月: 2021年2月

付刃バイトとは

付刃（つけは）バイトとは、別名ロウ付けバイトとも呼ばれ、刃先を本体にロウ付けしたバイトで旋盤加工に用いる刃物です。

一般的なスローアウェイバイトが、刃（チップ）と本体が別々になっているのに比べ、付刃バイトは刃と本体が一体型になっているのが特徴です。

付刃バイトは購入してすぐに使うことができず、刃先をグラインダーや工具研削盤などで研いで整形する必要があります。加工条件などにより刃を条件に適した形状に変更することができます。使用後は、再研磨を行うことで再使用が可能です。

付刃バイトの使用用途

付刃バイトは、旋削加工用に金属などを削るために用いる刃物です。加工する形状によりJIS規格で刃の形状が決まっています（JIS B 4152）。

真剣バイト・右片刃バイト・左片刃バイト・右横剣バイト・左横剣バイト・右剣バイト・左剣バイト・ヘール仕上げバイト・突切りバイト・ヘール突切りバイト・先丸穴ぐりバイト・穴ぐり荒バイト・穴仕上げバイト・おねじ切りバイト・めねじ切りバイト・ヘールねじ切りバイト・平削り盤用真剣バイト・平削り盤 ・平削り盤用右片刃バイト・平削り盤用左片刃バイト・平削り盤用右剣バイト・平削り盤用左剣バイト・平削り盤用平剣バイト・平削り盤用ヘール仕上げバイト・平削り盤用突切りバイトがあります。

付刃バイトの原理

付刃バイトには、右勝手と左勝手があり、見分け方はシャンク部分を前方に刃を手前に向けて置いた際に、刃が右にあるものを右勝手、逆に刃が左にあるものを左勝手と呼びます。勝手の選定は、工作物の加工する方向や機械のバイトの取り付け方向によって決めます。

工作物を移動・回転させて、付刃バイトで切削します。 加工条件や切り屑の処理、刃の寿命などを考慮し、条件にあった形状に整形することで調整を行うことができます。

バイトには、付刃バイト（ろう付けバイト）とスローアウェイバイトがあります。付刃バイトのメリットは、1度の切削量が多くても、チッピングしにくいことが特徴です。デメリットとしては、刃を研ぐ手間や刃の研ぎ具合によって、加工面の仕上りが異なります。

スローアウェイバイトのメリットは、刃先を研ぐ必要がなく、チップをホルダーに取り付けるとすぐ使えることです。デメリットとしては、重切削に向いてないことやチップの値段が高いことです。微細な加工や仕上げ用として、よく使われます。

参考文献
https://kikakurui.com/b4/B4152-1988-01.html
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/technical_data/td06/x0010.html
https://tecdlab.com/2020/02/12/%E3%83%90%E3%82%A4%E3%83%88%E3%81%A8%E3%81%AF/

基板用リレーとは

一般的に電気回路で言うリレーとはON/OFFの制御信号により、入力信号に対して出力側と導通/遮断を切り替えたり、入力信号に対して出力先を切り替えたりするための電気部品です。

基板用リレーとはリレーの中でプリント基板に実装するタイプのリレーのことを言います。

基板用リレーにはいくつかのタイプがあります。元来、リレーとは機械式リレーを指しました。これは、1次側のオンオフスイッチの制御により2次側の接点を導通させたり遮断させたりするシンプルな構造のものです。現在では、半導体素子を使ったSSR（solid-state relay：ソリッドステートリレー）や発光素子と受光素子を組み合わせたフォトリレー
があります。 

基板用リレーの使用用途

基板用リレーは回路上のオンオフ制御を行う目的で使われることから多様な製品およびその基板において使用されています。

比較的小さなレベルの信号のオンオフのスイッチングから、各種モーターやランプなどの大きな電流をオンオフ制御する用途に至るまで使用範囲は多彩です。

具体的な製品例で考えると洗濯機や冷蔵庫などの家電製品、テレビやレコーダーおよびオーディオ機器などのAV製品、各種業務用機器や車に至るまで夫々の制御基板上の様々なところで使用されています。 

基板用リレーの原理

前述の通り基板用リレーには、機械式リレー、SSR、フォトリレーに分類することができます。

機械式リレーは1次側に用意されたコイルをオンオフの信号で制御することによりコイルに所定量の電流を流したり、止めたりすることにより2次側の接点を導通、解放させるという原理です。
1次側と2次側が物理的に分離されているため、例えば1次側で発生するノイズを2次側に漏らしてしまうことがないという利点がある一方で、物理的な接点を持つ以上、部品の小型化に限界がある点や、物理的な接点を持つために摩耗による性能劣化が生じるため、後述する半導体リレーに比べると寿命が短いという欠点があります。

他方で半導体リレーであるSSRやフォトリレーは、入力側にフォトダイオード、出力側にフォトトランジスタやMOSFETを使います。

1次側のオンオフ信号は、フォトダイオードで光に変換され1次側のフォトトランジスタに伝搬されます。2次側のフォトトランジスタでは、1次側のフォトダイオードから出力され光で入力された信号を電気信号に変換して出力するという原理で動作しています。

これらの半導体リレーも1次側と2次側は電気的に完全に分離されているため、1次側のノイズの影響を2次側に及ぼすことはありません。

更に半導体リレーの場合、機械式リレーに比べてスイッチングスピードが速いという利点があります。

参考文献
https://www.fa.omron.co.jp/guide/technicalguide/18/77/
https://toshiba.semicon-storage.com/jp/semiconductor/product/optoelectronics/photorelay-mosfet-output/articles/what-is-a-photorelay.html

ナイロンコネクタとは

２つのプリント基板上の回路を電気的に結合させるために使用される部品がナイロンコネクタの主たる用途で、この場合基板間コネクタとも呼びます。

ナイロンコネクタは、その他に1本以上の電線同士を接続する場合にも使用されます。

ナイロンコネクタは接続する双方のプリント基板上に直接実装され、その両端にコネクタが取り付けられたケーブルによって橋渡しされて接続されます。

例えばプリント基板上のコネクタとしてオス側、ケーブル側の両端がメス側のコネクタを夫々用意してやることにより両者をつなぎ合わせることで、基板間を電気的に直結します。

ナイロンコネクタの使用用途

ナイロンコネクタは、使用する場所や必要な電流容量により信号ケーブルおよびコネクタ内のピンのサイズも様々なタイプのものがあります。

ナイロンコネクタに求められることは、コネクタ内にどれだけ多くの信号線を収容できるかということ、更にこれを安定して電気的・物理的に接続状態を維持できるかという点にあります。

ほとんどの民生機器や業務用機器も含め、プリント基板を使用している各種機器ではナイロンコネクタは、ほぼ間違いなく使用されています。

これらの機器は、例外なく、高機能・高性能化が進み、これに伴い、基板スペースの削減が求められ、その結果ナイロンコネクタを含めたすべての電気部品の小型化、薄型化、軽量化が求められています。

ナイロンコネクタの原理

前述の通りナイロンコネクタは、2枚のプリント基板を電気的に直結することが目的です。

本来は1枚の基板で全ての機能を実現できれば、ナイロンコネクタも不要となるため、この方法が最もコスト的にも安価にできと考えられます。

しかし、限られた機器内の物理的スペースの中に要求される全ての機能を実装するためには、適度なサイズの複数の基板に分割し、機器内のスペースを確保して入れ込む方法が現実的です。

加えて機能単位で基板を分割することで得られる大きなメリットがあり、このことが結果的に機器のコスト削減につながります。

プリント基板を夫々の機能単位で複数の基板に分割し、これら複数の基板を組み合わせることにより、多様な機能を有する多種類の製品を同時に実現することができます。この際に複数の基板を結合するナイロンコネクタが有効となります。

例えば、今、ある製品を設計するにあたり必要な機能を実現するための基板として、基本機能用基板A、付加機能実現用基板B、付加機能実現用基板Cがあったとします。

基板Aのみで最もベーシックな機能を有する製品を実現でき、A+Bの基板を使用することで付加機能Bを有する製品、A+C、A+B+Cにより夫々、付加機能Bを有する製品、付加機能B+Cを有する製品を実現できます。

つまり、3つの機能単位の基板を用意し、これを組み合わせることで4種類の製品を実現できることになります。 

参考文献
https://jp.misumi-ec.com/vona2/el_wire/E1402000000/E1402080000/
https://www.jae.com/column/01-advantages-of-connectors/

マグネットスタンドとは

マグネットスタンドは、主に先端に取り付けるダイヤルゲージ等の測定機器を固定するために使用します。

形状は数種類あり、最もシンプルな2本の柱を固定部品でつないだ形状のものや、柱が蛇腹のように自由自在な位置で固定できるものや、先端に取り付けた測定機器を微調整できる調節機能付きのもの等があります。

新たに入手する場合は、すでに持っている測定機器や同時に入手するダイヤルゲージ等が先端に取り付けられるか確認が必要です。また、測定対象や取り付け位置によって、微調整機能があった方が良いかを検討して入手した方が賢明です。操作性が異なり、実作業における段取り時間が異なります。 

マグネットスタンドの使用用途

初めに、比較的重量物の金属製部材（例えば定盤）にマグネットがオンオフ可能な土台を固定し、先端にダイヤルゲージ等を取り付けます。次に、固定したワーク等の被測定部分に測定機器の測定子（ダイヤルゲージであれば先端の測定子部）を接触させて、その状態でスタンドの柱を固定します。最後に、測定機器の測定範囲に入るような接触状態に微調整します（ダイヤルゲージであれば、ゲージの針が振り切ることなく測定子が離れない位置に調節する）。

特に1/1000mmのダイヤルゲージと同程度の分解能である測定機器を使用する場合、微調整機能がついていないと、最後の段取りに非常に時間がかかるケースがあるため、使用する測定機器と測定方法に見合ったスタンドを選ぶことが重要です。

被測定物が複雑な形状な場合や入り組んだ先を測定する場合は、柱が短い方が測定しやすいケースや、蛇腹のように自由自在に動くタイプでは先端を測定部に近接させることができないケースもあるため、どの形状が必要であるかは検討が必要です。

マグネットスタンドの原理

最も一般的なマグネットスタンドの部品構成は次の通りです

金属部材に固定する土台は、マグネットがオンオフ可能で、設置面はＶ字形状になっています。

土台の設置面と反対側に固定側の柱があり、ねじ付きの金具を介して可動側のもう一本の柱と組み立てられています。

可動側の柱の先端にはダイヤルゲージ取り付け部材が取り付けられています。

ダイヤルゲージ取り付け部材には、微調整機能が有る部品と無い部品があります。微調整機能が無い場合でも、ダイヤルゲージを取り付けた後に回転方向等の固定を調節するねじはが、いくつかついている場合が多いです。

各部品の種類は様々で、各メーカのカタログ等を確認し、必要なスペックを選ぶことができます。選定する機会が多いスペックは次の通りです。

• 土台の吸着力：内蔵される磁石のスペックにより数種類あります。
• 柱の形状：長いもの、短いもの、フレキシブルなもの、回転方向のみ可動するものがあります。
• 測定器取り付け部分：方向毎に可動ねじがついているもの、微調整機能がついているものがあります。

上記のスペックを選択することで、実作業の作業時間が変わります。

参考文献
https://www.shinwasokutei.co.jp/products/73752/
https://www.nikki-tr.co.jp/html/magnet_etc_NM.html

ベアリングローラとは

ベアリングローラは、軸受と中空軸とが組み立てられたものと、軸受と中心部にボルトを内蔵したものがあります。

中空軸と組み立てられたものは、主に中心部分に軸を挿入し、軸受外径をガイド部にします。

中心部にボルトが内蔵されたものは、主にタップ穴に挿入して、軸受外径部をガイド部にして使用します。

ガイド部はワークの搬送ガイドにしたり、搬送用のローラーにしたりします。

類似部品として、軸受部にニードルベアリングを使用した、ローラーフォロアとカムフォロアがあります。 

ベアリングローラの使用用途

中空軸のものは、軸受の内径部に中空軸が挿入されていて、軸の任意の位置で固定可能な構造をしています。使用用途は次の通りです。

一本の軸に複数個のベアリングローラを配置して、その軸を複数本平行に並べることにより、ワーク搬送用のローラーとして使用する。

一本の軸に2つベアリングローラを配置して、軸受の外径面で薄膜のワークを押さえることで、テンショナーとして使用する。

ボルト内蔵のものは、中空軸の内径部分にボルトを挿入し、タップ穴に挿入することで簡単に固定可能な構造をしています。使用用途は次の通りです。

等間隔に複数個のベアリングローラをガードレールの様に配置して、ワーク搬送用ガイドとして使用する。

任意の距離で同一方向にベアリングローラを2個設置し、それぞれの外径部をつなぐ矩形に薄膜やベルトを通し、外側から押さえテンショナーとして使用する。 

ベアリングローラの原理

中空軸のものは、軸受の内径部に中心が穴のリング材を挿入し、挿入した先端に止め輪が組付けられています。軸受がリング材から抜けない様に、リング材の肩と止め輪とで軸受の幅を拘束する構造になっています。そのリング材はボルト等によって内径を締め付ける（内径寸法を小さくする）ことが可能であるため、軸の任意の場所で固定が可能です。

軸受を使用しているので、高負荷で高速回転であっても滑らかに回転します。

ボルト内蔵のものは、中空軸のものの内径部にボルトが内蔵されています。ボルトの頭は六角穴等が付いているため、取り付けたい部分にタップ穴を加工すれば、簡単に任意の場所に取り付けることが可能です。

軸受の内径部にリング材を挿入する形状のほかに、軸受の外径部にリング材を圧入する形状もあります。

リング材の外径形状を溝にしたり、凸のＲ形状にしたりすることにより、ワークの形状に適したテンショナーやガイドにすることも可能です。

参考文献
https://www.iwata-fa.jp/html/index-14.html
https://www.mekasys.jp/series/detail/id/IMO_0081
https://www.imao.co.jp/catalog/imageindexlists2/?categorycode=$SMEGRO
https://www.thk.com/?q=jp/node/6729
https://www.thk.com/?q=jp/node/6728

ミーリングチャックとは

ミーリングチャックとは、エンドミルやドリル等の各種切削工具を把握し、加工機械のマシニングセンタやフライス盤の主軸に取付けることができるツーリング工具です。

重切削が可能な高剛性タイプから軽切削に用いるスリムタイプがあり、加工機械の形状や加工目的に合わせてさまざまな種類があります。

主軸の高速回転による触れの抑制や精度確保のために、ミーリングシャックと加工機械との接地面が2面拘束や3面拘束になっているものもあります。

ミーリングチャックの使用用途

ミーリングチャックには、回転数を数倍に上げることのできるスピンドルタイプやミーリングチャックの中に切削液を通して切削工具に切削液を供給できるセンタースルータイプ等便利な機構が付属しているものがあります。

ミーリングチャックの機械に取り付ける部分をシャンクといい、そのシャンクにも種類があります。

汎用フライス用にはNTシャンク、NC機やマシニングセンタ用にはBTシャンクまたはHSK規格のシャンク等があり、加工機械側の主軸規格とサイズに合わせて選定します。

ミーリングチャックの原理

ミーリングチャックのシャンクは、大きさにより、30番、40番、50番に分類されています。

シャンク形状は、主にBTシャンク、HSKシャンク、NTシャンクがあります。BTシャンクは、主にマシニングセンタで使用され、海外、国内問わず最も一般的なシャンク形状です。機械側からシャンクの先端にあるプルボルトを引っ張ることで、シャンクのテーパー部分と機械の主軸のテーパー部分が密着し保持します。HSKシャンクも、主にマシニングセンタで使用されますが、BTシャンクとの違いは、シャンク部分が短く、プルボルトがありません。テーパー部分が中空になっており内側を引っ張ることでテーパー部分が密着し保持します。BTシャンクより省スペースでの保管が可能です。NTシャンクは、テーパー部分の形状はBTシャンクに似ていますが、ATC（工具の自動交換）機能用のツバなどがありません。汎用フライスなどのATC機能がついていない機械で使用されます。

角度ゲージとは

角度ゲージは、2面間の角度を確認することに使用する測定機器（ゲージ）です。

任意の角度を持つ二面にゲージを押し当て、基準の角度を成すゲージに沿っているか否かで、測定面が基準の角度であるかを確認します。

ゲージは主に数種類の角度がセットになっているので、確認したい角度のゲージを選んで使用します。

角度の測定機器としては、その他に、ベベルプロテクター、デジタル角度計があります。

角度の測定値が必要ない場合や、開先加工等の検査には角度ゲージを使用します。

角度ゲージの使用用途

主にガス切断等の開先加工や溶接加工において、ベベル角度の確認に角度ゲージ使用します。ベベル角度とは溶接関連の用語でJISに規定されています。

溶接加工において、開先形状やベベル角度がワークの出来上がり品質に影響するため、規定通りのベベル角度であるかを確認します。

溶接加工でなく、角度測定や水平・垂直の検査が必要な場合は、測定値が確認可能なデジタル角度計を使用します。

例えば建設作業における、配管や屋根の工事現場での測定です。

デジタル角度計は、ベースが基準面で、測定面にベースを沿わせることで測定面の角度が表示され、水平面（ゼロ設定面）との角度差が確認できます。

角度ゲージの原理

角度ゲージは、任意角度のゲージ数種類が一式になっています。

ゲージは薄板のプレートで、基準角度がプレートに表示されています。

プレートは長方形から1つの直角を含む直角三角形の形状が切り取られた形状をしており、切り取られた直線部とその反対の直線とが成す角が基準角度になっています。そのため、切り取られて細くなった先端をワークに沿わすことで、ベベル角度が規定の角度に成っているかを検査することが可能です。

測定値が表示されないため、使用しているゲージの基準角度確認が必須です。例えば、一つの決まったベベル角度のみを検査する場合は、該当の基準角度の角度ゲージのみを作業場に設置することで、ヒューマンエラーを防ぐことが可能です。

デジタル角度計は、測定面の角度測定が可能で、測定値を確認することができます。

水平を確認する場合、水平基準にベースを設置し、角度校正（ゼロ設定）を実施します。続いて測定面にベースを沿わせることで、基準に対する角度差が表示されるので、測定面が水平であるかが確認できます。

参考文献
https://www.shinwasokutei.co.jp/products/97784/
https://www.mitutoyo.co.jp/useful/catalog-13-51/index.html#page=349

ラジアスゲージとは

ラジアスゲージはワークの隅R（半径の丸み）を検査する検査機器です。

ゲージ先端Rをワークの測定部に沿わせることで、基準のR寸法に出来上がっているかを確認します。

ゲージと該当部を比較し、目視等での確認になるため、測定値は出力できません。測定値が必要な場合は、輪郭形状測定機等で形状測定を行い、該当部形状の測定・解析を行うことで測定値を出力することができますが、ラジアスゲージの方が作業時間が短く、安価に確認することができます。

ラジアスゲージの使用用途

ワークの隅R寸法を比較的手軽に確認することができます。

例えば、旋削加工において、1本の軸に複数の外径面を有し、各外径面のつなぎ目にR面が有る場合、該当部の加工を終えた後、ワークを取り外す前に、規定のR面に沿っているかを確認することができます。

その他、すでに設置されているパイプ等、被検査物を移動させることができなく、比較的入り組んだ内部にある場合でも、ゲージを沿わせることで、該当の外径R寸法がどの程度であるか確認することができます。

ラジアスゲージの原理

ラジアスゲージは薄膜プレートの先端に所定のR形状が成形されています。R形状は凸形状と凹形状、および様々な寸法があります。該当寸法がプレートに表示されています。

先端のR形状を、ワークの測定部に沿わせることで、規定のR寸法に成っているかが確認可能です。

場合によっては、ブリューペースト等のすり合わせ材を使用し、ゲージとワークの合致具合を確認することもあります。ただし、検査後にすり合わせ材を除去する必要の有無、及びブリューペーストの塗布加減（ペーストの膜厚）で確認結果にばらつきが生じることがあるので、実施には必要性の検討と標準作業ルール化の検討が必要です。

ゲージと比較測定をするため、ゲージに表示されている所定のR寸法確認が必要で、同一ゲージを何度も使用することで、ゲージの摩耗や変形が無いかを確認したうえでの検査が必要です。ブリューペーストを使用する際は、未使用時より摩耗が早いことにも注意が必要です。

輪郭形状測定機は精度よく、測定値も出力可能ですが、ラジアルゲージは形状が非常にシンプルで、使用方法も簡単なので、どのような結果が必要であるかを検討したうえでの使用が望ましいです。

参考文献
https://www.fujitool.co.jp/products/measuring_tools.html
https://www.fujitool.co.jp/pdf/products/catalogue-1.pdf
https://www.fujitool.co.jp/pdf/products/catalogue-2N.pdf
https://www.shinwasokutei.co.jp/products/73767/
https://www.shinwasokutei.co.jp/products/73768/
https://www.orange-book.com/ja/c/search/result.html?category=&q=%E3%83%A9%E3%82%B8%E3%82%A2%E3%82%B9%E3%82%B2%E3%83%BC%E3%82%B8

ベアリング用スペーサとは

ベアリング用スペーサはベアリングを固定する時に使用する部品の一つです。

ベアリングは、一般的に、内径に軸を挿入し、外径をハウジングに固定して使用します。この際、内輪の幅と外輪の幅もそれぞれ軸方向に固定して使用します。

軸方向の固定方法として、スペーサを使用することがあります。

スペーサには、内輪用と外輪用のものがあり、それぞれ別の部品です。形状はどちらもシンプルな円筒形状をしています。

軸受メーカ品と別メーカ品があります。特殊な使用が不要であれば、サイズが合うものを選定して購入することが可能です。 

ベアリング用スペーサの使用用途

1つのスペーサでベアリングの内輪、または外輪の幅を押さえるため、軸受のすぐ横で接触する位置に設置して使用します。

主に、ベアリング用スペーサだけを使用して、ベアリングを固定することはありません。

一般的には、ベアリング用押さえピン等の固定部品と合わせて使用します。

例えば、ボールベアリングを所定のタップ穴が開いている部分にベアリング押さえピンとスペーサで固定する場合は次の様に配置して使用します。

ベアリング押さえピンにベアリング、スペーサの順番で挿入します。次に押さえピンのねじ部を固定用タップ穴に沿わせて、ねじ込みます。最後に、スペーサの位置を確認し、所定のトルクで締め付けます。

ベアリング用スペーサの原理

ベアリング用スペーサの形状はシンプルな円筒形状をしています。内輪用スペーサは内径がベアリングの内径寸法と合っており、外輪用スペーサは外径がベアリングの外径寸法と合っているため、軸やハウジングに接触することなく、ベアリングの幅押さえをすることが可能です。

内輪用スペーサの外径寸法と、外輪用スペーサの内径寸法は適用ベアリングに対応できる所定の寸法になっています。これは、軸受内部の潤滑に影響を及ぼさない寸法設定になっています。

ベアリングの使用環境・使用条件が過酷である場合は、軸受メーカによる専用設計をする場合もあります。

スペーサを使用することで、軸やハウジングとなる部材に特殊な形状を加工することなく、ベアリングを取り付けることが可能となります。

例えば、平板にタップ穴を空けただけの部材にベアリングと押さえピンだけで取り付けようとしても、ベアリングを軸方向に押さえることができません。仮にベアリングの端面と平板が接触するまで押さえピンを締め込めたとしても、ベアリングの内輪と外輪との両方の幅が平板に接触してしまい、滑らかな回転をしません。

平板とベアリングとの間に、内輪用スペーサを入れることにより、スペーサと押さえピンで、ベアリングの内輪を幅押さえすることができ、ベアリングの滑らかな回転が可能になります。

参考文献
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/machine_design/md05/c1228.html
https://www.iwata-fa.jp/html/index-t2.html
https://jp.misumi-ec.com/vona2/mech/M0800000000/M0810000000/M0810030000/
https://www.nachi-fujikoshi.co.jp/web/pdf/3001-14.pdf