1 形状偏差の使い方1
5th STEPでは、寸法と幾何特性の違いを知り、加工によって形が崩れる原因や計測の原理、データムの記入法と幾何特性の公差領域について学んだ。
6th STEPでは、具体的な幾何特性14種類について、その解釈と記入テクニックについて解説する。
第1回は、14種類の幾何特性のうち形状偏差に分類される「真直度」と「平面度」について説明する。
形状偏差
形状偏差とは、「対象となる形体が、平面や線など、幾何学的に正しい形状を表す偏差の許容値内にあるかを規定する」と定義される。
また、幾何公差の分類の中で、唯一、単独形体と呼ばれ、データムを参照しないことが特徴である。
形状偏差には、次の六つの幾何特性がある。
今回は、上記のうち、真直度と平面度について説明する。
1.真直度
真直度とは、「直線形体の幾何学的に正しい直線からのひらきの許容値」と定義される。
つまり、真直度の評価対象となる形体は、「1本の直線」と認識すればよい。
真直度を適用する公差領域は、次の3種類である。
- 2本の直線間の領域（2次元平面）
- 円柱の領域（3次元空間）
- 角柱の領域（3次元空間）
真直度の図面指示例を見てみよう。
1） 円筒軸の真直度（母線指示）
円筒軸の母線に真直度を指示する場合、直径の寸法線と指示線の矢は外し、幾何公差値にφは付けない（図1）。
図1
円筒軸の真直度指示例（母線指示）
公差領域は、赤い領域になる（図2）。このとき、軸の回転方向の位置は任意である。
図2
円筒軸の母線の真直度公差領域
真円度測定機を使った場合の円筒軸の真直度（母線）計測イメージを写真1に示す。
円筒軸の任意の1本の母線を測定する。
※本例は一例であり、他の計測方法も存在する。
写真1
円筒軸の真直度（母線）の計測イメージ
2）円筒軸の真直度（中心線指示）
円筒軸の中心線に真直度を指示する場合、直径の寸法線に指示線の矢を当て、幾何公差値にφを付ける（図3）。
図3
円筒軸の真直度指示例（中心線指示）
公差領域は、赤い領域になる（図4）。
図4
円筒軸の中心線の真直度公差領域公差記入枠の要素
真円度測定機を使った場合の円筒軸の真直度（中心線）計測イメージを写真2に示す。
円筒軸の180度対向する任意の2本の母線からその平均値となる中心線を計算によって求める。
※本例は一例であり、他の計測方法も存在する。
写真2
円筒軸の真直度（中心線）の計測イメージ
次に、レアなケースであるが、平らな面の表面に母線の真直度を指示した例を見てみよう。
平面上の真直度（母線指示）
平面上の母線に真直度を指示する場合、高さや幅の寸法線と指示線の矢は外し、幾何公差値にφは付けない（図5）。
図5
平面上の真直度指示例（母線指示）
公差領域は、赤い領域になる（図6）。このとき、測定する位置は任意である。
図6
平面上の母線の真直度交差領域
3次元測定機を使った場合の平面上の真直度（母線）計測イメージを写真3に示す。
1本の直線となるよう平面上の任意の多数点を測定する。
※本例は一例であり、他の計測方法も存在する。
写真3
平面上の真直度（母線）の計測イメージ
2.平面度
平面度とは、「平面形体の幾何学的に正しい平面からのひらきの許容値」と定義される。
つまり、平面度の評価対象となる形体は、「1枚の平面」と認識すればよい。
平面度が適用される公差領域は、次の1種類のみである。
平面度の図面指示例を見てみよう。
平らな面への平面度（表面指示）
平らな面に平面度を指示する場合、高さや幅の寸法線と指示線の矢を外し、幾何公差値にφは付けない（図7）。
図7
平らな面への平面度指示例（表面指示）
公差領域は、赤い領域になる（図8）。
図8
平らな表面の平面度公差領域
3次元測定機を使った場合の平面度計測イメージを写真4に示す。
平面上の任意の多数点を測定する。
※本例は一例であり、他の計測方法も存在する。
写真4
平面度の計測イメージ
ISOやJISの規格によると、平面度は表面形体にのみ適用でき、中心平面には適用できないため、下記のような図面指示をしてはいけない（図9）。
ただし、アメリカ機械学会（ASME）では、平面度を中心平面に指示することができる。
図9
中心平面への平面度指示例（表面指示）
共通領域指示のススメ
同一平面として設計しているが、その途中に溝や突起がありその形体が分断されている場合、その離れたそれぞれの形体に平面度を指示すると、別形体として解釈される（図10）。
つまり、同一平面として設計しているにもかかわらず、別々の形体として検査されるため、設計意図と相違が出てしまう。
図10
離れた形体への平面度指示例（個別指示）
そこで、設計意図と同じように、離れた形体を同時に検査してもらうための記号が存在する。
幾何公差値に続けて「CZ」を記入することで、下記のような解釈となる（図11）。
ここで、CZはCommon Zone（共通領域）の省略語である。
図11
離れた形体への平面度指示例（共通領域指示）
同様に、真直度にも共通領域を指示することができる（図12）。
図12
離れた形体への真直度指示例（共通領域指示）
幾何特性の分類のうち、形状偏差から知識を得ていくことが理解への早道である。
データムを参照しない形状偏差のうち、真直度と平面度は、それぞれ1本の直線あるいは1枚の平面を規制する特性であることが分かったと思う。
次回は、形状偏差のうち、残りの4特性（真円度、円筒度、線の輪郭度、面の輪郭度）を解説しよう。
