【SolidWorks 基本操作②】回転について

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前回の記事では、スケッチに厚みを付けて立体にする「押し出し」を使って、板を作りました。今回は、押し出しと同じくらい基本となる「回転」を使って、中に穴が開いた円柱（円筒）を作ります。
「回転」は、スケッチを中心線のまわりに回転させて立体にするコマンドです。軸や、丸いブッシュのような、丸い形の部品を作るときに使います。
この記事では、外径Ø40 mm、内径Ø20 mm、長さ60 mmの円筒（中に穴が開いた円柱）を作りながら、「矩形コーナー」「中心線」「スマート寸法」「回転ボス/ベース」の使い方を順番に説明します。
今回も操作画面のスクリーンショットを多く載せ、クリックする箇所は赤い枠で囲ってあります。SolidWorksの操作が初めての方は、先に前回の押し出しの記事を見ておくと、スケッチや寸法の入れ方が分かりやすいです。

操作前の準備

操作を始める前に、次の内容を確認してください。

SolidWorksを起動し、何も作っていない新規のパート（部品）を開いておく
数値の単位はmmで入力します。この記事の画面では、寸法の入力欄に「mm」と表示されます

この記事の画面は、SOLIDWORKS 2022の日本語表示で撮影しています。
SolidWorksはバージョンや設定によって、画面やメニューの名称、配置が変わることがあるため、お使いの画面と異なる場合があります。

回転コマンドの流れ

平面に2Dスケッチを作成する

最初に、図形を描くための平面を選び、スケッチを開始します。

① 左側のデザインツリーで「正面」をクリック

画面左側のデザインツリーから、画像の赤枠の「正面」をクリックします。クリックすると、「正面」が青く選択された状態になり、小さなアイコンのメニューが表示されます。

② 「スケッチ」タブの「スケッチ」をクリック

画面上部のツールバーで、「スケッチ」タブ（赤枠）を選びます。左端にある「スケッチ」（赤枠）をクリックすると、選んだ平面でスケッチが始まります。

③ スケッチモードに切り替わったことを確認

スケッチが始まると、ツールバーの左端が「スケッチ終了」（赤枠）に変わり、画面左上に「正面」（赤枠）と表示されます。画面左下の表示も「*正面」になり、ビューが正面向きになります。

長方形を描く

円筒の断面（壁の部分）になる長方形を描きます。原点を長方形の左下の角にして、描きます。この段階では、大きさは大まかで構いません。寸法はあとで決めます。長方形と中心線の間は、あとで寸法を入れて、すき間（穴の半径）をつくります。

④ 「矩形コーナー」をクリック

ツールバーの左側にある、四角形のアイコンの右の「▼」（赤枠）をクリックします。メニューが開くので、「矩形コーナー」（赤枠）をクリックします。矩形コーナーは、長方形の向かい合う2つの角の位置をクリックして描くコマンドです。

⑤ 原点をクリック

画面中央の、赤い矢印が出ている点が原点です。赤丸の位置をクリックして、長方形の最初の角を決めます。

⑥ 右上の適当な箇所をクリックして、緑のチェックで確定

マウスを右上に動かして、赤丸のあたりでクリックします。数値はおよそで構いません。長方形が描かれると、左側に「矩形」のパネルが表示されます。パネル左上の緑のチェック（赤枠）をクリックして、長方形を確定します。

回転の軸になる中心線を描く

回転の軸（回転の中心になる線）として、中心線を描きます。原点から右へ、水平に引きます。このとき、長方形の右端より外側まで長く引くのがポイントです。あとで寸法を入れるときに、長方形の外に出ている部分をクリックして、中心線を選ぶためです。

⑦ 「中心線」をクリック

ツールバーの左上にある、直線のアイコンの右の「▼」（赤枠）をクリックします。メニューが開くので、「中心線」（赤枠）をクリックします。

⑧ 原点をクリックして、右の空いた場所をクリックし、緑のチェックで確定

1回目は原点（赤丸）、2回目は長方形の右端より外側で、原点と同じ高さの場所（赤丸）をクリックします。線が水平になると、左側の「直線プロパティ」に「水平」と表示されます。線は、一点鎖線（長い線と短い線を交互に並べた線）で表示されます。パネル左上の緑のチェック（赤枠）をクリックして、確定します。

寸法を入れる（スマート寸法）

長方形の大きさを、スマート寸法で数値に決めます。横（円筒の長さ）を60、内側の直径をØ20、外側の直径をØ40にします。Ø20とØ40は、どちらも中心線をはさんで寸法を取ります。

⑨ 「スマート寸法」をクリック

ツールバーの左側にある「スマート寸法」（赤枠）をクリックします。

⑩ 長方形の上の辺をクリックし、その上の空いた場所をクリック

1回目は長方形の上の辺（赤枠）、2回目は辺より少し上の空いた場所をクリックします。2回目にクリックした位置に寸法が置かれ、「変更」ダイアログが開きます。入力欄には、およその値（この画面では57.44 mm）が入っています。

⑪ 入力欄に「60」と入力して、Enterキーを押す

入力欄（赤枠）に、数字の60を入力して、Enterキーを押します。単位はmmです。長方形の横の長さが60 mmになります。

⑫ 長方形の下の辺をクリックし、中心線をクリックして、その外側の空いた場所をクリック

ここからが、直径の寸法です。まず、内側の直径Ø20を入れます。「スマート寸法」はそのまま使えます。1回目は長方形の下の辺（赤枠）、2回目は中心線の、長方形から外に出ている部分（赤枠）をクリックします。3回目は、中心線をはさんで、長方形とは反対側（下側）の空いた場所をクリックします。すると、中心線の上下に寸法の線が出る直径の寸法になり、「変更」ダイアログが開きます。この画面では、20.37 mmが入っています。

⑬ 入力欄に「20」と入力して、Enterキーを押す

入力欄（赤枠）に、数字の20を入力して、Enterキーを押します。長方形の下の辺が、中心線から半径10 mmの位置になります。寸法には「20」と表示されます。

⑭ 長方形の上の辺をクリックし、中心線をクリックして、その外側の空いた場所をクリック

次に、外側の直径Ø40を入れます。1回目は長方形の上の辺（赤枠）、2回目は中心線の、長方形から外に出ている部分（赤枠）をクリックします。3回目は、Ø20のときと同じく、中心線をはさんで、長方形とは反対側（下側）の空いた場所をクリックします。「変更」ダイアログが開きます。この画面では、40.37 mmが入っています。

⑮ 入力欄に「40」と入力して、Enterキーを押す

入力欄（赤枠）に、数字の40を入力して、Enterキーを押します。長方形の上の辺が、中心線から半径20 mmの位置になります。

⑯ 緑のチェックをクリックして、寸法の入力を終了

長方形の上に60、右に20と40の寸法が入ります。左側の「寸法配置」パネルの緑のチェック（赤枠）をクリックして、寸法の入力を終了します。長方形の高さは、(40 − 20) ÷ 2 ＝ 10 mmになります。これが、円筒の壁の厚さです。

⑰ 長方形の左の辺と原点をクリックし、「一致」をクリック

このままでは、長方形の左右の位置が決まっていません（左の辺が、青い線のままです）。そこで、長方形の左の辺を、原点に合わせる拘束（図形の位置や関係を決めるルール）を追加します。まず、長方形の左の辺をクリックし、続けて原点をクリックします。左側に「プロパティ」のパネルが開き、「選択エンティティ」（赤枠）に「直線2」「点5」のように2つが表示されます。この画面では、状態が「未定義」です。「拘束関係追加」の中の「一致」（赤枠）をクリックします。

⑱ 線がすべて黒になったことを確認

「一致」を追加すると、長方形の線が黒に変わります。黒い線は、位置が決まっている（完全定義の）状態です。青い線は、まだ位置が決まっていない状態で、マウスで動かせてしまいます。すべて黒になったことを確認して、パネル左上の緑のチェックをクリックします。

スケッチを終了する

図形を描く作業が終わったら、スケッチを終了します。この記事では、スケッチを終了してから回転を行います。

⑲ 「スケッチ終了」をクリック

ツールバーの左端にある「スケッチ終了」（赤枠）をクリックします。スケッチが終了すると、ツールバーの左端が「スケッチ」に戻ります。

回転コマンドで、スケッチを3D化する

描いた長方形を、中心線のまわりに1周（360度）回転させて、円筒にします。長方形と中心線の間に、すき間があるので、中心に穴が開いた形になります。

⑳ 「フィーチャー」タブの「回転ボス/ベース」をクリック

ツールバーの「フィーチャー」タブ（赤枠）を選びます。上の段にある「回転ボス/ベース」（赤枠）をクリックします。クリックすると、左側に「回転」のパネルが開きます。ビューが斜めの向きに変わり、画面にプレビュー（黄色の円筒）が表示されます。

㉑回転軸と角度を確認して、緑のチェックをクリック

「回転」パネルの「回転軸」の欄（赤枠）に、先ほど描いた中心線（この画面では「直線5@スケッチ1」）が、自動で入っています。「方向1」の角度の欄（赤枠）は、360.00degです。今回は、1周（360度）回転させるので、この設定のままで構いません。プレビューで、中に穴が開いていることを確認して、パネル左上の緑のチェック（赤枠）をクリックします。

㉒無事3Dモデルが完成しました！

画面中央に、外径40 mm、内径20 mm、長さ60 mmの円筒（中に穴が開いた形）が表示されます。左側のデザインツリーには、「ソリッドボディ(1)」（赤枠）と「回転1」（赤枠）が追加されています。ソリッドボディは、回転で作られた3Dの立体を表します。回転1は、今回作ったフィーチャーです。

体積で確認する方法もあります。円筒の体積は、π × (20² − 10²) × 60 ＝ 約56,549 mm³です。この記事の手順で作った円筒の体積を、SolidWorksの質量特性の計算で確認したところ、56,549 mm³になりました。

初心者が間違えやすいポイント

中心線は、長方形の外まで引く：寸法を入れるときに、中心線をクリックして選びます。中心線を、長方形の右端より外側まで引いておくと、長方形の外に出ている部分をクリックでき、選びやすくなります。
直径の寸法は、中心線をはさんで反対側をクリックする：辺と中心線をクリックしたあと、中心線をはさんで、長方形とは反対側の空いた場所をクリックすると、直径の寸法になります。同じ側でクリックすると、中心線からの距離（半径）の寸法になるので、入力する数値が変わってしまいます。
「変更」ダイアログの初期値は、仮の数値：寸法を置くと、およその値（この操作では57.44 mmや20.37 mm、40.37 mm）が入っています。数字を入力せずにEnterを押すと、その値のまま確定されます。必ず、目的の数値を入力してからEnterを押してください。
回転軸には、中心線を使う：中心線は、一点鎖線（長い線と短い線を交互に並べた線）で表示される線です。「回転」パネルの「回転軸」の欄に、中心線の名前が入っていることを確認してください。
緑のチェックで確定する：「矩形」「直線プロパティ」「寸法配置」「回転」のパネルは、左上の緑のチェックをクリックするまで、作業中の状態です。プレビューが表示されただけで操作を終えないようにしてください。
スケッチを終了してから回転を行う：スケッチ中は、ツールバーの左端が「スケッチ終了」になっています。この記事では、先に「スケッチ終了」をクリックしてから、回転を行います。
線が青いままのときは、位置が決まっていない：寸法を入れただけでは、長方形の左右の位置が決まらないことがあります。長方形の左の辺と原点に「一致」の拘束を追加して、線がすべて黒（完全定義）になっていることを確認してください。
断面は、中心線の片側だけ描く：円筒の断面は、壁の部分だけです。この記事では、中心線から10 mm〜20 mmの位置にある、高さ10 mmの長方形です。それを中心線のまわりに1周させると、円筒になります。中心線との間のすき間が、穴になります。

うまくいかない場合の確認事項

回転のプレビューが表示されない：スケッチを終了しているか、「回転」のパネルが開いているか、「回転軸」の欄に中心線の名前が入っているかを確認してください。
直径の寸法にならない：辺と中心線をクリックしたあと、中心線をはさんで、長方形とは反対側（下側）の空いた場所をクリックしたかを確認してください。同じ側でクリックすると、中心線からの距離（半径）の寸法になり、20と入力しても、穴の大きさが違ってしまいます。
穴が開かない、または穴の大きさが違う：寸法のØ20とØ40を確認してください。長方形が、中心線にくっついていると、穴は開きません。
中心線がクリックできない：中心線の、長方形から外に出ている部分をクリックしてください。外に出ていないときは、中心線を引き直してください。
「ソリッドボディ」がデザインツリーにない：「回転」のパネルの緑のチェックをクリックしていない可能性があります。パネルが開いたままになっていないか、確認してください。
画面の表示が違う：SolidWorksのバージョンや設定によって、アイコンの配置や名称が異なる場合があります。ツールバーの上にマウスを重ねると、コマンド名が表示されます。