硬度計とは？硬さ試験機の種類と選び方・ロックウェルとビッカースの違い

硬度計とは

硬度計は、金属・ゴム・樹脂に圧子や押針を押し当て、くぼみの深さや大きさ、はね返りから硬さを出す計測器です。硬さ試験機・硬度測定器とも呼び、ゴム用はゴム硬度計（デュロメータ）と呼びます。

硬さの試験は、押込み硬さの試験がいちばん広く使われています。ほかに、標準体を試験面に当てたときのはね返りで示す反発硬さがあります（ミツトヨ⁠の硬さ試験機総合カタログによる⁠）⁠。

比較ページには、方式ごとに代表の型式を載せています。

4つの方式

ロックウェル・ブリネル（据え置き形）

• 初試験力 → 試験力 → 初試験力の順にかけ、前後2回の押し込み深さの差から硬さを出す
• 初試験力が98.07Nならロックウェル、29.42Nならロックウェルスーパーフィシャル
• くぼみを顕微鏡で読まないので値がすぐ出て、焼入れ品の工場の検査に向く（ミツトヨ HR‑530、フューチュアテック FR‑X1）
• ブリネルは球圧子のくぼみの直径から出す。JIS・ISOの試験力は9.807〜29420N、球の直径は1〜10mm

ビッカース・マイクロビッカース

• 対面角136度のダイヤモンド四角錐を押し込み、くぼみの対角線の長さから硬さを出す
• 試験力を自由に選べ、9.807N以下の微小硬さでめっき・表面層・セラミックスも測れる
• くぼみをカメラで自動で読む型が多い（島津製作所 HMV‑G31S、ZwickRoell DuraScan 20 G5）

反発式（リーブ・ショア）

• 衝撃体やハンマーを当て、はね返りから硬さを出す
• 持ち運べるので、大きな部品や据え付けた設備を測れる（ミツトヨ HH‑V400）
• ショア式は約36gのダイヤモンドハンマーを約19mmから落とし、はね返る高さで読む（今井精機 D型）
• 薄いもの・軽いもの・軟らかいものは測れない（HH‑V400は厚さ5mm以上・質量5kg以上⁠）

デュロメータ（ゴム・⁠⁠⁠樹脂）

• 押針をばねで押しつけ、押し込まれた深さを0〜100ポイントで読む
• ゴム用はタイプAがいちばん一般的。タイプAで90以上の硬いものはタイプD、20以下の軟らかいものはタイプE
• 押した直後に値が下がるものは、置針やピークホールドで最大値を読む（テクロック GSD‑719K、高分子計器 DD5‑A型）

ロックウェルとビッカースの違い

• ロックウェル：押し込み深さで読む。値がすぐ出て、数を多く検査するのに向く
• ビッカース：くぼみの対角線を測る。試験力の幅が広く、小さな部品や表面層まで測れる
• どちらで測るかは、図面や社内規格で決めた硬さの記号（HRC・HVなど）に合わせる

規格

• JIS Z 2245：ロックウェル硬さの試験方法
• JIS Z 2244‑1：ビッカース硬さの試験方法（3種類の試験力範囲）
• JIS Z 2243‑1：ブリネル硬さの試験方法
• JIS K 6253‑3：ゴムのデュロメータ硬さの求め方
• JIS B 7726・JIS B 7725：ロックウェル・ビッカースの試験機の検証と校正

選ぶ前に確かめること

• 材料：金属か、ゴム・樹脂か。金属は熱処理の有無と厚さ
• 硬さの記号：図面や規格で決まっている記号（HRC・HV・タイプAなど）
• 試料の大きさ：試験機に載る高さ・奥行（ミツトヨ HR‑530は高さ250mm、島津製作所 HMV‑G31Sは100mm⁠）
• 記録：データ出力（USB・RS‑232C）と⁠、合否判定・統計の機能
• 校正：硬さ基準片での日ごろの確認と、定期の検証をどこに頼むか