「円周振れ」について

質問

「円周振れ」について質問させてください。

円筒のパイプの円周振れ検査を実施したいと思います。
データムが外受けの場合、ベアリングやＶブロックを使用
するのが一般的だと思います。
測定器具は、ダイヤルゲージ、レーザーなどでしょうか。

質問は、円筒のパイプが楕円していて真円度が崩れている場合、
測定子の方向（ワークに対して上、下、横、斜め）で円周振れの数値
は大きく変わると思います。

「データム、測定箇所」は図面指示され、
「測定子の方向」は図面指示されていない場合、
正式には、どの方向で測定するのが正解なのでしょうか？

数値の大きい場所…となりそうですが、
その場合、斜めからになると思います。

ですが、上方向、または下方向から
測定している会社も多いようです。

回答No.7

noname#230359

幾何公差の評価にありがちな落とし穴ですね。

データムの定義が図面で曖昧なのが問題です。
データム軸（データム構成要素）にも当然　幾何公差（真円度）が
影響します。
二つ以上の円から、データム軸が構成される訳ですが、
この円の中心の定義も曖昧です。
円のスキャンデータから、自乗中心で円の中心とるのか、
外接円で中心とするのか、内接円で中心とするのか、
これだけでも、３つの選択枝（円中心）が存在します。
Ｖブロックで受けるのならば、外接円（しかも、接触方向指示）と
なります。

基本的には・・・
測定方法で測定結果が大きく異なる場合（製品がＮＧ　ＯＫの
判定を妨げるような）には、設計者が測定方法を指示するべきです。
図面に、測定方法（測定器・測定条件・フィルタ等々）を
記載すべきです・・・が、そういう図面は極まれですね。
というわけで・・・　
＞＞正式には、どの方向で測定するのが正解なのでしょうか？
これは、設計者（発注者）に問うべきです。
でないと・・
「欲しい部品は、こんなはずじゃない」・・・と危険ですよ。

追）幾何公差を知らない設計者は結構いますよ
測定レンジによりますが、
測定者次第で、ＯＫ品にも、ＮＧ品にも・・結構操作できる事実。

お礼

ご回答ありがとうございました。

やはり先方（発注者）に問うしかなさそうですね。
参考にさせていただきます。

回答No.6

noname#230359

再出です。

> 外受け（Vブロックやベアリングなど）の場合、ワークの真円度形状（楕円等）により、
> 「測定する向きで、かなり差が出てしまう」のが悩みなんです。
「円周振れ」を測定するに当たり、「円周振れ」面をVブロック等基準にして、測定すると
基準面側の「円周振れ」誤差も含めての測定になるので、「円周振れ」が増大します。
ですから、例えば旋盤のセンタ穴のような物を加工し、そこを基準に測定したりします。
そして、センタ穴残るも可のような製品設計や部品設計にするか、加工の最終工程に近い処で
センタ穴除去加工をするを選択です。
これが、測定基準の問題です。

> さらなる回答を求めるようで恐縮ですが、「不要な円周振れまで測定」とは、
> どのような振れを指すのでしょうか？
円周振れを斜めから測定し、三角関数で補正すれば、真の円周振れが測定できると考えて
いませんか？
先ず、「円周振れ」面をVブロック等基準にして、斜めから測定すると一層の基準ボケと
なります。(測定基準の問題が加わって)
それに加え、「円周振れ」の幾何公差を確認すると判りますが、幾何公差に事例記載があります。
それを、CAD図で再現をして、斜めからの寸法変化を確認してみてください。
頭の中だけではなく、図(面)に表してみてください。
判る筈です。

参考URL：

http://cp.misumi.jp/tech/tech12.html

お礼

さらなるご回答、ありがとうございます。
参考サイトまで示していただきまして、恐縮です。

参考サイト上の、

>　指示線の矢で示す円筒面の半径方向の振れは、データム軸直線Ａ－Ｂに関して一回転させたときに、データム軸直線に垂直な任意の測定平面上で、0.1mmを超えてはならない。

この「任意」が曲者で、データムの外径真円度が悪いと、
「0.08」にもなるし、「0.11」にもなるんです。

丸棒にセンタ穴…

そーなんです。そーなんですが、
部品の出荷数量が多いと、
手軽な外径受け検査で厳しい円周振れ公差を要求される
ことがあるんですよね。

ご回答、参考にさせていただきます。

回答No.5

noname#230359

円周振れの定義に素直に従えば、
回答（3）さんの言うように、軸を立てるのが本筋かと思うが。

＞　質問は、円筒のパイプが楕円していて真円度が崩れている場合、
＞　測定子の方向（ワークに対して上、下、横、斜め）で円周振れの数値
＞　は大きく変わると思います。

確かにそのとおりですが、

90°Vブロックで受けたとして、
上で測ると半径の約1.7倍についての変位、
下で測ると半径の約0.3倍についての変位、
V面に平行（45度）で測ると半径の2倍（直径）についての変位、
横（水平）で測ると半径の1倍についての変位、
で、測っているものが違いますよね。

いわゆる間接測定ですから、
測定後の評価をする必要があると思います。

上、下の両方を測るのが分かりやすいじゃないかと。

分からないが、
円周振れの測定の前に、
データムの測定はしていないのかしら。
データムの測定でアウトなら円周振れを測る必要も無いと思う。

たとえば、データムの円筒を90°Vブロックで受けて、円周振れを上で測った場合、

データムの円筒が半径換算で公差巾0.1（実測）にあるとき、
円筒の軸の最大変位は、0.07程度。（±0.035）

円周振れも半径換算で指示公差巾0.1であれば、
円周振れの測定値は0.1±0.035=>0.065以下であればよいとするのがひとつの考え方。

簡便法なので安全サイドに振って、オーバークオリティは割り切りが必要と思う。データムの円筒精度が出ていて、同軸も出ていればいけると思うが、本件ではムリか。

お礼

ご回答ありがとうございます。

>簡便法なので安全サイドに振って、オーバークオリティは割り切りが必要と思う。データムの円筒精度が出ていて、同軸も出ていればいけると思うが、本件ではムリか。

仰る通りです。
円周振れ公差が厳しい製品ほど、
データムの円筒精度が大きく影響してくるんですよね。

データムの測定は、もちろんＯＫです。

「簡便法なので、安全サイドに振って」
…品質保証の考えかたからすれば、その通りなのですが、
公差設定によっては、成り立たなくなるんです。

ご回答、参考にさせていただきます。

回答No.4

noname#230359

3点法（Vブロック受け）での測定ではダイヤルゲージは真上から当てるのが鉄則だと思っていました。
それに加え、歪みの周期に応じた係数を掛けるものだと。

例えば楕円状に歪んだ物を90度Vブロックに載せて測る場合、
真上ではほぼ正しく測れますが、真横で測ると実際の歪みより1.3倍程、
斜め方向（30度）では1.4倍くらいに「悪い」値となってしまいます。

山周期と係数の関係は
http://pub.nikkan.co.jp/uploads/magazine_introduce/pdf_4d7439120f0f8-4.pdf
や
http://opac.lib.yamanashi.ac.jp/metadb/up/yamanashi/KJ00000158595.pdf
が参考になるでしょうか。

測定の専門ではないので間違っていたら済みません。

同じ事でしょう。

データムが別にあるというなら話は変わりますが、
測定したい面をVブロックで受けているわけですよね？

測定面とは別にデータムがあり、そこをVブロックで受けている場合だとしたら
厄介ですね。

その場合、データムの真円度が円周振れの測定値に影響するのは間違い無いですが
関係性としてデータムと測定面との同心の保証は無いですし、歪みの周期や位相も
同一とは限りませんから、最初に回答しました真円度測定の様に単純に
　実測値×係数　　とは出来ませんね。

データムの真円度が円周振れ公差に対して十分に精度が良ければ
無視してしまっても構わないとは思いますが、その場合でも振れの実測値が
公差ギリギリだった場合には無視するわけにも行かなくなるでしょう。
データムの真円度を考慮して振れ公差をより厳しく管理する事もできますが、
コストに厳しい昨今、あまり過剰品質にもしたくないですしね。

本来データムは、例えそれがどんなに歪んでいようとも理想的な形状として
設定しなければならない（ですよね？）ので、歪みの影響を排除する為に、
例えば平行度の場合だと定盤のような理想的な形状により近いものに置き換えて
測定する訳ですが、Vブロックでは歪んだ丸棒の中心を一点に定める事が出来ないので
それが振れ測定の値を不正確にする原因となります。

ではどうしたら良いかですが、正しく測るには真円度測定機や
３次元測定機に頼るしか無いでしょう。数が多いと大変ですが。

センターで受けるというのはデータムを変えてしまいますからダメです。
データムをベアリングで受けるのはアリです。
ただこれも注意すべき事が少なくないですし、作業性にも難がありそうですが。

あまり実務的な参考にならなくて済みません。
私も測定の専門家の意見を聞きたいです。

本題から外れて恐縮なのですが、間違ってたので訂正します。

> 例えば楕円状に歪んだ物を90度Vブロックに載せて測る場合、
> 真上ではほぼ正しく測れますが、真横で測ると実際の歪みより1.3倍程、
> 斜め方向（30度）では1.4倍くらいに「悪い」値となってしまいます。

これ数値がまるでデタラメでした。
図示するとこんな感じになりそうです。
http://ux.getuploader.com/mcnc/download/252/Oval.png

うーん．．．50万個全数検査ですか。

全数検査となると、１つの不良も許さないという意味になりますから
原理的に検出不能な形状が存在する三点法測定でそれを保証する事に
無理があるように思いますが如何でしょうか？

それによくよく考えると、歪みも単一周期のみという事はあり得ず
しかも三点法では周波数毎に拡大率が異なるので、各周波数毎の変位に
分けて捉える必要がありますけど、それをするには変位と角度とを
サンプリングしてフーリエ級数展開するといった事が必要になりそう。
それでも拡大率ゼロとなる特定の周波数成分は検出不能．．．

しかしそこまで出来るんであればそもそも三点法ではなく
半径法で測れてしまうんじゃないだろうか。

お礼

ご回答ありがとうございました。

資料も参考にさせていただきます。

「真円度」を測定する場合は、仰る通りなのですが、
「円周振れ」を測定する場合でも、同様のことが言えるのでしょうか。

質問で返すようで恐縮です。

重ねてのご回答、ありがとうございます。
質問が下手で多くのご回答をいただくことになり、申し訳なく思います。
私が質問したかったのは、ご回答者様（0歳様）追記の通りです。
（図示もその通りです。質問時に私が図示するべきでした）

円周振れの測定を正確に外受けのＶブロックやベアリングで測定すること
は無理…とは思います。
ですが、月産50万本の丸棒を「全数円周振れ検査後に顧客へ納入」となると、
実際は、ベアリングやＶブロックになることが多いんです。
（中には、センター受けもあります。）
（真円度測定器や３次元測定機は抜取検査でない限り作業的に無理です）
その円周振れ精度について、ミクロンオーダーで議論になること
が少なくありません。

>本来データムは、例えそれがどんなに歪んでいようとも理想的な形状として
>設定しなければならない（ですよね？）ので、歪みの影響を排除する為に、
>例えば平行度の場合だと定盤のような理想的な形状により近いものに置き換えて
>測定する訳ですが、Vブロックでは歪んだ丸棒の中心を一点に定める事が出来>ないので
>それが振れ測定の値を不正確にする原因となります。

その通りなんですが、実際に丸形状（シャフトやパイプ）を外受けの
円周振れ測定をしている会社様（結構多いと思うんですが）は、
どんな理屈で検査しているのか？
という疑問があり、質問させていただいた次第です。

なんだか、私の質問の要点をまとめていただいたみたいです。
申し訳ありませんでした。

回答No.3

noname#230359

＞測定子の方向（ワークに対して上、下、横、斜め）で円周振れの数値は大きく変わる。

てこ式ダイヤルゲージ（ピックテスト）のことと思われるが、これはてこ可動平面とワーク円周面とを一致させ（ワーク軸と直角に）接触子を当て、ワークを回して接触子を滑らせて測るのが原則。多少の斜めは構わないが直角にすると、てこの支点に無理が掛かり正しく測れません。
そうせざるを得ない時は接触子を滑らせないで測るが面倒。

なので
＞「測定子の方向」は図面指示
することなく、検査者の常識に任されてます。

測定方法は超精密な回転テーブルを備える真円度測定機を使うのが最も理想的。データ処理までしてくれるが高価。
精度が落ちるもののインデックスを使う。または旋盤に取付けて主軸を手回しして測るのも現実的。これで数μ以内の確度はあります。

なおインデックス、旋盤では「内受け」の場合は両センターで固定すると自動的に芯が出ます。

重力？？？　で垂れたとしても測定には中立。影響しません。

誤解しました。スミマセン。了解しました。

真円度測定機なら基準軸が簡単に確立できるが、外Ｖブロック受けでは誤差が必然的ともいえます。歪みが大きいなら無理と考えるべきで、Ｖブロック位置を決めるのは本筋でないと思います。

なのでやはり上述のようにインデックスや旋盤の回転軸と内基準となる両センターを使うのがよく、「ある程度数がまとまった部品」なら、ベアリングを用いた回転軸＋両センターで装置を作成するのが宜しいかと。
内外基準の違いの補正は面倒だが出来なくはない。

これをチャックにしても、締めるだけで外基準になるほどの高精度は望み薄です。

それとパイプ内は削らなくて粗いままなら、外仕上げと同時加工で面取りしておくとセンター押しでの内外の芯の違いは無くなるはずです。

Ｖブロックを使う問題点としてこのようなこともあります。

　　No.32969 ダイヤルゲージでの振れ測定について
　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=224091&event=QE0004
　　拙回答（５）

だからタリサーフ真円度測定機やムーア超精密測定機が必要との宣伝文句。
ミツトヨ真円度測定機のも何処かにあるはずです。

↑×　タリサーフ真円度測定機 → タリロンド真円度測定機

回答（４）呈示された２番目の資料、見覚えが、

　　No.38066 ３点法による真円度の測定
　　http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=256085&event=QE0004
　　拙回答（7）

冒頭提起した問題点が結論でも何ら得られず堂々巡りになってる論文。

お礼

ご回答ありがとうございました。
質問が言葉足らずだったようで申し訳ございません。

ピックテストでも、非接触のレーザー測定器でも
外受けで円周振れを測定すると、真円度の形状により
「測定の向き」が測定値に与える影響が大きいのです。

「斜め」は、ワーク軸方向ではなく、ワーク直角方向に斜めという
意味で書きました。
可動平面とワーク円周面は一致させています。

仰る通り、真円度測定器などの「チャック」で測定すれば良いのですが、
ある程度数がまとまった部品ですと、外受けで測定する
ことが多いのです。

上記回答を参考にさせていただきます。
ありがとうございました。

重ねてのご回答、ありがとうございました。
Ｖブロック受けでは、誤差が必然的。とのご指摘ですが、
まさに、その通りです。
過去の回答等、ご参考にさせていただきます。

回答No.2

noname#230359

テータム指示箇所が基準にて、円周振れのを測る。

測定子？の微量圧力で、その基準隙間が偏る方向は避けるべきです。

重力方向と基準の取り方、定子？の微量圧力影響を考慮する必要があります。

また、斜め方向は、不要な円筒の振れまで測定するので、矢印で示す振れ方向で測定すべし。

お礼

ご回答ありがとうございました。
質問の内容がまずかったのかもしれません。

レーザー式などの非接触方法にて円周振れを測定しても、
外受け（Vブロックやベアリングなど）の場合、
ワークの真円度形状（楕円等）により、
「測定する向きで、かなり差が出てしまう」のが悩みなんです。

さらなる回答を求めるようで恐縮ですが、
「不要な円筒の振れまで測定」とは、
どのような振れを指すのでしょうか？

回答No.1

noname#230359

回答ではありませんが参考までに。

以前私が、方向で測定値が違うのか？という質問をさせて頂いた件を紹介します。
正確に測ろうとすると真円度測定機や、両センターで等のご意見頂きましたが、
量産品の測定向きではありませんので、私の中での結論としては、仕入先と自社、
もしくは、自社とお客との間で測定方法の共通認識を持つということに至りました。

問題解決になってなくてすみません。

参考URL：

http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=224091&event=QE0004

お礼

早速のご回答ありがとうございました。
ジレンマさんの以前の質問を参考に質問しました。
仰るとおり、量産向きの測定では、外受け基準が多いですよね。
相手先との共通認識…確かにその通りなのですが、
相手先の担当者の理解が浅い場合や、共通認識をもてない環境など
もあるんですよね…

参考にさせていただきます。