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■□■　平林良人の『つなげるツボ』Vol.458 ■□■
―　ISOマネジメントシステムのテクノファ　―
―　つなげるツボ動画版はじめました　―
＊＊＊　特別採用（トクサイ）を考える10　＊＊＊
－公差設計3－
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公差設計においては、数多くある部品同士が完全に（100%）互換
性を持つことは厳しすぎるとして、ある確率で互換性のないこと
を認めることが普通です。完全に互換性があることにこだわるよ
りも、例外的に一部の組合せが犠牲になったほうが経済合理性か
らみて有利になるからです。ただ、部品公差を大きくした後にお
いても、完成品の公差には大きな影響を与えないということは重
要なことです。

■■　経済合理性　■■
経済合理性とは「経済的な価値基準に沿って論理的に判断した場
合に、利益があると考えられる性質・状態」とGoo辞書には出て
います。ここで注意が必要なのは、「価値基準」がいろいろ解釈さ
れうるということです。特別採用を考えるときには２つの価値基
準があります。一つは買い手側の価値基準です。すでに合意され
ている規格から外れている製品を購入するには、リスクを考えな
くてはなりません。リスクがどの程度あるのかを判断するには時
間も知的労力もかかります。そのリスクと天秤にかけどちらが重
いかを測るものが値引きと顧客納期です。
もう一つは売り手側の価値基準です。規格外れ品を廃棄する費用
がどのくらいかが基準となります。廃棄する費用と天秤にかけど
ちらが重いかを測るものが規格見直し（公差計算など）の知的労
力です。買い手側、売り手側両者の価値基準においてそれぞれに
利益有りと判断されたときに特別採用は成立します。

■■　公差設計を考える　■■
部品公差をゆるめた結果、部品がすべて公差内であっても、多量
にある部品を無差別に組み合わせたとき、公差外のもの、すなわ
ち不良品が生ずる可能性が増えることに注意をしなければなりま
せん。設計当初の部品の寸法の公差設計について調査しておくと
よいでしょう。以下は日本機械学会の機械工学便覧からの引用で
す。
「公差設計には、各構成部品に対しての公差設定、ある部分の組
み立てユニットに対して各部品のペア部品の公差設定、また各部
品の組み立て後における終局の長さの公差設計などがある。終局
の長さの公差設計については、一種の変動のかさなりとみて、各
部品の公差を直角に足した値を組立後の公差として考えることが、
工作の際の指定公差に対する実際寸法の変動の確率からみて望ま
しい。たとえば部品Aの公差を±aとし、部品Bの公差を±ｂと
し、この二つの組立後における終局の長さの公差を考えてみる。
部品Ａの長さがＡ＋aであることは1,000個に１個くらい、部品
Bの長さがB＋bであることも1,000個に１個くらいの割合でし
か起こらないとすれば、このように長いものどうしが組合される
確率は、1/1,000,000しかないことになる。すなわち、終局の公
差を単純に足して（（+a）+（+b））という寸法にすると、100万
個に1個ぐらいにしか起きないまれな場合となり、あまりに用心
しすぎると言える、そこで、100万個に1、2個ぐらいの例外は
許すとして、終局の長さの公差を考えると直角に足す方法による
のが、実用的によい基準を与えてくれるのである。ただし、この
方法は各成分が公差の範囲内で独立に変動するという仮定の上に
たって導かれたものである。
直角に足す方法とは、例えば二つの部品の公差が±0.3mm．
±0.4mmだった場合に、終局の長さの公差は、直角三角形の作図
によるか、または、0.3の二乗に0.4の二乗を足してルートで開
いて±0.5mmという値を得る。三点以上の部品の場合も同様な方
法で行われる。
【引用】機械工学便覧　日本機械学会　1966年　改定４版　」

■■　公差設計まとめ　■■
公差を考えることは製品設計の一部ですが、製品設計で最初に手
がけるものは機能設計です。製品の使用目的を明確にすることの
中から所定の機能を実現すること、あるいは求められる役割を果
たすことを明確にします。機能設計の考え方の基準となるものは、
製造可能であるという当たり前のことですが、最終的に重要なこ
とは消費者が満足するというところに在ることは言うまでもあり
ません。
機能設計の次に行われるのが、生産設計です。構成部品の要素の
公差の設定、最適材料の選択、設計の単純化、現行規格部品、現
用機素の大幅利用、工作上からみた設計構造が何らかの設計変更
によって製品の品質を向上させ、製作を容易にさせ、また経済性
の向上などにわたって生産上有利になるように考えます。公差設
計はこの生産設計の中に含まれます。新製品企画の主として最初
に描かれた機能設計を詳細にかつ批判的に検討し、検討結果をも
とに詳細設計する、というのが製品設計の流れです。
今回の「公差設計のまとめ」として次のようなことを記しておき
ます。公差設計には、基本的に２つの方法があります。
　(1)完全互換性の方法（積み重ねによる考え方）→ Σ計算
　(2)不完全互換性の方法（統計的な考え方）→　√計算
【参考文献】　公差設計入門　栗山弘　2023年　日経ものづくり