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測定工具の基礎講座
ものづくりの現場において欠かせない存在、「測定工具」。
測定工具にはさまざまな種類があり、それぞれに特徴があります。
本連載では、各測定工具の使い方や寸法の読み取り方に関して、実際の写真や図を通してご紹介していきます。
第2章 マイクロメータ

2-2 マイクロメータのゼロ合わせ

(1)マイクロメータはなぜ精度が良いのか・・・アッベの原理に沿った測定器

外測マイクロメータは、目盛のあるマイクロメータヘッドと測定物を一直線上に挟んでいるため、アッベの原理の見本のようになっています。 ノギスのように目盛のある直線から離れたところに測定物がある場合、目盛ある直線と測定物を挟んでいる直線が平行でなかったり、はさんでいる金具(ジョー)が斜めになっていたり、 挟む力で変形したりと、誤差の原因となる要素が複数重なっていることがわかります。それに比べマイクロメータは至ってシンプルですね。 測定したいものと長さを測る部分が一直線上にならんでいるんですからこれ以上簡素な形は他にありません。

写真1:ノギスとマイクロメータ

写真1:ノギスとマイクロメータ

(2)ラチェットの活用

マイクロメータはもう一つ工夫があります。それはラチェットです。測定するものをアンビルとスピンドルの先端で挟むのですが、 ねじになっているのでシンブルを無理に回すと大きな力が発生して、マイクロメータのフレームを変形させたり測定物を変形させるようなことになり、 正しく測定できません。そのためにラチェットで測定力を一定にするのです。

写真2:マイクロメータのラチェットを使う

写真2:マイクロメータのラチェットを使う

このようにして、マイクロメータはたいへん精度よく測定できるため、目盛環にバーニアスケールを付けたり、デジタル表示によって0.001mm・・・1ミクロンまで読み取れるようにしたもの(デジタル式マイクロメータ)もあります。

(3)ゼロ合わせ(校正)の方法

マイクロメータの高い精度を活かすために、もうひと手間をかけると良いでしょう。それはゼロ合わせ・・・原点の確認です。原点がずれているのを知らずに測定値を鵜呑みにして、たくさん不良品を出した例があります。マイクロメータが高精度であるがゆえに陥る失敗です。ここではゼロ合わせの方法を紹介します。

写真3:長さ基準棒と引っ掛けスパナ

写真3:長さ基準棒と引っ掛けスパナ

ゼロ合わせを行うには写真3のような「基準棒」と「引っ掛けスパナ」が必要です。これはマイクロメータを購入すると専用ケースに入っています。(0〜25mmは基準棒は入っていません)

・ゼロが合っているかを確認しよう(0〜25mm外測マイクロメータの場合)

マイクロメータは精度が良いのですぐに測定したいところですが、ちょっと待ってください。測定する前にゼロが合っているかを確かめてください。いくら精度が良くてもゼロ(原点)が合っていなければ正しい測定はできませんね。

写真4:マイクロメータの原点確認(0〜25mmの場合)

写真4:マイクロメータの原点確認(0〜25mmの場合)

写真4のようになにも挟まない状態でシンブルを回していき、ゼロが合っているかを確認しましょう。この時、アンビルとスピンドルの先端にゴミを挟んでいると正しくゼロになりません。

写真5:25mm以上のマイクロメータの原点校正用長さ基準

写真5:25mm以上のマイクロメータの原点校正用長さ基準

写真6:マイクロメータの原点確認(0〜25mmの場合)

写真6:マイクロメータの原点確認(0〜25mmの場合)

25〜50mm、あるいはそれ以上の長さのマイクロメータは写真5のように原点校正用の標準棒が入っています。写真6のように基準棒を挟んで、ゼロを確認します。

この時も、ラチェットを使い、何度も確認します。わずかなズレは黙認します。いくらラチェットを使っても測定圧力(締め付け力)が一回一回わずかに違ってしまいます。 なにも挟んでいないと思っても、小さなホコリやゴミを挟んでいることもあります。ゼロにならないようならアンビルとスピンドルの先端をきれいに拭き直して、再度ゼロを確認してください。

・ゼロが合っていない場合(校正)

何度やってもゼロがずれて同じ値を示すという場合は、付属品のマイクロメータ用引っ掛けスパナ(キースパナとも言う)を使ってゼロ位置を合わせます。

マイクロメータを長く使っていると、マイクロメータヘッドをマイクロメータヘッドの取り付け位置が微妙にずれる、フレームが変形する、アンビルとスピンドル先端の基準面が磨り減るなどで、ゼロが合わなくなってきます。

動画のように、マイクロメータのフレームをバイスでしっかり固定し、ゼロを測定、クランプでスピンドルを固定します。このときのゼロの位置のずれを直します。

次に引っ掛けスパナのカギをマイクロメータヘッドのスリーブにある調整穴に入れてゼロになるように回します。このときどちらに回すかを考えてくださいね。

ゼロの位置が合ったらクランプを緩め、再度ゼロを測定して、ゼロ位置が合っていることを確認します。

執筆:株式会社日本中性子光学 河合 利秀

『測定工具の基礎講座』の目次

第1章 ノギス

第2章 マイクロメータ

第3章 ダイヤルゲージ

第4章 定盤

第5章 ブロックゲージ

第6章 水準器

第7章 基準器

第8章 トルクなどの力を測る

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