工具の通販モノタロウ 測定工具の基礎講座 定盤の材質による違い

測定工具の基礎講座

ものづくりの現場において欠かせない存在、「測定工具」。
測定工具にはさまざまな種類があり、それぞれに特徴があります。
本連載では、各測定工具の使い方や寸法の読み取り方に関して、実際の写真や図を通してご紹介していきます。
第4章 定盤

4-2 定盤の材質による違い

ここからは定盤についてもう少し踏み込んだ解説です。定盤は、設備投資としてはそれほど大きな存在ではありませんが、ものつくりの基礎技術・技能の最も大切な「基準面」であることから、 その手入れには神経を使います。定盤を使いこなす技術=定盤のメンテナンスと言っても過言ではありません。

1、材質による違い・・鋳鉄、石、セラミックス

すでに述べてきたように定盤の素材は鋳鉄、天然石、セラミックスの3種類があります。それぞれ一長一短があるので、特徴をよく理解して使う(購入する)することが大切です。

(1)鋳鉄製定盤

日本は古来から鋳物技術に秀でており、質の高い鋳物製品を作ってきました。南部鉄器などが有名ですね。このように伝統的な鋳物産業が背景にあるため、鋳鉄製定盤が多く作られてきました。

鋳鉄製定盤は主に「ねずみ鋳鉄」で作られており、均質で振動吸収性が良いことからよく使われています。最近の多様なマグネット工具が使えることも大きなメリットです。

しかし欠点もあります。

定盤の上に工具等を落とすと、当たった部分が凹むだけでなく、返りにあたる部分が基準面より盛り上がり、その部分が使えなくなります。手入れを怠ると錆が出る(写真1)のも大きな欠点です。 さらに、長い時間使っているうちに全体の形状が狂ってきて、結果として基準面の精度が悪くなってきます。使っていくうちに表面がすり減って、平面精度が低下するのも悩みの種です。

しかし、何といっても鋳鉄製の箱型定盤は大きさや形の種類が多く、軽いので扱いが簡単であること、ほどほどの精度であるため取り扱いも気楽であることから、積極的に利用したいものです。

写真1 定盤に出た錆

写真1 定盤に出た錆

(2)石定盤・セラミックス定盤

最近石製の精密定盤をよく見かけるようになりました。さらにはセラミックス定盤(写真2)も開発されています。 鋳鉄製定盤が多く使われているなかで、どうして石定盤が使われるようになったかを考えると、その答えもよくわかります。

写真2 セラミックス定盤

写真2 セラミックス定盤

定盤の上では絶えず何かを滑らせる・・・摺動させる・・・ことで、検査や組み立て作業を進めます。 鋳物定盤を使っているとどうしても細かい「金属屑」や「錆」のようなゴミが発生して、周囲を汚す結果となります。 半導体や光学機器はクリーンルームで組立・検査を行うため、ゴミの出る鋳鉄製定盤は困った存在です。 これに対し、石やセラミックスを使った精密定盤は表面が硬く緻密な為、頻繁な摺動を伴う作業でも削りくずは出ません。 最先端技術を駆使する半導体製造や光学部品の超精密加工では細かな塵やゴミは厳禁。クリーンルームの中で使うなら石定盤となるのです。

もう一つの問題は経年変化です。鋳鉄製定盤は応力除去熱処理をして経年変化を抑えていますが、それでも狂うため時々基準面を仕上げ直す必要があります。 ところが人件費が高くなって仕上げ直す費用が高騰し、新品購入と等しくなってしまったのです。 それに対し石定盤はその必要がありません。石定盤の素材である御影石(グラナイト)は地下のマグマが長い時間をかけて圧縮凝固し、 地球の地殻変動によって何百万年という長い年月かけて地表にでたものなので、何年たっても狂わないのです。 セラミックス定盤は特殊な熱処理で石定盤とそん色ない性能をもっているため、天然素材である石の欠点(均質性と資源の枯渇)を解決できる存在になりつつあります。

このようなことを見ていくと、石製精密定盤の性質を見ると、鋳鉄製精密定盤より高価ですが、長期的に見れば有利という判断も成り立ちます。

しかし、石定盤やセラミックス定盤にも欠点があります。それは「割れる」ということです。 重い物を落としたり、重い部品やVブロックなどを不用意に落とすと表面が割れて窪みができたり、運が悪ければ割れてしまいます。 角に大きな物がぶつかると角が欠けてしまいます。割れたり欠けたりしては一大事ですね。

そして見落としてはならない大きな欠点、これは著者の私見ですが、「3枚合わせ」の技法(きさげ仕上げを含む)を体験する機会が少なくなってこの分野のスキルが町工場から消えるという事です。 ものづくりの最も基本的な「理想平面」を作る技術を身近に体験できないのは困りものですね。

執筆:株式会社日本中性子光学 河合 利秀

『測定工具の基礎講座』の目次

第1章 ノギス

第2章 マイクロメータ

第3章 ダイヤルゲージ

第4章 定盤

第5章 ブロックゲージ

第6章 水準器

第7章 基準器

第8章 トルクなどの力を測る

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