測定機器

マイクロメータの概要と歴史

マイクロメータの概要と歴史
精密な長さ測定に用いられる測定器「マイクロメータ」の仕組み、歴史、種類、正しい使用方法について解説します。

📌 主なポイント

  • マイクロメータは精密なねじ機構を利用して微小な長さを測定する器具である。
  • 一般的なマイクロメータの最小読取量は0.01mmであり、副尺を用いることで0.001mmまで読み取れるものもある。
  • 測定圧力を一定に保つための定圧装置(ラチェットストップ)が搭載されている。
  • 1848年にジャン・ローラン・パルメールが現在の原型となるマイクロメータを発明した。

マイクロメータ(英: micrometer)は、精密なねじ機構を利用して、ねじの回転角を直線的な変位に変換・拡大することで、微細な長さの測定を行う測定器です。ノギスと比較して高い精度での測定が可能であり、機械加工や品質管理の現場で広く利用されています。

一般的なマイクロメータ
一般的なマイクロメータ

仕組みと特徴

一般的なマイクロメータは、ピッチ0.5mmのねじを採用しており、シンブル(回転部)を1回転させることでスピンドルが0.5mm移動する仕組みです。シンブルの周囲を50等分することで、1目盛あたり0.01mmの測定が可能です。さらに副尺(バーニア)を併用することで、0.001mm単位の読み取りが可能なモデルも存在します。

1.640 ± 0.005 mmの読み取りができるマイクロメータ
1.640 ± 0.005 mmの読み取りができるマイクロメータ

測定時の圧力差による誤差を防ぐため、一定の圧力で測定できる「定圧装置(ラチェットストップなど)」が備わっています。近年ではデジタル表示式のマイクロメータも普及しており、読み取りの容易さが向上しています。

マイクロメータのアニメーション
マイクロメータのアニメーション

歴史

「マイクロメータ」という名称は、ギリシア語の「micros(小さい)」と「metron(測定)」に由来します。その原型は17世紀にウィリアム・ガスコインが望遠鏡での天体観測用に発明した測定器具に遡ります。その後、19世紀に入り、ジャン・ローラン・パルメールが1848年に現在のマイクロメータに近い形状のものを発明しました。1867年にはブラウン&シャープ社が製品化し、工業界へ広く普及しました。

ロバート・フック によって書かれたマイクロメータ(1667年)
ロバート・フック によって書かれたマイクロメータ(1667年)

主な種類

用途に応じて様々な形状のマイクロメータが開発されています。

  • 外側マイクロメータ:外径の測定に使用。
  • 内側マイクロメータ:内径の測定に使用。
  • デプスマイクロメータ:深さや段差の測定に使用。
  • ねじマイクロメータ:ねじの有効径の測定に使用。
旋盤で加工されたM7戦車砲の砲身を、外側マイクロメータで計測する女性
旋盤で加工されたM7戦車砲の砲身を、外側マイクロメータで計測する女性

正しい使用法

正確な測定のためには、以下の点に注意が必要です。

  • 測定面を清浄に保つ。
  • 0点調整を定期的に行う。
  • 温度変化による被測定物の熱膨張を考慮する。
0.2760± 0.0005インチの読み取り値を示すマイクロメータ。
0.2760± 0.0005インチの読み取り値を示すマイクロメータ。
大型マイクロメータキャリパー(1908年)
大型マイクロメータキャリパー(1908年)

よくある質問

マイクロメータとノギスの違いは何ですか?
マイクロメータはノギスよりも測定精度が高く、微細な寸法の管理に適しています。一方で、ノギスは測定範囲が広く、迅速な測定が可能です。
0点調整はなぜ必要ですか?
測定端の摩耗や温度変化による影響を補正し、測定値の正確性を確保するために必要です。
デジタル表示のマイクロメータの利点は何ですか?
目盛を読み取る際のヒューマンエラーを減らし、測定値を素早く確認できる点が利点です。

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参考文献

  • 測定ニュース Pickup, www.uno.co.jp, 2021年9月18日閲覧。
  • マイクロメータ | 測定機の種類と特徴, www.keyence.co.jp, 2021年9月18日閲覧。
  • Merriam-Webster Online Dictionary, 2007年11月14日閲覧。
  • Roe, Joseph Wickham (1916), English and American Tool Builders.
  • マイクロメータの正しい使用法について, jp.misumi-ec.com, 2021年9月18日閲覧。