JP2768773B2 - 硬度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は硬度測定装置に関し、特に、ゴムの硬度測
定に好ましく用いられ、測定が容易であるとともに、測
定精度にも優れる硬度測定装置に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕 一般に、ゴムの硬度を測定するには、スプリング式ゴ
ム硬度計、ペンシル型ゴム硬度計、ウオーレスゴム硬度
計等が用いられている。

そして、スプリング式ゴム硬度計およびペンシル型ゴ
ム硬度計は、測定者自身が硬度計の押針を被測定物に押
し当てることによって被測定物のゴム硬度を測定するも
のであり、ウオーレスゴム硬度計は、被測定物の厚みが
1.5mm〜2.5mmのシート状のものに好ましく用いられるも
のであり、硬度計のフットにより被測定物を押さえて測
定するものである。

しかしながら、スプリング式ゴム硬度計およびペンシ
ル型ゴム硬度計にあっては、測定者自身が被測定物に押
針を押し当てて測定するようになっているために、被測
定物の測定箇所を正確に特定することができない。

また、押針を被測定物に直角に押し当てることが容易
でないために、正確な測定値が得られない。

さらに、測定者自身の目に見えない部分の硬度を測定
することができないという問題点を有していた。

さらに、スプリング式ゴム硬度計の場合には、押針の
荷重が55kgf〜855kgfと高い値となっているので、微小
部分の測定が困難であるという問題点を有してした。

一方、ウオーレスゴム硬度計にあっては、厚みが1.5m
m〜2.5mmのシート状被測定物を対象としているために、
それ以外のものに対しては非破壊状態では測定すること
が不可能である。

さらに、フットにより被測定物を押さえて測定するよ
うになっているために、測定箇所を正確に特定すること
ができないという問題点を有していた。

この発明は上記のような従来のもののもつ問題点を解
決したものであって、複雑な形状のもの、微小な部分、
測定者の手のとどかない部分、測定者の目に見えない部
分等に対しても測定可能であるとともに、被測定物の厚
みを限定することなく非破壊の状態のままで測定が可能
であり、さらに、測定箇所を正確に特定できるととも
に、正確な測定値を得ることのできる硬度測定装置を提
供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するためにこの発明は、被測定物を
載置可能な試料台と、この試料台に対して接離可能に配
設される測定子と、この測定子を水平方向におよび上下
方向に移動させる移動機構と、前記測定子に荷重を付加
する荷重付加機構と、前記測定子の位置を検出する検出
部材と、この検出部材からの検出信号を処理する制御部
材とを具え、前記試料台に被測定物を載置し、前記移動
機構の作動によって前記測定子を前記被測定物の表面に
接触させるとともに、前記被測定物の表面形状に沿って
移動させ、そのときの測定子の位置を前記検出部材で検
出してその検出信号を前記制御部材で処理して前記被測
定物の断面形状を制御部材に出力し、さらに、前記被測
定物の所望の位置において前記荷重付加機構を作動させ
て、当初被測定物の表面に当接した状態の前記測定子に
荷重を付加して前記被測定物を変形させ、そのときの測
定子の変位量を前記検出部材で検出し、この検出信号を
前記制御部材で処理して前記被測定物の所望の位置にお
ける硬度を制御部材に出力する手段を採用したものであ
る。

〔作用〕

この発明は上記の手段を採用したことにより、被測定
物の表面形状は、移動機構の作動によって測定子を被測
定物の表面に接触させて被測定物の表面形状に沿って移
動させ、そのときの測定子の位置を検出部材で検出して
その検出信号を制御部材で処理することによって被測定
物の表面形状が制御部材に出力されることになり、ま
た、被測定物の所望の位置における硬度は、荷重付加機
構の作動によって測定子に荷重を付加して被測定物を変
化させ、そのときの測定子の変位量を検出部材で検出し
てその検出信号を制御部材によって処理することによっ
て被測定物の所望の位置における硬度が制御部材に出力
されることになる。

〔実施例〕

以下、図面に示すこの発明の実施例について説明す
る。

第１図〜第４図にはこの発明による硬度測定装置が示
されていて、第１図は全体を示す概略説明図、第２図は
第１図に示すものの部分拡大説明図、第３図および第４
図は被測定物と測定子との関係を示す説明図である。

すなわち、第１図〜第４図に示す硬度測定装置は、被
測定物13を載置可能な試料台１と、この試料台１に対し
て接離可能に配設される測定子２と、この測定子２を水
平方向および上下方向に移動させる移動機構３と、前記
測定子２に荷重を付加する荷重付加機構６と、前記移動
機構３および前記荷重付加機構６を操作する操作部材７
と、前記測定子２の位置を検出する検出部材14、15と、
この検出部材14、15からの信号を処理してその信号に応
じた情報を出力する制御部材８とから構成されている。

前記測定子２はアーム11を介して前記荷重付加機構６
に接続されており、このアーム11の後端部には、第２図
に示すように、アーム11の上下方向および水平方向の変
位量を検出する検出部材である変位センサ14、15がそれ
ぞれ設けられており、これらの変位センサ14、15によっ
てアーム11の先端部に設けられている測定子２の位置の
検出ができるようになっている。

前記荷重付加機構６は、第２図に示すように、モータ
17を作動させることによって16を支点として重り18によ
る荷重をアーム11に付加し、それによってアーム11の先
端部の測定子２に荷重を付加するようになっているもの
である。

前記移動機構３は前記荷重付加機構６を支持するとと
もに、水平方向に移動可能な水平移動部材５と、この水
平移動部材５を上下方向に移動させる上下移動部材４と
から構成されており、したがって、この移動機構３によ
って前記荷重付加機構６は水平方向および上下方向に移
動可能となっており、それにともなって、前記荷重付加
機構６に接続されている測定子２もアーム11を介して水
平方向および上下方向に移動可能となっている。

前記制御部材８は、前記移動機構３および前記荷重付
加機構６を制御するとともに、前記測定子２の位置を検
出する検出部材（変位センサ）14、15からの信号を処理
するパソコン９と、その信号に応じた情報を表示するCR
T画面10とから構成されている。

前記操作部材７は、前記移動機構３および前記荷重付
加機構６を作動させて前記測定子２を作動させるもので
あり、この操作部材７の操作によって前記試料台１に載
置された被測定物13の表面形状に沿って前記測定子２を
移動させたり、前記測定子２に荷重を付加して前記被測
定物13に押を加えたりするものである。

なお、前記移動機構３および前記荷重付加機構６は、
コラム12上に配設されており、したがって、前記移動機
構３および前記荷重付加機構６はコラム12上において上
下方向および水平方向に移動するものである。

次に前記に示すものの作用について説明する。

まず、試料台１上に被測定物13を載置し、操作部材７
の操作によってコラム12上の移動機構３の上下移動部材
４および水平移動部材５を作動させて、測定子２を被測
定物13の表面に接触させる。

次に、前記移動機構３の上下移動部材４および水平移
動部材５の作動によって前記測定子２を前記被測定物13
の表面形状に沿って移動させるとともに、このときの測
定子２の位置を測定子２を支持しているアーム11の後端
部に設けられている検出部材である変位センサ14、15を
介して制御部材８に送り込み、その信号を制御部材８の
パソコン９によって処理して制御部材８のCRT画面10上
に表示する。

これによって、測定子２の移動軌跡、すなわち被測定
物13の断面形状が拡大されてCRT画面10上に表示される
ことになる。

したがって、測定者は、制御部材８のCRT画面10を注
視するだけで被測定物13の形状、および測定子２の被測
定物13上における位置、接触角度等を確認できることに
なる。

一方、被測定物13の所望の位置の硬度を測定する場合
には、測定子２が移動機構３の上下移動部材４および水
平移動部材５の作動によって被測定物13の所望の位置に
達した際に、操作部材７の操作によって前記測定子２を
所望の位置に停止させるとともに、その位置において荷
重付加機構６を作動させることによって、所定の荷重を
測定子２に付加し、そのままの状態で所定の時間保持す
る。（第３図および第４図参照） そして、所定の時間が経過した後に、被測定物13のく
ぼみ量（変位量）ｈを測定子２を支持しているアーム11
の後端部に設けられている検出部材である変位センサ1
4、15によって検出し、このくぼみ量（変位量）ｈを制
御部材８のパソコン９に送り込んでそのくぼみ量（変位
量）ｈを硬度に換算して制御部材８のCRT画面10上に表
示する。

この場合、被測定物13のくぼみ量（変位量）ｈを硬度
に換算する計算式は、予め制御部材８のパソコン９のプ
ログラム内にインプットしておき、検出部材である変位
センサ14、15から信号が入力された際に、くぼみ量（変
位量）ｈを硬度に換算できるようにプログラムを組んで
おく。

このようにして、被測定物13の所望の位置における硬
度が容易に測定できることとなる。

したがって、形状の複雑なもの、微小な部分、手が入
らないような部分、目に見えない部分等に対しても非破
壊の状態のままで硬度を測定できることとなる。

また、制御部材８のCRT画面10上で被測定物13の断面
形状と測定子２の位置とを拡大して見ながら測定できる
ので、測定箇所を正確に特定できるとともに、被測定物
13の表面に対して確実に直角に測定子２を当てることが
できることになり、したがって、被測定物13の所望の位
置におる硬度を正確に測定できることになる。

さらに、測定箇所を正確に特定できるので、被測定物
13全体の硬度分布を作成することも可能である。

なお、この硬度測定装置によって測定された硬度は、
「この硬度測定装置による硬度○○」となるので、一般
的な硬度表示に換算するには、予め、換算式を制御部材
８のパソコン９内にプログラムしておく必要があるもの
である。

〔発明の効果〕

この発明は上記のように構成したことにより、被測定
物の形状および測定箇所に限定されることなく、しか
も、非破壊の状態のままで正確に硬度を測定できること
となり、また、被測定物の断面形状を拡大して見ながら
測定することができるので、測定箇所を正確に特定でき
るとともに、被測定物に対して測定子を直角に当てるこ
とができることになり、したがって、測定箇所を正確に
特定できて被測定物全体の硬度分布を作成することも可
能となるなどの優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明による硬度測定装置を示し、
第１図は全体を示す概略説明図、第２図は第１図に示す
ものの部分拡大説明図、第３図および第４図は第１図に
示すものの被測定物と測定子との関係を示す説明図であ
る。 １……試料台 ２……測定子 ３……移動機構 ４……上下移動部材 ５……水平移動部材 ６……荷重付加機構 ７……操作部材 ８……制御部材 ９……パソコン 10……CRT画面 11……アーム 12……コラム 13……被測定物 14、15……検出部材（変位センサ） 16……支点 17……モータ 18……重り ｈ……くぼみ量（変位量）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物（13）を載置可能な試料台（１）
   と、この試料台（１）に対して接離可能に配設される測
   定子（２）と、この測定子（２）を水平方向および上下
   方向に移動させる移動機構（３）と、前記測定子（２）
   に荷重を付加する荷重付加機構（６）と、前記測定子
   （２）の位置を検出する検出部材（14）、（15）と、こ
   の検出部材（14）、（15）からの検出信号を処理する制
   御部材（８）とを具え、前記試料台（１）に被測定物
   （13）を載置し、前記移動機構（３）の作動によって前
   記測定子（２）を前記被測定物（13）の表面に接触させ
   るとともに、前記被測定物（13）の表面形状に沿って移
   動させ、そのときの測定子（２）の位置を前記検出部材
   （14）、（15）で検出してその検出信号を前記制御部材
   （８）で処理して前記被測定物（13）の断面形状を制御
   部材（８）に出力し、さらに、前記被測定物（13）の所
   望の位置において前記荷重付加機構（６）を作動させ
   て、当初被測定物（13）の表面に当接した状態の前記測
   定子（２）に荷重を付加して前記被測定物（13）を変形
   させ、そのときの測定子（２）の変位量を前記検出部材
   （14）、（15）で検出し、この検出信号を前記制御部材
   （８）で処理して前記被測定物（13）の所望の位置にお
   ける硬度を制御部材（８）に出力することを特徴とする
   硬度測定装置。