JP2017106814A - 硬さ試験機及び硬さ試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することが可能な硬さ試験機及び硬さ試験方法を提供する。【解決手段】試験方法の適用規格又は使用条件と、所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶する記憶手段（記憶部１０３）と、作業者により選択された適用規格又は使用条件に基づいて、記憶手段から所定の試験条件を取得して設定する設定手段（制御部１００）と、設定手段により設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定手段（制御部１００）と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、硬さ試験機及び硬さ試験方法に関する。

従来、圧子を用いて試料の表面に試験力を負荷し、くぼみを形成させることによって試料の硬さを測定する硬さ試験機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記の硬さ試験機において、硬さ試験を実施する際には、パラメータの設定が必要である。設定されるパラメータは、例えば、試験力の保持時間、圧子の接近速度、試験力の負荷開始から所定の試験力に到達するまでの時間等である。これらのパラメータの設定値は、例えば、ＩＳＯ、ＪＩＳ、ＡＳＴＭなどの様々な規格によって予め定められている。硬さ試験機においては、指定の規格に準拠できるように、それぞれの設定を個別に変更できる機能が実装されている。

特許第４０９８５０３号公報

しかしながら、パラメータの設定は、適用させる試験方法の規格や他の試験条件の変更に伴い、変更しなければならないことがある。この場合、規格の順守や作業効率を考慮すると、パラメータの設定変更をその都度行う必要があるため、わずらわしいという問題がある。
また、パラメータの設定変更を的確に行うためには、各規格を熟知している必要がある。従って、例えば、１台の試験機で異なる複数の硬さ試験（ビッカース、ブリネル、ロックウェルなど）の実行が可能な硬さ試験機において、各試験方法と各規格との組み合わせによるパラメータの設定を的確に行うには、硬さ試験に相当に習熟した作業者でなければ難しいという問題がある。

本発明は、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することが可能な硬さ試験機及び硬さ試験方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより、又は当該くぼみ形成時の圧子の押し込み深さを計測することにより、試料の硬さを測定する硬さ試験機において、
試験方法の適用規格又は使用条件と、所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件に基づいて、前記記憶手段から前記所定の試験条件を取得して設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定手段と、
を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の硬さ試験機において、
前記作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件及び前記設定手段により設定された所定の試験条件を表示手段に表示させる表示制御手段を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の硬さ試験機において、
作業者の試験に対する所定の要望を実現する試験モードを有し、
前記記憶手段は、前記試験モードと、前記所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶し、
前記設定手段は、作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件に加え、当該作業者により選択された試験モードに基づいて、前記所定の試験条件を設定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより、又は当該くぼみ形成時の圧子の押し込み深さを計測することにより、試料の硬さを測定する硬さ試験機の硬さ試験方法において、
作業者により選択された試験方法の適用規格又は使用条件に基づいて所定の試験条件を設定する設定工程と、
前記設定工程で設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定工程と、
を含む。

本発明によれば、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することができる。

本発明に係る硬さ試験機の全体構成を示す側面図である。 本発明に係る硬さ試験機の全体構成を示す側面図である。 本発明に係る硬さ試験機の制御構造を示すブロック図である。 従来の硬さ試験機で行われる第１の硬さ試験の作業１を示すフローチャートである。 圧子の接近速度と適用規格及び試験力との対応関係の一例を示す図である。 従来の硬さ試験機で行われる第１の硬さ試験の作業２を示すフローチャートである。 従来の硬さ試験機で行われる第１の硬さ試験の作業３を示すフローチャートである。 本発明に係る硬さ試験機で行われる第１の硬さ試験の作業１を示すフローチャートである。 本発明に係る硬さ試験機で行われる第１の硬さ試験の作業２を示すフローチャートである。 本発明に係る硬さ試験機で行われる第１の硬さ試験の作業３を示すフローチャートである。 従来の硬さ試験機で行われる第２の硬さ試験の作業４を示すフローチャートである。 従来の硬さ試験機で行われる第２の硬さ試験の作業５を示すフローチャートである。 本発明に係る硬さ試験機で行われる第２の硬さ試験の作業４を示すフローチャートである。 本発明に係る硬さ試験機で行われる第２の硬さ試験の作業５を示すフローチャートである。 変形例１に係る硬さ試験機の全体構成を示す斜視図である。 変形例１に係る硬さ試験機の試験機本体を示す模式図である。 変形例２に係る硬さ試験機の全体構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態に係る硬さ試験機１は、圧子５を交換可能な構成であり、所望する試験に対応する圧子５を取り付けることにより、ビッカース硬さ試験やロックウェル硬さ試験などの複数の硬さ試験を１台で実施可能な硬さ試験機である。
硬さ試験機１は、図１〜図３に示すように、各構成部材が配設される試験機本体２と、試験機本体２に回動自在に支持される荷重アーム３と、荷重アーム３に作用力（試験力）を付与し荷重アームを作動させるアーム作動部４と、荷重アーム３の下方の試験機本体２に回転自在に備えられたターレット８と、ターレット８に取り付けられ、先端部に圧子５を備える圧子軸６と、ターレット８に取り付けられた対物レンズ７と、ターレット８に対向配置され、試料Ｓが載置される試料台９と、試料台９上の試料Ｓに形成されたくぼみを撮像する撮像部１０と、制御部１００と、操作部１１０と、表示部１２０と、等を備えて構成されている。なお、硬さ試験機１では、図３に示す制御部１００により、各部の動作制御が行われる。

荷重アーム３は、アーム本体３１と、アーム本体３１の一端部３１ａを試験機本体２に軸支する回動軸３２と、を備えて構成されている。
アーム本体３１の他端側は、第１の他端部３１ｂと第２の他端部３１ｃとの二股に分岐している。第１の他端部３１ｂは、可撓性を有する板ばね状に形成されている。
アーム本体３１の下面側には、アーム本体３１の下面と試験機本体２との間にコイルばね３３ａにより弾性支持される荷重軸３３が備えられている。
また、アーム本体３１には、荷重アーム３（アーム本体３１）が作動した際の、第１の他端部３１ｂと第２の他端部３１ｃとの開き量を検出するアーム変位検出部３４が備えられている。

アーム本体３１は、一端部３１ａが回動軸３２により試験機本体２に回動自在に軸支されるとともに、第１の他端部３１ｂに荷重アーム３を作動させる試験力としての作用力を発生させるアーム作動部４が接続されている。そして、アーム本体３１は、そのアーム作動部４の動作に伴い、回動軸３２を中心とした回動を行う。アーム本体３１は、この下方への回動に伴い、荷重軸３３を下方へと押圧し移動させる。そして、荷重軸３３は、アーム本体３１（荷重アーム３）の駆動、動作を圧子軸６に伝達する（図１参照）。

アーム変位検出部３４は、例えば、所定の間隔の目盛が刻まれたスケールと、スケールの目盛を光学的に読み取るリニアエンコーダと、を備えて構成されている。アーム変位検出部３４は、圧子軸６等を介して圧子５を試料Ｓに押し込む際の第１の他端部３１ｂと第２の他端部３１ｃとの開き量（ばね変位量）を検出し、検出した開き量に基づくアーム変位信号を制御部１００に出力する。なお、この開き量は、圧子５が試料Ｓを押し込む押圧力（試験力）又は試料Ｓに加わる荷重に対応するようになっている。

アーム作動部４は、サーボモータ４１と、ボールネジ４３と、サーボモータ４１のモータ軸４１ａとボールネジ４３のネジ軸４３ａとに掛け渡されるタイミングベルト４２と、ボールネジ４３に保持される固定治具４４と、等を備えて構成されている。なお、アーム作動部４は、固定治具４４の板ばね４４ａがアーム本体３１の第１の他端部３１ｂに固定されることにより荷重アーム３に接続されている。

サーボモータ４１は、制御部１００から入力された駆動制御信号に基づいて駆動する。サーボモータ４１のモータ軸４１ａは、サーボモータ４１の駆動により回転する。モータ軸４１ａの駆動力は、タイミングベルト４２を介してボールネジ４３のネジ軸４３ａに伝達され、ボールネジ４３を回転させる。固定治具４４は、ボールネジ４３の回転駆動により上下に移動する。
このように、アーム作動部４は、サーボモータ４１の駆動に基づいて固定治具４４を上下動させ、固定治具４４と接続しているアーム本体３１の第１の他端部３１ｂにその駆動（駆動力）を伝達させて、アーム本体３１（荷重アーム３）を回動させる。なお、板ばね４４ａは、アーム作動部４が荷重アーム３を動作させる際、撓むようになっている。

試料台９は、試料Ｓが載置される試料ステージ９１と、試料ステージ９１の下面に設けられたステージ昇降部９２と、等を備えて構成されている。
ステージ昇降部９２は、ねじ部９２ａを備え、ねじ部９２ａを回転させることにより、試料ステージ９１を試験機本体２に対して上下に移動可能としている。

ターレット８は、ターレット本体８１と、ターレット本体８１を試験機本体２に回転自在に軸支する回転軸８２と、等を備えて構成されている。
ターレット本体８１には、圧子軸６と、対物レンズ７と、圧子軸６の変位量を検出する圧子軸変位検出部２０と、が備えられている。なお、圧子軸６は、圧子軸保持部６１を介してターレット本体８１に備えられている。
ターレット本体８１は、回転軸８２を中心として回転することにより、圧子軸６や対物レンズ７の配置を切り替えることができる。

圧子軸保持部６１は、縦保持部材６１ａと、縦保持部材６１ａから横方向に延出する板ばね６１ｂ、６１ｂと、を備えて構成されている。圧子軸６は、圧子軸保持部６１の板ばね６１ｂ、６１ｂに弾性支持され、試料ステージ９１の試料Ｓの載置面、特に、試料ステージ９１に載置された試料の表面（上面）に対して垂直に備えられている。
圧子軸６の下端部には、圧子５が交換可能に備えられている。例えば、ビッカース硬さ試験を実施する場合には、圧子５として、ビッカース用の四角錐圧子（対面角が１３６±０．５°）を使用する。また、ロックウェル硬さ試験を実施する場合には、圧子５として、ロックウェル用の先端角１２０°のダイヤモンド円錐圧子又は球圧子（例えば直径が１／１６インチ、１／８インチ、１／４インチ、１／２インチのもの）を使用する。
硬さ試験機１は、図１に示すように、ターレット８（ターレット本体８１）を回転させ、圧子軸６を荷重軸３３に対応する配置に切り替えることにより、荷重アーム３の回動に伴い荷重軸３３が下方へ移動する動作の作用力を、圧子軸６に伝達することができる。これにより、硬さ試験機１は、圧子５を試料Ｓに押し当てて押し込むことが可能となる。

対物レンズ７は、撮像部１０の顕微鏡部１１に付随するレンズ部である。硬さ試験機１は、図２に示すように、ターレット８（ターレット本体８１）を回転させ、対物レンズ７を撮像部１０に対応する配置に切り替えることで、撮像部１０による試料Ｓの撮像が可能となる。

圧子軸変位検出部２０は、例えば、所定の間隔の目盛が刻まれたスケールと、スケールの目盛を光学的に読み取るリニアエンコーダと、を備えて構成されている。圧子軸変位検出部２０は、圧子軸６が試料Ｓにくぼみを形成する際に移動した変位量（即ち、試料Ｓに圧子５が押し込まれた侵入量、くぼみの深さ）を検出し、検出した変位量に基づく圧子軸変位信号を制御部１００に出力する。

撮像部１０は、顕微鏡部１１と、顕微鏡部１１に取り付けられたＣＣＤカメラ１０ａと、試料Ｓの観察位置を照らす照明装置（図示省略）と、等を備えて構成され、試料Ｓの表面に形成されたくぼみの撮像を行う。そして、撮像部１０（ＣＣＤカメラ１０ａ）は、撮像したくぼみの画像データを制御部１００に出力する。

制御部１００は、図３に示すように、ＣＰＵ１０１と、ＲＡＭ１０２と、記憶部１０３と、を備えて構成され、記憶部１０３に記憶された所定のプログラムが実行されることにより、所定の硬さ試験を行うための動作制御等を行う機能を有する。

ＣＰＵ１０１は、記憶部１０３に格納された処理プログラム等を読み出して、ＲＡＭ１０２に展開して実行することにより、硬さ試験機１全体の制御を行う。
ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１により実行された処理プログラム等を、ＲＡＭ１０２内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
記憶部１０３は、例えば、プログラムやデータ等を記憶する記録媒体（図示省略）を有しており、この記録媒体は、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部１０３は、ＣＰＵ１０１が硬さ試験機１全体を制御する機能を実現させるための各種データ、各種処理プログラム、これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。
また、記憶部１０３は、試験方法の規格（ＩＳＯ、ＪＩＳ、ＡＳＴＭ等）と、所定の試験条件であるパラメータ（試験力の保持時間、圧子の接近速度、硬さ読取までの時間等）の設定と、の対応関係を管理するための設定用データを記憶する。即ち、記憶部１０３は、本発明の記憶手段として機能する。

例えば、ＣＰＵ１０１は、アーム変位検出部３４から入力されたアーム変位信号と予め設定された設定アーム変位データとの比較を行う。そして、ＣＰＵ１０１は、所定の試験力（荷重）で圧子５を試料Ｓに作用させるように荷重アーム３を回動させるため、アーム作動部４（サーボモータ４１）の駆動を制御する駆動制御信号をサーボモータ４１に出力する。

また、ＣＰＵ１０１は、圧子軸変位検出部２０から入力された圧子軸変位信号に基づいて、試料Ｓの硬さを算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、試料Ｓに圧子５が押し込まれた侵入量（くぼみの深さ）から試料Ｓの硬さを測定する、例えば、ロックウェル硬さ試験に基づいて、試料Ｓの硬さを算出する。

また、ＣＰＵ１０１は、撮像部１０から入力されたくぼみの画像データに所定の画像処理を施すなどして解析し、くぼみの大きさを自動計測し、所定の特徴点間の距離の検出を行う。
また、ＣＰＵ１０１は、検出したくぼみの所定の特徴点間の距離に基づいて、試料Ｓの硬さを算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、試料Ｓに圧子５が押し込まれて形成されたくぼみの大きさ（所定の特徴点間の距離）から試料Ｓの硬さを測定する、例えば、ビッカース硬さ試験に基づいて、試料Ｓの硬さを算出する。

上記のように、本実施形態に係る硬さ試験機１は、所定の荷重で圧子５を試料Ｓに押し付ける際に圧子５が試料Ｓに押し込まれて侵入する深さ（圧子５が試料Ｓに形成するくぼみの深さ）に基づく硬さ試験（例えば、ロックウェル硬さ試験）と、所定の荷重で圧子５を試料Ｓに押し付けて形成したくぼみの大きさ（例えば、くぼみの所定の特徴点間の長さ）に基づく硬さ試験（例えば、ビッカース硬さ試験）と、をともに行うことができる。

操作部１１０は、キーボード、マウス等のポインティングデバイスなどを備え、硬さ試験を行う際の作業者（オペレータ）による入力操作を受け付ける。そして、操作部１１０は、作業者による所定の入力操作を受け付けると、その入力操作に応じた所定の操作信号を生成して、制御部１００へと出力する。

表示部（表示手段）１２０は、例えば、ＬＣＤなどの表示装置により構成されている。表示部１２０は、操作部１１０において入力された硬さ試験の設定条件、硬さ試験の結果及びＣＣＤカメラ１０ａが撮像した試料Ｓの表面や試料Ｓの表面に形成されるくぼみの画像等を表示する。
また、表示部１２０は、作業者により設定された適用規格（ＩＳＯ、ＪＩＳ、ＡＳＴＭ等）や、適用規格に対応するパラメータ（試験力の保持時間、圧子の接近速度、硬さ読取までの時間等）などを表示する。

次に、本実施形態に係る硬さ試験機１における硬さ試験を行う際の動作について、従来の硬さ試験機における硬さ試験を行う際の動作と比較しつつ、説明する。従来の硬さ試験機の構成は、本実施形態に係る硬さ試験機１の構成と比べ、記憶部１０３に、試験方法の規格と所定の試験条件であるパラメータの設定との対応関係を管理するための設定用データを記憶していない点でのみ異なっている。従って、従来の硬さ試験機の構成については、説明の簡略化のため、実施形態と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

まず、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験を行う際の動作について説明する。なお、従来の硬さ試験機は、第１の硬さ試験を行うに際し、圧子５の接近速度を「６０μｍ／ｓ」及び「１５０μｍ／ｓ」の２段階で設定することが可能である。また、試験力の保持時間は、１ｓ単位で任意に設定することが可能である。第１の硬さ試験では、作業１、作業２及び作業３が連続的に実施される。

作業１は、ＪＩＳ規格によるビッカース硬さ試験であり、９．８０７Ｎ（ＨＶ０．１）の試験力で実施される。また、試料数は１０枚であり、１枚につき３点の試験が実施される。以下、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験の作業１について、図４のフローチャートを参照して説明する。

まず、作業者は、試験方法としてビッカース試験が設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。
作業者は、ビッカース試験が設定されていると判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３へと移行する。
一方、作業者は、ビッカース試験が設定されていないと判定した場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、試験方法の設定をビッカース試験に変更し（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０３へと移行する。

次に、作業者は、試験力が９．８０７Ｎ（ＨＶ０．１）に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
作業者は、９．８０７Ｎ（ＨＶ０．１）に設定されていると判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５へと移行する。
一方、作業者は、９．８０７Ｎ（ＨＶ０．１）に設定されていないと判定した場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、試験力の設定を９．８０７Ｎ（ＨＶ０．１）に変更し（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０５へと移行する。

次に、作業者は、圧子５の接近速度が６０μｍ／ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、圧子５の接近速度が「６０μｍ／ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、試験力が９．８０７Ｎ（ＨＶ０．１）の場合、ＪＩＳ規格では１５〜７０μｍ／ｓであり（図５参照）、この範囲内で設定可能な圧子５の接近速度は「６０μｍ／ｓ」のみであるからである。
作業者は、６０μｍ／ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０７へと移行する。
一方、作業者は、６０μｍ／ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、圧子５の接近速度の設定を６０μｍ／ｓに変更し（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０７へと移行する。

次に、作業者は、試験力の保持時間が１０ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、試験力の保持時間が「１０ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、ＪＩＳ規格では１０〜１５ｓであり、試験効率を考慮すると「１０ｓ」が最良の条件であるからである。
作業者は、１０ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９へと移行する。
一方、作業者は、１０ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、試験力の保持時間の設定を１０ｓに変更し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０９へと移行する。

次に、作業者は、所定の操作を行うことにより、ビッカース硬さ試験を実施する（ステップＳ１０９）。
具体的には、まず、作業者は、圧子軸６にビッカース硬さ試験用の圧子５を取り付ける。次いで、作業者は、ターレット８を回転させ、圧子軸６の配置を、硬さ試験におけるくぼみ形成のための配置、即ち、荷重軸３３に対応する配置に切り替える（図１参照）。そして、作業者は、試料台９の試料ステージ９１に試料Ｓを載置し、試料ステージ９１を所定の高さ、位置に調整する。
次に、作業者は、操作部１１０での操作入力により、アーム作動部４を駆動させ、荷重アーム３を下方へと回動させる。荷重軸３３は、荷重アーム３の下方への回動に伴いアーム本体３１により押圧されて下方へと移動するとともに、当接する圧子軸６を下方へと移動させる。そして、圧子軸６は、先端に取り付けられた圧子５を試料Ｓに押し込み、くぼみを形成させる。
次に、作業者は、ターレット８を回転させ、対物レンズ７の配置を、硬さ試験におけるくぼみ観察のための配置、即ち、撮像部１０に対応する配置に切り替える（図２参照）。そして、撮像部１０は、試料Ｓに形成されたくぼみを撮像し、撮像したくぼみの画像データを制御部１００に出力する。制御部１００のＣＰＵ１０１は、入力された画像データを解析し、ビッカース硬さ試験用の圧子５により形成された略四角形のくぼみの対角線の長さを算出する。そして、ＣＰＵ１０１は、算出した対角線の長さに基づいてビッカース硬さを算出し、算出した結果（測定値）を表示部１２０に表示させる。
以上により、ビッカース硬さ試験を実施することができる。

次に、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験の作業２について、図６のフローチャートを参照して説明する。作業２は、作業１と比べ、硬さ試験が９８．０７Ｎ（ＨＶ１）の試験力で実施される点が異なっている。

ステップＳ２０１及びステップＳ２０２の処理は、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験の作業１について示す図４のステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、作業者は、試験力が９８．０７Ｎ（ＨＶ１）に設定されているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
作業者は、９８．０７Ｎ（ＨＶ１）に設定されていると判定した場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５へと移行する。
一方、作業者は、９８．０７Ｎ（ＨＶ１）に設定されていないと判定した場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、試験力の設定を９８．０７Ｎ（ＨＶ１）に変更し（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０５へと移行する。

次に、作業者は、圧子５の接近速度が１５０μｍ／ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、圧子５の接近速度が「１５０μｍ／ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、試験力が９８．０７Ｎ（ＨＶ１）の場合、ＪＩＳ規格では２００μｍ／ｓ（０．２ｍｍ／ｓ）未満であり（図５参照）、試験効率を考慮すると「６０μｍ／ｓ」よりも「１５０μｍ／ｓ」の方が好ましい条件であるからである。なお、作業１では６０μｍ／ｓに設定されているため、設定の変更を行わないことも可能であるが、やはり試験効率を考慮すると設定を変更した方が好ましい。
作業者は、１５０μｍ／ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０７へと移行する。
一方、作業者は、１５０μｍ／ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、圧子５の接近速度の設定を１５０μｍ／ｓに変更し（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０７へと移行する。

次のステップＳ２０７〜ステップＳ２０９の処理は、図４のステップＳ１０７〜ステップＳ１０９の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験の作業３について、図７のフローチャートを参照して説明する。作業３は、作業２と比べ、ＡＳＴＭ規格によるビッカース硬さ試験が実施される点が異なっている。

ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４の処理は、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験の作業２について示す図６のステップＳ２０１〜ステップＳ２０４の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、作業者は、圧子５の接近速度が６０μｍ／ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ３０５）。ここで、圧子５の接近速度が「６０μｍ／ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、試験力が９８．０７Ｎ（ＨＶ１）の場合、ＡＳＴＭ規格では１５〜７０μｍ／ｓであり（図５参照）、この範囲内で設定可能な圧子５の接近速度は「６０μｍ／ｓ」のみであるからである。また、作業２では１５０μｍ／ｓに設定されており、設定の変更を行わないと規格を逸脱してしまうため、設定の確認を確実に行わせる必要があるからである。さらに、圧子５の接近速度は、一般的な試験条件としては出現しないパラメータであり、規格を熟知していないと認識できないものであるため、作業者が見落としがちである点に留意する必要があるからである。
作業者は、６０μｍ／ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、ステップＳ３０７へと移行する。
一方、作業者は、６０μｍ／ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ３０５：ＮＯ）、圧子５の接近速度の設定を６０μｍ／ｓに変更し（ステップＳ３０６）、ステップＳ３０７へと移行する。

次に、作業者は、試験力の保持時間が１０ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ３０７）。ここで、試験力の保持時間が「１０ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、ＡＳＴＭ規格ではＪＩＳ規格と同様１０〜１５ｓであり、試験効率を考慮すると「１０ｓ」が最良の条件であるからである。
作業者は、１０ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、ステップＳ３０９へと移行する。
一方、作業者は、１０ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ３０７：ＮＯ）、試験力の保持時間の設定を１０ｓに変更し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０９へと移行する。

次のステップＳ３０９の処理は、図６のステップＳ２０９の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、本実施形態に係る硬さ試験機１における第１の硬さ試験を行う際の動作について説明する。なお、本実施形態に係る硬さ試験機１は、第１の硬さ試験を行うに際し、圧子５の接近速度を「６０μｍ／ｓ」及び「１５０μｍ／ｓ」の２段階で設定することが可能である。また、試験力の保持時間は、１ｓ単位で任意に設定することが可能である。また、本実施形態に係る硬さ試験機１では、規格毎に、対応するパラメータの設定が予め登録され、設定用データとして記憶部１０３に記憶されている。第１の硬さ試験では、作業１、作業２及び作業３が連続的に実施される。以下、本実施形態に係る硬さ試験機１における第１の硬さ試験の作業１について、図８のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ４０１〜ステップＳ４０４の処理は、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験の作業１について示す図４のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、作業者は、適用規格がＪＩＳ規格に設定されているか否かを判定する（ステップＳ４０５）。
作業者は、ＪＩＳ規格に設定されていると判定した場合（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、ステップＳ４０７へと移行する。圧子５の接近速度及び試験力の保持時間は、作業者が適用規格の設定をＪＩＳ規格に変更した際に、ＣＰＵ１０１の制御により、記憶部１０３に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、圧子５の接近速度は６０μｍ／ｓに設定され、試験力の保持時間は１０ｓに設定される。即ち、ＣＰＵ１０１は、作業者により選択された適用規格に基づいて所定の試験条件（パラメータ）を設定する本発明の設定手段として機能する。なお、ＣＰＵ１０１は、作業者により選択された適用規格に基づいてパラメータを設定する際、当該適用規格及び当該パラメータを表示部１２０に表示させるようにしてもよい。この場合、ＣＰＵ１０１は、本発明の表示制御手段として機能する。
一方、作業者は、ＪＩＳ規格に設定されていないと判定した場合（ステップＳ４０５：ＮＯ）、適用規格の設定をＪＩＳ規格に変更し（ステップＳ４０６）、ステップＳ４０７へと移行する。

次に、作業者は、図４のステップＳ１０９の処理と同様、所定の操作を行うことにより、ビッカース硬さ試験を実施する（ステップＳ４０７）。ＣＰＵ１０１は、作業者による操作に基づいて、設定された所定の試験条件（パラメータ）に基づいて硬さ試験を実行し、試料Ｓの硬さを測定する。即ち、ＣＰＵ１０１は、本発明の測定手段として機能する。

次に、本実施形態に係る硬さ試験機１における第１の硬さ試験の作業２について、図９のフローチャートを参照して説明する。作業２は、作業１と比べ、硬さ試験が９８．０７Ｎ（ＨＶ１）の試験力で実施される点が異なっている。

ステップＳ５０１〜ステップＳ５０４の処理は、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験の作業２について示す図６のステップＳ２０１〜ステップＳ２０４の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、作業者は、適用規格がＪＩＳ規格に設定されているか否かを判定する（ステップＳ５０５）。
作業者は、ＪＩＳ規格に設定されていると判定した場合（ステップＳ５０５：ＹＥＳ）、ステップＳ５０７へと移行する。圧子５の接近速度及び試験力の保持時間は、作業者が適用規格の設定をＪＩＳ規格に変更した際に、ＣＰＵ１０１の制御により、記憶部１０３に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、圧子５の接近速度は１５０μｍ／ｓに設定され、試験力の保持時間は１０ｓに設定される。
一方、作業者は、ＪＩＳ規格に設定されていないと判定した場合（ステップＳ５０５：ＮＯ）、適用規格の設定をＪＩＳ規格に変更し（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０７へと移行する。

次のステップＳ５０７の処理は、図６のステップ２０９の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、本実施形態に係る硬さ試験機１における第１の硬さ試験の作業３について、図１０のフローチャートを参照して説明する。作業３は、作業２と比べ、ＡＳＴＭ規格によるビッカース硬さ試験が実施される点が異なっている。

ステップＳ６０１〜ステップＳ６０４の処理は、従来の硬さ試験機における第１の硬さ試験の作業３について示す図７のステップＳ３０１〜ステップＳ３０４の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、作業者は、適用規格がＡＳＴＭ規格に設定されているか否かを判定する（ステップＳ６０５）。
作業者は、ＡＳＴＭ規格に設定されていると判定した場合（ステップＳ６０５：ＹＥＳ）、ステップＳ６０７へと移行する。圧子５の接近速度及び試験力の保持時間は、作業者が適用規格の設定をＡＳＴＭ規格に変更した際に、ＣＰＵ１０１の制御により、記憶部１０３に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、圧子５の接近速度は６０μｍ／ｓに設定され、試験力の保持時間は１０ｓに設定される。
一方、作業者は、ＡＳＴＭ規格に設定されていないと判定した場合（ステップＳ６０５：ＮＯ）、適用規格の設定をＡＳＴＭ規格に変更し（ステップＳ６０６）、ステップＳ６０７へと移行する。

次のステップＳ６０７の処理は、図７のステップＳ３０９の処理と同様であるため、説明を省略する。

以上のように、本実施形態に係る硬さ試験機１によれば、作業１〜作業３のいずれにおいても、圧子５の接近速度及び試験力の保持時間について作業者による設定作業を不要とすることができる。従って、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することができる。

次に、従来の硬さ試験機における第２の硬さ試験を行う際の動作について説明する。なお、従来の硬さ試験機は、第２の硬さ試験を行うに際し、試験力の保持時間を１ｓ単位で任意に設定することが可能である。また、試験力の除荷後、硬さ読取までの時間は、１ｓ単位で任意に設定することが可能である。第２の硬さ試験では、作業４及び作業５が連続的に実施される。

作業４は、ＪＩＳ Ｚ ２２４５規格によるロックウェル硬さ試験であり、スケールとしてＨＲＣ（ダイヤモンド圧子を使用して１５０ｋｇｆの試験力を負荷するパターン）を使用する。また、試料Ｓとして焼入れした金属を使用する。また、試料数は１０枚であり、１枚につき３点の試験が実施される。以下、従来の硬さ試験機における第２の硬さ試験の作業４について、図１１のフローチャートを参照して説明する。

まず、作業者は、試験方法としてロックウェル試験が設定されているか否かを判定する（ステップＳ７０１）。
作業者は、ロックウェル試験が設定されていると判定した場合（ステップＳ７０１：ＹＥＳ）、ステップＳ７０３へと移行する。
一方、作業者は、ロックウェル試験が設定されていないと判定した場合（ステップＳ７０１：ＮＯ）、試験方法の設定をロックウェル試験に変更し（ステップＳ７０２）、ステップＳ７０３へと移行する。

次に、作業者は、圧子５としてダイヤモンド圧子が取り付けられているか否かを判定する（ステップＳ７０３）。
作業者は、ダイヤモンド圧子が取り付けられていると判定した場合（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、ステップＳ７０５へと移行する。
一方、作業者は、ダイヤモンド圧子が取り付けられていないと判定した場合（ステップＳ７０３：ＮＯ）、圧子５をダイヤモンド圧子に交換し（ステップＳ７０４）、ステップＳ７０５へと移行する。

次に、作業者は、スケールとしてＨＲＣ（試験力が１５０ｋｇｆ）が設定されているか否かを判定する（ステップＳ７０５）。
作業者は、ＨＲＣが設定されていると判定した場合（ステップＳ７０５：ＹＥＳ）、ステップＳ７０７へと移行する。
一方、作業者は、ＨＲＣが設定されていないと判定した場合（ステップＳ７０５：ＮＯ）、スケールの設定をＨＲＣに変更し（ステップＳ７０６）、ステップＳ７０７へと移行する。

次に、作業者は、試験力の保持時間が４ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ７０７）。ここで、試験力の保持時間が「４ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、試料Ｓとして金属を使用する場合、ＪＩＳ規格では４±２ｓであり、試験の確実性を考慮すると中間値の「４ｓ」が最良の条件であるからである。
作業者は、４ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ７０７：ＹＥＳ）、ステップＳ７０９へと移行する。
一方、作業者は、４ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ７０７：ＮＯ）、試験力の保持時間の設定を４ｓに変更し（ステップＳ７０８）、ステップＳ７０９へと移行する。

次に、作業者は、硬さ読取までの時間が２ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ７０９）。ここで、硬さ読取までの時間が「２ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、試料Ｓとして金属を使用する場合、硬さ読取までの時間に関し特に規定はないため、慣例的に「２ｓ」が適当な条件であるからである。
作業者は、２ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ７０９：ＹＥＳ）、ステップＳ７１１へと移行する。
一方、作業者は、２ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ７０９：ＮＯ）、硬さ読取までの時間の設定を２ｓに変更し（ステップＳ７１０）、ステップＳ７１１へと移行する。

次に、作業者は、所定の操作を行うことにより、ロックウェル硬さ試験を実施する（ステップＳ７１１）。
具体的には、まず、作業者は、ターレット８を回転させ、圧子軸６の配置を、硬さ試験におけるくぼみ形成のための配置、即ち、荷重軸３３に対応する配置に切り替える（図１参照）。そして、作業者は、試料台９の試料ステージ９１に試料Ｓを載置し、試料ステージ９１を所定の高さ、位置に調整する。
次に、作業者は、操作部１１０での操作入力により、アーム作動部４を駆動させ、荷重アーム３を下方へと回動させる。荷重軸３３は、荷重アーム３の下方への回動に伴いアーム本体３１により押圧されて下方へと移動するとともに、当接する圧子軸６を下方へと移動させる。そして、圧子軸６は、先端に取り付けられた圧子５を試料Ｓに押し込み、くぼみを形成させる。
なお、ＣＰＵ１０１は、圧子５が試料Ｓにくぼみを形成する際、アーム変位検出部３４が検出した開き量（ばね変位量）に関するアーム変位信号に基づいて、アーム作動部４の駆動を制御して荷重アーム３を回動させる。これにより、硬さ試験機１は、所定の試験力で圧子５を試料Ｓに押し込むことができる。
次に、圧子軸変位検出部２０は、圧子５が試料Ｓにくぼみを形成している際の圧子軸６の移動量、変位量を検出し、検出した変位量に基づく圧子軸変位信号を制御部１００に出力する。制御部１００のＣＰＵ１０１は、入力された圧子軸変位信号に基づいてロックウェル硬さを算出し、算出した結果（測定値）を表示部１２０に表示させる。
以上により、ロックウェル硬さ試験を行うことができる。

次に、従来の硬さ試験機における第２の硬さ試験の作業５について説明する。
作業５は、ＪＩＳ Ｋ７２０２−２規格によるプラスチックのロックウェル硬さ試験であり、スケールとしてＨＲＲ（直径１／２インチの球圧子を使用して６０ｋｇｆの試験力を負荷するパターン）を使用する。また、試料Ｓとしてプラスチックを使用する。また、試料数は３枚であり、１枚につき３点の試験が実施される。以下、従来の硬さ試験機における第２の硬さ試験の作業５について、図１２のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ８０１及びステップＳ８０２の処理は、従来の硬さ試験機における第２の硬さ試験の作業４について示す図１１のステップＳ７０１及びステップＳ７０２の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、作業者は、圧子５として直径１／２インチの球圧子が取り付けられているか否かを判定する（ステップＳ８０３）。
作業者は、直径１／２インチの球圧子が取り付けられていると判定した場合（ステップＳ８０３：ＹＥＳ）、ステップＳ８０５へと移行する。
一方、作業者は、直径１／２インチの球圧子が取り付けられていないと判定した場合（ステップＳ８０３：ＮＯ）、圧子５を直径１／２インチの球圧子に交換し（ステップＳ８０４）、ステップＳ８０５へと移行する。

次に、作業者は、スケールとしてＨＲＲ（試験力が６０ｋｇｆ）が設定されているか否かを判定する（ステップＳ８０５）。
作業者は、ＨＲＲが設定されていると判定した場合（ステップＳ８０５：ＹＥＳ）、ステップＳ８０７へと移行する。
一方、作業者は、ＨＲＲが設定されていないと判定した場合（ステップＳ８０５：ＮＯ）、スケールの設定をＨＲＲに変更し（ステップＳ８０６）、ステップＳ８０７へと移行する。

次に、作業者は、試験力の保持時間が１５ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ８０７）。ここで、試験力の保持時間が「１５ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、試料Ｓとしてプラスチックを使用する場合、ＪＩＳ規格では１５ｓであるからである。
作業者は、１５ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ８０７：ＹＥＳ）、ステップＳ８０９へと移行する。
一方、作業者は、１５ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ８０７：ＮＯ）、試験力の保持時間の設定を１５ｓに変更し（ステップＳ８０８）、ステップＳ８０９へと移行する。

次に、作業者は、硬さ読取までの時間が１５ｓに設定されているか否かを判定する（ステップＳ８０９）。ここで、硬さ読取までの時間が「１５ｓ」に設定されているか否かを判定するのは、試料Ｓとしてプラスチックを使用する場合、ＪＩＳ規格では１５ｓであるからである。
作業者は、１５ｓに設定されていると判定した場合（ステップＳ８０９：ＹＥＳ）、ステップＳ８１１へと移行する。
一方、作業者は、１５ｓに設定されていないと判定した場合（ステップＳ８０９：ＮＯ）、硬さ読取までの時間の設定を１５ｓに変更し（ステップＳ８１０）、ステップＳ８１１へと移行する。

次のステップＳ８１１の処理は、図１１のステップＳ７１１の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、本実施形態に係る硬さ試験機１における第２の硬さ試験を行う際の動作について説明する。なお、本実施形態に係る硬さ試験機１は、第２の硬さ試験を行うに際し、試験力の保持時間を１ｓ単位で任意に設定することが可能である。また、試験力の除荷後、硬さ読取までの時間は、１ｓ単位で任意に設定することが可能である。また、本実施形態に係る硬さ試験機１では、規格毎に、対応するパラメータの設定が予め登録され、設定用データとして記憶部１０３に記憶されている。第２の硬さ試験では、作業４及び作業５が連続的に実施される。以下、本実施形態に係る硬さ試験機１における第２の硬さ試験の作業４について、図１３のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ９０１〜ステップＳ９０６の処理は、従来の硬さ試験機における第２の硬さ試験の作業４について示す図１１のステップＳ７０１〜ステップＳ７０６の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、作業者は、適用規格がＪＩＳ Ｚ ２２４５規格に設定されているか否かを判定する（ステップＳ９０７）。
作業者は、ＪＩＳ Ｚ ２２４５規格に設定されていると判定した場合（ステップＳ９０７：ＹＥＳ）、ステップＳ９０９へと移行する。試験力の保持時間及び硬さ読取までの時間は、作業者が適用規格の設定をＪＩＳ Ｚ ２２４５規格に変更した際に、ＣＰＵ１０１の制御により、記憶部１０３に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、試験力の保持時間は４ｓに設定され、硬さ読取までの時間は２ｓに設定される。
一方、作業者は、ＪＩＳ Ｚ ２２４５規格に設定されていないと判定した場合（ステップＳ９０７：ＮＯ）、適用規格の設定をＪＩＳ Ｚ ２２４５規格に変更し（ステップＳ９０８）、ステップＳ９０９へと移行する。

次のステップＳ９０９の処理は、図１１のステップＳ７１１の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、本実施形態に係る硬さ試験機１における第２の硬さ試験の作業５について、図１４のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１００１〜ステップＳ１００６の処理は、従来の硬さ試験機における第２の硬さ試験の作業５について示す図１２のステップＳ８０１〜ステップＳ８０６の処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、作業者は、適用規格がＪＩＳ Ｋ７２０２−２規格に設定されているか否かを判定する（ステップＳ１００７）。
作業者は、ＪＩＳ Ｋ７２０２−２規格に設定されていると判定した場合（ステップＳ１００７：ＹＥＳ）、ステップＳ１００９へと移行する。試験力の保持時間及び硬さ読取までの時間は、作業者が適用規格の設定をＪＩＳ Ｋ７２０２−２規格に変更した際に、ＣＰＵ１０１の制御により、記憶部１０３に記憶されている設定用データに基づいて自動的に設定される。具体的には、試験力の保持時間は１５ｓに設定され、硬さ読取までの時間は１５ｓに設定される。
一方、作業者は、ＪＩＳ Ｋ７２０２−２規格に設定されていないと判定した場合（ステップＳ１００７：ＮＯ）、適用規格の設定をＪＩＳ Ｋ７２０２−２規格に変更し（ステップＳ１００８）、ステップＳ１００９へと移行する。

次のステップＳ１００９の処理は、図１２のステップＳ８１１の処理と同様であるため、説明を省略する。

以上のように、本実施形態に係る硬さ試験機１によれば、作業４及び作業５のいずれにおいても、試験力の保持時間及び硬さ読取までの時間について作業者による設定作業を不要とすることができる。従って、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することが可能であり、且つ作業効率を向上することができる。

以上のように、本実施形態に係る硬さ試験機１は、試験方法の適用規格と、所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶する記憶手段（記憶部１０３）と、作業者により選択された適用規格に基づいて、記憶手段から所定の試験条件を取得して設定する設定手段（制御部１００）と、設定手段により設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料Ｓの硬さを測定する測定手段（制御部１００）と、を備える。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機１によれば、作業者が所望の規格を選択するだけで自動的に規格に即したパラメータが設定されるので、試験方法の規格を熟知しなくとも試験方法の規格を順守することができるとともに、作業効率を向上することができる。

また、本実施形態に係る硬さ試験機１によれば、作業者により選択された適用規格及び設定手段により設定された所定の試験条件を表示手段（表示部１２０）に表示させる表示制御手段（制御部１００）を備える。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機１によれば、設定されている規格や当該規格に対応する所定の試験条件の設定を作業者に視認させることができるので、規格の選択を誤っていないか確認させることができ、硬さ試験の正確性を確保することができる。

以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（変形例１）
例えば、上記実施形態では、ビッカース硬さ試験やロックウェル硬さ試験などの複数の硬さ試験を１台で実施可能な硬さ試験機１を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、図１５及び図１６には、変形例１として、ビッカース硬さ試験機である硬さ試験機２００が示されている。なお、説明の簡略化のため、実施形態と同様の構成（制御部１００）については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、以下の説明において、図１５におけるＸ方向を左右方向とし、Ｙ方向を前後方向とし、Ｚ方向を上下方向とする。また、Ｘ−Ｙ面を水平面とする。

硬さ試験機２００は、例えば、圧子２１４ａの平面形状が矩形状に形成されたビッカース硬さ試験機である。硬さ試験機２００は、図１５及び図１６に示すように、試験機本体２１０と、操作部２０７と、表示部２０８と、制御部１００と、を備えて構成されている。

試験機本体２１０は、図１６に示すように、試料Ｓの硬さ測定を行う硬さ測定部２０１と、試料Ｓを載置する試料台２０２と、試料台２０２を移動させるＸＹステージ２０３と、試料Ｓの表面に焦点を合わせるためのＡＦステージ２０４と、試料台２０２（ＸＹステージ２０３、ＡＦステージ２０４）を昇降する昇降機構部２０５と、を備えて構成されている。

硬さ測定部２０１は、試料Ｓの表面を照明する照明装置（図示省略）と、試料Ｓの表面を撮像するＣＣＤカメラ（図示省略）と、圧子２１４ａを備える圧子軸２１４と対物レンズ２１５を備え、回転することにより圧子軸２１４と対物レンズ２１５との切り替えが可能なターレット２１６と、を備えて構成されている。

圧子軸２１４は、制御部１００が出力する制御信号に応じて駆動される負荷機構部（図示省略）により試料台２０２に載置された試料Ｓに向けて移動し、先端部に備えた圧子２１４ａを試料Ｓの表面に所定の試験力で押し付ける。本実施形態では、圧子２１４ａとして、ビッカース用の四角錐圧子（対面角が１３６±０．５°）を使用する。

対物レンズ２１５は、それぞれ異なる倍率からなる集光レンズであって、ターレット２１６の下面に複数保持されている。対物レンズ２１５は、ターレット２１６の回転により試料Ｓの上方に配置されることで、照明装置から照射される光を一様に試料Ｓの表面に照射させる。

ターレット２１６は、下面に圧子軸２１４と複数の対物レンズ２１５を取り付け可能に構成される。ターレット２１６は、Ｚ軸方向を中心に回転することにより、圧子軸２１４及び複数の対物レンズ２１５の中の何れか一つを試料Ｓの上方に配置可能なように構成されている。即ち、圧子軸２１４を試料Ｓの上方に配置することで試料Ｓの表面にくぼみを形成することができ、対物レンズ２１５を試料Ｓの上方に配置することで形成されたくぼみを観察することができるようになっている。

試料台２０２は、上面に載置される試料Ｓを、試料固定部２０２ａで固定する。
ＸＹステージ２０３は、制御部１００が出力する制御信号に応じて駆動する駆動機構部（図示省略）により駆動され、試料台２０２を圧子２１４ａの移動方向（Ｚ方向）に垂直な方向（Ｘ，Ｙ方向）に移動させる。
ＡＦステージ２０４は、制御部１００が出力する制御信号に応じて駆動され、ＣＣＤカメラが撮像した画像データに基づき試料台２０２を微細に昇降させることで、試料Ｓの表面に焦点を合わせる。
昇降機構部２０５は、ユーザにより手動で駆動され、試料台２０２（ＸＹステージ２０３、ＡＦステージ２０４）をＺ方向に移動させることで、試料台２０２と対物レンズ２１５との間の相対距離を変化させる。なお、昇降機構部２０５は、ＡＦステージ２０４を含んで一体化された構成とすることも可能である。ＡＦステージ２０４と昇降機構部２０５とが一体化された構成の場合、ＡＦステージ２０４及び昇降機構部２０５は、制御部１００が出力する制御信号に応じて駆動される。
また、ＡＦステージ２０４及び昇降機構部２０５を備えない構成とすることも可能である。この場合、硬さ測定部２０１をＺ方向に上下動可能に構成するとよい。即ち、硬さ測定部２０１のＺ方向の上下動により、試料台２０２と対物レンズ２１５との間の相対距離を変化させて、試料Ｓの表面に焦点を合わせるオートフォーカス機能を実現することができる。

操作部２０７は、キーボード２７１と、マウス２７２と、を備えて構成され、硬さ試験を行う際のユーザによる入力操作を受け付ける。そして、操作部２０７は、ユーザによる所定の入力操作を受け付けると、その入力操作に応じた所定の操作信号を生成して、制御部１００へと出力する。

表示部２０８は、例えば、ＬＣＤなどの表示装置により構成されている。表示部２０８は、操作部２０７において入力された硬さ試験の設定条件、硬さ試験の結果、及びＣＣＤカメラが撮像した試料Ｓの表面や試料Ｓの表面に形成されるくぼみの画像等を表示する。

変形例１に係る硬さ試験機２００は、試料Ｓの表面の各試験位置に圧子２１４ａにより所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料Ｓの硬さを測定する（ビッカース硬さ試験）。

なお、変形例１に係る硬さ試験機２００における第１の硬さ試験を行う際の動作は、実施形態に係る硬さ試験機１における第１の硬さ試験の作業１〜作業３について示す図８〜図１０の処理と同様であるので説明を省略する。但し、第１の硬さ試験の各作業（作業１〜作業３）における試験方法の設定に係る処理（ステップＳ４０１、ステップＳ４０２、ステップＳ５０１、ステップＳ５０２、ステップＳ６０１及びステップＳ６０２）は、省略することも可能である。

（変形例２）
また、図１７には、変形例２として、ロックウェル硬さ試験機である硬さ試験機３００が示されている。なお、説明の簡略化のため、実施形態及び変形例１と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

硬さ試験機３００は、図１７に示すように、試験機本体３１０と、操作部２０７と、表示部２０８と、制御部１００と、を備えて構成されている。

試験機本体３１０は、試料Ｓの硬さ測定を行う硬さ測定部３０１と、試料Ｓを載置する試料台３０２と、試料台３０２を移動させるＸＹステージ３０３と、試料台３０２（ＸＹステージ３０３）を昇降する昇降機構部３０５と、を備えて構成されている。

硬さ測定部３０１は、試料Ｓの表面を撮像する撮像部３１２と、圧子３１４ａを備える圧子軸３１４と、を備えて構成されている。

撮像部３１２は、圧子軸３１４から左右方向（Ｘ方向）にオフセットされた位置に配置されている。圧子軸３１４の中心と撮像部３１２の中心とのオフセット量は、予め定められている。撮像部３１２は、試料Ｓの表面を照明する照明装置と、試料Ｓの表面を撮像して画像データを取得するＣＣＤカメラと、底面部に配置され、試料Ｓの表面で反射した光を透過する対物レンズと、対物レンズを透過した光をＣＣＤカメラに導く光学系と、等を備えて構成されている。撮像部３１２は、取得した試料Ｓの表面の画像データを制御部１００に出力する。

圧子軸３１４は、制御部１００が出力する制御信号に応じて駆動される負荷機構部（図示省略）により試料台３０２に載置された試料Ｓに向けて移動し、先端部に備えた圧子３１４ａを試料Ｓの表面に所定の試験力で押し付ける。変形例２では、圧子３１４ａとして、ロックウェル用の先端角１２０°のダイヤモンド円錐圧子又は球圧子（例えば直径が１／１６インチ、１／８インチ、１／４インチ、１／２インチのもの）を使用する。

試料台３０２は、上面に載置される試料Ｓを載置する。
ＸＹステージ３０３は、制御部１００が出力する制御信号に応じて駆動する駆動機構部（図示省略）により駆動され、試料台３０２を圧子３１４ａの移動方向（Ｚ方向）に垂直な方向（Ｘ，Ｙ方向）に移動させる。ＸＹステージ３０３は、圧子軸３１４の中心と撮像部３１２の中心とのオフセット量を考慮したストロークを有している。
昇降機構部３０５は、ユーザにより手動で駆動され、試料台３０２（ＸＹステージ３０３）をＺ方向に移動させることで、試料台３０２と撮像部３１２の対物レンズとの間の相対距離を変化させる。
なお、撮像部３１２が撮像した画像データに基づき試料台３０２を微細に昇降させることで、試料Ｓの表面に焦点を合わせるＡＦステージを備える構成としてもよい。また、昇降機構部３０５を、ＡＦステージを含んで一体化された構成とすることも可能である。ＡＦステージと昇降機構部３０５とが一体化された構成の場合、ＡＦステージ及び昇降機構部３０５は、制御部１００が出力する制御信号に応じて駆動される。
また、昇降機構部３０５を備えない構成とすることも可能である。この場合、硬さ測定部３０１をＺ方向に上下動可能に構成するとよい。即ち、硬さ測定部３０１のＺ方向の上下動により、試料台３０２と撮像部３１２の対物レンズとの間の相対距離を変化させて、試料Ｓの表面に焦点を合わせるオートフォーカス機能を実現することができる。

変形例２に係る硬さ試験機３００は、まず、圧子３１４ａにより試料Ｓ表面に初試験力を加え、次に、初試験力に追加試験力を足した本試験力を加え、再び初試験力に戻すことで計測される、前後２回の初試験力を負荷した際の圧子３１４ａの押込み深さの差に基づいて、試料Ｓの硬さを測定する（ロックウェル硬さ試験）。

なお、変形例２に係る硬さ試験機３００における第２の硬さ試験を行う際の動作は、実施形態に係る硬さ試験機１における第２の硬さ試験の作業４及び作業５について示す図１３及び図１４の処理と同様であるので説明を省略する。但し、第２の硬さ試験の各作業（作業４及び作業５）における試験方法の設定に係る処理（ステップＳ９０１、ステップＳ９０２、ステップＳ１００１及びステップＳ１００２）は、省略することも可能である。

（その他の変形例）
例えば、上記実施形態では、作業者が試験方法の規格を選択することで、規格に対応するパラメータを設定するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、試験方法の規格の代わりに、作業者が独自に定めた使用条件を選択可能に構成することで、当該使用条件に対応するパラメータを設定するようにしてもよい。
ここで、使用条件には、例えば、試験方法の規格に対し更にその範囲内で上限値や下限値を設ける作業者独自の設定や、試験方法の規格に定められていない試験条件（パラメータ）の設定等が含まれる。作業者は、使用条件毎に、対応するパラメータの設定を予め登録し、設定用データとして記憶部１０３に記憶しておくことで、試験方法の規格と同様、使用条件を選択することが可能となる。

また、試験方法の規格の選択に加え、作業者の試験に対する所定の要望を試験モードとしてモード化し、この試験モードを選択可能にするようにしてもよい。即ち、例えば、試験時間の短縮を可能とする高速モードや、試験の精度や確実性を重視する高精度モード等を選択可能とするようにしてもよい。例えば、作業者が高速モードを選択した場合、試験方法の規格に対応するパラメータの設定のうち最も試験時間を短縮可能とする設定値が自動的に設定される。また、作業者が高精度モードを選択した場合、試験方法の規格に対応するパラメータの設定のうち最も精度や確実性を向上できる設定値が自動的に設定される。なお、作業者は、試験モード毎に、対応するパラメータの設定を予め登録し、記憶部１０３に記憶しておく。
上記のように、作業者により選択された試験モードに基づいてパラメータを設定することで、より作業者の要望に叶った条件で硬さ試験を行うことができるので、硬さ試験に対する作業者の要望を実現することができる。

また、例えば、作業者が硬さ試験機１を最後に操作してから所定時間経過した後に、試験方法の規格の設定を変更することなく硬さ試験を開始する場合には、試験方法の規格や対応するパラメータの設定を表示部１２０に表示させたり音声出力部（図示省略）から音声出力させたりする等、作業者に設定内容の確認を促す処理を行うようにしてもよい。
これにより、複数の作業者が１台の硬さ試験機１を共有している状況で試験間隔が空いた場合に、第三者による設定変更等に基づく設定ミスを抑制することができる。

なお、試験方法の規格を表示部１２０に表示させる場合、作業者が認識し易くなるように、規格名を他の表現（例えば、「ビッカース試験１」、「プラスチック用」など）に変更して表示させるようにしてもよい。

また、複数の試料Ｓに対して連続的に硬さ試験を実施する際に、最も効率的に試験が行えるように、各硬さ試験におけるパラメータの設定を制御するようにしてもよい。即ち、パラメータの設定作業がなるだけ少なくなるように、パラメータの設定値を制御したり、硬さ試験の順序を変更したりする制御を行うようにしてもよい。

その他、硬さ試験機を構成する各装置の細部構成及び各装置の細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

１、２００、３００ 硬さ試験機
２、２１０、３１０ 試験機本体
３ 荷重アーム
４ アーム作動部
５、２１４ａ、３１４ａ 圧子
６、２１４、３１４ 圧子軸
７、２１５ 対物レンズ
８、２１６ ターレット
９、２０２、３０２ 試料台
１０、３１２ 撮像部
２０ 圧子軸変位検出部
１００ 制御部
１０１ ＣＰＵ（設定手段、測定手段、表示制御手段）
１０２ ＲＡＭ
１０３ 記憶部（記憶手段）
１１０、２０７ 操作部
１２０、２０８ 表示部（表示手段）
２０１、３０１ 硬さ測定部
２０３、３０３ ＸＹステージ
２０４ ＡＦステージ
２０５、３０５ 昇降機構部
Ｓ 試料

Claims (4)

1. 試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより、又は当該くぼみ形成時の圧子の押し込み深さを計測することにより、試料の硬さを測定する硬さ試験機において、
   試験方法の適用規格又は使用条件と、所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
   作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件に基づいて、前記記憶手段から前記所定の試験条件を取得して設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定手段と、
   を備えることを特徴とする硬さ試験機。
2. 前記作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件及び前記設定手段により設定された所定の試験条件を表示手段に表示させる表示制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の硬さ試験機。
3. 作業者の試験に対する所定の要望を実現する試験モードを有し、
   前記記憶手段は、前記試験モードと、前記所定の試験条件の設定と、を対応付けて記憶し、
   前記設定手段は、作業者により選択された前記適用規格又は前記使用条件に加え、当該作業者により選択された試験モードに基づいて、前記所定の試験条件を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の硬さ試験機。
4. 試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより、又は当該くぼみ形成時の圧子の押し込み深さを計測することにより、試料の硬さを測定する硬さ試験機の硬さ試験方法において、
   作業者により選択された試験方法の適用規格又は使用条件に基づいて所定の試験条件を設定する設定工程と、
   前記設定工程で設定された所定の試験条件に基づいて硬さ試験を実行し、試料の硬さを測定する測定工程と、
   を含む硬さ試験方法。

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