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株式会社オプトサイエンス
JFEアドバンテック株式会社

【2021年版】硬度測定器4選 / メーカー12社一覧

硬度測定器のメーカー12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


硬度測定器とは

硬さとは「他の物体によって力を加えられたとき、それに抵抗する力の程度を示す尺度」と定義されています。

他の物体によって加えられる力が、曲げなのか、伸びなのか、ねじりなのか等、目的に応じて異なるため、硬さという一律の単位はありません。

そのため、目的や用途に応じて硬度測定器を使い分けます。代表的な試験方法は下記の5つです。

  • ブリネル
  • ビッカース
  • ロックウェル
  • ヌープ
  • ショア
  • UCI(超音波接触インピーダンス)

異なる試験方法間の硬度同士は、そのままでは比較することができません。硬度換算表を用いることで、相対的に比較することができます。 

硬度測定器の使用用途

  • 圧子の押し込みによる硬さ試験
    • ブリネル硬度計
      顕微鏡などの光学装置により測定します。他の測定器よりも高い荷重に対応しており(~3000kg)、表面が粗い大きなサンプルに適しています。
    • ビッカース硬度計
      顕微鏡などの光学装置により測定します。ブリネル硬度測定などでは、同じ圧子を用いても試験荷重によって得られる硬さの値にバラツキがあるのに対し、ビッカース硬度測定では試験荷重の違いによる影響をほとんど無視できる点が優れています。柔らかいサンプルから硬いサンプルまで幅広く測定でき、特に歯科分野などにおける臨床検査に用いられています。
    • ロックウェル硬度計
      ブリネル硬度計やビッカース硬度計と異なり、光学装置なしで素早く測定することができます。ダイヤモンド円錐圧子を主に用いますが、軟質鋼や可鍛鋳鉄、銅合金やアルミニウム合金などの比較的柔らかいサンプルを測定する際には、鋼球または超硬合金球を使用します。主に、熱処理をした鉄鋼材料の測定に用いられています。
    • ヌープ硬度計
      数g程度の軽い負荷の測定に適しており、セラミックなどの亀裂、コーティングの測定に用いられます。
  • ハンマーなどの反発の大きさによる硬さ試験
    • ショア硬度計
      サンプルを傷つけずに測定でき、操作も簡単なため国内で広く使用されています。電源も不要で、コンパクトで持ち運びしやすいため、圧延ロールや鉄道レールなどの大きな構造物を現場で試験することができます。
  • その他の試験方法
    • UCI(超音波接触インピーダンス)硬度計
      UCI硬度測定の原理はビッカース硬度測定を元にしています。他の試験方法よりも圧子によるくぼみ跡が小さく、薄くて繊細な部品にも用いることができます。一方で、持ち運びに優れ、移動できない大きなサンプルにも使用されます。

硬度測定器の原理

  • ブリネル硬度測定の原理
    球状の圧子を10~15秒サンプルに押しつけ、試験荷重F(N)、圧子直径D(mm)、くぼみの直径d(mm)から表面積S(mm2)を算出し、硬さを求めます。
    ブリネル硬さ(HBS) = 0.102 × (試験荷重F/くぼみ表面積S)
               = (0.102 × 2F)/{πD(D-√(D2-d2)}
    JIS Z 2243では圧子として超硬合金球を用いることが定められています。
  • ビッカース硬度測定の原理
    対面角136°のダイヤモンド四角錐圧子をサンプルに押しつけ、試験荷重F(N)、くぼみの対角線長さd(mm)から表面積S(mm2)を算出し、硬さを求めます。
    ビッカース硬さ(HV) = 試験荷重F/くぼみ表面積S
                        = 2Fsin68°/d2 = 1.854 F/d2
    試験方法はISO 6507およびJIS Z 2244にて定義されています。
  • ロックウェル硬度測定の原理
    ①~③の順に、頂角が120°のダイヤモンド円錐圧子をサンプルに押しつけます。
    ①基準荷重
    ②試験荷重
    ③基準荷重
    ①と③のくぼみの深さの差から硬さを測定します。
    くぼみの深さがサンプルの厚さの1/10以下となる荷重を選択する必要があります。
    測定方法はJIS Z 2245によって定義されています。
  • ヌープ硬度測定の原理
    対稜角が172°30′と130°のダイアモンド四角錘圧子をサンプルに押しつけ、試験荷重F(N)、くぼみの長辺対角線d(mm)から求めた表面積S(mm2)から算出します。
    ビッカース硬度測定と同じ試験機を用います。
    ヌープ硬さ(HK) = 14229F/d2
    測定方法はJISZ2251によって定義されています。
  • ショア硬度測定の原理
    ダイアモンドハンマをサンプルに直角に落とし、反発した高さにより測定します。硬いサンプルほど、高く反発します。
    基準片規格はJIS B 7731により定められており、硬さが30~95HSの場合は共析炭素鋼、100HSには過共析炭素鋼を用います。
    試験方法はJIS Z 2246によって定義されています。
  • UCI(超音波接触インピーダンス)硬度測定の原理
    ダイヤモンド圧子を所定の荷重で約0.5秒ほどサンプル押し当てます。このとき変化する共振周波数を電子的に読み取り、硬さを測定します。 

金属用硬度測定器

硬度測定器にはいろいろな測定法がありますが、それぞれの測定法は、素材に向いたもの、それ以外の物が有ります。 下記に金属で使用される硬度測定器例を記します。

  • ブリネル硬さ 主に鋳物や鍛造品の金属組織が一定ではない素材の平均的な硬さを評価するために使われます。比較的大きな測定痕が残ります。また、測定前に被検体の測定面の研磨加工をする必要があります。
  • ロックウェル硬さ 鉄鋼材料の熱処理の現場で、熱処理した素材の表面硬度を評価するために使われます。比較的大きな素材の測定に向いていて、測定者の違いによる測定誤差が少ない測定方法です。、基準荷重・試験荷重の組み合わせにより、様々な圧子が用意されています
  • ビッカース硬さ 表面硬化剤処理後の硬さや被膜の硬度評価や、溶接素材や溶接状態、の断面評価に使われます。また、被検体の材質に関わらず、同じ測定子で測定できる利点があります。
  • ショア硬さ 金属材料では焼入れ、焼き戻し後や、窒化処理後、薪炭処理後の硬度測定に使われています。大きな材料の測定も可能です。

硬度測定のJIS規格

硬度試験は以下のJIS規格で規定されています。

  • ブリネル硬さ試験:JIS B 7724
  • ビッカース硬さ試験: JIS B 7725
  • ロックウェル硬さ試験: JIS B 7726
  • ショア硬さ: JIS B 7727

また、被検体の材質によって、別途JIS規格が有ります。以下に記する材質は、独立したJIS規格が有ります。 自動車様ブレーキライニング、チタン及びチタン合金、加硫ゴム及び熱可塑性ゴム、ガラス繊維強化プラスチック、ファインセラミックス、

ポータブル硬度測定器

スポンジ、ゴム、プラスチックの硬度測定にはハンディ(手持ち)タイプの物が有ります。

また、簡易的な卓上型に比べて簡易的な測定となりますが、金属用のポータブル硬度測定器も有ります。測定方式は一種類で圧子も同じものを使い、換算で複数の硬度単位を表示します。

参考文献
http://guide.directindustry.com/ja/kodo-kei-o-tadashiku-sentei-suru-ni-wa/
https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe/75/10/75_10_1183/_pdf&ved=2ahUKEwix86CT4dLtAhWDBIgKHe--BXsQFjADegQIFxAB&usg=AOvVaw30SDi-xFoDza9HvN7E0SFA
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl1962/44/10/44_10_722/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjspe/75/10/75_10_1183/_pdf
https://www.struers.com/ja-JP/Knowledge/
https://www.mitutoyo.co.jp/products/katasa/

硬度測定器のメーカー情報

硬度測定器のメーカー12社一覧


硬度測定器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 JFEアドバンテック株式会社
  3. 3 株式会社三弘

設立年の新しい会社

  1. 1 株式会社佐藤商事
  2. 2 菱光社タイランド
  3. 3 株式会社マツザワ

歴史のある会社

  1. 1 株式会社ミツトヨ
  2. 2 株式会社三弘
  3. 3 株式会社テクロック

硬度測定器4選

自動ゴム硬度計P2-C型

高分子計器株式会社 自動ゴム硬度計P2-C型 画像出典: 高分子計器株式会社公式サイト

特徴

自動ゴム硬度計P2-C型は、ゴム硬度の計測試験を実施可能な硬度測定器です。

軟質ゴム、スポンジのような軟らかい材料の硬さ測定をワンプッシュ操作により自動で実施できる点が特徴です。

センサ加圧面と測定対象物の測定面が確実に密着するフレキシブルジョイント機構を採用している上、センサが交換可能な設計になっています。

センサを交換することでJISやISOなど各規格に準拠した硬さ測定が柔軟に実施可能です。

高分子計器株式会社の会社概要

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HM-200システムD

株式会社ミツトヨ HM-200システムD 画像出典: 株式会社ミツトヨ公式サイト

特徴

HM-200システムDは、マイクロビッカース硬さ試験を実施可能な硬度測定器です。

本製品は同社のマイクロビッカース硬さ測定器の中でも最上位モデルであり、最新の電磁力方式を採用し0.4903~19610mNの計測力を備えています。

オートフォーカスによる自動焦点合わせ、くぼみの自動読み取り、電動XYステージによる自動位置決めなど、測定作業の多くが自動化されていますので、試験の効率性向上に寄与します。

制御ソフトウェアが付属しており、制御から結果の管理まで一元的に操作できるユーザービリティの良さも特徴です。

株式会社ミツトヨの会社概要

  • 会社所在地: 神奈川県神奈川県川崎市高津区坂戸1-20-1
  • URL: https://www.mitutoyo.co.jp/
  • 創業: 1934年
  • 従業員数: 5,371人

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Via

株式会社マツザワ Via 画像出典: 株式会社マツザワ公式サイト

特徴

Viaは、ビッカース硬さ計測試験を実施可能な電動タイプの硬度測定器です。

980.7mNから490.3Nまでの試験力があり、本製品1台でマイクロビッカース硬さ試験からビッカース硬さ試験までの範囲をカバーできます。

試料の「くぼみ」はオートフォーカスによる焦点決めと画像処理ソフトウェアによって自動読み取りされるため作業者の読み取り誤差を抑制できます。

計測器の本体サイズは幅220mm、奥行370mm、高さ500mmとコンパクトな設計になっている点も特徴で省スペースに設置が可能です。

株式会社マツザワの会社概要

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FM-810

株式会社フューチュアテック FM-810 画像出典: 株式会社フューチュアテック公式サイト

特徴

FM-810は、箔やメッキ皮膜などのミクロな材料の「微小硬さ計測試験」を実施可能な硬度測定器です。

軽荷重ブリネル試験、破壊靭性値算出機能など、本製品一台で複数の試験法が実施できる点が特徴です。

加えて、対物レンズは最大で4本同時装着可能な上、ビッカース硬度用、ヌープ硬度用2本の圧子同時装着可能であり、2種類の異なる微小硬さ試験が
同時実行できる設計になっています。

タッチパネル式のカラー液晶ディスプレイと一体型になっており操作性にも優れています。

株式会社フューチュアテックの会社概要

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