SAMURAI - NIMS Researchers Database

HOME > Profile > MIYAHARA, Kensuke

Research

PublicationsNIMS affiliated publications since 2004.

Research papers
Presentations

Society memberships

日本材料試験技術協会

Research Center for Structural Materials
Title

微小球反発硬さ試験機

Keywords

硬さ試験,反発硬さ,反発係数,JIS,アルミナ,金属,セラミックス,木材,食品

Overview

本試験機は、直径3mmのアルミナ微小球を試料に衝突させ、行きと帰りの速度の比、つまり反発係数を計測する。塑性変形しにくい硬い試料ほど、反発係数は大きくなる。微小球は軽量(0.056g)なので、小さく薄い試料にも適用でき、試料に与える損傷も小さい。くぼみ寸法の計測が不要なので、一瞬で測定が完了するとともに、個人差がほとんどなく再現性も高い。金属材料だけでなく、セラミックスや木材、食品など幅広い材料に適用可能である。2023年現在、経済産業省の新市場創造型標準化制度の下でJISの原案作成が進められている。

Novelty and originality

反発式の硬さ試験機は押し込み式の硬さ試験に比べて、顕微鏡でくぼみの大きさを計測する必要がないことから、現場向きの試験機といえる。しかし、従来の反発硬さ試験機では、数g〜数十gのインパクトボディ(衝突体)を利用するため、小さな試料に対しては正確な測定ができない。微小球反発硬さ試験機では、安価かつ高い形状精度を有する直径3mmのアルミナ微小球(0.056g)を使うことで、小さな部品から大きな構造物までを正確に測定できる。

Details

image

(左図)微小球を試料に速度V1で衝突させると、速度V2で跳ね返る。この時のV1V2の速度比を反発係数eと呼ぶ。試料が弾性変形だけでくぼみが残らない場合、理想的には行きと帰りの速度は同じになるので、e = 1となる。一方、試料が塑性変形する場合には、微小球の運動エネルギーからくぼみの形成に費やされたエネルギーが失われるため、eが1より小さくなる。一般に、塑性変形しやすい試料ほどeが小さく、塑性変形しにくい試料ほどeが大きくなるので、反発係数eは硬さの指標となる。

(右図)複数の企業と協力し、本原理に基づく製品を開発した。ポータブルで360°あらゆる向きに試験でき、現場で利用しやすい試験機となっている。複雑な調整は不要であり、電源を入れて誰でもすぐに試験可能である。この微小球反発硬さ試験機は、日本機械学会の優秀製品賞を獲得するとともに、経済産業省の新市場創造型標準化制度に採択され、2023年現在JISの原案作成が進められている。また、一瞬で測定が完了する点を活かして、高温や低温の硬さ試験にも応用されている。

image

Summary

微小球反発硬さ試験機は、複雑な調整が不要で、誰でもすぐに使える再現性の高い硬さ試験機である。
小さな部品から大きな構造物まで、金属、セラミックス、木材、食品など幅広い材料に適用できる汎用的な硬さ試験機である。
製品化後、高い評価を受け、現在は経済産業省の新市場創造型標準化制度の下でJISの原案作成が進められている。

この機能は所内限定です。
この機能は所内限定です。

▲ Go to the top of this page