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。
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8章 基準器
8-1 トルクなどの力を測る道具
これまでの章では長さや直線・直角など、主に寸法に関する測定工具について紹介してきましたが、この章では「力」や「トルク」の測定工具について解説します。
写真１
写真2
写真3
ものづくりの現場でよく目にするのはトルクレンチ：写真１です。研究開発現場ではロードセル：写真２ではないでしょうか。この二つが「力」「トルク」を見る代表選手です。
写真３のようなバネ秤は意外に応用範囲が広く、トルク、摩擦抵抗などを測ることができます。
トルクの単位ですが、N・cmやN・ｍ、あるいはkg・cmが使われています。イギリスはインチポンド単位系なのでIbf・inなども使われています。ヨーロッパの製品を購入するとインチポンド単位系の目盛りになっていることがあるので以下に簡単な力やトルクの換算表を示します。重さや長さの基準が違うと面倒ですね。日本はISO（国際標準規格）加盟国なので積極的にSI単位系を使いましょう。
| 重力単位系（kgcm） | SI単位系（N・ｍ） | インチポンド単位系 | |
|---|---|---|---|
| トルクの単位 | kgf・cm | Ｎ・ｍ | lbf・in |
| kgf・m | Ｎ・cmｋ | lbf・ft | |
| gf・cm | Ｎ・ｍ | ozf・in | |
| 同一単位内の換算 | 1kgf・m＝100kgf・cm | １N・m＝100N・cm | １lbf・ft＝12lbf・in |
| 1kgf・cm＝1000gf・cm | １ｋN・m＝1000N・m | １lbf・in＝16ozf・in | |
| 1kgf・cm＝10kgf・mm | |||
| 他系列間の換算 | 1kgf・cm＝0.0981N・m | 1N・m＝10.2kgf・cm | 1lbf・in＝1.15kgf・cm |
| 1kgf・cm＝0.868lbf・in | 1N・m＝8.85lbf・in | 1lbf・in＝0.113N・m | |
| 1kgf・cm＝0.0723lbf・ft | 1N・m＝0.738lbf・ft | 1lbf・ft＝13.8kgf・cm | |
| 1lbf・ft＝1.36N・m | |||
| 長さの単位 | １ｃｍ＝0.3937in | １ｍ＝3.281ft | 1in＝2.54cm |
| 1ft＝0.3048m | |||
| （1ft＝12in） |
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
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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。