ゴムの平面度測定方法について

質問

ゴム（硬度４０と５０）の平面度を測定したいと思っています．非接触計測器であれば計測値を信頼できるのですが，高額で大掛かりなことになってしまうのでダイヤルゲージで測定したいと思っています．しかしながら当然といえば当然な話しでゴム表面がへこんでしまうため計測値に信頼性がありません．
そこでシリコンゴム硬度４０または５０に対して，ダイヤルゲージの先っちょはどれほどの荷重にすればへこまないのでしょうか？
または思いもつかないような別の方法で平面度を測定されている方がいらっしゃいましたらご助言いただけないでしょうか？

よろしくお願いいたします．

JIS_K6253とダイヤルゲージ・テストインジケータのカタログを眺めていると初心者な疑問がでてきましたので再度ご教示お願いします．

?．ゴムの弾性？（反発力？？）について
?．タイプAデュロメータの加圧板が硬度50の試験片に接した時のばねの力は4300mN＝押針の先端が試験片に与える荷重が4300mN．
?．加圧板表面からの押針の突出し量が2.5mmのときの目盛りが0で突出し量が0mmのとき目盛りは100．ということは突出し量が半分の1.25mmのとき目盛りは50（硬度50）．
?．??より硬度50のゴムにφ0.79mmの平面を4300mNで押し当てた時のゴムのへこみ量は1.25mm．
?．???より硬度50のゴムにφ0.79mmの平面を100mNで押し当てた時のゴムのへこみ量は0.029mm（1.25/43）．
というようにゴムの押込み量と反発力には比例関係があるのでしょうか？

?．接地面積の違いについて
タイプAデュロメータのゴムへの接地面積は0.49平方mm（0.79/2×0.79/2×3.14）に対して，ダイヤルゲージまたはテストインジケータの測定子を球体にした場合接地面積は・・・
【点】になるのでしょうか？
0.49平方mmに対して【点】は小さいのでしょうか？大きいのでしょうか？
圧力の話しにおいて1平方mm以下の面積は無いもんとして見なすものなのでしょうか？

長文になってしまい申し訳ありません．
間違った考え方をしているとこや，疑問に対してご助言よろしくお願いいたします．

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

ゴム硬度計は数回測ったことがある程度で、詳しくないですが、構造上はダイヤルゲージの親戚みたいなもので、これの圧力と侵入深さで、ダイヤルゲージを使った場合の推測が出来るはずです。

ゴム硬度計は JIS K 6253 に定められています。
これをざっと眺めると、硬度50なら、荷重は4000mN、侵入深さ１mmぐらいでないでしょうか？

一方ダイヤルゲージの測定圧は、1500mN以下（ミツトヨ・カタログ）
ですから、その割合と考えられます。

ダイヤルゲージはフラットな測定子が用意されてますので、それなら大幅に侵入深さを軽減できます。
さらに、テストインジケータは300mN以下（測定の信頼性がやや低くなる）

サイズが大きいなら、平行な当て板を挟んで測定するとさらに荷重が分散されます。小さいなら非接触しかないですね。

ミリニュートンはその通りですね。

↓テストインジケータのカタログです。

http://www.mitutoyo.co.jp/products/dialgauge/test.pdf

先端は折れ曲げることが出来ます。測定レンジが小さいのと、持ち上げるレバーが無いので、普通のダイヤルゲージよりは若干使いにくいかも知れません。

お礼

早速のご回答ありがとうございます．
JIS K 6253とダイヤルゲージの測定子について勉強・調査してみたいと思います．

ところで・・・
知識不足で申し訳ないのですが，
mNとはミリニュートン＝1/1000Nということでしょうか？
テストインジケータとはどのようなものなのでしょうか？
お時間ございましたらご教示お願いします．

カタログ頁の掲示ありがとうございます．
参考になります．

回答No.5

noname#230359

低圧ダイヤルゲージで中のバネを外すとありますが、関係者としてはお勧め
できません。完全に部品の自重のみとなりますので、部品落下の際のギヤ摩
擦によって荷重が変わります。安定した荷重が得られませんので測定値にバ
ラツキが生じます。摩擦は使用期間内でのギヤへのゴミ等によっても変化し
ます。ゴム測定等のＪＩＳ規格での荷重で測定すべきと考えます。

回答No.4

noname#230359

低圧のダイヤル等がありますが、価格的な事を考えると導入までは・・・
といったところでしょうか？
小生も同じ経験があります。

指の感覚にて、端子が当たった瞬間の値を読み取るなどと言う神業的なアドバイスを頂いた事はありますが、経験、センスが必要となり、小生には出来ないと悟りました。

測定になるべくお金を掛けたくないという事から、低圧ダイヤルも導入しませんでしたが、以下の方法にて対応した経緯があります。（現在も実施中）

一応、裏ワザになるかと思いますので、皆さん試してみて下さい。

ダイヤルをチョット改造します。
具体的には、ネジを外して、カバーを外し、中にあるバネを取ってしまいます。
結果として、使用されている部品の自重程度の荷重の低圧ダイヤルとなります。

もっと軽くしたい場合は、中の部品を変えないとなりませんが、相当に低圧になりますので、シリコンでも使えるかもしれません。

検討してみて下さい。

回答５の方へ

全ての測定に使用可能か？
全てのダイヤルに使用可能か？
と言うところまでは、不明ですが。

実際の使用には、問題が出ておりません。
硬い物を測る訳ではないので誤差はあるでしょうが、程度問題です。

弊社では、繰り返し測定、ブロックゲージを使った精度確認。
全く問題が出ていません。

また、メーカーへの問い合わせもしています。
回答としては、お勧めはしないですが、低圧ダイヤルと変わらない程度の効果が見込めるとの意見も頂いております。
出来れば、低圧ダイヤルの購入をとのお話でした。

結論として、バネを取る改造については、試してみて効果が得られるのであれば実用されてみては如何な物かといったところであると思います。

理論上の内容と現実は多少違いがあるものです。
用途に合った測定結果が得られるのであれば、理論と違っていても導入の価値はあるかと。

但し、あくまでも裏ワザ的な内容ですので、メーカーが保証する内容ではありませんので、導入の際には深く検討をされるべきかと思います。

お礼

仕事を効率良く（時間やお金，人間関係も含めて）こなしていくには時として裏ワザも必要な場合がありますね．
今回いろいろな方法をお尋ねしたいと思っておりましたので参考になります．
とはいえ，ご追記いただいた内容や回答5さんのご意見の通り，まずはJIS規格とにらめっこしてよく検討したいと思います．
貴重なご意見ありがとうございます．

回答No.3

noname#230359

Mitutoyoカタログより

ﾀﾞｲﾔﾙｹﾞｰｼﾞ　　　ｺｰﾄﾞNO、1044F-10　測定力　0.4N以下
ﾜﾝｶﾞﾀ測定子Φ10　ﾊﾟｰﾂNO、101119
ﾛｰﾗｰ測定子　　　ﾊﾟｰﾂNO、901954

ﾃｽﾄｲﾝｼﾞｹｰﾀｰ　　 ｺｰﾄﾞNO、513-404L　測定力　0.1N以下

どうしても品揃えが多いメーカーになりまね。
時間（納期）と価格がクリアできれば舶来（スイス）でもほしい所ですが。
日本製（JIS規格も含む）はどうも側定圧が高いように思います。

ワークを定盤上にセットして、

1.ﾀﾞｲﾔﾙの測定子を直接ワークにあてて 0セット
2.1mm程度の平板（ブロックゲージ等）を測定子とワークの間に入れる
3.この時の平板の寸法差が、おおむね測定圧による食い込みと判断出来ると思います。
（スライドさせた時の抵抗がどう影響するのか解りませんが）

スライドさせる時はシリコンオイル等を薄く塗った方が安定するかも知れません。

お礼

ご回答ありがとうございます．
舶来モンもあるのですね．
しかしながら今回納期もありますので日本製で検討したいと思います．

回答No.2

noname#230359

ゴムの厚みを測定するのにダイヤルゲージ（シックネスゲージ）で測定しますが、ＪＩＳで荷重等が決められています。縦方向と横方向の相違はありますがダイヤルゲージは測定子を変更できます、又メーカーに依頼すれば荷重も変更可能ですので、ＪＩＳ規格に応じた荷重で測定されたらいかがでしょうか。
参考：定圧厚さ測定器　メーカアドレス http://www.teclock.co.jp

参考URL：

http://www.teclock.co.jp

お礼

ご意見ありがとうございます．
JIS規格とご教示いただいたメーカアドレスを参考に検討したいと思います．