JP2017090432A - Restitution coefficient measurement machine and hardness measurement machine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a restitution coefficient measurement machine which can reduce mass effect, and perform a testing in a free direction.SOLUTION: A restitution coefficient measurement machine 1 comprises: a holder 3 for holding a spherical indenter 2; an injection mechanism 5 for injecting the indenter 2 held by the holder 3 from the holder 3 toward a sample 8; a speed measurement part 6 for measuring collision speed which is speed of the indenter 2 before the indenter 2 collides the sample 8, and restitution speed which is speed of the indenter 2 after the indenter 2 rebounds from the sample 8; and a calculation part 7 for calculating a restitution coefficient which is a ratio of the restitution speed to the collision speed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、試料の硬さを評価する指標として用いられる反発係数を測定する反発係数測定機に関する。さらに、本発明は、試料の硬さを測定する硬さ測定機に関する。   The present invention relates to a restitution coefficient measuring machine that measures a restitution coefficient used as an index for evaluating the hardness of a sample. Furthermore, this invention relates to the hardness measuring machine which measures the hardness of a sample.

従来から、試料、特に金属材料の硬さを測定するために、反発硬さ試験が用いられている。反発硬さ試験では、一般に、ダイアモンドなどの硬質材料からなる圧子と、該圧子が固定される圧子支持体とから構成される衝突体を試料の表面に衝突させ、試料から跳ね返された衝突体の反発高さ、または反発速度を計測することにより、試料の硬さを測定する。このような反発硬さ試験は、例えば、ショア硬さ試験およびリープ硬さ試験である。   Conventionally, a rebound hardness test has been used to measure the hardness of a sample, particularly a metal material. In the rebound hardness test, generally, an impactor composed of an indenter made of a hard material such as diamond and an indenter support to which the indenter is fixed is made to collide with the surface of the sample, and the impacted body bounced off from the sample is reflected. The hardness of the sample is measured by measuring the rebound height or rebound speed. Such a rebound hardness test is, for example, a shore hardness test and a leap hardness test.

JIS(日本工業規格)にも規定されている反発硬さ試験であるショア硬さ試験は、衝突体であるハンマーを所定の高さ(落下高さ)から試料に自由落下させ、試料から跳ね返ったハンマーの最高到達点である反発高さを測定する硬さ試験方法である(非特許文献1参照)。ショア硬さ試験では、ハンマーが衝突体であり、ハンマーには圧子と、該圧子が固定される圧子支持体が含まれる。ショア硬さは、ハンマーの落下高さに対する反発高さの比に所定の比例定数を乗算することで得られる。   The Shore hardness test, which is a rebound hardness test stipulated in JIS (Japanese Industrial Standards), caused the impactor hammer to fall freely from the specified height (falling height) to the sample and bounced off the sample. This is a hardness test method for measuring the rebound height which is the highest point of the hammer (see Non-Patent Document 1). In the Shore hardness test, the hammer is a collision body, and the hammer includes an indenter and an indenter support to which the indenter is fixed. The shore hardness is obtained by multiplying the ratio of the rebound height to the drop height of the hammer by a predetermined proportional constant.

リープ硬さ試験は、衝突体であるインパクトボディをばねにより試料に向けて射出して、インパクトボディが試料に衝突する前の衝突速度と、試料に衝突して、跳ね返ったときのインパクトボディの反発速度(すなわち、インパクトボディの衝突後の速度)を測定する硬さ試験方法である(特許文献1参照)。リープ硬さ試験では、インパクトボディが衝突体であり、インパクトボディには圧子と、該圧子が固定される圧子支持体が含まれる。リープ硬さ試験では、衝突体であるインパクトボディの衝突速度に対する、インパクトボディの反発速度が反発係数として測定される。リープ硬さは、この反発係数に所定の比例定数を乗算することで得られる。   In the leap hardness test, the impact body, which is an impact body, is injected toward the sample by a spring, the impact speed before the impact body collides with the sample, and the impact body rebound when it collides with the sample and bounces back. This is a hardness test method for measuring speed (that is, speed after impact body collision) (see Patent Document 1). In the leap hardness test, the impact body is a collision body, and the impact body includes an indenter and an indenter support to which the indenter is fixed. In the leap hardness test, the rebound speed of the impact body with respect to the impact speed of the impact body, which is a collision body, is measured as a restitution coefficient. The leap hardness is obtained by multiplying the restitution coefficient by a predetermined proportional constant.

ショア硬さ試験およびリープ硬さ試験に代表される反発硬さ試験は、ロックウエル硬さ試験およびビッカース硬さ試験などの押込み硬さ試験と比較して、簡単に素早く硬さ試験を実行することができるという利点を有する。さらに、反発硬さ試験の試験機は、押し込み硬さ試験の試験機と比較して、構造が簡単であり、携帯性に優れるという利点を有する。   The rebound hardness test, represented by the shore hardness test and the leap hardness test, can easily and quickly perform the hardness test compared to the indentation hardness test such as the Rockwell hardness test and the Vickers hardness test. It has the advantage of being able to. Furthermore, the test machine for the rebound hardness test has the advantage that the structure is simple and the portability is excellent compared to the test machine for the indentation hardness test.

米国特許第4034603号公報U.S. Pat. No. 4,034,603

JIS B 7727:2000 「ショア硬さ試験−試験機の検証」JIS B 7727: 2000 “Shore Hardness Test-Verification of Testing Machine”

しかしながら、ショア硬さ試験で用いられるハンマーの質量、およびリープ硬さ試験で用いられるインパクトボディの質量は、比較的大きい。例えば、D型ショア硬さ試験機のハンマーの質量は36.2gであり、リープ硬さ試験機のインパクトボディの質量は5.45gである。このようなハンマーまたはインパクトボディを用いて、小さく軽量である試料の硬さを計測する場合、この試料が有する本来の硬さ値よりも低い硬さ値しか得られないことがあった。   However, the mass of the hammer used in the Shore hardness test and the mass of the impact body used in the leap hardness test are relatively large. For example, the mass of the hammer of the D-type Shore hardness tester is 36.2 g, and the mass of the impact body of the leap hardness tester is 5.45 g. When using such a hammer or impact body to measure the hardness of a small and light sample, only a hardness value lower than the original hardness value of the sample may be obtained.

この理由は、小さく軽量である試料に衝突する衝突体(すなわち、圧子および圧子支持体を含むハンマーやインパクトボディ)の運動エネルギーが試料の塑性変形や弾性変形のみならず、試料の振動等にも消費されてしまい、本来計測されるべき反発高さまたは反発速度よりも小さい反発高さまたは反発速度が計測されてしまうことによる。この現象、すなわち、衝突体の運動エネルギーが試料の振動等に消費された結果、本来計測されるべき反発高さまたは反発速度よりも小さい反発高さまたは反発速度が測定される現象を、本明細書では、「質量効果」と称する。   The reason for this is that the kinetic energy of the impacting body (that is, the hammer or impact body including the indenter and the indenter support) that collides with the small and lightweight sample is not only in the plastic deformation and elastic deformation of the sample, but also in the vibration of the sample. This is due to the fact that the rebound height or rebound speed that is consumed and is smaller than the rebound height or rebound speed that should be measured is measured. This phenomenon, that is, a phenomenon in which a rebound height or repulsion speed that is smaller than the originally measured rebound height or rebound speed is measured as a result of consumption of the kinetic energy of the colliding body in the vibration of the sample, etc. This is referred to as “mass effect”.

試料の硬さを測定する際に質量効果が発生すると、正確な試料の硬さが得られないため、ショア硬さ試験で4kg以下の試料の硬さを測定するときは、十分に大きな質量を有する専用の鋼製アンビルに試料を強固に固定して試験を行わなければならない。リープ硬さ試験では、専用のアンビルが用意されていない。したがって、リープ硬さ試験で小さく軽い試料の硬さを計測する際には、使用者が、十分に大きな質量を有する適切な台を用意して、この台に専用のペーストを用いて試料を強固に固定する必要がある。すなわち、従来の反発硬さ試験機で正確な硬さを測定するためには、試験を行う試料の大きさや質量に制約があった。   If a mass effect occurs when measuring the hardness of a sample, an accurate sample hardness cannot be obtained. Therefore, when measuring the hardness of a sample of 4 kg or less in the Shore hardness test, a sufficiently large mass should be used. The test must be carried out with the specimen firmly fixed on its own steel anvil. In the leap hardness test, no dedicated anvil is prepared. Therefore, when measuring the hardness of a small and light sample in the leap hardness test, the user prepares an appropriate table with a sufficiently large mass, and uses a special paste on this table to strengthen the sample. It is necessary to fix to. That is, in order to measure accurate hardness with a conventional rebound hardness tester, there are restrictions on the size and mass of the sample to be tested.

ショア硬さ試験は、ハンマーを所定の落下高さから自由落下させて試料に衝突させた後の反発高さを測定する必要があるため、ショア硬さ試験の試験方向は鉛直方向に限られる。一方で、リープ硬さ試験は、インパクトボディをばねによって試料に向けて射出して、インパクトボディが試料に衝突する前の衝突速度に対する、インパクトボディの反発速度の比である反発係数を測定する。したがって、リープ硬さ試験では、自由な方向で反発係数、および該反発係数に基づいた硬さを測定することが可能である。   In the shore hardness test, it is necessary to measure the rebound height after the hammer is allowed to fall freely from a predetermined drop height and collide with the sample. Therefore, the test direction of the shore hardness test is limited to the vertical direction. On the other hand, in the leap hardness test, an impact body is injected toward a sample by a spring, and a restitution coefficient that is a ratio of a rebound speed of the impact body to a collision speed before the impact body collides with the sample is measured. Therefore, in the leap hardness test, it is possible to measure the coefficient of restitution in a free direction and the hardness based on the coefficient of restitution.

リープ硬さ試験のように、ばねによって衝突体を射出して試料の反発係数を測定し、この反発係数を試料の硬さを評価する指標として用いる硬さ試験方法であれば、試験機を自由な方向に向けて硬さ試験を実行することができる。しかしながら、リープ硬さ試験であっても、硬さを測定するべき試料が小さく軽量である場合には、質量効果が発生してしまう。したがって、質量効果を小さくすることができ、かつ自由な方向に試験を行うことができる反発係数測定機および硬さ測定機が求められている。   As in the case of the Leap Hardness Test, a tester can be used freely if it is a hardness test method that uses the spring to inject the impactor and measures the restitution coefficient of the sample and uses this restitution coefficient as an index for evaluating the hardness of the sample. Hardness test can be performed in any direction. However, even in the case of a leap hardness test, if the sample whose hardness is to be measured is small and light, a mass effect will occur. Accordingly, there is a need for a coefficient of restitution coefficient measuring machine and a hardness measuring machine that can reduce the mass effect and can perform tests in any direction.

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、質量効果を小さくすることが可能であり、かつ自由な方向に試験を行うことができる反発係数測定機および硬さ測定機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a coefficient of restitution coefficient measuring machine and a hardness measuring machine capable of reducing the mass effect and performing a test in a free direction. Objective.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、球状の圧子を保持するホルダと、前記ホルダに保持された前記圧子を該ホルダから試料に向けて射出する射出機構と、前記圧子が前記試料に衝突する前の該圧子の速度である衝突速度、および前記圧子が前記試料から跳ね返った後の該圧子の速度である反発速度を測定する速度測定部と、前記衝突速度に対する前記反発速度の比である反発係数を計算する演算部と、を備えたことを特徴とする反発係数測定機である。   In order to achieve the above-described object, one embodiment of the present invention includes a holder that holds a spherical indenter, an injection mechanism that injects the indenter held by the holder from the holder toward a sample, and the indenter includes: A speed measuring unit that measures a collision speed that is a speed of the indenter before colliding with the sample, and a repulsion speed that is a speed of the indenter after the indenter bounces off the sample; and the repulsion speed with respect to the collision speed And a calculation unit for calculating a coefficient of restitution that is a ratio of the coefficient of restitution.

本発明の好ましい態様は、前記ホルダは、筒形状を有し、前記ホルダの前端は、該ホルダの軸線と平行に延びるスリットが形成されることにより、複数の分割部から構成されており、前記ホルダは、前記圧子の外周面を前記複数の分割部で保持することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記射出機構は、貫通孔が形成された内筒と、前記内筒の外周面に摺動自在に支持される内周面を有する外筒と、前記貫通孔内を移動可能な圧子押出部材と、前記外筒と前記圧子押出部材との間に配置され、前記外筒の移動によって収縮して前記圧子押出部材に付勢力を加える付勢ばねと、を備え、前記外筒は、前記圧子押出部材の外面に形成された溝に係合可能な発射レバーを有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記圧子押出部材は、前記ホルダに保持された前記圧子に衝突するストライカであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記圧子押出部材は、前記ホルダに保持された前記圧子に空気圧を与えるピストンロッドであることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the holder has a cylindrical shape, and the front end of the holder is formed of a plurality of divided portions by forming a slit extending in parallel with the axis of the holder, The holder is characterized in that the outer peripheral surface of the indenter is held by the plurality of divided portions.
In a preferred aspect of the present invention, the injection mechanism includes an inner cylinder in which a through hole is formed, an outer cylinder having an inner circumferential surface that is slidably supported on the outer circumferential surface of the inner cylinder, and the inside of the through hole. A movable indenter extruding member; and an urging spring that is disposed between the outer cylinder and the indenter extruding member and contracts by the movement of the outer cylinder to apply an urging force to the indenter extruding member, The outer cylinder has a firing lever that can be engaged with a groove formed on the outer surface of the indenter pushing member.
In a preferred aspect of the present invention, the indenter pushing member is a striker that collides with the indenter held by the holder.
In a preferred aspect of the present invention, the indenter pushing member is a piston rod that applies air pressure to the indenter held by the holder.

本発明の好ましい態様は、前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体と、前記圧子通路に沿って配列された第1通過センサおよび第2通過センサと、を備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1通過センサおよび第2通過センサは、光センサであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記速度測定部は、第3通過センサをさらに備えており、前記第1通過センサ、前記第2通過センサ、および前記第3通過センサは、前記圧子通路に沿って配列されており、前記演算部は、前記第1通過センサと前記第2通過センサとの間を通過する前記圧子の速度と、前記第2通過センサと前記第3通過センサとの間を通過する前記圧子の速度とから、前記圧子の加速度を算出し、さらに前記圧子が前記試料に衝突する瞬間の衝突速度と、前記圧子が前記試料から跳ね返った瞬間の反発速度を算出することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1通過センサ、第2通過センサ、および第3通過センサは、光センサであることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the speed measurement unit includes: a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through hole; and a first passage sensor and a second passage sensor arranged along the indenter passage. It is characterized by providing.
In a preferred aspect of the present invention, the first passage sensor and the second passage sensor are optical sensors.
In a preferred aspect of the present invention, the speed measurement unit further includes a third passage sensor, and the first passage sensor, the second passage sensor, and the third passage sensor are arranged along the indenter passage. And the computing unit passes through between the first passage sensor and the second passage sensor, and between the second passage sensor and the third passage sensor. The acceleration of the indenter is calculated from the speed of the indenter, and the collision speed at the moment when the indenter collides with the sample and the rebound speed at the moment when the indenter bounces off the sample are calculated.
In a preferred aspect of the present invention, the first passage sensor, the second passage sensor, and the third passage sensor are optical sensors.

本発明の好ましい態様は、前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体と、前記演算部に配置された第1通過センサおよび第2通過センサと、を備え、前記第1通過センサは、第1投光部および第1受光部を有する光センサであり、前記第2通過センサは、第2投光部および第2受光部を有する光センサであり、前記第1投光部は、第1光ファイバーを介して前記圧子通路内部に光を照射し、前記第1受光部は、第2光ファイバーを介して前記圧子通路内部に照射された光を受け取り、前記第2投光部は、第3光ファイバーを介して前記圧子通路内部に光を照射し、前記第2受光部は、第4光ファイバーを介して前記圧子通路内部に照射された光を受け取ることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体と、前記圧子通路に配置された第1通過センサと、を備え、前記演算部は、前記第1通過センサにおける前記圧子の検知開始時点と、前記第1通過センサにおける前記圧子の検知終了時点を検知し、前記演算部は、前記圧子の直径を前記検知開始時点と前記検知終了時点との間の時間で除算することにより、前記衝突速度および前記反発速度を計算することを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the speed measurement unit includes a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through-hole, and a first passage sensor and a second passage sensor arranged in the calculation unit, The first passage sensor is an optical sensor having a first light projecting unit and a first light receiving unit, and the second passage sensor is an optical sensor having a second light projecting unit and a second light receiving unit, The first light projecting unit irradiates light into the indenter passage through the first optical fiber, the first light receiving unit receives the light irradiated into the indenter passage through the second optical fiber, and the second light receiving unit The light projecting unit irradiates light into the indenter passage through a third optical fiber, and the second light receiving unit receives light irradiated into the indenter passage through a fourth optical fiber. .
In a preferred aspect of the present invention, the speed measurement unit includes a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through hole, and a first passage sensor disposed in the indenter passage, and the calculation unit includes: The indenter detection start point in the first passage sensor and the indenter detection end point in the first passage sensor are detected, and the calculation unit determines the diameter of the indenter as the detection start point and the detection end point. The collision speed and the repulsion speed are calculated by dividing by the time between.

本発明の好ましい態様は、前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体を備え、前記速度測定本体には、前記速度測定部が前記試料に接触するときに前記圧子通路の開口を開き、前記速度測定部が前記試料から離れるときに前記圧子通路の開口を閉じるシャッター機構が設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記シャッター機構は、前記圧子通路の開口に配置された扉と、前記速度測定本体から先端が突出する開閉棒と、前記開閉棒の動きを前記扉の開閉動作に変換するリンク機構と、を備えることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the speed measurement unit includes a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through hole, and the speed measurement main body includes the speed measurement unit when the speed measurement unit contacts the sample. A shutter mechanism is provided that opens the opening of the indenter passage and closes the opening of the indenter passage when the speed measuring unit moves away from the sample.
In a preferred aspect of the present invention, the shutter mechanism includes a door disposed at an opening of the indenter passage, an opening / closing bar protruding from the speed measuring body, and the movement of the opening / closing bar is converted into an opening / closing operation of the door. And a link mechanism.

本発明の好ましい態様は、前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体を備え、前記速度測定本体の前端に、前記圧子通路に接続された蓋貫通孔を有する蓋が固定され、前記蓋貫通孔は、前記圧子の直径の0.2倍よりも大きく、かつ前記圧子の直径よりも小さい直径を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記蓋貫通孔の壁面は、曲面状に構成されており、前記壁面の曲率半径は、前記圧子の曲率半径よりも大きいことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記速度測定本体には、該速度測定本体の側面から前記圧子通路まで延びる空気抜き孔が形成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記圧子通路は、前記圧子の直径の1.4倍以上の直径を有することを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the speed measurement unit includes a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through hole, and has a lid through hole connected to the indenter passage at a front end of the speed measurement main body. The lid is fixed, and the lid through-hole has a diameter larger than 0.2 times the diameter of the indenter and smaller than the diameter of the indenter.
In a preferred aspect of the present invention, the wall surface of the lid through hole is formed in a curved surface, and the curvature radius of the wall surface is larger than the curvature radius of the indenter.
In a preferred aspect of the present invention, the speed measurement main body is formed with an air vent hole extending from a side surface of the speed measurement main body to the indenter passage.
In a preferred aspect of the present invention, the indenter passage has a diameter that is at least 1.4 times the diameter of the indenter.

本発明の好ましい態様は、前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体を備え、前記外筒と前記ホルダとを連結する連結機構がさらに設けられ、前記外筒が前記速度測定部に向かって移動するときに、前記ホルダは、前記圧子通路内を前進して、前記圧子通路内にある前記圧子を保持することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記圧子は、セラミックから構成されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記圧子は、アルミナから構成された軸受用ボールであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記圧子の直径は、0.5mm〜5mmの範囲にあることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the speed measurement unit includes a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through hole, and further includes a coupling mechanism that couples the outer cylinder and the holder. When moving toward the speed measurement unit, the holder moves forward in the indenter passage to hold the indenter in the indenter passage.
In a preferred aspect of the present invention, the indenter is made of ceramic.
In a preferred aspect of the present invention, the indenter is a bearing ball made of alumina.
In a preferred aspect of the present invention, the indenter has a diameter in the range of 0.5 mm to 5 mm.

本発明の他の態様は、球状の圧子を保持するホルダと、前記ホルダに保持された前記圧子を該ホルダから試料に向けて射出する射出機構と、前記圧子が前記試料に衝突する前の該圧子の速度である衝突速度、および前記圧子が前記試料から跳ね返った後の該圧子の速度である反発速度を測定する速度測定部と、前記衝突速度に対する前記反発速度の比に基づいて前記試料の硬さを決定する演算部と、を備えたことを特徴とする硬さ測定機である。   Another aspect of the present invention includes a holder for holding a spherical indenter, an injection mechanism for injecting the indenter held by the holder from the holder toward the sample, and the indenter before the indenter collides with the sample. A velocity measuring unit that measures a collision velocity that is a velocity of the indenter and a rebound velocity that is a velocity of the indenter after the indenter bounces off the sample; and a ratio of the repulsion velocity to the collision velocity of the sample. A hardness measuring machine comprising: a calculation unit that determines hardness.

本発明の反発係数測定機によれば、反発係数を測定するために試料に衝突させる衝突体(物体)は、球状の圧子のみである。すなわち、試料に衝突させる衝突体は、例えば、ショア硬さ試験のハンマーやリープ硬さ試験のインパクトボディとは相違して、圧子が固定される圧子支持体を含まない。その結果、試料に衝突させる衝突体(物体)の質量を大幅に低減できるので、反発係数を測定する際に発生する質量効果が大幅に低減され、試料の反発係数を正確に測定することができる。また、球状の圧子はホルダに保持され、射出機構により該ホルダから試料に向けて射出される。したがって、圧子を射出する方向に制限がないので、自由な方向に試験を行うことができる。
さらに、本発明の硬さ測定機によれば、硬さを測定するために試料に衝突させる衝突体(物体)は、球状の圧子のみである。その結果、試料に衝突させる衝突体(物体)の質量を大幅に低減できるので、硬さを測定する際に発生する質量効果が大幅に低減され、試料の硬さを正確に測定することができる。
According to the restitution coefficient measuring machine of the present invention, the collision object (object) that collides with the sample in order to measure the restitution coefficient is only a spherical indenter. That is, the colliding body that collides with the sample does not include an indenter support to which the indenter is fixed, unlike a hammer for a Shore hardness test or an impact body for a leap hardness test. As a result, the mass of the collision object (object) that collides with the sample can be greatly reduced, so that the mass effect generated when measuring the restitution coefficient is greatly reduced, and the restitution coefficient of the sample can be accurately measured. . The spherical indenter is held by a holder and is ejected from the holder toward the sample by an ejection mechanism. Therefore, since there is no restriction | limiting in the direction which injects an indenter, it can test in a free direction.
Furthermore, according to the hardness measuring machine of the present invention, the collision object (object) that collides with the sample to measure the hardness is only a spherical indenter. As a result, the mass of the collision object (object) that collides with the sample can be greatly reduced, so that the mass effect that occurs when measuring the hardness is greatly reduced, and the hardness of the sample can be accurately measured. .

本発明の一実施形態に係る反発係数測定機の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the restitution coefficient measuring machine concerning one embodiment of the present invention. 図2(a)は、ホルダの前端の拡大側面図であり、図2(b)は、図2(a)のC−C線断面図である。Fig.2 (a) is an enlarged side view of the front end of a holder, FIG.2 (b) is CC sectional view taken on the line of Fig.2 (a). 発射レバーのフックとストライカの溝との係合を解除したときに、付勢ばねの復元力によってストライカが前方に押し出された状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the state where the striker was pushed ahead by the restoring force of the biasing spring when the engagement between the hook of the launch lever and the groove of the striker was released. 第1光センサの電気回路の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the electric circuit of a 1st optical sensor. 圧子が第1光センサを通過してから、第2光センサを通過するまでの通過時間を計測する方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the method to measure the passage time after an indenter passes a 1st optical sensor until it passes a 2nd optical sensor. 反発係数を測定した後の圧子がホルダに再び保持される様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that the indenter after measuring a restitution coefficient is again hold | maintained at a holder. シャッター機構が設けられた速度測定本体の一例を示した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which showed an example of the speed measurement main body provided with the shutter mechanism. 図8(a)は、図7のD線矢視図であり、図8(b)は、図8(a)のF−F線断面図であり、図8(c)は、図8(b)のG−G線断面図である。8A is a cross-sectional view taken along line D in FIG. 7, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 8A, and FIG. It is a GG sectional view taken on the line b). 図9(a)は、図7のE線矢視図であり、図9(b)は、図9(a)のH−H線断面図である。9A is a view taken in the direction of the arrow E in FIG. 7, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 9A. リンク機構により、第1扉および第2扉が互いに離間して、圧子通路の開口が開かれた状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state from which the 1st door and the 2nd door separated from each other by the link mechanism, and the opening of the indenter channel | path was opened. リンク機構により、第1扉および第2扉が互いに当接して、圧子通路の開口が閉じられた状態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the state where the 1st door and the 2nd door contacted mutually by the link mechanism, and the opening of the indenter passage was closed. 別の実施形態に係る速度測定部を示す概略図である。It is the schematic which shows the speed measurement part which concerns on another embodiment. 圧子が試料に衝突する瞬間の衝突速度、および圧子が試料から跳ね返った瞬間の反発速度を計算により求める方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of calculating | requiring the impact speed at the moment when an indenter collides with a sample, and the repulsion speed at the moment when an indenter bounces off a sample. さらに別の実施形態に係る速度測定部を示す概略図である。It is the schematic which shows the speed measurement part which concerns on another embodiment. 別の実施形態に係る反発係数測定機の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the coefficient of restitution coefficient which concerns on another embodiment. 発射レバーのフックとピストンロッドの溝との係合を解除したときに、付勢ばねの復元力によってピストンロッドが前方に押し出された状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional view showing a state where the piston rod is pushed forward by the restoring force of the biasing spring when the engagement between the hook of the firing lever and the groove of the piston rod is released. 実験に用いた基準片の上面図である。It is a top view of the reference | standard piece used for experiment. 図18(a)は、鋼製アンビルに固定された基準片を反発係数測定機で測定したときの反発係数を示すグラフであり、図18(b)は、木製アンビルに固定された基準片を反発係数測定機で測定したときの反発係数を示すグラフである。FIG. 18 (a) is a graph showing the coefficient of restitution when the reference piece fixed to the steel anvil is measured with a coefficient of restitution measuring instrument, and FIG. 18 (b) shows the reference piece fixed to the wooden anvil. It is a graph which shows a restitution coefficient when it measures with a restitution coefficient measuring machine. 図19(a)は、鋼製アンビルに固定された基準片をD型ショア硬さ試験機で測定したときのショア硬さを示すグラフであり、図19(b)は、木製アンビルに固定された基準片をD型ショア硬さ試験機で測定したときのショア硬さを示すグラフである。FIG. 19 (a) is a graph showing the shore hardness when a reference piece fixed to a steel anvil is measured with a D-type shore hardness tester, and FIG. 19 (b) is fixed to a wooden anvil. It is a graph which shows a shore hardness when the reference | standard piece measured with a D type Shore hardness tester. 図20(a)は、鋼製アンビルに固定された基準片をリープ硬さ試験機で測定したときのリープ硬さを示すグラフであり、図20(b)は、木製アンビルに固定された基準片をリープ硬さ試験機で測定したときのリープ硬さを示すグラフである。FIG. 20 (a) is a graph showing the leap hardness when a reference piece fixed to a steel anvil is measured with a leap hardness tester, and FIG. 20 (b) is a reference fixed to a wooden anvil. It is a graph which shows the leap hardness when a piece is measured with a leap hardness tester. 図21(a)は、速度測定本体の前端に固定された蓋の一例を示す断面図であり、図21(b)は、図21(a)のI線矢視図である。Fig.21 (a) is sectional drawing which shows an example of the lid | cover fixed to the front end of the speed measurement main body, FIG.21 (b) is an I line arrow directional view of Fig.21 (a). 圧子が試料の表面に衝突する衝突点Sの分布の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of distribution of the collision point S where an indenter collides with the surface of a sample. 速度測定本体の前端に固定された蓋の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the lid | cover fixed to the front end of the speed measurement main body. 速度測定本体の前端に固定された蓋の別の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another modification of the lid | cover fixed to the front end of the speed measurement main body.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る反発係数測定機1の概略断面図である。なお、説明の便宜上、本明細書では、図1に示された矢印A方向を前方、矢印B方向を後方と定義する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a coefficient of restitution measuring device 1 according to an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, in this specification, the arrow A direction shown in FIG. 1 is defined as the front, and the arrow B direction is defined as the rear.

図1に示される反発係数測定機1は、球状の圧子2を保持するホルダ3と、ホルダ3に保持された圧子2を該ホルダ3から試料8に向けて射出する射出機構5と、圧子2が試料8に衝突する前の該圧子2の速度である衝突速度、および圧子2が試料8に衝突して跳ね返った後の該圧子2の反発速度を測定する速度測定部6と、衝突速度に対する反発速度の比である反発係数を計算する演算部7と、を備える。演算部7は、該演算部7が計算した反発係数を表示する表示部10aを有する表示器10の内部に配置されている。   A restitution coefficient measuring machine 1 shown in FIG. 1 includes a holder 3 that holds a spherical indenter 2, an injection mechanism 5 that injects the indenter 2 held by the holder 3 toward the sample 8, and an indenter 2. A velocity measuring unit 6 for measuring a collision speed, which is a speed of the indenter 2 before colliding with the sample 8, and a repulsion speed of the indenter 2 after the indenter 2 collides with the sample 8 and bounces; And an arithmetic unit 7 for calculating a coefficient of restitution that is a ratio of the rebound speed. The calculation unit 7 is disposed inside the display 10 having a display unit 10a that displays the coefficient of restitution calculated by the calculation unit 7.

図1に示されるホルダ3は、円筒形状を有している。ホルダ3の前端は、図2(a)および図2(b)に示されるように、ホルダ3の軸線と平行に延びるスリット3bが形成されることにより、複数の分割部3aから構成されている。図示した例では、ホルダ3の前端は、4つのスリット3bにより、4つの分割部3aから構成されている。ホルダ3の前端を、3つ以下の分割部3aから構成してもよいし、5つ以上の分割部3aから構成してもよい。ホルダ3の内周面の直径は、球状の圧子2の直径よりも僅かに小さく設定されており、ホルダ3の前端を圧子2に押し付けたときに、分割部3aがホルダ3の外周方向に僅かに広がり、圧子2の外周面が複数の分割部3aによって保持される。   The holder 3 shown in FIG. 1 has a cylindrical shape. As shown in FIGS. 2A and 2B, the front end of the holder 3 is formed of a plurality of divided portions 3 a by forming slits 3 b extending in parallel with the axis of the holder 3. . In the illustrated example, the front end of the holder 3 is composed of four divided portions 3a by four slits 3b. The front end of the holder 3 may be constituted by three or less divided parts 3a, or may be constituted by five or more divided parts 3a. The diameter of the inner peripheral surface of the holder 3 is set to be slightly smaller than the diameter of the spherical indenter 2, and when the front end of the holder 3 is pressed against the indenter 2, the dividing portion 3 a is slightly in the outer peripheral direction of the holder 3. And the outer peripheral surface of the indenter 2 is held by the plurality of divided portions 3a.

ホルダ3の形状は、円筒形状に限られず、筒形状であればよい。例えば、ホルダ3は、四角筒形状、五角筒形状などの多角筒形状であってもよい。ホルダ3が筒形状の場合でも、ホルダ3の先端には、ホルダ3の軸線と平行に延びるスリットが形成され、ホルダ3の先端は、複数の分割部から構成される。筒形状を有するホルダ3の前端を圧子2に押し付けたときに、分割部がホルダ3の外方向に僅かに広がり、圧子2の外周面が複数の分割部によって保持される。   The shape of the holder 3 is not limited to a cylindrical shape, and may be a cylindrical shape. For example, the holder 3 may have a polygonal cylinder shape such as a square cylinder shape or a pentagonal cylinder shape. Even when the holder 3 has a cylindrical shape, a slit extending in parallel with the axis of the holder 3 is formed at the tip of the holder 3, and the tip of the holder 3 is composed of a plurality of divided portions. When the front end of the holder 3 having a cylindrical shape is pressed against the indenter 2, the divided portion slightly extends outward of the holder 3, and the outer peripheral surface of the indenter 2 is held by the plurality of divided portions.

図1に示されるように、本実施形態の射出機構5は、貫通孔13aが形成された内筒13と、内筒13の外周面13bに摺動自在に支持される内周面12aを有する外筒12と、貫通孔13a内を移動可能なストライカ15と、前記外筒12とストライカ15との間に配置され、外筒12の移動によって収縮して圧子押出部材15に付勢力を加える付勢ばね16とを備える。さらに、図1に示される射出機構5は、貫通孔13a内でのストライカ15の移動を制限するストッパ20を備える。図示はしないが、ストッパ20を省略してもよい。例えば、付勢ばね16の前端をストライカ15に固定すれば、貫通孔13a内におけるストライカ15の前方への移動を制限することができる。貫通孔13aの壁面は、内筒13の内周面である。ストライカ15は、後述するように、付勢ばね16の復元力によってホルダ3に保持された圧子2に衝突する圧子押圧部材を構成する。   As shown in FIG. 1, the injection mechanism 5 of the present embodiment includes an inner cylinder 13 in which a through hole 13 a is formed, and an inner peripheral surface 12 a that is slidably supported on an outer peripheral surface 13 b of the inner cylinder 13. The outer cylinder 12, the striker 15 movable in the through hole 13a, and the outer cylinder 12 are disposed between the striker 15 and contracted by the movement of the outer cylinder 12 to apply a biasing force to the indenter pushing member 15. And a spring 16. Furthermore, the injection mechanism 5 shown in FIG. 1 includes a stopper 20 that restricts the movement of the striker 15 in the through hole 13a. Although not shown, the stopper 20 may be omitted. For example, if the front end of the biasing spring 16 is fixed to the striker 15, the forward movement of the striker 15 in the through hole 13a can be restricted. The wall surface of the through hole 13 a is the inner peripheral surface of the inner cylinder 13. As will be described later, the striker 15 constitutes an indenter pressing member that collides with the indenter 2 held by the holder 3 by the restoring force of the biasing spring 16.

本実施形態のストライカ15は、棒形状を有する。より具体的には、このストライカ15は、円柱状のストライカ本体15aと、ストライカ本体15aの直径よりも大きい直径を有する、円柱状の本体支持部15bと、を有する。ストライカ本体15aの後端が本体支持部15bの前端に埋設されることにより、ストライカ本体15aは、本体支持部15bに固定される。ストライカ本体15aの中心軸線は、本体支持部15bの中心軸線と一致する。本実施形態のストライカ本体15aは、本体支持部15bと別部材から構成されているが、ストライカ本体15aと本体支持部15bとが一体的に形成されてもよい。例えば、円柱状の部材に研削加工を施すことにより、ストライカ本体15aをストライカ15に形成することができる。   The striker 15 of this embodiment has a bar shape. More specifically, the striker 15 includes a columnar striker body 15a and a columnar body support portion 15b having a diameter larger than the diameter of the striker body 15a. The striker main body 15a is fixed to the main body support portion 15b by the rear end of the striker main body 15a being embedded in the front end of the main body support portion 15b. The central axis of the striker main body 15a coincides with the central axis of the main body support portion 15b. Although the striker main body 15a of this embodiment is comprised from the main body support part 15b and another member, the striker main body 15a and the main body support part 15b may be integrally formed. For example, the striker body 15 a can be formed on the striker 15 by grinding a cylindrical member.

付勢ばね16の前端は、本体支持部15bに形成されたガイド孔15cに挿入される。ガイド孔15cは、本体支持部15bの後端から前端に向かって延び、ガイド孔15cの中心軸線は、本体支持部15bの中心軸線に一致する。外筒12の後端には、該外筒12の開口を塞ぐプラグ18が固定されており、プラグ18に付勢ばね16の後端が支持されている。本実施形態のプラグ18は、円柱形状を有しており、該プラグ18の外周面にはねじが形成されている。外筒12の後端に形成された開口は、プラグ18に形成されたねじが螺合するねじ孔として構成されており、プラグ18のねじを該ねじ孔に係合させることで、プラグ18が外筒12に固定される。プラグ18を回転させることにより、プラグ18を外筒12に対して前進または後進させることができる。その結果、付勢ばね16の長さを容易に変更することができるので、付勢ばね16がストライカ15に加える付勢力を容易に変更することができる。   The front end of the urging spring 16 is inserted into a guide hole 15c formed in the main body support portion 15b. The guide hole 15c extends from the rear end to the front end of the main body support portion 15b, and the central axis of the guide hole 15c coincides with the central axis of the main body support portion 15b. A plug 18 that closes the opening of the outer cylinder 12 is fixed to the rear end of the outer cylinder 12, and the rear end of the biasing spring 16 is supported by the plug 18. The plug 18 of this embodiment has a cylindrical shape, and a screw is formed on the outer peripheral surface of the plug 18. The opening formed at the rear end of the outer cylinder 12 is configured as a screw hole into which a screw formed on the plug 18 is screwed. By engaging the screw of the plug 18 with the screw hole, the plug 18 is It is fixed to the outer cylinder 12. By rotating the plug 18, the plug 18 can be moved forward or backward with respect to the outer cylinder 12. As a result, since the length of the biasing spring 16 can be easily changed, the biasing force applied to the striker 15 by the biasing spring 16 can be easily changed.

このような構成で、付勢ばね16は、外筒12とストライカ15との間に配置される。付勢ばね16は、外筒12の移動によって収縮されて、ストライカ15に付勢力を加えることができる。この付勢ばね16の収縮動作については、後述する。図1に示されるように、付勢ばね16が縮められた状態のときに、付勢ばね16は、ストライカ15を射出機構5の前方に向けて移動させる付勢力を該ストライカ15に加えている。このストライカ15の位置がストライカ15の発射位置である。   With such a configuration, the urging spring 16 is disposed between the outer cylinder 12 and the striker 15. The biasing spring 16 is contracted by the movement of the outer cylinder 12 and can apply a biasing force to the striker 15. The contraction operation of the biasing spring 16 will be described later. As shown in FIG. 1, when the biasing spring 16 is contracted, the biasing spring 16 applies a biasing force that moves the striker 15 toward the front of the injection mechanism 5. . The position of the striker 15 is the firing position of the striker 15.

ストライカ15の本体支持部15bの外面には、ストライカ15の周方向に沿って延びる環状の溝15dが形成されている。溝15dは、ストライカ15の本体支持部15bの外面の一部に形成されていてもよい。ストライカ15が図1に示される発射位置にあるとき、溝15dに係合自在なフック14aを有する発射レバー14が外筒11の外面に固定されている。発射レバー14は貫通孔を有しており、この貫通孔に、外筒11の外面から径方向外側に伸びるブラケット(図示せず)に固定された回動軸17が挿入されている。したがって、発射レバー14は、回動軸17を中心として回動自在に外筒12に固定される。図1に示されるように、外筒12には、該外筒12の側面を貫通する貫通孔12bが形成されており、内筒13には、該内筒13の側面を貫通し、内筒13の長手方向に沿って延びる第1長孔13eが形成されている。発射レバー14のフック14aは、外筒12の貫通孔12bと、内筒13の第1長孔13eを通って、ストライカ15の溝15dに係合する。   An annular groove 15d extending along the circumferential direction of the striker 15 is formed on the outer surface of the main body support portion 15b of the striker 15. The groove 15d may be formed on a part of the outer surface of the main body support portion 15b of the striker 15. When the striker 15 is in the firing position shown in FIG. 1, the firing lever 14 having a hook 14 a that can be engaged with the groove 15 d is fixed to the outer surface of the outer cylinder 11. The firing lever 14 has a through hole, and a rotating shaft 17 fixed to a bracket (not shown) extending radially outward from the outer surface of the outer cylinder 11 is inserted into the through hole. Accordingly, the firing lever 14 is fixed to the outer cylinder 12 so as to be rotatable about the rotation shaft 17. As shown in FIG. 1, the outer cylinder 12 is formed with a through hole 12 b that penetrates the side surface of the outer cylinder 12. The inner cylinder 13 penetrates the side surface of the inner cylinder 13, and the inner cylinder A first long hole 13 e extending along the longitudinal direction of 13 is formed. The hook 14 a of the firing lever 14 engages with the groove 15 d of the striker 15 through the through hole 12 b of the outer cylinder 12 and the first long hole 13 e of the inner cylinder 13.

図3は、発射レバー14のフック14aとストライカ15の溝15dとの係合を解除したときに、付勢ばね16の復元力によってストライカ15が射出機構5の前方に押し出された状態を示す概略断面図である。図3に示されるように、射出機構5の前方に押し出されたストライカ15は、内筒13の内周面に固定された、円筒形状を有するストッパ20に衝突し、これにより、ストライカ15の移動が制限される。より具体的には、ストッパ20の後端に、ストライカ15の本体支持部15bの前端が衝突することで、ストライカ15の前方への移動が制限される。ストライカ15が図1に示される発射位置から、図3に示されるストッパ20に衝突する衝突位置まで移動する間に、ストライカ本体15aの前端がホルダ3の前端に保持された圧子2に衝突し、該圧子2だけがホルダ3から試料8に向けて射出される。図3に示されるように、ストライカ15が射出機構5の前方に発射された状態では、発射レバー14のフック14aは、外筒12の側面に形成された貫通孔12bと、内筒13の側面に形成された第1長孔13eとを通って、ストライカ15の外面に接触している。   FIG. 3 schematically shows a state where the striker 15 is pushed forward of the injection mechanism 5 by the restoring force of the biasing spring 16 when the engagement between the hook 14 a of the firing lever 14 and the groove 15 d of the striker 15 is released. It is sectional drawing. As shown in FIG. 3, the striker 15 pushed forward of the injection mechanism 5 collides with a stopper 20 having a cylindrical shape fixed to the inner peripheral surface of the inner cylinder 13, thereby moving the striker 15. Is limited. More specifically, when the front end of the main body support portion 15b of the striker 15 collides with the rear end of the stopper 20, the forward movement of the striker 15 is limited. While the striker 15 moves from the firing position shown in FIG. 1 to the collision position where the striker 15 collides with the stopper 20 shown in FIG. 3, the front end of the striker body 15 a collides with the indenter 2 held at the front end of the holder 3, Only the indenter 2 is ejected from the holder 3 toward the sample 8. As shown in FIG. 3, when the striker 15 is fired forward of the injection mechanism 5, the hook 14 a of the firing lever 14 includes a through hole 12 b formed on the side surface of the outer cylinder 12 and a side surface of the inner cylinder 13. The outer surface of the striker 15 is in contact with the first elongated hole 13e formed on the outer surface of the striker 15.

上述したように、付勢ばね16の後端を支持するプラグ18を外筒12に対して前進または後進させることにより、付勢ばね16の長さを調整することができる。したがって、付勢ばね16がストライカ15に加える付勢力を調整することができるので、ストライカ15の衝突によって射出される圧子2の衝突速度を調整することができる。異なる試料の反発係数を比較するときに、圧子2の材料および圧子2の衝突速度は一定であることが好ましい。本実施形態の反発係数測定機1では、圧子2の衝突速度を容易に調整することができる。   As described above, the length of the urging spring 16 can be adjusted by moving the plug 18 that supports the rear end of the urging spring 16 forward or backward relative to the outer cylinder 12. Therefore, since the urging force applied to the striker 15 by the urging spring 16 can be adjusted, the collision speed of the indenter 2 injected by the striker 15 can be adjusted. When comparing the restitution coefficients of different samples, the material of the indenter 2 and the impact speed of the indenter 2 are preferably constant. In the restitution coefficient measuring device 1 of the present embodiment, the collision speed of the indenter 2 can be easily adjusted.

上述した実施形態のストライカ15は、棒形状を有しているが、ストライカ15の形状は、棒形状に限定されない。ホルダ3に保持された圧子2に衝突し、圧子2をホルダ3から試料8に向けて射出することができれば、ストライカ15の形状は任意である。   Although the striker 15 of embodiment mentioned above has a rod shape, the shape of the striker 15 is not limited to a rod shape. The shape of the striker 15 is arbitrary as long as it collides with the indenter 2 held by the holder 3 and the indenter 2 can be ejected from the holder 3 toward the sample 8.

射出機構5の前端、より具体的には内筒13の前端には、ストライカ15によって射出された圧子2が試料8に衝突する前の該圧子2の速度である衝突速度と、圧子2が試料8に衝突して跳ね返った後の該圧子2の反発速度を計測する速度測定部6が固定されている。本実施形態の速度測定部6は、内筒13の前端に取り付けられ、圧子2が通過する圧子通路23aが形成された速度測定本体23と、圧子通路23aに沿って配列された第1通過センサ24および第2通過センサ25と、を備える。圧子通路23aは、内筒13の貫通孔13aに接続される。第1通過センサ24および第2通過センサ25は、圧子通路23aに沿って配列されており、第1通過センサ24は、第2通過センサ25よりも速度測定本体23の前方に位置する。「通過センサ」とは、物体の通過を検知することができるセンサの総称である。この通過センサは、例えば、光センサまたは磁気センサを含む。   At the front end of the injection mechanism 5, more specifically, at the front end of the inner cylinder 13, the collision speed, which is the speed of the indenter 2 before the indenter 2 injected by the striker 15 collides with the sample 8, and the indenter 2 A speed measuring unit 6 that measures the repulsion speed of the indenter 2 after it bounces off when it collides with 8 is fixed. The speed measurement unit 6 of the present embodiment is attached to the front end of the inner cylinder 13 and has a speed measurement main body 23 formed with an indenter passage 23a through which the indenter 2 passes, and a first passage sensor arranged along the indenter passage 23a. 24 and the second passage sensor 25. The indenter passage 23 a is connected to the through hole 13 a of the inner cylinder 13. The first passage sensor 24 and the second passage sensor 25 are arranged along the indenter passage 23 a, and the first passage sensor 24 is located in front of the speed measurement main body 23 with respect to the second passage sensor 25. “Pass sensor” is a generic term for sensors that can detect the passage of an object. This passage sensor includes, for example, an optical sensor or a magnetic sensor.

本実施形態の第1通過センサ24は、圧子通路23a内に光を照射する第1投光部24a、および第1投光部24aから照射された光を受け取る第1受光部24bを有する光センサである。本実施形態の第2通過センサ25は、圧子通路23a内に光を照射する第2投光部25a、および第2投光部25aから照射された光を受け取る第2受光部25bを有する光センサである。以下では、第1通過センサ24および第2通過センサ25が光センサである実施形態について説明する。   The first passage sensor 24 of the present embodiment includes a first light projecting unit 24a that irradiates light into the indenter passage 23a, and a first light receiving unit 24b that receives the light emitted from the first light projecting unit 24a. It is. The second passage sensor 25 of the present embodiment includes a second light projecting unit 25a that irradiates light into the indenter passage 23a, and a second light receiving unit 25b that receives the light emitted from the second light projecting unit 25a. It is. Hereinafter, an embodiment in which the first passage sensor 24 and the second passage sensor 25 are optical sensors will be described.

本実施形態の第1投光部24aおよび第2投光部25aには、発光ダイオード(LED)が用いられ、第1受光部24bおよび第2受光部25bには、フォトダイオードが用いられている。第1投光部24aからの光は、圧子通路23aの壁面に配置された投光スリット(図示せず)を通して圧子通路23a内に照射され、第1受光部24bは、圧子通路23aの壁面に配置された受光スリット(図示せず)を通った光を受け取る。同様に、第2投光部25aからの光は、圧子通路23aの壁面に配置された投光スリット(図示せず)を通して圧子通路23a内に照射され、第2受光部25bは、圧子通路23aの壁面に配置された受光スリット(図示せず)を通った光を受け取る。本実施形態では、第1光センサ24の第1投光部24aと第1受光部24bとは、速度測定本体23の前端から10mmの位置に配置され、第2光センサ25の第2投光部25aと第2受光部25bとは、速度測定本体23の前端から20mmの位置に配置されている。   In the present embodiment, a light emitting diode (LED) is used for the first light projecting unit 24a and the second light projecting unit 25a, and a photodiode is used for the first light receiving unit 24b and the second light receiving unit 25b. . Light from the first light projecting portion 24a is irradiated into the indenter passage 23a through a light projection slit (not shown) disposed on the wall surface of the indenter passage 23a, and the first light receiving portion 24b is applied to the wall surface of the indenter passage 23a. Light passing through a light receiving slit (not shown) is received. Similarly, light from the second light projecting portion 25a is irradiated into the indenter passage 23a through a light projecting slit (not shown) disposed on the wall surface of the indenter passage 23a, and the second light receiving portion 25b is irradiated with the indenter passage 23a. The light which passed through the light-receiving slit (not shown) arrange | positioned at the wall surface of is received. In the present embodiment, the first light projecting unit 24 a and the first light receiving unit 24 b of the first light sensor 24 are disposed at a position 10 mm from the front end of the speed measurement main body 23, and the second light projecting of the second light sensor 25. The part 25 a and the second light receiving part 25 b are disposed at a position 20 mm from the front end of the speed measurement main body 23.

第1光センサ24は、第1投光部24aから照射された光が圧子2の通過によって遮られたことを第1受光部24bが検知し、これにより、圧子2が第1光センサ24を通過したことを検知する。同様に、第2光センサ25は、第2投光部25aから照射された光が圧子2の通過によって遮られたことを第2受光部25bが検知し、これにより、圧子2が第2光センサ25を通過したことを検知する。演算部7は、圧子2が第1光センサ24を通過してから、第2光センサ25を通過するまでの通過時間を計測している。第1光センサ24と第2光センサ25との間の距離は予め決定されている(本実施形態では10mm)。したがって、演算部7は、圧子2が第2光センサ25を通過してから、第1光センサ24を通過するまでの通過時間と、第1光センサ24と第2光センサ25との間の距離とから圧子2の衝突速度を計算することができる。同様に、演算部7は、圧子2が第1光センサ24を通過してから、第2光センサ25を通過するまでの通過時間と、第1光センサ24と第2光センサ25との間の距離とから圧子2の反発速度を計算することができる。   The first light sensor 24 detects that the light irradiated from the first light projecting unit 24 a is blocked by the passage of the indenter 2, so that the indenter 2 detects the first light sensor 24. Detects passing. Similarly, in the second optical sensor 25, the second light receiving unit 25b detects that the light emitted from the second light projecting unit 25a has been blocked by the passage of the indenter 2, and thereby the indenter 2 detects the second light. The passage through the sensor 25 is detected. The calculation unit 7 measures the passage time from when the indenter 2 passes through the first optical sensor 24 to when it passes through the second optical sensor 25. The distance between the first optical sensor 24 and the second optical sensor 25 is determined in advance (10 mm in this embodiment). Therefore, the calculation unit 7 calculates the time between the passage of the indenter 2 through the second optical sensor 25 and the passage of the first optical sensor 24 and the interval between the first optical sensor 24 and the second optical sensor 25. The collision speed of the indenter 2 can be calculated from the distance. Similarly, the calculation unit 7 calculates the passage time from when the indenter 2 passes through the first optical sensor 24 to when it passes through the second optical sensor 25 and between the first optical sensor 24 and the second optical sensor 25. The repulsion speed of the indenter 2 can be calculated from the distance of

図4は、第1光センサ24の電気回路の構成を示す概略図である。以下、図4を用いて、第1光センサ24の電気回路の構成を説明する。第2光センサ25の電気回路の構成は、第1光センサ24の電気回路の構成と同一であるため、その重複する説明を省略する。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the electric circuit of the first photosensor 24. Hereinafter, the configuration of the electric circuit of the first optical sensor 24 will be described with reference to FIG. Since the configuration of the electric circuit of the second photosensor 25 is the same as the configuration of the electric circuit of the first photosensor 24, the overlapping description is omitted.

図4に示されるように、フォトダイオードである第1受光部24bには、逆バイアス電位Vrが加えられている。第1受光部24bは、LEDである第1投光部24aからの光を受け取ることにより、電流を発生させることができる。第1受光部24bから発生した電流は、第1オペアンプ30の負入力端子30bに入力される。第1オペアンプ30の正入力端子30aには、電圧VAが入力される。第1オペアンプ30の出力端子30cからは、第1受光部24bから発生した電流が電圧VAを基準として変換抵抗35により変換された電圧Vopaが出力される(電流電圧変換)。   As shown in FIG. 4, a reverse bias potential Vr is applied to the first light receiving unit 24b that is a photodiode. The first light receiving unit 24b can generate a current by receiving light from the first light projecting unit 24a, which is an LED. The current generated from the first light receiving unit 24 b is input to the negative input terminal 30 b of the first operational amplifier 30. The voltage VA is input to the positive input terminal 30 a of the first operational amplifier 30. The output terminal 30c of the first operational amplifier 30 outputs a voltage Vopa in which the current generated from the first light receiving unit 24b is converted by the conversion resistor 35 with the voltage VA as a reference (current-voltage conversion).

第1オペアンプ30から出力された電圧Vopaは、第2オペアンプ31の負入力端子31bに遅延回路32を経て入力される。第2オペアンプ31の正入力端子31aには、予め定められたベース電圧Vdetが入力される。第2オペアンプ31は、負入力端子31bに入力された電圧Vopaと、正入力端子31aに入力されたベース電圧Vdetとの差分である電圧Vopbを、該第2オペアンプ31の出力端子31cから出力する。第2オペアンプ31の出力端子31cから出力された電圧Vopbは、変換抵抗36によって電流に変換され、この電流が第1発光部24aに加えられる。   The voltage Vopa output from the first operational amplifier 30 is input to the negative input terminal 31 b of the second operational amplifier 31 via the delay circuit 32. A predetermined base voltage Vdet is input to the positive input terminal 31 a of the second operational amplifier 31. The second operational amplifier 31 outputs a voltage Vopb, which is a difference between the voltage Vopa input to the negative input terminal 31b and the base voltage Vdet input to the positive input terminal 31a, from the output terminal 31c of the second operational amplifier 31. . The voltage Vopb output from the output terminal 31c of the second operational amplifier 31 is converted into a current by the conversion resistor 36, and this current is applied to the first light emitting unit 24a.

図4に示されるように、第1オペアンプ30の出力端子から出力された電圧Vopaは、コンパレータ38の正入力端子38aに入力される。コンパレータ38の負入力端子38bには、予め設定されたしきい値である電圧Vcmpが入力される。コンパレータ38は、正入力端子38aに入力された電圧Vopaと、負入力端子38bに入力された電圧Vcmpとを比較する。コンパレータ38は、電圧Vopaが電圧Vcmpよりも大きいときに、コンパレータ38の出力端子38cから信号VSを出力する。信号VSは、演算部7に入力される。   As shown in FIG. 4, the voltage Vopa output from the output terminal of the first operational amplifier 30 is input to the positive input terminal 38 a of the comparator 38. A voltage Vcmp, which is a preset threshold value, is input to the negative input terminal 38 b of the comparator 38. The comparator 38 compares the voltage Vopa input to the positive input terminal 38a with the voltage Vcmp input to the negative input terminal 38b. The comparator 38 outputs a signal VS from the output terminal 38c of the comparator 38 when the voltage Vopa is larger than the voltage Vcmp. The signal VS is input to the calculation unit 7.

図4に示す回路構成によれば、圧子2の通過によって第1投光部24aからの光が遮れていないときは、第1オペアンプ30から出力される電圧Vopaが予め設定されたベース電圧Vdetに常に収束するように、第1投光部24aの発光量を自動で調整することができる。すなわち、図4に示す電気回路は、フォトダイオードである第1受光部24bの出力電流が一定になるように、該第1受光部24bの出力電流に応じて、LEDである第1投光部24aの発光量を自動で変更させるフィードバック回路を含んでいる。   According to the circuit configuration shown in FIG. 4, when the light from the first light projecting unit 24 a is not blocked by the passage of the indenter 2, the voltage Vopa output from the first operational amplifier 30 is set to the preset base voltage Vdet. The light emission amount of the first light projecting unit 24a can be automatically adjusted so as to always converge. That is, the electric circuit shown in FIG. 4 has a first light projecting unit that is an LED according to the output current of the first light receiving unit 24b so that the output current of the first light receiving unit 24b that is a photodiode is constant. A feedback circuit for automatically changing the light emission amount 24a is included.

LEDである第1投光部24aから照射された光を受け取る、フォトダイオードである第1受光部24bは、圧子2の通過によって第1投光部24aからの光が遮られていないときは、常に一定の電流を出力するのが好ましい。しかしながら、LEDの発光量は、該LEDが配置されている環境(例えば、気温および湿度など)によって異なる。同様に、フォトダイオードが出力する電流は、該フォトダイオードが配置されている環境(例えば、気温および湿度など)によって異なる。さらに、LEDには個体差が存在するので、同一の電流を、同一の構造を有する異なるLEDに流した場合、各LEDの発光量は異なる。同様に、フォトダイオードには個体差が存在するので、同一の構造を有する異なるフォトダイオードが同一の光量を受け取ったときに、各フォトダイオードが出力する電流は異なる。   The first light receiving unit 24b that is a photodiode that receives light emitted from the first light projecting unit 24a that is an LED, when the light from the first light projecting unit 24a is not blocked by the passage of the indenter 2, It is preferable to always output a constant current. However, the light emission amount of the LED differs depending on the environment (for example, temperature and humidity) in which the LED is arranged. Similarly, the current output from the photodiode varies depending on the environment (for example, temperature and humidity) in which the photodiode is disposed. Furthermore, since there are individual differences in LEDs, when the same current is passed through different LEDs having the same structure, the light emission amount of each LED is different. Similarly, since there are individual differences in photodiodes, when different photodiodes having the same structure receive the same amount of light, the currents output by the photodiodes are different.

したがって、図4に示される電気回路を用いない場合、オペアンプ30が出力する電圧Vopaは、反発係数測定機1が用いられる環境によって変動するため、正確な反発係数を測定することができないおそれがある。正確な反発係数を測定するためには、第1投光部24aの発光量および/または第1受光部24bの出力電流を、測定毎に調整する必要がある。同様に、図4に示される電気回路を用いない場合、異なる反発係数測定機1のオペアンプ30が出力する電圧Vopaは、各反発係数測定機1で異なるため、正確な反発係数を測定することができないおそれがある。正確な反発係数を測定するためには、第1投光部24aの発光量および/または第1受光部24bの出力電流を、各反発係数測定機1で調整する必要がある。   Therefore, when the electric circuit shown in FIG. 4 is not used, the voltage Vopa output from the operational amplifier 30 varies depending on the environment in which the restitution coefficient measuring machine 1 is used, and thus there is a possibility that an accurate restitution coefficient cannot be measured. . In order to accurately measure the restitution coefficient, it is necessary to adjust the light emission amount of the first light projecting unit 24a and / or the output current of the first light receiving unit 24b for each measurement. Similarly, when the electric circuit shown in FIG. 4 is not used, the voltage Vopa output from the operational amplifier 30 of the different coefficient of restitution coefficient 1 is different in each coefficient of restitution coefficient measuring machine 1, and therefore, an accurate coefficient of restitution can be measured. It may not be possible. In order to accurately measure the restitution coefficient, it is necessary to adjust the light emission amount of the first light projecting unit 24a and / or the output current of the first light receiving unit 24b with each restitution coefficient measuring device 1.

図4に示される電気回路を用いた場合、第1オペアンプ30から出力される電圧Vopaが予め設定されたベース電圧Vdetに常に収束するように、第1投光部24aの発光量を自動で調整することができる。したがって、第1投光部24aの発光量および/または第1受光部24bの出力電流を、測定毎に調整する必要がない。同様に、第1投光部24aの発光量および/または第1受光部24bの出力電流を、各反発係数測定機1で調整する必要がない。第2光センサ25の電気回路の構成も、第1光センサ24の電気回路の構成と同一の構成を有するので、第2光センサ25でも同一の利点が得られる。   When the electric circuit shown in FIG. 4 is used, the light emission amount of the first light projecting unit 24a is automatically adjusted so that the voltage Vopa output from the first operational amplifier 30 always converges to a preset base voltage Vdet. can do. Therefore, it is not necessary to adjust the light emission amount of the first light projecting unit 24a and / or the output current of the first light receiving unit 24b for each measurement. Similarly, it is not necessary to adjust the light emission amount of the first light projecting unit 24 a and / or the output current of the first light receiving unit 24 b with each restitution coefficient measuring device 1. Since the configuration of the electric circuit of the second photosensor 25 has the same configuration as the configuration of the electric circuit of the first photosensor 24, the second photosensor 25 can obtain the same advantages.

図5は、圧子2が第1光センサ24を通過してから、第2光センサ25を通過するまでの通過時間T1を計測する方法を説明するための概略図である。すなわち、図5は、試料8に衝突して跳ね返った圧子2の反発速度を測定する方法を説明するための概略図である。図5の上段には、時間経過と共に変化する、第1光センサ24の第1オペアンプ30の出力電圧Vopaおよびコンパレータ38から出力される信号VSを表すグラフが示される。図5の下段には、時間経過と共に変化する、第2光センサ25の第1オペアンプ30の出力電圧Vopaおよびコンパレータ38から出力される信号VSを表すグラフが示される。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method of measuring a passing time T1 from when the indenter 2 passes through the first optical sensor 24 to when it passes through the second optical sensor 25. That is, FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method of measuring the repulsion speed of the indenter 2 that has collided with the sample 8 and bounced back. The upper part of FIG. 5 shows a graph representing the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 of the first optical sensor 24 and the signal VS output from the comparator 38, which change with time. The lower part of FIG. 5 shows a graph representing the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 of the second optical sensor 25 and the signal VS output from the comparator 38, which change with time.

試料8に衝突して跳ね返った圧子2は、第1光センサ24の配置位置まで移動する。圧子2が第1光センサ24の第1投光部24aが発する光を遮って、第1受光部24bが受け取る光量が減少すると、第1オペアンプ30の出力電圧Vopaは上昇する。圧子2が第1光センサ24を通過するにしたがって、第1受光部24bが発する光が遮られる量は、徐々に減少していき、その後徐々に上昇する。したがって、第1受光部24bが受け取る光量は、徐々に減少した後で徐々に上昇するので、第1オペアンプ30の出力電圧Vopaは、図5の上段に示されるような凸波形を有する波SAを描く。上述したように、第1オペアンプ30の出力電圧Vopaは、コンパレータ38(図4参照)に入力され、しきい値である電圧Vcmpと比較される。第1オペアンプ30の出力電圧Vopaが電圧Vcmpよりも大きい場合に、コンパレータ38は、信号VSを出力する。第1オペアンプ30の出力電圧Vopaがしきい値電圧Vcmpよりも小さい場合、コンパレータ38は、信号VSの出力を停止する。その結果、演算部7には、凸波形を有する波SAがコンパレータ38によって変換された矩形波RAが入力される。   The indenter 2 that has bounced off the sample 8 moves to the position where the first optical sensor 24 is disposed. When the indenter 2 blocks the light emitted by the first light projecting unit 24a of the first optical sensor 24 and the amount of light received by the first light receiving unit 24b decreases, the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 increases. As the indenter 2 passes through the first optical sensor 24, the amount of light blocked by the first light receiving unit 24b gradually decreases and then gradually increases. Accordingly, the amount of light received by the first light receiving unit 24b gradually decreases and then gradually increases, so that the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 is a wave SA having a convex waveform as shown in the upper part of FIG. Draw. As described above, the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 is input to the comparator 38 (see FIG. 4) and compared with the voltage Vcmp that is a threshold value. When the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 is larger than the voltage Vcmp, the comparator 38 outputs the signal VS. When the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 is smaller than the threshold voltage Vcmp, the comparator 38 stops outputting the signal VS. As a result, a rectangular wave RA obtained by converting the wave SA having a convex waveform by the comparator 38 is input to the calculation unit 7.

演算部7は、コンパレータ38からの信号VSが出力された時点Ta、および信号VSの出力が停止した時点Tbを検知する。すなわち、時点Taは、演算部7が第1光センサ24における圧子2の通過の検知を開始した検知開始時点であり、時点Tbは、演算部7が第1光センサ24における圧子2の通過の検知を終了した検知終了時点である。さらに、演算部7は、時点Taを検知してから時点Tbを検知するまでの時間Tcを半分に除算した時点Tdを計算する。時間Tcは、演算部7が第1光センサ24における圧子2の通過を検知している時間に相当する。   The computing unit 7 detects a time Ta when the signal VS from the comparator 38 is output and a time Tb when the output of the signal VS is stopped. That is, the time point Ta is a detection start time point when the calculation unit 7 starts detecting the passage of the indenter 2 in the first optical sensor 24, and the time point Tb is a time point when the calculation unit 7 passes the indenter 2 in the first optical sensor 24. This is the detection end point when the detection is completed. Further, the calculation unit 7 calculates a time point Td obtained by dividing time Tc from the time point Ta being detected until the time point Tb is detected by half. The time Tc corresponds to the time during which the calculation unit 7 detects the passage of the indenter 2 in the first optical sensor 24.

圧子2はさらに移動して、第2光センサ25の配置位置まで移動する。圧子2が第2光センサ25の第2投光部25aが発する光を遮って、第2受光部25bが受け取る光量が減少すると、第1オペアンプ30の出力電圧Vopaは上昇する。圧子2が第2光センサ25を通過するにしたがって、第2受光部25bが発する光が遮られる量は、徐々に減少していき、その後徐々に上昇する。したがって、第2受光部25bが受け取る光量は、徐々に減少した後で徐々に上昇するので、第1オペアンプ30の出力電圧Vopaは、図5の下段に示されるような凸波形を有する波SBを描く。上述したように、第1オペアンプ30の出力電圧Vopaは、コンパレータ38(図4参照)に入力され、しきい値である電圧Vcmpと比較される。第1オペアンプ30の出力電圧Vopaが電圧Vcmpよりも大きい場合に、コンパレータ38は、信号VSを出力する。第1オペアンプ30の出力電圧Vopaが電圧Vcmpよりも小さい場合、コンパレータ38は、信号VSの出力を停止する。その結果、演算部7には、凸波形を有する波SBがコンパレータ38によって変換された矩形波RBが入力される。   The indenter 2 further moves to the position where the second photosensor 25 is disposed. When the indenter 2 blocks the light emitted from the second light projecting unit 25a of the second optical sensor 25 and the amount of light received by the second light receiving unit 25b decreases, the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 increases. As the indenter 2 passes through the second optical sensor 25, the amount of light blocked by the second light receiving unit 25b gradually decreases and then gradually increases. Accordingly, the amount of light received by the second light receiving unit 25b gradually decreases and then gradually increases. Therefore, the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 is a wave SB having a convex waveform as shown in the lower part of FIG. Draw. As described above, the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 is input to the comparator 38 (see FIG. 4) and compared with the voltage Vcmp that is a threshold value. When the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 is larger than the voltage Vcmp, the comparator 38 outputs the signal VS. When the output voltage Vopa of the first operational amplifier 30 is smaller than the voltage Vcmp, the comparator 38 stops outputting the signal VS. As a result, the rectangular wave RB obtained by converting the wave SB having a convex waveform by the comparator 38 is input to the calculation unit 7.

演算部7は、コンパレータ38からの信号VSが出力された時点Te、および信号VSの出力が停止した時点Tfを検知する。すなわち、時点Teは、演算部7が第2光センサ25における圧子2の通過の検知を開始した検知開始時点であり、時点Tfは、演算部7が第2光センサ25における圧子2の通過の検知を終了した検知終了時点である。さらに、演算部7は、時点Teを検知してから時点Tfを検知するまでの時間Tgを半分に除算した時点Thを計算する。時間Tgは、演算部7が第2光センサ25における圧子2の通過を検知している時間に相当する。   The computing unit 7 detects a time Te when the signal VS from the comparator 38 is output and a time Tf when the output of the signal VS is stopped. That is, the time point Te is a detection start time point when the calculation unit 7 starts detecting the passage of the indenter 2 in the second optical sensor 25, and the time point Tf is a time point when the calculation unit 7 passes the indenter 2 in the second optical sensor 25. This is the detection end point when the detection is completed. Further, the calculation unit 7 calculates a time point Th obtained by dividing a time Tg from when the time point Te is detected until the time point Tf is detected by half. The time Tg corresponds to the time during which the calculation unit 7 detects the passage of the indenter 2 in the second optical sensor 25.

演算部7は、時点Tdと時点Thの間の時間を、圧子2が第1光センサ24を通過してから、第2光センサ25を通過するまでの通過時間T1と決定する。さらに、演算部7は、第1光センサ24と第2光センサ25の間の距離を、通過時間T1で除算することにより、圧子2の反発速度を計算する。   The calculation unit 7 determines the time between the time point Td and the time point Th as a passage time T1 from when the indenter 2 passes through the first optical sensor 24 to when it passes through the second optical sensor 25. Further, the calculation unit 7 calculates the repulsion speed of the indenter 2 by dividing the distance between the first optical sensor 24 and the second optical sensor 25 by the passage time T1.

本実施形態では、時点Tdと時点Thの間の時間を、圧子2が第1光センサ24を通過してから、第2光センサ25を通過するまでの通過時間T1として用いる。時点Tdと時点Thの間の時間を通過時間T1として用いた場合、例えば、時点Taと時点Teの間の時間を通過時間として用いる場合と比較して、通過時間T1の測定誤差を小さくすることが可能であり、より正確な反発速度を計算することができる。   In the present embodiment, the time between the time point Td and the time point Th is used as a passage time T1 from when the indenter 2 passes through the first optical sensor 24 until it passes through the second optical sensor 25. When the time between the time point Td and the time point Th is used as the passage time T1, for example, the measurement error of the passage time T1 is made smaller than when the time between the time point Ta and the time point Te is used as the passage time. Is possible, and a more accurate repulsion rate can be calculated.

圧子2の衝突速度は、同様の方法を利用して、演算部7によって計算される。すなわち、圧子2が第2光センサ25を通過してから、第1光センサ24を通過するまでの通過時間を演算部7が決定することにより、該演算部7によって衝突速度が計算される。演算部7は、さらに、衝突速度に対する反発速度の比である反発係数を計算する。   The collision speed of the indenter 2 is calculated by the calculation unit 7 using the same method. That is, the calculation unit 7 determines the passage time from when the indenter 2 passes through the second optical sensor 25 to when it passes through the first optical sensor 24, whereby the collision speed is calculated by the calculation unit 7. The calculation unit 7 further calculates a restitution coefficient that is a ratio of the rebound speed to the collision speed.

図示はしないが、第2光センサ25を省略し、第1光センサ24のみを用いて、圧子2の衝突速度と反発速度を演算部7が計算してもよい。例えば、演算部7が圧子2の直径を図5における時点Ta(すなわち、第1光センサ24における圧子2の検知開始時点)と時点Tb(すなわち、第1光センサ24における圧子2の検知終了時点)との間の時間Tcで除算することにより、演算部7は、圧子2の反発速度を計算してもよい。同様に、演算部7は、第1光センサ24のみを用いて圧子2の衝突速度を計算することができる。   Although not shown, the second optical sensor 25 may be omitted, and the calculation unit 7 may calculate the collision speed and the repulsion speed of the indenter 2 using only the first optical sensor 24. For example, the calculation unit 7 sets the diameter of the indenter 2 to the time point Ta (that is, the detection start time of the indenter 2 in the first optical sensor 24) and the time point Tb (that is, the detection end time of the indenter 2 in the first optical sensor 24). The calculation unit 7 may calculate the repulsion speed of the indenter 2 by dividing the time Tc by the time Tc. Similarly, the calculation unit 7 can calculate the collision speed of the indenter 2 using only the first optical sensor 24.

このように、第1光センサ24のみを用いて、圧子2の反発速度および衝突速度を測定する場合、速度測定本体23の大きさを小さくすることができる。さらに、第1光センサ24を試料8の表面に近接して配置することができるので、正確な反発係数を測定することができる。   Thus, when the repulsion speed and the collision speed of the indenter 2 are measured using only the first optical sensor 24, the size of the speed measurement main body 23 can be reduced. Further, since the first optical sensor 24 can be disposed close to the surface of the sample 8, an accurate restitution coefficient can be measured.

図1に示されるように、ホルダ3は、内筒13の前端から後端に向かって挿入されている。外筒12には、該外筒12の径方向外側に突出する外筒フランジ部12cが形成され、内筒13には、該内筒13の径方向外側に突出する内筒フランジ部13cが形成されている。ホルダ3の外周面には、ホルダフランジ部材40が固定されている。ホルダフランジ部材40は、ホルダ3の後端における外周面に固定される円筒状の固定部40aと、固定部40aからホルダ3の径方向外側に突出する突出フランジ部40bとを有する。内筒13には、該内筒13の側面を貫通し、内筒13の長手方向に沿って延びる第2長孔13dが形成されており、ホルダフランジ部材40の突出フランジ部40bは、第2長孔13dを通って、内筒13の外周面よりも外側に突出している。   As shown in FIG. 1, the holder 3 is inserted from the front end of the inner cylinder 13 toward the rear end. The outer cylinder 12 is formed with an outer cylinder flange portion 12 c that protrudes radially outward of the outer cylinder 12, and the inner cylinder 13 is formed with an inner cylinder flange portion 13 c that protrudes radially outward of the inner cylinder 13. Has been. A holder flange member 40 is fixed to the outer peripheral surface of the holder 3. The holder flange member 40 includes a cylindrical fixing portion 40 a that is fixed to the outer peripheral surface at the rear end of the holder 3, and a protruding flange portion 40 b that protrudes radially outward of the holder 3 from the fixing portion 40 a. The inner cylinder 13 is formed with a second long hole 13d penetrating the side surface of the inner cylinder 13 and extending along the longitudinal direction of the inner cylinder 13, and the projecting flange portion 40b of the holder flange member 40 has a second shape. It protrudes outside the outer peripheral surface of the inner cylinder 13 through the long hole 13d.

反発係数測定機1は、内筒フランジ部13cと外筒フランジ部12cとの間に配置される第1戻しばね43を有し、第1戻しばね43は、内筒フランジ部13cを外筒フランジ部12cから離間する方向に付勢する。さらに、反発係数測定機1は、突出フランジ部40bと外筒フランジ部12cとの間に配置される第2戻しばね44を有し、第2戻しばね44は、突出フランジ部40bを外筒フランジ部12cから離間する方向に付勢する。外筒フランジ部12cには、突出フランジ部40bに形成された第1貫通孔40cを通って該突出フランジ部40bを貫通するまで延びる第1ガイド棒46が固定される。第1ガイド棒46は、第2戻しばね44の内部を通って延びており、該第1ガイド棒46には、第2戻しばね44の付勢力により、突出フランジ部40bが外筒フランジ部12cから離間する方向に移動することを制限する留め具48が固定されている。内筒フランジ部13cには、突出フランジ部40bに形成された第2貫通孔40dを通って該突出フランジ部40bを貫通するまで延びる第2ガイド棒47が固定される。   The coefficient of restitution measuring machine 1 has a first return spring 43 disposed between the inner cylinder flange portion 13c and the outer cylinder flange portion 12c. The first return spring 43 connects the inner cylinder flange portion 13c to the outer cylinder flange. Biasing is performed in a direction away from the portion 12c. Further, the coefficient of restitution measuring device 1 has a second return spring 44 disposed between the protruding flange portion 40b and the outer cylinder flange portion 12c, and the second return spring 44 connects the protruding flange portion 40b to the outer cylinder flange. Biasing is performed in a direction away from the portion 12c. A first guide rod 46 extending to the outer cylinder flange portion 12c through the first through hole 40c formed in the protruding flange portion 40b until passing through the protruding flange portion 40b is fixed. The first guide rod 46 extends through the inside of the second return spring 44, and the protruding flange portion 40 b is provided on the first guide rod 46 by the urging force of the second return spring 44. A fastener 48 is fixed to restrict movement in a direction away from the fastener. A second guide rod 47 extending to the inner cylinder flange portion 13c through the second through hole 40d formed in the projecting flange portion 40b and penetrating the projecting flange portion 40b is fixed.

外筒12の外筒フランジ部12c、第1ガイド棒46、第2戻しばね44、ホルダフランジ部材40、および留め具48は、ホルダ3を外筒12に連結する連結機構39を構成する。   The outer cylinder flange portion 12 c of the outer cylinder 12, the first guide rod 46, the second return spring 44, the holder flange member 40, and the fastener 48 constitute a coupling mechanism 39 that couples the holder 3 to the outer cylinder 12.

図6は、反発係数を測定した後の圧子2をホルダ3に再び保持させる様子を示す概略図である。図6に示されるように、圧子2をホルダ3に再び保持させるために、作業者は、第1戻しばね43の付勢力に抗して、発射レバー14のフック14aがストライカ15の外面に形成された溝15dに係合するまで、外筒12を内筒13に向けて押し込む。このとき、連結機構39によって外筒12に連結されたホルダ3は、速度測定部6の圧子通路23a内を前進する。ホルダフランジ部材40の突出フランジ部40bは、内筒12の側面に形成された第2長孔13dに沿って移動できるので、ホルダフランジ部材40も、反発係数測定機1の前方に向かって移動することができる。ホルダ3に固定されたホルダフランジ部材40は、第2戻しばね44によって付勢力を加えられているので、ホルダ3は、該ホルダ3と外筒12との間の距離を維持したまま、反発係数測定機1の前方に向かって移動する。反発係数測定機1の前方に向かって移動するホルダ3は、速度測定部6の速度測定本体23に形成された圧子通路23a内を前進して、圧子通路23aの前端まで達し、その結果、圧子2はホルダ3の先端で保持される。   FIG. 6 is a schematic diagram showing how the indenter 2 after measuring the coefficient of restitution is held by the holder 3 again. As shown in FIG. 6, in order to hold the indenter 2 again in the holder 3, the operator forms the hook 14 a of the firing lever 14 on the outer surface of the striker 15 against the biasing force of the first return spring 43. The outer cylinder 12 is pushed toward the inner cylinder 13 until the groove 15d is engaged. At this time, the holder 3 connected to the outer cylinder 12 by the connecting mechanism 39 moves forward in the indenter passage 23 a of the speed measuring unit 6. Since the protruding flange portion 40b of the holder flange member 40 can move along the second long hole 13d formed in the side surface of the inner cylinder 12, the holder flange member 40 also moves toward the front of the coefficient of restitution coefficient measuring machine 1. be able to. Since the urging force is applied to the holder flange member 40 fixed to the holder 3 by the second return spring 44, the holder 3 maintains the distance between the holder 3 and the outer cylinder 12 while maintaining the coefficient of restitution. It moves toward the front of the measuring machine 1. The holder 3 that moves toward the front of the coefficient of restitution measuring instrument 1 moves forward in the indenter passage 23a formed in the speed measuring body 23 of the speed measuring unit 6 and reaches the front end of the indenter passage 23a. As a result, the indenter 2 is held at the tip of the holder 3.

ストライカ15は、ストッパ20によって反発係数測定機1の前方に向かう移動が制限されているので、外筒12を内筒13に押し込んだときに、ストライカ15は移動できない一方で、付勢ばね16が収縮される。外筒12に固定された発射レバー14のフック14aは、内筒12の側面に形成された第1長孔13eに沿って移動し、ストライカ15の外面に形成された溝15dに係合する。外筒12を内筒13に向けて押し込む押圧力を解除すると、第1戻りばね43の付勢力によって、外筒12が反発係数測定機1の後方に向かって移動する。このとき、フック14aが係合するストライカ15も後方に移動して、ストライカ15は、図1に示される発射位置に待機する。   Since the striker 15 is restricted from moving forward by the stopper 20 by the stopper 20, the striker 15 cannot move when the outer cylinder 12 is pushed into the inner cylinder 13, while the biasing spring 16 is Shrinked. The hook 14 a of the firing lever 14 fixed to the outer cylinder 12 moves along the first long hole 13 e formed in the side surface of the inner cylinder 12 and engages with a groove 15 d formed in the outer surface of the striker 15. When the pressing force that pushes the outer cylinder 12 toward the inner cylinder 13 is released, the outer cylinder 12 moves toward the rear side of the coefficient of restitution coefficient 1 by the urging force of the first return spring 43. At this time, the striker 15 with which the hook 14a engages also moves rearward, and the striker 15 stands by at the firing position shown in FIG.

外筒12を内筒13に押し込むときに、ホルダ3は、第1ガイド棒46によって案内される。同様に、外筒12を内筒13に押し込むときに、ホルダ3は、第2ガイド棒47によって案内される。したがって、外筒12および内筒13に対するホルダ3の回転が阻止される。   When the outer cylinder 12 is pushed into the inner cylinder 13, the holder 3 is guided by the first guide rod 46. Similarly, when the outer cylinder 12 is pushed into the inner cylinder 13, the holder 3 is guided by the second guide rod 47. Therefore, rotation of the holder 3 with respect to the outer cylinder 12 and the inner cylinder 13 is prevented.

このような構成によれば、外筒12を内筒13に対して押し込むだけの簡単な操作で、圧子2をホルダ3に再び保持させることができる。したがって、連続して反発係数を測定するときに、作業者の負担を軽減することができる。   According to such a configuration, the indenter 2 can be held by the holder 3 again by a simple operation of simply pushing the outer cylinder 12 into the inner cylinder 13. Therefore, it is possible to reduce the burden on the operator when continuously measuring the coefficient of restitution.

本実施形態の反発係数測定機1によれば、反発係数を測定するために試料8に衝突させる衝突体(物体)は、球状の圧子2のみである。すなわち、試料8に衝突させる衝突体は、例えば、ショア硬さ試験のハンマーやリープ硬さ試験のインパクトボディとは相違して、圧子2が固定される圧子支持体を含まない。その結果、試料に衝突させる衝突体(物体)の質量を大幅に低減できるので、反発係数を測定する際に発生する質量効果が大幅に低減され、試料の反発係数を正確に測定することができる。また、球状の圧子2はホルダ3に保持され、射出機構5により該ホルダ3から試料8に向けて射出される。したがって、圧子2を射出する方向に制限がないので、自由な方向に試験を行うことができる。さらに、本実施形態の反発係数測定機1によれば、プラグ18を外筒12に対して前進または後進させることにより、圧子2の衝突速度を容易に調整することができる。   According to the restitution coefficient measuring device 1 of the present embodiment, the collision object (object) that collides with the sample 8 in order to measure the restitution coefficient is only the spherical indenter 2. That is, the colliding body that collides with the sample 8 does not include an indenter support to which the indenter 2 is fixed, unlike a hammer for a Shore hardness test or an impact body for a leap hardness test. As a result, the mass of the collision object (object) that collides with the sample can be greatly reduced, so that the mass effect generated when measuring the restitution coefficient is greatly reduced, and the restitution coefficient of the sample can be accurately measured. . The spherical indenter 2 is held by the holder 3 and is ejected from the holder 3 toward the sample 8 by the ejection mechanism 5. Therefore, since there is no restriction | limiting in the direction which injects the indenter 2, a test can be performed in a free direction. Furthermore, according to the restitution coefficient measuring device 1 of the present embodiment, the collision speed of the indenter 2 can be easily adjusted by moving the plug 18 forward or backward relative to the outer cylinder 12.

質量効果が大幅に低減でき、かつ自由な方向に試験を行える本実施形態の反発係数測定機1によれば、様々な試料8の反発係数を測定することができる。例えば、金属材料の反発係数だけでなく、チョコレートや鰹節のような食品、あるいはセラミック、大理石、ガラスなどの非金属材料の反発係数を測定することができる。さらに、試料8に衝突させる衝突体は球状の圧子2のみであり、衝突体の体積が非常に小さい。したがって、衝突体が有する熱容量が小さい。また、試料8に圧子2が接触する時間は一瞬である。その結果、試験に起因する試料8の表面温度の変化量を大幅に抑制することができるので、高温、または低温の試料8の反発係数を正確に測定することができる。   According to the restitution coefficient measuring apparatus 1 of the present embodiment that can greatly reduce the mass effect and can perform tests in any direction, the restitution coefficient of various samples 8 can be measured. For example, not only the restitution coefficient of a metal material but also the restitution coefficient of a non-metallic material such as a food such as chocolate or bonito, or ceramic, marble, or glass can be measured. Further, the colliding body that collides with the sample 8 is only the spherical indenter 2, and the volume of the colliding body is very small. Therefore, the heat capacity of the collision body is small. Moreover, the time when the indenter 2 contacts the sample 8 is instantaneous. As a result, since the amount of change in the surface temperature of the sample 8 due to the test can be greatly suppressed, the restitution coefficient of the high-temperature or low-temperature sample 8 can be accurately measured.

さらに、本実施形態の反発係数測定機1では、圧子2の直径に応じて、ホルダ3の大きさおよびストライカ本体15aの直径などを適宜選定することにより、様々な直径を有する圧子2を使用することができる。したがって、非常に小さな直径を有する圧子2を本実施形態の反発係数測定機1で用いることができるので、質量効果をさらに低減することができる。   Furthermore, in the coefficient of restitution measuring instrument 1 of the present embodiment, the indenter 2 having various diameters is used by appropriately selecting the size of the holder 3 and the diameter of the striker body 15a according to the diameter of the indenter 2. be able to. Therefore, since the indenter 2 having a very small diameter can be used in the restitution coefficient measuring device 1 of the present embodiment, the mass effect can be further reduced.

試験時に発生する質量効果を低減する観点から、できるだけ小さい直径を有する圧子2を用いるのが好ましい。一方で、表面に微小な凹凸が形成された試料8の反発係数を測定するときに、試料8からの圧子2の跳ね返り方向が、射出機構5からの圧子2の射出方向に対して大きく逸れて(傾いて)しまう場合がある。この理由は、試料8の表面に形成された凹凸の大きさに対して圧子2の直径が小さすぎるためである。したがって、質量効果の発生を抑制しながら、圧子2の跳ね返り方向を安定させるためには、圧子2の直径は5mm以下であるのが好ましい。   From the viewpoint of reducing the mass effect generated during the test, it is preferable to use the indenter 2 having the smallest possible diameter. On the other hand, when measuring the coefficient of restitution of the sample 8 with minute irregularities formed on the surface, the rebound direction of the indenter 2 from the sample 8 deviates greatly from the injection direction of the indenter 2 from the injection mechanism 5. (Tilt) may occur. This is because the diameter of the indenter 2 is too small with respect to the size of the irregularities formed on the surface of the sample 8. Therefore, in order to stabilize the rebound direction of the indenter 2 while suppressing the generation of the mass effect, the diameter of the indenter 2 is preferably 5 mm or less.

圧子2の直径が小さくなるにつれて、反発係数を測定する作業者の負担が増加する。例えば、非常に小さい直径を有する圧子2を用いる場合、作業者が圧子2を紛失しやすくなる。したがって、作業効率の観点から、圧子2の直径は0.5mm以上であるのが好ましい。さらに、反発係数を測定する前に、圧子2の破損および/または欠損を確実に確認するために、圧子2の直径は、2mm以上の直径を有するのがより好ましい。すなわち、圧子2の直径の範囲は、0.5mm以上5mm以下が好ましく、2mm以上5mm以下がより好ましい。   As the diameter of the indenter 2 decreases, the burden on the operator who measures the coefficient of restitution increases. For example, when the indenter 2 having a very small diameter is used, the operator easily loses the indenter 2. Therefore, from the viewpoint of working efficiency, the diameter of the indenter 2 is preferably 0.5 mm or more. Furthermore, before measuring the coefficient of restitution, it is more preferable that the diameter of the indenter 2 has a diameter of 2 mm or more in order to confirm whether the indenter 2 is broken and / or missing. That is, the diameter range of the indenter 2 is preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 5 mm or less.

本実施形態の反発係数測定機1の速度測定部6は、光センサ24,25を用いて圧子2の衝突速度および反発速度を測定する。したがって、圧子2の材質に制限はなく、例えば、圧子2は、超硬合金などの金属材料から構成されてもよいし、セラミックおよびダイアモンドなどの非金属材料から構成されてもよい。好ましくは、圧子2は、セラミックであるアルミナから構成された軸受用ボールである。アルミナから構成された軸受用ボールは、高い真球度を有するので、反発係数測定機1は、正確な反発係数を高い再現性で測定することができる。アルミナから構成された軸受用ボールは、安価であり、かつ容易に市場で入手することができる。   The speed measurement unit 6 of the restitution coefficient measuring device 1 of the present embodiment measures the collision speed and rebound speed of the indenter 2 using the optical sensors 24 and 25. Therefore, there is no restriction | limiting in the material of the indenter 2, For example, the indenter 2 may be comprised from metal materials, such as a cemented carbide, and may be comprised from nonmetallic materials, such as a ceramic and a diamond. Preferably, the indenter 2 is a bearing ball made of alumina which is ceramic. Since the bearing ball made of alumina has a high sphericity, the restitution coefficient measuring instrument 1 can measure an accurate restitution coefficient with high reproducibility. Bearing balls made of alumina are inexpensive and easily available on the market.

速度測定部6の速度測定本体23に、速度測定部6が試料8に接触するときに速度測定本体23の圧子通路23aの開口を開き、速度測定部6が試料8から離れるときに速度測定本体23の圧子通路23aの開口を閉じるシャッター機構50をさらに設けてもよい。図7は、シャッター機構50が設けられた速度測定本体23の一例を示した概略断面図である。図7に示されるように、本実施形態のシャッター機構50は、圧子通路23aの開口に配置された扉51と、速度測定本体23から先端が突出する開閉棒54と、開閉棒54の動きを扉51の開閉動作に変換するリンク機構55とを備える。本実施形態の速度測定本体23は、圧子通路23aが形成され、扉51が配置される第1部材23bと、開閉棒54が配置される第2部材23cとで構成される。   An opening of the indenter passage 23a of the speed measurement main body 23 is opened in the speed measurement main body 23 of the speed measurement section 6 when the speed measurement section 6 contacts the sample 8, and the speed measurement main body when the speed measurement section 6 moves away from the sample 8. A shutter mechanism 50 for closing the opening of the 23 indenter passages 23a may be further provided. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the speed measurement main body 23 provided with the shutter mechanism 50. As shown in FIG. 7, the shutter mechanism 50 according to this embodiment includes a door 51 disposed at the opening of the indenter passage 23 a, an opening / closing bar 54 whose tip protrudes from the speed measuring body 23, and movement of the opening / closing bar 54. A link mechanism 55 that converts the door 51 to open and close. The speed measurement main body 23 of the present embodiment includes a first member 23b in which an indenter passage 23a is formed, a door 51 is disposed, and a second member 23c in which an opening / closing bar 54 is disposed.

図8(a)は、図7のD線矢視図であり、図8(b)は、図8(a)のF−F線断面図であり、図8(c)は、図8(b)のG−G線断面図である。図8(a)に示されるように、本実施形態の扉51は、速度測定本体23の圧子通路23aの開口をリンク機構55によって開閉する第1扉51aと第2扉51bとを有する。リンク機構55については、後述する。第1扉51aおよび第2扉51bが互いに当接するときに、圧子通路23aの開口が閉じられ、第1扉51aおよび第2扉51bが互いに離間するときに、圧子通路23aの開口が開かれる。図8(a)は、第1扉51aおよび第2扉51bが互いに当接して、圧子通路23aの開口が閉じられている状態を示している。   8A is a cross-sectional view taken along line D in FIG. 7, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 8A, and FIG. It is a GG sectional view taken on the line b). As shown in FIG. 8A, the door 51 of the present embodiment includes a first door 51 a and a second door 51 b that open and close the opening of the indenter passage 23 a of the speed measurement main body 23 by a link mechanism 55. The link mechanism 55 will be described later. When the first door 51a and the second door 51b come into contact with each other, the opening of the indenter passage 23a is closed, and when the first door 51a and the second door 51b are separated from each other, the opening of the indenter passage 23a is opened. FIG. 8A shows a state where the first door 51a and the second door 51b are in contact with each other and the opening of the indenter passage 23a is closed.

図8(a)および図8(b)に示されるように、第1扉51aの側面には、第1円弧面52aを有する第1開閉ガイド52が固定され、第2扉51bには、第2円弧面53aを有する第2開閉ガイド53が固定される。第1開閉ガイド52の第1円弧面52aと、第2開閉ガイド53の第2円弧面53aとは、互いに対向している。第1開閉ガイド52は、第1開閉軸56を介して第1部材23bに回動自在に固定される。すなわち、第1開閉ガイド52は、第1開閉軸56まわりに回動することができ、その結果、第1開閉ガイド52に固定された第1扉51aが第1開閉軸56まわりに回動することができる。第2開閉ガイド53は、第2開閉軸57を介して第1部材23bに回動自在に固定される。すなわち、第2開閉ガイド53は、第2開閉軸57まわりに回動することができ、その結果、第2開閉ガイド53に固定された第2扉51bが第2開閉軸57まわりに回動することができる。   As shown in FIG. 8A and FIG. 8B, a first opening / closing guide 52 having a first arcuate surface 52a is fixed to the side surface of the first door 51a, and the second door 51b has a first door A second opening / closing guide 53 having two arcuate surfaces 53a is fixed. The first arc surface 52a of the first opening / closing guide 52 and the second arc surface 53a of the second opening / closing guide 53 are opposed to each other. The first opening / closing guide 52 is rotatably fixed to the first member 23 b via the first opening / closing shaft 56. That is, the first opening / closing guide 52 can rotate around the first opening / closing shaft 56, and as a result, the first door 51 a fixed to the first opening / closing guide 52 rotates around the first opening / closing shaft 56. be able to. The second opening / closing guide 53 is rotatably fixed to the first member 23 b via the second opening / closing shaft 57. That is, the second opening / closing guide 53 can rotate around the second opening / closing shaft 57, and as a result, the second door 51 b fixed to the second opening / closing guide 53 rotates around the second opening / closing shaft 57. be able to.

図8(b)および図8(c)に示されるように、第1扉51aの中央領域には、円弧状の第1スロープ面51dが形成された第1収容部51c(図8(b)参照)が形成されている。図8(c)に仮想線(一点鎖線)で描かれた第2扉51bの中央領域にも、円弧状の第2スロープ面51eが形成された第2収容部51fが形成されている。第1扉51aと第2扉51bとが互いに当接しているとき、第1収容部51cと第2収容部51fとで構成される内部空間に圧子2を収容しておくことができる。   As shown in FIGS. 8 (b) and 8 (c), a first housing portion 51c (FIG. 8 (b)) in which an arc-shaped first slope surface 51d is formed in the central region of the first door 51a. Reference) is formed. Also in the central region of the second door 51b drawn with a virtual line (one-dot chain line) in FIG. 8C, a second accommodating portion 51f having an arcuate second slope surface 51e is formed. When the 1st door 51a and the 2nd door 51b mutually contact | abut, the indenter 2 can be accommodated in the internal space comprised by the 1st accommodating part 51c and the 2nd accommodating part 51f.

図9(a)は、図7のE線矢視図であり、図9(b)は、図9(a)のH−H線断面図である。図9(a)に示されるように、開閉棒54の後端には、開閉ばね58の一端が固定されており、開閉ばね58の他端は、第2部材23cに固定されている。この状態で、開閉棒54の前端は、第2部材23cの前端よりも前方に突出している。図9(a)および図9(b)に示されるように、開閉棒54の側面には、円柱状の第1突起54aおよび第2突起54bが形成されており、第1突起54aは、第2突起54bよりも開閉棒54の前方に位置する。第1突起54aおよび第2突起54bは、第1部材23bに向かって、開閉棒54の側面から突出する。   9A is a view taken in the direction of the arrow E in FIG. 7, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line HH in FIG. 9A. As shown in FIG. 9A, one end of an opening / closing spring 58 is fixed to the rear end of the opening / closing rod 54, and the other end of the opening / closing spring 58 is fixed to the second member 23c. In this state, the front end of the open / close bar 54 projects forward from the front end of the second member 23c. As shown in FIGS. 9A and 9B, a cylindrical first protrusion 54a and a second protrusion 54b are formed on the side surface of the opening / closing rod 54, and the first protrusion 54a It is located in front of the opening / closing bar 54 with respect to the two protrusions 54b. The first protrusion 54a and the second protrusion 54b protrude from the side surface of the opening / closing bar 54 toward the first member 23b.

シャッター機構50のリンク機構55は、第1開閉ガイド52、第2開閉ガイド53、開閉棒54に形成された第1突起54aおよび第2突起54b、および開閉ばね58により構成される。図10は、リンク機構55により、第1扉51aおよび第2扉51bが互いに離間する方向に回動して、圧子通路23aの開口が開かれた状態を示す模式図である。図11は、リンク機構55により、第1扉51aおよび第2扉51bが互いに当接して、圧子通路23aの開口が閉じられた状態を示す模式図である。   The link mechanism 55 of the shutter mechanism 50 includes a first opening / closing guide 52, a second opening / closing guide 53, first and second protrusions 54 a and 54 b formed on the opening / closing bar 54, and an opening / closing spring 58. FIG. 10 is a schematic diagram showing a state in which the opening of the indenter passage 23a is opened by the link mechanism 55 rotating the first door 51a and the second door 51b away from each other. FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which the first door 51a and the second door 51b are brought into contact with each other by the link mechanism 55 and the opening of the indenter passage 23a is closed.

図10に示されるように、速度測定部6の速度測定本体23を試料8の表面に接触させたとき、開閉棒54は、開閉ばね58の付勢力に抗して、該開閉棒54の先端が速度測定本体23の内部に収容されるまで押し込まれる。このとき、開閉棒54に形成された第1突起54aが第1開閉ガイド52の第1円弧面52aと、第2開閉ガイド53の第2円弧面53aとに接触し、第1扉51aおよび第2扉51bが互いに離間する方向に、第1開閉ガイド52および第2開閉ガイド53を第1開閉軸56および第2開閉軸57まわりにそれぞれ回動させる。その結果、速度測定本体23の圧子通路23aの開口が開いて、圧子2を材料8の表面に衝突させることができる。   As shown in FIG. 10, when the speed measurement main body 23 of the speed measurement unit 6 is brought into contact with the surface of the sample 8, the open / close bar 54 opposes the urging force of the open / close spring 58. Is pushed in until it is accommodated inside the speed measuring body 23. At this time, the first protrusion 54a formed on the opening / closing rod 54 contacts the first arc surface 52a of the first opening / closing guide 52 and the second arc surface 53a of the second opening / closing guide 53, and the first door 51a and the first door 51a. The first opening / closing guide 52 and the second opening / closing guide 53 are rotated about the first opening / closing shaft 56 and the second opening / closing shaft 57, respectively, in the direction in which the two doors 51b are separated from each other. As a result, the opening of the indenter passage 23 a of the speed measuring body 23 is opened, and the indenter 2 can collide with the surface of the material 8.

図11に示されるように、速度測定部6の速度測定本体23を試料8の表面から離間させたとき、開閉棒54は、開閉ばね58の復元力により、該開閉棒54の先端が速度測定本体23の前端から突出するまで前進する。このとき、開閉棒54に形成された第2突起54bが第1開閉ガイド53の第1円弧面52aと、第二開閉ガイド53の第2円弧面53aとに接触し、第1扉51aおよび第2扉51bが互いに当接する方向に、第1開閉ガイド52および第2開閉ガイド53を第1開閉軸56および第2開閉軸57まわりにそれぞれ回動させる。その結果、速度測定本体23の圧子通路23aの開口が閉じて、第1収容部51cと第2収容部51fとで構成される内部空間に圧子2が収容される(図8(c)参照)。このとき、圧子2は、第1収容部51cに形成された第1スロープ面51dと、第2収容部51fに形成された第2スロープ面51eとに案内されるので、圧子2が第1扉51aと第2扉51bとに挟まれることが防止される。   As shown in FIG. 11, when the speed measurement main body 23 of the speed measurement unit 6 is separated from the surface of the sample 8, the opening / closing bar 54 is speed-measured by the restoring force of the opening / closing spring 58. It advances until it protrudes from the front end of the main body 23. At this time, the second protrusion 54b formed on the opening / closing rod 54 contacts the first arc surface 52a of the first opening / closing guide 53 and the second arc surface 53a of the second opening / closing guide 53, and the first door 51a and the first door The first opening / closing guide 52 and the second opening / closing guide 53 are rotated about the first opening / closing shaft 56 and the second opening / closing shaft 57, respectively, in the direction in which the two doors 51b come into contact with each other. As a result, the opening of the indenter passage 23a of the speed measurement main body 23 is closed, and the indenter 2 is accommodated in the internal space formed by the first accommodating portion 51c and the second accommodating portion 51f (see FIG. 8C). . At this time, since the indenter 2 is guided to the first slope surface 51d formed in the first housing portion 51c and the second slope surface 51e formed in the second housing portion 51f, the indenter 2 is guided to the first door. It is prevented from being sandwiched between 51a and the second door 51b.

本実施形態のシャッター機構50によれば、試料8に速度測定本体23を接触させたときにだけ、圧子通路23aの開口が開かれる。一方で、速度測定本体23を試料8から離間させたときは、圧子通路23aの開口が閉じられる。したがって、射出機構5から射出された圧子2の紛失を効果的に防止することができるので、作業者の負担を軽減することができる。   According to the shutter mechanism 50 of the present embodiment, the opening of the indenter passage 23 a is opened only when the speed measurement main body 23 is brought into contact with the sample 8. On the other hand, when the speed measurement main body 23 is separated from the sample 8, the opening of the indenter passage 23a is closed. Therefore, the loss of the indenter 2 injected from the injection mechanism 5 can be effectively prevented, so that the burden on the operator can be reduced.

図12は、別の実施形態に係る速度測定部6を示す概略図である。図12に示される速度測定部6は、上述した第1通過センサ24および第2通過センサ25に加えて、第3通過センサ26を有する。上述したように、「通過センサ」とは、物体の通過を検知することができるセンサの総称であり、この通過センサは、例えば、光センサまたは磁気センサを含む。以下では、第1通過センサ24、第2通過センサ25、および第3通過センサ26が光センサである実施形態について説明する。   FIG. 12 is a schematic diagram showing a speed measurement unit 6 according to another embodiment. The speed measurement unit 6 illustrated in FIG. 12 includes a third passage sensor 26 in addition to the first passage sensor 24 and the second passage sensor 25 described above. As described above, the “pass sensor” is a general term for sensors that can detect the passage of an object, and the pass sensor includes, for example, an optical sensor or a magnetic sensor. Hereinafter, an embodiment in which the first passage sensor 24, the second passage sensor 25, and the third passage sensor 26 are optical sensors will be described.

第1光センサ24、第2光センサ25、および第3光センサ26は、圧子通路23aに沿って配列されており、第1光センサ24は、第2光センサ25および第3光センサ26よりも速度測定本体23の前方に位置し、第2光センサ25は、第3光センサ26よりも速度測定本体23の前方に位置する。   The first optical sensor 24, the second optical sensor 25, and the third optical sensor 26 are arranged along the indenter passage 23 a, and the first optical sensor 24 is based on the second optical sensor 25 and the third optical sensor 26. Is positioned in front of the speed measuring body 23, and the second optical sensor 25 is positioned in front of the speed measuring body 23 relative to the third optical sensor 26.

第3光センサ26は、第1光センサ24および第2光センサ25と同一の構成を有する。すなわち、第3光センサ26は、圧子通路23a内に光を照射する第3投光部26a、および第3投光部26aから照射された光を受け取る第3受光部26bを有し、第3投光部26aはLEDであり、第3受光部26bはフォトダイオードである。第3光センサ26の電気回路の構成は、図4を用いて説明された第1光センサ24の電気回路の構成と同一である。すなわち、第3光センサ26の電気回路に設けられた第1オペアンプ30から出力される電圧Vopaが予め設定されたベース電圧Vdetに常に収束するように、第3投光部26aの発光量が自動で調整される。   The third optical sensor 26 has the same configuration as the first optical sensor 24 and the second optical sensor 25. That is, the third optical sensor 26 includes a third light projecting unit 26a that irradiates light into the indenter passage 23a, and a third light receiving unit 26b that receives the light emitted from the third light projecting unit 26a. The light projecting unit 26a is an LED, and the third light receiving unit 26b is a photodiode. The configuration of the electrical circuit of the third photosensor 26 is the same as the configuration of the electrical circuit of the first photosensor 24 described with reference to FIG. That is, the light emission amount of the third light projecting unit 26a is automatically set so that the voltage Vopa output from the first operational amplifier 30 provided in the electric circuit of the third optical sensor 26 always converges to the preset base voltage Vdet. It is adjusted with.

これまで説明してきた実施形態に係る反発係数測定機1は、自由な方向に向けて試験を行うことができる。例えば、圧子2を上向きに射出することもできるし、下向きに射出することもできる。圧子2が射出される方向が異なる場合、圧子2には異なる方向の重力が作用する。したがって、圧子2の射出方向によって、測定された反発係数に微小な誤差が生じるおそれがある。特に、圧子2の衝突速度および反発速度が遅い場合、重力の影響が大きくなる。したがって、圧子2が試料8の表面に衝突する瞬間の圧子2の速度を衝突速度として用い、圧子2が試料8の表面から跳ね返った瞬間の圧子2の速度を反発速度として用いて、反発係数を計算するのが好ましい。以下、図13を用いて、圧子2が試料8に衝突する瞬間の圧子2の衝突速度、および圧子2が試料8から跳ね返った瞬間の圧子2の反発速度を計算により求める方法を説明する。   The coefficient of restitution measuring device 1 according to the embodiment described so far can perform a test in a free direction. For example, the indenter 2 can be injected upward or can be injected downward. When the indenter 2 is ejected in different directions, gravity in different directions acts on the indenter 2. Therefore, a small error may occur in the measured restitution coefficient depending on the injection direction of the indenter 2. In particular, when the impact speed and repulsion speed of the indenter 2 are slow, the influence of gravity becomes large. Therefore, the speed of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 collides with the surface of the sample 8 is used as the collision speed, and the speed of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 bounces off the surface of the sample 8 is used as the repulsion speed. It is preferable to calculate. Hereinafter, a method of calculating the collision speed of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 collides with the sample 8 and the repulsion speed of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 rebounds from the sample 8 will be described with reference to FIG.

図13は、圧子2が試料8の表面に衝突する瞬間の該圧子2の衝突速度、および圧子2が試料8から跳ね返った瞬間の反発速度を計算により求める方法の説明図である。図13において、点Psは試料8の表面を表し、点P1は第1光センサ24の位置を表し、点P2は第2光センサ25の位置を表し、点P3は第3光センサ26の位置を表す。以下では、圧子2が点P3、点P2、点P1をこの順に通過して点Psに到達する瞬間の、該圧子2の衝突速度を計算する方法が説明される。   FIG. 13 is an explanatory view of a method for calculating the collision speed of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 collides with the surface of the sample 8 and the repulsion speed at the moment when the indenter 2 bounces off the sample 8 by calculation. In FIG. 13, the point Ps represents the surface of the sample 8, the point P <b> 1 represents the position of the first optical sensor 24, the point P <b> 2 represents the position of the second optical sensor 25, and the point P <b> 3 represents the position of the third optical sensor 26. Represents. Hereinafter, a method for calculating the collision speed of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 passes through the point P3, the point P2, and the point P1 in this order and reaches the point Ps will be described.

点P3(すなわち、第3光センサ26)を通過する圧子2の速度をv3、点P2(すなわち、第2光センサ25)を通過する圧子2の速度をv2、点P1(すなわち、第1光センサ24)を通過する圧子2の速度をv1とし、圧子2が点Ps(すなわち、試料8の表面)に到達する瞬間の速度をvsとする。さらに、点P3と点P2との間の平均速度をv23とし、点P2と点P1との間の平均速度をv12とし、点P3と点P1との間の平均速度をv13とする。点P3から点P2までの距離はL23であり、点P2から点P1までの距離はL12であり、点P3から点P1までの距離はL13であり、点P3から点Psまでの距離はLsである。制御部7は、図5を参照して説明された方法で、圧子2が点P3を通過してから点P2を通過するまでの時間T23、圧子2が点P2を通過してから点P1を通過するまでの時間T12、および圧子2が点P3を通過してから点P1を通過するまでの時間T13を測定する。   The speed of the indenter 2 passing through the point P3 (ie, the third optical sensor 26) is v3, the speed of the indenter 2 passing through the point P2 (ie, the second optical sensor 25) is v2, and the point P1 (ie, the first light). The speed of the indenter 2 passing through the sensor 24) is denoted by v1, and the speed at the moment when the indenter 2 reaches the point Ps (that is, the surface of the sample 8) is denoted by vs. Furthermore, the average speed between the points P3 and P2 is v23, the average speed between the points P2 and P1 is v12, and the average speed between the points P3 and P1 is v13. The distance from the point P3 to the point P2 is L23, the distance from the point P2 to the point P1 is L12, the distance from the point P3 to the point P1 is L13, and the distance from the point P3 to the point Ps is Ls. is there. The control unit 7 uses the method described with reference to FIG. 5 to determine the time T23 from when the indenter 2 passes the point P3 until it passes the point P2, and the point P1 after the indenter 2 passes the point P2. The time T12 until passing and the time T13 until the indenter 2 passes the point P3 after passing the point P3 are measured.

点P3と点P2との間の平均速度v23は、制御部7が計測した時間T23と既知であるL23から以下の式(1)により計算することができる。
v23=L23/T23 ・・・(1)
同様に、平均速度v12は、以下の式(2)により計算することができ、平均速度v13は、以下の式(3)により計算することができる。
v12=L12/T12 ・・・(2)
v13=L13/T13 ・・・(3)
The average speed v23 between the point P3 and the point P2 can be calculated by the following equation (1) from the time T23 measured by the control unit 7 and the known L23.
v23 = L23 / T23 (1)
Similarly, the average speed v12 can be calculated by the following formula (2), and the average speed v13 can be calculated by the following formula (3).
v12 = L12 / T12 (2)
v13 = L13 / T13 (3)

圧子2が加速度αの等加速度運動をしていると仮定すると、速度v23、速度v2、および速度v3には以下の式(4)の関係が成り立つ。
v23=(v2+v3)/2 ・・・(4)
同様に、速度v12、速度v1、および速度v2には以下の式(5)の関係が成り立ち、速度v13、速度v1、および速度v3には以下の式(6)の関係が成り立つ。
v12=(v1+v2)/2 ・・・(5)
v13=(v1+v3)/2 ・・・(6)
式(4)、式(5)、および式(6)から、以下の式(7)、式(8)、および式(9)が得られる。
v1=−v23+v12+v13 ・・・(7)
v2=v23+v12−v13 ・・・(8)
v3=v23−v12+v13 ・・・(9)
Assuming that the indenter 2 is moving at an equal acceleration of α, the relationship of the following expression (4) is established between the speed v23, the speed v2, and the speed v3.
v23 = (v2 + v3) / 2 (4)
Similarly, the relationship of the following equation (5) is established for the velocity v12, the velocity v1, and the velocity v2, and the relationship of the following equation (6) is established for the velocity v13, the velocity v1, and the velocity v3.
v12 = (v1 + v2) / 2 (5)
v13 = (v1 + v3) / 2 (6)
From the equations (4), (5), and (6), the following equations (7), (8), and (9) are obtained.
v1 = −v23 + v12 + v13 (7)
v2 = v23 + v12−v13 (8)
v3 = v23−v12 + v13 (9)

圧子2の加速度αは、以下の式(10)から求めることができる。
α=(v1−v3)/T13 ・・・(10)
演算部7は、上述した計算式(1),(2),(3)によって、速度v23,速度v12,速度v13を得ているので、演算部7は、式(7)、式(8)、および式(9)により速度v1、速度v2、および速度v3を計算することが可能である。その結果、演算部7は、式(10)から圧子2の加速度αを計算することができる。
The acceleration α of the indenter 2 can be obtained from the following equation (10).
α = (v1−v3) / T13 (10)
Since the calculation unit 7 obtains the speed v23, the speed v12, and the speed v13 by the above-described calculation formulas (1), (2), and (3), the calculation unit 7 has the formulas (7) and (8). , And equation (9), the speed v1, the speed v2, and the speed v3 can be calculated. As a result, the calculation unit 7 can calculate the acceleration α of the indenter 2 from Expression (10).

圧子2が加速度αで等加速度運動をしていると仮定した場合、点Ps(すなわち、試料8の表面)に衝突する瞬間の圧子2の衝突速度vsは、以下の式(11)または式(12)から求めることができる。
vs=(v3+2Ls・α)1/2 ・・・(11)
vs=v3・(1+((v1/v3)−1)(Ls/L13)))1/2
・・・(12)
上述したように、演算部7は、計算により速度v3、速度v2、速度v1、および加速度αを得ており、距離Lsおよび距離L13は既知であるため、演算部7は、圧子2が試料8の表面に衝突する瞬間の衝突速度vsを計算することができる。
Assuming that the indenter 2 is moving at a constant acceleration α, the collision velocity vs of the indenter 2 at the moment of collision with the point Ps (that is, the surface of the sample 8) is expressed by the following formula (11) or formula ( 12).
vs = (v3 2 + 2Ls · α) 1/2 (11)
vs = v3 · (1 + ((v1 / v3) 2 −1) (Ls / L13))) 1/2
(12)
As described above, the calculation unit 7 obtains the velocity v3, the velocity v2, the velocity v1, and the acceleration α by calculation, and the distance Ls and the distance L13 are known. The collision velocity vs at the moment of collision with the surface of the can be calculated.

次に、圧子2が試料8の表面から跳ね返った瞬間の反発速度を計算により求める方法を、図13を用いて説明する。図13において、点Psは試料8の表面を表し、点P1は第1光センサ24の位置を表し、点P2は第2光センサ25の位置を表し、点P3は第3光センサ26の位置を表す。試料8の表面(すなわち点Ps)から跳ね返った圧子2は、点P1、点P2、点P3をこの順に通過する。   Next, a method for calculating the repulsion speed at the moment when the indenter 2 bounces off the surface of the sample 8 will be described with reference to FIG. In FIG. 13, the point Ps represents the surface of the sample 8, the point P <b> 1 represents the position of the first optical sensor 24, the point P <b> 2 represents the position of the second optical sensor 25, and the point P <b> 3 represents the position of the third optical sensor 26. Represents. The indenter 2 bounced off the surface of the sample 8 (that is, the point Ps) passes through the point P1, the point P2, and the point P3 in this order.

点Psから跳ね返った圧子2が点P1(すなわち、第1光センサ24)を通過するときの速度をv1’とし、点Psから跳ね返った圧子2が点P2(すなわち、第2光センサ25)を通過するときの速度をv2’とし、点Psから跳ね返った圧子2が点P3(すなわち、第3光センサ26)を通過するときの速度をv3’とする。さらに、点P1と点P2との間の平均速度をv12’とし、点P2と点P3との間の平均速度をv23’とし、点P1と点P3との間の平均速度をv13’とする。点P1から点P2までの距離はL12であり、点P2から点P3までの距離はL23であり、点P1から点P3までの距離はL13であり、点Psから点P3までの距離はLsである。制御部7は、図5を参照して説明された方法で、点Psから跳ね返った圧子2が点P1から点P2を通過するまでの時間T12’、点Psから跳ね返った圧子2が点P2から点P3を通過するまでの時間T23’、および点Psから跳ね返った圧子2が点P1から点P3を通過するまでの時間T13’を測定する。   The speed at which the indenter 2 bounced from the point Ps passes through the point P1 (that is, the first optical sensor 24) is v1 ′, and the indenter 2 bounced from the point Ps changes to the point P2 (that is, the second optical sensor 25). The speed at the time of passing is set as v2 ′, and the speed at which the indenter 2 bounced off from the point Ps passes through the point P3 (that is, the third photosensor 26) is set as v3 ′. Further, the average speed between the points P1 and P2 is v12 ′, the average speed between the points P2 and P3 is v23 ′, and the average speed between the points P1 and P3 is v13 ′. . The distance from the point P1 to the point P2 is L12, the distance from the point P2 to the point P3 is L23, the distance from the point P1 to the point P3 is L13, and the distance from the point Ps to the point P3 is Ls. is there. The control unit 7 uses the method described with reference to FIG. 5 to determine the time T12 ′ until the indenter 2 bounced from the point Ps passes through the point P2 from the point P1 and the indenter 2 bounced from the point Ps from the point P2. A time T23 ′ until it passes through the point P3 and a time T13 ′ until the indenter 2 bounced off from the point Ps passes through the point P1 and the point P3 are measured.

点P1と点P2との間の平均速度v12’は、制御部7が計測した時間T12’と既知であるL12から以下の式(13)により計算することができる。
v12’=L12/T12’ ・・・(13)
同様に、平均速度v23’は、以下の式(14)により計算することができ、平均速度v13’は、以下の式(15)により計算することができる。
v23’=L23/T23’ ・・・(14)
v13’=L13/T13’ ・・・(15)
The average speed v12 ′ between the point P1 and the point P2 can be calculated from the time T12 ′ measured by the control unit 7 and the known L12 by the following equation (13).
v12 ′ = L12 / T12 ′ (13)
Similarly, the average speed v23 ′ can be calculated by the following expression (14), and the average speed v13 ′ can be calculated by the following expression (15).
v23 ′ = L23 / T23 ′ (14)
v13 ′ = L13 / T13 ′ (15)

圧子2が加速度α’の等加速度運動をしていると仮定すると、速度v12’、速度v1’、および速度v2’には以下の式(16)の関係が成り立つ。
v12’=(v1’+v2’)/2 ・・・(16)
同様に、速度v23’、速度v2’、および速度v3’には以下の式(17)の関係が成り立ち、速度v13’、速度v1’、および速度v3’には以下の式(18)の関係が成り立つ。
v23’=(v2’+v3’)/2 ・・・(17)
v13’=(v1’+v3’)/2 ・・・(18)
式(16)、式(17)、および式(18)から、以下の式(19)、式(20)、および式(21)が得られる。
v1’=−v23’+v12’+v13’ ・・・(19)
v2’=v23’+v12’−v13’ ・・・(20)
v3’=v23’−v12’+v13’ ・・・(21)
Assuming that the indenter 2 is moving at an equal acceleration α ′, the relationship of the following equation (16) is established between the velocity v12 ′, the velocity v1 ′, and the velocity v2 ′.
v12 ′ = (v1 ′ + v2 ′) / 2 (16)
Similarly, the relationship of the following equation (17) is established for the velocity v23 ′, the velocity v2 ′, and the velocity v3 ′, and the relationship of the following equation (18) is established for the velocity v13 ′, the velocity v1 ′, and the velocity v3 ′. Holds.
v23 ′ = (v2 ′ + v3 ′) / 2 (17)
v13 ′ = (v1 ′ + v3 ′) / 2 (18)
From the equations (16), (17), and (18), the following equations (19), (20), and (21) are obtained.
v1 ′ = − v23 ′ + v12 ′ + v13 ′ (19)
v2 ′ = v23 ′ + v12′−v13 ′ (20)
v3 ′ = v23′−v12 ′ + v13 ′ (21)

圧子2の加速度α’は、以下の式(22)から求めることができる。
α=(v3’−v1’)/T13’ ・・・(22)
演算部7は、上述した計算式(13),(14),(15)によって、速度v12’,速度v23’,速度v13’を得ているので、演算部7は、式(19)、式(20)、および式(21)により速度v1’、速度v2’、および速度v3’を計算することが可能である。その結果、演算部7は、式(22)から、点Psから跳ね返った圧子2の加速度α’を計算することができる。
The acceleration α ′ of the indenter 2 can be obtained from the following equation (22).
α = (v3′−v1 ′) / T13 ′ (22)
Since the calculation unit 7 obtains the speed v12 ′, the speed v23 ′, and the speed v13 ′ by the above-described calculation formulas (13), (14), and (15), the calculation unit 7 calculates the formula (19) and the formula It is possible to calculate the speed v1 ′, the speed v2 ′, and the speed v3 ′ by (20) and Expression (21). As a result, the calculation unit 7 can calculate the acceleration α ′ of the indenter 2 bounced off from the point Ps from the equation (22).

圧子2が加速度α’で等加速度運動をしていると仮定した場合、点Ps(すなわち、試料8の表面)から跳ね返った瞬間の圧子2の反発速度vs’は、以下の式(23)または式(24)から求めることができる。
vs’=(v1’+2Ls・α)1/2 ・・・(23)
vs’=v1’・(1+((v3’/v1’)−1)・
((L13−Ls)/L13))1/2 ・・・(24)
上述したように、演算部7は、計算により速度v1’、速度v2’、速度v3’、および加速度α’を得ており、距離Lsおよび距離L13は既知であるため、演算部7は、圧子2が試料8の表面から跳ね返った瞬間の反発速度vs’を計算することができる。
Assuming that the indenter 2 is moving at a constant acceleration α ′, the repulsion speed vs ′ of the indenter 2 at the moment of rebounding from the point Ps (that is, the surface of the sample 8) is expressed by the following equation (23) or It can be obtained from equation (24).
vs ′ = (v1 ′ 2 + 2Ls · α) 1/2 (23)
vs '= v1'. (1 + ((v3 '/ v1') 2 -1).
((L13−Ls) / L13)) 1/2 (24)
As described above, the calculation unit 7 obtains the speed v1 ′, the speed v2 ′, the speed v3 ′, and the acceleration α ′ by calculation, and the distance Ls and the distance L13 are known. The repulsion speed vs ′ at the moment when 2 bounces off the surface of the sample 8 can be calculated.

このように、演算部7は、圧子2が試料8に衝突する瞬間の圧子2の衝突速度vs、および圧子2が試料8の表面から跳ね返った瞬間の圧子2の反発速度vs’を計算により求めることができる。圧子2が試料8に衝突する瞬間の圧子2の衝突速度vs、および圧子2が試料8の表面から跳ね返った瞬間の圧子2の反発速度vs’に基づいて、演算部7が反発係数を計算した場合、演算部7は、重力が圧子2に与える影響が排除された反発係数を得ることができる。   As described above, the calculation unit 7 calculates the collision speed vs of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 collides with the sample 8 and the repulsion speed vs ′ of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 bounces off the surface of the sample 8. be able to. Based on the collision velocity vs of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 collides with the sample 8 and the repulsion velocity vs ′ of the indenter 2 at the moment when the indenter 2 bounces off the surface of the sample 8, the calculation unit 7 calculates the restitution coefficient. In this case, the calculation unit 7 can obtain a restitution coefficient from which the influence of gravity on the indenter 2 is eliminated.

図14は、さらに別の実施形態に係る速度測定部6を示す概略図である。図14に示される速度測定部6の第1光センサ24の第1投光部24aおよび第1受光部24bと、第2光センサ25の第2投光部25aおよび第2受光部25bは、演算部7の内部に配置される。すなわち、第1光センサ24および第2光センサは、演算部7に配置されている。速度測定本体23には、該速度測定本体23の側面から圧子通路23aの壁面まで延びる4つの貫通孔23d,23e,23f,23gが形成される。図14では、貫通孔23d,23fのみが示されているが、貫通孔23eは、貫通孔23dに対向する位置に形成されており、貫通孔23gは、貫通孔23fに対向する位置に形成されている。   FIG. 14 is a schematic diagram showing a speed measurement unit 6 according to still another embodiment. The first light projecting unit 24a and the first light receiving unit 24b of the first light sensor 24 of the speed measuring unit 6 shown in FIG. 14 and the second light projecting unit 25a and the second light receiving unit 25b of the second light sensor 25 are: Arranged inside the arithmetic unit 7. That is, the first optical sensor 24 and the second optical sensor are arranged in the calculation unit 7. The speed measurement main body 23 is formed with four through holes 23d, 23e, 23f, and 23g extending from the side surface of the speed measurement main body 23 to the wall surface of the indenter passage 23a. Although only the through holes 23d and 23f are shown in FIG. 14, the through hole 23e is formed at a position facing the through hole 23d, and the through hole 23g is formed at a position facing the through hole 23f. ing.

貫通孔23dには、第1投光部24aから延びる第1光ファイバー60が嵌装され、第1投光部24aが発した光は、第1光ファイバー60を通って、圧子通路23aの内部に照射される。貫通孔23eには、第1受光部24bから延びる第2光ファイバー61が嵌装され、第1投光部24aから照射された光は、第2光ファイバー61を通って第1受光部24bに受け取られる。すなわち、第1光センサ24の第1投光部24aは、第1光ファイバー60を介して圧子通路23a内部に光を照射し、第1光センサ24の第1受光部24bは、第2光ファイバー61を介して圧子通路23a内部に照射された光を受け取る。同様に、貫通孔23fには、第2投光部25aから延びる第3光ファイバー62が嵌装され、第2投光部25aが発した光は、第3光ファイバー62を通って、圧子通路23aの内部に照射される。貫通孔23gには、第2受光部25bから延びる第4光ファイバー63が嵌装され、第2投光部25aから照射された光は、第4光ファイバー63を通って第2受光部25bに受け取られる。すなわち、第2光センサ25の第2投光部25aは、第3光ファイバー62を介して圧子通路23a内部に光を照射し、第2光センサ25の第2受光部25bは、第4光ファイバー63を介して圧子通路23a内部に照射された光を受け取る。   A first optical fiber 60 extending from the first light projecting portion 24a is fitted into the through hole 23d, and light emitted from the first light projecting portion 24a passes through the first optical fiber 60 and irradiates the inside of the indenter passage 23a. Is done. The second optical fiber 61 extending from the first light receiving unit 24b is fitted into the through hole 23e, and the light emitted from the first light projecting unit 24a is received by the first light receiving unit 24b through the second optical fiber 61. . That is, the first light projecting unit 24 a of the first optical sensor 24 irradiates the inside of the indenter passage 23 a via the first optical fiber 60, and the first light receiving unit 24 b of the first optical sensor 24 is configured by the second optical fiber 61. The light applied to the inside of the indenter passage 23a is received. Similarly, a third optical fiber 62 extending from the second light projecting portion 25a is fitted into the through hole 23f, and the light emitted from the second light projecting portion 25a passes through the third optical fiber 62 and passes through the indenter passage 23a. Irradiated inside. A fourth optical fiber 63 extending from the second light receiving unit 25b is fitted into the through hole 23g, and light emitted from the second light projecting unit 25a is received by the second light receiving unit 25b through the fourth optical fiber 63. . That is, the second light projecting unit 25 a of the second optical sensor 25 irradiates the inside of the indenter passage 23 a via the third optical fiber 62, and the second light receiving unit 25 b of the second optical sensor 25 is configured by the fourth optical fiber 63. The light applied to the inside of the indenter passage 23a is received.

図14に示されるような構成によれば、速度測定本体23の大きさを小さくすることができる。したがって、速度測定本体23を小さな隙間に挿入することができる。例えば、図14に示されるように、歯車65の隣接する2つの歯65a、65a間に形成された歯底面65bの反発係数を測定することができる。   According to the configuration shown in FIG. 14, the size of the speed measurement main body 23 can be reduced. Therefore, the speed measuring body 23 can be inserted into a small gap. For example, as shown in FIG. 14, the coefficient of restitution of the root surface 65b formed between two adjacent teeth 65a and 65a of the gear 65 can be measured.

図15は、別の実施形態に係る反発係数測定機1の概略断面図である。図15に示される反発係数測定機1では、図1に示されるストライカ15に代えて、圧子押出部材としてピストンロッド19が用いられる。ピストンロッド19は、ホルダ3に保持された圧子2に空気圧を与え、この空気圧の作用により圧子2をホルダ3から材料8に向けて射出する。ピストンロッド19が用いられている以外の、本実施形態の反発係数測定機1の構成は、これまで説明してきた反発係数測定機1の構成と同一であるため、その重複する説明を省略する。   FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a coefficient of restitution measuring device 1 according to another embodiment. In the coefficient of restitution measuring instrument 1 shown in FIG. 15, a piston rod 19 is used as an indenter pushing member instead of the striker 15 shown in FIG. The piston rod 19 applies air pressure to the indenter 2 held by the holder 3 and injects the indenter 2 from the holder 3 toward the material 8 by the action of the air pressure. Since the configuration of the coefficient of restitution coefficient 1 of the present embodiment other than the use of the piston rod 19 is the same as the structure of the coefficient of restitution coefficient measuring apparatus 1 described so far, the redundant description is omitted.

ピストンロッド19は、円柱状のロッド本体19aと、ロッド本体19aの直径よりも大きい直径を有する、円柱状のロッド支持部19bと、ロッド本体19aの前端に固定された円板形状のピストンヘッド19eと、を有する。ロッド本体19aの後端がロッド支持部19bの前端に埋設されることにより、ロッド本体19aは、ロッド支持部19bに固定される。ロッド本体19aの中心軸線は、本体支持部15bの中心軸線と一致する。ピストンヘッド19eの外周面は、内筒13の内周面と摺動する。ピストンヘッド19eの中心軸線は、ロッド本体19aの中心軸線と一致する。   The piston rod 19 includes a cylindrical rod main body 19a, a cylindrical rod support portion 19b having a diameter larger than the diameter of the rod main body 19a, and a disk-shaped piston head 19e fixed to the front end of the rod main body 19a. And having. The rod body 19a is fixed to the rod support portion 19b by the rear end of the rod body 19a being embedded in the front end of the rod support portion 19b. The center axis of the rod body 19a coincides with the center axis of the body support portion 15b. The outer peripheral surface of the piston head 19 e slides with the inner peripheral surface of the inner cylinder 13. The central axis of the piston head 19e coincides with the central axis of the rod body 19a.

付勢ばね16の前端は、ロッド支持部19bに形成されたガイド孔19cに挿入される。ガイド孔19cは、ロッド支持部19bの後端から前端に向かって延び、ガイド孔19cの中心軸線は、ロッド支持部19bの中心軸線に一致する。外筒12の後端には、該外筒12の開口を塞ぐプラグ18が固定されており、プラグ18に付勢ばね16の後端が支持されている。本実施形態のプラグ18は、円柱形状を有しており、該プラグ18の外周面にはねじが形成されている。外筒12の後端に形成された開口は、プラグ18に形成されたねじが螺合するねじ孔として構成されており、プラグ18のねじを該ねじ孔に係合させることで、プラグ18が外筒12に固定される。プラグ18を回転させることにより、プラグ18を外筒12に対して前進または後進させることができる。その結果、付勢ばね16の長さを容易に変更することができるので、付勢ばね16がピストンロッド19に加える付勢力を容易に変更することができる。   The front end of the urging spring 16 is inserted into a guide hole 19c formed in the rod support portion 19b. The guide hole 19c extends from the rear end to the front end of the rod support portion 19b, and the center axis of the guide hole 19c coincides with the center axis of the rod support portion 19b. A plug 18 that closes the opening of the outer cylinder 12 is fixed to the rear end of the outer cylinder 12, and the rear end of the biasing spring 16 is supported by the plug 18. The plug 18 of this embodiment has a cylindrical shape, and a screw is formed on the outer peripheral surface of the plug 18. The opening formed at the rear end of the outer cylinder 12 is configured as a screw hole into which a screw formed on the plug 18 is screwed. By engaging the screw of the plug 18 with the screw hole, the plug 18 is It is fixed to the outer cylinder 12. By rotating the plug 18, the plug 18 can be moved forward or backward with respect to the outer cylinder 12. As a result, since the length of the biasing spring 16 can be easily changed, the biasing force applied to the piston rod 19 by the biasing spring 16 can be easily changed.

このような構成で、付勢ばね16は、外筒12とピストンロッド19との間に配置される。図6を参照して説明されたように、付勢ばね16は、外筒12の移動によって収縮されて、ピストンロッド19に付勢力を加えることができる。図15に示されるように、付勢ばね16が収縮された状態のときに、付勢ばね16は、ピストンロッド19を射出機構5の前方に向けて移動させる付勢力を該ピストンロッド19に加えている。このピストンロッド19の位置がピストンロッド19の発射位置である。   With such a configuration, the biasing spring 16 is disposed between the outer cylinder 12 and the piston rod 19. As described with reference to FIG. 6, the biasing spring 16 can be contracted by the movement of the outer cylinder 12 to apply a biasing force to the piston rod 19. As shown in FIG. 15, when the biasing spring 16 is contracted, the biasing spring 16 applies a biasing force to the piston rod 19 to move the piston rod 19 toward the front of the injection mechanism 5. ing. The position of the piston rod 19 is the firing position of the piston rod 19.

ピストンロッド19のロッド支持部19bの外面には、ロッド支持部19bの周方向に沿って延びる環状の溝19dが形成されている。溝19dは、ピストンロッド19のロッド支持部19bの外面の一部に形成されていてもよい。ピストンロッド19が図15に示される発射位置にあるとき、溝19dに係合自在なフック14aを有する発射レバー14が外筒12の外面に固定されている。発射レバー14は貫通孔を有しており、この貫通孔に、外筒12の外周面から径方向外側に伸びるブラケット(図示せず)に固定された回動軸17が挿入されている。したがって、発射レバー14は、回動軸17を中心として回動自在に外筒12に固定される。図15に示されるように、外筒12には、該外筒12の側面を貫通する貫通孔12cが形成されており、内筒13には、該内筒13の側面を貫通し、内筒13の長手方向に沿って延びる第1長孔13eが形成されている。発射レバー14のフック14aは、外筒12の貫通孔12cと、内筒13の第1長孔13eを通って、ピストンロッド19の溝19dに係合する。   On the outer surface of the rod support portion 19b of the piston rod 19, an annular groove 19d extending along the circumferential direction of the rod support portion 19b is formed. The groove 19 d may be formed on a part of the outer surface of the rod support portion 19 b of the piston rod 19. When the piston rod 19 is in the firing position shown in FIG. 15, the firing lever 14 having a hook 14 a that can be engaged with the groove 19 d is fixed to the outer surface of the outer cylinder 12. The firing lever 14 has a through hole, and a rotating shaft 17 fixed to a bracket (not shown) extending radially outward from the outer peripheral surface of the outer cylinder 12 is inserted into the through hole. Accordingly, the firing lever 14 is fixed to the outer cylinder 12 so as to be rotatable about the rotation shaft 17. As shown in FIG. 15, the outer cylinder 12 is formed with a through hole 12 c that penetrates the side surface of the outer cylinder 12, and the inner cylinder 13 penetrates the side surface of the inner cylinder 13, and the inner cylinder A first long hole 13 e extending along the longitudinal direction of 13 is formed. The hook 14 a of the firing lever 14 engages with the groove 19 d of the piston rod 19 through the through hole 12 c of the outer cylinder 12 and the first long hole 13 e of the inner cylinder 13.

図16は、発射レバー14のフック14aとピストンロッド19の溝19dとの係合を解除したときに、付勢ばね16の復元力によってピストンロッド19が射出機構5の前方に押し出された状態を示す概略断面図である。図16に示されるように、射出機構5の前方に押し出されたピストンロッド19は、内筒13の内周面に固定された、円筒形状を有するストッパ20に衝突し、これにより、ピストンロッド19の移動が制限される。より具体的には、ストッパ20の後端に、ピストンロッド19のピストンヘッド19eの前面が衝突することで、ピストンロッド19の前方への移動が制限される。ピストンロッド19が図15に示される発射位置から、図16に示されるストッパ20に衝突する衝突位置まで移動する間に、ピストンヘッド19eは、該ピストンヘッド19eから圧子2まで延びている空間に存在する空気を圧縮する。圧縮された空気圧がホルダ3の前端に保持された圧子2に作用し、該空気圧によって、圧子2が試料8に向けて発射される。ピストンヘッド19eは、ストッパ20により移動が制限されるので、ピストンロッド19は、圧子2に接触しない。このように、圧子2に作用する空気圧で、圧子2を試料8に向けて射出してもよい。   16 shows a state where the piston rod 19 is pushed forward of the injection mechanism 5 by the restoring force of the biasing spring 16 when the engagement between the hook 14a of the firing lever 14 and the groove 19d of the piston rod 19 is released. It is a schematic sectional drawing shown. As shown in FIG. 16, the piston rod 19 pushed forward of the injection mechanism 5 collides with a cylindrical stopper 20 fixed to the inner peripheral surface of the inner cylinder 13. Movement is restricted. More specifically, when the front surface of the piston head 19e of the piston rod 19 collides with the rear end of the stopper 20, the forward movement of the piston rod 19 is limited. While the piston rod 19 moves from the firing position shown in FIG. 15 to the collision position where it collides with the stopper 20 shown in FIG. 16, the piston head 19e exists in a space extending from the piston head 19e to the indenter 2. Compress the air that you want. The compressed air pressure acts on the indenter 2 held at the front end of the holder 3, and the indenter 2 is fired toward the sample 8 by the air pressure. Since the movement of the piston head 19 e is limited by the stopper 20, the piston rod 19 does not contact the indenter 2. Thus, the indenter 2 may be injected toward the sample 8 with air pressure acting on the indenter 2.

上述したように、付勢ばね16の後端を支持するプラグ18を外筒12に対して前進または後進させることにより、付勢ばね16の長さを調整することができる。したがって、付勢ばね16がピストンロッド19に加える付勢力を調整することができるので、ピストンロッド19によって圧縮された空気によって射出される圧子2の衝突速度を調整することができる。異なる試料の反発係数を比較するときに、圧子2の材料および圧子2の衝突速度は一定であることが好ましい。本実施形態の反発係数測定機1では、圧子2の衝突速度を容易に調整することができる。   As described above, the length of the urging spring 16 can be adjusted by moving the plug 18 that supports the rear end of the urging spring 16 forward or backward relative to the outer cylinder 12. Therefore, since the biasing force applied to the piston rod 19 by the biasing spring 16 can be adjusted, the collision speed of the indenter 2 injected by the air compressed by the piston rod 19 can be adjusted. When comparing the restitution coefficients of different samples, the material of the indenter 2 and the impact speed of the indenter 2 are preferably constant. In the restitution coefficient measuring device 1 of the present embodiment, the collision speed of the indenter 2 can be easily adjusted.

図1に示される反発係数測定機1を用いて測定された反発係数に質量効果の影響がないことを確認するための実験を行った。実験に用いた試料は、円柱形状を有するショア硬さ試験の基準片であり、公称硬さがショア硬さ90、ショア硬さ60、およびショア硬さ30である3つの基準片を用いた。これら基準片を5.7kgの質量を有する鋼製アンビルに固定した場合の反発係数と、0.12kgの質量を有する木製アンビルに固定した場合の反発係数を測定した。図17は、実験に用いた基準片の上面図であり、図17に示される5つの測定点Pa,Pb,Pc,Pd,Peで反発係数を測定している。測定点Pcは、基準片の中央部に位置しており、測定点Paと測定点Peは、基準片の外周部に位置している。測定点Pbは、測定点Paと測定点Pcの間に位置しており、測定点Pdは、測定点Pcと測定点Peの間に位置している。比較例として、同一の測定点Pa,Pb,Pc,Pd,Peに対して、D型ショア硬さ試験と、リープ硬さ試験を行った。   An experiment was conducted to confirm that the restitution coefficient measured using the restitution coefficient measuring machine 1 shown in FIG. The sample used for the experiment was a reference piece for a Shore hardness test having a cylindrical shape, and three reference pieces having a nominal hardness of Shore hardness 90, Shore hardness 60, and Shore hardness 30 were used. The restitution coefficient when these reference pieces were fixed to a steel anvil having a mass of 5.7 kg and the restitution coefficient when fixed to a wooden anvil having a mass of 0.12 kg were measured. FIG. 17 is a top view of the reference piece used in the experiment, and the coefficient of restitution is measured at the five measurement points Pa, Pb, Pc, Pd, and Pe shown in FIG. The measurement point Pc is located at the center of the reference piece, and the measurement point Pa and the measurement point Pe are located at the outer periphery of the reference piece. The measurement point Pb is located between the measurement point Pa and the measurement point Pc, and the measurement point Pd is located between the measurement point Pc and the measurement point Pe. As a comparative example, a D-type shore hardness test and a leap hardness test were performed on the same measurement points Pa, Pb, Pc, Pd, and Pe.

実験で用いられた圧子2は、2mmの直径を有するアルミナ製の軸受用ボールである。圧子2の質量は0.055gであった。圧子2は鉛直方向下向きに射出された。第1光センサ24および第2光センサ25を用いて計測される、圧子2の衝突速度が10m/sとなるように、付勢ばね16の長さが調整された。付勢ばね16の長さは、プラグ18を外筒12に対して前進または後進させることにより調整することができる。   The indenter 2 used in the experiment is an alumina bearing ball having a diameter of 2 mm. The mass of the indenter 2 was 0.055 g. The indenter 2 was ejected vertically downward. The length of the urging spring 16 was adjusted so that the collision speed of the indenter 2 measured using the first optical sensor 24 and the second optical sensor 25 was 10 m / s. The length of the biasing spring 16 can be adjusted by moving the plug 18 forward or backward relative to the outer cylinder 12.

図18(a)は、鋼製アンビルに固定された基準片を反発係数測定機1で測定したときの反発係数を示すグラフであり、図18(b)は、木製アンビルに固定された基準片を反発係数測定機1で測定したときの反発係数を示すグラフである。図18(a)および図18(b)に示されるように、本実施形態の反発速度計測機1で測定された反発係数は、鋼製アンビルに基準片を固定した場合と木製アンビルに基準片を固定した場合に差がなく、質量効果の影響を受けていないことが確認された。また、5つの測定ポイントPa,Pb,Pc,Pd,Peの全てで、同一の反発係数が測定されることが確認できた。   FIG. 18A is a graph showing the restitution coefficient when the reference piece fixed to the steel anvil is measured by the restitution coefficient measuring machine 1, and FIG. 18B is the reference piece fixed to the wooden anvil. It is a graph which shows a restitution coefficient when measuring with the restitution coefficient measuring machine 1. FIG. As shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b), the restitution coefficient measured by the repulsion velocity measuring instrument 1 of this embodiment is based on the case where the reference piece is fixed to the steel anvil and the reference piece on the wooden anvil. It was confirmed that there was no difference in the case of fixing and that it was not affected by the mass effect. It was also confirmed that the same coefficient of restitution was measured at all five measurement points Pa, Pb, Pc, Pd, and Pe.

図19(a)は、鋼製アンビルに固定された基準片をD型ショア硬さ試験機で測定したときのショア硬さを示すグラフであり、図19(b)は、木製アンビルに固定された基準片をD型ショア硬さ試験機で測定したときのショア硬さを示すグラフである。D型ショア硬さ試験では、ダイアモンド製圧子と、該圧子が先端に固定された圧子支持体を含むハンマーを所定の落下高さから基準片に落下させて、該ハンマーが跳ね返ったときの反発高さを計測する。ショア硬さは、落下高さに対する反発高さの比に所定の比例定数を乗算することにより得られる。D型ショア硬さ試験で用いられるハンマーの質量は、36.2g(圧子の質量が含まれる)であり、落下高さは19mmであった。   FIG. 19 (a) is a graph showing the shore hardness when a reference piece fixed to a steel anvil is measured with a D-type shore hardness tester, and FIG. 19 (b) is fixed to a wooden anvil. It is a graph which shows a shore hardness when the reference | standard piece measured with a D type Shore hardness tester. In the D-type shore hardness test, a hammer including a diamond indenter and an indenter support to which the indenter is fixed at the tip is dropped from a predetermined drop height onto a reference piece, and the rebound height when the hammer bounces back. Measure the thickness. The shore hardness is obtained by multiplying the ratio of the rebound height to the drop height by a predetermined proportional constant. The mass of the hammer used in the D-type Shore hardness test was 36.2 g (including the mass of the indenter), and the drop height was 19 mm.

図19(a)に示されるように、基準片を鋼製アンビルに固定した場合は、基準片の公称ショア硬さと同一のショア硬さが計測された。一方で、図19(b)に示されるように、木製アンビルに基準片を固定した場合は、測定されたショア硬さは、明確に公称ショア硬さよりも小さく、ハンマーによる質量効果が、計測されたショア硬さに影響を与えていることが確認された。また、測定されたショア硬さが、中央部の測定点から周縁部の測定点に向かって徐々に小さくなる現象が確認された。   As shown in FIG. 19 (a), when the reference piece was fixed to the steel anvil, a Shore hardness equal to the nominal Shore hardness of the reference piece was measured. On the other hand, as shown in FIG. 19B, when the reference piece is fixed to the wooden anvil, the measured shore hardness is clearly smaller than the nominal shore hardness, and the mass effect by the hammer is measured. It was confirmed that the shore hardness was affected. Further, it was confirmed that the measured Shore hardness gradually decreases from the central measurement point toward the peripheral measurement point.

図20(a)は、鋼製アンビルに固定された基準片をリープ硬さ試験機で測定したときのリープ硬さを示すグラフであり、図20(b)は、木製アンビルに固定された基準片をリープ硬さ試験機で測定したときのリープ硬さを示すグラフである。リープ硬さ試験は、圧子と、該圧子が先端に固定された圧子支持体を含むインパクボディをばねにより試料に向けて射出して、インパクトボディが試料に衝突する前の衝突速度と、試料に衝突して、跳ね返ったときのインパクトボディの反発速度を測定する硬さ試験方法である。リープ硬さ試験では、インパクトボディが試料に衝突する前の衝突速度に対する、インパクトボディの反発速度が反発係数として測定され、リープ硬さは、この反発係数に所定の比例定数を乗算することで得られる。リープ硬さ試験で用いられるインパクトボディの質量は、5.45g(圧子の質量が含まれる)であり、インパクトボディが試料に衝突する前の衝突速度は、2.1m/sであった。   FIG. 20 (a) is a graph showing the leap hardness when a reference piece fixed to a steel anvil is measured with a leap hardness tester, and FIG. 20 (b) is a reference fixed to a wooden anvil. It is a graph which shows the leap hardness when a piece is measured with a leap hardness tester. The leap hardness test involves injecting an impactor body including an indenter and an indenter support with the indenter fixed to the tip toward the sample by a spring, the collision speed before the impact body collides with the sample, This is a hardness test method for measuring the rebound speed of an impact body when it bounces off when it collides. In the leap hardness test, the rebound velocity of the impact body relative to the collision velocity before the impact body collides with the sample is measured as the restitution coefficient, and the leap hardness is obtained by multiplying this restitution coefficient by a predetermined proportional constant. It is done. The mass of the impact body used in the leap hardness test was 5.45 g (including the mass of the indenter), and the collision speed before the impact body collided with the sample was 2.1 m / s.

図20(a)および図20(b)に示されるように、木製アンビルに固定された基準片のリープ硬さは、鋼製アンビルに固定された基準片のリープ硬さよりも小さい。したがって、リープ硬さ試験でも、インパクトボディによる質量効果が測定される硬さに影響を与えることが確認された。また、測定されたリープ硬さが、中央部の測定点から周縁部の測定点に向かって徐々に小さくなる現象が確認された。   As shown in FIGS. 20A and 20B, the leap hardness of the reference piece fixed to the wooden anvil is smaller than the leap hardness of the reference piece fixed to the steel anvil. Therefore, it was confirmed in the leap hardness test that the mass effect by the impact body affects the measured hardness. Further, it was confirmed that the measured leap hardness gradually decreased from the central measurement point toward the peripheral measurement point.

図7乃至図11を参照して説明されたシャッター機構50の代わりに、速度測定部6の速度測定本体23の前端に蓋を固定し、該蓋が速度測定本体23に形成された圧子通路23aに接続される蓋貫通孔を有していてもよい。図21(a)は、速度測定本体23の前端に固定された蓋70の一例を示す断面図であり、図21(b)は、図21(a)のI線矢視図である。蓋70以外の本実施形態の構成は、上述した実施形態の構成と同一であるため、その重複する記載を省略する。   Instead of the shutter mechanism 50 described with reference to FIGS. 7 to 11, a lid is fixed to the front end of the speed measurement main body 23 of the speed measurement unit 6, and the indenter passage 23 a is formed in the speed measurement main body 23. You may have a lid through-hole connected to. FIG. 21A is a cross-sectional view showing an example of a lid 70 fixed to the front end of the speed measurement main body 23, and FIG. 21B is a view taken in the direction of the arrow I in FIG. Since the configuration of the present embodiment other than the lid 70 is the same as the configuration of the above-described embodiment, the overlapping description is omitted.

図21(a)に示されるように、速度測定本体23の前端に固定される蓋70は、速度測定本体23の圧子通路23aに接続される蓋貫通孔71を有している。蓋貫通孔71は、蓋70の前面70aから後面70bまで延びる円筒形状を有している。すなわち、本実施形態の蓋貫通孔71の直径Dは、前面70aから後面70bまで一定である。蓋貫通孔71の中心軸線は、圧子通路23aの中心軸線に一致する。さらに、蓋貫通孔71は、圧子2の直径dよりも小さい直径Dを有する(すなわち、D<d)。したがって、圧子2は蓋貫通孔71を完全に通過することできないので、蓋70によって、圧子2が反発係数測定機1の外部に飛び出すことが防止される。   As shown in FIG. 21A, the lid 70 fixed to the front end of the speed measurement main body 23 has a lid through hole 71 connected to the indenter passage 23 a of the speed measurement main body 23. The lid through-hole 71 has a cylindrical shape that extends from the front surface 70 a to the rear surface 70 b of the lid 70. That is, the diameter D of the lid through-hole 71 of this embodiment is constant from the front surface 70a to the rear surface 70b. The central axis of the lid through hole 71 coincides with the central axis of the indenter passage 23a. Further, the lid through hole 71 has a diameter D smaller than the diameter d of the indenter 2 (that is, D <d). Therefore, since the indenter 2 cannot completely pass through the lid through-hole 71, the lid 70 prevents the indenter 2 from jumping out of the coefficient of restitution coefficient measuring machine 1.

蓋70の前面70aを試料8の表面に接触させた状態で圧子2を射出機構5から射出すると、圧子2が試料8の表面に衝突する衝突点は、蓋貫通孔71の中心軸線と試料8の表面との交点からわずかにずれることがある。図22は、圧子2が試料8の表面に衝突する衝突点Sの分布の一例を示す模式図である。図22に示されるように、射出機構5から射出された圧子2が試料8の表面に衝突する衝突点Sは、蓋貫通孔71の中心軸線と試料8の表面との交点Xを中心とした半径Rsの円内にある。この半径Rsの大きさは、圧子2の直径dの0.1倍よりも小さいことが実験により確認された。したがって、蓋貫通孔71が少なくとも圧子2の直径dの0.2倍よりも大きい直径Dを有する(すなわち、0.2d<D)場合に、射出機構5から射出された圧子2が蓋70に衝突せずに試料8の表面に衝突することができる。   When the indenter 2 is ejected from the injection mechanism 5 with the front surface 70 a of the lid 70 in contact with the surface of the sample 8, the collision point where the indenter 2 collides with the surface of the sample 8 is the center axis of the lid through-hole 71 and the sample 8. May slightly deviate from the point of intersection with the surface. FIG. 22 is a schematic diagram showing an example of the distribution of the collision points S where the indenter 2 collides with the surface of the sample 8. As shown in FIG. 22, the collision point S where the indenter 2 ejected from the ejection mechanism 5 collides with the surface of the sample 8 is centered on the intersection X between the central axis of the lid through-hole 71 and the surface of the sample 8. It is in a circle with radius Rs. It was confirmed by experiment that the size of the radius Rs is smaller than 0.1 times the diameter d of the indenter 2. Therefore, when the lid through-hole 71 has a diameter D larger than at least 0.2 times the diameter d of the indenter 2 (that is, 0.2d <D), the indenter 2 ejected from the ejection mechanism 5 is applied to the lid 70. It can collide with the surface of the sample 8 without colliding.

蓋貫通孔71は、圧子2が反発係数測定機1から飛び出さないように、圧子2の直径dよりも小さい直径Dを有する。一方で、射出機構5から射出された圧子2が蓋70に衝突すると、蓋70が変形してしまうことがある。したがって、射出機構5から射出された圧子2が蓋70に衝突することを確実に防止するために、蓋貫通孔71は、圧子2の直径dよりも小さい範囲内で、できる限り大きい直径Dを有するのが好ましい。蓋貫通孔71の直径Dは、好ましくは、圧子2の直径dの0.5倍以上であり、さらに好ましくは圧子2の直径dの0.7倍以上であり、さらに好ましくは圧子2の直径dの0.9倍以上である。   The lid through-hole 71 has a diameter D that is smaller than the diameter d of the indenter 2 so that the indenter 2 does not jump out of the coefficient of restitution coefficient measuring machine 1. On the other hand, when the indenter 2 ejected from the ejection mechanism 5 collides with the lid 70, the lid 70 may be deformed. Therefore, in order to reliably prevent the indenter 2 injected from the injection mechanism 5 from colliding with the lid 70, the lid through hole 71 has a diameter D as large as possible within a range smaller than the diameter d of the indenter 2. It is preferable to have. The diameter D of the lid through-hole 71 is preferably not less than 0.5 times the diameter d of the indenter 2, more preferably not less than 0.7 times the diameter d of the indenter 2, and more preferably the diameter of the indenter 2. It is 0.9 times or more of d.

図21(b)に示されるように、蓋70は、3つのねじ(固定具)73により速度測定本体23に固定される。ねじ73を速度測定本体23に形成されたねじ孔(図示せず)に係合させることにより、蓋70が速度測定本体23に固定される。ねじ73は、該ねじ73が蓋70の前面70aから突出しないように速度測定本体23に形成されたねじ孔にねじ込まれる。これにより、蓋70の前面70aを試料8の表面に直接接触させることができる。ねじ73の数は、3つよりも少なくてもよいし、多くてもよい。蓋70を速度測定本体23に固定させる固定具として、ねじ73に代えて、六角ボルトを用いてもよい。   As shown in FIG. 21B, the lid 70 is fixed to the speed measurement main body 23 by three screws (fixing tools) 73. The lid 70 is fixed to the speed measurement main body 23 by engaging the screw 73 with a screw hole (not shown) formed in the speed measurement main body 23. The screw 73 is screwed into a screw hole formed in the speed measurement main body 23 so that the screw 73 does not protrude from the front surface 70 a of the lid 70. Thereby, the front surface 70 a of the lid 70 can be brought into direct contact with the surface of the sample 8. The number of screws 73 may be less than three or more. As a fixture for fixing the lid 70 to the speed measurement main body 23, a hexagon bolt may be used instead of the screw 73.

蓋貫通孔71によって、圧子2の一部が蓋70を通過することが許容されるが、圧子2の全体は蓋70を通過することができない。このような蓋貫通孔71を有する蓋70は、上述したシャッター機構50よりも簡易な構成であるため、シャッター機構50よりも安価に製造することができる。その結果、反発係数測定機1の製作コストを低減することができる。さらに、蓋貫通孔71の直径Dが圧子2の直径dよりも小さいので、射出機構5から射出された圧子2が速度測定本体23の外部に飛び出すことが確実に防止される。その結果、蓋70の前面70aが試料8の表面に接触していない状態で圧子2を射出機構5から射出した場合に、反発係数測定器1の付近にいる作業者に圧子2が衝突することがない。したがって、作業者の安全性を高めることができる。さらに、圧子2の紛失を効果的に防止することができるので、作業者の負担を軽減することができる。   The lid through hole 71 allows a part of the indenter 2 to pass through the lid 70, but the entire indenter 2 cannot pass through the lid 70. Since the lid 70 having such a lid through-hole 71 has a simpler configuration than the shutter mechanism 50 described above, it can be manufactured at a lower cost than the shutter mechanism 50. As a result, the manufacturing cost of the coefficient of restitution coefficient measuring machine 1 can be reduced. Furthermore, since the diameter D of the lid through-hole 71 is smaller than the diameter d of the indenter 2, the indenter 2 injected from the injection mechanism 5 is reliably prevented from jumping out of the speed measuring body 23. As a result, when the indenter 2 is ejected from the injection mechanism 5 in a state where the front surface 70a of the lid 70 is not in contact with the surface of the sample 8, the indenter 2 collides with an operator near the restitution coefficient measuring instrument 1. There is no. Therefore, the safety of the operator can be improved. Furthermore, since the indenter 2 can be effectively prevented from being lost, the burden on the operator can be reduced.

図21(a)に示されるように、速度測定本体23は、該速度測定本体23の側面から圧子通路23aまで延びる空気抜き孔75を有していてもよい。空気抜き孔75を速度測定本体23に設けることにより、圧子通路23aを通過する圧子2によって該圧子通路23a内の空気が圧縮されることが防止される。射出機構5から射出された圧子2によって圧子通路23a内の空気が圧縮されると、圧子2の衝突速度が減少し、圧子2の反発速度が増加するおそれがある。空気抜き孔75を速度測定本体23に設けることにより、圧子通路23aを、速度測定本体23の外部と連通させることができる。空気抜き孔75は、好ましくは、速度測定本体23の前端に近い位置に設けられる。したがって、圧子通路23aを通過する圧子2によって、圧子通路23a内の空気が圧縮されないので、試料8のより正確な反発係数を測定することができる。本実施形態では、2つの空気抜き孔75が速度測定本体23に形成されているが、空気抜き孔75の数は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。   As shown in FIG. 21A, the speed measurement main body 23 may have an air vent hole 75 extending from the side surface of the speed measurement main body 23 to the indenter passage 23a. By providing the air vent hole 75 in the speed measurement main body 23, the air in the indenter passage 23a is prevented from being compressed by the indenter 2 passing through the indenter passage 23a. If the air in the indenter passage 23a is compressed by the indenter 2 injected from the injection mechanism 5, the collision speed of the indenter 2 may decrease, and the repulsion speed of the indenter 2 may increase. By providing the air vent hole 75 in the speed measurement main body 23, the indenter passage 23 a can be communicated with the outside of the speed measurement main body 23. The air vent hole 75 is preferably provided at a position near the front end of the speed measurement main body 23. Accordingly, since the air in the indenter passage 23a is not compressed by the indenter 2 passing through the indenter passage 23a, a more accurate restitution coefficient of the sample 8 can be measured. In the present embodiment, two air vent holes 75 are formed in the speed measurement main body 23, but the number of air vent holes 75 may be one or three or more.

空気抜き孔75の断面形状を任意に決定することができる。例えば、空気抜き孔75は、円形の断面形状を有してもよいし、矩形の断面形状を有してもよい。空気抜き孔75の大きさは、好ましくは、圧子2の大きさよりも小さい。この場合、圧子2が空気抜き孔75を通って速度測定本体1の外部に飛び出すことが防止される。   The cross-sectional shape of the air vent hole 75 can be arbitrarily determined. For example, the air vent hole 75 may have a circular cross-sectional shape or a rectangular cross-sectional shape. The size of the air vent hole 75 is preferably smaller than the size of the indenter 2. In this case, the indenter 2 is prevented from jumping out of the speed measuring body 1 through the air vent hole 75.

図23は、速度測定本体23の前端に固定された蓋70の変形例を示す断面図である。図23に示される実施形態では、蓋70の蓋貫通孔71の壁面71aは、曲面状に構成される。蓋貫通孔71の壁面71aの曲率半径rcは、蓋70の前面70aから後面70bまで一定であり、かつ圧子2の外面の曲率半径rdよりも大きい。圧子2は球形状を有するので、圧子2の外面の曲率半径rdは圧子2の半径(=d/2)と同一である。   FIG. 23 is a cross-sectional view showing a modified example of the lid 70 fixed to the front end of the speed measurement main body 23. In the embodiment shown in FIG. 23, the wall surface 71a of the lid through hole 71 of the lid 70 is formed in a curved surface shape. The curvature radius rc of the wall surface 71 a of the lid through-hole 71 is constant from the front surface 70 a to the rear surface 70 b of the lid 70 and is larger than the curvature radius rd of the outer surface of the indenter 2. Since the indenter 2 has a spherical shape, the radius of curvature rd of the outer surface of the indenter 2 is the same as the radius (= d / 2) of the indenter 2.

蓋貫通孔71の壁面71aが一定の曲率半径rcを有する曲面により構成されるので、蓋貫通孔71の直径Dは、蓋70の後面70bから前面70aに向かって徐々に減少する。したがって、蓋貫通孔71の最小直径Dminは、蓋70の前面70aに開口した蓋貫通孔71の直径である。蓋貫通孔71の最小直径Dminは、圧子2の直径dよりも小さい。したがって、圧子2は蓋貫通孔71を完全に通過することできないので、蓋70によって、圧子2が反発係数測定機1の外部に飛び出すことが防止される。さらに、蓋貫通孔71の最小直径Dminは、圧子2の直径dの少なくとも0.2倍以上である。したがって、射出機構5から射出された圧子2が蓋70に衝突せずに試料8の表面に衝突することができる。このような曲面状の壁面71aによって、射出機構5から射出された圧子2が蓋70に衝突することが効果的に防止される。 Since the wall surface 71a of the lid through-hole 71 is configured by a curved surface having a constant curvature radius rc, the diameter D of the lid through-hole 71 gradually decreases from the rear surface 70b of the lid 70 toward the front surface 70a. Therefore, the minimum diameter D min of the lid through hole 71 is the diameter of the lid through hole 71 opened in the front surface 70 a of the lid 70. The minimum diameter D min of the lid through hole 71 is smaller than the diameter d of the indenter 2. Therefore, since the indenter 2 cannot completely pass through the lid through-hole 71, the lid 70 prevents the indenter 2 from jumping out of the coefficient of restitution coefficient measuring machine 1. Furthermore, the minimum diameter D min of the lid through hole 71 is at least 0.2 times the diameter d of the indenter 2. Therefore, the indenter 2 ejected from the ejection mechanism 5 can collide with the surface of the sample 8 without colliding with the lid 70. Such a curved wall surface 71 a effectively prevents the indenter 2 ejected from the ejection mechanism 5 from colliding with the lid 70.

射出機構5から射出された圧子2が蓋70に衝突することを確実に防止するために、蓋貫通孔71の最小直径Dminは、好ましくは、圧子2の直径dの0.5倍以上であり、さらに好ましくは圧子2の直径dの0.7倍以上であり、さらに好ましくは圧子2の直径dの0.9倍以上である。 In order to reliably prevent the indenter 2 injected from the injection mechanism 5 from colliding with the lid 70, the minimum diameter D min of the lid through hole 71 is preferably 0.5 times or more the diameter d of the indenter 2. More preferably, 0.7 times or more of the diameter d of the indenter 2, and more preferably 0.9 times or more of the diameter d of the indenter 2.

図24は、速度測定本体23の前端に固定された蓋70の別の変形例を示す断面図である。図24に示される実施形態では、速度測定本体23の前端に円筒部23hが形成され、圧子通路23aは、円筒部23hの前端まで延びる。蓋70は、円筒部23hが嵌め込まれる円筒状の段差部70cを有する。本実施形態の蓋貫通孔71は、円筒形状を有しているが、図23に示されるように、蓋貫通孔71の壁面71aが一定の曲率半径rcを有する曲面により構成されてもよい。速度測定本体23の円筒部23hに、蓋70の段差部70cを嵌め込むことにより、蓋貫通孔71の中心軸線を圧子通路23aの中心軸線に容易に一致させることができる。   FIG. 24 is a cross-sectional view showing another modified example of the lid 70 fixed to the front end of the speed measurement main body 23. In the embodiment shown in FIG. 24, a cylindrical portion 23h is formed at the front end of the speed measurement main body 23, and the indenter passage 23a extends to the front end of the cylindrical portion 23h. The lid 70 has a cylindrical stepped portion 70c into which the cylindrical portion 23h is fitted. The lid through-hole 71 of the present embodiment has a cylindrical shape, but as shown in FIG. 23, the wall surface 71a of the lid through-hole 71 may be configured by a curved surface having a constant curvature radius rc. By fitting the stepped portion 70c of the lid 70 into the cylindrical portion 23h of the speed measuring body 23, the center axis of the lid through hole 71 can be easily matched with the center axis of the indenter passage 23a.

本実施形態では、空気抜き孔75は、蓋70の側面から圧子通路23aまで延びている。この空気抜き孔75は、速度測定本体23の円筒部23hを貫通している。図23に示されるように、空気抜き孔75は、蓋70の側面から円筒部23hを貫通して、圧子通路23aまで延びてもよい。   In the present embodiment, the air vent hole 75 extends from the side surface of the lid 70 to the indenter passage 23a. The air vent hole 75 passes through the cylindrical portion 23 h of the speed measurement main body 23. As shown in FIG. 23, the air vent hole 75 may extend from the side surface of the lid 70 through the cylindrical portion 23h to the indenter passage 23a.

図21に示される蓋70が速度測定本体23の前端に固定された反発係数測定機1を用いて、反発係数を測定する実験を行った。実験に用いた試料は、円柱形状を有するショア硬さ試験の基準片であり、公称硬さがショア硬さ95、ショア硬さ80、およびショア硬さ30である3つの基準片を用いた。さらに、同じ反発係数測定機1を用いて、円柱形状を有するロックウエル硬さ試験の基準片の反発係数も測定した。実験では、圧子2の直径dに対する圧子通路23aの直径da(図21参照)の比を変更して、圧子通路23aの直径daと圧子2の直径dの関係が反発係数の測定結果に及ぼす影響も評価した。なお、シャッター機構50が速度測定本体23に設けられた反発係数測定機1を用いて同じ基準片の反発係数を測定し、得られた測定結果を基準値とした。   An experiment was conducted to measure the restitution coefficient using the restitution coefficient measuring machine 1 in which the lid 70 shown in FIG. 21 is fixed to the front end of the speed measurement main body 23. The sample used in the experiment was a reference piece for a Shore hardness test having a cylindrical shape, and three reference pieces having a nominal hardness of Shore hardness 95, Shore hardness 80, and Shore hardness 30 were used. Furthermore, using the same coefficient of restitution measuring instrument 1, the coefficient of restitution of the reference piece of the Rockwell hardness test having a cylindrical shape was also measured. In the experiment, the ratio of the diameter da (see FIG. 21) of the indenter passage 23a to the diameter d of the indenter 2 is changed, and the influence of the relationship between the diameter da of the indenter passage 23a and the diameter d of the indenter 2 on the measurement result of the coefficient of restitution. Was also evaluated. In addition, the restitution coefficient of the same reference | standard piece was measured using the restitution coefficient measuring machine 1 with which the shutter mechanism 50 was provided in the speed measurement main body 23, and the obtained measurement result was made into the reference value.

第1の実験で用いられた圧子2は、アルミナ製の軸受用ボールであり、圧子2の直径dは3mmである。蓋貫通孔71の直径Dは2.8mmである。したがって、蓋貫通孔71は、圧子2の直径dの0.93倍である直径Dを有する。圧子通路23aの直径daは5mmである。したがって、圧子通路23aは、圧子2の直径dの1.67倍の直径daを有する。圧子2の衝突速度が10m/sとなるように、付勢ばね16の長さが調整された。   The indenter 2 used in the first experiment is an alumina bearing ball, and the indenter 2 has a diameter d of 3 mm. The diameter D of the lid through hole 71 is 2.8 mm. Accordingly, the lid through hole 71 has a diameter D that is 0.93 times the diameter d of the indenter 2. The diameter da of the indenter passage 23a is 5 mm. Therefore, the indenter passage 23 a has a diameter da that is 1.67 times the diameter d of the indenter 2. The length of the biasing spring 16 was adjusted so that the collision speed of the indenter 2 was 10 m / s.

第2の実験で用いられた圧子2は、アルミナ製の軸受用ボールであり、圧子2の直径dは3mmである。蓋貫通孔71の直径Dは2.8mmである。したがって、蓋貫通孔71は、圧子2の直径dの0.93倍である直径Dを有する。圧子通路23aの直径daは4mmである。したがって、圧子通路23aは、圧子2の直径dの1.33倍の直径daを有する。圧子2の衝突速度が10m/sとなるように、付勢ばね16の長さが調整された。   The indenter 2 used in the second experiment is an alumina bearing ball, and the indenter 2 has a diameter d of 3 mm. The diameter D of the lid through hole 71 is 2.8 mm. Accordingly, the lid through hole 71 has a diameter D that is 0.93 times the diameter d of the indenter 2. The diameter da of the indenter passage 23a is 4 mm. Therefore, the indenter passage 23 a has a diameter da that is 1.33 times the diameter d of the indenter 2. The length of the biasing spring 16 was adjusted so that the collision speed of the indenter 2 was 10 m / s.

第3の実験で用いられた圧子2は、アルミナ製の軸受用ボールであり、圧子2の直径dは5mmである。蓋貫通孔71の直径Dは4.7mmである。したがって、蓋貫通孔71は、圧子2の直径dの0.94倍である直径Dを有する。圧子通路23aの直径daは7mmである。したがって、圧子通路23aは、圧子2の直径dの1.4倍の直径daを有する。圧子2の衝突速度が10m/sとなるように、付勢ばね16の長さが調整された。   The indenter 2 used in the third experiment is a bearing ball made of alumina, and the indenter 2 has a diameter d of 5 mm. The diameter D of the lid through hole 71 is 4.7 mm. Therefore, the lid through hole 71 has a diameter D that is 0.94 times the diameter d of the indenter 2. The diameter da of the indenter passage 23a is 7 mm. Therefore, the indenter passage 23 a has a diameter da that is 1.4 times the diameter d of the indenter 2. The length of the biasing spring 16 was adjusted so that the collision speed of the indenter 2 was 10 m / s.

第1の実験、第2の実験、および第3の実験で得られた反発係数を比較するための基準値を得るために、シャッター機構50が速度測定本体23に設けられた反発係数測定機1を用いて同じ基準片の反発係数を測定した。基準値を得るための実験で用いられた圧子2は、アルミナ製の軸受用ボールであり、圧子2の直径dは3mmである。圧子通路23aの直径daは5mmである。したがって、圧子通路23aは、圧子2の直径dの1.67倍の直径daを有する。圧子2の衝突速度が10m/sとなるように、付勢ばね16の長さが調整された。   In order to obtain a reference value for comparing the restitution coefficients obtained in the first experiment, the second experiment, and the third experiment, the restitution coefficient measuring machine 1 in which the shutter mechanism 50 is provided in the speed measurement main body 23. Was used to measure the coefficient of restitution of the same reference piece. The indenter 2 used in the experiment for obtaining the reference value is a bearing ball made of alumina, and the diameter d of the indenter 2 is 3 mm. The diameter da of the indenter passage 23a is 5 mm. Therefore, the indenter passage 23 a has a diameter da that is 1.67 times the diameter d of the indenter 2. The length of the biasing spring 16 was adjusted so that the collision speed of the indenter 2 was 10 m / s.

第1の実験、第2の実験、および第3の実験で得られた反発係数と基準値として計測された反発係数が表1に示される。表1に示される反発係数および基準値は、試料の異なる位置で測定された7つの反発係数の平均値である。   Table 1 shows the coefficient of restitution obtained in the first experiment, the second experiment, and the third experiment and the coefficient of restitution measured as a reference value. The restitution coefficients and reference values shown in Table 1 are the average values of the seven restitution coefficients measured at different locations on the sample.

Figure 2017090432
Figure 2017090432

表1から明らかなように、第1の実験、第2の実験、および第3の実験で得られた反発係数は、基準値として測定された反発係数とほぼ同一である。したがって、蓋70が速度測定本体23の前端に固定された反発係数測定機1は、従来の反発硬さ試験機で発生する質量効果の影響を受けずに、反発係数を測定することができる。また、第1の実験の結果と第3の実験の結果から、直径dが異なる圧子2を用いても、圧子2の衝突速度を一定にすれば、同一の反発係数が得られることが確認された。   As is clear from Table 1, the restitution coefficient obtained in the first experiment, the second experiment, and the third experiment is almost the same as the restitution coefficient measured as the reference value. Therefore, the restitution coefficient measuring machine 1 in which the lid 70 is fixed to the front end of the speed measurement main body 23 can measure the restitution coefficient without being affected by the mass effect generated by the conventional rebound hardness tester. Further, from the results of the first experiment and the results of the third experiment, it is confirmed that even if the indenter 2 having a different diameter d is used, the same restitution coefficient can be obtained if the collision speed of the indenter 2 is made constant. It was.

第2の実験で得られた反発係数は、第1の実験で得られた反発係数および第3の実験で得られた反発係数よりもわずかに低い。一方で、第1の実験で得られた反発係数と第3の実験で得られた反発係数は、基準値と同一である。この理由は、圧子通路23aの壁面と圧子2の外面とが近すぎるためであると考えられる。したがって、より正確な反発係数を得るために、圧子通路23aは、圧子2の直径dの1.4倍以上の直径daを有するのが好ましい。シャッター機構50が速度測定本体23に設けられた反発係数測定機1の場合も、圧子通路23aは、圧子2の直径dの1.4倍以上の直径daを有するのが好ましい。   The restitution coefficient obtained in the second experiment is slightly lower than the restitution coefficient obtained in the first experiment and the restitution coefficient obtained in the third experiment. On the other hand, the coefficient of restitution obtained in the first experiment and the coefficient of restitution obtained in the third experiment are the same as the reference value. The reason for this is considered that the wall surface of the indenter passage 23a and the outer surface of the indenter 2 are too close. Therefore, in order to obtain a more accurate coefficient of restitution, the indenter passage 23a preferably has a diameter da that is 1.4 times or more the diameter d of the indenter 2. Also in the case of the coefficient of restitution coefficient measuring machine 1 in which the shutter mechanism 50 is provided in the speed measuring body 23, the indenter passage 23a preferably has a diameter da that is 1.4 times or more the diameter d of the indenter 2.

このように、上述した実施形態に係る反発係数測定機1によれば、従来の反発硬さ試験機で発生する質量効果の影響を受けずに、反発係数を測定することができる。また、上述した実施形態に係る反発係数測定機1によれば、圧子2がホルダ3に保持されるので、圧子2を射出する方向に制限がなく、その結果、質量効果の影響を受けずに自由な方向に試験を行うことができる。   Thus, according to the restitution coefficient measuring device 1 according to the above-described embodiment, the restitution coefficient can be measured without being affected by the mass effect generated by the conventional rebound hardness tester. Further, according to the coefficient of restitution measuring device 1 according to the above-described embodiment, since the indenter 2 is held by the holder 3, there is no restriction on the direction in which the indenter 2 is ejected, and as a result, the mass effect is not affected. Tests can be performed in any direction.

上述した実施形態に係る反発係数測定機1を硬さ測定機として使用することができる。すなわち、硬さ測定機は、球状の圧子2を保持するホルダ3と、ホルダ3に保持された圧子2を該ホルダ3から試料8に向けて射出する射出機構5と、圧子2が試料8に衝突する前の該圧子2の速度である衝突速度、および圧子2が試料8から跳ね返った後の該圧子2の速度である反発速度を測定する速度測定部6と、を備える。さらに、硬さ測定機は、演算部7を有し、該演算部7は、圧子2の衝突速度に対する、圧子2の反発速度の比(すなわち、上述した反発係数に相当する)に基づいて試料8の硬さを決定する。   The coefficient of restitution measuring device 1 according to the above-described embodiment can be used as a hardness measuring device. That is, the hardness measuring machine includes a holder 3 that holds the spherical indenter 2, an injection mechanism 5 that injects the indenter 2 held by the holder 3 from the holder 3 toward the sample 8, and the indenter 2 that is applied to the sample 8. A speed measuring unit 6 that measures a collision speed that is a speed of the indenter 2 before the collision and a rebound speed that is a speed of the indenter 2 after the indenter 2 bounces off the sample 8. Furthermore, the hardness measuring machine has a calculation unit 7, which calculates the sample based on the ratio of the repulsion speed of the indenter 2 to the collision speed of the indenter 2 (that is, corresponding to the restitution coefficient described above). Determine a hardness of 8.

この硬さ測定機では、上述したように、ホルダ3に保持された圧子2が、射出機構5により該ホルダ3から試料に向けて射出される。速度測定部6は、圧子2が試料8に衝突する前の該圧子2の速度である衝突速度と、圧子2が試料8から跳ね返った後の該圧子2の反発速度とを測定する。さらに、演算部7は、圧子2の衝突速度に対する、圧子2の反発速度の比に基づいて試料8の硬さを決定する。例えば、演算部7は、圧子2の衝突速度に対する圧子2の反発速度の比に所定の比例定数(例えば、100または1000)を乗算することにより試料8の硬さを決定する。   In this hardness measuring machine, as described above, the indenter 2 held by the holder 3 is injected from the holder 3 toward the sample by the injection mechanism 5. The speed measuring unit 6 measures the collision speed, which is the speed of the indenter 2 before the indenter 2 collides with the sample 8, and the repulsion speed of the indenter 2 after the indenter 2 rebounds from the sample 8. Further, the calculation unit 7 determines the hardness of the sample 8 based on the ratio of the repulsion speed of the indenter 2 to the collision speed of the indenter 2. For example, the calculation unit 7 determines the hardness of the sample 8 by multiplying the ratio of the repulsion speed of the indenter 2 to the collision speed of the indenter 2 by a predetermined proportional constant (for example, 100 or 1000).

この硬さ測定機で試料8の硬さを測定する場合、圧子2が試料8に衝突する前の該圧子2の速度である衝突速度を一定に制御し、かつ同じ材料で作られた圧子2を使用することで、異なる試料8が有する硬さを比較することができる。圧子2の衝突速度は、上述したように、プラグ18を外筒12に対して前進または後進させることにより、容易に調整することができる。   When measuring the hardness of the sample 8 with this hardness measuring machine, the indenter 2 made of the same material is controlled with a constant collision speed, which is the speed of the indenter 2 before the indenter 2 collides with the sample 8. By using, the hardness of different samples 8 can be compared. The collision speed of the indenter 2 can be easily adjusted by moving the plug 18 forward or backward relative to the outer cylinder 12 as described above.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。   The embodiment described above is described for the purpose of enabling the person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the widest scope according to the technical idea defined by the claims.

1 反発係数測定機
2 圧子
3 ホルダ
5 射出機構
6 速度測定部
7 演算部
8 試料
10 表示器
12 外筒
13 内筒
14 発射レバー
15 ストライカ(圧子押圧部材)
16 付勢ばね
17 回動軸
18 プラグ
19 ピストンロッド(圧子押圧部材)
20 ストッパ
23 速度測定本体
24 第1通過センサ
25 第2通過センサ
26 第3通過センサ
30 第1オペアンプ
31 第2オペアンプ
35 変換抵抗
36 変換抵抗
38 コンパレータ
40 ホルダフランジ部材
43 第1戻しばね
44 第2戻しばね
46 第1ガイド棒
47 第2ガイド棒
48 留め具
50 シャッター機構
51 扉
52 第1開閉ガイド
53 第2開閉ガイド
54 開閉棒
55 リンク機構
56 第1開閉軸
57 第2開閉軸
58 開閉ばね
60 第1光ファイバー
61 第2光ファイバー
62 第3光ファイバー
63 第4光ファイバー
70 蓋
71 蓋貫通孔
73 ねじ(固定具)
75 空気抜き孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Restitution coefficient measuring machine 2 Indenter 3 Holder 5 Injection mechanism 6 Speed measurement part 7 Calculation part 8 Sample 10 Display 12 Outer cylinder 13 Inner cylinder 14 Firing lever 15 Strike (indenter pressing member)
16 Biasing spring 17 Rotating shaft 18 Plug 19 Piston rod (Indenter pressing member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Stopper 23 Speed measurement main body 24 1st passage sensor 25 2nd passage sensor 26 3rd passage sensor 30 1st operational amplifier 31 2nd operational amplifier 35 Conversion resistance 36 Conversion resistance 38 Comparator 40 Holder flange member 43 1st return spring 44 2nd return Spring 46 First guide rod 47 Second guide rod 48 Fastener 50 Shutter mechanism 51 Door 52 First opening / closing guide 53 Second opening / closing guide 54 Opening / closing rod 55 Link mechanism 56 First opening / closing shaft 57 Second opening / closing shaft 58 Opening / closing spring 60 First 1 optical fiber 61 second optical fiber 62 third optical fiber 63 fourth optical fiber 70 lid 71 lid through-hole 73 screw (fixing tool)
75 Air vent hole

Claims (22)

球状の圧子を保持するホルダと、
前記ホルダに保持された前記圧子を該ホルダから試料に向けて射出する射出機構と、
前記圧子が前記試料に衝突する前の該圧子の速度である衝突速度、および前記圧子が前記試料から跳ね返った後の該圧子の速度である反発速度を測定する速度測定部と、
前記衝突速度に対する前記反発速度の比である反発係数を計算する演算部と、を備えたことを特徴とする反発係数測定機。
A holder for holding a spherical indenter;
An injection mechanism for injecting the indenter held by the holder from the holder toward the sample;
A speed measuring unit that measures a collision speed that is a speed of the indenter before the indenter collides with the sample, and a rebound speed that is a speed of the indenter after the indenter bounces off the sample;
A restitution coefficient measuring machine, comprising: an arithmetic unit that calculates a restitution coefficient that is a ratio of the rebound speed to the collision speed.
前記ホルダは、筒形状を有し、
前記ホルダの前端は、該ホルダの軸線と平行に延びるスリットが形成されることにより、複数の分割部から構成されており、
前記ホルダは、前記圧子の外周面を前記複数の分割部で保持することを特徴とする請求項1に記載の反発係数測定機。
The holder has a cylindrical shape,
The front end of the holder is formed of a plurality of divided portions by forming a slit extending in parallel with the axis of the holder,
The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 1, wherein the holder holds an outer peripheral surface of the indenter with the plurality of divided portions.
前記射出機構は、
貫通孔が形成された内筒と、
前記内筒の外周面に摺動自在に支持される内周面を有する外筒と、
前記貫通孔内を移動可能な圧子押出部材と、
前記外筒と前記圧子押出部材との間に配置され、前記外筒の移動によって収縮して前記圧子押出部材に付勢力を加える付勢ばねと、を備え、
前記外筒は、前記圧子押出部材の外面に形成された溝に係合可能な発射レバーを有することを特徴とする請求項1または2に記載の反発係数測定機。
The injection mechanism is
An inner cylinder in which a through hole is formed;
An outer cylinder having an inner peripheral surface slidably supported on the outer peripheral surface of the inner cylinder;
An indenter pushing member movable in the through hole;
An urging spring disposed between the outer cylinder and the indenter pushing member and contracting by the movement of the outer cylinder to apply a urging force to the indenter pushing member;
3. The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 1, wherein the outer cylinder has a firing lever that can be engaged with a groove formed on an outer surface of the indenter pushing member. 4.
前記圧子押出部材は、前記ホルダに保持された前記圧子に衝突するストライカであることを特徴とする請求項3に記載の反発係数測定機。   The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 3, wherein the indenter pushing member is a striker that collides with the indenter held by the holder. 前記圧子押出部材は、前記ホルダに保持された前記圧子に空気圧を与えるピストンロッドであることを特徴とする請求項3に記載の反発係数測定機。   4. The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 3, wherein the indenter pushing member is a piston rod that applies air pressure to the indenter held by the holder. 前記速度測定部は、
前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体と、
前記圧子通路に沿って配列された第1通過センサおよび第2通過センサと、を備えることを特徴とする請求項3に記載の反発係数測定機。
The speed measuring unit is
A speed measuring body having an indenter passage connected to the through hole;
4. The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 3, further comprising a first passage sensor and a second passage sensor arranged along the indenter passage.
前記第1通過センサおよび第2通過センサは、光センサであることを特徴とする請求項6に記載の反発係数測定機。   The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 6, wherein the first passage sensor and the second passage sensor are optical sensors. 前記速度測定部は、第3通過センサをさらに備えており、
前記第1通過センサ、前記第2通過センサ、および前記第3通過センサは、前記圧子通路に沿って配列されており、
前記演算部は、前記第1通過センサと前記第2通過センサとの間を通過する前記圧子の速度と、前記第2通過センサと前記第3通過センサとの間を通過する前記圧子の速度とから、前記圧子の加速度を算出し、さらに前記圧子が前記試料に衝突する瞬間の衝突速度と、前記圧子が前記試料から跳ね返った瞬間の反発速度を算出することを特徴とする請求項6に記載の反発係数測定機。
The speed measuring unit further includes a third passage sensor,
The first passage sensor, the second passage sensor, and the third passage sensor are arranged along the indenter passage,
The calculation unit includes a speed of the indenter passing between the first passage sensor and the second passage sensor, and a speed of the indenter passing between the second passage sensor and the third passage sensor. The acceleration of the indenter is calculated from the above, and the collision speed at the moment when the indenter collides with the sample and the repulsion speed at the moment when the indenter bounces off the sample are calculated. Rebound coefficient measuring machine.
前記第1通過センサ、第2通過センサ、および第3通過センサは、光センサであることを特徴とする請求項8に記載の反発係数測定機。   The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 8, wherein the first passage sensor, the second passage sensor, and the third passage sensor are optical sensors. 前記速度測定部は、
前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体と、
前記演算部に配置された第1通過センサおよび第2通過センサと、を備え、
前記第1通過センサは、第1投光部および第1受光部を有する光センサであり、
前記第2通過センサは、第2投光部および第2受光部を有する光センサであり、
前記第1投光部は、第1光ファイバーを介して前記圧子通路内部に光を照射し、前記第1受光部は、第2光ファイバーを介して前記圧子通路内部に照射された光を受け取り、
前記第2投光部は、第3光ファイバーを介して前記圧子通路内部に光を照射し、前記第2受光部は、第4光ファイバーを介して前記圧子通路内部に照射された光を受け取ることを特徴とする請求項3に記載の反発係数測定機。
The speed measuring unit is
A speed measuring body having an indenter passage connected to the through hole;
A first passage sensor and a second passage sensor arranged in the arithmetic unit,
The first passage sensor is an optical sensor having a first light projecting unit and a first light receiving unit,
The second passage sensor is an optical sensor having a second light projecting unit and a second light receiving unit,
The first light projecting unit irradiates light inside the indenter passage via a first optical fiber, and the first light receiving unit receives light emitted inside the indenter passage via a second optical fiber,
The second light projecting unit emits light into the indenter passage through a third optical fiber, and the second light receiving unit receives light irradiated into the indenter passage through a fourth optical fiber. The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 3 characterized by things.
前記速度測定部は、
前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体と、
前記圧子通路に配置された第1通過センサと、を備え、
前記演算部は、前記第1通過センサにおける前記圧子の検知開始時点と、前記第1通過センサにおける前記圧子の検知終了時点を検知し、
前記演算部は、前記圧子の直径を前記検知開始時点と前記検知終了時点との間の時間で除算することにより、前記衝突速度および前記反発速度を計算することを特徴とする請求項3に記載の反発係数測定機。
The speed measuring unit is
A speed measuring body having an indenter passage connected to the through hole;
A first passage sensor disposed in the indenter passage,
The calculation unit detects a detection start point of the indenter in the first passage sensor and a detection end point of the indenter in the first passage sensor,
The said operation part calculates the said collision speed and the said repulsion speed by dividing the diameter of the said indenter by the time between the said detection start time and the said detection end time. Rebound coefficient measuring machine.
前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体を備え、
前記速度測定本体には、前記速度測定部が前記試料に接触するときに前記圧子通路の開口を開き、前記速度測定部が前記試料から離れるときに前記圧子通路の開口を閉じるシャッター機構が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の反発係数測定機。
The speed measurement unit includes a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through hole,
The speed measurement main body is provided with a shutter mechanism that opens the opening of the indenter passage when the speed measurement unit contacts the sample and closes the opening of the indenter passage when the speed measurement unit moves away from the sample. The coefficient of restitution measuring device according to claim 3, wherein
前記シャッター機構は、
前記圧子通路の開口に配置された扉と、
前記速度測定本体から先端が突出する開閉棒と、
前記開閉棒の動きを前記扉の開閉動作に変換するリンク機構と、を備えることを特徴とする請求項12に記載の反発係数測定機。
The shutter mechanism is
A door disposed at the opening of the indenter passage;
An open / close bar whose tip protrudes from the speed measuring body;
The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 12 provided with a link mechanism which changes movement of said opening-and-closing bar into opening-and-closing operation of said door.
前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体を備え、
前記速度測定本体の前端に、前記圧子通路に接続された蓋貫通孔を有する蓋が固定され、
前記蓋貫通孔は、前記圧子の直径の0.2倍よりも大きく、かつ前記圧子の直径よりも小さい直径を有することを特徴とする請求項3に記載の反発係数測定機。
The speed measurement unit includes a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through hole,
A lid having a lid through hole connected to the indenter passage is fixed to the front end of the speed measuring body,
4. The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 3, wherein the lid through-hole has a diameter larger than 0.2 times the diameter of the indenter and smaller than the diameter of the indenter.
前記蓋貫通孔の壁面は、曲面状に構成されており、
前記壁面の曲率半径は、前記圧子の曲率半径よりも大きいことを特徴とする請求項14に記載の反発係数測定機。
The wall surface of the lid through-hole is configured in a curved shape,
The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 14, wherein a radius of curvature of the wall surface is larger than a radius of curvature of the indenter.
前記速度測定本体には、該速度測定本体の側面から前記圧子通路まで延びる空気抜き孔が形成されていることを特徴とする請求項14または15に記載の反発係数測定機。   16. The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 14, wherein an air vent hole extending from a side surface of the speed measuring body to the indenter passage is formed in the speed measuring body. 前記圧子通路は、前記圧子の直径の1.4倍以上の直径を有することを特徴とする請求項14乃至16のいずれか一項に記載の反発係数測定機。   The coefficient of restitution coefficient measuring device according to any one of claims 14 to 16, wherein the indenter passage has a diameter of 1.4 times or more the diameter of the indenter. 前記速度測定部は、前記貫通孔に接続された圧子通路を有する速度測定本体を備え、
前記外筒と前記ホルダとを連結する連結機構がさらに設けられ、
前記外筒が前記速度測定部に向かって移動するときに、前記ホルダは、前記圧子通路内を前進して、前記圧子通路内にある前記圧子を保持することを特徴とする請求項3に記載の反発係数測定機。
The speed measurement unit includes a speed measurement main body having an indenter passage connected to the through hole,
A connection mechanism for connecting the outer cylinder and the holder is further provided;
The said holder advances the inside of the indenter channel | path when the said outer cylinder moves toward the said speed measurement part, The said indenter is hold | maintained in the indenter channel | path. Rebound coefficient measuring machine.
前記圧子は、セラミックから構成されることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか一項に記載の反発係数測定機。   The coefficient of restitution coefficient measuring device according to any one of claims 1 to 18, wherein the indenter is made of ceramic. 前記圧子は、アルミナから構成された軸受用ボールであることを特徴とする請求項19に記載の反発係数測定機。   The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 19, wherein the indenter is a bearing ball made of alumina. 前記圧子の直径は、0.5mm〜5mmの範囲にあることを特徴とする請求項1乃至20のいずれか一項に記載の反発係数測定機。   21. The coefficient of restitution coefficient measuring device according to claim 1, wherein a diameter of the indenter is in a range of 0.5 mm to 5 mm. 球状の圧子を保持するホルダと、
前記ホルダに保持された前記圧子を該ホルダから試料に向けて射出する射出機構と、
前記圧子が前記試料に衝突する前の該圧子の速度である衝突速度、および前記圧子が前記試料から跳ね返った後の該圧子の速度である反発速度を測定する速度測定部と、
前記衝突速度に対する前記反発速度の比に基づいて前記試料の硬さを決定する演算部と、を備えたことを特徴とする硬さ測定機。
A holder for holding a spherical indenter;
An injection mechanism for injecting the indenter held by the holder from the holder toward the sample;
A speed measuring unit that measures a collision speed that is a speed of the indenter before the indenter collides with the sample, and a rebound speed that is a speed of the indenter after the indenter bounces off the sample;
A hardness measuring machine comprising: an arithmetic unit that determines the hardness of the sample based on a ratio of the repulsion speed to the collision speed.
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