真円度とは、円形の断面がどれだけ正しい円に近いかを管理する幾何公差です。

例えば、シャフトの外径、穴の内径、ベアリングが入る丸穴、シールが当たる円筒部などで、円がつぶれていないか、楕円になっていないか、三角形状や多角形状に歪んでいないかを確認するために使われます。

寸法公差が「直径の大きさ」を管理するのに対し、真円度は「円としての形の正しさ」を管理します。

■真円度の基本情報

■真円度の特徴

真円度の特徴は、円形断面そのものの形状を評価することです。

真円度は幾何公差の中でも「形状公差」に分類され、基本的にはデータムを必要としません。つまり、他の面や軸を基準にするのではなく、対象となる円形断面が単独でどれだけ理想円に近いかを評価します。

丸棒や穴の直径が寸法公差内に入っていても、断面が楕円形や多角形状に歪んでいる場合があります。このような形状不良を管理するのが真円度です。

■真円度が必要な理由

真円度が必要な理由は、円形部品の形状不良が、回転精度、摺動性、シール性、はめあい精度に大きく影響するためです。

例えば、ベアリングを挿入する穴の真円度が悪いと、ベアリング外輪が変形し、回転不良や寿命低下につながる場合があります。シャフトの真円度が悪いと、軸受との接触が不均一になり、摩耗や振動が発生することがあります。

また、Oリングやオイルシールが当たる円筒部では、真円度が悪いと密封性が低下し、漏れの原因になる場合があります。

■真円度のメリット

■真円度のデメリット・注意点

真円度を厳しく指定しすぎると、加工コストや検査コストが高くなります。

通常の旋削加工だけでは高い真円度を出しにくい場合があり、必要に応じて研削加工、ホーニング、ラッピング、精密ボーリングなどが必要になります。

また、真円度は測定する断面位置によって結果が変わる場合があります。部品のどの位置の断面を評価するのか、複数断面を測定するのかを明確にすることが重要です。

■真円度の主な用途

■真円度と寸法公差の違い

直径が公差内であっても、断面が楕円になっている場合があります。そのため、高精度な軸受部やシール部では、寸法公差だけでなく真円度を指定することがあります。

■真円度と円筒度の違い

真円度は、ある断面における円の正しさを管理します。

一方、円筒度は、円筒形状全体の正しさを管理する幾何公差です。円筒度には、各断面の真円度だけでなく、軸方向の真直度や円筒面全体のうねりも含まれます。

断面だけを管理したい場合は真円度、円筒全体の形を総合的に管理したい場合は円筒度が適しています。

■真円度と円周振れの違い

真円度は、対象の円形断面そのものがどれだけ正しい円かを評価します。

円周振れは、データム軸を基準にして部品を回転させたとき、測定点がどれだけ振れるかを評価します。つまり、円周振れには真円度だけでなく、偏心や軸ズレの影響も含まれます。

■真円度で発生しやすい不良

真円度に関係する不良には、楕円、三角形状、多角形状、チャック歪み、びびり跡、研削むらがあります。

旋盤加工では、チャックでワークを強く締めすぎると、薄肉部品が変形した状態で加工されることがあります。加工中は円に見えても、チャックを外すと弾性変形が戻り、真円度が悪化する場合があります。

また、工具摩耗、芯押し不良、びびり振動、機械主軸の振れも真円度不良の原因になります。

■真円度の測定方法

真円度の測定には、真円度測定機、三次元測定機、Vブロック、ダイヤルゲージ、マイクロメータなどが使われます。

高精度な測定では、真円度測定機を使用し、対象部品を回転させながら円周方向の形状変化を測定します。簡易的には、Vブロック上でシャフトを回転させ、ダイヤルゲージで変化量を確認する方法もあります。

ただし、Vブロック測定では部品の形状によって測定値の解釈が難しい場合があります。重要部品では、専用測定機による評価が望まれます。

■真円度の注意点

真円度では、測定する断面位置と測定方法を明確にすることが重要です。

シャフトや穴は、軸方向の位置によって真円度が異なる場合があります。端部、中央部、加工境界部など、どの位置を測定するかを決めておく必要があります。

また、薄肉部品では測定時の保持力によって形状が変わることがあります。測定治具で強く締めすぎると、実際の真円度を正しく評価できない場合があります。

■図面指示で注意すべきこと

図面で真円度を指定する場合は、対象となる円形断面を明確にします。

例えば、シャフト外径全体に指定するのか、シール接触部だけに指定するのか、ベアリング嵌合部に指定するのかを明確にすることが重要です。

また、必要以上に厳しい真円度を指定すると、研削加工や専用測定が必要になり、コストが上がります。部品の機能に必要な箇所に絞って指定することが大切です。

■まとめ

真円度とは、円形断面がどれだけ理想的な円に近いかを管理する幾何公差です。シャフト、穴、ベアリング部、シール部、ローラー、ピン、ブッシュなどで使用されます。

真円度が悪いと、はめあい不良、回転振れ、摺動不良、摩耗、シール漏れなどの原因になります。一方で、厳しい真円度指定は加工・検査コストを高めるため、用途に応じた適切な設定が重要です。

高品質な円形部品を設計・加工するには、真円度を指定する位置、測定断面、加工方法、保持方法を明確にし、実際の使用条件に合った形状管理を行うことが大切です。