では、穴が長くなるほど工具のたわみや切りくず排出の影響で、単純な径のばらつきだけでなく、穴の曲がり（真直度）や、加工基準に対する穴の傾き（位置度・直角度）が問題になりやすい。寸法公差だけを図面に指定しても、こうした形状のずれは規制できない。
そのため深穴部品では、径の公差に加えて真直度や位置度の幾何公差を併記し、どの程度の曲がりまで許容するかを明確にしておくことが多い。逆に、機能上曲がりが問題にならない穴では、幾何公差を省略してコストと納期を優先する判断もありうる。
よくある誤解
✕ 寸法公差を厳しくすれば、幾何公差は指定しなくても精度は保証される。
○ 寸法公差は径や長さの数値のばらつきしか規制せず、形の歪みや基準に対する傾きは別の話である。機能上、形状・姿勢・位置のずれが問題になる箇所には、幾何公差を別途指定する必要がある。
✕ 幾何公差はすべての寸法に付けるほど精度が高い図面になる。
○ 幾何公差は機能上重要な箇所に絞って指定するのが実務的な使い方である。不要な箇所にまで付けると、検査項目が増えてコストと納期が悪化するだけで、機能上の恩恵は乏しい。
✕ 深穴の曲がりは寸法公差（径の公差）を守っていれば自動的に問題にならない。
○ 径の公差と穴の曲がり（真直度）は別の特性である。径が公差内でも、穴全体が緩やかに曲がっていることはあり得るため、曲がりを規制したい場合は真直度や位置度の幾何公差を別途指定する必要がある。
よくある質問
図面に幾何公差が指定されていない場合、精度は保証されないということですか？+
幾何公差を指定すると、加工コストは必ず上がりますか？+
深穴部品の図面に幾何公差を追加したい場合、何を優先して指定すべきですか？+
関連用語
出典
- JIS B 0021（製図-幾何公差表示方式）
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