同軸度とは

読み: どうじくど

同軸度とは、対象となる軸の中心線が、データムとなる別の軸の中心線に対してどれだけ一致しているかを表す幾何公差である。真直度や円筒度と異なり、他の形体を基準（データム）に取って評価する関連形体の公差である。

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概要

同軸度は、ある部品に複数の円筒面や穴がある場合に、それらの中心軸が一直線上にどれだけ揃っているかを表す。データムとなる軸を基準に、評価対象の軸の中心が円筒状の許容範囲（公差円筒）内に収まっているかどうかで判定される。

軸受を複数箇所で受けるシャフトや、内外径の中心が一致している必要があるスリーブ・パイプ状の部品で特に重視される。同軸度が悪いと、回転時の振動や偏摩耗、組み付け時のこじれの原因になる。

振れ公差との違い

同軸度と混同されやすい公差に振れ公差がある。振れ公差は、対象をデータム軸を中心に実際に回転させ、測定子を当てた状態での半径方向・軸方向の変位を直接測定する評価方法である。

同軸度は中心軸同士の位置関係を理論的に評価するのに対し、振れ公差は真円度や同軸度など複数の要因が重なった結果としての「振れ」を実測する。同軸度の方が厳密な評価だが測定に手間がかかり、実務では検査のしやすさから振れ公差で代用されることも多い。

深穴加工・スリーブでの重要性

産業機械用スリーブのように軸物を保護する目的で使われる部品では、内径と外径の同軸度が要求される。内径が外径に対して偏っていると、挿入される軸との隙間が周方向で不均一になり、保護機能や摺動性に影響するためである。

深穴加工でこうした部品を加工する際は、工具の突き出し量が大きくなるほど工具のたわみや振れが生じやすく、同軸度を出すことが難しくなる。長尺のシャフトやスピンドル、スリーブといった深穴加工が必要な製品では、同軸度と寸法精度を両立させるノウハウが加工品質を左右する。

測定方法と実務での注意点

同軸度は、対象を精密な回転テーブルやセンター間に設置し、各軸の中心座標をCMMや真円度測定機で求めて比較する方法で評価する。深穴のように内径側を評価する場合は、内径測定用のプローブや専用治具が必要になる。

図面で同軸度を指定する際は、必ずデータムを明示する必要がある。データムの取り方（どの軸を基準にするか）によって評価結果が変わるため、部品の機能上どちらを基準にすべきかを設計段階で決めておくことが重要である。

よくある誤解

✕ 同軸度と振れ公差は同じ検査方法で確認できる。

○ 同軸度は中心軸同士の位置関係を理論的に評価する公差、振れ公差は実際に回転させて測定子の変位を直接測る公差であり、評価の考え方が異なる。振れ公差には真円度など他の要因も影響として含まれる。

✕ 同軸度にはデータムを指定しなくてもよい。

○ 同軸度は関連形体の公差であり、基準となるデータムの指定が必須である。データムの取り方次第で評価結果が変わるため、図面上で明確にしておく必要がある。

✕ 内径と外径の寸法がそれぞれ公差内なら同軸度も問題ない。

○ 内径・外径それぞれの直径寸法が公差内でも、中心位置が偏っていれば同軸度は悪化する。スリーブのように内外径の関係が機能に直結する部品では、同軸度を別途指定・測定する必要がある。

よくある質問

同軸度が悪いとどのような不具合が起きますか？+

回転部品では振動や偏摩耗、スリーブのような保護部品では周方向の隙間の不均一による摺動不良や早期摩耗につながります。組み付け時にこじれが生じる原因にもなります。

同軸度と振れ公差、どちらを図面に指定すべきですか？+

理論的な中心軸の一致を厳密に管理したいなら同軸度、実際に回転させたときの挙動を直接評価したいなら振れ公差が適しています。検査のしやすさから振れ公差が使われることも多くあります。

深穴加工で内外径の同軸度を出すのは難しいですか？+

工具の突き出し量が大きくなる深穴加工では、工具のたわみや振れが生じやすく、同軸度の確保が難しくなる傾向があります。長尺のシャフトやスリーブでは、加工先の実績とノウハウが結果を左右します。

出典

JIS B 0021（幾何公差の図示方式）
BTA・ガンドリル加工.com 技術コラム「産業機械用スリーブ加工について」（深江特殊鋼）

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