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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3章 ダイヤルゲージ

3-1 ダイヤルゲージの特徴と種類

(1)ダイヤルゲージの特徴

寸法を直接測れるノギスやマイクロメータに対し、曲がりや偏心などを細かく読み取ることができる測定器があると便利です。まさにこの変化分を読み取ることができるように工夫した測定器がダイヤルゲージです。

ダイヤルゲージは、写真1のように、ストロークが数mmのスピンドル式と、カンチレバーの回転角をダイヤルで拡大するテコ式の2種類があります。テコ式はピークメータとも言い、スピンドル式より分解能が高いのですが、ストロークは1mm以下のごく僅かな範囲しかありません

写真1:ダイヤルゲージ

写真1:ダイヤルゲージ

(2)スピンドル式ダイヤルゲージ

スピンドル式ダイヤルゲージの内部を図2に示します。スピンドルの上下動をラックギアとピニオンギアでダイヤルを回転させて変化を拡大表示します。スピンドルの棒の先端にはラックギアが切ってあり、その上下動によってピニオンギアが回転することで、スピンドルの棒の僅かな動きをダイヤルの回転に変えて表示しています。

図2:スピンドル式ダイヤルゲージ

図2:スピンドル式ダイヤルゲージ

スピンドル式はストロークが長くとれるので、変化の大きな対処物を見るときに便利です。一目盛りが10μmに相当する分解能がありますので、旋盤やフライス盤を使った金属加工では丁度よい精度となります。

写真3のスピンドル式ダイヤルゲージは一回転で丁度1mmを表示するようになっており、中央下の小さい針表示によって全体のストロークを表すようにして、一回転を超えた変位も読み取れるようにしてあります。

写真3:スピンドル式ダイヤルゲージ

写真3:スピンドル式ダイヤルゲージ

(3)テコ式ダイヤルゲージ

図4はテコ式ダイヤルゲージの内部です。テコの反対側に大きな歯車があり、テコが動く角度に従って歯数の少ないギアの軸が回転して表示の針を大きく動かすようになっています。 テコ式ダイヤルゲージは高い分解能(1〜2μm)を持っていますが、変化分がテコの回転運動になるので、 変動が大きいと実際の値より小さく表示される欠点があります。さらに、テコの動きを読み取る構造のために測れる範囲が小さいという欠点もあります。 しかし、テコの軸受部分が摩擦で連動しているため測定範囲を超えた動きがテコにかかったとしても連結部分で適当に滑ってくれるので、内部のメカニズムやテコ本体が壊れにくいという長所もあります。

図4:テコ式ダイヤルゲージ

図4:テコ式ダイヤルゲージ

分解能が高い測定器はどうしても誤操作による破損が心配になるのですが、テコ式ダイヤルゲージは巧妙なテコの軸受機構によって大きな負荷や変動があっても壊れることがないのは、現場で使う立場からは有りがたいことこの上なし!といったところです。

(4)デジタルインジケータ

図5はデジタルインジケータです。これはダイヤルゲージのように変化分をデジタル表示するもので、1μm程度の分解能を持っているのですが、 内部は光電式のモアレ干渉縞などを用いたデジタルリニアスケールとなっており、落としたりすると壊れてしまうことがあります。 ダイヤルゲージは落としやすい使い方をする場合があるので、衝撃に弱いデジタルインジケータはラフな現場作業では注意が必要です。

図5:デジタルインジケータ

図5:デジタルインジケータ

(5)ダイヤルゲージの基本的な使い方・・・取り付け方

ダイヤルゲージはそれ単体ではほとんど役に立ちません。ダイヤルゲージを固定する道具が必要になります。

スピンドル式ダイヤルゲージは裏蓋の取り付け軸(穴)やスピンドルを、テコ式ダイヤルゲージはアリ溝を挟む専用の爪が必要です。そのために作られたのがマイクロメータ用マグネットスタンドです。

写真6はスピンドル式ダイヤルゲージを取り付けたアーム型マグネットスタンド、図7はテコ式ダイヤルゲージを取り付けたジャーマン式(油圧式)マグネットスタンドです。 ダイヤルゲージは工作機械に関連して使われることが多いので、鉄の部分にマグネットで固定できるのはとても便利です。

写真6:アーム型マグネットスタンド

写真6:アーム型マグネットスタンド

図7:ジャーマン式(油圧式)マグネットスタンド

図7:ジャーマン式(油圧式)マグネットスタンド

写真8はフライス盤の主軸に取り付けた真鍮の丸棒で、額縁形状の一部を押し曲げ、反りなどを修正しているときの写真です。このようにダイヤルゲージを多数配置すると、歪による変形が手にとるように分かり、修正作業がはかどります。

写真8:ねじれ修正

写真8:ねじれ修正

(6)ダイヤルゲージを使った検査

写真9のようなダイヤルゲージ専用スタンドは大量部品の寸法を検査するのにとても便利です。基準となる寸法はブロックゲージで作ります。このように、基準となる寸法と比較することがダイヤルゲージ本来の使い方です。

写真9:ダイヤルゲージ専用スタンド

写真9:ダイヤルゲージ専用スタンド

ダイヤルゲージと専用スタンドを使った検査では、ダイヤルゲージの測定子をカメラのレリーズと同じ要領で上に動かせる機構が不可欠です。 手で直接測定子を引き上げるとダイヤルゲージを動かしてしまう可能性があり、誤差が出やすいので注意が必要です。特に最小読み取り値が1〜2μmのものは必ずレリーズを使うようにします。

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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