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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
Japanischen Anmeldung Nr. 2018-187835 , eingereicht am 3. Oktober 2018, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Härteprüfeinrichtung.
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Beschreibung des verwandten Gebiets
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Es ist bereits eine Härteprüfeinrichtung bekannt, die die Härte einer Probe misst, indem unter Verwendung eines Eindringkörpers eine vorgegebene Prüfkraft auf eine Oberfläche einer Probe (eines Werkstücks) aufgebracht wird, derart, dass eine Vertiefung gebildet wird. Zum Beispiel ist eine Rockwell-Härteprüfeinrichtung eine Prüfeinrichtung, die die Härte einer Probe misst, indem mit einem konischen Diamant-Eindringkörper oder einem Kugeleindringkörper eine vorgegebene Prüfkraft auf eine Oberfläche der Probe aufgebracht wird, derart, dass eine Vertiefung gebildet wird, und eine Drücktiefe des Eindringkörpers während der Bildung der Vertiefung gemessen wird (siehe z. B. die
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-050189 ).
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Bei dieser Härteprüfeinrichtung wird die Antriebskraft eines Servomotors über eine Blattfeder auf einen Lastausübungsarm übertragen, derart, dass der Lastausübungsarm gedreht wird, und wird eine Vertiefung gebildet, indem ein Eindringkörper, der an einem Stirnende des Lastausübungsarms eingebaut ist, gegen die Probe gedrückt wird. Insbesondere wird bei dieser Härteprüfeinrichtung die Prüfkraft erzeugt, indem der Servomotor die Blattfeder verformt. Wenn die Härteprüfeinrichtung durch Drücken des Eindringkörpers gegen die Probe die Vertiefung bildet, wird ein Betrag der Verformung der Blattfeder, der der Prüfkraft entspricht, durch einen Federverlagerungsbetragsensor gemessen, und der Betrag der Verformung wird durch den Servomotor gesteuert, und zusätzlich wird die Drücktiefe des Eindringkörpers gegen die Probe durch einen Armpositionssensor auf der Grundlage eines Betrags der Verlagerung des Lastausübungsarms gemessen.
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Wenn jedoch die Härteprüfeinrichtung, die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-050189 erwähnt ist, unter einer Hochtemperaturumgebung oder einer Niedertemperaturumgebung angeordnet ist, können der Lastausübungsarm und die Blattfeder eine Wärmeausdehnung oder Wärmekontraktion erfahren. Wenn der Armpositionssensor und der Federverlagerungsbetragsensor die Verformung des Lastausübungsarms und der Blattfeder mit der Wärmeausdehnung oder der Wärmekontraktion misst, kann ein fehlerhafter Betrieb auftreten. Zum Beispiel kann die Härteprüfeinrichtung dann, wenn kein Betrieb durchgeführt wird, die Verformung des Lastausübungsarms oder der Blattfeder, die durch den Armpositionssensor oder den Federverlagerungsbetragsensor detektiert wird, als einen Auslöser, eine Prüfung anzuregen, fehlinterpretieren. Ebenso können dann, wenn die Härteprüfung in einem Zustand durchgeführt wird, in dem der Armpositionssensor und der Federverlagerungsbetragsensor die Verformung des Lastausübungsarms und der Blattfeder mit der Wärmeausdehnung oder der Wärmekontraktion detektieren, Messergebnisse erhalten werden, die einen Fehler enthalten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Härteprüfeinrichtung, die eine Härteprüfung auf vorteilhafte Weise durchführen kann, ohne durch Änderungen der Umgebungstemperatur beeinflusst zu werden.
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Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, ist die Erfindung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Härteprüfeinrichtung, die die Härte einer Probe misst, indem unter Verwendung eines Eindringkörpers eine vorgegebene Prüfkraft auf eine Oberfläche der Probe aufgebracht wird. Die Härteprüfeinrichtung enthält einen Lastausübungsarm, der mit dem Eindringkörper versehen ist; eine Blattfeder, wobei ein erstes Ende davon an dem Lastausübungsarm befestigt ist; eine Antriebseinrichtung, die den Lastausübungsarm verlagert, indem die Blattfeder gebogen wird, und den Eindringkörper gegen die Probe drückt; einen Federverlagerungsdetektor, der einen Betrag einer Verlagerung der Blattfeder detektiert; einen Armverlagerungsdetektor, der einen Betrag einer Verlagerung des Lastausübungsarms detektiert; und eine Steuereinheit, die als Antwort darauf, dass der Federverlagerungsdetektor den Betrag der Verlagerung der Blattfeder detektiert und der Armverlagerungsdetektor den Betrag der Verlagerung des Lastausübungsarms detektiert, einen vorgegebenen Prozess ausführt. In einem Zustand, in dem sich die Antriebseinrichtung in Betrieb befindet, derart, dass der Eindringkörper gegen die Probe gedrückt wird, führt die Steuereinheit einen Prozess durch, um auf der Grundlage des Betrags der Verlagerung der Blattfeder und des Betrags der Verlagerung des Lastausübungsarms, die durch den Federverlagerungsdetektor bzw. den Armverlagerungsdetektor detektiert werden, die Härte der Probe zu berechnen. In einem Zustand, in dem sich die Antriebseinrichtung nicht in Betrieb befindet, und wenn der Federverlagerungsdetektor und der Armverlagerungsdetektor den Betrag einer Verlagerung der jeweiligen Gegenstände detektieren (die Bestimmung vorgenommen wird, dass der Lastausübungsarm und die Blattfeder mit den Änderungen der Umgebungstemperatur verformt werden), führt die Steuereinheit einen Prozess durch, um einen Anwender darüber zu informieren, eine Initialisierung auszuführen, die den Betrag der Verlagerung des jeweiligen Gegenstands, den Betrag der Verlagerung, der durch den Federverlagerungsdetektor bzw. den Armverlagerungsdetektor detektiert wird, auf null zurücksetzt.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Härteprüfeinrichtung, die die Härte der Probe misst, indem die vorgegebene Prüfkraft unter Verwendung des Eindringkörpers auf die Oberfläche der Probe aufgebracht wird. Die Härteprüfeinrichtung enthält den Lastausübungsarm, der mit dem Eindringkörper versehen ist; die Blattfeder, wobei deren erstes Ende an dem Lastausübungsarm befestigt ist; die Antriebseinrichtung, die den Lastausübungsarm verlagert, indem die Blattfeder gebogen wird, und den Eindringkörper gegen die Probe drückt; den Federverlagerungsdetektor, der den Betrag der Verlagerung der Blattfeder detektiert; den Armverlagerungsdetektor, der den Betrag der Verlagerung des Lastausübungsarms detektiert; und die Steuereinheit, die als Antwort darauf, dass der Federverlagerungsdetektor den Betrag der Verlagerung der Blattfeder detektiert und der Armverlagerungsdetektor den Betrag der Verlagerung des Lastausübungsarms detektiert, den vorgegebenen Prozess ausführt. In einem Zustand, in dem sich die Antriebseinrichtung in Betrieb befindet, derart, dass der Eindringkörper gegen die Probe gedrückt wird, führt die Steuereinheit einen Prozess durch, um auf der Grundlage des Betrags der Verlagerung der Blattfeder und des Betrags der Verlagerung des Lastausübungsarms, die durch den Federverlagerungsdetektor bzw. den Armverlagerungsdetektor detektiert werden, die Härte der Probe zu berechnen. In einem Zustand, in dem sich die Antriebseinrichtung nicht in Betrieb befindet, und wenn der Federverlagerungsdetektor und der Armverlagerungsdetektor den Betrag einer Verlagerung der jeweiligen Gegenstände detektieren (die Bestimmung vorgenommen wird, dass der Lastausübungsarm und die Blattfeder mit den Änderungen der Umgebungstemperatur verformt werden), führt die Steuereinheit einen Initialisierungsprozess durch , um den Betrag der Verlagerung des jeweiligen Gegenstands, den Betrag der Verlagerung, der durch den Federverlagerungsdetektor bzw. den Armverlagerungsdetektor detektiert wird, auf null zurückzusetzen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Härteprüfung als Antwort auf die Änderungen der Umgebungstemperatur auf vorteilhafte Weise durchgeführt werden.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden genauen Beschreibung unter Bezugnahme auf die erwähnten mehreren Zeichnungen mittels nicht einschränkender Beispiele für beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen in den diversen Ansichten der Zeichnungen durchgehend gleichartige Komponenten darstellen, es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht, die eine Konfiguration von relevanten Abschnitten einer Härteprüfeinrichtung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
- 2 ein Blockdiagramm einer Steuerstruktur der Härteprüfeinrichtung gemäß der Ausführungsform;
- 3A und 3B auf schematische Weise einen Zustand, in dem ein Lastausübungsarm und eine Blattfeder der Härteprüfeinrichtung mit einer Härteprüfung aktiviert sind;
- 4A und 4B auf schematische Weise einen Zustand, in dem der Lastausübungsarm und die Blattfeder der Härteprüfeinrichtung mit der Wärme ausgedehnt sind; und
- 5A und 5B auf schematische Weise einen Zustand, in dem der Lastausübungsarm und die Blattfeder der Härteprüfeinrichtung mit der Wärme kontrahiert sind.
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Genaue Beschreibung der Erfindung
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Die hier gezeigten Einzelheiten sind lediglich beispielhaft und dienen Zwecken einer veranschaulichenden Diskussion der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und werden zum Bereitstellen dessen, wovon geglaubt wird, dass es die nützlichste und am einfachsten zu verstehende Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der vorliegenden Erfindung ist, vorgestellt. In diesem Zusammenhang wird kein Versuch unternommen, strukturelle Einzelheiten der vorliegenden Erfindung in einer größeren Detailtiefe zu zeigen, als für das grundlegende Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig ist, wobei die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen dem Fachmann auf dem Gebiet ersichtlich macht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis ausgeführt sein können.
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Härteprüfeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Diverse technisch bevorzugte Einschränkungen sind auf die unten beschriebene Ausführungsform angewendet, um die vorliegende Erfindung auszuführen, jedoch ist der Umfang der vorliegenden Erfindung weder durch die folgende Ausführungsform noch durch die veranschaulichten Beispiele eingeschränkt. Die Härteprüfeinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Rockwell-Härteprüfeinrichtung, die die Härte einer Probe misst, indem mit einem Eindringkörper eine vorgegebene Prüfkraft auf eine Oberfläche der Probe aufgebracht wird.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist eine Härteprüfeinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform z. B. konfiguriert, einen Lastausübungsarm 11, der mit einem Eindringkörper 1 versehen ist; eine Blattfeder 11a, wobei ein erstes Ende davon am Lastausübungsarm 11 befestigt ist; eine Antriebseinrichtung (Presse) 12, die den Lastausübungsarm 11 verlagert, indem die Blattfeder 11a gebogen wird, und die den Eindringkörper 1 gegen eine Probe S drückt; einen Federverlagerungsdetektor 13, der einen Betrag einer Verlagerung der Blattfeder 11a detektiert; einen Armverlagerungsdetektor 14, der einen Betrag einer Verlagerung des Lastausübungsarms 11 detektiert; eine Probenbühne 15, auf der die Probe S auf einer Deckfläche davon angeordnet ist; eine Konsole 17; einen Speicher 18; eine Steuereinheit 19; und dergleichen zu enthalten. Diverse Betriebssteuerungen in der Härteprüfeinrichtung 100 werden durch die Steuereinheit 19 durchgeführt, die in 2 veranschaulicht ist.
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Der Lastausübungsarm 11 ist an einem Prüfeinrichtungs-Hauptkörper 100a drehbar vorgesehen und ist derart konfiguriert, dass diverse Arten von Eindringkörpern an einem Stirnende des Lastausübungsarms 11 ausgetauscht und eingebaut werden können. Die diversen Arten von Eindringkörpern, die am Lastausübungsarm 11 befestigt werden können, können einen Eindringkörper 1, der auf einer Probenoberfläche einer Vertiefung bildet, oder einen flachen Eindringkörper (in den Zeichnungen nicht gezeigt), der gegen eine als Ziel gesetzte Probe gedrückt wird, ohne die Probe zu beschädigen, enthalten.
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Die Blattfeder 11a ist eine Prüfkraft-Erzeugungsfeder, die am Lastausübungsarm 11 einteilig vorgesehen ist und durch elastische Verformung eine Prüfkraft erzeugt.
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Die Antriebseinrichtung 12 enthält z. B. einen Schrittmotor, einen Servomotor oder dergleichen als eine Antriebsquelle 12a. Die Leistung, die durch die Antriebsquelle 12a erzeugt wird, wird über die Blattfeder 11a auf den Lastausübungsarm 11 übertragen, und der Lastausübungsarm 11 wird gedreht, wobei bewirkt wird, dass sich das Stirnende des Lastausübungsarms 11 der Probenbühne 15 nähert und der Eindringkörper 1 oder ein flacher Eindringkörper gegen die Probe S gedrückt wird, die auf der Probenbühne 15 angeordnet worden ist. Außerdem bewirkt die Antriebseinrichtung 12, dass sich der Lastausübungsarm 11 in einer Richtung von der Probenbühne 15 weg dreht, und verlagert den Lastausübungsarm 11 an eine vorgegebene Rückzugsposition. Die Rückzugsposition bezieht sich auf eine Anordnung, die einen Abstand zwischen den diversen Eindringkörpern und der Probenbühne 15 erzeugt und die ermöglicht, dass der Eindringkörper 1 oder die Probe S ausgetauscht werden können, oder eine vorgegebene Vorbereitung zur Messung ermöglicht.
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Der Federverlagerungsdetektor 13 detektiert den Betrag der Verlagerung der Blattfeder 11a im Lastausübungsarm 11. Insbesondere ist der Federverlagerungsdetektor 13 z. B. durch eine Verlagerungssensoreinheit (lineare Skala), die auf optische Weise eine Glasskala liest, konfiguriert und detektiert den Betrag der Verlagerung der Blattfeder 11a, wenn die Blattfeder 11a eine Kraft, die durch die Antriebseinheit 12 (Antriebsquelle 12a) erzeugt wird, auf den Lastausübungsarm 11 überträgt. Der Betrag der Verlagerung der Blattfeder 11a, der durch den Federverlagerungsdetektor 13 detektiert wird, wird auf ununterbrochene Weise an die Steuereinheit 19 ausgegeben. Dementsprechend kann die Prüfkraft, die auf den Eindringkörper 1 aufgebracht wird, auf ununterbrochene Weise detektiert werden.
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Der Armverlagerungsdetektor 14 detektiert den Betrag der Verlagerung des Lastausübungsarms 11. Insbesondere ist der Armverlagerungsdetektor 14 z. B. durch eine Verlagerungssensoreinheit (lineare Skala), die auf optische Weise eine Glasskala liest, konfiguriert und detektiert den Betrag der Verlagerung, um den der Lastausübungsarm 11 gedreht wird. Der Betrag der Verlagerung des Lastausübungsarms 11, der durch den Armverlagerungsdetektor 14 detektiert wird, wird an die Steuereinheit 19 ausgegeben.
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Die Probenbühne 15 ist unter den diversen Eindringkörpern vorgesehen, die auf dem Lastausübungsarm 11 eingebaut sind, und eine Probe S, gegen die die diversen Eindringkörper drücken, ist auf der Probenbühne 15 angeordnet.
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Eine Probenbühnen-Höheneinstelleinrichtung 16 enthält eine Trägersäule 16a, die auf einer Außenumfangsfläche davon mit einem Außengewinde versehen ist, und einen Griff 16b, der auf einer Innenumfangsfläche davon mit einem Innengewinde versehen ist. Das Außengewinde der Trägersäule 16a befindet sich mit dem Innengewinde des Griffs 16b in Eingriff. Indem der Griff 16b gedreht wird, wird die Trägersäule 16a in einer Richtung nach oben/nach unten entlang der Längsrichtung der Trägersäule 16a verlagert, und die Probenbühne 15, die am oberen Ende der Trägersäule 16a angebracht ist, wird nach oben und nach unten verlagert, wobei ermöglicht wird, dass eine Höhenposition der Probenbühne 15 eingestellt wird.
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Die Konsole 17 enthält einen Anzeigeabschnitt 17a und einen Eingabeabschnitt 17b. Der Anzeigeabschnitt 17a ist z. B. durch eine LCD (Flüssigkristallanzeige) konfiguriert und zeigt diverse Bildschirme in Übereinstimmung mit einer Anzeigesignalanweisung, die durch die Steuereinheit 19 eingegeben wird, an. Der Eingabeabschnitt 17b enthält z. B. eine Berührungsbildschirmtafel, die derart gebildet ist, dass sie über einem Anzeigebildschirm des Anzeigeabschnitts 17a liegt, und diverse Bedienknöpfe wie etwa Ziffernknöpfe und einen Startknopf enthält. Ein Bedienungssignal auf der Grundlage einer Bedienung durch einen Anwender wird an die Steuereinheit 19 ausgegeben.
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Der Speicher 18 ist durch eine Speichervorrichtung wie etwa einen nichtflüchtigen Halbleiterspeicher oder eine Festplatte konfiguriert, und darauf sind Daten oder dergleichen bezüglich diverser Prozesse gespeichert.
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Die Steuereinheit 19 ist konfiguriert, eine CPU 19a, einen RAM 19b und einen ROM 19c zu enthalten, und steuert auf integrale Weise diverse Abschnitte der Härteprüfeinrichtung 100.
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Die CPU 19a ruft ein Verarbeitungsprogramm ab, das im ROM 19c gespeichert ist, öffnet anschließend das Verarbeitungsprogramm im RAM 19b und führt es dort aus, wodurch die Gesamtsteuerung der Härteprüfeinrichtung 100 durchgeführt wird.
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Im RAM 19b wird das Verarbeitungsprogramm, das durch die CPU 19a ausgeführt wird, in einem Programmspeicherbereich im RAM 19b geöffnet, und Eingangsdaten, Verarbeitungsergebnisse, die während der Ausführung des Verarbeitungsprogramms erzeugt werden, und dergleichen werden in einem Datenspeicherbereich davon gespeichert.
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Im ROM 19c sind diverse Arten von Daten, diverse Arten von Verarbeitungsprogrammen und dergleichen gespeichert, die der CPU 19a ermöglichen, die Gesamtsteuerung der Härteprüfeinrichtung 100 auszuführen. Insbesondere sind im ROM 19c z. B. eine Härteprüfungs-Ablaufprogramm 191, ein Umgebungstemperatur-Antwortprogramm 192 und dergleichen gespeichert.
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Als nächstes wird ein Prozess beschrieben, in dem die Steuereinheit 19 der Härteprüfeinrichtung 100 arbeitet.
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Die Steuereinheit 19 der Härteprüfeinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt als Antwort darauf, dass der Betrag der Verlagerung der Blattfeder 11a durch den Federverlagerungsdetektor 13 detektiert wird und der Betrag der Verlagerung des Lastausübungsarms 11 durch den Armverlagerungsdetektor 14 detektiert wird, einen vorgegebenen Prozess durch. Insbesondere führt die Steuereinheit 19 in einem Zustand, in dem sich die Antriebseinrichtung 12 in Betrieb befindet, derart, dass der Eindringkörper 1 gegen die Probe S gedrückt wird, einen Prozess durch, um auf der Grundlage des Betrags der Verlagerung der Blattfeder 11a und des Betrags der Verlagerung des Lastausübungsarms 11, die durch den Federverlagerungsdetektor 13 bzw. den Armverlagerungsdetektor 14 detektiert werden, die Härte der Probe S zu berechnen. Außerdem führt die Steuereinheit 19 in einem Zustand, in dem sich die Antriebseinrichtung 12 nicht in Betrieb befindet, einen Prozess durch, um zu bestimmen, dass der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur verformt sind, wenn der Federverlagerungsdetektor 13 und der Armverlagerungsdetektor 14 den Betrag einer Verlagerung der jeweiligen Gegenstände (Blattfeder 11a und der Lastausübungsarm 11) detektieren.
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Wenn z. B. eine Ausführungsanweisung der Härteprüfung durch den Anwender über die Konsole 17 eingegeben wird, die als ein Auslöser betrachtet wird, öffnet die CPU 19a der Steuereinheit 19 ein Härteprüfungs-Ausführungsprogramm 191 im RAM 19b und führt es dort aus, und dadurch wird die Antriebseinrichtung 12 derart betätigt, dass der Lastausübungsarm 11 in einer Richtung gedreht wird, in der der Eindringkörper 1 gegen die Probe S gedrückt wird. Daraufhin detektiert der Federverlagerungsdetektor 13 den Betrag der Verlagerung der Blattfeder 11a, wenn der Eindringkörper 1 gegen die Probe S gedrückt wird, und ebenso detektiert der Armverlagerungsdetektor 14 den Betrag der Verlagerung des Lastausübungsarms 11, wenn der Eindringkörper 1 gegen die Probe S gedrückt wird. Auf der Grundlage des detektierten Betrags der Verlagerung wird eine Rockwell-Härteprüfung durchgeführt, um die Härte der Probe S zu berechnen. Der berechnete Wert der Härte der Probe S wird auf dem Anzeigeabschnitt 17a angezeigt.
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Außerdem wird in einem Zustand, in dem die Ausführungsanweisung der Härteprüfung nicht durch den Anwender eingegeben wird und die Antriebseinrichtung 12 sich nicht in Betrieb befindet, die Tatsache, dass der Betrag einer Verlagerung des jeweiligen Gegenstands durch den Federverlagerungsdetektor 13 und den Armverlagerungsdetektor 14 detektiert worden ist, als ein Auslöser betrachtet. Die CPU 19a der Steuereinheit 19 öffnet daraufhin das Umgebungstemperatur-Antwortprogramm 192 im RAM 19b und führt es dort aus und führt dadurch einen Prozess durch, um zu bestimmen, dass der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a aufgrund der Änderungen der Umgebungstemperatur verformt sind. Mit anderen Worten, wenn in der Härteprüfeinrichtung 100, in der keine Härteprüfung durchgeführt wird, der Federverlagerungsdetektor 13 den Betrag einer Verlagerung der Blattfeder 11a detektiert und der Armverlagerungsdetektor 14 den Betrag einer Verlagerung des Lastausübungsarms 11 detektiert, wird die Bestimmung vorgenommen, dass der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a aufgrund der Änderungen der Umgebungstemperatur verformt sind.
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Hier wird die Verformung des Lastausübungsarms 11 und der Blattfeder 11a mit den Änderungen der Umgebungstemperatur, die für die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Anliegen ist, im Vergleich mit der Verlagerung des Lastausübungsarms 11 und der Blattfeder 11a während des Härteprüfungsbetriebs beschrieben.
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Zuerst wird eine Beschreibung der Verlagerung des Lastausübungsarms 11 und der Blattfeder 11a während des Härteprüfungsbetriebs gegeben. Wenn die Härteprüfung durch die Härteprüfeinrichtung 100 durchgeführt wird, wie z. B. in 3A und 3B gezeigt ist, zieht die Antriebseinrichtung aus einem Zustand, in dem sich der Eindringkörper 1 mit der Stirnfläche der Probe S in Kontakt befindet, die Blattfeder 11a nach unten, derart, dass der Lastausübungsarm 11 in der Richtung gedreht wird, in der der Eindringkörper 1 gegen die Probe S gedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt detektiert der Federverlagerungsdetektor 13 eine Verlagerung in einer Richtung, in der sich die Blattfeder 11a ausdehnt (positive Richtung), und der Armverlagerungsdetektor 14 detektiert eine Verlagerung, die das Stirnende des Lastausübungsarms 11 nach unten verlagert (positive Richtung).
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Wenn im Gegensatz dazu die Umgebungstemperatur wie etwa jene eines Prüfraumes, in dem die Härteprüfeinrichtung 100 eingebaut ist, zunimmt (z. B. eine Zunahme von 10 auf 20 °C), dehnen sich der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a, die aus Metall hergestellt sind, mit der Wärme aus. Zu diesem Zeitpunkt, der von dem Zeitpunkt, zu dem die Härteprüfung durchgeführt wird, verschieden ist, befindet sich der Eindringkörper 1 nicht mit der Probe S in Kontakt, und der Lastausübungsarm 11 kann sich frei drehen. Daher verformen sich der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a, die mit der Wärme ausgedehnt werden, ohne eine Umgebungsregulierung zu empfangen. Wenn der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a mit der Wärme ausgedehnt werden, wie in 4A und 4B gezeigt ist, bestätigten die Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass eine Wärmeausdehnung erfasst wird, derart, dass der Federverlagerungsdetektor 13 eine Verformung in der Richtung, in der sich die Blattfeder 11a ausdehnt, (positive Richtung) detektiert und der Armverlagerungsdetektor 14 eine Verformung, die das Stirnende des Lastausübungsarms 11 nach unten verlagert, (positive Richtung) detektiert. Wenn der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a mit der Wärme ausgedehnt werden, sind die Richtungen der Verformung, die durch den Federverlagerungsdetektor 13 bzw. den Armverlagerungsdetektor 14 detektiert werden, dieselben positiven Richtungen wie die Richtungen der Verformung der Blattfeder 11a und des Lastausübungsarms 11, die während des Härteprüfungsbetriebs durch den Federverlagerungsdetektor 13 und den Armverlagerungsdetektor 14 detektiert werden. Daher kann dann, wenn die Härteprüfeinrichtung des Stands der Technik mit der Wärme ausgedehnt wurde, eine Annahme getroffen werden, dass die Verformung des Lastausübungsarms und der Blattfeder, die durch einen Armpositionssensor (Armverlagerungsdetektor 14) und einen Federverlagerungsbetragsensor (Federverlagerungsdetektor 13) detektiert wird, als ein Auslöser zum Starten der Härteprüfung fehlinterpretiert würde.
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Außerdem werden der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a, die aus Metall hergestellt wird, mit der Wärme kontrahiert, wenn die Umgebungstemperatur wie etwa jene eines Prüfraumes, in dem die Härteprüfeinrichtung 100 eingebaut ist, abnimmt (z. B. vom 10 auf 20 °C abnimmt). Zu diesem Zeitpunkt, der vom Härteprüfungsbetrieb verschieden ist, befindet sich der Eindringkörper 1 nicht mit der Probe S in Kontakt, und der Lastausübungsarm 11 befindet sich in einem frei drehbaren Zustand. Daher verformen sich der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a, die mit der Wärme kontrahiert werden, ohne eine Umgebungsregulierung zu empfangen. Wenn der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a mit der Wärme kontrahiert werden, wie in 5A und 5B gezeigt ist, bestätigten die Erfinder der vorliegenden Erfindung, dass eine Wärmekontraktion erfasst wird, derart, dass der Federverlagerungsdetektor 13 eine Verformung in einer Richtung, in der sich die Blattfeder 11a verengt, (negative Richtung) detektiert und der Armverlagerungsdetektor 14 eine Verformung, die das Stirnende des Lastausübungsarms 11 nach oben verlagert, (negative Richtung) detektiert.
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Auf diese Weise konnten die Erfinder bestätigen, dass dann, wenn der Federverlagerungsdetektor 13 und der Armverlagerungsdetektor 14 zu dem Zeitpunkt, wenn die Härteprüfeinrichtung 100 die Härteprüfung nicht durchführt, eine Verlagerung der Blattfeder 11a und des Lastausübungsarms 11 detektieren, dies so ist, weil der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a mit der Wärme ausgedehnt, mit der Wärme kontrahiert oder verformt wurden. Außerdem bewirkten die Erfinder der vorliegenden Erfindung dann, wenn die Härteprüfeinrichtung 100 die Härteprüfung nicht durchführt, und in einem Zustand, in dem sich die Antriebseinrichtung 12 nicht in Betrieb befindet, dass die Steuereinheit 19 der Härteprüfeinrichtung 100 den Prozess durchführt, um zu bestimmen, dass der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a als Antwort auf die Änderungen der Umgebungstemperatur verformt sind, wenn der Federverlagerungsdetektor 13 und der Armverlagerungsdetektor 14 den Betrag einer Verlagerung der jeweiligen Gegenstände (Blattfeder 11a und Lastausübungsarm 11) detektieren.
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Daraufhin führt die Steuereinheit 19 der Härteprüfeinrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform nach dem Durchführen des Prozesses, um zu bestimmen, dass der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a als Antwort auf die Änderungen der Umgebungstemperatur verformt sind, einen Prozess durch, um den Anwender darüber zu informieren, eine Initialisierung auszuführen, die den Betrag der Verlagerung des jeweiligen Gegenstands, den Betrag der Verlagerung, der durch den Federverlagerungsdetektor 13 bzw. den Armverlagerungsdetektor 14 detektiert wird, auf null zurücksetzt. Zum Beispiel wird eine Nachricht wie etwa „Bitte initialisieren Sie die Härteprüfeinrichtung, um einen Sensor zurückzusetzen“ auf dem Anzeigeabschnitt 17a angezeigt, um den Anwender darüber zu informieren, die Härteprüfeinrichtung 100 zu initialisieren und den Anwender anzuregen, eine Initialisierung der Härteprüfeinrichtung 100 auszuführen. Der Anwender, der die Nachricht sieht, kann den Federverlagerungsdetektor 13 und den Armverlagerungsdetektor 14 durch Bedienen des Eingabeabschnitts 17d wie etwa durch Drücken des Rücksetzknopfs initialisieren. Wenn der Federverlagerungsdetektor 13 und der Armverlagerungsdetektor 14 auf diese Weise initialisiert sind, kann durch die Härteprüfeinrichtung 100 eine Härteprüfung durchgeführt werden, die ihrer Umgebungstemperatur entspricht.
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Ebenso führt die Steuereinheit 19 der Härteprüfeinrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform nach dem Durchführen des Prozesses, um zu bestimmen, dass der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a als Antwort auf die Änderungen der Umgebungstemperatur verformt sind, einen Initialisierungsprozess aus, um den Betrag der Verlagerung von jedem Gegenstand, den Betrag der Verlagerung, der durch den Federverlagerungsdetektor 13 bzw. den Armverlagerungsdetektor 14 detektiert wird, auf null zurückzusetzen. Zum Beispiel bestimmt die Steuereinheit 19, dass der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a als Antwort auf die Änderungen der Umgebungstemperatur verformt sind, und führt daraufhin automatisch einen internen Prozess durch, um den Federverlagerungsdetektor 13 und den Armverlagerungsdetektor 14 zu initialisieren. Wenn die Steuereinheit 19 den Initialisierungsprozess automatisch ausführt, werden Daten wie etwa das Datum und die Zeit, wann der Initialisierungsprozess durchgeführt wurde, im Speicher 18 gespeichert, derart, dass der Anwender z. B. später die Initialisierungshistorie auf dem Anzeigeabschnitt 17a bestätigen kann. Wenn der Federverlagerungsdetektor 13 und der Armverlagerungsdetektor 14 initialisiert sind, kann durch die Härteprüfeinrichtung 100 eine Härteprüfung durchgeführt werden, die der Umgebungstemperatur entspricht.
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Wie oben erwähnt ist, können mit der Härteprüfeinrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform der Federverlagerungsdetektor 13 und der Armverlagerungsdetektor 14 derart initialisiert werden, dass sie an die Umgebung wie etwa den Prüfraum, in dem die Härteprüfeinrichtung 100 eingebaut ist, angepasst werden, selbst wenn der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a als Antwort auf die Änderungen der Umgebungstemperatur verformt sind. Daher kann durch die Härteprüfeinrichtung 100 eine vorteilhafte Härteprüfung durchgeführt werden, die der Umgebungstemperatur entspricht.
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In der vorliegenden Ausführungsform, die oben erwähnt ist, detektiert der Federverlagerungsdetektor 13 eine Verformung in der Richtung, in der sich die Blattfeder 11a ausdehnt (positive Richtung), und der Armverlagerungsdetektor 14 detektiert eine Verformung, die das Stirnende des Lastausübungsarms 11 nach unten verlagert (positive Richtung), wenn der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a mit der Wärme ausgedehnt werden. Außerdem detektiert der Federverlagerungsdetektor 13 eine Verformung in einer Richtung, in der sich die Blattfeder 11a verengt (negative Richtung), und der Armverlagerungsdetektor 14 detektiert eine Verformung, die das Stirnende des Lastausübungsarms 11 nach oben verlagert (negative Richtung), wenn der Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a mit der Wärme kontrahiert werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf eingeschränkt, weil sich die Verformung des Lastausübungsarms 11 und der Blattfeder 11a auf der Grundlage einer Form und einer Art des Metallmaterials, das den Lastausübungsarm 11 und die Blattfeder 11a konfiguriert, unterscheidet.
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Außerdem sind natürlich geeignete Modifikationen an anderen spezifischen Einzelheiten möglich.
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Es sei erwähnt, dass die voranstehenden Beispiele lediglich zum Zweck der Erklärung bereitgestellt worden sind und in keiner Weise als einschränkend für die vorliegende Erfindung ausgelegt werden sollen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Worte, die hier verwendet worden sind, Worte der Beschreibung und Veranschaulichung anstelle von Worten der Einschränkung sind. Änderungen können innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche wie aktuell angegeben und wie geändert vorgenommen werden, ohne vom Umfang und vom Erfindungsgeist der vorliegenden Erfindung in ihren Aspekten abzuweichen. Obwohl die vorliegende Erfindung hier unter Bezugnahme auf bestimmte Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf die hier offenbarten Einzelheiten eingeschränkt ist; stattdessen erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf alle funktional äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, so sie innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt, und diverse Variationen und Modifikationen können möglich sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2018187835 [0001]
- JP 2003050189 [0003]
