インサイドノギスとは
インサイドノギスとは、穴の内径の大きさを測定するための専用ノギスのことです。
ノギスはジョウと呼ばれる2つの測定子で対象物を挟むことによって、2点間の距離を測ります。ノギスは広く用いられている測定具ですが、測定したい2点間を挟むだけ測定できるのが特徴です。また、バーニア目盛りによってアナログタイプは0.05mm、デジタルタイプなら0.01mm単位で読み取ることが可能です。
インサイドノギスは穴の内径を測るためのノギスですが、穴の内径は一般的なノギスにも、内側用ジョウを用いることによって測定できます。内径を測定するためにジョウが長いため、穴や管の奥までジョウを挿し入れられる点が特徴です。さらに、メーカーによっては段付きの内径や細溝が測定できるグルーブ形や、ポイント型の製品ラインナップもあります。
インサイドノギスの使用用途
インサイドノギスは穴、パイプなどの内径測定に使用します。インサイドノギスに限らず、ノギスは比較的簡単に測定できるので、工業製品の生産現場、品質保証のための測定室、研究開発の分野でも、広く用いられている測定具です。
インサイドノギスは深さのある穴でも測定できる長いジョウが特徴です。なおインサイドノギスは内径測定専用のノギスのため、外形寸法を測ることはできません。
インサイドノギスの原理
インサイドノギスの原理は、ノギスの内径測定と同様です。目盛の読み取り方も通常のノギスと変わらず、アナログ式はバーニア目盛りを用いています。バーニア目盛りとは、測定値を2段階で読み取る測定方法です。
バーニア目盛りによる測定ではまず、本尺とバーニアメモリの0より左側 (小さい側) に最も近い目盛りから、1mm単位の「粗読み」をします。次に、本尺とバーニア目盛りが最も重なる位置のバーニア目盛りを読み取ります。
例えば、本尺のある目盛りと、バーニア目盛りの3が最も合致していれば、小数点第1位は0.3です。6と7の間にある線が最も合致していれば、0.65です。このように粗読みした1mm単位の数字と、バーニア目盛りで読み取った値とを組み合わせることによって、0.05mm単位で測定することができます。
デジタル式のインサイドノギスなら、本尺に取り付けたスケールの数値をエンコーダにより直接表示します。通常0.01nn単位で表示されます。
インサイドノギスのその他情報
ノギスに生じる誤差
インサイドノギスは一般的なノギスと同様に、比較的簡単に測定できるのが特徴ですが、一方で、測定誤差も生まれやすい測定具です。ノギスによってどのような測定誤差が生じるのか、正しく理解しておくことが大切です。
1.ゼロ点誤差
インサイドノギスの測定開始の基点は、ゼロではありません。それぞれの製品によって、測定できる最小寸法が決まっています。測定開始の基点がゼロではないため、ブロックゲージを組み合わせた内側幅やリングゲージなどを使用して基点を作ることが必要です。
基点の数値を最小測定位置からオフセットを加えることで、数値を算出します。デジタル式のインサイドノギスにはオフセット機能を持っているものもあり、それらはエンコーダの基点を自由に調整できるため開始位置を任意に設定することができます。
2.ピッチング誤差とヨーイング誤差
インサイドノギスによる測定の際は、ジョウを円弧部分に当てて測定しますが、ノギスやジョウの傾きに気をつけなければなりません。傾きはピッチング誤差、ヨーイング誤差の原因になります。
ピッチングとは、前後方向に対して左右垂直に交わる軸の軸回り運動です。内径測定では異なる深さ位置で測定してしまうことをいいます。ヨーイングは進行方向に対して上下垂直方向に交わる軸の軸回り運動です。
内径測定では同一平面内において、直径ではない2点間を測定してしまうことを指します。ピッチング誤差は真の値よりも大きく、ヨーイング誤差は真の値よりも小さい値になる誤差です。
3. その他
ノギスはアッベの原理に従った測定器ではないため、測定圧が強すぎるとジョウがハの字型に開いてしまい、正しい値を読み取ることができなくなる点も注意が必要です。アッベの原理とは、正しい測定を行うためには測定対象と測定器の目盛りが、一直線上に配置されていることが必要だという原理です。ノギスは測定対象物と触れるジョウと目盛りの位置が一直線上にはなくオフセットしているので、アッべの原理を満たした測定具ではありません。
また、測定対象の壁面の曲率半径が小さいものを測る場合、ジョウの角が内壁に当たってしまいます。内径と2つのジョウとは4点で接触し、真の値よりも小さくなります。こういった現象が起きた場合、インサイドノギスでは問題の解消がでません。画像計測など、別の測定機器を用いることが大切です。
参考文献
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/quality_control/qc01/a0374.html