リングゲージとは
リングゲージとは、穴の内径を測定する内径測定機器のマスターや、軸や円筒の直径を通止め検査によって管理する限界ゲージとして使用する測定具です。
限界ゲージは、寸法が公差の上下限で作られた2つのゲージに、検査対象物が通過できるか否かで寸法の合否判定をする検査具です。内径が公差範囲の上限で作られた通しゲージに対して製品が通過し、内径が公差範囲の下限で作られた止まりゲージに対しては通過しないことを確認します。この検査によって、軸径の寸法が公差内であることを判定可能です。
軸や円筒の寸法管理の応用として、ねじ形状を素早く検査するために用いるねじリングゲージもあります。内径測定機器のマスターとして使用されるリングゲージは、マスターリングゲージやセットリングとも呼びます。
リングゲージの使用用途
マスターリングゲージは、シリンダーゲージやホールテスト、三点式内径測定用マイクロメーターといった、内径測定機器のゼロセットに使用します。内径測定機器をマスターリングゲージによってゼロセットし、実際に測定する穴径との寸法差を測定することで穴径を測定します。
ゼロセットとは、各種測定機器のゼロ点セットをする作業です。あくまでも実測値を基準とします。なお、マスターリングゲージには、呼び寸法と実測値が刻印されています。また、マスターリングゲージは、日本精密測定機器工業会規格 (JMAS) によって、ゲージ部の真円度・円筒度・直径の許容値が規定されています。
限界リングゲージは、軸や円筒部分の寸法検査として、製造工場の加工ラインや製品検査作業で使われます。ねじリングゲージも、ねじ製造工場の生産ラインや、出荷前検査、ねじを購入した工場の受け入れ検査で使用用途は幅広いです。
リングゲージの原理
リングゲージは、正確な寸法を維持していることによって、測定機器の測定の確からしさや、検査する製品の合否判定を行います。よってリングゲージには、経時変化によって寸法変化が起こらないこと、製品を繰り返し通過させても摩耗しにくいことが求められます。寸法安定性と耐久性を満たすために、適した材料と加工が施されています。
通常、マスターリングケージは、sks3などの工具鋼に焼入れ焼戻しを施します。硬さは、58～62HRC程度です。経時による寸法変化を起こさせないため、焼入れ後に、サブゼロ処理を施してから焼戻しを行います。サブゼロ処理とは、焼き入れした製品を急速に0度以下まで冷却することによって、寸法を安定化させる処理です。
熱処理後には研削、ラッピング仕上げを施して、きれいな面に仕上げるとともに溶着を防止するなど、ゲージを長期間使用できるようにします。限界リングゲージは、検査対象の製品と頻繁に摺動するため、長く使用していると摩耗していきます。そこで、耐摩耗性が高い超硬合金で製作する場合もあります。
限界ねじリングゲージは、雄ねじの検査に使います。ねじには規格と公差の等級があるので、検査するねじに適した正しいゲージを使用することが大切です。限界ねじリングゲージにも、通り側と止まり側があります。通り側は、ねじリングゲージが無理なく通り抜けること、止まり側は2回転以上ねじ込まれないことを確認します。
リングゲージのその他情報
1. リングゲージを使用する上での注意点
リングゲージは鋼製なので、熱膨張によって寸法変化が生じます。人の体温でも寸法が変化してしまうことがあるため、扱いには注意が必要です。測定対象となる工作物も同様です。加工直後と時間が経過した後では、温度が下がることによって寸法が変化します。寸法を検査する際には、温度に十分注意します。
2. リングゲージの校正
マスターリングゲージ、限界リングゲージ共に定期的な校正が必要です。具体的には、リングゲージの製造メーカーや、測定の専門会社に依頼します。
特に、ねじリングゲージの通しゲージは、検査する製品が多いと摩耗して寸法が変化していきます。ねじの製造会社の出荷検査で摩耗した通しゲージが使っていると、ねじを購入した工場の受け入れ検査で、不合格になってしまいます。顧客とのトラブル防止のためにも、検査具の校正は不可欠です。