機械設計においてはめあいは、
「部品同士をどう組み合わせ、どう動かし、どう固定するか」を決める重要な要素です。
特に 穴と軸のはめあいは、
回転・摺動・位置決め・固定・トルク伝達など、
機械の性能や寿命を大きく左右します。
この記事では、
すきまばめ／中間ばめ／しまりばめの3種類を、
実務視点でわかりやすく整理します。
はめあいとは？
はめあいとは、
「穴径」と「軸径」の寸法関係によって決まる組み合わせ状態のことです。
- 穴の方が大きい → すきまができる
- 同じくらい → 状況によりすきま／しまり
- 軸の方が大きい → 圧入が必要
この関係を JIS（ISO）公差記号で管理します。
① すきまばめ（Clearance Fit）
特徴
- 常にすきまが存在
- 組立・分解が容易
- 回転・摺動用途に最適
主な用途
- 軸受
- 回転軸
- スライド部
- 位置決め後に頻繁に動く部品
代表的な組み合わせ例
- H7/h6
- H7/g6
- H8/f7
設計上のポイント
- すきまが大きすぎるとガタ・振動・騒音
- 小さすぎると焼付き・動作不良
- 使用環境（温度・潤滑）を考慮する
② 中間ばめ（Transition Fit）
特徴
- すきまになる場合もしまりになる場合もある
- 精度の高い位置決めが可能
- 組立に軽圧入が必要な場合あり
主な用途
- 精密位置決め部
- 軽いトルク伝達
- ガタを嫌うが分解も考慮した箇所
代表的な組み合わせ例
- H7/js6
- H7/k6
設計上のポイント
- 組立方法（手圧入・プレス）を事前に検討
- 再組立の有無を設計段階で明確にする
- 公差管理が甘いとトラブルになりやすい
③ しまりばめ（Interference Fit）
特徴
- 常に軸の方が大きい
- 圧入・焼ばめが必要
- 高い固定力・トルク伝達が可能
主な用途
- 歯車の圧入
- プーリ・カップリング
- ベアリング外輪の固定
- 永久固定部品
代表的な組み合わせ例
- H7/p6
- H7/s6
- H7/u6
設計上のポイント
- 圧入力の計算が必須
- 材質・肉厚による変形に注意
- 分解不可前提で設計することが多い
はめあいの種類 早見表
| 種類 | 状態 | 主な用途 | 代表例 |
|---|---|---|---|
| すきまばめ | 常にすきま | 回転・摺動 | H7/h6 |
| 中間ばめ | すきま or しまり | 位置決め | H7/js6 |
| しまりばめ | 常にしまり | 圧入固定 | H7/p6 |
はめあい選定でよくある失敗
- 「とりあえず H7/h6」で設計してしまう
- 実際の使用温度を考慮していない
- 加工現場の公差能力を無視
- 分解・保守を想定していない
👉 はめあいは“機能＋製造＋保守”のバランス設計が重要です。
【専門編】はめあい設計で必ず考慮すべき5要素
① 熱膨張
- 鋼 × アルミ → 温度上昇でしまり増大
- 常温組立 OK → 使用温度で焼き付き発生、は典型トラブル
② 表面粗さ
- Raが荒いと実質的なしまりが増加
- 圧入時の初期損傷リスク増大
③ 組立方法
- 手組か？
- プレスか？
- 焼きばめか？
👉 組立方法を決めてからはめあいを選ぶ
④ 繰返し荷重・振動
- 微小すきま × 振動 → フレッティング摩耗
- 中間ばめは特に要注意
⑤ 公差ばらつきの統計的影響
- 単品OKでも量産でNGが出る
- 中間ばめは**工程能力（Cp/Cpk）**が重要
はめあいトラブル事例集【現場あるある】
事例①：回転が重い（すきまばめのはずが…）
原因
- 熱膨張を未考慮
- 表面粗さが想定より悪い
対策
- すきまを増やす（g6 → f7）
- 材料変更 or 温度条件見直し
事例②：ガタ・異音が発生
原因
- すきまばめ選定ミス
- 振動条件を軽視
対策
- 中間ばめへ変更
- キー・止めねじ併用
事例③：圧入時に割れる
原因
- しまり量過大
- 薄肉部・鋳物を考慮していない
対策
- しまり量を減らす
- 焼きばめ採用
- 肉厚見直し
事例④：ベアリング寿命が短い
原因
- 内輪・外輪の固定ばめ誤り
- クリープ発生
対策
- 回転側をしまりばめ
- 非回転側をすきま〜中間ばめ
事例⑤：量産で組立不能が頻発
原因
- 中間ばめで公差管理不足
- 工程能力未確認
対策
- すきま or しまりに振り切る
- 公差等級見直し
まとめ｜はめあいは「寸法」ではなく「設計思想」
- はめあいは機能・寿命・品質を決める設計判断
- 表や規格だけで決めるとトラブルになる
- 使用条件・組立・材料・温度・振動をセットで考える
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