CNC加工における寸法公差と幾何公差の違いとは？
エンジニアとして、私たちはCNC部品が現実の世界でどのように組み立てられ、機能し、適合するかを管理するために、寸法公差と幾何公差の両方を使用します。両者は連携して機能しますが、同じものではありません。
寸法公差：サイズおよび線形特徴の管理
寸法公差は、長さ、幅、直径、厚さ、穴径などの寸法における許容変動範囲を定義します。たとえば、Ø10.00 mmのシャフトに±0.02 mmの公差が設定されている場合、実際のサイズは9.98 mmから10.02 mmの間であれば許容範囲内です。これらの公差は、非重要な特徴や標準的な嵌合には十分であり、機械の精度およびプロセス安定性に直接関係します。これは当社のCNC加工、CNCフライス加工、およびCNC旋削サービスで確保されています。 複数の特徴に対して厳密な公差が求められる場合、当社では精密加工サービスおよび多軸加工サービスの一環として、専用のセットアップおよび検査戦略を適用しています。寸法公差は「この特徴は定義された範囲内で正しいサイズか？」という基本的な問いに答えるものです。
幾何公差：形状、方向、および位置の管理
幾何公差（GD&T）は、寸法の枠を超えて、特徴同士の空間的な関係性を制御します。真直度、平面度、円度、円筒度、垂直度、平行度、位置度、振れなどが含まれます。穴が寸法的に許容範囲内であっても、位置がずれている可能性があり、幾何公差はそれを防ぎます。 高温合金のタービンハウジングや医療機器・自動車部品の精密ボアなどの機能的アセンブリにおいて、幾何公差は位置合わせ、シーリング、ベアリング寿命、荷重伝達の一貫性を保証します。つまり、幾何公差は「形状の良さ」を定義し、寸法公差が「大きさの正しさ」を定義するのです。
実際のプロジェクトにおける両者の連携
実務では、寸法公差と幾何公差を組み合わせて使用します。
アルミニウム6061-T6などの構造部品では、寸法公差によって全体サイズを制御し、幾何公差によって平坦な取り付け面や正確な穴位置を確保します。
ステンレス鋼SUS304製のマニホールドでは、位置度および垂直度公差によって流体ポートの整列を維持します。
インコネル718やTi-6Al-4Vなどの航空宇宙用途の高温部品では、幾何公差がベアリング界面やシーリングラインの精度を保護し、極端な熱・機械的負荷に対応します。
PEEKなどのエンジニアリングプラスチックでは、クリープや組立応力、金属部品との嵌合を適切に管理するためにGD&Tが重要です。
さらに、下流の性能は仕上げにも影響されます。非重要部分には加工そのままの表面仕上げ（As-machined finish）で十分な場合もありますが、シール面や摺動面などの精密部にはCNC部品研磨サービスによる表面粗さの制御が有効で、幾何精度と機能寿命を両立させます。 航空宇宙、医療機器、自動車といった産業では、GD&Tの正確な適用が不可欠です。方向誤差、振れ、位置ずれがあると、疲労破壊、漏れ、騒音、規格不適合につながる可能性があり、各特徴が「寸法的に許容範囲内」であっても問題が生じます。 寸法公差と幾何公差を適切にバランスさせることで、製造性、検査コスト、信頼性を最適化できます——重要な部分には厳密に、それ以外の部分では効率的に。
