偏心測定器 – metoree本番管理

偏心測定器とは

偏心測定器

偏心測定器 (英: eccentricity indicator) とは、シャフト等の偏心や曲がり、振れを測定する計測器です。

偏心検査器、偏心計、同心測定器とも呼びます。偏心は、本来あるべき中心点と比べて位置がずれていることを言います。ワークの偏心の他、振れ・曲がり・同心度・同軸度などの測定が可能です。

偏心量は、通常ダイヤルゲージを使用して測定します。ワークの両端面に加工されたセンター穴を、測定器の両センターにてクランプします。ダイヤルゲージを測定したい箇所にセットし、ワークを回転させることで測定が可能です。

ダイヤルゲージ法のほか、レーザーや光学による反射式、透過式などの測定法があります。

偏心測定器は、回転する切削工具類、各種アーバ、クランクシャフト、歯車、ピストンヘッド等の偏心度の測定に使用されます。また、レンズの偏心量を測定する測定器もあります。

偏心測定器のテーブル上面と、両センターとの平行度は確実です。また、ワークの重量によって誤差が発生したり、経年変化による狂いが生じたりしないように、剛性が大きい構造になっています。

通常偏心測定器を使う目的は、切削や研削加工など、機械加工後の精度確認です。曲がり測定の場合は、熱処理を施した後の歪み確認として使います。

多段形状をしたシャフト形状のワーク端面部にダイヤルゲージを当てることで、両センターを基準とした端面の直角度を測定することも可能です。

センター基準の測定
偏心測定器のセンターは、通常鋼を焼入れして製作されています。硬いワークに使用したり、測定頻度が高かったりする場合は、先端に超硬材をろう付けした超硬センターを使用する場合もあります。

ワーク端面部がセンター穴ではなく、内径加工が施されているワークには、傘型センターを使用します。傘部の角度と、内径加工部の面取り角が同じセンターが必要です。

ダイヤルゲージをワークの外面に当て、ワークを少しずつ回転しながら、ワーク外面の位置の変化を読み取ります。センター基準の偏心測定です。

外径基準の測定
偏心測定器の両センターによるクランプではなく、2つ1組のローラーの上にワークの外径を載せて、ワーク両端に2組の計4つのローラーで支える方法です。ワークを回転させることで偏心の測定が可能です。外径を基準とした測定値になります。

また、2つ1組のローラーの上にワークの片側を載せて、その上部にクランプのためのローラーを取り付けることで、片持ちで測定できる偏心測定器もあります。内径加工のある円筒形状で、外径を基準とした内径の同軸度を測定したい場合は、内径にダイヤルゲージを当てて回転させることで測定が可能です。

いずれの場合も、ワーク径の大きさに応じて、2つのローラーのスパンを調整する必要があります。

レーザー式偏心測定器
回転中の外径の振れが測定可能です。反射型のレーザー変位計を使用して、回転体の外面にレーザーを当て、反射波を検出して距離の変動を測定します。回転速度の10倍以上のサンプリング速度が必要です。

透過型のレーザー寸法測定器でも測定が可能です。レーザーを回転体外面の円周方向に当て、受信器で振れ量のp-p値を測定します。回転速度の10倍以上のサンプリング速度が必要です。

さらに、透過型2次元レーザー寸法測定器を使用すれば、複数ポイントの位置の変動が測定できます。円周上に切られたV溝や突起部の振れを測定可能です。

光学式偏心測定器
凸レンズ・凹レンズの偏心量を測定する方法です。反射式と透過式があります。反射式偏心測定器は、反射方式により被検レンズの外径とレンズの球面中心との偏心量を測定する装置です。

透過式偏心測定器は、レンズの透過偏心を測定する装置です。透過偏心は、透過光が光軸からずれた量のことす。光軸はレンズ両面の球心を結ぶ線を指します。

まず、偏心測定器のテーブル上で、ワークの長さに応じて左右のセンターを任意の位置にセットして、それぞれをロックします。左右のセンターの内、片側のセンターは、レバー操作により出入りする構造になっています。

これを操作することで、センターを引きこませた状態にしてワークをセットし、レバーを戻すことでワークはクランプされます。ばねの力によって、一定の保持力でワークを支持することが可能です。

ダイヤルゲージをワークの外面に当て、ワークを回転させます。そのときに得られる指針の変化が偏心量です。

参考文献
https://www.obishi.co.jp/catalog/bench-centers/707/
https://zensei-inc.com/knowlege/concentricity/measuring-tool-for-concentricity/