工学部世の中では… コンピュータ制御で加工を行う「NCマシン」は、モノ作りになくてはならない存在。そしてNCマシンが正確な加工を行えるかどうかは、素材を実際に削ったり穴を開けたりする刃物（エンドミル）の精度にかかっている。このエンドミルが、もっと手軽に、かつ正確に測定できないか…。そこから和泉先生の研究が始まった。知能機械工学科和泉真澄准教授 I Z U M I M A S U M I 高速回転中のドリルを、僅か0.1mmのワイヤで測る？「測る」ことは「作る」こと。どちらも重要だ！設計図通りに板を切り、組み立て、さあ本箱のできあがり… あれ？板と板の間がビミョーに空いている。「寸法を１ミリ間違えた！」。ま、いいかと使っていると、たいていその「間違えた」箇所が壊れる。「測る」ということは物を「作る」上で、とても大事なのだ。和泉先生は、その「測る」の専門家。でも、測るといってもいろいろあるけど …。「私が測るのは刃物。と言っても包丁やナイフではありません。超硬度鋼で作られた、機械部品などの加工に使う、ドリルみたいな形の刃物です」。自主開発の測定器で特許まで取得例えば、ボルトは最初からあんな形ではない。鉄などの素材を必要な形に削って、初めてボルトになる。素材加工はＮＣ機という工作機械が行う。ＮＣ機は刃物を持っており、それを回転させて素材を削り、穴を開ける。この刃物（エンドミル）がエンドミルを測定するシーン。測定装置が離れてはくっつき、離れてはくっつきを繰り返して形状を測定する。この大きさのエンドミルなら、測定にかかる時間は１０分くらいですむ。先生のひとりごと国内だけでなく、海外のメーカーからも問い合わせがこれが和泉先生の開発した「エンドミル輪郭測定装置」。ご覧のように思ったよりも小さく、手でも持ち運べる。画面中央の円上にやや突起している箇所が測定部になる。「一番苦労したのは、ガイドの部分の作製ですね。0.1mmの極細のワイヤを通すためだから、ガイドも0.1mmに対応しないといけない。でもこんなに細い穴や溝は加工が難しいんですよ」。「糸巻き状にしたワイヤを片方の筒状ガイドから引き出し、円の溝に巻き付けて、もう片方のガイドへ引き込みます。このワイヤを回転する刃物に押しつけ、ＡＥセンサに検知させることで、刃物の輪郭を測定するんです」。え？回転中の刃物にワイヤをあてたら、切れちゃって測定不能…なんてことにならないんですか？「切れますよ。切れたら新しいワイヤを引き出せばいい。細長いワイヤを糸巻き状にしたのは、そのためです」。先生はこの装置で特許まで取得している。しかしその作りは …割と簡素だ。「単純ですよ。アイデアさえあれば、高校生にも作れます」。特許を取った装置が高校生に作れる？それはスバラしい！先生の測定対象だ。「エンドミルが不正確だと、素材が設計図通りに削れません。最近はミクロン単位の部品加工も増え、誤差が許されない。エンドミルを正確に測ることは、例えば携帯電話などを正確に作ることに直結するんです」。エンドミル測定機器には、測定物の影を投影させるタイプやレーザー光を利用するタイプがすでにある。しかし、投影機タイプは１００分の１mm が限界。レーザータイプは高価だし、ＮＣ機を停止させた状態でしか測定できない。そこで先生は測定機器を開発した。「私のは１０００分の１mm まで対応できるし、エンドミルを回転させた状態で測れます。太さ 0.1mm という超極細のタングステン製ワイヤを利用するんですよ」。ワイヤを？どうやるんですか？和泉先生の測定装置は国内にとどまらず、韓国など海外のメーカーからも問い合わせが来ているらしい。「自分のアイデアで一つのモノを作り上げるというのは、まさにベンチャーですよね。私は学生に、こうしたベンチャー精神を持って欲しいんです」。ワイヤを使ったエンドミルの形状測定は成果を挙げた。さて次の狙いは？「高速回転で素材を削るエンドミルには、膨大な力がかかっています。次はこの『力』の測定に挑戦してみたいですね」。和泉先生は『こんな測定装置を作りたい』という話をする時、目がキラキラしている。発明家ってきっと、みんなこんな感じなのだろうなあ。重要用語解説【ミクロン】長さを表す単位。１ミクロンは1000分の１mm。マイクロメーターとも言う。【タングステン】金などと同じ純金属。炭素と結合するとダイヤモンドに次ぐ硬さを持つため、耐久性を要求される場合に使用される。【ＡＥセンサ】アコースティック・エミッション・センサ。いわゆる超音波センサで音を感じとる。フレームの強度調査などに使われる。 NC機は部品加工も行うが、それ以上に精度を要求されるのが「金型」加工。金型とは簡単に言うとたい焼き機のようなもので、部品を大量に生産するためのおおもとだ。精密加工分野では、金型にミクロンの精度が要求される。それだけに、エンドミルの正確性が大事だ。 22