平行度の測定方法は？平面度との違いも紹介

平行度とは、基準となる面や線に対して、別の面や線がどれだけ平行であるかを示す幾何公差のひとつです。平行度が適切に管理されていることで、部品同士の組み立て精度が向上し、機械の動作性能や製品の信頼性が高まります。
このコラムでは、平行度の基本的な定義からその重要性、測定方法、そして幾何公差の一つである平面度との違いについてわかりやすく紹介します。

平行度とは

平行度とは、ある基準面や基準線（データム）に対して、別の面や線がどれだけ平行であるかを示す幾何公差のひとつです。

JIS規格では下記の通り、規定されています。

JIS B 0621-1984 幾何偏差の定義及び表示
〔定義〕平行度とは，データム直線又はデータム平面に対して平行な幾何学的直線又は幾何学的平面からの平行であるべき直線形体又は平面形体の狂いの大きさをいう。
〔表示〕平行度は，直線形体又は平面形体が，データム直線又はデータム平面に対して垂直な方向において占める領域の大きさによって，次に示すように表し，平行度＿mm又は平行度＿μmと表示する。

具体的には、指定された面や線が基準に対して許容される範囲内で平行であることを保証するための基準です。

平行度の記号

平行度には基準となる形体（直線や平面）がデータムとして設定されており、図面上では一般的に下図のように指示します。

平行度の公差域の考え方

下の図のように10㎜の幅の製品の上面に平行度0.1が指示されている場合、この面はデータムA（基準面）に対して完全に平行な10㎜離れた0.1㎜の領域内に入っていなければならないということです。
イメージとしては右のように、平行度が指示されている面のうねりがデータムAと平行に10㎜離れている幅0.1㎜の範囲に収まっていれば「平行度0.1を満たしている」と判断されます。

内径、外径（穴や軸）に平行度が指示されている場合の考え方について
下の図ように穴の寸法線の延長線上に平行度0.1が指示されている場合、この穴の中心軸はデータムAと平行な直径0.1㎜の円筒内に入っていなければならないということです。
イメージとしては右のとおり、穴の軸線（中心軸）が0.1㎜の円筒内に収まっていればよいということになります。

ちなみに、穴や軸がデータムに指示されている場合も同様の理解となります。

平行度と平面度の違い

平行度と混同されることが多い、幾何公差「平面度」との違いをまとめました。

記号の種類	記号の意味	データムの有無
平行度	基準となる面や線（データム）に対して、別の面や線がどれだけ平行であるかを示す公差	関連形体であり、加工や測定のための基準（データム）が存在する
平面度	単一の面がどれだけ平らであるかを示す公差	単独形体であり、面そのものに指示されるため基準（データム）が不要

つまり、平行度は2つの面や線の相対的な位置関係を評価し、平面度は1つの面の平さを評価するという違いがあります。

過去に幾何公差記号の「真円度」についてまとめたコラムも作成しましたので、よろしければ併せてご覧ください。

真円度の測定方法は？円筒度との違いも紹介

平行度の測定方法

平行度の測定方法についてまとめました。

ノギスやマイクロメータ

データムと測定面（平行度が指示されている面）をノギスやマイクロメータで挟んで測定する方法があります。
製品の複数個所をノギスやマイクロメータで測定し、その数値の差から平行度を求めることができます。※ただし、この方法は簡易的な測定手順になります。

下の図のように、平行度0.1を確認するために幅10㎜の部分を数か所測定した際、そのときの数値が最大で「10.03」、最小で「9.97」となっていた場合、平行度は「最大値10.03-最小値9.97＝0.06」であると判断されます。そして数値としては0.1の範囲に収まっているため、「平行度0.1を満たしている」と判断されます。

ハイトゲージとダイヤルゲージ

ハイトゲージで平行度を測定する方法は、データム（基準面）が定盤に接するように製品を置いて、数か所高さを測定し、その数値の差から平行度を求めることができます。また、穴または軸の中心高さから平行度を測定する場合、データム（基準面）が定盤に接するように製品を置いて、穴または軸の中心高さを数か所測定し、その最大値と最小値の差から平行度を求めることができます。

ハイトゲージの測定子を取り換えることで、軸の中心を測定することが可能となり、それを使用し軸の平行度を測定することができます。また、測定子をダイヤルゲージに取り換えて、測定面に当て製品またはハイトゲージを動かしたときの最大値と最小値の差から平行度を求めることもできます。

エージェンシーアシスト保有のデジタルハイトゲージについて紹介ページはこちら

デジタルハイトゲージ

画像測定器

画像測定器で製品を撮影し、平行度を測定することが可能です。

ただし、画像測定器は対象物に光を当てることで影を作り、その影を撮影して測定を行う機械であり、その特性上、製品の形状やピント調整が不十分だった場合、正確な測定結果が得られない可能性があるため注意が必要です。

エージェンシーアシスト保有の画像寸法測定器について紹介ページはこちら

画像寸法測定器

三次元測定機

三次元測定機でも、面や円筒、直線などの要素を作成して、平行度を測定することが可能です。

エージェンシーアシスト保有の三次元測定機について紹介ページはこちら

三次元測定機（接触式）

平行度測定でよくある失敗・NG事例集

平行度測定で発生する不具合の多くは、測定器の性能不足ではなく「測定前の準備不足」や「測定方法のばらつき」が原因です。よくある失敗・NG事例を紹介します。

NG① 定盤を清掃せずに測定する

平行度測定の基準となる定盤に切粉やホコリが付着したまま測定すると、ワークがわずかに浮き上がり、本来よりも大きな平行度が測定される場合があります。
特に高精度な測定では数μm程度の異物であっても測定結果へ大きく影響するため注意が必要です。
＜対策＞
・測定前に定盤を清掃する
・ワーク裏面も同時に清掃する
・エアブロー後にウエスで拭き取る

NG② データム面のバリやキズを見落とす

基準面（データム面）にバリや打痕がある状態で測定すると、ワークが傾いた状態で固定されます。
その結果、本来問題のない製品でも平行度不良と判定されることがあります。
＜対策＞
・測定前にデータム面を目視確認する
・バリ除去後に測定する
・基準面の傷や打痕の有無を確認する

NG③ 測定点数が少なすぎる

左右の2点だけを測定して平行度を判断すると、中央部分に存在するうねりや局所的な変形を見逃す可能性があります。
実際には平行度不良であっても、測定箇所によっては良品と判断してしまうリスクがあります。測定箇所不足は代表的な測定ミスの一つです。
＜対策＞
・ワークサイズに応じて複数点を測定する
・端部だけでなく中央部も確認する
・測定基準を標準化する

NG④ ダイヤルゲージを斜めに当てる

ダイヤルゲージの測定子が測定面に対して斜めに接触すると、実際の高さ変化より小さな値が表示される場合があります。
その結果、平行度が良好であると誤判定する恐れがあります。
＜対策＞
・測定子をできるだけ測定面に対して垂直に当てる
・測定前にゼロ点確認を行う
・治具を活用して測定姿勢を統一する

NG⑤ ワークを強く固定しすぎる

樹脂製品や薄板部品などは、クランプで強く固定すると変形することがあります。
変形した状態で測定すると実際の使用状態とは異なる結果となり、正しい平行度評価ができません。柔らかい部品は測定圧による変形にも注意が必要です。
＜対策＞
・過度な締め付けを避ける
・必要最小限の保持力とする
・非接触測定器の利用を検討する

NG⑥ 温度を考慮せずに測定する

測定室と加工現場で温度差がある場合、ワークや測定器が熱膨張・収縮を起こします。
大型部品やアルミ製品では温度変化による寸法変動が発生し、平行度の測定値にも影響を与えます。
＜対策＞
・測定環境を一定温度に保つ
・ワークを室温になじませる
・温度管理ルールを設ける

NG⑦ ゼロ合わせ・校正を行わない

測定器のゼロ点がずれたまま測定を開始すると、すべての測定結果が不正確になります。
特にダイヤルゲージやハイトゲージは、測定開始前のゼロ点確認が必須です。
＜対策＞
・測定前にゼロ合わせを実施する
・定期校正された測定器を使用する
・異常値が出た場合は再確認する

定盤の清掃、データム面の確認、適切な測定点の設定、ゼロ合わせの実施を徹底することで、測定精度を大幅に向上させることができます。特に「測定点数不足」と「ワークの変形」は見落とされやすいため、社内ルールとして標準化しておくことをおすすめします。

おわりに

平行度は、製品の品質と性能を確保するために欠かせない幾何公差の一つです。基準面や基準線に対して、別の面や線がどれだけ平行であるかを評価することで、組み立て精度や機械の動作性能、密閉性、製品の信頼性を向上させることができます。

株式会社エージェンシーアシストでは、今回紹介した測定器は全て品質管理センターに備えており、経験豊富な検査員が平行度を含む幾何公差の測定に対応しております。