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【2021年版】表面粗さ計 メーカー9社一覧

表面粗さ計のメーカー9社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。


目次


表面粗さ計とは

表面粗さ計とは、その名の通り表面の粗さを測定する計測器のことです。接触式と非接触式のものが存在します。特に、精密な寸法が必要となる部品では、図面上に「表面粗さ」が指定されていることがあるため、このような部品を加工する工場などでは、「表面粗さ」を測定することができる表面粗さ計が必須となります。最近では、AI技術を搭載し、全自動で測定を行うことができる装置も存在しています。

表面粗さ計の使用用途

主に部品の仕上がり確認など、表面の微小な凹凸の解析に使用されていますが、動作不良が起こった際の原因として、「部品表面の劣化や摩耗などによる表面状態の変化」などが考えられる場合にも、原因解析手法として用いられることもあります。測定機によっては、測定結果をグラフのように表示し、実際の凹凸具合を数値的および視覚的に見ることができるものも存在します。
特に、医療用の製品などでは、血液や細菌などが付着してもきちんと拭き取れることが必要となるため、製品表面の粗さが明確に定義されています。このような分野では、対象となる部品の表面粗さが規格を満たしているかどうかの判断が必須となるため、表面粗さ計での測定が欠かせないものとなっています。

表面粗さ計の原理

一般的に、以下の2種類の方式に大別されます。

  • 接触式
    触針で測定物に直接触れながら測定を行う方式です。測定結果として表面形状そのものを得られますが、触診の直径よりも小さな形状や、触針が入らないような狭い部分など、物理的に触れることができない箇所は測定することができません。また、直接接触を伴うことから、「触針を定期的に研磨もしくは交換する必要がある」、「測定対象に傷が付く可能性がある」といった短所も存在します。特に金属などの硬い測定物での測定を行う場合は、誤って必要以上の力で触針を押し付けてしまうと、触針が破損してしまう可能性もあるため、取り扱いには注意が必要となります。
  • 非接触式
    触針の代わりに光を使用して測定を行う方式です。代表的なものとして、照射した光の反射光を読み取って測定する「共焦点方式」と白色光を照射した時の測定物とミラーの反射光を合成してできる干渉縞によって測定を行う「白色干渉方式」があります。非接触式では、接触式の課題点を解決することができるとともに、短い測定時間で精度の高い測定結果を得られることも特長の一つです。一方で、「光の届かない箇所」や「反射が正常に得られない形状」は上手く測定することができないため、測定物によっては、「置き方を変えて複数方向から測定を行う」、「測定箇所に光が届くように部品の一部をカットする」などの工夫が必要です。

上記のように、接触式と非接触式で得意とする形状や素材に大きな違いがあるため、目的に応じた適切な運用が必要となります。

また、表面の粗さを測定できるという特徴から、単純に表面の凹凸具合を測定するだけではなく、手触りの違いを数値化するという目的で使用することも可能です。どちらの方式の表面粗さ計でも、測定結果を数値的に取り込むことができる装置も存在するため、手触りという感覚的な要素を数値的に解析することができます。

種類

  • 接触式

接触式の表面粗さ計は、測定対象物の表面に触針を接触させることによって、表面の状態を測定します。

具体的には、触針の先端部が測定対象物の表面に触れながら移動することによって、触針の上下方向の変位を一定間隔で測定して、グラフ上にプロットされた点をつないでできる曲線を記録する方式です。

接触式の表面粗さ計では、触針の先端半径を可能な限り小さくして、接触時の圧力を低減することが、表面の形状を高い精度で測定するために重要です。

触針の先端はおよそ数µmの直径に加工されており、その形状は先端部が球の円錐形となっています。

また、この方式では測定対象物に直接触針が触れるため、明確な形状を表す曲線が得られ、さらに長い距離の測定が可能になるといったメリットがあります。

  • 非接触式

非接触式の表面粗さ計は触針ではなく、光を照射することによって、測定対象物の表面粗さを測定する方式です。

その測定方式については以下のものがあります。

その1つは、測定対象物の表面にレーザー光を照射して、その反射光を読み取る共焦点方式です。

そしてもう1つは測定対象物の広い範囲に白色光を照射して、参照面と測定対象物からの反射光を合成したときに発生する干渉縞を調べることによって、その形状を計測する白色干渉方式となっています。

特に非接触式の表面粗さ計では、接触式で課題とされていた、触針の摩耗や測定対象物への圧力による傷付け、といった問題をクリアしています。

何より、この測定方式では測定に要する時間が短いので、高い精度での測定結果が得られることも大きな特長です。

触針の摩耗

一般的に表面粗さ計の触針は摩耗してしまうために、ある程度使用した後にその表面をしっかりとメンテナンスすることがとても重要です。
当然測定対象物の材質や形状あるいは力の入れ方によって、摩耗の仕方は変わってきますので、自分が行っている測定方法における、摩耗のリスクを常に意識するようにしましょう。

触針の硬さによる傷

触針に使用されている材質はダイヤモンドやサフィアなどですが、それらは非常に硬い物質ですから、測定対象物の表面を傷付けてしまう恐れがあります。

特に同一箇所の測定を繰り返し行ったり、触針をハイスピードで動かす場合においては測定対象物の表面に傷が付きやすくなりますから、測定時には十分注意が必要となります。

参考文献
https://www.keyence.co.jp/ss/3dprofiler/keijou/roughness/info/
https://www.keyence.co.jp/ss/3dprofiler/keijou/roughness/surface/
https://www.keyence.co.jp/ss/3dprofiler/keijou/roughness/info/

表面粗さ計のメーカー情報

表面粗さ計のメーカー9社一覧


表面粗さ計のメーカーランキング

社員数の規模

  1. 1 株式会社ミツトヨ
  2. 2 株式会社東京精密
  3. 3 Zygo Corporation

設立年の新しい会社

  1. 1 G-Freude株式会社
  2. 2 コーンズテクノロジー株式会社
  3. 3 株式会社オプトサイエンス

歴史のある会社

  1. 1 Taylor Hobson Ltd.
  2. 2 株式会社ミツトヨ
  3. 3 株式会社菱光社

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