はめあい公差とは？H7・h6の意味と穴・軸のすきま・しまりを解説

機械部品を組み立てるとき、穴と軸の寸法が同じであれば、必ず適切に組み付けられるとは限りません。

穴がわずかに大きければ軸は動きやすくなりますが、すきまが大きすぎるとガタつきます。反対に軸が穴より大きければ強く固定できますが、しめしろが大きすぎると組み立てられなかったり、部品が変形したりする可能性があります。

このような穴と軸の組み合わせを適切に管理するための考え方が「はめあい公差」です。

図面では、次のような記号が使用されます。

• H7
• H8
• g6
• h6
• k6
• m6
• p6

しかし、初めて図面を見る人にとっては、「H7とh6は何が違うのか」「数字が小さいほど厳しいのか」「どの組み合わせを選べばよいのか」が分かりにくいところです。

この記事では、はめあい公差の基礎、H7・h6などの記号の読み方、すきまばめ・中間ばめ・しまりばめの違い、加工方法、図面指定で注意したいポイントを解説します。

はめあい公差とは

はめあい公差とは、穴と軸を組み合わせたときのすきま、またはしめしろを管理するための寸法公差です。

機械部品では、穴へ軸、ピン、シャフト、ベアリング、ブッシュなどを挿入して使用することがあります。

このとき、部品の目的によって必要な組み付き方が異なります。

• 軸を滑らかに回転させたい
• 部品を抜き差しできるようにしたい
• 位置決め用のピンを軽く差し込みたい
• 圧入して動かないように固定したい
• ベアリングの内輪を軸へ固定したい
• 組み立て後も分解できるようにしたい

この違いを図面上で明確にするのが、はめあい公差です。

単に「穴径20mm」「軸径20mm」と指定するだけでは、実際に完成する穴と軸の寸法範囲が分かりません。

そこで、H7やh6などの公差域クラスを指定し、完成寸法の許容範囲を決めます。

なぜ穴と軸に公差が必要なのか

金属加工では、図面に記載された基準寸法と完全に同じ寸法を、誤差なく作ることはできません。

工作機械、工具、材料、加工熱、測定環境などの影響により、実際の完成寸法にはわずかなばらつきが生じます。

例えば、基準寸法が20mmの穴でも、実際には次のような寸法になります。

• 20.000mm
• 20.008mm
• 20.015mm
• 20.021mm

軸についても、19.987mm、19.995mm、20.000mmなど、一定の範囲で寸法が変化します。

公差とは、この寸法のばらつきをどこまで許容するかを決めたものです。

穴と軸の両方に適切な公差を設定することで、別々に製作した部品でも、設計した状態で組み合わせやすくなります。

また、補修や交換の際にも、同じ公差で製作された部品であれば、互換性を確保しやすくなります。

寸法公差そのものについては、既存記事「金属加工の公差とは？±0.01mmの意味と精度を指定するポイント」でも詳しく解説しています。

H7・h6の記号は何を意味するのか

はめあい公差の記号は、アルファベットと数字の組み合わせで表されます。

例えば、H7とh6は次のように読み取ります。

• H・h：基準寸法に対する公差域の位置
• 7・6：寸法が許容される公差幅の等級

大文字は穴、小文字は軸を表す

はめあい公差では、アルファベットの大文字と小文字で対象を区別します。

• 大文字のH・G・K・N・Pなど：穴
• 小文字のh・g・k・m・pなど：軸

したがって、H7は穴に使用する公差域クラスであり、h6は軸に使用する公差域クラスです。

H7とh7は、同じ「エイチナナ」と読まれることがありますが、対象と公差域の位置が異なります。

図面を確認するときは、アルファベットの大文字と小文字を見落とさないよう注意が必要です。

アルファベットは公差域の位置を表す

アルファベットは、基準寸法に対して公差域がどの位置にあるかを示します。

穴のHでは、下の許容差が0になります。

例えば、φ20H7の場合、穴は基準寸法20.000mmより小さくならず、プラス側へ公差を持ちます。

軸のhでは、上の許容差が0になります。

φ20h6の場合、軸は20.000mmより大きくならず、マイナス側へ公差を持ちます。

同じ基準寸法でも、アルファベットを変更すると、穴と軸の寸法範囲が移動します。その結果、すきまができたり、圧入が必要になったりします。

数字は公差等級を表す

H7やh6の数字は、寸法の許容幅を表す公差等級です。

一般的には、数字が小さいほど許容される寸法幅が狭くなり、高い加工精度が必要になります。

例えば、同じ基準寸法では、H6の方がH7より公差幅が狭く、H7の方がH8より公差幅が狭くなります。

ただし、同じH7でも、基準寸法が変われば実際の許容差も変わります。

φ10H7とφ100H7では、同じ数値の公差を使用するわけではありません。必ず基準寸法に対応した公差表を確認する必要があります。

φ20H7とφ20h6を組み合わせた例

基準寸法φ20mmの穴と軸を、H7とh6で指定した場合を見てみましょう。

φ20H7の穴

φ20H7の穴は、次の範囲です。

• 最小穴径：20.000mm
• 最大穴径：20.021mm

φ20h6の軸

φ20h6の軸は、次の範囲です。

• 最小軸径：19.987mm
• 最大軸径：20.000mm

この穴と軸を組み合わせると、すきまは次の範囲になります。

• 最小すきま：0mm
• 最大すきま：0.034mm

穴が最小寸法の20.000mm、軸が最大寸法の20.000mmなら、計算上のすきまは0mmです。

穴が最大寸法の20.021mm、軸が最小寸法の19.987mmなら、最大すきまは0.034mmになります。

このように、はめあいは基準寸法だけでなく、穴と軸それぞれの最大寸法と最小寸法を組み合わせて判断します。

なお、実際の組み立てや動きには、表面粗さ、真円度、円筒度、温度、潤滑、部品の長さなども影響します。

はめあいは3種類に分けられる

穴と軸のはめあいは、主に次の3種類に分けられます。

1. すきまばめ
2. 中間ばめ
3. しまりばめ

すきまばめとは

すきまばめとは、穴の最小寸法が軸の最大寸法以上になり、組み合わせたときにすきまができるはめあいです。

手で組み立てたり、軸を回転・摺動させたりする部分に使用されます。

代表的な組み合わせには、次のようなものがあります。

• H7/f7
• H7/g6
• H7/h6
• H8/f7
• H8/h7

ただし、実際のはめあい状態は基準寸法によって変化するため、公差表での確認が必要です。

すきまばめが使用される例

• 回転する軸
• 摺動するシャフト
• 抜き差しするピン
• 分解することが多い部品
• 軽く挿入するカバーやカラー
• 給油や潤滑が必要な部分

すきまが小さすぎると、摩擦が増えて動きが重くなります。温度上昇によって軸が膨張すると、焼付きや動作不良が起こる可能性もあります。

反対に、すきまが大きすぎると、ガタ、振動、騒音、位置ずれなどの原因になります。

動けばよいという理由だけで大きなすきまを設定せず、部品の回転速度、荷重、温度、潤滑条件を確認することが重要です。

中間ばめとは

中間ばめとは、穴と軸の完成寸法によって、すきまができる場合と、しめしろができる場合の両方があるはめあいです。

軽く押し込むことで組み立てられる場合もあれば、プレスや簡単な工具が必要になる場合もあります。

代表的な組み合わせには、次のようなものがあります。

• H7/js6
• H7/k6
• H7/m6
• H7/n6

ただし、公差域と基準寸法によって分類が変わる場合があるため、組み合わせだけで決めつけず、最大すきまと最大しめしろを計算します。

中間ばめが使用される例

• 高い位置精度が必要な部品
• 位置決め用のピン
• 軽く固定したいカラー
• 組み立て後に分解する可能性がある部品
• 軸とハブの位置を正確に合わせたい部分
• ガタを小さくしたい部品

中間ばめは、すきまばめとしまりばめの中間に位置しますが、どの部品にも使える万能な指定ではありません。

実際に必要な挿入力、保持力、分解性を考えて選定する必要があります。

しまりばめとは

しまりばめとは、軸の最小寸法が穴の最大寸法より大きく、組み合わせたときに必ずしめしろが生じるはめあいです。

手で差し込むことは難しく、プレスを使用した圧入や、穴側を加熱する焼きばめ、軸側を冷却する冷やしばめなどによって組み立てます。

代表的な組み合わせには、次のようなものがあります。

• H7/p6
• H7/r6
• H7/s6
• H7/u6

しまりばめが使用される例

• 抜けてはいけないピン
• 軸へ固定するハブ
• 歯車と軸の固定
• ベアリングと軸の固定
• ブッシュの圧入
• 回転力を伝える部品
• 高い位置保持力が必要な部品

しめしろが小さすぎると、使用中に部品がずれたり、空転したりする可能性があります。

反対に、しめしろが大きすぎると、圧入時に部品が割れたり、穴が広がったり、軸が変形したりすることがあります。

しまりばめは、単に「きつくすればよい」というものではありません。

材質、肉厚、形状、表面粗さ、圧入長さ、荷重、温度、必要な保持力などを考慮して選定します。

穴基準と軸基準の違い

はめあい方式には、穴基準と軸基準があります。

穴基準はめあい

穴基準はめあいは、穴の公差域をHなどに固定し、軸側の公差域を変更して、すきまやしめしろを調整する方式です。

例えば、H7の穴に対して、次のように軸側を変更します。

• H7/g6：すきまばめ
• H7/h6：すきまばめ
• H7/k6：中間ばめ
• H7/p6：しまりばめ

穴加工では、ドリル、リーマ、ボーリング工具など、標準化された工具を使用することが多いため、一般的には穴基準方式が利用しやすいとされています。

軸基準はめあい

軸基準はめあいは、軸側の公差域をhなどに固定し、穴側の公差域を変更する方式です。

同じ軸を使用しながら、複数の穴との組み合わせを変更したい場合などに採用されます。

市販のシャフトや基準軸をそのまま使用したい場合にも、軸基準方式が検討されます。

どちらを選ぶかは、使用する工具、部品形状、標準材料、加工数量、コストなどによって判断します。

用途に合ったはめあい公差の選び方

はめあい公差は、記号だけを見て選ぶのではなく、部品に必要な機能から決めることが重要です。

回転・摺動させたい場合

回転や摺動が必要な部分では、すきまばめを検討します。

確認する項目は次のとおりです。

• 回転速度
• 荷重
• 潤滑方法
• 使用温度
• 軸の長さ
• 材質
• 必要なガタの範囲
• 摩耗した場合の影響

高速回転する軸では、発熱による膨張も考慮しなければなりません。

常温では適切なすきまでも、運転中に軸が膨張して動きが悪くなる可能性があります。

位置決めしたい場合

位置決め用のピンや治具では、ガタを抑えながら、組み立てや分解ができる公差を検討します。

穴とピンの両方を厳しくしすぎると、加工費が上がるだけでなく、複数のピンを同時に挿入できなくなることがあります。

2本以上の位置決めピンを使用する場合は、穴ピッチ、位置度、平行度なども重要です。

圧入して固定したい場合

圧入部品では、必要な保持力と部品の強度から、しめしろを検討します。

確認する項目は次のとおりです。

• 必要な抜け荷重
• 伝達するトルク
• 圧入する長さ
• 軸と穴の材質
• 部品の肉厚
• 圧入時の変形
• 使用温度
• 分解の有無
• 表面処理の有無

薄肉の部品へ大きなしめしろを設定すると、穴の周囲が変形したり、割れたりする可能性があります。

必要に応じて、キー、止めねじ、スナップリング、接着剤など、はめあい以外の固定方法も検討します。

ベアリングを取り付ける場合

ベアリングのはめあいは、内輪と外輪のどちらが回転荷重を受けるか、荷重の大きさ、回転速度、温度、軸とハウジングの材質などによって選定します。

回転荷重を受ける側をゆるくすると、はめあい面でずれが発生し、摩耗や損傷につながる可能性があります。

ベアリングメーカーが示す推奨はめあいを確認し、使用条件に合った公差を選ぶことが重要です。

H7の穴はどのように加工するのか

H7のような精度穴は、ドリル加工だけで安定して仕上げることが難しい場合があります。

部品形状や穴径、深さ、材質、要求される精度に応じて、次のような加工方法を検討します。

リーマ加工

リーマ加工は、ドリルなどで開けた下穴を、リーマと呼ばれる工具で仕上げる方法です。

穴径の寸法精度や表面粗さを整えるために使用されます。

ただし、リーマは下穴の位置ずれや曲がりを大きく修正する工具ではありません。

下穴の位置、取り代、工具の振れ、切削条件、切削油などが適切でなければ、穴径のばらつきや多角形状が発生する可能性があります。

ボーリング加工

ボーリング加工は、すでに開いている穴を工具で広げ、寸法や位置を仕上げる方法です。

穴径を調整しやすく、穴の位置精度や同軸度が重要な部品にも使用されます。

ただし、小径穴、深い穴、工具の突き出しが長い穴では、工具のたわみやビビリに注意が必要です。

研削加工

高い寸法精度、真円度、円筒度、表面粗さが必要な場合は、内面研削などが検討されます。

また、焼入れ後の高硬度部品では、通常の切削加工ではなく研削加工で最終寸法へ仕上げる場合があります。

ワイヤーカット加工

貫通穴で、形状や材質などの条件が合う場合は、ワイヤーカット加工を利用できることがあります。

ただし、ワイヤーカット特有の加工面やコーナー形状、加工時間などを考慮する必要があります。

h6の軸はどのように加工するのか

h6などの精密な軸は、NC旋盤による仕上げ加工や円筒研削などによって製作します。

NC旋盤加工

NC旋盤では、材料を回転させながら工具を当て、外径を仕上げます。

寸法精度を安定させるには、次の条件が重要です。

• 工具の摩耗
• 切削速度
• 送り量
• 切込み量
• 切削熱
• チャック圧
• 材料の振れ
• 工具の突き出し
• 測定時の温度

長いシャフトでは、加工中に材料がたわんだり、振動したりすることがあります。

必要に応じてセンター、心押し台、振れ止めなどを使用し、加工中の変形を抑えます。

円筒研削

より高い寸法精度や表面粗さが必要な場合、旋盤加工後に円筒研削を行うことがあります。

熱処理後の軸や、ベアリングとの組み合わせに使用する軸などでも検討されます。

はめあいは寸法だけでは決まらない

穴と軸が公差内に入っていても、必ず想定どおりに組み付けられるとは限りません。

実際のはめあいには、次の要素も影響します。

表面粗さ

加工面には、目に見えない細かな凹凸があります。

圧入すると、この凹凸がつぶれることで、計算上のしめしろより保持力が小さくなる場合があります。

摺動部では、表面が粗すぎると摩擦や摩耗が増える可能性があります。

表面粗さについては、既存記事「切削加工の表面粗さとは？Ra・Rzの違いと図面での指定方法をわかりやすく解説」でも解説しています。

真円度・円筒度

穴径や軸径を一か所で測定して公差内でも、断面が楕円形になっていたり、長さ方向で直径が変化していたりする場合があります。

精密な回転部品や圧入部品では、寸法公差だけでなく、真円度や円筒度の指定が必要になることがあります。

同軸度・振れ

段付き軸や複数の穴では、それぞれの直径が公差内でも、中心軸がずれている可能性があります。

回転部品では、同軸度や円周振れの管理も重要です。

面取り

穴の入口や軸の先端に適切な面取りがないと、組み立て時に引っかかったり、部品の表面を傷つけたりします。

圧入では、面取りの形状が悪いと、かじりや変形の原因になります。

温度

金属は温度によって膨張・収縮します。

加工時、測定時、組立時、使用時の温度が異なると、穴と軸の寸法関係も変化します。

特に、大径部品、長尺部品、異なる材質を組み合わせる部品、高温・低温環境で使用する部品では注意が必要です。

表面処理

めっきやアルマイトなどの表面処理を行うと、穴径や軸径が変化します。

はめあい部分では、処理前の寸法なのか、処理後の完成寸法なのかを図面で明確にする必要があります。

必要に応じて、はめあい部分をマスキングしたり、表面処理後に仕上げ加工したりします。

はめあい公差を厳しくすると加工費が上がる理由

公差を厳しくすると、一般的に加工費は高くなります。

主な理由は次のとおりです。

• 仕上げ加工の工程が増える
• リーマや専用工具が必要になる
• 工具摩耗の管理が厳しくなる
• 加工途中の測定回数が増える
• 温度管理が必要になる
• 加工速度を下げる場合がある
• 不良や再加工のリスクが高くなる
• 研削加工が必要になる場合がある
• 測定器や検査方法が限定される
• 全数検査が必要になる場合がある

数字が小さい公差等級を指定すれば、必ず高品質な部品になるわけではありません。

部品の機能に必要な範囲を超えて公差を厳しくすると、効果がないまま加工費だけが増える可能性があります。

回転、摺動、位置決め、圧入など、必要な機能を整理したうえで、公差域クラスを選定することが大切です。

図面ではどのように指定するのか

はめあい公差は、基準寸法の後ろへ公差域クラスを記載します。

例えば、基準寸法20mmの場合は次のように指定します。

• 穴：φ20H7
• 軸：φ20h6

組立図では、φ20H7/h6のように穴と軸の組み合わせを記載する場合もあります。

加工図では、穴部品と軸部品それぞれに必要な公差を記載します。

公差記号だけでなく、必要に応じて次の情報も指定します。

• 表面粗さ
• 真円度
• 円筒度
• 同軸度
• 円周振れ
• 面取り
• 熱処理
• 表面処理
• 処理前・処理後の寸法
• 測定位置
• 検査方法

はめあい公差の指定で起こりやすい失敗

H7を指定すればよいと考える

H7は穴の寸法範囲を示す記号であり、それだけでは最終的なはめあい状態を判断できません。

組み合わせる軸の公差も必要です。

H7の穴でも、軸がg6、h6、k6、p6では、すきまやしめしろが異なります。

基準寸法による違いを確認していない

同じH7でも、φ10とφ100では許容される寸法幅が異なります。

過去に使用した公差値を、そのまま別の直径へ適用しないよう注意が必要です。

必要以上に厳しい等級を指定する

精度が高いほどよいと考え、必要のないH6やh5などを指定すると、加工方法や測定方法が限定され、費用や納期へ影響します。

部品の機能に対して適切な等級を選びます。

表面粗さや幾何公差を考慮していない

寸法だけ公差内に入っていても、穴が楕円、軸がテーパー、中心がずれていると、正しく組み付けられない場合があります。

精密なはめあいでは、真円度、円筒度、同軸度、表面粗さなども検討します。

めっき後の寸法を考慮していない

めっきによって軸径が大きくなり、穴径が小さくなると、予定していたはめあいが変化します。

処理後寸法を保証するのか、はめあい部分をマスキングするのかを事前に決めます。

複数のピンを厳しい公差で指定する

2本以上の位置決めピンを使用する場合、穴径だけでなく、穴の位置精度も影響します。

両方のピンと穴を厳しいすきまのない状態にすると、部品を組み付けられない可能性があります。

片側を丸ピン、もう片側をダイヤピンにするなど、位置ずれを吸収する方法も検討します。

加工を依頼するときに伝えたい情報

はめあい部品の加工を依頼するときは、次の情報を用意すると確認がスムーズです。

• 穴と軸の基準寸法
• 穴側の公差域クラス
• 軸側の公差域クラス
• 部品の材質
• 熱処理の有無
• 表面処理の有無
• 表面処理後の完成寸法
• 表面粗さ
• 幾何公差
• 部品の用途
• 回転・摺動・圧入の別
• 使用温度
• 荷重
• 組立方法
• 分解の有無
• 製作数量
• 希望納期
• 検査成績書の要否

公差記号が決まっていない場合でも、「手で抜き差ししたい」「圧入して固定したい」「回転させたい」「ガタを小さくしたい」など、必要な機能を加工会社へ伝えることが重要です。

はめあい公差に関するよくある質問

H7とは何ですか？

H7は、穴に使用する公差域クラスです。

大文字のHは穴の公差域の位置を示し、7は公差等級を示します。Hの穴は下の許容差が0で、基準寸法からプラス側へ公差を持ちます。

実際の許容差は基準寸法によって変わります。

h6とは何ですか？

h6は、軸に使用する公差域クラスです。

小文字のhは軸の公差域の位置を示し、6は公差等級を示します。hの軸は上の許容差が0で、基準寸法からマイナス側へ公差を持ちます。

H7とh6の組み合わせは何ばめですか？

一般的な穴基準方式では、H7/h6はすきまばめとして使用されます。

最小すきまが0になる場合があるため、必ず大きなすきまができるわけではありません。基準寸法に対応した許容差を確認してください。

H7の穴はドリルだけで加工できますか？

ドリルだけでは、穴径、真円度、表面粗さなどを安定してH7へ仕上げることが難しい場合があります。

材質、穴径、深さなどに応じて、リーマ加工、ボーリング加工、研削加工などを検討します。

公差等級の数字は小さいほどよいのですか？

数字が小さいほど公差幅が狭くなり、高い加工精度が必要になります。

しかし、必要以上に厳しい公差は、加工費や納期を増やす原因になります。部品の機能に必要な公差を選ぶことが重要です。

はめあい部分にも表面粗さは必要ですか？

回転、摺動、圧入などを行う面では、表面粗さが機能へ影響することがあります。

寸法公差だけでなく、用途に応じて表面粗さも指定します。

めっき後もH7やh6を保証できますか？

表面処理の種類、膜厚、部品形状などによって異なります。

図面には、処理後の完成寸法を保証するのか、処理前の加工寸法を指定するのかを明確に記載する必要があります。

はめあい公差が決まっていなくても相談できますか？

部品の用途、回転・摺動・圧入の別、必要なガタ、分解の有無などが分かれば、加工方法や公差について相談できます。

最終的な公差の決定は、部品の設計者が強度や安全性を含めて判断する必要があります。

広島ではめあい部品の精密加工なら宝栄工業へ

はめあい公差は、軸と穴の組み付け状態を左右する重要な指定です。

寸法公差だけでなく、表面粗さ、真円度、円筒度、同軸度、温度、熱処理、表面処理まで考慮しなければ、設計どおりの機能を得られない場合があります。

宝栄工業株式会社では、広島市を拠点に、NC旋盤、マシニングセンタ、NCフライス盤、ワイヤーカット、平面研削盤などを活用した精密金属加工を行っています。

穴、軸、シャフト、ピン、カラー、フランジ、治具、機械部品など、はめあいが必要な部品加工もご相談いただけます。

宝栄工業が掲げる±0.01mmの加工精度は一つの目安です。実際に対応できる精度は、材質、形状、寸法、肉厚、加工箇所、熱処理、測定方法などによって異なります。

• H7の精密穴を加工したい
• h6のシャフトを製作したい
• 穴と軸のガタを抑えたい
• 圧入部品の加工を依頼したい
• 表面処理後の寸法まで相談したい
• 単品試作から量産まで依頼したい

このような場合は、図面、材質、数量、用途、希望納期をご用意のうえ、宝栄工業へご相談ください。

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、またはしめしろを管理するための寸法公差です。

主なはめあいには、次の3種類があります。

• すきまばめ
• 中間ばめ
• しまりばめ

H7やh6などの記号では、大文字が穴、小文字が軸を表します。アルファベットは公差域の位置、数字は公差等級を示します。

ただし、同じH7やh6でも、基準寸法が変われば実際の許容差も変わります。

また、部品の組み付き方は寸法だけでなく、次の条件にも影響されます。

• 表面粗さ
• 真円度
• 円筒度
• 同軸度
• 面取り
• 温度
• 材質
• 熱処理
• 表面処理
• 荷重
• 回転速度
• 組立方法

はめあい公差は、数字を厳しくすればよいものではありません。部品の用途と必要な機能に合った公差を選ぶことが重要です。

はめあい部品の加工や公差指定でお困りの場合は、図面と使用条件を用意し、加工会社へ早めに相談しましょう。