平行度とは、基準となる面・線・軸に対して、対象となる面・線・軸がどれだけ平行であるかを管理する幾何公差です。

例えば、ある取付面Aに対して、反対側の面Bがどれだけ平行か、基準穴に対して別の穴軸がどれだけ平行か、ガイドレール取付面同士がどれだけ平行かを指定する際に使われます。

平行度は、幾何公差の中では「姿勢公差」に分類され、必ず基準となるデータムが必要です。

■平行度の基本情報

■平行度の特徴

平行度の特徴は、対象物が「基準に対してどれだけ平行か」を評価する点です。

平面度が対象面そのものの平らさを管理するのに対し、平行度は基準面に対する向きを管理します。つまり、面が平らでも、基準面に対して傾いていれば平行度は悪くなります。

例えば、プレートの上下両面が平らであっても、上面が下面に対してわずかに傾いている場合、平行度不良になります。

■平行度が必要な理由

平行度が必要な理由は、部品同士の組立精度や機械の動作精度に大きく影響するためです。

取付面同士が平行でないと、相手部品を取り付けたときに傾きが発生します。ガイド面やレール取付面の平行度が悪いと、スライド部品が引っかかったり、摺動抵抗が増えたりします。

また、穴軸の平行度が悪いと、ピンやシャフトが正しく入らない、回転が重くなる、軸受に偏荷重がかかるといった不具合につながります。

■平行度のメリット

■平行度のデメリット・注意点

平行度を厳しく指定しすぎると、加工コストと検査コストが上がります。

特に大きなプレート、長尺部品、溶接構造物、薄板部品では、反りや歪みの影響で高い平行度を出すことが難しくなります。必要に応じて、研削加工、仕上げ加工、歪み取り、治具固定が必要になる場合があります。

また、平行度はデータムに対して評価するため、データム面そのものの品質も重要です。基準面が反っていたり、傷やバリがあったりすると、正しい評価ができません。

■平行度の主な用途

■平行度と平面度の違い

平面度は「面が平らか」を見る公差です。平行度は「基準面に対して平行か」を見る公差です。

そのため、平行度を正しく管理するには、対象面だけでなく、基準となるデータム面の状態も重要になります。

■平行度と真直度の違い

真直度は、線や軸そのものがどれだけ真っ直ぐかを管理する形状公差です。

一方、平行度は、基準に対して線や軸がどれだけ平行かを管理する姿勢公差です。

真っ直ぐな軸であっても、基準面に対して傾いていれば平行度は悪くなります。

■平行度と位置度の違い

平行度は、対象の向きを管理する公差です。位置そのものを直接管理するものではありません。

一方、位置度は、穴や軸などが基準に対して正しい位置にあるかを管理します。位置度では、位置ズレだけでなく、条件によっては姿勢のズレも影響します。

例えば、2本のピン穴が基準面に対して平行であっても、穴位置がずれていれば組立不良になる場合があります。この場合は、平行度だけでなく位置度の指定が必要になることがあります。

■平行度で発生しやすい不良

平行度に関係する不良には、面の傾き、穴軸の傾き、ガイド面のこじれ、取付面の片当たり、スライド不良、組立時の隙間があります。

プレート部品では、片面加工や溶接による歪みによって、基準面に対する反対面の平行度が悪化することがあります。

穴加工では、ドリルの逃げ、芯ズレ、加工機の剛性不足、ワークの固定不良によって、穴軸が基準面に対して傾く場合があります。

■平行度の測定方法

平行度の測定には、定盤、ダイヤルゲージ、ハイトゲージ、三次元測定機、マイクロメータ、シリンダゲージなどが使われます。

面の平行度を測る場合は、基準面を定盤や測定治具に当て、対象面の高さ変化をダイヤルゲージやハイトゲージで確認します。

穴軸の平行度を測る場合は、三次元測定機で穴軸を測定したり、ピンゲージや専用治具を用いて基準に対する傾きを確認したりします。

高精度な部品では、測定方法とデータムの再現方法を事前に決めておくことが重要です。

■平行度の注意点

平行度では、データム面の選定が非常に重要です。

実際に相手部品と接触する面、組立時に基準となる面、加工時に安定して保持できる面をデータムに設定するのが基本です。

また、測定時にデータム面へバリ、切りくず、打痕があると、部品が傾いて正しい測定ができません。検査前には、基準面の清掃とバリ取りが必要です。

薄板や長尺部品では、自重や締付けによって平行度が変わる場合があります。自由状態で測るのか、組付け状態で測るのかも確認しておく必要があります。

■図面指示で注意すべきこと

図面で平行度を指定する場合は、対象となる面・線・軸と、基準となるデータムを明確にします。

例えば、「B面の平行度0.05｜A」と指定する場合、A面を基準としてB面がどれだけ平行かを評価します。穴軸に指定する場合は、対象となる穴軸と基準面または基準軸を明確にします。

また、平行度だけでは位置ズレを管理できない場合があります。ボルト穴やピン穴など、組立位置が重要な場合は、位置度や同軸度の指定も検討します。

■まとめ

平行度とは、基準となる面・線・軸に対して、対象となる面・線・軸がどれだけ平行であるかを管理する幾何公差です。取付面、ガイド面、摺動面、穴軸、シャフト、治具基準面などで使われます。

平行度が悪いと、組立時の傾き、片当たり、摺動不良、軸のこじれ、位置決め不良につながります。一方で、厳しすぎる指定は加工・検査コストを上げるため、機能上必要な箇所に適切に設定することが重要です。

高品質な部品設計では、データム設定、対象面、測定方法、加工基準を明確にし、実際の組立状態に合った平行度管理を行うことが大切です。