No.06 超音波振動を用いたハイアスペクトタッチプローブに関する研究

これまで測定できなかったもの（深い細穴、細溝）への挑戦：非常に細長い形状のプローブの開発

（西嶋）

現在、研究所で携わっている業務における依頼試験・開放試験では、精密測定や非破壊検査を主に行っており、「三次元測定器」や「X線CT」などの装置を使っています。その他に、電気系試験（絶縁耐圧試験）なども担当しています。

日々の業務の中、企業さん（金型メーカーさん）からの相談があり、金型のリブや穴、穴の奥の寸法などを精度よく測定したいとのご要望をいただきました。 通常の業務で「X線CT」などの最新の機器等を取り扱い、測定依頼を受けていますので、今までのやり方では測定できないものであることも分かりましたので、まずは、どのように行ったら良いか？から取り組みました。

（西嶋）

深い穴などの測定では、レーザ光による測定も知られていますが、精度良くとなりますと、やはりタッチプローブによる接触式が主流となります。 タッチプローブは検査工程での「機上測定」（工作機械上で寸法を直接計測する）や「三次元測定」に用いられていますが、 深い細溝や細穴に入り込める細長い形状のタッチプローブが一般に提供されていませんでした。 そこで、先行研究や公開特許公報を調べ、感度よく接触を検出できるタッチプローブとして有効な、「超音波振動を利用したタッチプローブ」の開発を始めました。 xxxx細長い形状のプローブであれば、より多くの形状測定に対応可能となり、測定時のプローブ交換の段取りも減るなどの有利な点もあるため、この方式による挑戦が適当と考えました。

超音波振動を用いたハイアスペクトタッチプローブに関する研究（まとめ）open_in_new

（西嶋）

もともとのニーズである、金型メーカーさんからは、今後の商取引において、自社の品質を証明するためにも必要な測定項目として示して行きたいし、測定できるとなれば、 それを求められることも出てくると言われています。そして、この測定技術により、全ての金型製品のうち80％のものは測定できることになると言われているため、 大きなインパクトがある技術ではないかと思っています。

また、センサの形状や測定原理などの検討の中から、柔らかいものの測定や、柔らかいものの中にある固いものの測定・検出などにも用いることができないかとの活用用途イメージが拡がっています。 今後、金型メーカーさんで社内で測定に用いていただいたり、センサを作られる企業さんとタッグを組ませていただくなどで、新たな計測ニーズに対応した商品化に取り組んで行ければと考えています。

ちなみに、タッチプローブによる形状精密測定は1990年代に盛んに研究された技術と聞きました。

そのため、「今頃やっているのか？」とのご意見もいただいたことがありますが、最終的に開発した「回転振動型」の超音波プローブは他には無い新しい方式であることから、今年度の学会発表では、 「新しいもの」として評価していただけました。また、超音波関連の技術専門誌に寄稿依頼をいただく機会が出てくるなど、今後の展開に自分自身も大きく期待しています。 センサ製造企業様、金型製造企業様と積極的にコンタクトをとっていきたいと考えています。よろしくお願いします。