測定工具の基礎講座
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。
4-3 定盤のメンテナンス
・日常の手入れ
鋳鉄製定盤は基準平面を錆びさせないように時々油を塗ります。写真1のようにスプレー式の潤滑油でもOKです。特に梅雨は要注意、台風が来た後もよく錆びるので台風が来る前に多めの油を塗っておきます。
それでも表面に錆が出ることがあります。そのような時は、粘性の高いグリス(リチウム系万能グリスなど)を用い、布ウェスを使って塗り込むようにします。 鋳鉄製定盤の表面は細かく亀裂が入っており、そこに油が入り込むため、防錆だけでなく潤滑の役割もします。

写真1 時々油をぬる
・長期間放置されていた定盤の手入れ(錆がひどい場合)
長期間放置した鋳鉄定盤には強固な赤錆が出ています(写真2)。 このような場合は、写真3のように、錆びた面に機械油をかけて油砥石で擦ります。大まかにさび落がおちたらウェスで表面をふき、状態を観察します。 定盤の上面に赤錆がなくなったら仕上げに取り掛かりましょう。

写真2-1 錆びた定盤の基準面

写真2-2 分厚い錆

写真3 ひどい錆は油砥石で研磨
仕上げは、油をひかずに砥石で定盤表面を軽く磨きます。油をふき取った後に砥石で軽く磨くと、砥石が適度な目つまり状態になって余分に研磨することを防ぐ効果があるので、 定盤の水平基準面をキープしながら表面を磨くことができます。(この技法はフライス盤や旋盤などの工作機械のテーブル上面などをメンテナンスするときにも使えます)

写真4 錆を落とした定盤基準面
・表面に凸凹ができたとき
定盤の面にブロックなど重い物を落として、表面に凸凹ができてしまった時は、やすり(油目)や、油砥石を使って凸部を取り除きます。 概ね凸が取れたら、さらに目の細かい油砥石で「錆がひどい時」と同じ要領で凸部を中心に研磨します。 この場業で凸が取れたかどうかを調べるために、平らな面のあるこぶし大のもの(例えばハイトゲージやトースカン、Vブロックなど:後の章で解説します)を基準面上せて滑らせます。 スムーズに滑れば完了。もし凸が残っていれば、凸の部分で摩擦抵抗が変わるのですぐわかります。写真5は凸凹が付いたコンターマシンのテーブルを、おなじ方法で修理したものです。 このように凸の部分がきれいに削り取られています。あとは「日常の手入れ」の手順で仕上がりです。凹部はそのままで問題ありません。

写真5 打痕凸凹の補修
・使う前のひと手間
石定盤を使い前に必ず実行してほしいことは基準平面となっている面を紙ウェスかマイクロファイバーの布で乾拭きすることです。 油類や溶剤などが付いたときは、市販のグラナイト専用クリーナーを吹きかけてウェスでふき取ります。テープなどの粘着物が付いたときは、剃刀の刃やスクレーパーで軽くそぎ落とし、 クリーナーを吹きかけてふき取ります。けば立たない紙ウェスの代用として、レンズふき取り用の不織布も使えます。
運悪くものを落としたりして「欠け」や「凹」を作ってしまったときは、破片を丁寧に取り除き、クリーナーを吹きかけてふき取ります。
石定盤は鋳鉄製定盤と違って、石なので重たい物や尖ったものを落とすと欠けたり割れたりします。 鋳鉄定盤は意外に被害が少ない(修理できる)のですが、石定盤は一度割れたら元には戻りません。また、硬いように見えますが砂埃状の埃は大敵です。 砂埃は研磨砥粒と同じで、定盤の基準面を削ってしまうため、使う前に上面を空拭きして埃を取り除くことが大切です。
今でも最先端技術の一つとして「限りなく理想的な平面」を実現するために世界中がしのぎを削っている「定盤」。 定盤の平面は3枚の定盤を互いに擦り合わせて作ります。3枚の定盤の平面部を順次互いに擦り合わせて、高い部分を手作業で削り取って、理想的な平面に近づける地道な作業で生み出されます。
この方法は1830年頃、ジョセフ・ウィットワース(ホイットワースともいいます)というイギリス人によって確立しました。 このウィットワースさん、旋盤を発明したモーズレイの工場で修業し、それまでバラバラだったネジを規格化(ウィットワース・スクリュー)、理想平面を基準にした精密加工及び精密組立の手法を確立、 近代機械文明の基礎を作りました。ウィットワースはマイクロメータも独自に作っており、この時代のスーパーエンジニアでした。
『測定工具の基礎講座』の目次
第1章 ノギス
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1-1ノギスの使い方と寸法の読み取り方ノギスは手のひらサイズの「物の長さ」や「太さ」を手軽に精度よく測ることができる便利な工具です。
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1-2ノギスの4つの測定方法ノギスにはいろいろな種類がありますが最も一般的なものはM型ノギスです。M型ノギスはものを挟むジョーの外にも便利な測定部分があります。
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1-3デジタルノギスとダイヤルノギス第1章で述べたように、0.01mmまで読み取れるデジタルノギスも、メーカー保証は±0.2mmです。
第2章 マイクロメータ
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2-1マイクロメータの使い方マイクロメータは手軽に0.01mm(百分の1ミリメートル)の精度で長さを測ることができる便利な道具です。
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2-2マイクロメータのゼロ合わせ外測マイクロメータは、目盛のあるマイクロメータヘッドと測定物を一直線上に挟んでいるため、アッベの原理の見本のようになっています。
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2-3デジタル式マイクロメータの上手な使い方デジタル式マイクロメータもマイクロメータヘッドを使った一般のマイクロメータと同様25mm毎になっています。
第3章 ダイヤルゲージ
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3-1ダイヤルゲージの特徴と種類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。
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3-2ダイヤルゲージを上手に使うために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。
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3-3その他の測定工具前節までに、ノギス、マイクロメータ、ダイヤルゲージ、の特徴と使い方を解説してきました。しかし、世の中にはこのほかにも多くの測定工具があります。この章ではそうした測定工具を紹介します。
第4章 定盤
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4-1定盤とは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。
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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。
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4-3定盤のメンテナンス鋳鉄製定盤は基準平面を錆びさせないように時々油を塗ります。写真1のようにスプレー式の潤滑油でもOKです。特に梅雨は要注意、台風が来た後もよく錆びるので台風が来る前に多めの油を塗っておきます。
第5章 ブロックゲージ
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5-1ブロックゲージとはブロックゲージとは、写真1にあるように、縦横が同じで厚さの異なる小さなブロックを順に100個程度セットにしたものです。
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5-2リンギング(密着)を覚えようブロックゲージの小片どうしを密着させて一本の棒のように扱う手法を「リンギング」と言います。
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5-3ブロックゲージのメンテナンスセラミックス製のブロックゲージは錆びる心配がないため取り扱いがとても簡単になりましたが、油断は禁物。
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5-4ブロックゲージアクセサリを併用した高さ基準として使うブロックゲージを購入するとき、予算が許せばぜひともブロックゲージアクセサリを購入されることをお勧めします。
第6章 水準器
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6-1水準器の特徴と使い方写真1は色々な水準器です。左から、機械据え付け用の精密水準器、建築現場用水準器、カメラ用水準器です。
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6-2精密水準器の校正精密水準器はちょっとした振動や温度変化によって気泡管を支える部分がわずかにずれることから、どうしても誤差が出ます。従って、使う直前に水平を正しく表示するように調整する必要があります。これを「校正」と言います。
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6-3さまざまな水準器写真1のように、一方にマイクロメータが付いているものを傾斜水準器といいます。傾斜水準器は便利ですが支持端のヒンジやマイクロメータの取り付け部分、マイクロメータで押している部分などの可動部(写真2)があるため普通の水準器に比べて誤差が生じやすいので、丁寧に取り扱う必要があります。
第7章 基準器
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7-1直角の基準<イケール、マス、Vブロック、スコヤ>定盤は水平面の基準であることを第4章で紹介しましたので、ここではその他の基準器を紹介します。
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7-2直線の基準<ストレートエッジ>直線の基準は、その測定方法によって基準の形状も違ってきます。
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7-3直角の基準<ハイトゲージ>定盤の上で行う作業で最も利用頻度が高いのは高さ基準となるハイトゲージです。ハイトゲージの高さを表示する機構はノギスと同じです。写真1のように、高さ寸法の表示方法で、バーニア式、ダイヤル式、デジタル式がありますが、基本的な形状は同じです。