ズバリ寸法が測れるノギスやマイクロメータがあれば工作はこれで十分と思うかもしれません。しかし、町工場やちょっとした工作では、寸法が正しく測れるだけでは困ることがたくさんあります。

特に、工作機械を使った金属加工の時に、ダイヤルゲージの出番がよくあります。以下に、代表的な事例を紹介します。

旋盤のチャックに丸棒を固定した時、正しく回転中心に丸棒が取り付けられているかどうかを見たい場合がよくあります。 旋盤のスクロールチャックはつかみかえた時の精度を±0.2mm程度しか保証していないので、軸関係の加工ではもう一声高い精度が必要になります。 このような時、10μmの精度を誇るマイクロメータでいくら外径を測定しても、芯振れ量を測ったことにはなりません。

こんな時、ダイヤルゲージなら一目でわかります。図1を見てください。このように、丸棒が正しく旋盤の主軸の中心に取り付けられているかを見るためには、ダイヤルゲージが欠かせません。

図1　丸棒が正しく取り付けられているかを確認

フライス盤のテーブルにマシンバイスを取り付けるときや大きな加工物を載せるときなど、バイスの口金や加工物がフライス盤のX軸と平行になっていなければ正しい加工ができません。

このとき、図2のようにダイヤルゲージを使って平行を見ます。ダイヤルゲージを主軸側に取り付けて、テーブルのX軸（あるいはY軸）を動かし、確認したい面に測定子を当てて傾きを見るのです。

図2　ダイヤルゲージで平行を確認

最初に解説した通り、ダイヤルゲージは内部の構造が非常に繊細にできておりますが、実際は意外と頑丈にできています。それでも、落としたりすると壊れることがありますので要注意です。

ダイヤルゲージ単体では１ｍ程度の高さから落としても壊れることは少ないのですが、重たいマグネットスタンドと一緒に使うので、 当然マグネットスタンドと一緒に落ちることになり、ダイヤルゲージが犠牲になります。 動きの悪くなったダイヤルゲージでは肝心なときに役に立たないので、一種の消耗品を考えて、動きがぎこちなくなったら買い替えることをお勧めします。

ダイヤルゲージ用マグネットスタンドは、ダイヤルゲージを使いやすくするための微調整機構が付属しています。 テコ式ダイヤルゲージは測定範囲が狭いので微動機構は必需品です。 ダイヤルゲージをどのように付けたら微動機構を有効に使えるかを考えてダイヤルゲージを固定するところがミソです。

スピンドル式ダイヤルゲージはスピンドル部分を用いる方法と、裏蓋のピンを用いる方法がありますが、写真3のようにどのような変化を読み取るかで、固定方法も変える必要があります。

写真3　ダイヤルゲージの固定方法

テコ式ダイヤルゲージはアリ溝を用いるのが一般的です。最近は３か所に取付用のアリ溝が切ってあるので、測りたい対象をよく見て、写真4のように最も良い位置にダイヤルゲージが取り付けられるようにします。

写真4：アリ溝

マグネットスタンドの腕は、関節式と、油圧のジャーマン式があり、それぞれ一長一短があります。

腕の長さは短い方が剛性も高く扱いやすいのですが、長い腕が必要なこともあって、長短複数取りそろえておくと便利です。

しかし、ここで注意してほしいのは、「大は小を兼ねない」ということです。 一見すると、長い物で全て測定条件は満たされるように思いますが、分解能の高いダイヤルゲージでは長い腕が災いして、 ちょっと触れてもダイヤルゲージの目盛りが動いてしまい、何を測っているのかわからなくなります。

ではどうするか。

丁度よい長さの腕をもつマグネットスタンドを使うことが重要です。特に分解能の高いテコ式ダイヤルゲージでは、余分な長い腕は百害あって一利なしです。

このようなことから、至近距離にダイヤルゲージを設置できるなら、小型の油圧式マグネットスタンドが最も有効です。

マグネットスタンドの他にも便利な小道具があります。図5はダイヤルゲージを用いた製品検査です。基準の長さはブロックゲージで作ります。 このゲージを基準高さとして、加工した部品と設定寸法の差を見ます。ダイヤルゲージの良いところは、一目で部品の寸法を判定できることです。大量の部品検査には実需品なのです。

定盤の上で比較測定を行う場合は、ハイトゲージのスクレーバーを外して、ダイヤルゲージを取り付けるだけで、非常に高精度な比較測定が可能となりますので覚えておくと良いでしょう。

図5　ダイヤルゲージを用いた製品検査

写真6のように、ブロックゲージなどの基準器を寸法基準とすると、大量の部品を短時間に手際よく検査することができます。 このような目的に特化したものとして、定盤とマグネットスタンドの腕を組み合わせたような「ダイヤルゲージスタンド」もあります。

写真6　ブロックゲージを寸法基準とする

ダイヤルゲージで測る面が必ずしもきれいな面ばかりだとは限りません。荒削りの面であったり、ローレットのようなギザギザ面の場合はどうしたらよいでしょうか？

このような時に、面に対応できる測定子があると便利ですね。それが測定子セットです。

写真7を見てください。スピンドル型ダイヤルゲージの先端は測定物や測定方法によって様々な先端形状や材質の物が用意されています。 先端はM2.5のネジになっており、簡単に交換できるので、測定の目的に合った測定子を選んで使います。

写真7　いろいろなダイヤルゲージ

ザラザラした面を測りたい時は、大きな半径の球面をもった測定子、細かい溝が規則的にあるような面の場合は平らな測定子が良いでしょう。 溝の奥の狭い面を見たい場合は先端が細長い測定子が必要となります。このように、測定したい面の状態に合わせて測定子を 交換できるのがスピンドル式ダイヤルゲージの特徴です。

スピンドル式ダイヤルゲージはマイクロメータヘッドと同じように、測定工具の表示部分として活用できることから、 ダイヤルゲージを使った便利な測定工具が色々考えだされました。その代表がシリンダーゲージ、写真8です。

写真8　シリンダーゲージ

穴の奥深い部分を精密に測定する工具はこのシリンダーゲージしかありません。 シリンダーゲージは先端の測定子の動きをダイヤルゲージに伝える機構を経由することから、 どうしても誤差が増えてしまいますが、それでも２０μｍ程度の分解能を持っており、100mm以上の深い穴の内径を測定できる優れものです。

シリンダーゲージは内側マイクロメータとは異なり、穴の奥深くまで入れることができることや、 測定子が３点支持になっていて誤差が出にくい構造になっているため、いまでも深穴加工には欠かせない測定工具です。

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