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ノギス(精度0.02mm)

ノギス: Nonius: Vernier, dial and digital calipers)は、長さを100分の5ミリメートル単位まで精密に測定する測定器である。外側測定・内側測定・深さ測定・段差測定ができる。ノギスは、日本産業規格 JIS B 7507 に制定されている。

従来は機械的に測定するノギスが使用されていたが、現在ではデジタルノギスがその利便性によって普及している。(初期の)ノギス、ダイヤルノギス、デジタルノギスの3つに分類できる。

各部の名称編集

 
ノギスの各部名称
  1. ジョウ(外側測定面、外側用ジョウ)
  2. クチバシ(内側測定面、内側用ジョウ)
  3. デプスバー
  4. 本尺目盛 (cm)
  5. 本尺目盛 (inch)
  6. 副尺目盛(バーニヤ目盛、cm)
  7. 副尺目盛(バーニヤ目盛、inch)
  8. 指かけ

ジョウで物の外側の長さを測定できるほか、クチバシで内径デプスバーで深さ、そして段差測定などもできる。

歴史編集

ノギスの歴史は、17世紀に始まる。ただし物を挟んで外側寸法の見当をつける程度であった。ポルトガル数学者ペドロ・ヌネシュ(ラテン語表記ペトルス・ノニウス、Petrus Nonius) [1]がノギスに目盛を付けたといわれている。ノニウス[2]が訛って日本ではノギスと呼ばれるようになった。英語では、バーニヤキャリパーと呼ばれる。これは、1631年に正確な読取りができるキャリパー構造を完成させたフランス人ピエール・ヴェルニエ(Pierre Vernier、英語読みの片仮名表記「ピエール・バーニヤ」) [3]の名から取られている。

段差測定をノギスの機能に追加したのは、日本の測定器具メーカーであるミツトヨ(特許)。ミツトヨのノギスの国内シェアは90%以上である[4][2][5]

構造・測定原理編集

基本的には測定対象を挟むためのスライド部分がついた定規と考えることができる。主尺の目盛を細かくするのには限度があるので、多くのノギスは読取り精度向上のために副尺(バーニヤ目盛)をもつ。

副尺には、主尺の4/5・9/10・19/20の間隔の目盛が用いられる。 これは、細かい目盛を直接読むことを、人間が高い精度で認識可能な直線のずれに巧妙に置き換えている。例えば、主尺が1mm幅の目盛のとき、副尺が0.9mm幅ならば0.1mm単位、0.95mm幅ならば0.05mm単位で測定できることになる。

用法編集

 
ノギスの用法(説明アニメーション)

右図を用いて説明する。右図のノギスは、精度0.1mm。本尺は1mm幅で、副尺は0.9mm幅で刻まれている。

  1. ジョウ(副尺)をスライドさせて測定物に当てる。
  2. ジョウの0の点と本尺目盛から、1mm (0.1cm) 未満を切り捨てた値を確定する(右図では2.4cm)。なお物差しとは異なり、ジョウの端と0の点を誤認しないように注意を要する。
  3. 本尺目盛と副尺目盛が一直線上にある点を見つける(右図では副尺の目盛7)。
  4. 副尺の「1」は0.1mm (0.01cm) を示している。
  5. したがって「2.4cm + (7 × 0.01cm) = 2.47cm」であり、測定物の径は2.47cmであることがわかる。

このように、本尺と副尺の1目盛の差を利用して測定することによって、本尺の目盛を細かくしないで精度を高めることができる。

ダイヤルノギス編集

 
ミツトヨ製ダイヤルノギス

ダイヤルゲージと同様に測定する。読取り精度0.01mm以上のものは一般的にダイヤルノギスか後述のデジタルノギスしか存在しない。本尺に微小のラックを、ダイヤル裏にピニオンが付いており、ジョウの動きをダイヤルで読み取る仕組みである。また、前述のとおりラックを用いているので工作時に切子が入りやすく、一般的なノギスより注意が必要である。

デジタルノギス編集

 
デジタルノギス

測定結果を数値で表示するノギス。表示部には主に7セグメントディスプレイが使用される。絶対位置を測定するもの(アブソリュート)と、パルスを積算して相対位置を求めるもの(インクリメンタル)に分けられる。

絶対位置を測定するものには静電容量式がある。これは、主尺と移動部に取り付けられた2電極間の静電容量が、重なっている電極の長さに比例することを利用する。誘電率が変化すると静電容量も変化するので、・粉塵などが間に入ると正確な測定ができない。

インクリメンタル式には、光学式と磁気式のものがあり、どちらも主尺にエッチングや磁化によって微小な目盛を記録し、その目盛分を移動したことを検出することによって間接的に距離を求める。特に磁気式は汚れに強い。


国内メーカー編集

脚注編集

  1. ^ Weblio英和対訳辞書
  2. ^ a b Daumas, Maurice, Scientific Instruments of the Seventeenth and Eighteenth Centuries and Their Makers, Portman Books, London 1989 ISBN 978-0-7134-0727-3
  3. ^ 川崎第一精密「精密測定機器のお話」
  4. ^ 松本 英雄『通のツール箱』58頁から60頁、2005年6月25日発行 株式会社 二玄社
  5. ^ 1911 Encyclopaedia Britannica article on Navigation Archived 2009年2月2日, at the Wayback Machine.. Accessed April 2008

関連項目編集

外部リンク編集