機械系のいろいろな職場で、ダイヤルゲージはどのように使われているんですか?

A 回答 (6件)

もう一点は、ご承知だと思いますがチップソーの本体は鉄で出来ています。

その本体の「しなり具合」を測定するのにダイヤルゲージを使います。
 回転物をうまく回すには、その物体の内部応力(伸びよう縮もうとする力)を一定にしておかなくてはなりません。そうしないと、回転時の遠心力や使用時の切削材との摩擦熱で、本体がばらばらの方向へ伸びたり縮んだりして真円度が狂ったり歪みが出たりして使えなくなってしまいます。 ですので、使用する機械の軸回転数に合わせ、予め物体の中心から外方向にわざと応力を与えておくのです。その作業は、プレス機械や特殊な金づちで叩いたり、高周波を照射して応力を得たりするのです。その検査は人間の感に頼る部分がが大きいのですが、作業者の感覚の平均化を図るために、ダイヤルゲージを使用した検査器具を使います。
 小さな水平の台に回転物の中心を固定し、上から当てたダイヤルゲージで0点を合わせます。回転物の円周に近い部分に上から数キロの力を掛け、何キロの力でどのくらい「しなるか」を計測します。これによって内部応力がある程度目に見えるようになります。

質問の主旨とは関係ないチップソーの製造工程の説明が主になってしまいましたが、実際ダイヤルゲージはさまざまな工程で使われています。
円周物の真円度はもちろん、連続する平面の歪検査、平面から飛び出たものの高さや、わずか数十ミクロンの高さの差でも、その2点を結ぶ立体物の対平面の角度を求めることも出来ます。
 また、いろいろな治具や機械と組み合わせることで検査や作業を自動化させることが出来るのも、さまざまな製造現場で使われている大きな理由でしょう。

以上参考になれば幸いです。
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そうですね。

チップソーというものの構造や、目に見えない応力というものを知らないとよくわからないと思うのですが、知っているということとして、掻い摘んでお答えします。
大きく2つに分かれます。まず、いわゆる見た目、構造物の物理的な精度の測定についてですが、レーザー切断装置で鉄鋼の角板からチップソーの本体部分を切り出します。そのときゲージで真円精度を測定します。誤差は10分の2ミリ以内です。
次に使うのは、前回答で触れた、円周物のかぶり(そり具合)です。固定したゲージに表裏それぞれ交互に接触させ、その差を100分の5ミリ以内に修正します。
たとえば、直径300ミリの円周物で厚み2ミリの場合、直径90ミリの水平固定台に表を上にして置いた円周物の上からゲージを接触させ0点を合わせ、次に円周物をひっくり返し同じように計測します。例えば、そのときの数値がマイナス10なら、100分の10ミリ表側にお皿のようにそっているということになります。
また、円周物の厚みを正確に仕上げるのにもゲージが使われます。仕上げ前の段階でマイクロメーターで正確に厚みを測り、仕上げ厚みになるまでダイアルゲージで計りながら削っていきます。このゲージは専用機械に付いており、計測値はデジタル的に処理され、機械のON、OFFを行います。
その後の工程でチップ(超硬)を円周物の刃先にロー付け(半田付けのようなもの)し、そのチップの一個一個をダイヤの砥石で削ります。
そのとき、親板から表裏方向に飛び出たチップの幅(刃の厚み)と刃先から円周後ろ方向と、刃先から円盤の中心方向への削り角度をダイヤルゲージで測定しながら研磨します。
ダイヤルゲージでは角度は測れませんが、出っ張ったところと、削って下がったところの高さの差を測ることで、tan関数で角度を求めます。
最後に円周をダイヤで削りますが、そのとき全回答で触れた、真円度を測りながら仕上げます。研磨精度はすべて100分の1-2ミリ以内です。
これで、鋸を回転して使用したときに、研磨してとんがった刃先が、切る物体の一点に集中して当たることになり、うまく切れていくわけです。
以上がダイヤルゲージを使用する構造上の精度検査についての簡単な説明です。おわかりいただけたでしょうか。
もう一点ダイヤルゲージを使う大事な工程がありますが、長くなりましたので次回に致します。
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過去にも同様の質問があります


    そちらも参照してみて下さい d(@_ー)b

過去の質問の回答者より

参考URL
 「質問:機械工学についてなんですけど」
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=81433

 「質問:引き続きダイヤルゲージについてなんですけど」http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=81621
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機械系ではないのですが、私の会社ではチップソー(超硬付回転丸鋸)を製造しています。


回転する物体ですので真円度を100分の1ミリ程度の精度で仕上げる必要があり、測定にはダイヤルゲージを使用します。
また、円周物のかぶり(そり具合)の検査でも、円周物の表側と裏側の数値の差から、どちらにどのぐらいそっているか判断することが出来ます。
その他いろいろな工程でダイヤルゲージを使用していますが、回転物体の精度検査にはなくてはならない測定器です。

この回答への補足

できれば、その「いろいろな工程」というのを具体的にに教えてもらいたいのですが。

補足日時:2001/06/23 21:23
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例えば、ダイヤルゲージのアナログ的な所を利用して、おおまかな真円度が分かります。


ピックアップを取り付けたダイヤルゲージの振れ幅の真ん中辺りをゼロにして、円周物に接触させ、回転させれば出っ張ったところではプラス方向に振れ、へこんだ所ではマイナス方向に振れます。
精度という点では、専用の測定器に劣りますが、感覚的には非常に分かりやすいです。

この回答への補足

長さを測るだけでなく、そういう事にも使われているんですか!真円度を調べる他にも何か使われ方があるんですか?あれば、教えてもらいたいんですけど。

補足日時:2001/06/23 20:33
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こんにちは。

ご質問の主旨がはっきりとわかりませんが、機械加工(旋盤やフライス盤)などの場合は、加工後の製品寸法を測定するときに使用します。ダイヤルゲージの場合は基本的に厚みしか測れませんが、ノギスが十分台(目安で百分台)の測定に使用するのに対して、百分台以下の測定に使用されます。自動計測器が発達してきた現在でも、ノギスやダイヤルゲージはまだまだ必需品ですよ。最近はデジタル表示されるものもありますしね。
去年、仕事の関係でミツトヨの方とお会いする事があったのですが、こういったマニュアル測定器の生産量を聞いて、その数の多さにビックリした覚えがあります。
ホームセンターにも売っていることは知っていましたが・・・。

この回答への補足

質問の仕方が悪かったですね。えっと、工場でどのように使われているかを教えてもらいたいんですけど。具体的に言うと、ダイヤルゲージを使う事によって何か特別な事を調べる事ができるとか・・・。

補足日時:2001/06/23 20:00
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>使い分けは何を基準にすればよいのでしょうか?

計測器の選定は、ざっと思い付くだけでも
1.必要な測定精度と範囲
2.測定する頻度
3.測定物の硬度
4.計測を行う環境
といったことを考慮して決めます。

ノギス、マイクロメータには測定物に合わせた様々な機種がありますし、ダイヤルゲージは、測定物に合わせて測定子(測定物と接触する部分)を選定します。

ダイヤルゲージは「比較測定具」と言って、直接に大きさの絶対値を求めることは出来ません。
あらかじめ、わかっている大きさのものを基準として、その基準からプラスいくつ、マイナスいくつ、という具合に計測するものです。

測定精度と範囲:(最も標準的なものの例です)
ノギス 0.05mm 0~150mm
マイクロメータ 0.01mm 0~25mm
ダイヤルゲージ 0.01mm 0~5mm
ダイヤルゲージ 0.002mm 0~1mm

測定する頻度:
たとえば、測定物が大量にあって、順次計測しなければならないような時、1分間当たりに測定出来る個数は、おおむね
ダイヤルゲージ > ノギス > マイクロメータ
という順になります。

測定物の硬度:
ノギス、マイクロメータ、ダイヤルゲージ、いずれも測定物に接触させて測定するのですが、測定物にかかる圧力が異なります。
マイクロメータですとkg単位の力が測定物にかかってしまいますので、ゴムの様な柔らかい材質であれば潰れてしまいますし、脆性材ですと(測定物を)壊してしまうことさえあります。
「あるウェーハ」というのがシリコンウェハーで、最終研磨前の平面度の悪い状態であるならば、マイクロメータでは割れてしまう可能性もあるということです。
標準的なノギス(Mノギス)は、手で測定力を加えますので、測定物が柔らかいものであれば、測定する人の個人差が大いに出たりします。
測定物が柔らかいならば、測定力の比較的小さい「てこ式ダイヤルゲージ」を使うことが多いです。

計測を行う環境:
たとえば周囲温度ですが、計測器の検定は20℃の室内で行うことに決められていますので、20℃以外の環境では正確な測定結果が得られていません。(もちろん、これは程度問題であり、許容される範囲に納まる場合もあります)
40℃を超えるような、人間にとっても過酷な環境で、測定長が100mmを超えるアルミ材質を0.001mm精度で測定しても、その結果は信頼できないのです。
逆に、必要な精度が高ければ、それなりの計測環境を整備しなければならないのです。

ノギス、マイクロメータの機種:
たとえば深さ方向を測りやすい構造をした、デプスノギス、デプスマイクロメータであるとか、2つの穴の距離を測るピッチノギス、歯車の歯を測る歯厚マイクロなどもあります。

ダイヤルゲージの測定子:
標準的には鋼球を埋め込んだ測定子が使われます。
鋼球の大きさにも種類があり、測定物が柔らかいものになるに従って、径の大きなものを用います。
測定物面が円筒面や球面の場合は、平面測定子を用います。

概要的にはこうした感じになります。
今はノギス、マイクロメータ、ダイヤルゲージにもデジタル製品が出来ていて、簡単に数値が出るのですが、その数値(計測値)が正しいのかどうかを判断するためには、逆に専門知識や計測技能が必要となって来ています。
正確な大きさの基準とするもので、「ブロックゲージ」というものがあるのですが、たとえば5.000mmのブロックゲージをデジタルマイクロメータで測定させても、±0.001の範囲で計測出来る検査員は、あまりいないです。

もし、こうした方向で、もう少し突っ込んだ内容をお知りになりたいのであれば、たとえばリンク先のメーカーに一般企業の計測者養成向けの計測学院が有ったりしますので、そちらに問い合わせてみてもよろしいかと思います。(私も学んで来ました)

参考URL:http://www.mitutoyo.co.jp/top.html

>この3つの測定器の違いは何なのでしょうか?
>使い分けは何を基準にすればよいのでしょうか?

計測器の選定は、ざっと思い付くだけでも
1.必要な測定精度と範囲
2.測定する頻度
3.測定物の硬度
4.計測を行う環境
といったことを考慮して決めます。

ノギス、マイクロメータには測定物に合わせた様々な機種がありますし、ダイヤルゲージは、測定物に合わせて測定子(測定物と接触する部分)を選定します。

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