前回は図面の基本的な見方を説明したので、今回は図面を見ていく上で必ず必要になる寸法公差について説明をして行く。公差の仕組みがわかれば図面に開いてある寸法の意味がただの数字ではなく、機能性能はもちろんのこと生産まで含めた大きな意味を理解できるようになると思う。初心者でもわかるように基本的に四則演算と乗数だけでわかるように努力する。寸法公差の記入例では具体的に寸法公差の記入例を見て行こう。今回は寸法A(mm)とし公差を表すと次のようになる。・-a~+a(mm)・+b~+a(mm)・0〜+a(mm)・-a~0(mm)・-b~-a(mm)の例を紹介する(通常、存在する全パターンだと思うけど)。ちなみにこれからは単位mmは省略させてもらう。図面は基本的に単位はmmなのだ。覚えて欲しいのが寸法Aのことを称呼値(しょうこちと読む)と言う。頻繁に使うので是非、覚えてくれ。基本の型はA±aであるが設計上のテクニックで称呼値より絶対に大きくしたい、小さくしたいと意思表示をする場合は片振り寸法公差0〜a,-a~0と記載する。残りの2パターンははめあい公差を使うときに使う。はめあい公差については専用項目を創って説明する。とここまで普通の説明をしてきたが実は生産側から図面を観ると基本の型A±a以外の型は全く意味はなく全てA±aの型に変換されてしまう。造る側から観ると、この寸法の意味は加工の狙い値±許容されている誤差となる。実際には量産するとなるとさまざまな要因があって、必ずしも狙い値が称呼値になるかというとそうではないが、基本的には狙い値±許容誤差としているはずである。よって設計者も片振り公差など使うときは一度、計算して中央値±公差の形にして加工の狙い値を確認しておこう。量産工程(製造現場)から見る公差の意味では量産(少なくても25個以上くらい造るもの)する場合は寸法公差がどう見えているかというと“加工した部品の寸法の平均値±工程での寸法のばらつき“と見ている。ばらつきという新しい言葉が出てきたがそんなに難しくなくてばらつきの意味は狙った値からどれだけ外れたかということである。平均はそのまま学校で習った平均のことである。5.4の4個ができたとする。すると平均は(4.6+4.8+5.0+5.2+5.4)/4で5.00になってばらつきは±0.4になる。よって5±0.4が例題での量産できた寸法となる。例のような4個とかの少数の場合は簡単だが量産となると少ないもので100個くらいで多いと100万個とか生産する場合もあるので、いちいち全部を計測していたらやってられない。ここで統計的手法を使って量産での寸法を管理する。例として次の表のような生産がされたとしよう。これを横軸を寸法、縦軸を生産された数として棒グラフを創るとさらに棒グラフから折れ線グラフにするととなる。この生産数をどんどん増やしていくと(例えば極端に♾個とかにする)次のようになる。この曲線は実は統計学の正規分布という曲線になる(最近はガウス分布と呼ぶこともあるらしい)。正規分布になる条件としてはしっかりと管理された工程(機械のメンテナンスなど)の場合に限る。逆に自分が関わっている製品を量産したときに、正規分布を取らない場合は工程がおかしいので改善するのか、よっぽどおかしな寸法の振り方をしている場合なので図面なり工程なりを見直そう。この正規分布って奴はすこぶる便利なもので生産した部品の平均値とばらつきの度合いが分かればある寸法はその工程で何%の確率で発生するのかがわかってしまう。正規分布についてでは管理された量産工程で生産される部品の寸法が正規分布の形になるのは良いとして、実際に何がわかれば正規分布が書けるのかというとまず一つ目は生産された部品の寸法の平均値μ(ミューと呼ぶ、覚えといてくれ)を求める。$(エスの2乗)を使う。分散と聞いて難しいと思わないで欲しい。以下の計算を分散というだけである。Σ(ラージシグマ)はただ単にカッコの中の式をn回足してくれという意味なだけである。なんで分散は2乗した値を取り扱うのかというとばらつきを表すのに2乗するのは便利な物で、もし2乗しないと例えば平均が5に対し値が5.1、4.9の場合に寸法5からの差を2乗しないと平均の差が0.1、−0.1で足し合わせると0となり”ばらつているのにばらつきなし”と結果が出てしまうことがある。一つ重要な値があってそれが標準偏差σ(シグマ)である。これも難しく考えないで以下の式が標準偏差というものなんだと覚えて欲しい。