硬さ試験機は材料試験機の一種で、金属やゴム、プラスチックといったサンプルの硬さや弾性といった機械的特性の測定が行えます。測定安定性は低いものの簡易測定ができるハンディタイプのものや、自動測定で詳細な分析ができる据え置きタイプのモデルなどがあり、測定目的に応じてさまざまな機種の中から選ぶことができます。

この記事では、硬さ試験機の選び方や工場に試験機を導入するメリットやデメリット、日本国内の主な取り扱いメーカとその製品などについてご紹介します。また、硬さ試験機を用いて生産性を向上させるポイントも解説しますので、ご参考ください。

もし、硬さ試験機導入のコンサルティングを受けて、

• 省力化、省人化してコストダウンしたい
• 生産性アップして売上を上げたい
• 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
• どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽にFAプロダクツまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

１．硬さ試験機の選び方

硬さ試験機は、分析したいサンプルに荷重をかけながら表面積の変化量や反発力などを観察し、硬度などの機械的特性を分析できるので、材料メーカなどでは欠かせない試験機の一つです。ここでは、硬さ試験機の選び方について、3つの基本的なポイントをご紹介します。

（1）自社の測定目的に合わせた機種を選ぶ

硬さ試験機は測定サンプルの表面に圧力をかけたときの圧痕の深さを計測する「ロックウェル硬さ試験機」、圧痕の表面積を計測する「ブリネル硬さ試験機」と 「ビッカース硬さ試験機」、鋼球の跳ね返り高さを計測する「ショア硬さ試験」などがあります。

試験機の種類によって測定項目や対応するサンプルの材質なども異なるため、自社で取り扱っている材料の種類や硬度範囲に適した装置を選択する必要があります。

また、測定精度も試験方法や機種によって異なり、精度が高くなるほど導入コストも高くなりやすいため、自社の品質管理基準とのバランスを考慮し、費用対効果の事前検証が欠かせません。

（2）操作性が良いものを選ぶ

硬さ試験機の操作性は、測定作業の効率に少なからず影響を与えます。作業効率を重視するならば、使い勝手がよく操作が簡単な機器を選ぶことで、作業者の操作ミスを減らせるでしょう。

また、硬さ試験機の中には、高価ではあるものの自動測定機能を備えた機種もあります。測定パラメータを設定すれば自動測定でき、ジョイント交換によって複数の試験をまとめて行なえる機種が多いため、トータルコストを下げるための選択肢の一つとして検討しましょう。

（3）テクニカルサポートが整ったメーカを選ぶ

機械的特性を手軽に行なえる硬さ試験機は使用頻度が高く、長期間の使用が前提となります。そのため、定期的な部品交換や校正などが欠かせず、購入後のメンテナンスやテクニカルサポートが充実しているメーカやSIerから購入を検討することが大切です。

２．硬さ試験機のおすすめメーカと取扱い製品

次に、硬さ試験機の製造や販売を行っているおすすめメーカ3社と、各社が取り扱っている製品についてご紹介します。

（1）株式会社島津製作所

【特徴】
・硬さ試験機をはじめとしたさまざまな材料試験機を取り扱う大手メーカ
・分析計測機器の導入実績が豊富で顧客ニーズに幅広く対応できる
・日本だけでなく世界で導入実績がありメンテナンスサービスまで充実

【取り扱い硬さ試験機】

①HMV-Gシリーズ

画像引用：株式会社島津製作所・HMV-Gシリーズ

デジタルカメラを内蔵しており、自動測長によって試験結果のばらつきを軽減させたマイクロピッカース硬度計。測定時間は約0.3秒で、全自動モデルである「G31-FAシリーズ」もラインアップされています。

②MCTシリーズ

画像引用：株式会社島津製作所・MCTシリーズ

液晶スペーサや導電性微粒子、セラミックスなどの硬度を測定できる微小圧縮試験機。試験力範囲に応じた4タイプがあるため、幅広い微小材料の圧縮強度を分析できます。

【所在地】
〒604-8511 京都市中京区西ノ京桑原町1番地
TEL.075-823-1111
https://www.shimadzu.co.jp/

（2）高分子計器株式会社

【特徴】
・プラスチックやゴム関連の材料試験機の製造や販売を行うメーカ
・各種高分子物質の分析技術の知見が豊富でメンテナンスサポートも充実

【取り扱い硬さ試験機】

①デジタルゴム硬度計DD5-A型

画像引用：高分子計器株式会社・デジタルゴム硬度計DD5-A型

JISやASTMなど国内外の品質標準規格に広く採用されているゴム製品の硬さ試験機。ピークホールド機能によって最大値が容易に確認でき、タイマホールド機能によって1秒から15秒まで任意の時間で測定値が保持できます。補助装置のモータ駆動式定圧荷重器CLE-150シリーズと組み合わせることで、高精度な測定が実現できます。

②自動ゴム硬度計P2-A型

画像引用：高分子計器株式会社・自動ゴム硬度計P2-A型

簡単操作で自動でゴムの硬度を計測できる硬さ試験機。測定対象のゴムの硬度により複数のタイプがあり、A型は中硬度の一般ゴム、硬質ゴムやプラスチック向けのD型、軟質ゴムやスポンジ向けのC型、JIS K 6253、ISO48-4に規定されている軟質ゴム用のタイプEがあります。

【所在地】
〒602-8027 京都府京都市上京区下立売通室町西入
TEL.075-414-1411
FAX.075-431-0661
https://www.asker.co.jp/

（3）株式会社ミツトヨ

【特徴】
・精密測定技術に特化した1934年創業のメーカ
・検査環境改善や工程改善など『測る』技術を駆使してさまざまなソリューションを展開
・機械の受注・設計・製造・納入まで一貫メーカとして日本だけでなく海外にも事業を展開

【取り扱い硬さ試験機】

①ロックウェル硬さ試験機 HR-210MR

画像引用：株式会社ミツトヨ・ HR-210MR

ロックウェル硬さを測定できる材料試験機。ダイヤルゲージは自動プリセットが採用されているため、初試験力負荷の際にゲージプリセット操作をする必要がありません。他にも機能別にHR-320MS、HR-430MR、HR-430MSがあり、用途に応じて4機種の中から選択できます。

②反発式ポータブル硬度計 HARDMATIC HH-411

画像引用：株式会社ミツトヨ・ 反発式ポータブル硬度計 HARDMATIC HH-411

検出器を測定対象に押し当てながら手動操作で計測する反発式のポータブル硬度計。硬さ試験の結果を最大で1800点記憶できるため、巡回試験などに最適です。

【所在地】
〒213-8533 神奈川県川崎市高津区坂戸1-20-1
お問い合わせ
https://www.mitutoyo.co.jp/

３．硬さ試験機のメリット・デメリット

硬さ試験機は、導入検討をする前にメリットやデメリットについて把握し、自社にとっての必要性を判断する必要があります。ここでは、硬さ試験機のメリットとデメリットをご紹介しますので、導入検討の際のご参考としてください。

（1）硬さ試験機のメリット

①さまざまな材質の機械的特性を高精度で測定できる

硬さ試験機を用いることで、金属やプラスチック、ゴムといったさまざまな材質の製品の硬度や弾性といった機械的特性を、手軽に測定できます。手動試験では一定の荷重を加えたり、変化量を正確に測定することが難しいですが、硬さ試験機を用いることで精度の高い試験ができます。

また、試験は非破壊もしくは微破壊で行えるため、使用したサンプルをそのまま転用することも不可能ではありません。

②連続試験が容易になる

硬さ試験機は、試験条件を一定に保ったまま連続的に試験を行えるため、人の手による試験に比べて大量のサンプルを効率的かつ簡単に実施できるため、作業工数を大幅に削減できます。

特に、製品開発のように製造条件を変えて多くのサンプルを採取し、機械的特性の違いを正確に計測する際には、硬さ試験機のような材料試験機を使用することで正確に変化率などを把握できます。

③品質管理や品質保証に使える

硬さ試験機は、JIS規格など品質保証の標準規格に則った測定方法で試験でき、高い精度でサンプルの硬さ測定の結果が得られるので、品質管理や品質保証に使用できます。また、測定は非破壊もしくは微破壊で行なえるため、サンプルを再利用することも可能です。

（2）硬さ試験機のデメリット

①操作に専門知識が必要

硬さ試験機を使った試験では、サンプルの準備や測定条件の設定、データ解析といった作業を行います。どの作業も測定結果に影響を与えるため、試験の測定精度を高めるためには作業者の専門性を高める訓練が欠かせません。

ハンディタイプの測定器でも設置角度や圧着力などによって測定値がばらつくため、作業標準書で測定方法を規定するのはもちろん、ライセンス制にするなどして作業者のレベルを一定に保つ必要があります。

②機種の選定や設置環境の自由度が高くない

硬さ試験機は、試験できるサンプル形状や材質に制限があるため、機種の選択肢が限定される恐れがあります。また、硬さ試験をはじめとする機械特性試験は、温度や湿度、振動などの影響を受けて試験結果が安定的に得られない可能性があるため、設置環境が限定されるというデメリットがあります。

③導入とメンテナンスにコストがかかる

硬さ試験機は数万円の簡易的なものから、自動でさまざまな材料試験を実施できる数百万円にのぼる高価な機種もあるため、選択する装置によっては導入コストが非常に高額になります。また、故障したパーツの交換や校正などのメンテナンスも必要になるため、運用コストがかさんでしまうこともあります。

4．硬さ試験機を用いて生産性を上げるポイント

最後に、硬さ試験機の導入によって、製造工程の生産性を向上させるポイントを3つご説明します。

（1）試験条件の最適化

硬さ試験機を効率的に使用するには、試験する材料の種類や形状、硬度などに応じた最適な試験条件を設定することが欠かせません。作業員が試験のための条件設定に手間取るような状態では、試験結果が判明するのに時間がかかり、製造工程のロスにつながる恐れがあります。

また、試験データの管理を徹底することも大切です。試験条件や試験結果、サンプル情報などの保存先を整理してアクセス効率を高めることで、試験の段取り時間を短縮し、データ分析などの作業効率を向上させることができるでしょう。

（2）自動試験機を導入する

硬さ試験の作業手順をどれだけ効率化しても、装置の設定や測定自体に時間がかかるようでは生産性の向上は期待できません。コストはかかるものの、自動での高速試験が可能なモデルを導入することで作業員の工数を減らすことができ、品質管理や品質保証の効率化を図れます。
もちろん、多機能でさまざまな材料の機械的特性を測定できる装置ほど高額になるので、トータルコストの事前検証は欠かせません。

（3）SIerに材料試験機の導入について相談する

硬さ試験機を導入する前に、自社で行う材料試験を全てピックアップし、費用対効果の検証も含めて試験機の導入や運用に精通しているSIerに相談しましょう。

材料試験にはさまざまな試験項目があり、自社で取り扱っている製品によっては、硬さ試験だけでなく曲げ試験やねじり試験、衝撃試験など一度にさまざまな試験が必要になることが少なくありません。各試験項目ごとに装置を購入すると、作業効率が悪くなったり、導入と運用コストが逆に高くなったりする恐れがあります。

工程内に設置する際にはスペースの確保も必要になるため、工程の分析と最適化について知見のあるSIerに相談することで、生産性を向上させられるでしょう。

５．硬さ試験機に関するご相談はFAプロダクツへ

硬さ試験機は、金属やゴムなど特性の異なる材質の硬度を測定できる装置で、ポータブルタイプから据え置きの大型機器までさまざまなモデルがあります。硬さ試験機を導入することで、硬さ特性を再現性高く測定できるため、材料メーカだけでなく加工メーカでも品質管理や品質保証に役立てられます。

硬さ試験機は構造自体はシンプルですが、測定対象物の材質やサイズ、使用目的などによって選択できる機種がある程度限定されるため、作業効率を高めるための工程分析が欠かせません。

FAプロダクツでは、硬さ試験機を含めた材料試験機の導入経験や生産効率の向上支援の実績を生かして、それぞれの工場にとって最適なアドバイスを行っております。お悩みの方は、お気軽にご連絡ください。

FAプロダクツは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692(代表)
https://jss1.jp/

【営業品目】

• 産業用ロボット
• 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
• 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
• 治具の設計・製作

【実績】
ＮＭ社（電子部品の製造販売）、ＨＳ製作所（情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売）、ＴＴ社（ショッピングセンターなどリテール事業）、ＳＭ社（自動制御機器の製造・販売）、ＯＲ社（自動車安全システムの製造販売）

 

• 曲げ試験機のおすすめメーカ3選　選び方や生産性向上の...
• 自動溶接機の主要メーカ・製品比較　選び方や導入後のポ...