(57)【要約】【課題】現実の製品について公差設計を適切に行うことを可能とする、公差設計研修教材を提供する。【解決手段】公差設計に関する研修又は授業を行う際に用いる公差設計研修テキストであって、第１部品と第２部品とを組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題と、演習問題を受講生に取り組ませる過程で「組立体の所定対象部位における総合公差を表す、「総合公差  ＝  呼び寸法からなる第１項  ±  軸ガタ起因位置変動量からなる第２項  ±  公差起因位置変動量からなる第３項からなる総合公差計算式（１）」を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させるのに用いる総合公差計算シートとを含む公差設計研修教材。【選択図】図７
2015143884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
公差設計に関する研修又は授業を行う際に用いる公差設計研修教材であって、
直径ＸＡ及び直径公差ＹＡを有する第１穴Ａ並びに直径ＸＣ及び直径公差ＹＣを有する第２穴Ｃを有する第１部品と、直径ＸＢ及び直径公差ＹＢを有する第１軸体Ｂ並びに直径ＸＤ及び直径公差ＹＤを有する第２軸体Ｄを有する第２部品とを、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとを係合させるとともに前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとを係合させた状態で組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題と、
前記演習問題を受講生に取り組ませる過程で「前記組立体の所定対象部位における総合公差を表す、以下の総合公差計算式（１）を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させるのに用いる総合公差計算シートとを含むことを特徴とする公差設計研修教材。
総合公差  ＝  第１項  ±  第２項  ±  第３項  ・・・（１）
但し、上記総合公差計算式（１）中、第１項は、呼び寸法からなり、第２項は、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタＧＡＢ及び前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタＧＣＤに起因して発生する前記所定対象部位のガタ起因位置変動量からなり、第３項は、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する前記所定対象部位の公差起因位置変動量からなる。
【請求項２】
前記総合公差計算式（１）に前記第１項、前記第２項及び前記第３項を代入して得られる計算結果を含む公差解析結果欄をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の公差設計研修教材。
【請求項３】
前記演習問題として、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差の両方を含む部品図を用いた第２の演習問題とを含み、
前記第１の演習問題及び前記第２の演習問題がこの順序で記載されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の公差設計研修教材。
【請求項４】
前記演習問題として、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、
前記第１の演習問題の組立体において所定の許容総合公差が与えられたときのレバー比を算出させる第３の演習問題とを含み、
前記第１の演習問題及び前記第３の演習問題がこの順序で記載されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の公差設計研修教材。
【請求項５】
前記演習問題として、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、
前記第１の演習問題の組立体において許容される最小ガタを算出させる第４の演習問題とを含み、
前記第１の演習問題及び前記第４の演習問題がこの順序で記載されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の公差設計研修教材。
【請求項６】
前記演習問題として、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、
前記第１部品及び前記第２部品の形状を前記第１の演習問題における前記第１部品及び第２部品の形状から異ならせた第５の演習問題をさらに含み、
前記第１の演習問題及び前記第５の演習問題がこの順序で記載されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の公差設計研修教材。
【請求項７】
前記演習問題として、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある組立体である第１の演習問題と、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の軸方向に沿って立体的に配置されてなる組立体である第６の演習問題とを含み、
前記第１の演習問題及び前記第６の演習問題がこの順序で記載されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の公差設計研修教材。
【請求項８】
前記演習問題として、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある組立体である第１の演習問題と、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある第１組立体と、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある第２組立体とを、前記第１組立体の前記第１部品と前記第２組立体の前記第１部品とを共通にした状態で組み立ててなる組立体である第７の演習問題とを含み、
前記第１の演習問題及び前記第７の演習問題がこの順序で記載されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の公差設計研修教材。
【請求項９】
前記演習問題として、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある組立体である第１の演習問題と、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の軸方向に沿って立体的に配置されてなる組立体である第６の演習問題と、
前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある第１組立体と、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある第２組立体とを、前記第１組立体の前記第１部品と前記第２組立体の前記第１部品とを共通にした状態で組み立ててなる組立体である第７の演習問題とを含み、
前記第１の演習問題においては、前記組立体が、前記第１部品がベースからなり前記第２部品が指針からなる指針ユニットからなり、
前記第６の演習問題においては、前記組立体が、前記第１部品が軸受けからなり前記第２部品が軸体からなる軸受けユニットからなり、
前記第７の演習問題においては、前記組立体が、前記第１部品が回路基板からなり前記第２部品がケースからなる前記第１組立体と、前記第１部品が回路基板からなり前記第２部品がコネクタからなる前記第２組立体とからなる「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の公差設計研修教材。
【請求項１０】
公差設計に関する研修又は授業を行う際に用いる総合公差計算シートであって、
前記総合公差計算シートは、直径ＸＡ及び直径公差ＹＡを有する第１穴Ａ並びに直径ＸＣ及び直径公差ＹＣを有する第２穴Ｃを有する第１部品と、直径ＸＢ及び直径公差ＹＢを有する第１軸体Ｂ並びに直径ＸＤ及び直径公差ＹＤを有する第２軸体Ｄを有する第２部品とを、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとを係合させるとともに前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとを係合させた状態で組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題を受講生に取り組ませる過程で「前記組立体の所定対象部位における総合公差を表す、以下の総合公差計算式（１）を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させるのに用いる総合公差計算シートであって、
前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤからなる各種パラメータを受講生に記載させる「各種パラメータ記載欄」と、
前記第１項、前記第２項及び前記第３項に対応する数値をそれぞれ受講生に記載させる「第１項記載欄」、「第２項記載欄」及び「第３項記載欄」を含むことを特徴とする総合公差計算シート。
総合公差  ＝  第１項  ±  第２項  ±  第３項  ・・・（１）
但し、上記総合公差計算式（１）中、第１項は、呼び寸法からなり、第２項は、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタＧＡＢ及び前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタＧＣＤに起因して発生する前記所定対象部位のガタ起因位置変動量からなり、第３項は、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する前記所定対象部位の公差起因位置変動量からなる。
【請求項１１】
前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤ毎に、対応するガタに起因して発生する、前記所定対象部位における位置変動量を記載させる「位置変動量記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項１２】
前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤ毎に、前記所定対象部位における呼び寸法に寄与する方向を記載させる「方向記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項１３】
前記各種パラメータが両側公差方法により表現されている場合には、前記各種パラメータを受講生にそのまま両側公差方法により転記させ、前記各種パラメータが片側公差方法により表現されている場合には、前記各種パラメータを受講生に両側公差方法により記載させる「両側公差方法による各種パラメータ記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項１４】
前記第１部品と前記第２部品との組み合わせにガタが発生する場合にはガタが発生していることを表わす所定のガタ発生マークを受講生に記載させる「ガタ発生マーク記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項１５】
前記第１穴Ａ、前記第１軸体Ｂ、前記第２穴Ｃ及び前記第２軸体Ｄ毎に、Σ公差計算値を計算するための「係数×公差の値」と、√公差計算値を計算するための「係数×公差の二乗の値」）を受講生に記載させる「公差計算要素記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項１６】
ガタ発生部位毎に、対応するガタに起因して発生する、前記所定対象部位における位置変動量を記載させる「位置変動量記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項１７】
前記「第２項記載欄」は、前記「第１項記載欄」及び前記「第３項記載欄」から離隔して配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項１８】
前記「第３項記載欄」として、「Σ公差計算値」、「√公差計算値」、「（Σ＋√）／２公差計算値」及び「一様分布公差計算値」のそれぞれを受講生に記載させる「第３項記載欄」を含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項１９】
前記公差起因位置変動量として許容される許容公差起因位置変動量を受講生に記載させる「許容公差起因位置変動量記載欄」と、
前記第３項の公差起因位置変動量と、前記許容公差起因位置変動量とを比較して、前記第３項の公差起因位置変動量が前記許容公差起因位置変動量と同じか小さいときに合格である旨を受講生に記載させ、前記第３項の公差起因位置変動量が前記許容公差起因位置変動量よりも大きいときに不合格である旨を受講生に記載させる「第３項合否判定結果記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項２０】
前記組立体又はその部品を表す「組立体説明図表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項２１】
前記組立体の前記所定対象部位における呼び寸法を表す基本式を受講生に記載させる「基本式記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項２２】
ガタが発生しない場合に不良率を受講生に計算させて記載させる「不良率記載欄」をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の総合公差計算シート。
【請求項２３】
公差設計に関する研修又は授業を行う際に用いる総合公差計算シートであって、
前記総合公差計算シートは、直径ＸＡ及び直径公差ＹＡを有する第１穴Ａ並びに直径ＸＣ及び直径公差ＹＣを有する第２穴Ｃを有する第１部品と、直径ＸＢ及び直径公差ＹＢを有する第１軸体Ｂ並びに直径ＸＤ及び直径公差ＹＤを有する第２軸体Ｄを有する第２部品とを、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとを係合させるとともに前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとを係合させた状態で組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題を受講生に取り組ませる過程で「前記組立体の所定対象部位における総合公差（総合位置変動量）を表す、以下の総合公差計算式（１）を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させるのに用いる総合公差計算シートであって、
前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤからなる各種パラメータについての受講生からの入力を受け付ける「各種パラメータ入力欄」と、
前記第１項、前記第２項及び前記第３項に対応する数値をそれぞれ表示する「第１項表示欄」、「第２項表示欄」及び「第３項表示欄」を含むことを特徴とする総合公差計算シート。
総合公差  ＝  第１項  ±  第２項  ±  第３項  ・・・（１）
但し、上記総合公差計算式（１）中、第１項は、呼び寸法からなり、第２項は、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタＧＡＢ及び前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタＧＣＤに起因して発生する前記所定対象部位のガタ起因位置変動量からなり、第３項は、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する前記所定対象部位の公差起因位置変動量からなる。
【請求項２４】
前記「各種パラメータ入力欄」は、両側公差方法により表現されたパラメータ及び片側公差方法により表現されたパラメータのいずれの入力も受け付け可能に構成され、
前記総合公差計算シートは、前記「各種パラメータ入力欄」に両側公差方法により表現されたパラメータが入力された場合には、前記パラメータをそのまま両側公差方法により転記表示し、前記「各種パラメータ入力欄」に片側公差方法により表現されたパラメータが入力された場合には、前記パラメータを両側公差方法に変換して両側公差方法で表示する「両側公差方法による各種パラメータ表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項２５】
前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤ毎に、対応するガタに起因して発生する、前記所定対象部位における位置変動量を表示する「位置変動量表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項２６】
前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤ毎に、前記所定対象部位における呼び寸法に寄与する方向を表示する「方向表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項２７】
前記第１部品と前記第２部品との組み合わせにガタが発生する場合にはガタが発生していることを表わす所定のガタ発生マークを表示する「ガタ発生マーク表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項２８】
前記第１穴Ａ、前記第１軸体Ｂ、前記第２穴Ｃ及び前記第２軸体Ｄ毎に、Σ公差計算値を計算するための「係数×公差の値」と、√公差計算値を計算するための「係数×公差の二乗の値」）を表示する「公差計算要素表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項２９】
前記「第２項表示欄」は、前記「第１項表示欄」及び前記「第３項示欄」から離隔して配置されていることを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項３０】
ガタ発生部位毎に、対応するガタに起因して発生する、前記所定対象部位における位置変動量を表示する「位置変動量表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項３１】
前記「第３項表示欄」として、「Σ公差計算値」、「√公差計算値」、「（Σ＋√）／２公差計算値」及び「一様分布公差計算値」のそれぞれを表示する「第３項表示欄」を含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項３２】
前記公差起因位置変動量として許容される許容公差起因位置変動量の受講者からの入力を受け付ける「許容公差起因位置変動量入力欄」と、
前記第３項の公差起因位置変動量と、前記許容公差起因位置変動量とを比較して、前記第３項の公差起因位置変動量が前記許容公差起因位置変動量と同じか小さいときに合格である旨を表示し、前記第３項の公差起因位置変動量が前記許容公差起因位置変動量よりも大きいときに不合格である旨を表示する「第３項合否判定結果表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項３３】
前記組立体又はその部品を表す「組立体説明図表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項３４】
前記組立体の前記所定対象部位における呼び寸法を表す基本式を表示する「基本式表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【請求項３５】
ガタが発生しない場合に不良率を表示する「不良率表示欄」をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の総合公差計算シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、公差設計研修教材及び総合公差計算シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
日本企業が生産する商品が、長期間にわたって、高い国際競争力を維持してこられたのは、商品そのものに魅力があったこと、商品の品質が高かったこと、商品の価格が安価であったことにあるが、その土台になっていたのは、ものづくりにおける、公差設計のノウハウが企業内でのＯＪＴにより適切に伝承されてきたことにある。
【０００３】
しかしながら、設計の現場では、技術の高度化により、設計への要求項目が多くなりながらも、開発サイクルは短期化し、設計業務が細分化しているという現状がある。また、経済のグローバル化により、生産・加工現場も大きく変化し、日本以外の国で、部品を作ったり、製品を組み立てたりすることが当たり前になっているという現状がある。また、企業を取り巻く労働環境の変化により、多くの日本企業において、公差設計のノウハウがＯＪＴにより適切に伝承されなくなってきているという現状がある。このため、多くの日本企業において、公差設計の「質」がいつの間にか低下してきており、その結果、世界で闘う競争力が低下してきているという現状がある。
【０００４】
そこで、本発明者は、このような現状に鑑み、２００１年に株式会社プラーナーという会社を設立し、公差設計のノウハウを、体系的に整備し、具体的な事例を創作したうえで、企業の垣根を越えて日本国内の多くの設計・技術者に伝承（教育、研修、啓蒙）するという事業を始めた。その過程で創作してきた研修テキストをまとめたものが非特許文献１である。
【０００５】
図４４は、非特許文献１に記載された公差設計の一例を示す図である。図４４（ａ）は指針ユニットの斜視図であり、図４４（ｂ）は指針ユニットの正面図であり、図４４（ｃ）〜図４４（ｅ）は指針ユニットのガタ（軸ガタ）を説明するために示す図である。
非特許文献１（第２４頁〜第２７頁）においては、図４４に示すように、中央のねじ穴及び上下２つの案内ピン（上部案内ピン及び下部案内ピン）を有するベースと、中央のばか穴及び上下２つの案内穴（上部案内穴及び下部案内穴）を有する指針を、２つの案内ピン及び２つの案内穴で位置決めをするとともに中央をねじで締めて組み立ててなる組立体（指針ユニット）を例題として、当該指針ユニットにおける指針先端位置の位置変動量を計算することにより、公差設計の説明を行っている。読者は、このような例題に取り組むことにより、公差設計の基本的概念（この場合、ガタの概念及びレバー比の概念。）を理解することが可能となり、爾後、ガタ及びレバー比を考慮した適切な公差設計を行うことが可能となる。なお、レバー比とは、てこ比、拡大・縮小率、レバレッジなどと呼ばれることもある。
【０００６】
図４５は、非特許文献１に記載された公差設計の他の一例を示す図である。図４５（ａ）はスキマｆを有する物品の断面図であり、図４５（ｂ）はスキマｆを有する物品において、スキマｆを計算する手順を説明するために示す図である。
非特許文献１（第８７頁〜第８８頁）においては、図４５に示すように、スキマの下側部品を構成する平板と、スキマの上側部品を構成する突出体と、それらの間に位置しそれらを連結する６つの部品とを組み立ててなる組立体（スキマｆを有する物品）を例題として、当該スキマｆを有する物品におけるスキマｆの変動量を計算することにより、公差設計の説明を行っている。読者は、このような例題に取り組むことにより、公差設計の基本的概念（この場合、公差の概念。）を理解することが可能となり、爾後、公差を考慮した適切な公差設計を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】栗山弘著、「設計のムダ取り  公差設計入門（初版第１刷）、日経ＢＰ社、２０１１年１１月１６日、第２４〜２７頁及び第８７〜９０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、現実の製品（組立体、アセンブリー）においては、ガタ及び公差がそれぞれ単独で存在する訳ではなく、ガタと公差とが組み合わさって存在することが普通である。また、現実の製品について公差設計を適切に行うには、公差についてもレバー比を考慮して公差設計を行う必要もある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、現実の製品について公差設計を適切に行うことを可能とする、公差設計研修教材を提供することを目的とする。また、そのような公差設計研修教材に好適に用いることができる総合公差計算シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［１］本発明の公差設計研修教材は、公差設計に関する研修又は授業を行う際に用いる公差設計研修教材であって、直径ＸＡ及び直径公差ＹＡを有する第１穴Ａ並びに直径ＸＣ及び直径公差ＹＣを有する第２穴Ｃを有する第１部品と、直径ＸＢ及び直径公差ＹＢを有する第１軸体Ｂ並びに直径ＸＤ及び直径公差ＹＤを有する第２軸体Ｄを有する第２部品とを、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとを係合させるとともに前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとを係合させた状態で組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題と、
前記演習問題を受講生に取り組ませる過程で「前記組立体の所定対象部位における総合公差を表す、以下の総合公差計算式（１）を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させるのに用いる総合公差計算シートとを含むことを特徴とする。
【００１１】
総合公差  ＝  第１項  ±  第２項  ±  第３項  ・・・（１）
【００１２】
但し、上記総合公差計算式（１）中、第１項は、呼び寸法からなり、第２項は、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタＧＡＢ及び前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタＧＣＤに起因して発生する前記所定対象部位のガタ起因位置変動量からなり、第３項は、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する前記所定対象部位の公差起因位置変動量からなる。
【００１３】
［２］本発明の公差設計研修教材は、前記総合公差計算式（１）に前記第１項、前記第２項及び前記第３項を代入して得られる計算結果を含む公差解析結果欄をさらに含むことが好ましい。
【００１４】
［３］本発明の公差設計研修教材は、前記演習問題として、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差の両方を含む部品図を用いた第２の演習問題とを含み、前記第１の演習問題及び前記第２の演習問題がこの順序で記載されていることが好ましい。
【００１５】
［４］本発明の公差設計研修教材は、前記演習問題として、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、前記第１の演習問題の組立体において所定の許容総合公差が与えられたときのレバー比を算出させる第３の演習問題とを含み、前記第１の演習問題及び前記第３の演習問題がこの順序で記載されていることが好ましい。
【００１６】
［５］本発明の公差設計研修教材は、前記演習問題として、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、前記第１の演習問題の組立体において許容される最小ガタを算出させる第４の演習問題とを含み、前記第１の演習問題及び前記第４の演習問題がこの順序で記載されていることが好ましい。
【００１７】
［６］本発明の公差設計研修教材は、前記演習問題として、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、前記第１部品及び前記第２部品の形状を前記第１の演習問題における前記第１部品及び第２部品の形状から異ならせた第５の演習問題をさらに含み、前記第１の演習問題及び前記第５の演習問題がこの順序で記載されていることが好ましい。
【００１８】
［７］本発明の公差設計研修教材は、前記演習問題として、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある組立体である第１の演習問題と、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の軸方向に沿って立体的に配置されてなる組立体である第６の演習問題とを含み、前記第１の演習問題及び前記第６の演習問題がこの順序で記載されていることが好ましい。
【００１９】
［８］本発明の公差設計研修教材は、前記演習問題として、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある組立体である第１の演習問題と、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある第１組立体と、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある第２組立体とを、前記第１組立体の前記第１部品と前記第２組立体の前記第１部品とを共通にした状態で組み立ててなる組立体である第７の演習問題とを含み、前記第１の演習問題及び前記第７の演習問題がこの順序で記載されていることが好ましい。
【００２０】
［９］本発明の公差設計研修教材は、前記演習問題として、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある組立体である第１の演習問題と、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の軸方向に沿って立体的に配置されてなる組立体である第６の演習問題と、前記第１部品及び前記第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いた演習問題であって、前記組立体が、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある第１組立体と、前記第１係合位置及び前記第２係合位置が所定の平面内にある第２組立体とを、前記第１組立体の前記第１部品と前記第２組立体の前記第１部品とを共通にした状態で組み立ててなる組立体である第７の演習問題とを含み、前記第１の演習問題においては、前記組立体が、前記第１部品がベースからなり前記第２部品が指針からなる指針ユニットからなり、前記第６の演習問題においては、前記組立体が、前記第１部品が軸受けからなり前記第２部品が軸体からなる軸受けユニットからなり、前記第７の演習問題においては、前記組立体が、前記第１部品が回路基板からなり前記第２部品がケースからなる前記第１組立体と、前記第１部品が回路基板からなり前記第２部品がコネクタからなる前記第２組立体とからなる「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」からなることが好ましい。
【００２１】
［１０］本発明の総合公差計算シートは、公差設計に関する研修又は授業を行う際に用いる総合公差計算シートであって、前記総合公差計算シートは、直径ＸＡ及び直径公差ＹＡを有する第１穴Ａ並びに直径ＸＣ及び直径公差ＹＣを有する第２穴Ｃを有する第１部品と、直径ＸＢ及び直径公差ＹＢを有する第１軸体Ｂ並びに直径ＸＤ及び直径公差ＹＤを有する第２軸体Ｄを有する第２部品とを、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとを係合させるとともに前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとを係合させた状態で組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題を受講生に取り組ませる過程で「前記組立体の所定対象部位における総合公差を表す、以下の総合公差計算式（１）を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させるのに用いる総合公差計算シートであって、前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤからなる各種パラメータを受講生に記載させる「各種パラメータ記載欄」と、前記第１項、前記第２項及び前記第３項に対応する数値をそれぞれ受講生に記載させる「第１項記載欄」、「第２項記載欄」及び「第３項記載欄」を含むことを特徴とする。
【００２２】
総合公差  ＝  第１項  ±  第２項  ±  第３項  ・・・（１）
【００２３】
但し、上記総合公差計算式（１）中、第１項は、呼び寸法からなり、第２項は、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタＧＡＢ及び前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタＧＣＤに起因して発生する前記所定対象部位のガタ起因位置変動量からなり、第３項は、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する前記所定対象部位の公差起因位置変動量からなる。
【００２４】
［１１］本発明の総合公差計算シートは、前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤ毎に、対応するガタに起因して発生する、前記所定対象部位における位置変動量を記載させる「位置変動量記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００２５】
［１２］本発明の総合公差計算シートは、前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤ毎に、前記所定対象部位における呼び寸法に寄与する方向（正又は負）を記載させる「方向記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００２６】
［１３］本発明の総合公差計算シートは、前記各種パラメータが両側公差方法により表現されている場合には、前記各種パラメータを受講生にそのまま両側公差方法により転記させ、前記各種パラメータが片側公差方法により表現されている場合には、前記各種パラメータを受講生に両側公差方法により記載させる「両側公差方法による各種パラメータ記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００２７】
［１４］本発明の総合公差計算シートは、前記第１部品と前記第２部品との組み合わせにガタが発生する場合にはガタが発生していることを表わす所定のガタ発生マークを受講生に記載させる「ガタ発生マーク記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００２８】
［１５］本発明の総合公差計算シートは、前記第１穴Ａ、前記第１軸体Ｂ、前記第２穴Ｃ及び前記第２軸体Ｄ毎に、Σ公差計算値を計算するための「係数×公差の値」と、√公差計算値を計算するための「係数×公差の二乗の値」）を受講生に記載させる「公差計算要素記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００２９】
［１６］本発明の総合公差計算シートは、対応するガタ毎に、対応するガタに起因して発生する、前記所定対象部位における位置変動量を記載させる「位置変動量記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００３０】
［１７］本発明の総合公差計算シートにおいては、前記「第２項記載欄」は、前記「第１項記載欄」及び前記「第３項記載欄」から離隔して配置されていることが好ましい。
【００３１】
［１８］本発明の総合公差計算シートは、前記「第３項記載欄」として、「Σ公差計算値」、「√公差計算値」、「（Σ＋√）／２公差計算値」及び「一様分布公差計算値」のそれぞれを受講生に記載させる「第３項記載欄」を含むことが好ましい。
【００３２】
［１９］本発明の総合公差計算シートは、前記公差起因位置変動量として許容される許容公差起因位置変動量を受講生に記載させる「許容公差起因位置変動量記載欄」と、前記第３項の公差起因位置変動量と、前記許容公差起因位置変動量とを比較して、前記第３項の公差起因位置変動量が前記許容公差起因位置変動量と同じか小さいときに合格である旨を受講生に記載させ、前記第３項の公差起因位置変動量が前記許容公差起因位置変動量よりも大きいときに不合格である旨を受講生に記載させる「第３項合否判定結果記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００３３】
［２０］本発明の総合公差計算シートは、前記組立体又はその部品を表す「組立体説明図表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００３４】
［２１］本発明の総合公差計算シートは、前記組立体の前記所定対象部位における呼び寸法を表す基本式を受講生に記載させる「基本式記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００３５】
［２２］本発明の総合公差計算シートは、ガタが発生しない場合に不良率を受講生に計算させて記載させる「不良率記載欄」をさらに含むことが好ましい。
【００３６】
［２３］本発明の総合公差計算シートは、公差設計に関する研修又は授業を行う際に用いる総合公差計算シートであって、前記総合公差計算シートは、直径ＸＡ及び直径公差ＹＡを有する第１穴Ａ並びに直径ＸＣ及び直径公差ＹＣを有する第２穴Ｃを有する第１部品と、直径ＸＢ及び直径公差ＹＢを有する第１軸体Ｂ並びに直径ＸＤ及び直径公差ＹＤを有する第２軸体Ｄを有する第２部品とを、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとを係合させるとともに前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとを係合させた状態で組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題を受講生に取り組ませる過程で「前記組立体の所定対象部位における総合公差（総合位置変動量）を表す、以下の総合公差計算式（１）を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させるのに用いる総合公差計算シートであって、前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤからなる各種パラメータについての受講生からの入力を受け付ける「各種パラメータ入力欄」と、前記第１項、前記第２項及び前記第３項に対応する数値をそれぞれ表示する「第１項表示欄」、「第２項表示欄」及び「第３項表示欄」を含むことを特徴とする。
【００３７】
総合公差  ＝  第１項  ±  第２項  ±  第３項  ・・・（１）
【００３８】
但し、上記総合公差計算式（１）中、第１項は、呼び寸法からなり、第２項は、前記第１穴Ａと前記第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタＧＡＢ及び前記第２穴Ｃと前記第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタＧＣＤに起因して発生する前記所定対象部位のガタ起因位置変動量からなり、第３項は、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する前記所定対象部位の公差起因位置変動量からなる。
【００３９】
［２４］本発明の総合公差計算シートにおいては、前記「各種パラメータ入力欄」は、両側公差方法により表現されたパラメータ及び片側公差方法により表現されたパラメータのいずれの入力も受け付け可能に構成され、前記総合公差計算シートは、前記「各種パラメータ入力欄」に両側公差方法により表現されたパラメータが入力された場合には、前記パラメータをそのまま両側公差方法により転記表示し、前記「各種パラメータ入力欄」に片側公差方法により表現されたパラメータが入力された場合には、前記パラメータを両側公差方法に変換して両側公差方法で表示する「両側公差方法による各種パラメータ表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００４０】
［２５］本発明の総合公差計算シートは、前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤ毎に、対応するガタに起因して発生する、前記所定対象部位における位置変動量を表示する「位置変動量表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００４１】
［２６］本発明の総合公差計算シートは、前記第１穴Ａの直径径ＸＡ、前記第１軸体Ｂの直径ＸＢ、前記第２穴Ｃの直径径ＸＣ、前記第２軸体Ｄの直径ＸＤ、前記第１穴Ａの直径公差ＹＡ、前記第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、前記第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び前記第２軸体Ｄの直径公差ＹＤ毎に、前記所定対象部位における呼び寸法に寄与する方向（正又は負）を表示する「方向表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００４２】
［２７］本発明の総合公差計算シートは、前記第１部品と前記第２部品との組み合わせにガタが発生する場合にはガタが発生していることを表わす所定のガタ発生マークを表示する「ガタ発生マーク表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００４３】
［２８］本発明の総合公差計算シートは、前記第１穴Ａ、前記第１軸体Ｂ、前記第２穴Ｃ及び前記第２軸体Ｄ毎に、Σ公差計算値を計算するための「係数×公差の値」と、√公差計算値を計算するための「係数×公差の二乗の値」）を表示する「公差計算要素表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００４４】
［２９］本発明の総合公差計算シートにおいては、前記「第２項表示欄」は、前記「第１項表示欄」及び前記「第３項示欄」から離隔して配置されていることが好ましい。
【００４５】
［３０］本発明の総合公差計算シートは、対応するガタ毎に、対応するガタに起因して発生する、前記所定対象部位における位置変動量を表示する「位置変動量表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００４６】
［３１］本発明の総合公差計算シートは、前記「第３項表示欄」として、「Σ公差計算値」、「√公差計算値」、「（Σ＋√）／２公差計算値」及び「一様分布公差計算値」のそれぞれを表示する「第３項表示欄」を含むことが好ましい。
【００４７】
［３２］本発明の総合公差計算シートは、前記公差起因位置変動量として許容される許容公差起因位置変動量の受講者からの入力を受け付ける「許容公差起因位置変動量入力欄」と、前記第３項の公差起因位置変動量と、前記許容公差起因位置変動量とを比較して、前記第３項の公差起因位置変動量が前記許容公差起因位置変動量と同じか小さいときに合格である旨を表示し、前記第３項の公差起因位置変動量が前記許容公差起因位置変動量よりも大きいときに不合格である旨を表示する「第３項合否判定結果表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００４８】
［３３］本発明の総合公差計算シートは、前記組立体又はその部品を表す「組立体説明図表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００４９】
［３４］本発明の総合公差計算シートは、前記組立体の前記所定対象部位における呼び寸法を表す基本式を表示する「基本式表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００５０】
［３５］本発明の総合公差計算シートは、ガタが発生しない場合に不良率を表示する「不良率表示欄」をさらに含むことが好ましい。
【００５１】
なお、本発明において、「公差設計研修教材」には、「研修テキスト」、「書籍」、「ソフトウェア」などが含まれる。
【００５２】
また、本発明において、「組立体」としては、指針とベースからなる「指針ユニット」、回転軸と軸受けからなる「軸受けユニット」、回路基板とケースとからなる第１組立体と、回路基板とコネクタとからなる第２組立体とからなる「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」などを好適に例示することができる。
【００５３】
この場合、組立体が指針ユニットである場合には、「第１穴」及び「第２穴」は「案内穴」からなり、「第１軸体」及び「第２軸体」は「案内ピン」からなる。また、組立体が軸受けユニットである場合には、「第１穴」及び「第２穴」は軸受けからなり、「第１軸体」及び「第２軸体」は回転軸からなる。また、組立体がコネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品である場合には、「第１穴」及び「第２穴」は案内穴からなり、「第１軸体」及び「第２軸体」は案内ピンからなる。
【００５４】
なお、第１部品には、位置決めに関与しない穴や軸体やその他の構造物をさらに有するものであってもよい。また、第１部品には、位置決めに関与しない軸体や穴やその他の構造物をさらに有するものであってもよい。
【００５５】
また、本発明において、組立体の「所定対象部位の総合公差」は、組立体が指針ユニットである場合には、指針先端の振れ量であり、組立体が軸受けユニットである場合には、回転軸先端の振れ量であり、組立体が「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」である場合には、ケースとコネクタとのクリアランスである。
【００５６】
また、本発明において、「呼び寸法」は、設計中央値ということもある。
【００５７】
また、本発明において、第２項の「ガタ起因位置変動量」とは、上記したように、第１穴Ａと第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタ（軸ガタ）ＧＡＢ及び第２穴Ｃと第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタ（軸ガタ）ＧＣＤに起因して発生する所定対象部位のガタ起因位置変動量をいうが、レバー比を考慮して計算したものをいう。また、第３項の「公差起因位置変動量」とは、第１穴Ａの直径公差ＹＡ、第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する所定対象部位の公差起因位置変動量をいうが、レバー比を考慮して計算したものをいう。
【００５８】
本発明において、「総合公差計算シート」は、用紙（研修テキスト、書籍など。）に記載された表であってもよいし、コンピュータを操作中に表示画面上で編集可能な表であってもよい。
【００５９】
本発明において、「総合公差計算式（１）」は、第１項、第２項及び第３項が式を含むものであってもよいし、第１項、第２項及び第３項が計算後の数値を含むものであってもよい。
【００６０】
また、本発明において、演習問題が「記載」される順序とは、公差設計研修教材が研修テキストや書籍である場合には、文字通り演習問題が記載された順序という意味であり、公差設計研修教材がソフトウェアである場合には、ソフトウェアを使用中に表示画面に演習問題が表示される順序という意味である。
【発明の効果】
【００６１】
本発明によれば以下のような効果を有する。すなわち、受講生は、上記の総合公差計算シートを用いて、総合位置公差計算式（１）を構成する「呼び寸法からなる第１項」、「ガタ起因位置変動量からなる第２項」及び「公差起因位置変動量からなる第３項」のそれぞれを計算することが可能となることから、これら第１項、第２項及び第３項並びに総合公差計算式（１）と、予め設定しておいた許容公差（許容ガタ起因位置変動量、許容公差起因位置変動量、許容総合公差）とを比較して、第１部品及び第２部品についての公差設計の合否判定を行うことが可能となる。本発明の公差設計研修教材を用いて研修又は授業を受けた受講生は、上記のような演習問題に取り組む際に上記の総合公差シートを用いることで、ガタ、公差及びレバー比のすべてを考慮に入れながら公差設計を行うことが可能となることから、より一層深いレベルで公差設計に関する理解を深めることができ、実際の設計において適切な公差設計を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１の演習問題を説明するために示す図。
【図２】第１の演習問題を説明するために示す図。
【図３】第１の演習問題を説明するために示す図。
【図４】第１の演習問題を説明するために示す図。
【図５】第１の演習問題を説明するために示す図。
【図６】第１の演習問題を説明するために示す図。
【図７】第１の演習問題を説明するために示す図。
【図８】第１の演習問題を説明するために示す図。
【図９】第２の演習問題を説明するために示す図。
【図１０】第２の演習問題を説明するために示す図。
【図１１】第２の演習問題を説明するために示す図。
【図１２】第２の演習問題を説明するために示す図。
【図１３】第３の演習問題を説明するために示す図。
【図１４】第３の演習問題を説明するために示す図。
【図１５】第４の演習問題を説明するために示す図。
【図１６】第５の演習問題を説明するために示す図。
【図１７】第５の演習問題を説明するために示す図。
【図１８】第５の演習問題を説明するために示す図。
【図１９】第６の演習問題を説明するために示す図。
【図２０】第６の演習問題を説明するために示す図。
【図２１】第６の演習問題を説明するために示す図。
【図２２】第６の演習問題を説明するために示す図。
【図２３】第７の演習問題を説明するために示す図。
【図２４】第７の演習問題を説明するために示す図。
【図２５】第７の演習問題を説明するために示す図。
【図２６】第７の演習問題を説明するために示す図。
【図２７】第７の演習問題を説明するために示す図。
【図２８】第７の演習問題を説明するために示す図。
【図２９】第７の演習問題を説明するために示す図。
【図３０】第７の演習問題を説明するために示す図。
【図３１】第８の演習問題を説明するために示す図。
【図３２】第８の演習問題を説明するために示す図。
【図３３】第８の演習問題を説明するために示す図。
【図３４】第８の演習問題を説明するために示す図。
【図３５】第９の演習問題を説明するために示す図。
【図３６】第９の演習問題を説明するために示す図。
【図３７】第９の演習問題を説明するために示す図。
【図３８】第１０の演習問題を説明するために示す図。
【図３９】第１０の演習問題を説明するために示す図。
【図４０】第１０の演習問題を説明するために示す図。
【図４１】第１０の演習問題を説明するために示す図。
【図４２】第１０の演習問題を説明するために示す図。
【図４３】総合公差計算シートへの記入方法を説明するために示す図。
【図４４】非特許文献１に記載された公差設計の一例を示す図。
【図４５】非特許文献１に記載された公差設計の他の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、本発明の公差設計研修教材及び総合公差計算シートを図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００６４】
実施形態に係る公差設計研修教材は、公差設計に関する研修又は授業を行う際に用いる公差設計研修教材である。そして、直径ＸＡ及び直径公差ＹＡを有する第１穴Ａ並びに直径ＸＣ及び直径公差ＹＣを有する第２穴Ｃを有する第１部品と、直径ＸＢ及び直径公差ＹＢを有する第１軸体Ｂ並びに直径ＸＤ及び直径公差ＹＤを有する第２軸体Ｄを有する第２部品とを、第１穴Ａと第１軸体Ｂとを係合させるとともに第２穴Ｃと第２軸体Ｄとを係合させた状態で組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題と、演習問題を受講生に取り組ませる過程で「組立体の所定対象部位における総合公差を表す、以下の総合公差計算式（１）を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させるのに用いる総合公差計算シートと、当該総合公差計算式（１）に第１項、第２項及び第３項を代入して得られる計算結果を含む公差解析結果欄とを含むものである。
【００６５】
総合公差  ＝  第１項  ±  第２項  ±  第３項  ・・・（１）
【００６６】
但し、上記総合公差計算式（１）中、第１項は、呼び寸法からなり、第２項は、第１穴Ａと第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタＧＡＢ及び第２穴Ｃと第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタＧＣＤに起因して発生する所定対象部位のガタ起因位置変動量からなり、第３項は、第１穴Ａの直径公差ＹＡ、第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する所定対象部位の公差起因位置変動量からなる。
【００６７】
実施形態に係る公差設計研修教材は、以下に示す「第１の演習問題」、「第２の演習問題」、「第３の演習問題」、「第４の演習問題」、「第５の演習問題」、「第６の演習問題」、「第７の演習問題」、「第８の演習問題」、「第９の演習問題」及び「第１０の演習問題」をこの順序で含む。以下、各演習問題に沿って順に実施形態に係る公差設計研修教材及び総合公差計算シートを説明する。
【００６８】
［第１の演習問題］
図１〜図８は、第１の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図１は、第１の演習問題における主題を示す図である。図２は、第１の演習問題に用いる指針ユニット（組立体）の説明図である。図２（ａ）は指針ユニットの正面図であり、図２（ｂ）は指針ユニットの右側面図であり、図２（ｃ）は指針ユニットの底面図である。図３は、指針ユニットの部品図である。図３（ａ）は指針（第１部品）の部品図であり、図３（ｂ）はベース（第２部品）の部品図である。図４は、レバーの長さにおける寸法公差が指針先端の振れ量にほとんど影響しないことを示す図である。図５は、第１係合部位におけるガタが指針先端のガタ起因位置変動量に及ぼす影響を説明するために示す図である。図６は、第２係合部位におけるガタが指針先端のガタ起因位置変動量に及ぼす影響を説明するために示す図である。図７は、第１の演習問題における総合公差計算シートを示す図である。図８は、第１の演習問題における公差解析結果を示す図である。
【００６９】
第１の演習問題は、図２及び図３に示すように、組立体として、第１部品がベースからなり、第２部品が指針からなり、第１係合位置及び第２係合位置が所定の平面内にある、指針ユニットを用いて、図１に示すように、受講生に指針先端の振れ量Ｆの公差計算をさせるという演習問題である。第１の演習問題においては、部品図として、寸法公差及び幾何公差のうち寸法公差のみを含む部品図を用いる。
【００７０】
まず、第１の演習問題においては、「第１係合位置の中心から第２係合位置の中心まで」の距離Ｌ１（６０ｍｍ）の寸法公差（±０．１ｍｍ）及び「第２係合位置の中心から指針先端まで」の距離Ｌ２（８０ｍｍ）の寸法公差（±０．１ｍｍ）がレバー比に与える影響を計算することとしている。その結果、図４からも分かるように、距離１（６０ｍｍ）の寸法公差（±０．１ｍｍ）及び距離２（８０ｍｍ）の寸法公差（±０．１ｍｍ）がレバー比に与える影響は極めて小さい（２．３２９〜２．３３７）ことから、この影響を無視できることが分かった。
【００７１】
次に、第１の演習問題においては、「第１係合位置におけるガタＧＡＢが指針先端の振れ量Ｆに及ぼす影響」を計算することとしている。その結果、図５からも分かるように、指針先端においては、第１係合位置におけるガタＧＡＢ（０．５ｍｍ）がレバー比（８０／６０）により拡大されることから、指針先端における、ガタＧＡＢに起因した振れ量Ｇ’は、０．６６６７ｍｍとなる。これは、簡易計算でも詳細計算でもほぼ同じ値になる。
【００７２】
同様に、第１の演習問題においては、「第２係合位置におけるガタＧＣＤが指針先端の振れ量Ｆに及ぼす影響」を計算することとしている。その結果、図６からも分かるように、指針先端においては、第２係合位置におけるガタＧＣＤ（０．５ｍｍ）がレバー比（１４０／６０）により拡大されることから、指針先端における、ガタＧＣＤに起因した振れ量Ｇ’は、１．６６６７ｍｍとなる。これは、簡易計算でも詳細計算でもほぼ同じ値になる。
【００７３】
次に、第１の演習問題においては、総合公差計算シート（図７においては公差計算書と略記している。）を用いて、「指針ユニット（組立体）の指針先端（所定対象部位）における振れ量（総合公差）を表す、以下の総合公差計算式（１）を構成する第１項、第２項及び第３項のそれぞれ」を受講生に計算させることとしている。
【００７４】
総合公差  ＝  第１項  ±  第２項  ±  第３項  ・・・（１）
【００７５】
但し、上記総合公差計算式（１）中、第１項は、呼び寸法からなり、第２項は、第１穴Ａと第１軸体Ｂとが係合する第１係合位置で発生するガタＧＡＢ及び第２穴Ｃと第２軸体Ｄとが係合する第２係合位置で発生するガタＧＣＤに起因して発生する所定対象部位のガタ起因位置変動量からなり、第３項は、第１穴Ａの直径公差ＹＡ、第１軸体Ｂの直径公差ＹＢ、第２穴Ｃの直径公差ＹＣ及び第２軸体Ｄの直径公差ＹＤに起因して発生する所定対象部位の公差起因位置変動量からなる。
【００７６】
総合公差計算シートは、図７に示すように、組立体又はその部品の説明図が記載された「組立体説明図表示欄Ｚ１（図７では説明図と表記）」、呼び寸法を算出するための基本式を受講生に記載させる「基本式記載欄Ｚ２（図７では計算式と表記）」、第１穴Ａの直径ＸＡ、第１穴Ａの直径公差ＹＡなどの各種パラメータ毎に、所定対象部位における呼び寸法に寄与する方向（正又は負）を記載させる「方向記載欄Ｚ３（図７では方向と表記）」、各種パラメータ毎に、対応するガタに起因して発生する、所定対象部位における位置変動量を記載させる「位置変動量記載欄Ｚ４（図７では係数と表記）」、各種パラメータを受講生に記載させる「各種パラメータ記載欄Ｚ５（図７では寸法と交差と表記）」、各種パラメータが両側公差方法により表現されている場合には各種パラメータを受講生にそのまま両側公差方法により転記させ、各種パラメータが片側公差方法により表現されている場合には各種パラメータを受講生に両側公差方法により記載させる「両側公差方法による各種パラメータ記載欄Ｚ６（図７では中心寸法と公差と表記）」、Σ公差計算値を計算するための「係数×公差の値」と、√公差計算値を計算するための「係数×公差の二乗の値」を受講生に記載させる「公差計算要素記載欄Ｚ７（図７では公差計算と表記）」、第１部品と第２部品との組み合わせにガタが発生する場合にはガタが発生していることを表わす所定の「ガタ発生マーク記載欄Ｚ８（図７ではガタと表記）」、ガタ発生部位毎にガタの影響を受講生に記載させる「ガタ影響要素記載欄Ｚ９（図７ではガタ名称等と表記）」と、呼び寸法からなる第１項を受講生に記載させる「第１項記載欄Ｚ１０（図７では表記なし）」と、ガタ起因位置変動量からなる第２項を受講生に記載させる「第２項記載欄Ｚ１１（図７では表記なし）」と、公差起因位置変動量からなる第３項を受講生に記載させる「第３項記載欄Ｚ１２（図７では表記なし）」と、許容公差起因位置変動量を受講生に記載させる「許容公差起因位置変動量記載欄Ｚ１３（図７では設計目標値と表記）」と、「許容公差起因位置変動量との比較で第３項の合否定判定結果を受講生に記載させる「第３項合否判定結果記載欄Ｚ１４（図７では表記なしと表記）」と、ガタが発生しない場合に不良率を受講生に計算させて記載させる「不良率記載欄Ｚ１５（図７では不良率又は不良率％と表記）」を含む。
【００７７】
受講生は、組立体説明図が記載された総合公差計算シートに、呼び寸法を算出するための基本式や各種パラメータや方向（正又は負）を記載し、さらには、それから導かれる、両側公差方法による各種パラメータ、位置変動量、公差計算要素、ガタ発生マークを記載し、さらにはガタ発生部位毎に位置変動量を記載し、さらには、総合公差を構成する第１項、第２項及び第３項を計算することができる。また、許容公差起因位置変動量との比較で第３項の合否を判定することができる。
【００７８】
その結果、受講生は、上記した総合公差計算シートを用いて、総合公差計算式（１）を構成する「呼び寸法からなる第１項」、「ガタ起因位置変動量からなる第２項」及び「公差起因位置変動量からなる第３項」のそれぞれを計算することが可能となることから（図８参照。）、これら第１項、第２項及び第３項並びに総合公差計算式（１）と、予め設定しておいた許容公差（許容ガタ起因位置変動量、許容公差起因位置変動量、許容総合公差）とを比較して、第１部品及び第２部品についての公差設計の合否判定を行うことが可能となる。本発明の公差設計研修教材を用いて研修又は授業を受けた受講生は、上記のような演習問題に取り組む際に上記の総合公差シートを用いることで、ガタ、公差及びレバー比のすべてを考慮に入れながら公差設計を行うことが可能となることから、より一層深いレベルで公差設計に関する理解を深めることができ、実際の設計において適切な公差設計を行うことが可能となる。
【００７９】
［第２の演習問題］
図９〜図１２は、第２の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図９は、第２の演習問題に用いる指針ユニットの説明図である。図１０は、第２係合部位における幾何公差（位置度公差）が指針先端の公差起因位置変動量に及ぼす影響を説明するために示す図である。図１１は、第２の演習問題における総合公差計算シートを示す図である。図１２は、第２の演習問題における公差解析結果を示す図である。
【００８０】
第２の演習問題は、図９に示すように、第１部品及び第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差の両方を含む部品図を用いて、受講生に、幾何公差を考慮して公差設計をさせるという演習問題である。
【００８１】
第２の演習問題に取り組んだ受講生は、図１０に示すようにして、幾何公差に起因する公差起因位置変動量を計算することができ、その結果を、図１１に示すように、総合公差計算シートの「公差計算要素記載欄Ｚ７」に記載することができる。そして、受講生は、その結果を用いて、総合公差を構成する第１項、第２項及び第３項を幾何公差を考慮した形で計算することができる。また、第３項の合否を幾何公差を考慮した形で判定することができる。
【００８２】
なお、第２の演習問題においては、指針（第１部品）の第２穴に幾何公差が追加されていることから、図１１に示すように、総合公差計算シートの符号Ｈ１で示す部分の公差の分だけ公差が大きくなり、その結果、第１の演習問題の場合よりも第３項が大きくなることが分かった（符合Ｚ１２を参照。）。
【００８３】
［第３の演習問題］
図１３及び図１４は、第３の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図１３は、第３の演習問題における主題を示す図である。図１４は、第３の演習問題における公差解析結果を示す図である。
【００８４】
第３の演習問題は、図１３に示すように、第１の演習問題の組立体において所定の許容総合公差が与えられたときのレバー比を算出させるという演習問題である。
【００８５】
受講生は、ガタ起因位置変動量（第２項）と、公差起因位置変動量（第３項）の和が０．８２５になるという条件のもとで、ガタ（０．５ｍｍ）と公差（０．０５ｍｍ）の値から各レバー比を計算することにより、Ｌ１が１１２ｍｍ、Ｌ２が２８ｍｍであるという答えを導くことができる。これを基に総合公差計算シートを完成させるとともに、図１４に示すように、総合公差計算式（１）に第１項、第２項及び第３項を代入して得られる計算結果を含む公差解析結果欄を完成させることができる。
【００８６】
［第４の演習問題］
図１５は、第４演習問題を説明するために示す図である。具体的には、図１５は、第４の演習問題における主題を示す図である
【００８７】
第４の演習問題は、図１５に示すように、第１の演習問題の組立体において許容される最小ガタを算出させるという演習問題である。
【００８８】
受講生は、片側のガタに各寸法公差がどのように影響するかを手がかりに、最小ガタを算出することができる。
【００８９】
［第５の演習問題］
図１６〜図１８は、第５の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図１６は、第５の演習問題における主題を示す図である。図１７は、第５の演習問題に用いる指針ユニット（組立体）の説明図である。。具体的には指針ユニットの正面図である。図１８は、第５の演習問題における公差解析結果を示す図である。
【００９０】
第５の演習問題は、図１６及び図１７に示すように、第１部品及び第２部品の形状を第１の演習問題における第１部品及び第２部品の形状から異ならせた組立体について、指針先端部の振れ量Ｆの公差計算をさせるという演習問題である。
【００９１】
受講生は、第１の演習問題に取り組んだときと同様に、組立体説明図が記載された総合公差計算シートに、呼び寸法を算出するための基本式や各種パラメータや方向（正又は負）を記載し、さらには、それから導かれる、両側公差方法による各種パラメータ、位置変動量、公差計算要素、ガタ発生マークを記載し、さらにはガタ発生部位毎に位置変動量を記載し、さらには、総合公差を構成する第１項、第２項及び第３項を計算することができる。また、許容公差起因位置変動量との比較で第３項の合否を判定することができる。
【００９２】
その結果、受講生は、第１の演習問題の場合と同様に、総合位置公差計算シートを用いて、総合位置公差計算式（１）を構成する「呼び寸法からなる第１項」、「ガタ起因位置変動量からなる第２項」及び「公差起因位置変動量からなる第３項」のそれぞれを計算することが可能となることから（図１８参照。）、これら第１項、第２項及び第３項並びに総合公差計算式（１）と、予め設定しておいた許容公差（許容ガタ起因位置変動量、許容公差起因位置変動量、許容総合公差）とを比較して、第１部品及び第２部品についての公差設計の合否判定を行うことが可能となる。本発明の公差設計研修教材を用いて研修又は授業を受けた受講生は、上記のような演習問題に取り組む際に上記の総合公差シートを用いることで、ガタ、公差及びレバー比のすべてを考慮に入れながら公差設計を行うことが可能となることから、より一層深いレベルで公差設計に関する理解を深めることができ、実際の設計において適切な公差設計を行うことが可能となる。
【００９３】
［第６の演習問題］
図１９〜図２２は、公差設計研修教材の第６の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図１９は、第６の演習問題における主題を示す図である。図２０は、第６の演習問題に用いる軸受けユニット（組立体）の断面図である。図２１は、軸受けユニットを構成する回転軸の部品図である。図２２は、第６の演習問題における公差解析結果を示す図である。
【００９４】
第６の演習問題は、図１９〜図２１に示すように、第１係合位置及び第２係合位置が所定の軸方向に沿って立体的に配置されてなる組立体を用いて、軸先端の振れ量Ｆの公差計算をさせるという演習問題である。
【００９５】
第６の演習問題においても、受講生は、第１の演習問題に取り組んだときと同様に、組立体説明図が記載された総合公差計算シートに、呼び寸法を算出するための基本式や各種パラメータや方向（正又は負）を記載し、さらには、それから導かれる、両側公差方法による各種パラメータ、位置変動量、公差計算要素、ガタ発生マークを記載し、さらにはガタ発生部位毎に位置変動量を記載し、さらには、総合公差を構成する第１項、第２項及び第３項を計算することができる。また、許容公差起因位置変動量との比較で第３項の合否を判定することができる。
【００９６】
その結果、受講生は、第１の演習問題の場合と同様に、総合位置公差計算シートを用いて、総合位置公差計算式（１）を構成する「呼び寸法からなる第１項」、「ガタ起因位置変動量からなる第２項」及び「公差起因位置変動量からなる第３項」のそれぞれを計算することが可能となることから（図２２参照。）、これら第１項、第２項及び第３項並びに総合公差計算式（１）と、予め設定しておいた許容公差（許容ガタ起因位置変動量、許容公差起因位置変動量、許容総合公差）とを比較して、第１部品及び第２部品についての公差設計の合否判定を行うことが可能となる。本発明の公差設計研修教材を用いて研修又は授業を受けた受講生は、上記のような演習問題に取り組む際に上記の総合公差シートを用いることで、ガタ、公差及びレバー比のすべてを考慮に入れながら公差設計を行うことが可能となることから、より一層深いレベルで公差設計に関する理解を深めることができ、実際の設計において適切な公差設計を行うことが可能となる。
【００９７】
［第７の演習問題］
図２３〜図３０は、公差設計研修教材の第７の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図２３は、第１の演習問題における主題を示す図である。図２４は、第７の演習問題に用いる「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」の説明図である。図２５は、ケースの部品図である。図２６は、回路基板の部品図である。図２７は、コネクタの部品図である。図２７（ａ）はコネクタの平面図であり、図２７（ｂ）はコネクタの正面図である。図２８は、「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」における案内ピンと案内穴との係合状態を示す図である。図２８（ａ）はケースの案内ピンと回路基板の案内穴との係合状態を示す図であり、図２８（ｂ）は回路基板の案内穴とコネクタの案内ピンとの係合状態を示す図である。図２９は、第７の演習問題における総合公差計算シートの一部を示す図である。図３０は、第７の演習問題における公差解析結果を示す図である。
【００９８】
第７の演習問題は、図２３〜図２８に示すように、第１係合位置及び第２係合位置が所定の平面内にある第１組立体（回路基板がケースに取り付けられた組立体）と、第１係合位置及び第２係合位置が所定の平面内にある第２組立体（コネクタが実装された回路基板からなる組立体）とを、第１組立体の第１部品と第２組立体の第１部品とを共通にした状態で組み立ててなる組立体を用いて、ケースとコネクタとのクリアランスｆの公差計算をさせるという演習問題である。
【００９９】
第７の演習問題においても、受講生は、第１の演習問題に取り組んだときと同様に、組立体説明図が記載された総合公差計算シート（図２９）に、呼び寸法を算出するための基本式や各種パラメータや方向（正又は負）を記載し、さらには、それから導かれる、両側公差方法による各種パラメータ、位置変動量、公差計算要素、ガタ発生マークを記載し、さらにはガタ発生部位毎に位置変動量を記載し、さらには、総合公差を構成する第１項、第２項及び第３項を計算することができる。また、許容公差起因位置変動量との比較で第３項の合否を判定することができる。なお、第８の演習問題においては、ケースとコネクタとのクリアランスｆの設計中央値（呼び寸法）が有限の値を持つことから、受講生は各種パラメータを記載する前に、まず、呼び寸法を表す基本式を「基本計算式記載欄Ｚ２」に記載するとともに、その後、所定対象部位における呼び寸法に寄与する方向（正又は負）を「方向記載欄Ｚ３」に記載する。
【０１００】
その結果、受講生は、図２９中符号Ｈ２からも分かるように第１の演習問題の場合よりも要因数が多いものの、第１の演習問題の場合と同様に、総合位置公差計算シートを用いて、総合位置公差計算式（１）を構成する「呼び寸法からなる第１項」、「ガタ起因位置変動量からなる第２項」及び「公差起因位置変動量からなる第３項」のそれぞれを計算することが可能となることから（図３０参照。）、これら第１項、第２項及び第３項並びに総合公差計算式（１）と、予め設定しておいた許容公差（許容ガタ起因位置変動量、許容公差起因位置変動量、許容総合公差）とを比較して、第１部品及び第２部品についての公差設計の合否判定を行うことが可能となる。本発明の公差設計研修教材を用いて研修又は授業を受けた受講生は、上記のような演習問題に取り組む際に上記の総合公差シートを用いることで、ガタ、公差及びレバー比のすべてを考慮に入れながら公差設計を行うことが可能となることから、より一層深いレベルで公差設計に関する理解を深めることができ、実際の設計において適切な公差設計を行うことが可能となる。
【０１０１】
［第８の演習問題］
図３１〜図３４は、公差設計研修教材の第８の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図３１は、第８の演習問題における主題を示す図である。図３２は、ケースの部品図である。図３３は、回路基板の部品図である。図３４は、第８の演習問題における公差解析結果を示す図である。
【０１０２】
第８の演習問題は、図３１〜３３に示すように、第１部品及び第２部品を表す部品図として、寸法公差及び幾何公差の両方を含む部品図を用いて、受講生に、幾何公差を考慮して公差設計をさせるという演習問題である。
【０１０３】
第８の演習問題に取り組んだ受講生は、第２の演習問題の場合と同様にして、幾何公差に起因する公差起因位置変動量を計算することができ、その結果を、総合公差計算シートの「公差計算要素記載欄Ｚ７」に記載することができる。そして、受講生は、その結果を用いて、総合公差を構成する第１項、第２項及び第３項を幾何公差を考慮した形で計算することができる。また、第３項の合否を幾何公差を考慮した形で判定することができる。
【０１０４】
その結果、受講生は、上記した総合位置公差計算シートを用いて、総合位置公差計算式（１）を構成する「呼び寸法からなる第１項」、「ガタ起因位置変動量からなる第２項」及び「公差起因位置変動量からなる第３項」のそれぞれを計算することが可能となることから（図３４参照。）、これら第１項、第２項及び第３項並びに総合公差計算式（１）と、予め設定しておいた許容公差（許容ガタ起因位置変動量、許容公差起因位置変動量、許容総合公差）とを比較して、第１部品及び第２部品についての公差設計の合否判定を行うことが可能となる。本発明の公差設計研修教材を用いて研修又は授業を受けた受講生は、上記のような演習問題に取り組む際に上記の総合公差シートを用いることで、ガタ、公差及びレバー比のすべてを考慮に入れながら公差設計を行うことが可能となることから、より一層深いレベルで公差設計に関する理解を深めることができ、実際の設計において適切な公差設計を行うことが可能となる。
【０１０５】
［第９の演習問題］
図３５〜図３７は、第９の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図３５は、第９の演習問題における主題を示す図である。図３６は、回路基板の部品図である。図３７は、回路基板の案内穴とコネクタの案内ピンとの係合状態を示す図である。図３７（ａ）はコネクタの部品図であり、図３７（ｂ）は回路基板の案内穴とコネクタの案内ピンとの係合状態を示す図である。
【０１０６】
第９の演習問題は、図３５〜図３７に示すように、第８の演習問題の組立体において許容される最小ガタを算出させるという演習問題である。
【０１０７】
受講生は、第３の演習問題に取り組んだときの経験を生かして、第９の演習問題に取り組むときにおいても、最小ガタを算出することができる。
【０１０８】
［第１０の演習問題］
図３８〜図４２は、第１０の演習問題を説明するために示す図である。このうち、図３８は、第１０の演習問題における主題を示す図である。図３９は、ケースの部品図である。図４０は、回路基板の部品図である。図４１は、回路基板の案内穴とコネクタの案内ピンとの係合状態を示す図である。図４１（ａ）はコネクタの部品図であり、図４１（ｂ）は回路基板の案内穴とコネクタの案内ピンとの係合状態を示す図である。
【０１０９】
第１０の演習問題は、図３８〜図４１に示すように、第８の演習問題の組立体において許容されるクリアランスを小さくするための対処方法を考察させる演習問題である。
【０１１０】
受講生は、第１０の演習問題に取り組むことにより、第１の演習問題から第９の演習問題に取り組んだ知識・経験を総動員して、「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」においてクリアランスを小さくするための対処方法を考察することができる。
【０１１１】
［実施形態の効果］
本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、受講生が、上記した総合位置公差計算シートを用いて、総合位置公差計算式（１）を構成する「呼び寸法からなる第１項」、「ガタ起因位置変動量からなる第２項」及び「公差起因位置変動量からなる第３項」のそれぞれを計算することが可能となることから、これら第１項、第２項及び第３項並びに総合公差計算式（１）と、予め設定しておいた許容公差（許容ガタ起因位置変動量、許容公差起因位置変動量、許容総合公差）とを比較して、第１部品及び第２部品についての公差設計の合否判定を行うことが可能となる。実施形態に係る公差設計研修教材を用いて研修又は授業を受けた受講生は、上記のような演習問題に取り組む際に上記の総合公差シートを用いることで、ガタ、公差及びレバー比のすべてを考慮に入れながら公差設計を行うことが可能となることから、より一層深いレベルで公差設計に関する理解を深めることができ、実際の設計において適切な公差設計を行うことが可能となる。
【０１１２】
本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、総合公差計算式（１）に第１項、第２項及び第３項を代入して得られる計算結果を含む公差解析結果欄をさらに含むことから、受講者は、総合公差におけるガタと公差の寄与度等を把握しながら、より一層深いレベルで公差設計を理解することができる。
【０１１３】
また、本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、公差寸法及び幾何公差の両方を含む部品図を用いた第２の演習問題とがこの順序で記載されていることから、受講生は、まずは比較的難易度の低い事例で公差設計の基本を大掴みに理解でき、その後、比較的難易度の高い事例で公差設計をより深く理解することができる。また、国際的な基準となりつつある幾何公差を用いた公差設計を行うことが可能となる。
【０１１４】
また、本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、第１の演習問題の場合において設定する許容公差とは異なる、新たな許容公差を設定したときに、レバー比をどれ位にしないといけないかを考えさせる第３の演習問題とがこの順序で記載されていることから、レバー比を自ら計算することにより、より一層深いレベルで公差設計を理解することができる。
【０１１５】
また、本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、第１の演習問題の場合において許容される最小ガタとしてどれ位のガタまで設定可能かを考えさせる第４の演習問題とがこの順序で記載されていることから、このことによっても、より一層深いレベルで公差設計を理解することができる。また、位置ずれの小さい製品設計を行うことができるようになる。
【０１１６】
また、本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、寸法公差のみを含む部品図を用いた第１の演習問題と、第１部品及び第２部品の形状を第１の演習問題の場合とは異ならせた第５の演習問題とがこの順序で記載されていることから、このことによっても、より一層深いレベルで公差設計を理解することができる。また、様々な製品において公差設計を行うことが可能になる。
【０１１７】
また、本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、組立体が、第１係合位置及び第２係合位置が所定の平面内にある組立体である第１の演習問題と、組立体が、第１係合位置及び第２係合位置が所定の軸方向に沿って立体的に配置されてなる組立体である第６の演習問題とを含み、第１の演習問題と第６の演習問題とがこの順序で記載されていることから、このことによっても、より一層深いレベルで公差設計を理解することができる。立体的な製品であっても適切な公差設計を行うことが可能になる。
【０１１８】
また、本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、組立体が、第１係合位置及び第２係合位置が所定の平面内にある組立体である第１の演習問題と、組立体が、第１係合位置及び第２係合位置が所定の平面内にある第１組立体と、第１係合位置及び第２係合位置が所定の平面内にある第２組立体とを、第１組立体の第１部品と第２組立体の第１部品とを共通にした状態で組み立ててなる組立体である第７の演習問題とを含み、第１の演習問題及び第７の演習問題とがこの順序で記載されていることから、このことによっても、より一層深いレベルで公差設計を理解することができる。また、複雑な構造を有する製品であっても適切な公差設計を行うことが可能になる。
【０１１９】
また、本実施形態に係る公差設計研修教材によれば、前記組立体が、第１部品がベースからなり第２部品が指針からなる指針ユニットからなる第１の演習問題と、前記組立体が、第１部品が軸受けからなり第２部品が回転軸からなる軸受けユニットからなる第６の演習問題と、組立体が、第１部品が回路基板からなり第２部品がケースからなる第１組立体と、第１部品が回路基板からなり第２部品がコネクタからなる第２組立体とからなる「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」からなる第７の演習問題とを含むことから、分かり易い事例をもとに、より一層深いレベルで公差設計を理解することができる。
【０１２０】
本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、受講生が、上記した総合位置公差計算シートを用いて、総合位置公差計算式（１）を構成する「呼び寸法からなる第１項」、「ガタ起因位置変動量からなる第２項」及び「公差起因位置変動量からなる第３項」のそれぞれを計算することが可能となることから、これら第１項、第２項及び第３項並びに総合公差計算式（１）と、予め設定しておいた許容公差（許容ガタ起因位置変動量、許容公差起因位置変動量、許容総合公差）とを比較して、第１部品及び第２部品についての公差設計の合否判定を行うことが可能となる。実施形態に係る公差設計研修教材を用いて研修又は授業を受けた受講生は、上記のような演習問題に取り組む際に上記の総合公差シートを用いることで、ガタ、公差及びレバー比のすべてを考慮に入れながら公差設計を行うことが可能となることから、より一層深いレベルで公差設計に関する理解を深めることができ、実際の設計において適切な公差設計を行うことが可能となる。
【０１２１】
本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、各種パラメータ毎に、対応するガタに起因して発生する、所定対象部位における位置変動量を記載させる「位置変動量記載欄」を含むことから、ガタ起因位置変動量を容易に計算することが可能となる。
【０１２２】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、各種パラメータ毎に、所定対象部位における呼び寸法に寄与する方向（正又は負）を記載させる「方向記載欄」を含むことから、方向（正又は負）を考慮して正しく呼び寸法を計算することができる。
【０１２３】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、各種パラメータが片側公差方法により表現されている場合には、各種パラメータを受講生に両側公差方法により記載させる「両側公差方法による各種パラメータ記載欄」を含むことから、片側公差方式のまま計算を進めてしまうという計算ミスを無くすることができる。
【０１２４】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、第１部品と第２部品との組み合わせにガタが発生する場合にはガタが発生していることを表わす所定の「ガタ発生マーク記載欄」を含むことから、ガタが発生していることを確認しながら確実に計算を進めることができる。
【０１２５】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、第１穴Ａ、第１軸体Ｂ、第２穴Ｃ及び第２軸体Ｄ毎に、Σ公差計算値を計算するための「係数×公差の値」と、√公差計算値を計算するための「係数×公差の二乗の値」）を受講生に記載させる「公差計算要素記載欄」を含むことから、これらの値をそのまま加算することにより、容易に第３項を算出することができる。
【０１２６】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、ガタ発生部位毎に、ガタに起因して発生する、所定対象部位における位置変動量を記載させる「位置変動量記載欄」をさらに含むことから、容易に第２項を算出することができる。
【０１２７】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、「第２項記載欄」が「第１項記載欄」及び「第３記載欄」から離隔して配置されていることから、第２項においてガタの影響を明確に視認することができる。
【０１２８】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、「第３項記載欄」として、「Σ公差計算値」、「√公差計算値」、「（Σ＋√）／２公差計算値」、「√×（２ｎ）／（ｎ＋１）公差計算値」及び「一様分布公差計算値」のそれぞれを受講生に記載させる「第３項記載欄」を含むことから、目的に合った第３項や企業の方針に沿った第３項ををより適切に選択することができる。
【０１２９】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、「許容公差起因位置変動量記載欄」と、第３項の公差起因位置変動量と許容公差起因位置変動量とを比較して、第３項の公差起因位置変動量が許容公差起因位置変動量と同じか小さいときに合格である旨を受講生に記載させ、第３項の公差起因位置変動量が許容公差起因位置変動量よりも大きいときに不合格である旨を受講生に記載させる「第３項合否判定結果記載欄」を含むことから、第３項の選択をより容易にすることができる。
【０１３０】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、組立体又はその部品を表す「組立体説明図表示欄」を含むことから、他の紙面に頼ることなく総合公差計算シートを見るだけで演習対象の組立図を確認でき、利便性の高い総合公差計算シートとなる。また、受講者が、演習問題を取り違えることなく確実に演習問題に取り組むことができる。
【０１３１】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートによれば、組立体の所定対象部位における呼び寸法を表す基本式を受講生に記載させる「基本式記載欄」を含むことから、受講者は、まず基本式を完成させてから方向（正又は負）や各種パラメータを記載することになることから、公差設計をより一層正しく理解することが可能となる。
【０１３２】
また、本実施形態に係る総合公差計算シートは、ガタが発生しない場合に不良率を受講生に計算させて記載させる「不良率記載欄」を含むことから、ガタが発生しない場合の、不良率を計算することができる。
【０１３３】
以上、本発明の公差設計研修教材及び総合公差計算シートを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【０１３４】
（１）上記の実施形態においては、研修テキストを例にとって本発明の公差設計研修教材を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の公差設計研修教材は書籍であってもよい。
【０１３５】
（２）上記の実施形態においては、総合公差計算シートとして用紙に印刷された総合公差計算シートを例にとって本発明の公差設計研修教材を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の総合公差計算シートは、コンピュータ上で操作するソフトウェア又はプログラム、すなわち、コンピュータの表示画面に総合公差計算シートを表示させるためのソフトウェア又はプログラムであってもよい。
【０１３６】
（３）上記の実施形態においては、講師用の教材を例にとって本発明の公差設計研修教材を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の公差設計研修教材は、受講生用の教材であってもよい。受講生用の教材は、講師用の教材から所定の頁が削除されているものであってもよい。
【０１３７】
（４）上記の実施形態においては、組立体として、「指針ユニット」、「軸受けユニット」及び「コネクタが実装された回路基板がケースに取り付けられた物品」についての公差設計に関する演習問題を含む公差設計研修教材を例にとって本発明の公差設計研修教材を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。直径ＸＡ及び直径公差ＹＡを有する第１穴Ａ並びに直径ＸＣ及び直径公差ＹＣを有する第２穴Ｃを有する第１部品と、直径ＸＢ及び直径公差ＹＢを有する第１軸体Ｂ並びに直径ＸＤ及び直径公差ＹＤを有する第２軸体Ｄを有する第２部品とを、第１穴Ａと第１軸体Ｂとを係合させるとともに第２穴Ｃと第２軸体Ｄとを係合させた状態で組み立ててなる組立体についての公差設計に関する演習問題を含むものであればよい。
【０１３８】
（５）上記の実施形態においては、「第３項記載欄」として、受講生に、「Σ公差計算値」、「√公差計算値」、「（Σ＋√）／２公差計算値」及び「一様分布公差計算値」を記載させる「第３項記載欄」を例にとって本発明の公差設計研修教材を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば、「√×（２ｎ）／（ｎ＋１）公差計算値」、「√×ｋ公差計算値」その他の公差計算値を用いることができる。
【０１３９】
（６）図４３は、総合公差記載シートへの記載方法を説明するために示す図である。本発明の公差設計研修教材は、図４３に示すように、各記載欄への記載の仕方を説明するための見本頁を含むものであってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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