分銅｜質量測定の基準となる標準器

分銅

分銅とは、質量の基準として用いられる金属製のおもりであり、はかりの校正（工学）や検査、天びんによる比較測定に欠かせない標準器である。質量計測の分野では、測定器そのものよりも基準となる分銅の精度が測定結果の信頼性を左右する。国際的にはOIML（国際法定計量機関）の勧告R111、日本国内ではJIS B 7609によって形状・材質・許容誤差が細かく規定されており、最高精度のE1級から一般用途のM3級まで体系的に等級が分かれている。製造現場では電子天びんの日常点検からロードセル式台はかりの定期検査まで、幅広い場面で使用される。

質量標準の歴史と分銅

質量の単位であるキログラムは、1889年に製作された国際キログラム原器（白金90%・イリジウム10%合金の円柱）を基準として約130年間運用されてきた。各国にはその複製が配布され、日本には原器No.6が交付されている。原器を頂点として国家標準分銅、二次標準、実用標準へと質量の値が段階的に伝達される仕組みが構築され、この連鎖の末端に現場の分銅が位置する。2019年5月にはプランク定数（6.62607015×10^-34 J·s）に基づく定義へと移行し、人工物に依存しない普遍的な質量標準が実現したが、実務における質量の伝達手段が分銅であることに変わりはない。

等級と許容誤差

JIS B 7609およびOIML R111では、分銅をE1、E2、F1、F2、M1、M2、M3の7等級に区分している。等級間の許容誤差はおおむね1桁刻みで異なり、例えば1kgの分銅ではE1級が±0.5mg、E2級が±1.6mg、F1級が±5mg、M1級が±50mgと規定される。等級は用途に直結しており、E1級は国家標準への接続や校正機関の参照標準、E2・F1級は分析用電子天びん（最小表示0.1mgクラス）の校正、M1級以下は工業用はかりの点検に使われるのが一般的である。実務上は、校正対象のはかりの最小表示値に対して分銅の許容誤差が3分の1以下となる等級を選ぶと、不確かさの面で無理のない運用ができる。

材質と構造

高精度等級の分銅には非磁性のステンレス鋼が用いられ、密度は8000kg/m³前後に管理される。密度を規定するのは、空気の浮力補正を統一条件（空気密度1.2kg/m³）で行うためであり、OIML R111では等級ごとに許容される密度範囲まで定めている。磁化した分銅は電子天びんの電磁力平衡機構と干渉して指示誤差を生むため、磁化率と永久磁化の上限も規格化されている。中精度以下では黄銅にクロムめっきを施したものや、鋳鉄製の枕型・増おもり型が使われる。鋳鉄製は20kgや500kgといった大質量域で経済的だが、錆による質量変化が避けられないため塗装管理が必須となる。形状は円筒型（つまみ付きのOIML型）、板状の板分銅（1mg〜500mg）、フック付きの吊り分銅などがあり、1mg板分銅はアルミニウム箔を折り曲げた三角形状で、専用ピンセットでしか扱えないほど繊細である。

校正とトレーサビリティ

分銅自体も定期的なキャリブレーションの対象である。校正は上位等級の参照分銅との比較測定（ABBA法など）で行われ、JCSS登録事業者が発行する校正証明書によって国家計量標準への計量トレーサビリティが証明される。校正周期は使用頻度と保管環境によるが、E2・F1級で1〜2年、M級で2〜3年程度が目安とされる。ISO 9001やIATF 16949の監査では、はかりの校正記録だけでなく、そこで使用した分銅の証明書の有効性まで確認されることが多く、証明書の期限管理を怠ると監査指摘に直結する。なお、取引・証明に用いる特定計量器の定期検査では、計量法に基づく基準分銅が用いられる。

取り扱いと保管の注意点

分銅は素手で触れてはならない。指紋の皮脂が付着すると1kg分銅でも数十µg単位の質量増加と腐食の起点を生むため、清浄な手袋やフォーク、ピンセットで扱うのが原則である。落下や引きずりによる摩耗も質量変化の原因となるので、樹脂ケースや木製ケースに個別収納し、温湿度が安定した場所（温度変化±1℃以内が理想）で保管する。使用前には天びん室に数時間置いて温度をなじませる。表面に付いた埃はブロワーか柔らかい刷毛で除去し、溶剤による洗浄を行った場合は質量が安定するまで数日待ってから使用する。表面の傷は質量変化だけでなく汚れの堆積点にもなるため、表面粗さを損なう研磨やワイヤブラシの使用は厳禁である。

現場での使い分けとコスト感

実務では全点をE2級で揃える必要はない。E2級1kgは校正証明書付きで数万円になる一方、M1級なら数千円で入手できるため、日常点検はM1〜F2級、月次や年次の精密確認は上位等級という二段構えがコスト面で合理的である。また、フォースセンサやロードセルの実荷重試験では、500kg級の鋳鉄製大型分銅をクレーンで積み降ろしするため、吊り金具の点検と積載順序の管理が安全上の要点となる。分銅は地味な器物だが、質量計測の起点として工場品質を支える存在である。