フォースゲージ(プッシュプルゲージ)とは?使い方は?

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フォースゲージとは?

フォースゲージとは?

フォースゲージとは、対象サンプルに作用する荷重(力)を測定する測定器で、「プッシュプルゲージ」や「プッシュプルスケール」の名前でも呼ばれています。

フォースゲージで測定可能な荷重には、引張荷重圧縮荷重曲げ荷重せん断荷重などがあり、この応用によって剥離力粘着力摩擦力も測定することができます。

フォースゲージは、ものづくりを中心に幅広い場面で使用されており、材料の機械的性質(強度や硬さ、靭性、耐久性など)の評価、部品・製品の安全性や操作性の検証、業界規格への適合など、品質管理や研究開発を支える重要な測定器の一つに挙げられます。

普段あまり目にする機会のないフォースゲージですが、私たちの日常を支える様々なもの、例えば自動車や家電、食品及び各種包装、医療機器、文具、家具など多くのモノづくりの現場で活躍しています。

●フォースゲージの全ラインアップはこちら。
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フォースゲージの詳しい使い方は、同ページ下部の「フォースゲージの使い方は?」以降をご覧ください。

フォースゲージ選定のポイント

フォースゲージ選定のポイント

フォースゲージには大きく分けて、測定結果を目盛りで表示するアナログ式メカニカルフォースゲージと数字で表示するデジタル式デジタルフォースゲージとの2種類があります。

メカニカルフォースゲージの最大の特徴は、保管・管理のしやすさで、電源が不要のため電池劣化などの心配はありません。耐久性も高いので、お手軽にご利用いただけます。但し、荷重値が急激に変化する衝撃・破断試験には向きません。

デジタルフォースゲージは、PCと接続してデータの管理をしたり、グラフを作成することで分析を行えたりするのが特徴です。また、合否判定や連続ピークモードなどデータ管理に便利な機能や測定の効率を高める機能を搭載しています。シリアル通信やアナログなど多彩な出力機能を持ち、プリンターやその他外部機器との接続・連動することで幅広い場面でご活用いただけます。さらには、入出力機能で、耐久試験したり、変位測定と連動した試験が行えたり、活用の幅も広がります。

フォースゲージの機種選定には、荷重値や精度も重要となります。予想される荷重値よりも大きな荷重レンジをお選びいただくことで、フォースゲージの破損を予防することができます。高い精度は、より正確なデータ管理につながりますが、維持管理の工数が上がります。このように、測定の目的や管理レベルなどによって適切な機種をお選びいただく必要がございます。

イマダでは、お客様のニーズに合わせたフォースゲージ選定も行っておりますので、選定に不安がある際はご利用ください。お問い合わせはこちら

※デジタルフォースゲージの搭載機能は、機種によって異なります。各製品の仕様書に搭載機能が掲載されていますので、ご確認ください。

フォースゲージの使い方は?

フォースゲージの使い方ですが、フォースゲージの先端部にある計測軸(おねじ)に力をかけることで、その力を数値化します。実際に測定する際は、測定したい力に合わせたアタッチメント(治具)を計測軸に取り付けます。
フォースゲージは手で持って簡易的に測定することもできますし、計測スタンドに取り付けて簡易荷重試験機として使用することも可能です。
詳しい使い方は下記をご覧ください。

手でもって測る

手でもって測る

フォースゲージを手で持ち、サンプルを直接押したり引っ張ったりすることで、安価かつ簡易的に測定を実現することができます。

標準型のフォースゲージは、手にフィットしやすいデザインでハンドユーズにおいても安定した測定ができます。また、オプションハンドルなどを利用すれば、力を安定して負荷することができます。さらに、特定機種に搭載されている姿勢変化を検知しアラームでお知らせする姿勢変化警告機能を使用することで姿勢条件を均一化し、手で持っての測定の再現性を高められます。

※フォースゲージによって仕様が異なりますので、詳細は各製品ページの仕様書をご覧ください。

フォースゲージを手で持って測るイメージは以下の動画ご覧ください。

アタッチメントをフォースゲージに取り付ける

アタッチメントをフォースゲージに取り付ける

フォースゲージで測定するサンプルは、様々な形状やサイズのものがあります。
アタッチメントは、フォースゲージに取り付けサンプルを押したり掴んだりする製品で、適切な力を負荷するためには、測定方法や形状に合わせたアタッチメント選びが重要となります。

取付は非常に簡単で、フォースゲージの先端部である計測軸はおねじになっており、アタッチメントの取り付け部はめねじになっていますので、くるくる回すことで着脱できる構造です。その為、アタッチメントを簡単に付け替えることも可能で、異なるサンプルや測定方法の実現にもつながります。

イマダでは、多種多様なサンプルを測定するために、アタッチメントも幅広いラインナップを取り揃えております。形状や材質に適切なアタッチメントの選定も致しますので、お気軽にお問い合わせください


※フォースゲージやアタッチメントによって仕様が異なりますので、詳細は各製品ページの仕様書をご覧ください。

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アタッチメントの取り付けは、以下の動画をご覧ください。

スタンドに取り付けて測る

スタンドに取り付けて測る

フォースゲージを計測スタンドに取り付けて測定を行うことで、測定方向と速度を均一化し、再現性の高い測定ができます。

また、人の手で難しい大きな力の測定も、計測スタンドを使用することで簡単・安全に測定することが可能になります。

さらに、ケーブルでフォースゲージと電動計測スタンドを接続して連動することで、フォースゲージの故障予防や特定の時間・回数・負荷の耐久試験、接触・破断点を検知して圧縮・破断試験を行えるなど、安全・便利な機能や多様な試験の実現につながります。

※計測スタンドによって仕様が異なりますので、詳細は各製品ページの仕様書をご覧ください。

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フォースゲージをスタンドに取り付けて測るイメージは以下の動画ご覧ください。

荷重グラフを作成する

荷重グラフを作成する

グラフ作成ソフトウェアを使用し測定データをグラフ化することで、荷重の推移を視覚的に確認することが可能です。グラフには、ピークに至るまでの傾きや異物等が引っかかるなどの異常な荷重値検出などが可視化されるため、物的特性の違いや品質のより細かな確認につながります。また、評価に便利なグラフを重ねての比較や拡大機能などが搭載されており、過去データとの比較や検証も簡単に行うことができます。

グラフデータの保存だけではなく、印刷・PDF・CSVなど幅広い出力機能を搭載しておりますので、レポートの作成も容易になります。

ソフトウェアは、秒2000データを取得し精密なグラフを作成できるものや変位データと合わせてグラフ作成、複数の荷重グラフを同時に描画するものなどがあり、お客様のニーズに合わせご選定いただけます。

※ソフトウェアによって仕様が異なりますので、詳細は各製品ページの仕様書をご覧ください。

グラフ作成ソフトウェアの全ラインアップはこちら。
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荷重グラフを作成するイメージは以下の動画ご覧ください。

変位計と接続する

変位計と接続する

変位計と変位表示機能を備えるデジタルフォースゲージを接続することで、変位の入出力が可能になります。変位計と連動することで、例えば押し込み量に対しての反発力や特定位置での荷重値評価など、力だけでは説明できない材質の特性評価や品質管理などにご活用いただけます。

変位計は、オプションとして計測スタンドに組み込むタイプと、ロボットなど独自のシステムに取り付け可能な汎用性の高いタイプの2種類になります。変位表示できるソフトウェアを使用すれば、荷重―変位のグラフを作成することもできます。

※変位計の詳細は、該当計測スタンドのオプションもしくは各種変位計の仕様書をご覧ください。

荷重-変位測定ユニットの詳細はこちら。
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変位計と接続するイメージは以下の動画ご覧ください。

さらにフォースゲージを使いこなす

さらにフォースゲージを使いこなす

デジタルフォースゲージには、デジタルならではの多彩な機能が搭載されております。
便利機能としては、連続ピークモードや校正日お知らせ機能などがあり、作業性向上や測定器管理につながります。上限値・下限値を設定してのコンパレータ機能では、合否判定が簡単になるだけではなく、外部機器と連動することで不良時に警告灯の点灯や、外部出力を使った荷重値による制御などが実現できます。

また、マーク点機能などでスイッチなどの接点における荷重値を記録して、ソフトウェアのグラフ上に表示するなどの機能もございます。これら機能を活用することで、測定の効率化やニーズに沿った測定の実現につながります。

さらにネクストシリーズ対応製品では、様々な機能を追加でダウンロードしてフォースゲージをグレードアップすることができます。剥離測定の設定および表示機能など専門性の高い機能から各種便利機能まで多彩な機能が用意されておりますので、フォースゲージの可能性がさらに広がります。

イマダでは、各種機能設定動画の公開や効果的なフォースゲージの使用に向けての相談など、製品をよりよくご活用いただくための各種サービスをご用意しておりますので、お気軽にお問い合わせください
※フォースゲージによって仕様が異なりますので、詳細は各製品ページの仕様書をご覧ください。

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