第3単元：サインバーを用いた精密角度測定のマスター

学習目標

この単元を修了すると、以下のことができるようになります。

• サインバーの原理を理解できる
• サインバーの正しい使用法を説明できる
• スリップゲージブロックとリンジング（ウリング）を理解できる
• ゲージブロック積み上げ高さを計算できる

サインバーとは

サインバーはスリップゲージブロックと併用して精密な角度測定を行う工具です。角度を極めて正確に測定したり、任意のワークを所定の角度にセットアップしたりするために用います。サインバーは高クロム耐食鋼製で、焼入れ・精密研削・安定化処理が施されています。

図1. サインバー

バーの両端に同径の2つのシリンダー（ローラー）が配置されます。これら2つのシリンダー軸は互いに平行であり、かつサインバー上面と平行で、上面から等距離に位置します。サインバー長さ1メートルあたり0.01mmの精度が得られます。

サインバーは一般的にスリップゲージブロックと併用します。サインバーが直角三角形の斜辺となり、スリップゲージブロックが対辺（高さ）となります。ゲージブロックの高さHは、目的の角度θの正弦にサインバー長さLを乗じて求めます：

H = L × sin(θ)

例： 5.000インチのサインバーで 13° の角度を出す場合、sin(13°) に 5.000″ を乗じます： H = 5.000″ × sin(13°)。高さ 1.124″ に積み上げたスリップゲージブロックを用いて、サインバーを所望の13°に傾けます。

サインバーの原理

• 三角関数の応用がサインバー使用の基礎。
• 面盤、サインバー、スリップゲージで精密な角度を形成。
• 標準長さの辺ABを用い、辺BCの高さを BC = AB × sin(θ) で計算することで、任意の角度θを設定可能。
• 角度θは θ = asin(BC/AB) で求められる。
• 図1は、面盤上にサインバーを置き、所望の角度θを形成するために必要な高さBCのスリップゲージブロックを積んだ典型的なセットアップを示す。

図2：サインバーとゲージブロックによる角度形成

リンジング（ウリング / Wringing）

「リンジング」とは、測定面同士が空気層なしで密着し、分子引力と大気圧により接着した状態を指します。手作業でスライドと回転運動を組み合わせて行います。一方のゲージを他方に垂直に当て、標準ゲージング圧力をかけながら回転運動を加え、ブロック同士が一直線になるまで動かします。これによりゲージ面間の空気が押し出され、ブロックが接着します。この接着は分子引力と大気圧の双方によるものです。同様に、スリップゲージを分離する際も、スライドと回転の複合運動で行います。

1. サインバーで角度を設定するには、まずサインバーのセンター距離（C）、設定したい角度（A）、角度単位（度分秒または十進度）を確認。

2. その情報を入力欄に入力。十進点を区切り文字として使用（度分秒でも十進度でも同様）。

3. 「計算」ボタンを押し、返された値と等しくなるようゲージブロックスタック（G）を組む。スタックの単位はセンター距離の単位に一致（例：5インチサインプレートならゲージブロックスタックもインチ）。

4. これらスリップゲージブロックをサイン装置のゲージブロックローラー下に置き、所望の角度を設定。

5. ロック機構付き装置ならロックを締めて完了。

図3：計算式 G = C × Sin(A) を使用

単にサインバーとブロックスタックで角度を出したい場合は、電卓で所望角度の正弦を求め、サインバーのシリンダー中心間距離を乗じます。この値と等しいブロックスタックを組み、一方のシリンダー下に置きます。

サインバーセットアップ計算

サインバーを特定角度にセットアップするために必要なゲージブロック高さを計算するには、角度の正弦（SIN）を求め、サインバー長さ（2つのゲージピン中心間距離）を乗じるだけです。

図4. サインバー

例：

5.0インチサインバー/サインプレートを30°にセット

SIN(30°) = 0.5000

0.5000 × 5.0″（サインバー長さ） = 2.5000″

小数点以下4桁で丸め = 2.5000″ ゲージブロック高さ

表1 5インチサインバーにおける一般的角度と高さ：

角度	高さ
5°	0.4358″
10°	0.8682″
15°	1.2941″
20°	1.7101″
25°	2.1131″
30°	2.5000″
35°	2.8679″
40°	3.2139″
45°	3.5355″
50°	3.8302″
55°	4.0958″
60°	4.3301″

サインバーの使用法

既知角度の測定、または任意のワークを所定角度にセットする手順：

1. 完全に平らで清潔な面盤を必ず使用する。
2. 一方のローラーを面盤に、もう一方を高さHのスリップゲージブロックスタック上に置く。
3. サインバーを角度θにセット。
4. このとき sin(θ) = H/L（Lはセンター間距離）。
5. θが分かっていればHが求まり、サインバー上面が面盤に対して角度θで傾いているため、任意のワークをこの角度でセットアップ可能。
6. より良い結果を得るには、両ローラーをそれぞれ高さH1、H2のスリップゲージブロック上に置く（上図参照）。
7. ??? ? = (?? − ??) / L

単元テスト

1. サインバーの用途を説明せよ。
2. 37°の角度に必要なサインバー昇高を計算せよ。
3. 5.00インチサインバーを1.50インチ昇高させた。角度を計算せよ。
4. 5.00インチサインバーで30°の昇高を求めよ。
5. 5.00インチサインバーで42°の昇高を求めよ。
6. 5.00インチサインバーを1.25インチ昇高させた。何度の角度か？
7. 5.00インチサインバーで35°を出すために必要なゲージブロックスタックは？