金属加工の精度を語る上で欠かせない「幾何公差」。その中でも特に重要なものの一つが「垂直度」です 。しかし、JIS（日本産業規格）の定義を詳しく見ると、「垂直度」という単独の用語はなく、「直角度」として規定されています 。現場では「垂直度」という言葉も広く使われていますが、正式には「直角度」であり、本記事でもJISの定義に基づき解説を進めます 。
直角度とは、「データム直線またはデータム平面に対して、理論的に正確な90°からのズレの許容値」を定めたものです 。つまり、ある面や線が、基準となる面や線に対してどれだけ正確に直角であるかを示します 。この「基準」こそが「データム」です 。「データム」とは、加工や測定を行う際の理論的な基準となる点、直線、または平面のことを指します 。
なぜデータムがこれほど重要なのでしょうか。それは、完璧に平らな面や真っ直ぐな線というものは現実には存在しないからです 。部品を測定する際、データムとして指定された面を、より精密で安定した定盤などの「実用データム」に接触させることで、初めて安定した測定が可能になります 。データムがなければ、どの面を基準に90°を測るのかが不明確になり、部品の姿勢を正しく評価することができません。そのため、直角度を含む姿勢公差（平行度、傾斜度）では、データムの指示が不可欠となるのです 。
以下の参考リンクは、データムの定義と必要性について、図解を交えながら分かりやすく解説しています。
データムの定義と役割に関する参考資料
図面上での幾何公差の指示は、専門の記号を用いて行われます 。直角度を指示する場合、「公差記入枠」と呼ばれる枠内に、直角度を示す記号「⊥」、公差値、そして基準となるデータム記号を記入します 。この公差記入枠から引き出された指示線が、公差を適用したい形体（面や線）を指し示します 。
ここで重要なのが「公差域」の考え方です。公差値は、単なる許容誤差の数値ではありません。それは、規制対象となる形体が存在できる「空間の幅や直径」を意味します 。
例えば、「φ0.05 A」と指示されていれば、それは「データムAに対して、直径0.05mmの円筒領域内に、指示された軸線がなければならない」と解釈します 。この公差域の概念を正確に理解することが、設計者の意図を汲み取り、要求される精度の部品を製作するための第一歩です。
以下の参考リンクは、図面への指示方法を豊富な図で解説しており、公差記入枠の読み取りに役立ちます。
直角度の図面指示に関する参考資料
設計図で指示された垂直度（直角度）が、実際に加工された部品で満たされているかを確認するためには、正確な測定が不可欠です。測定方法は、大きく分けて最新の三次元測定機を使用する方法と、従来から行われている手法があります 。
三次元測定機は、プローブと呼ばれる先端の接触子を測定対象物の各所に当てることで、三次元の座標データを取得し、コンピュータ上で垂直度を算出する装置です 。データム面と測定面を複数点測定するだけで、複雑な形状でも迅速かつ高精度に評価できるのが最大の利点です。人的な誤差が入りにくく、測定結果の信頼性も高いと言えます。
一方、従来からの手法にも、現場の状況に応じて有効なものが多くあります 。
以下に、代表的な測定方法とその特徴を表にまとめました。
| 測定方法 | 概要 | メリット | デメリット |
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| 三次元測定機 | プローブで対象物の3次元座標を取得し、演算で垂直度を算出する 。 | ・高精度で信頼性が高い
・複雑な形状も測定可能
・測定の自動化が可能 | ・設備が高価
・測定に時間がかかる場合がある
・専門的な知識が必要 |
| ダイヤルゲージ/ハイトゲージ | 定盤を基準に、測定面にゲージを当てて移動させ、その振れ幅から垂直度を読み取る 。 | ・比較的安価で導入しやすい
・現場で手軽に測定できる | ・測定者の技量に左右される
・広い面の測定には不向き |
| 直角定規とすきまゲージ | 対象物に直角定規を当て、その隙間をすきまゲージで測定する 。 | ・最も簡易で迅速
・加工中の確認にも使える | ・精度が低い
・あくまで目安としての測定 |
どの測定方法を選択するかは、要求される精度、部品の形状、コスト、作業効率などを総合的に考慮して判断する必要があります。高精度が求められる最終検査では三次元測定機が適していますが、加工中の簡易的な確認であればダイヤルゲージや直角定規が役立つ場面も多いでしょう。
設計図通りの垂直度を実現するには、最新の加工機や測定器を揃えるだけでは不十分です。日々の作業に潜む「意外なコツ」こそが、精度を一段階引き上げる鍵となります。これは、多くの技術者が経験から学んできた暗黙知とも言える部分であり、体系的な資料としてまとめられることは稀です。
ここでは、精度を追求する金属加工従事者が見落としがちな、しかし極めて重要なポイントをいくつか紹介します。
これらのコツは、一つひとつは地味で基本的な作業かもしれませんが、これらを徹底して実践することが、他社との差別化につながる「神は細部に宿る」加工技術の神髄と言えるでしょう。
垂直度（直角度）は、「姿勢公差」というカテゴリに分類される幾何公差の一つです 。姿勢公差には、垂直度の他に「平行度」と「傾斜度」があり、これらはすべて、ある形体がデータムに対してどのような姿勢であるべきかを規制するものです 。これら3つの公差は密接に関連しており、違いを理解して正しく使い分けることが重要です。
つまり、垂直度（直角度）は、傾斜度の角度指定が90°の場合の特別な指示方法と言えます 。図面上では、90°の場合は専用の「⊥」記号を使い、それ以外の角度の場合は「∠」記号とともに角度寸法を記入して傾斜度として指示します。
これらの姿勢公差は、単独で使われることもありますが、しばしば組み合わせて使用されます。例えば、あるブロック部品において、底面をデータムAとし、側面をデータムAに対して垂直度で規制し、さらに上面をデータムAに対して平行度で規制する、といった具合です。このように複数の幾何公差を適用することで、部品全体の形状と姿勢が厳密に定義され、複数の部品を組み合わせた際に、意図した通りの機能を発揮させることが可能になるのです。
以下の参考資料では、平行度、直角度、傾斜度の違いが図解で分かりやすく解説されています。
姿勢公差（平行度・直角度・傾斜度）の解説
