偏心（偏芯）加工・異形状加工｜軸心のずれた部品・丸物以外の旋盤加工

偏心加工（偏芯加工）とは、外径や穴の中心を基準の軸心から意図的にずらして削る加工です。偏心シャフトやカム、クランク形状など、軸心のずれた部品は芯出しと段取りの良し悪しで精度が大きく変わります。また、鋳物や溶接構造物のように丸くない素材を旋盤で削る異形加工も、つかみ方とバランスの取り方が鍵になります。このページでは、偏心・異形状加工の方法と精度を出すポイント、エヌテックの対応体制をご紹介します。

偏心（偏芯）加工・異形状加工とは

偏心加工（偏心軸・カム・クランク形状）

偏心加工は、ひとつの部品の中に中心の異なる円筒面を持たせる加工です。たとえば偏心シャフトは、基準となる軸部に対して、別の軸部がわずかに中心をずらした位置にあります。回転させると偏心した部分が円を描くように振れ回るため、回転運動を往復運動や揺動運動に変える機構に使われます。「偏芯」は同じ意味の表記ゆれで、図面や社内用語ではどちらも使われます。

偏心量（e）は、基準軸の中心から偏心部の中心までの距離です。偏心部の外径にダイヤルゲージを当てて基準軸で回転させると、振れの全量はおよそ偏心量の2倍として読み取れます。この関係は芯出しや検査で基本になるため、図面では偏心量と振れのどちらで指示しているのかを明確にしておくことが大切です。

異形状加工（丸物以外・つかみにくい形状）

異形状加工（異形加工）は、ブロック状、アーム状、L字形、フランジとボスが一体になった形など、チャックでそのままつかめない素材の一部に旋盤加工を施すものです。鋳物や鍛造品、溶接構造物の穴や座面を削る場面が典型で、素材の外形が回転軸に対して非対称なため、取り付け方とバランスの工夫が必要になります。

偏心・異形状形状が使われる主な部品

偏心・異形状の形状は、機械の動きを作る部品や、ほかの部品と組み合わせる取付部品に多く見られます。

• 偏心シャフト・偏心ピン：ポンプ、振動装置、送り機構、位置調整機構など
• カム・偏心カム：一定の動きを繰り返す搬送機構や包装機械など
• クランク形状の軸：往復運動を作る機構など
• 偏心スリーブ・偏心ブッシュ：組立時の位置調整や芯ずらし
• 鋳物・鍛造品のハウジング、ブラケット、アーム：軸受穴や取付座面の加工
• 溶接構造物：溶接後の取付面や穴の仕上げ加工

偏心加工の主な方法

偏心加工にはいくつかの方法があり、偏心量、精度、数量、部品の長さによって使い分けます。

4つ爪チャックで芯をずらしてつかむ

4つ爪チャック（単動チャック）は、4本の爪をそれぞれ独立して動かせるチャックです。3つ爪チャックが自動的に中心でつかむのに対し、4つ爪チャックは任意の位置で固定できるため、偏心量の分だけ芯をずらしてつかむことができます。ダイヤルゲージで振れを見ながら爪を少しずつ調整する作業で、段取りに時間はかかりますが、治具を作らずに単品から対応できる点が利点です。

偏心治具・偏心スリーブを使う

同じ偏心量の部品を繰り返し加工する場合は、偏心量に合わせて穴をずらした治具やスリーブを作り、それを介してワークを保持します。毎回の芯出し作業が減るため、ロットがまとまる場合や、位置の再現性を高めたい場合に有効です。

偏心センター穴で両センター支持する

長い偏心シャフトでは、両端面に基準軸用のセンター穴と、偏心量だけずらしたセンター穴をあけ、センターを付け替えて加工する方法があります。センター穴の位置精度がそのまま偏心量の精度になるため、センター穴加工の段階で正確に位置を出すことが重要です。長いシャフトの加工については長尺旋盤加工のページもご覧ください。

複合加工機（ミーリング主軸）で加工する

複合加工機は、旋削とミーリング（回転工具による削り）を1台で行える工作機械です。主軸の回転角度を制御するC軸と、ミーリング主軸の動きを組み合わせることで、偏心部や位相のずれた形状、キー溝や穴あけまでを一度のつかみで加工できます。つかみ替えが減るため、基準からの位置関係を保ちやすいのが特長です。

異形状ワークを旋盤で加工する方法

面板・アングルプレートへの取り付け

チャックでつかめない異形ワークは、主軸に取り付けた面板（フェースプレート）にボルトやクランプで固定したり、面板にアングルプレート（直角の取付台）を介して固定したりして加工します。加工したい穴や座面の中心を回転中心に合わせるため、けがき線や基準面をもとに位置を出します。

バランスウェイトによる重量バランス調整

異形ワークを回転させると重心が回転中心からずれ、振動やびびり、寸法不良の原因になります。そこで反対側にバランスウェイト（おもり）を取り付けて重量バランスを整えます。バランスが取れていないと安全面のリスクも大きくなるため、回転数を抑えて慎重に加工することが基本です。

偏心量・精度を出すためのポイント

芯出しと測定

偏心加工の精度は、最初の芯出しでほぼ決まります。基準軸の振れを確認したうえで、偏心量に相当する振れが出る位置に調整します。加工後は、基準軸を支持した状態で偏心部の振れや外径を測定し、必要に応じて三次元測定機で偏心量と位相を確認します。

回転バランスと切削条件

偏心部や異形ワークは、回転させると遠心力で振れが生じます。回転数を上げすぎない、切込みを段階的に小さくする、仕上げ前に固定状態を再確認する、といった基本を守ることで、びびりや寸法ばらつきを抑えます。

図面の指示（偏心量・位相・基準）

偏心部品の図面では、次の点が明確になっていると加工・検査がスムーズです。

• 偏心量と、その公差
• 基準となる軸（データム）
• 複数の偏心部やキー溝がある場合の位相（角度の関係）
• 偏心量で指示するのか、振れで指示するのか

指示があいまいな場合は、加工前にすり合わせを行うことで、組立時のトラブルを防ぐことができます。

偏心・異形状部品の追加工（キー溝・深穴・穴あけ）

偏心シャフトやカムには、キー溝加工、深穴加工、タップ穴などの追加工が伴うことが多くあります。キー溝は偏心部との位相（角度）が機能に関わる場合があるため、基準の取り方を工程の最初に決めておくことが重要です。深穴加工は、穴の曲がりや同軸度に注意が必要で、偏心部品の場合はワークのバランスにも配慮します。シャフト全般の追加工についてはシャフト加工のページで詳しく紹介しています。

エヌテックの偏心・異形状加工

4つ爪チャック旋盤3台＋複合加工機3台の使い分け

エヌテックでは、4つ爪チャック旋盤3台と複合加工機（INTEGREX）3台を保有し、部品の形状と数量に応じて使い分けています。単品や芯ずらしが中心の加工は4つ爪チャック旋盤で、複数の偏心部やキー溝、穴あけを含む部品は複合加工機で加工することで、段取りと精度のバランスを取っています。汎用旋盤による加工も行っており、熟練技能が必要な仕事にも対応します（→ 汎用旋盤加工のページ）。

鋳物・鍛造素材や溶接構造物の異形部品にも対応

鋳物や鍛造品のようなつかみにくい素材や、溶接後に仕上げ加工が必要な構造物の加工も行っています。溶接は協力会社と連携しており、溶接から機械加工、検査までを一括で管理できるのがエヌテックの強みです。鋳物・鍛造素材の追加工については鋳物・鍛造品の切削のページをご覧ください。

恒温検査室での測定・出荷前検査

加工後は、20℃の恒温検査室で三次元測定機（2台）などを用いて測定し、専任検査員が出荷前検査を行います。工程はバーコードで管理しており、ISO9001の認証も取得しています。偏心量や位相のように測定方法で結果が変わりやすい項目も、基準を明確にしたうえで確認します（→ 検査ルームのページ）。

よくある質問

Q. 偏心加工と偏芯加工は違うものですか？

A. 同じ加工を指します。「偏心」が一般的な表記で、「偏芯」は表記ゆれとして図面や社内用語で使われることがあります。

Q. 偏心シャフトは1本から加工を依頼できますか？

A. はい、1個から承ります。4つ爪チャック旋盤による単品加工から、複合加工機を使った数量のある加工まで対応します。

Q. 偏心量はどのように測定しますか？

A. 基準軸を支持して回転させ、偏心部の振れをダイヤルゲージで測る方法が一般的です。振れの全量は偏心量のおよそ2倍になります。必要に応じて三次元測定機で偏心量と位相を確認します。

Q. 鋳物や溶接構造物など、丸くない素材も旋盤で加工できますか？

A. 面板やアングルプレートへの取り付け、バランスウェイトによる調整などの方法で加工します。形状や大きさによって可否が変わるため、図面や写真をお送りください。

Q. 図面がなく、現物しかない場合も相談できますか？

A. 現物の写真や寸法がわかる資料をお送りいただければ、加工方法を含めて検討します。

お問い合わせ

偏心（偏芯）加工・異形状加工のご相談は、エヌテックへお気軽にお問い合わせください。図面または現物写真に、材質・数量・希望納期を添えてお送りいただくと、スムーズにご回答できます。広島県福山市の本社工場と神奈川県相模原市の相模原工場で、関東のお客様にも対応しています。