長さを測る

ノギスVernier caliper / Calliper

別名:キャリパ、バーニヤキャリパ、M形ノギス、デジタルノギス、ダイヤルノギス(ダイヤルキャリパ)

ノギスを使っているところのイラスト

≡規格・測定範囲・精度

規格
  • JIS B 7507:2022 製品の幾何特性仕様(GPS)―寸法測定機―ノギス(ISO 13385-1:2019 を基に改正)
  • ISO 13385-1:2019 Design and metrological characteristics of callipers
  • ASME B89.1.14 Calipers
[1][2][3][4]ミツトヨの解説は JIS B 7507:2016 の『器差→指示誤差』の用語変更と、2022年改正(ISO 13385-1:2019 準拠)の両方に触れている
測定範囲
  • 一般 0〜150 / 0〜200 / 0〜300 mm が標準。長尺は 0〜1000 mm 以上(ミツトヨ M形は 0〜1000 mm まで、長尺で 2000 mm まで)
  • byMaker
    • ミツトヨ 530シリーズ(M形) 0〜100、0〜150、0〜200、0〜300、0〜600、0〜1000 mm
    • テクロック SSC-650/750/850(デジタル) 0〜150、0〜200、0〜300 mm
[5][6][9]
最小表示量・目量
  • バーニヤ 最小読取値 0.05 mm(一般的)または 0.02 mm
  • ダイヤル 目量 0.01 mm または 0.02 mm
  • デジタル 最小表示量 0.01 mm
  • バーニヤの作り
    • 0.05 mm:本尺 39 mm を 20 等分(ロングバーニヤ)。古い形は 19 mm を 20 等分
    • 0.02 mm:本尺 49 mm を 50 等分
    • 本尺目盛 0.5 mm の場合:12 mm を 25 等分(0.02 mm)、24.5 mm を 25 等分(0.02 mm)
  • 原理 バーニヤ n 目盛の長さを本尺 (n−1) 目盛に合わせると、1目盛ごとに 1/n だけずれる。そのずれを一致線で読む
[11][12][3][5][7]
精度(器差・最大許容誤差)
  • 考え方
    • JIS B 7507(2016年改正以降)は『器差』を『指示誤差』に改め、最大許容誤差 MPE(=許容値)で上限を決める
    • 外側測定面での誤差を『部分測定面接触誤差 E』、内側・深さ・段差など外側測定面以外での誤差を『スケールシフト誤差 S』として分けて規定する
    • 2019年の ISO 13385-1 と 2022年の JIS で、試験点の数と位置が具体的になった。150 mm のノギスでは試験点は 5 点以上で、最大・最小付近とジョウの根元・先端を含める
    • E と S はゲージブロック(またはそれ以上のゲージ)をはさんで、指示値からゲージの寸法を引いて求める
  • byMaker
    • ミツトヨ 530-101(M形 0〜150 mm、0.05 mm) E_MPE ±0.05 mm、S_MPE ±0.07 mm
    • ミツトヨ 530-109(M形 0〜300 mm) E_MPE ±0.08 mm、S_MPE ±0.10 mm
    • テクロック SSC-650(デジタル 0〜150 mm、0.01 mm) 指示誤差 ±0.02 mm(0〜100 mm)、±0.03 mm(100〜150 mm)
  • 注意 JIS の数表は丸写ししていない。値はメーカー公表値
[3][6][9][1]

▦種類

M形(標準ノギス)

外側・内側・段差・深さの4通りに使える最も一般的な形。内側用ジョウ(くちばし)が上に付く。M形で小さな穴を測ると、内側用ジョウの厚みとすき間による構造上の誤差が出る[5][6][3]資料1件・参考

CM形・C形

内側測定面がジョウの先端にある形。スライダの上下に目盛があり、内側寸法と外側寸法を直読できる。内側測定面の寸法を足した値より小さい穴は測れない。先端で測るので測定力に注意[6][3]資料1件・参考

デジタル(デジマチック等)

最小表示量 0.01 mm。原点ボタン(ORIGIN)・ZERO/ABS ボタン・出力コネクタを持つものがある。防水形(IP65〜IP67)もある[5][7][8][9]

ダイヤル付き(ダイヤルノギス)

本尺に付いたラックの動きを目盛板の指針で読む。メートル系は目量 0.01 mm または 0.02 mm、指針1回転 1 mm または 2 mm[8][3][10]資料1件・参考

専用ノギス(ポイント・オフセット・ブレード・ネック・パイプ厚さ用・長尺など)

[5][3][8]資料1件・参考

微動送り付き・自動ストップ付き

[6]資料1件・参考

◎各部の名称と役目

#名称英語役目
1本尺Beam / Main scale目盛(1 mm)を刻んだ主軸。外側用・内側用ジョウの固定側が付く。[11][12][3]
2スライダSlider本尺に沿って動く部分。バーニヤ目盛とジョウの可動側を持つ。[11][12][3]
3外側用ジョウ(外側測定面)Outside jaws / Outside measuring faces2枚で品物をはさんで外側寸法を測る。先端は細溝を測るため薄い。[11][12][3][5]
4内側用ジョウ(くちばし・内側測定面)Inside jaws / Inside measuring faces穴や溝に差し込み、外向きに当てて内側寸法を測る。損耗しやすい。[11][12][3][5]
5本尺目盛Main scale1 mm ごとの目盛。バーニヤのゼロ線が指す位置で 1 mm 単位を読む。[11][12][3]
6バーニヤ目盛(副尺)Vernier scaleスライダ側の目盛。本尺目盛と一致した線で 1 mm 未満を読む。ミツトヨの標準品はバーニヤ面を 14° 傾けて読みやすくしている。[11][12][3]
7止めねじLocking screwスライダを固定する。保管時はゆるめておく。[11][12][3]
8指かけ(親指ローラ)Finger rest / Thumb-rollerスライダを親指で送るところ。デジタル形はローラのものがある。[11][12][3]
9デプスバーDepth barスライダと一緒に本尺の端から突き出て、深さを測る。先端に逃げ(面取り)がある。[11][12][3]
10デプスの基準面(本尺端面)Depth measuring faces / reference end face深さ測定で品物の上面に当てる本尺の端面。[11][12][3]
11段差測定面Step measuring faces本尺の左端とスライダの左端。段差を測るときに使う。[5][3]
12基準面(摺動面)Reference surfaceスライダが滑る本尺の面。少量のマイクロメータ油で拭く。[10][3]
13ORIGIN/ZERO・ABS ボタン、表示部、出力コネクタ(デジタル形)ORIGIN / ZERO-ABS button, display, output connector原点設定・相対ゼロ・データ出力。電池交換後は ORIGIN で原点を取り直す。[10][8]

◷目盛りの読み方

  1. バーニヤのゼロ線が指す本尺目盛を 1 mm 単位で読む例:ゼロ線が 73 と 74 の間 → 73 mm[11][5][12]
  2. 本尺の目盛線とぴったり一致しているバーニヤの線を探し、その値を読む例:0.05 mm バーニヤで 0.5 の線が一致 → 0.50 mm[11][5][12]
  3. 両方を足したものが測定値例:73 + 0.50 = 73.50 mm(新潟精機 測定例2)。同じく 73.00 / 73.55 / 73.52 mm(0.02 mm バーニヤ)の例が資料にある[11][5][12]
  4. 19 mm を 20 等分したバーニヤの例例:ゼロ線が 73〜74 mm の間、一致線 65(0.65 mm)→ 73.00 + 0.65 = 73.65 mm[12]
  5. ミツトヨの読み取り例(最小読取値 0.05 mm)例:本尺 16 mm + バーニヤ 0.15 mm = 16.15 mm[3]
  6. ダイヤルノギス(目量 0.01 mm)例:本尺 16 mm + 目盛板 0.13 mm = 16.13 mm[3]
  7. 0.02 mm のバーニヤは、先に 0.05 mm 側でおおよその値をつかんでから読むと楽[11]
  8. 一致線は真正面から見て判断する(斜めから見ると視差でずれる)[5][10][3]
0.05 mm バーニヤ(本尺 39 mm を 20 等分)の読み方
本尺(1 目盛 1 mm)バーニヤ(1 目盛 0.05 mm)7891011012345678910

本尺 73 mm + バーニヤ 0.65 mm(13 本目の線が一致)= 73.65 mm

赤い線が本尺とぴったり重なるバーニヤの線です。黄色の三角がバーニヤの 0。スライダーや「練習」で値を変えて読む練習ができます。

0.02 mm バーニヤ(本尺 49 mm を 50 等分)の読み方
本尺(1 目盛 1 mm)バーニヤ(1 目盛 0.02 mm)789101112012345678910

本尺 73 mm + バーニヤ 0.52 mm(26 本目の線が一致)= 73.52 mm

✋使い方の手順

  1. 準備:測定面・本尺の摺動面・目盛面を拭いて切粉やごみを取る摺動面(基準面)は少量のマイクロメータ油を含ませて拭く(ミツトヨ)。新潟精機は摺動面にきれいな油を塗るよう書いている[11][5][10]
  2. 作動確認:スライダを全範囲動かし、引っかかり・ムラ・上下のがたがないか見る[5][10]
  3. すき間確認:外側用測定面を閉じて光にかざし、光が漏れないか(または均一な淡い光か)を見る。内側用測定面は少し光が見えるのが正常[11][5][10]
  4. ゼロ点確認:外側用測定面を閉じ、本尺とバーニヤのゼロ線が合うか確認する。デジタル形は電池交換後に ORIGIN で原点を取り直す[11][5][10][3]
  5. 外側測定:外側用ジョウで品物を静かにはさみ、適正で均一な力で密着させ、はさんだまま読む品物の中心線とジョウが直角になるようにし、品物はできるだけ本尺(ジョウの根元)に近い位置ではさむ[5][12][10]
  6. 内側測定:内側用ジョウをできるだけ深く差し込み、測定面を密着させる。穴は目盛が最大になったところ、溝幅は最小になったところを読むジョウの測定面を結ぶ線が穴の直径と一致し、穴の中心線と平行になるようにする[5][3][12]
  7. 段差測定:本尺側の段差測定面を品物に密着させ、スライダ側の段差測定面が段の面に当たるまで動かして読む段差測定面の全体を品物に密着させる。デプスバーでの段差測定は接触面積が小さく姿勢が不安定なので、ミツトヨは推奨していない[5]
  8. 深さ測定:本尺端の深さ測定面を品物の上面に密着させ、デプスバーが底に当たるまでスライダを動かして読むノギスの深さ測定面は狭く不安定なので、品物に直角に当てる。傾けない。デプスバー先端の逃げのある面を品物側に向けると、隅の丸み(R)があっても正しく測れる。深さは最小値を読む。ミツトヨはデプスベースアタッチメント(オプション)を紹介している[5][12][3]
  9. 記録:読み取った値をそのまま記録する。デジタル形はデータ出力を使える[8]

!よくある測定ミスと対策

視差

なぜバーニヤ面と本尺目盛面には段差があり、斜めから見ると一致線がずれて見える

対策必ず真正面から読む。JIS ではこの段差を 0.3 mm 以下としている(ミツトヨの解説)[5][3][10][11]

測定力のかけすぎ

なぜノギスには定圧装置がない。強く押すと反力でスライダのジョウが傾き、指示が変わる(アッベの原理に従わない構造のため)

対策適正で一定の力で当てる。JIS の取扱い注記もこれを求めている[5][3][12]

ジョウの先端ではさむ

なぜ品物から本尺までの距離 h が長いほど、ジョウの傾きによる誤差が拡大する。例:50 mm で 0.01 mm 傾くとき、深さ 40 mm のジョウ先端では 0.008 mm の誤差

対策品物はジョウの根元(本尺の基準端面)にできるだけ近い位置ではさむ[5][12][3]

品物を斜めにはさむ/測定面を傾けて当てる

なぜ傾いた分だけ長く(内径なら短く)読んでしまう

対策外側は品物の軸とジョウを直角に、内側・深さは穴の軸と平行に当てる[5][10][12]

小さな穴を M形の内側用ジョウで測る

なぜ内側用ジョウの厚みとジョウ間のすき間により、実際の径より小さく出る構造上の誤差がある

対策小径穴はホールテストやシリンダゲージなど内径専用の測定器を使う[3]

温度差

なぜノギスの本尺はステンレス(線膨張係数 (10.2±1)×10⁻⁶/K)。品物の材質や温度が違うと誤差になる

対策ノギスと品物を室温になじませてから測る[3][13]

長尺ノギスのたわみ・支え方

なぜ長いノギスは支え方でたわみ、内側測定面は基準面から遠いので測定力の影響も大きい

対策支え方に注意し、内側測定や長いジョウでは特に測定力を一定にする[3]

✓手入れ・保管と点検・校正

手入れ・保管

点検・校正

ノギスはアッベの原理に従わない構造(目盛軸と測定点が一直線上にない)。マイクロメータとの精度差の説明に使える。名称『ノギス』はバーニヤを考案したとされるノニウスに由来するとミツトヨは説明している。

⇄関連する器具

📚出典

印のない内容は、別々の発行元の資料 2 つ以上で一致したものです。手順や注意は資料をもとにケズリバの言葉でまとめ、図はケズリバが描いたものです。精度の値は JIS の数表ではなく、メーカーの公表値です。

  1. 日本規格協会「JIS B 7507:2022 製品の幾何特性仕様(GPS)―寸法測定機―ノギス(書誌)」
  2. ISO「ISO 13385-1:2019 Design and metrological characteristics of callipers」
  3. ミツトヨ「Quick Guide to Precision Measuring Instruments(Catalog No. E11003(7)、2024年8月時点)」
  4. ASME「ASME B89.1.14 Calipers」
  5. ミツトヨ「ノギスの正しい使い方、読み方と注意点」
  6. ミツトヨ「M形標準ノギス N 530シリーズ 仕様」
  7. ミツトヨ「測定とは? 測定と計測の違い」
  8. ミツトヨ「Mitutoyo Product Fundamentals(Bulletin No. 2180、Mitutoyo America)」
  9. テクロック「総合カタログ 6 ノギス」
  10. ミツトヨ「Check Points for Measuring Instruments(Catalog No. E12024)」
  11. 新潟精機「ノギス 取扱説明書(各部名称・目盛の読み方・測定例1〜4)」
  12. 新潟大学「新潟大学工学部 技術職員 実習テキスト 第1章 工作測定」
  13. ミツトヨ「マイクロメータの正しい使い方と注意点」