よくある質問

ノギスは、1つの長さを2本の目盛から同時に読み取る精密測定器です。ミリメートルで刻まれた固定の主尺が測定値の整数部を与え、その脇に刻まれた短いスライド式の副尺が、主尺では粗すぎて表せない端数を拾います。両者が組み合わさることで、電池もモーターも電子回路も使わずに、手持ちの器具が0.02 mmまで分解できます — 土台になっているミリ目盛の定規の50倍細かい値です。一般的な工場用ノギスは0〜150 mmをカバーし、2対のジョウとデプスバーを備えているので、1本で外側寸法・内側寸法・深さを測れます。

補助目盛のついた定規だと考えてください。定規だけでは「24 mmと25 mmのあいだ」までしか分からず、残りは目分量です。副尺はその当てずっぽうを取り除きます。副尺の1目盛は主尺の1目盛よりわざとわずかに短く作られているため、どの瞬間もそのうち1本だけが主尺の線とぴったり同じ高さになれます。そろっている線を見つければ、その番号が24 mmからどれだけ進んでいるかを教えてくれます。整数ミリは定規から、端数は補助目盛から、足し合わせるだけです。

キャリパー（ノギス）は器具そのもの — 本尺、2対のジョウ、そして部品に実際に届くデプスバーです。バーニヤ（副尺）はそれを読むための目盛で、ピエール・ベルニエが考案し、他の多くの器具にも使われています。つまりバーニヤキャリパーとは、副尺によって読むキャリパーというだけのことです。ダイヤルノギスやデジタルノギスは、副尺を歯車駆動の針や電子式エンコーダーに置き換えた同じ器具です。現場では器具全体を「バーニヤ」と略すので、そこから混乱が生まれます。

副尺は1631年、フランスの数学者ピエール・ベルニエが測量用四分儀に関する論文の中で発表しました。これは1542年にポルトガルの数学者ペドロ・ヌネスが記した斜線目盛の方式を洗練したもので、ヨーロッパの多くの地域で副尺がいまも「ノニウス」と呼ばれるのはそのためです。ベルニエ自身は自分の目盛をノギスに載せてはいません — スライド式のキャリパーはすでに存在しており、中国では紀元9年の青銅製のものが確認されています。両者が現代の工場用器具として結び付いたのは1851年、Brown & Sharpe社のジョセフ・R・ブラウンによってで、これが一般的な現場利用に耐える精度と価格を備えた最初の版でした。

目盛を持たない古典的な2種類は、脚が内側に湾曲して軸をつかむ外パスと、脚が外側に張り出して穴をまたぐ内パスです。どちらも目盛を持ちません。対象に合わせ、外して、脚を定規に当てて測ります。今日の作業台で出会う可能性がはるかに高いのは、刻まれた目盛から読む副尺式ノギスと、LCDから読むデジタルノギスの2つで、機械式の中間としてダイヤルノギスが第3の選択肢になります。

4つの動作です。副尺のゼロがすでに通り過ぎた最後の主尺ミリ目盛を探します — それが主尺の読みです。副尺に沿って、主尺の線とぴったり同じ高さになっている唯一の目盛を探します。その目盛の番号に最小読取値（通常0.02 mm）をかけます。2つを足します：TR = MSR + (VSR × LC)。副尺のゼロが24 mmをわずかに過ぎ、15番目の目盛が一致していれば、24 + (15 × 0.02) = 24.30 mmです。始める前にジョウを閉じてゼロを示すことを確認し、ずれがあれば補正してください。

ジョウと部品を拭き、ジョウを完全に閉じて目盛がゼロを示すことを確認します。仕事に合った部分を選びます。外側寸法には下側の長いジョウ、内側寸法には上側のクチバシ、深さには末端から出るデプスバーです。部品を固定ジョウに据え、軽い接触を感じるまで微動送りローラーでスライダー側ジョウを寄せます — 握り込むと、部品の大きさではなく部品がどれだけへこむかを測ることになります。持ち上げて読む必要があるなら固定ネジを締め、視差で目盛がずれないよう真正面から見て、置く前にジョウを緩めてください。

メートル系のノギスは整数ミリの主尺と、50・20・10目盛のいずれかの副尺を持ち、最小読取値は0.02・0.05・0.1 mmになります。副尺のゼロが通り過ぎた最後のミリ目盛を読み、一致する副尺の目盛を見つけ、最小読取値をかけて足します。一般的な50目盛のノギスでは、副尺は5本ごとに0から10まで番号が振られ、その数字1つが0.1ミリメートルにあたります。つまり「3」と書かれた線が一致していればミリ目盛から0.30 mm進んでおり、そこから2目盛先の線ならさらに0.04 mm加わります。

インチ系のノギスは主尺の1インチを40等分するので、1目盛は0.025 inで、4目盛ごとに0.1インチとして数字が振られます。副尺は25目盛あり、最小読取値は 0.025 ÷ 25 = 0.001 in になります。数字の振られた0.1インチを読み、副尺のゼロがそこから何目盛進んだかにつき0.025 inずつ足し、最後に一致した副尺の目盛を1/1000インチとして加えます。副尺のゼロが1.4 inから小目盛3つ分進み、副尺の12番目の線が一致していれば、1.4 + 0.075 + 0.012 = 1.487 in です。

副尺の目盛は、主尺の目盛よりわざとわずかに短く作られています。50目盛の副尺では、50の目盛が49 mmを占めるように配置されるので、1目盛は0.98 mm — 1ミリメートルよりちょうど0.02 mm短くなります。この差が積み上がるため、副尺の線のうち1本だけしか主尺の線と同じ高さになれず、それがどの線かが読み取り値の端数を教えてくれます。

最小読取値とは、その器具が区別できる最小の差のことで、主尺の1目盛を副尺の目盛数で割った値に等しくなります。1 mmの主尺に50目盛の副尺なら 1 ÷ 50 = 0.02 mm です。20目盛なら0.05 mm、10目盛なら0.1 mmになります。主尺の1目盛と副尺の1目盛の差に等しいことから、バーニヤ定数とも呼ばれます。

線の寸法 — 2つの面のあいだの距離 — をミリメートルまたはインチで測ります。一般的な0〜150 mmの器具なら、軸径や板厚といった外側寸法、穴径や溝幅といった内側寸法、止まり穴や段差といった深さを、いずれも0.02 mmの分解能で測れます。角度、真円度、平面度、表面粗さ、力は測れません。それぞれに専用の器具が必要です。

4つあり、よいノギスは道具を持ち替えずにそのすべてをこなします。下側の長いジョウは外側測定 — 軸径、材料厚、部品幅。上側のクチバシは内側測定 — 穴径、溝や切り欠きの幅。末端から出るデプスバーは穴やざぐりの深さ。本尺の端の平らな段差は段差の高さ、つまり面から面への落差を測ります。ケガキ線を引くのは、ジョウがしばしば駆り出される5番目の仕事ですが、測定面を鈍らせるのでケガキ針を使うほうが賢明です。

寸法が数百分の1ミリメートルまで正しくなければならず、定規では足りないあらゆる場面です。機械工は旋削・フライス加工した部品を図面と照合し、組立工は組む前に軸と穴のすきまを確認し、自動車整備士はブレーキディスク、パッド、軸受メタルの摩耗を測ります。学校や大学の実験室では密度や体積の実習に使われ、だからこそ多くのシラバスにノギスの読み方が載っています。ものづくりをする人は、3Dプリントやフライス加工の部品、宝飾、銃器、弾薬装填などで絶えず手に取ります。とりわけ副尺式は、電池が足かせになる場所 — 切削油の中、屋外、試験会場 — では今も好まれます。

キャリパーは、物の相対する2面のあいだの距離を、定規よりも精密かつ再現性高く測り、しかも定規が届かない場所に届きます。穴の向こう側の壁、止まり穴の底、まっすぐな縁ではまたげない軸の直径など。単純なばね式パスは寸法を写し取るだけで、あとから定規で読みます。副尺式・ダイヤル式・デジタル式のノギスは自前の目盛を持ち、数値を直接与えてくれます。車の検索から来た方のために言い添えると、ブレーキキャリパーはまったく別の部品で、パッドをディスクに押し付けるものであり、何も測りません。

穴は測れますが、やや小さめに出ると考えてください。上側のクチバシには先端に小さな丸みがあるため、壁の最も広い点までは届き切らず、穴が小さくなるほど誤差は大きくなります。ノギスを穴の中で振って最大の読みを採ってください。中心を外した線はすべて弦であり、弦は直径より短いからです。はめあいのある穴には、シリンダーゲージや内側マイクロメータを使ってください。

ゼロ点誤差とは、ジョウを完全に閉じて何も示さないはずのときに器具が示している値のことです。副尺のゼロが主尺のゼロより右にあれば誤差は正で、すべての読み取りから引きます。左にあれば誤差は負で、補正値を足します。ジョウは相変わらずあるべき場所にあります。嘘をついているのは目盛だけです。

ノギスのほうが汎用性の高い器具です。0〜150 mmの範囲で外側寸法・内側寸法・深さを、通常0.02 mmまで測れます。マイクロメータは外側寸法のみを、1フレームあたり約25 mmの範囲で測りますが、0.01 mmまで分解し、ラチェットが測定圧を制御するため再現性が高くなります。一般作業にはノギス、公差がおよそ0.02 mmより厳しいときはマイクロメータを手に取ってください。

どの器具も、自分の最小読取値より細かい寸法は報告できないからです。5/8インチのボールは15.875 mmです。0.02 mmのノギスは15.88と報告し、0.05 mmのノギスは15.90にしか着地できません。どちらも間違ってはいません — それぞれの目盛でできる最善を尽くしています。シミュレーターでボールベアリングを読み込み、最小読取値を切り替えて実際に見てみてください。

デジタルノギスは読むのが速く、視差誤差と読み間違いをなくします。だから今日ほとんどの現場がこれを使っています。副尺式のノギスは電池を必要とせず、ドリフトもせず、電子式の目盛なら壊れてしまう切削油や切り粉にも耐えます。また、副尺を学ぶことこそが、その数字が何を意味するのかを教えてくれます — 読み取りの技能が今も試験に出る理由です。

ミツトヨが定番の基準です — 日本製、トレーサブルな校正、平面と平行を保つジョウ、そして多くの現場や標準室が基準として扱う名前です。Starrett、Tesa、Brown & Sharpeがそれに並び、欧州ではMahrやPreisserがよく選ばれます。その下では、Insize、Baker、Yuzukiといったメーカーが、教育や一般作業に十分使える器具をはるかに安い価格で出しています。差になるのは目盛ではありません — 目盛はただの刻印です — 本尺の剛性、ジョウの平行度と仕上げ、そして滑りの滑らかさです。安価なノギスが閉じた状態では正しく読めるのに、本尺を進むにつれてずれていくのはそのためです。トレーサブルな校正証明書が付くものを買い、ラベルを信じるのではなくブロックゲージで確認してください。