精密寸法測定器ゲージブロック 👨‍🏭

精度は現代のエンジニアリングの特徴です。機械がほぼ完璧な精度で動作することが期待される時代において、正確な測定ツールの必要性はかつてないほど高まっています。次元計測学の縁の下の力持ちであるゲージブロックの登場です。

これらの一見単純な鋼鉄またはセラミックのブロックは、長さと角度の測定方法に革命をもたらし、前例のない精度で機械や構造物を作成できるようになりました。

しかし、それらはどのように機能し、なぜそれほど重要なのでしょうか?

この記事では、ゲージブロックの魅力的な世界を探索し、ゲージブロックがエンジニアや機械工にとって重要なツールである理由を発見します。

ゲージブロックは、正確な長さを生成するためのシステムであり、マイクロメーター、サインバー、ノギス、ダイヤルインジケーターなど、機械工場で使用される測定機器の校正の基準として使用されます。

これらは業界で最も一般的な長さの標準であり、正確な寸法測定を保証するために使用されます。

ゲージブロックのポイント

ゲージブロックは、精密に研磨され、特定の厚さにラッピングされた金属またはセラミックのブロックです。
さまざまな標準長さのブロックのセットで提供されます。
使用時には、ブロックを積み重ねて、必要な長さまたは高さを作ります。
ゲージブロックは、1896 年にスウェーデンの機械学者カールエドヴァルドヨハンソンによって発明されました。
ゲージブロックの重要な特徴は、寸法の不確かさがほとんどなく結合できることです。
ブロックは絞りと呼ばれるスライドプロセスによって結合され、これによりブロックの超平坦な表面が互いに密着します。
ゲージブロックは、精度の低下を避けるために、他の測定機器と同じように取り扱う必要があります。
皮膚上の天然油分はゲージブロックの表面に蓄積や腐食を引き起こす可能性があるため、糸くずの出ない綿の手袋やセーム皮を使用して、皮膚が直接触れないようにしてください。
摩耗ブロックは、ゲージブロックを別の測定器と組み合わせて使用するときに、絞った組み合わせの両端に追加される「犠牲」ブロックです。摩耗ブロックが摩耗すると、簡単に廃棄して交換できます。
ゲージブロックは、エンジニアリングで使用される最も一般的な長さの標準の 1 つであり、さまざまな測定機器の性能を校正または検証するために使用されます。
ゲージブロック校正は、寸法計測で行われる最も古い高精度校正の 1 つです。

ゲージブロックの精度

ゲージブロックは、正確な長さを生成するためのシステムであり、20 °C (68 °F) で正確になるように校正されています。ゲージブロックの精度は通常、100 万分の 1 インチまたはマイクロメートルで表されます。

ゲージに必要な精度を達成するには、各ブロックの精度を把握しておく必要があります。

ゲージブロックの等級基準は寸法公差の厳しさであり、グレードが高いほど公差が厳しくなり、精度や精度が高くなります。

精度に影響を与える要因

ゲージブロックの精度に影響を与える可能性がある要因は次のとおりです。

温度: ゲージブロックは 20°C (68°F) で正確になるように校正されており、熱膨張と収縮の影響を軽減するために測定時はこの温度に保つ必要があります。
摩耗: 時間の経過とともに、ゲージブロックは使用や取り扱いにより摩耗し、精度に影響を与える可能性があります。
汚れやゴミ：汚れ、ほこり、砂、切り粉、グリース、カス、クーラントなどは、ゲージブロック、指示計、精密コンパレータの精度を妨げる可能性がありますので、清潔に保ってください。
保管: ゲージブロックは、損傷を防ぎ、精度を維持するために、清潔で乾燥した安定した環境に保管する必要があります。

ゲージブロックを使用した寸法測定ではなぜ精度が重要なのか

寸法測定に関しては、精度がすべてです。ゲージブロックは、測定器の校正や製造プロセスの精度の確保に使用されます。

測定における 1 つのエラーが、損害をもたらすミスや、さらには安全上の問題につながる可能性があります。

そのため、ゲージブロックは、多くの場合 100 万分の 1 インチ以内という非常に高い精度で作られています。

わずかな欠陥でも測定全体が狂う可能性があるため、メーカーは特殊な装置と技術を使用して、完全に平らで平行で正確な寸法のブロックを作成します。

ブロックの寸法が変化しないように、製造環境の温度と湿度も注意深く管理されています。

つまり、精度はゲージブロックによる寸法測定の基礎であり、それがゲージブロックを航空宇宙から医療に至るまでの業界で非常に価値のあるツールにしているのです。

詳細については：

マスタリングの精度

ゲージブロックの校正

ゲージブロックの校正には、ブロックが寸法測定に使用できる正確さと信頼性を確保するための一連の手順が含まれます。ゲージブロックを校正する一般的なプロセスは次のとおりです。

校正済みの測定装置を使用してゲージブロックを測定し、その長さを決定します。
測定した長さを希望の公差と比較して、ブロックが仕様内にあるかどうかを判断します。
ブロックが仕様外の場合は、必要に応じて調整して許容範囲内に収めます。
ゲージブロックを洗浄して、精度に影響を与える可能性のある汚れや破片を取り除きます。
損傷や磨耗を防ぐため、ゲージブロックは保護ケースに保管してください。

NIST では、ゲージブロックは、各ブロックの長さを測定し、測定された長さを校正レポートで報告することによって校正されます。米国立物理研究所 (NPL) は、ゲージブロックの取り扱い、検査、洗浄、保管に関するベストプラクティスを概説したグッドプラクティスガイドを発行しました。

ゲージブロックの校正手順には、TESA モジュールやマスターゲージブロックセットなどの特殊な機器の使用が含まれる場合があります。

ゲージブロックを校正する一部の方法には、0.01 mm から 1 m までの長さのゲージブロックまたはレングスバーの校正に使用できる非接触干渉法が含まれます。

マイクロメーターとキャリパーの違い

マイクロメーターとノギスはどちらも寸法測定に使用されるツールですが、いくつかの重要な違いがあります。

マイクロメーター

外部測定、特に厚さの測定に非常に正確な測定ツールですが、小さな外径の測定にも使用できます。
通常、測定範囲は小さく、通常は 0 ～ 1 インチまたは 1 ～ 2 インチです。
より繊細な操作が必要であり、慎重に使用しないと異なる測定値が生成される可能性があります。

キャリパー

いくつかの異なる測定ができるため、多用途性により広く使用されています。
多くの場合、測定範囲はより広く、通常は 0 ～ 6 インチです。
精度はマイクロメーターの10分の1です。
シンプルなデザインにより、よりユーザーフレンドリーで使いやすくなりました。

産業におけるゲージブロックの応用

ゲージブロックは産業において幅広い用途に使用されます。一般的なアプリケーションには次のようなものがあります。

校正: ゲージブロックは、マイクロメーター、サインバー、ノギス、ダイヤルインジケーターなどの測定機器を校正するために使用されます。
直接測定: ゲージブロックの最も一般的な用途は、平行な表面間の距離を直接測定するための基準を提供することです。
工作機械のセットアップ: ゲージブロックを使用してフライス盤や旋盤などの工作機械をセットアップし、それらが適切に位置合わせされ、正しい寸法で部品が製造されていることを確認できます。
部品の精度のチェック: ゲージブロックを使用して、機械加工または製造された部品の精度をチェックし、必要な仕様を満たしていることを確認できます。
品質管理: ゲージブロックは、部品が正しい寸法と公差に従って製造されていることを確認するために、品質管理プロセスで使用されます。

ゲージブロックの取り扱いと保管のベストプラクティス

取り扱い：

ゲージブロックは、他の測定機器と同様に取り扱う必要があります。落としたり廃棄したりすると、精度が失われる危険があります。
皮膚上の天然油分がゲージブロックの表面に蓄積や腐食を引き起こす可能性があるため、皮膚との直接接触を避けてください。代わりに、糸くずの出ない綿の手袋またはセーム皮を使用してください。

クリーニング：

測定面を清掃し、光学カンナでバリがないか確認します。必要に応じて、セラミックゲージブロックの場合はセラストン石、スチールゲージブロックの場合はクロッカスクロスで表面をきれいにします。
ゲージブロックを損傷する可能性があるため、溶剤や研磨剤の使用は避けてください。
柔らかいブラシやエアブラストを使用して、ほこりや破片を取り除きます。

保存:

ゲージブロックは、錆びや腐食を防ぐため、清潔で乾燥した管理された環境に保管してください。
ゲージブロックは、防錆紙を敷いた木箱に入れて保管してください。
測定面に損傷を与える可能性があるため、ゲージブロックを積み重ねないでください。
使用しないときは、損傷を防ぐためにゲージブロックを保護ケースに保管してください。

他の：

ゲージブロックと他の測定器を併用する場合はウェアブロックをご使用ください。摩耗ブロックは、絞られた組み合わせの両端に追加される「犠牲」ブロックです。摩耗ブロックが摩耗すると、簡単に廃棄して交換できます。
ゲージブロックに損傷や磨耗がないか定期的に検査し、必要に応じて交換してください。

ゲージブロックの課題と限界

ゲージブロックはその有用性にもかかわらず、寸法測定においていくつかの課題と制限もあります。

コスト: ゲージブロックの標準メトリックセットは、必要なブロックの数が多いため、高価になる可能性があります。
サイズ: より正確な測定には、公称長さの差が小さい新しいサイズが必要になる場合があります。
ゲージの数: 部品のサイズを制御し、キャリブレーションを設定するには、多数のゲージが必要になる場合があります。
メンテナンス: ゲージブロックの精度を確保するには、洗浄、絞り、温度管理された環境での保管など、適切なメンテナンスが必要です。
人的エラー: 不適切な取り扱いや不適切な絞りは、不正確な測定につながる可能性があります。
範囲が限られている: ゲージブロックはさまざまな標準長さのセットで提供されますが、寸法評価作業におけるすべての精度ニーズをカバーできない場合があります。

これらの課題にもかかわらず、ゲージブロックは依然として業界で使用される長さの標準化の重要な手段です。

閉会の挨拶と推奨事項

ゲージブロックに関するこの記事の結論として、私はこれらの小さなブロックの正確さと精密さに混乱を感じずにはいられません。マイクロメートルレベルまで測定できるという事実は、私にとっては驚異的です。このような小さな物体が寸法測定にこれほど大きな影響を与えるとは信じられないほどです。

しかし、ゲージブロックは印象的ですが、限界がないわけではありません。信じられないほど正確であるにもかかわらず、正しく動作していることを確認するには校正が必要です。また、定規やノギスなどの他の測定ツールよりも正確ですが、あらゆる状況において常に最も実用的な選択肢であるとは限りません。

そうは言っても、ゲージブロックは、製造やエンジニアリングなどの業界における品質管理とベストプラクティスにとって不可欠なツールです。一貫した正確な測定が可能になります。これは、製品が要求仕様を満たしていることを確認するために非常に重要です。

技術が進歩するにつれて、ゲージブロックの機能も進化します。ただし、これらの進歩があっても、それらは測定ツールボックスの 1 つのツールにすぎないことを覚えておくことが重要です。それぞれの状況にどのツールが最適であるかを判断するのは、専門家である私たち次第です。

結論として、ゲージブロックは単純なツールのように見えるかもしれませんが、寸法測定に与える影響は決して大きくありません。これらは正確かつ精密であり、多くの業界で品質管理を確保するために不可欠です。限界はあるかもしれませんが、今後何年にもわたって計測の世界で重要な役割を果たし続けるでしょう。

計測測定単位の理解

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リンクと参考文献

このテーマに関する私の記事:

計測学、単位、機器などを発見する

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