座標測定機におけるクランプ力によるワークピースの変形*
和合 健**、浅沼 拓雄**
座標測定機（CMM）を利用した適正な測定作業を実施するため、ここではクランプ力を取り上げ、物理現象を数値化して測定誤差に与える影響の大きさを求めた。その結果、熟練者でも手回しねじ締めでは 30N 程度のクランプ力になることから、過度なクランプ力には注意が必要であることが検証できた。
キーワード：座標測定機、測定戦略、クランプ力、変形、測定誤差

Workpiece Deformation due to Clamping Force in
Coordinate-Measuring Machine
Takeshi Wago and Takuo Asanuma
When using a coordinate-measuring machine (CMM), measurement error may arise because of
deformation of the workpiece due to clamping forces. We thus investigate the clamping force and its
effect on dimensional measurements made with CMMs. The results show the necessity of avoiding
excessive clamping force, which can easily reach 30 N, e.g., in the case of screw clamping.
key words : coordinate-measuring machine(CMM), measurement strategy, clamping force,
deformation, deviation

1 緒言
座標測定機（以下、CMM）は、X 軸、Y 軸、Z 軸の 3軸により構成された空間において、各軸に内蔵された目盛尺によりその軸における位置情報を得ることができる
ため空間点の（X、Y、Z）座標値を得ることができる。
また、プローブと呼ばれる機械的または電気的な機構を持つトリガスイッチと、スタイラスの先端に取り付けた球状のチップで構成されるプローブシステムが測定物と接触することで測定物形体の位置を高精度に検知できる。
CMM は目盛尺が各軸に並列に配置され、目盛尺と測定物を同一直線上に配置されない、所謂アッベの原理に従わない構造であるため高精度測定が難しいことが指摘されていた 1)。しかしながら今日のパソコン支援による補正技術の革新的な進歩 2)によりサブミクロン台の測定誤差を保証する高精度測定が実現されている。このように
CMM は高精度測定が可能になってきているが、CMM の最大の利点である融通性の高さから作業者の測定戦略 3)
及び測定技能の違いにより同一の CMM で同一の測定物を測定した場合に測定誤差に違いが見られる。
ここでは、CMM を利用した適正な測定作業の実施を図るため、誤差要因の一つに着目して実験し、その物理現象を数値化して測定誤差に与える影響の大きさを求める。
ここで取り上げた誤差要因は「クランプ力」である。物理的な力を加えると測定物は変形し、その物理的な力を解放すると弾性特性により変形が元に戻る。クランプ力を加えた時とクランプ力を解放した時で測定物の形状が***平成 25～26 年度
素形材技術部

共同研究・東北復興 CMM 事業異なっていれば、正確な寸法測定を行ったとしても測定誤差が大きくなる。ここでは、クランプ力に着目してクランプ力が与える測定誤差の大きさ、及び適正なクランプ方法の獲得について取り組んだ。
2 実験方法2-1 実験装置の構成
実験装置の構成を図 1～図 4 に示す。図 1 はデータ集録部でクランプ力は 3 成分動力計を使用して X、Y、Z 方向の 3 力を測定した。測定物の変形量は差動トランス式変位計を使用して測定し、合わせて 4 信号を A/D 変換器を経由してデータ集録パソコンに取り込んだ。 各装置の設定では、3 成分動力計の表示単位は 0.0001 (N)に設定した。
差動トランス式変位計の測定範囲は±0.2mm、目量は0.1µm、校正時の入出力の相関係数は R=0.9999985 であった。図 2 はクランプ部でパラレルブロックの上に断面寸法 50mm×10mm、長さ 350mm の SUS440 のバー状ワークを置き、長さ 150mm のクランプバーでクランプ力を与える。パラレルブロックの位置はエアリー点とし、バーの全長を h、パラレルブロックの間隔を q とするとエアリー点の位置は q≒0.577h となる。図 3 は 3 成分動力計へのクランプねじの固定方法を示した。3 成分動力計本体に設置されたねじ穴の位置及び穴数がここでの実験で適さなかったので厚さ 5mm の SS 材鋼板を治具として利用した。
図4は差動トランス式変位計の設置位置を示したもので、バー状ワークの測定者から向かって左側の端面の X 方向

岩手県工業技術センター研究報告 第 18 号（2016）
表 1 主な仕様

バー状ワーク寸法
350×50×10mm (GBは35×9mm)
材質
SUS440
ヤング率 21.6×10 10 Nm-2
3成分動力計品名
圧電素子型動力計
型式9257B
メーカ
Kistler
感度Fx, Fy -7.5 pC/N ,Fz -3.7 pC/N
測定範囲 Fx, Fy, Fz -5～5 kN
図 1 実験装置の構成（データ集録部）

図 2 実験装置の構成（クランプ部）

図 3 実験装置の構成（動力計）

図 4 実験装置の構成（差動トランス式変位計のスタイラス部）

変位計
品名
型式
メーカ
原理
目量Rangeミューチェッカ
M417
ミツトヨ
差動トランス式
0.1μm±0.2mm位を測定した。バー状ワークの物性値と各装置の主な変位を測定した。バー状ワークの物性値と各装置の主な仕様を表 1 に示す。バー状ワークの材質は SUS440 でヤング率は理科年表で示す鋼の値とした。3 成分動力計は圧電素子型で高剛性かつ高速応答に対応する性能を持ち、差動トランス式変位計は 0.1µmµm の表示分解能を持つ。
2-2
2 クランプ力と変位の測定方法
クランプ力の測定は図 5 に示す方法で行ったに示す方法で行った。点 K を支点とした時に、支点とした時に、ボルトを締め込む力点にかかる力を F1、ワークの作用点にかかる力を F2 とすると、、2 力の関係はモーメントの力の釣り合いから式モーメントの力の釣り合いから式(1)で示されで示され、式(2)が求が求められる。
められる

F2 × 2 L = F1 × L・・・・・(11)

1F2 = F1
2・・・・・(22)

ここでは、クランプ力により生じるワークの変形量を簡
ここでは クランプ力により生じるワークの変形量を簡易的に測定するため、図易的に測定するため6 のとおりてこ式変位計を利用して左端面の変位量を測定した
して左端面の変位量を測定した。ワークは断面寸法
ワークは断面寸法50mm×10mm、長さ50mm×10mm 長さ 350mm の SUS440 で、、クランプバー
クランプバーの長さは 150mm とした。ワークの支持方法はワークの支持方法は、パラレルブロックを使用した 2 点支持として点支持として、支持位置はエアリ
支持位置はエアリー点（端度器の両端面が平行になる位置）としたとした。2 点支持間の距離は 202mm とした。
。
また、クランプ力に対するバー状ワークの変形量はバ
また クランプ力に対するバー状ワークの変形量はバー状ワークの左端面の変位量と定義しー状ワークの左端面の変位量と定義し、図図 6 に示す位置を差動トランス式変位計で測定したを差動トランス式変位計で測定した。クランプ力を与えクランプ力を与えるバー状ワークの位置は図 7 及び図 8 に示すとおり、左に示すとおり 左右のエアリー点の中点から左側のエアリー点までを 1×P（約 101mm））として、として その左隣の位置を 0.6P
6P、次を 0.4P、、0.2P.2P とし、エアリー点上を 0P とした 5 か所にクランプ力を与えた。クランプ力を与えた 5 か所の位置でのクランプバーの形態を図 7 に示す。クランプねじを回してクラ座標測定機におけるクランプ力によるワークピースの変形

作用点

点点K(支点)F2

1P(101)
0.6P
0.4P
0.2P

1050F1 ⼒点
LL0P
エアリー点

(mm)
エアリー点

動⼒計
図 5 クランプ力の測定方法
図 8 クランプ位置の説明

エアリー点

クランプ
てこ式変位計式変位計

動⼒計

ボルト ワーク

パラレルブロック図 6 ワークとクランプの配置

図 7 バー状ワークに対しクランプ力を与える位置

ンプ力を増す動作はスパナを利用して連続動作として作業者が手動で行い、Z 方向のクランプ力が 500N を超えた時点で、クランプ力の増加を中断し、そこからねじを逆に回して力を減少させ、クランプ力が解放した時点でクランプ力の 3 信号と変位計の 1 信号のデータ集録を停止する一連の流れとした。ここで、データ集録のサンプリ
ング周期は、10ング周期は、10 ms／Sampling
ms Sampling とした。
3 実験結果及び考察
3-1
1 クランプ力と端面変位の関係(1) 樹脂クランプの場合
図 9 に樹脂クランプの場合のクランプ力と端面変位の関係を示す。位置の 5 水準のすべてでほぼ線形の関係が見られ、予想どおり 1P で傾きが最も大きく、で傾きが最も大きく、0P のエアリー点のクランプ位置に近づく方向で傾きが小さくなっリー点のクランプ位置に近づく方向で傾きが小さくなっている。端面変位の大きさは 250.0N 時に 1P で 27.6µｍ、ｍ、0.6P で 22.3µm、、0.4P で 19.7µ
19.7µｍ、0.2P で 13.2µm、0P13.2で1.6µm
1.6µ となった。0Pとなった。 での端面変位が他のクランプ位置と比較して特筆して小さく測定された。このことから測定物をクランプする場合は下当て治具のある位置でクランプすることで測定物の変形が防げる。
プすることで測定物の変形が防げる。すべての水準で戻すべての水準で戻り誤差、通称ヒステリシスが見られ、これはクランプねじの締め込み時にワークからの反力でクランプが押し返される現象と時計回り方向（CW（CW））にクランプねじを回す回転力の二つの力の影響によりクランプバーが横方向（（XX方向）にズレるために起こったものと思われる。最終的な 0N の着地では変位も 0µmµm に収束していることから、反時計回り方向（CCW）のねじ回転によりズレが戻る作反時計回り方向（）のねじ回転によりズレが戻る作用と反力の終息により最初の位置に復帰したと考えられた。また、5 水準のすべてで線形性が見られる理由は水準のすべてで線形性が見られる理由は、線形性が見られる理由は 樹
脂クランプの特性からある程度のワークからの反力を吸収するため、X収するため方向へのズレ量が抑えられたため戻り誤差が小さいと思われる。
差が小さいと思われる(2) アルミクランプの場合
図10にアルミクランプの
図 にアルミクランプの場合のクランプ力と端面変位場合のクランプ力と端面変位の関係を示す。アルミクランプでも樹脂クランプと同様の関係を示す アルミクランプでも樹脂クランプと同様に 1P で最も傾きが大きく 0P へ向かう方向で傾きが小さくなっている。
250.0N 時の端面変位は 1P で 19.1μm、0.6P

岩手県工業技術センター研究報告

作用する。ここでの曲げは 2 点の自由支持に該当し、その理論式を以下に示す。
図 11 の点 C での撓み yc は式(3)、式(4)を使用して求められる。

100Displacement µm-50050

100

150200250

第 18 号（2016）

3000P-100.2Pyc =W l 3 a2 b2⋅ ⋅( m)3E I x l 2 l 2・・・・・(3)Ix =ed 312・・・・・(4)1P0.6P-200.4P

0.4P

0.6P
1P-30Force N

100P0Displacement µm-500501001502002503000.2P-100.4P
0.6P

1P0.6P-201P

0.4P
0.2P
0P-30Force N

図 10 クランプ力対端面変位の関係（アルミクランプの場合）

で 14.4µm、0.4P で 9.4µm、0.2P で 8.0µm、0P で 1.5µm であった。樹脂クランプと比較して 1P では 8.5µm 小さく、0P ではほぼ同等であった。このことから樹脂クランプ及びアルミクランプの双方の場合で、下当て治具上でクランプすることがワークを変形させないクランプ方法として非常に有効であることがわかった。
アルミクランプでは樹脂クランプと比較して、各水準の波形が非線形を示し、戻り誤差の幅も大きい。これは、アルミクランプはクランプバーの剛性が高いためクランプねじの締め込み時にかかる力をクランプバーが吸収できずに、クランプねじの回転力が直接的に作用してクランプバーの X 方向へのズレになり戻り誤差を増幅させたと考えられる。一方で、クランプねじを CCW 方向に回転させてクランプ力を解放させる場合では、ねじ回転による戻る方向へのズレとバー形状ワークの弾性特性により開始位置に戻った。このことからアルミクランプを使用する場合にはクランプバーの高い剛性の影響により下当て治具からズレて加力される懸念があるので注意が必要である。
3-2 梁の撓みの理論式
細長い棒が適当な方法で支えられ、その棒に曲げモーメントやせん断力が加わると曲がりが生じる。特に細長い棒の場合は、曲げモーメントの影響が大きく曲がりに（参考）ブロックゲージの寸法
lb

B35zayc（樹脂クランプの場合）

ここで、W は荷重(N)、l、a、b は各長さ(m)、E はヤング率（N・m-2)、Ix は断面二次モーメント、d、e は断面の各辺の長さ(m)で d が垂直方向、e が水平方向である。 ここで使用したバー状ワークに 1P の位置で荷重 250 N を与えた場合の鉛直方向の撓み量 yc を求める。各変数に代入する数値は、W=250 (N)、l=0.202 (m)、a=0.101 (m)、b=0.101(m) 、E=21.6×1010 (Nm-2)、d=0.01 (m)、e=0.05 (m) とすると、鉛直方向の撓み量 yc＝47.7 µm が算出された。ここでのバー状ワークの場合に各クランプ位置に 250N を与えた場合の鉛直方向の撓み量 yc を式(3)により算出すると、
図 12 のとおり 1P では 47.7µm、0.6P では 33.6µm、0.4P
では 19.5µm、0.2P では 6.2µm、0P では 0µm であった。
また、式(3)のとおり荷重 W と鉛直方向の撓み量 yc は比例関係による線形式になることがわかる。ここでの実験で測定した変位は図 6 に示すとおりバー状ワークの左側端面であるから、式(3)で求めた鉛直方向の撓み量 yc と異なる。クランプ力による左端面変位は図 13 に示すメカニズムで生じることが予想され、力点の鉛直方向の撓み yc をW

yAC50a>b

図 11 2 点の自由支持の場合の撓み曲げモーメントによる撓み
100P
0-50050100

150200250

3000.2P-10yc µm

図 9 クランプ力対端面変位の関係

90P

100.2P

0.4P-20P-30

0.8P
0.6P

0.6P

0.4P
-400.2P

0.8P
P0P-50Force N

図 12 梁の撓みの理論値

座標測定機におけるクランプ力によるワークピースの変形
LycPBWACβΔｔβαxαyWyc

αyc

f(x)

過ぎに注意が必要である。
(2) アルミクランプの場合
アルミクランプでは、クランプ位置が 1P では0°→45°→90°の 45°ステップ、クランプ位置が 0P では0°→22.5°→45°の 22.5°ステップでクランプねじを CW 方向に回し、その後 CCW 方向にねじを戻してクランプ力を解放する手順で行った。図 15 にアルミクランプの場合を示す。クランプ位置が 1P では、クランプねじの回し角度 45°でクランプ力 98.8N→端面変位 11.7µm、回し角度90°でクランプ力 256.4N→端面変位 15.2µm であった。クランプ位置が 0P では、クランプねじの回し角度 22.5°で360°0αx+∆ｔβ

図 13 端面の横方向変位が発生するメカニズム

90°

270°
180°
50-50050100150200250300

Displacement µm-590°0P-10180°270°-15360°-201P-25Force N

図 14 樹脂クランプ（L=150mm)での回し角度とクランプ力

0022.5°
45°

45°

50P

0-50Displacement µm

入力として、端面に平行移動と回転により αx+∆tβ の変位が生じた。ここで、W は力点への荷重(N)、yc は力点での鉛直下方向への変位(µm)、αx+∆tβ は端面の横方向への変位(µm)、f(x)は平行移動と回転による変位の関数である。
3-3 ねじの回し角度とクランプ力の関係(1) 樹脂クランプの場合
樹脂クランプとアルミクランプでクランプねじの回し角度とクランプ力の関係を測定した。クランプねじは樹脂クランプ及びアルミクランプとも M8 並目で、樹脂クランプのクランプねじは樹脂製の六角外周の内側部に金属製ねじを圧入した構造である。樹脂クランプではクラン プ 位 置 が 1P と 0P と も ク ラ ン プ ね じ を0 °→90°→180°→270°→360°の 90°ステップで回した後に一旦回転を停止させる手順でクランプ力と端面変位の関係を測定した。0°から 360°まで CW 方向にねじを回した後、CCW 方向に 360°から 0°までねじを戻してクランプ力を解放した。
図 14 に樹脂クランプの場合を示す。
クランプ位置が 1P
では、クランプねじの回し角度 90°でクランプ力 50.5N→端面変位 2.6µm、回し角度 180°でクランプ力 105.3N→端面変位 8.7µm、回し角度 270°でクランプ力 171.0N→端面変位 17.1µm、回し角度 360°でクランプ力 243.5N→端面変位 20.0µm であった。樹脂クランプのクランプ位置が 0P
では、クランプねじの回し角度 90°でクランプ力 49.5N→端面変位 5.1µm、回し角度 180°でクランプ力 110.1N→端面変位 5.9µm、回し角度 270°でクランプ力 170.8N→端面変位 6.5µm、回し角度 360°でクランプ力 246.8N→端面変位 5.9µm であった。
樹脂クランプでは戻り誤差が小さいため、行きと帰りでほぼ軌跡が一致している。これは樹脂クランプはクランプバーでワークからの反力を吸収できるためクランプバーの X 方向へのズレが小さく、このことからクランプ力が直接的にワークに作用し、反力吸収の役割を担っている。その半面、ねじ回転の限界が無いのでねじの回し

050

100

150-5-10200

22.5°

300

45°

45°

-15-20250

90°

1P-25Force N

図 15 アルミクランプ（L=150mm)での回し角度とクランプ力岩手県工業技術センター研究報告 第 18 号（2016）

120.6N→端面変位
端面変位 2.2µm、、回し角度 45°でクラでクラクランプ力 120.6N
ンプ力 267.9N→267.9N→端面変位 0.3µm0.3 であった。アルミクラン
プでは戻り誤差が大きくみられ、これはアルミクランプバーがねじ回しによるクランプ力の増加で生じるワークからの反力を吸収できないために、その反力を解放するためにクランプバーが X 方向にズレたために生じたと思われる。また、アルミクランプではクランプ位置が 0P でクランプねじの回し角度が最大で 45°で限界であった。
で限界であった。このことからアルミクランプの場合はクランプ力が直接的
アルミクランプの場合はクランプ力が直接的にワークに伝達されるため、作業者の技能感覚によるクランプ力の精細な調整が必要となる。
3-4 個人差によるクランプ力の相違(1) 樹脂クランプの場合

図16に樹脂クランプの場合の個人差によるクランプ力
図 に樹脂クランプの場合の個人差によるクランプ力の比較を示す。個人差の比較対象は熟練者、初心者の男性、初心者の女性とした。図中の手回しとは工具を使わずに指でねじを締めた場合で、スパナとはスパナ工具を使用してねじを締めた場合である。その結果、熟練者は手回しとスパナを使った場合で締め付け力の差異が小さい。一方で、初心者の男性と初心者の女性で過度な締め付け力を与える傾向が見られた。これは、熟練者は樹脂クランプは大きな弾性特性を有しているのでねじの回し過ぎに注意が必要であることを理解しているのに対し、初心者はその特性を理解していないため、ねじの締め付初心者はその特性を理解していないため、ねじの締め付け限界までねじを回したためと思われる。また、初心者の女性では女性の非力さから手回しでは締め付け力が適Displacement µm

20

熟練者

15手回
手回し，1P10スパナ，1P
1P

50-50-50-1050100

150

200250スパナ，スパナ，0P

手回手回し，0P-15Force N

Displacement µm

2015初心者
初心者（男性）

手回し，1P

10スパナ，スパナ，0P

手回し，0P

50-50-5 0-1050100150200250200250スパナ，1P-15Force N
20Displacement µm15スパナ，スパナ，1P

10初心者（女性）
初心者（女性）

手回し，1P

50-50-5050

100手回し，0P
手回

150スパナ，スパナ，0P-10-15Force N

図 16 個人差による締め付け力の比較（樹脂クランプの場合）

座標測定機におけるクランプ力によるワークピースの変形

Displacement µm

20スパナ，スパナ，1P

15

熟練者

手回し，1P

10手回し，0P5スパナ，スパナ，0P

0-50-5050

100150200

250-10Force N

初心者（男性）初心者（男性）

Displacement µm

20
手回し，1P

1510スパナ，スパナ，1P

5スパナ，0P
0P
手回し，し，0P0-50
50-5050

100-10150200

250200250Force N20Displacement µmスパナ，スパナ，1P

初心者（女性初心者（女性）

15手回
手回し，1P

1050-5050-5050手回
手回し，0P

100150スパナ，スパナ，0P-10Force N

図 17 個人差による締め付け力の比較（アルミクランプの場合）

切であるが、スパナの場合で必要以上の締め付け力が見られた。
(2) アルミクランプの場合
図17にアルミクランプの場合の個人差によるクランプにアルミクランプの場合の個人差によるクランプ力の比較を示す。アルミクランプでは熟練者でも 100N 程度の大きな締め付け力が見られた 。これはアルミクラ
これはアルミクランプバーの剛性が大きいためねじの回し角度が直接的にクランプ力として作用したためと考えられる。しかしながら、熟練者の場合ではエアリー点の 0P の位置ではクランプ力は 100N と大きいが、端面変位は 5µm5µ 以下であることから下当て治具上でクランプすることで過度なクランプ力でもワーク変形が回避されている。一方、初心者は必要以上の締め付け力が見られ、その締め付け力は樹脂クランプとアルミクランプで同じ程度であった。
4 静止摩擦係数の測定
4-1
1 目的
CMM の測定でクランプをする理由はの測定でクランプをする理由は、CMM のプロー
ビング力によりワークが動くのを防止するためでビング力によりワークが動くのを防止するためであり、、ワークを動かす力の大きさは式
ワークを動かす力の大きさは式(5)に示す静止摩擦力に示す静止摩擦力F0 で説明できる。
説明でき
F0 = µ N・・・・・(5)
(5)
ここで、µ
ここで は静止摩擦係数、Nは静止摩擦係数 N は垂直抗力(N)(N)である。垂垂岩手県工業技術センター研究報告 第 18 号（2016）に表示すると共に、A/Dに表示すると共に、変換器を通して連続データとしてパソコンに保存した。パソコンに連続データとして取り込むことにより、瞬間的な最大値から求める必要がある静止摩擦係数が測定できた。CMM 定盤と接する鋼板の材質は SK3、その表面の除去加工方法は正面フライス仕その表面の除去加工方法は正面フライス仕上げ、その表面粗さは Ra1.48µRa1.48µm、Rz15.62µRz15.62µm であった。
CMM 定盤と鋼板の接触面は乾燥状態であった。
4-3
3 実験結果及び考察
ロードセルや接続治具を含めたワークの重量を電子天秤で測定したところ 2.4810kgf であった。これに 9.8 を掛けてニュートン表記にすると 24.31N となった。繰り返し
5 回で測定した静止摩擦力の平均値は 4.93N であった。式(5)により静止摩擦係数により静止摩擦係数 µ を算出すると 0.2028 となり、
UPMC550-CARATUPMC550 CARAT のプロービング力は 0.2N であるからワークが静止していられる最大の垂直抗力はワークが静止していられる最大の垂直抗力は0.987N が算出された。
出された この結果、この結果 クランプ力はわずか 1N 程度の力を加えるだけでワークは静止できるよ加えるだけでワークは静止できるようだ。図 16 の熟練者
が樹脂クランプを手回しで締め付けた場合のクランプ力が 30N 程度であることから、程度であることから、手回しねじ締めで十分にワ手回しねじ締めで十分にワークが固定できることが分かったークが固定できることが分かった。

図 18 装置の全体図

図 19 ワークと駆動装置

ロードセル
接続治具
引張り治具

ワークごと前方へ移動
図 20 ワーク部の詳細

直抗力は面に垂直に働く力であり、水平面上の場合はワークの重力になる。パラレルツインプローブ式 CMM
CMM、例
えば Carl Zeiss 社製 UPMC550-CARATUPMC550のプロービング力
は標準設定が 0.2N であるので、ワークと石定盤の組み合わせによる静止摩擦係数が分かればわせによる静止摩擦係数が分かれば0.2N
0.2N のプロービング力で静止状態を保つ垂直抗力の限界を求めることができる。以下に、静止摩擦係数を求める実験を示す。
4-2 実験装置及び実験方法
実験装置は図 18、19 及び図 20 で示すとおり、ロードセルを載せた鋼板を作業者がハンドルを手動で回して引っ張る方式である。ロードセルに与えられた力を表示器

5 結言(1) クランプ力の個人差を調べた結果クランプ力の個人差を調べた結果、樹脂クランプ
樹脂クランプのの締付け力は、熟練者
締付け力は 熟練者の手回しでの手回しで 30N 程度、熟練者のス程度 熟練者のスパナ使用では 45N 程度であり程度であり、手回しとスパナを使っとスパナを使った場合に締付け力の差異がた場合に締付け力の差異が小さいが、初心者初心者では過度過度な締付け力の傾向が見られたな締付け力の傾向が見られた締付け力の傾向が見られた。
(2) アルミクランプでは、熟練者アルミクランプでは 熟練者の手回しにおいてもの手回しにおいても80N8 程度の大きな締付け力が見られた程度の大きな締付け力が見られた。
。初心者では樹樹
脂クランプの場合と同様に過度な脂クランプの場合と同様に過度な締め付け力が見ら締め付け力が見られた。アルミクランプではクランプバーの剛性が大きれアルミクランプではクランプバーの剛性が大き
いため直接的にねじの締付け力がクランプ力としていため直接的にの締付け力がクランプ力としてワークに働く傾向が見られたので締付け時に注意が必要である。
必要である(3)) ワークを正面フライス仕上げの鋼板としてワークを正面フライス仕上げの鋼板として、CMMCMM定盤面に設置した場合の静止摩擦係数を測定したところ 0.2028 となった。とプロービング力が 0.2N の CMMのプロービング時にワークが静止していられる最大の垂直抗力は 0.987N となったなった。熟練者の樹脂クラン
熟練者の樹脂クラン
プを使用した場合の手回しねじ締め時のクランプ力が 30N 程度であったことから程度であったことから、ワーク固定は手回しねじ締め程度のクランプ力で十分であることがじ締め程度のクランプ力で十分であることが分かっ分かった。
た以上を総括すると、作業者の熟練度の違いによりクラ以上を総括すると 作業者の熟練度の違いによりクランプ力の個人差が見られ、初心者は必要以上のクランプンプ力の個人差が見られ 初心者は必要以上のクランプ力で締め付ける傾向があるのでワーク変形の注意が必要であるある。また、熟練者でもアルミクランプの場合では過熟練者でもアルミクランプの場合では過度なクランプ力が見られたことから度なクランプ力が見られたことから、クランプ位置は常クランプ位置は常に下当て治具の位置でクランプすることが肝要でに下当て治具の位置でクランプすることが肝要である。
でクランプすることが肝要で。
また、0.2N
またのプロービング力に打ち勝ってワークが静止していられるクランプ力の最大値は 1N 程度だった。
程度
熟練

座標測定機におけるクランプ力によるワークピースの変形

者でも手回しねじ締めでは 30N 程度のクランプ力になることから、過度なクランプ力には注意が必要であることが検証できた。
文献1) ミツトヨ：CNC 三次元測定機マイクロコード
CRYSTA-Apex S シリーズ、 Catalog No.16004(7)2) 高増潔：知的計測技術によるメソスケール形状測定、精密工学会誌、 74、 3、p213（2008）

3) 高増潔：GPS に基づいた検証方法、第 9 回設計フォー
ラム、p20（2004）
謝辞
本研究は、東北復興 CMM 事業において独立行政法人
産業技術総合研究所をパイロットラボとして東北 6 県公設試の共同研究として実施された。本実験に関わられた
NMIJ/AIST 並びに東北 6 県公設試の研究員の方々には貴重なご指導を頂き、この場を借りて感謝を表す。