JP2782723B2 - 微小硬度計 - Google Patents
微小硬度計Info
- Publication number
- JP2782723B2 JP2782723B2 JP63202058A JP20205888A JP2782723B2 JP 2782723 B2 JP2782723 B2 JP 2782723B2 JP 63202058 A JP63202058 A JP 63202058A JP 20205888 A JP20205888 A JP 20205888A JP 2782723 B2 JP2782723 B2 JP 2782723B2
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- Japan
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- sample
- measuring
- cursors
- hardness
- distance
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、試料の硬度分布を測定するに適した微小硬
度計に関する。
度計に関する。
［従来の技術］ 試料表面を観察する顕微鏡と、所定の荷重が負荷され
る圧子とを備え、XYステージ上に載置された試料表面に
圧子を押し込んでくぼみを形成し、該くぼみの対角線長
さを測定して試料の硬度を測定する微小硬度計がある。
また、かかる微小硬度計を用いて試料の硬度分布を求め
る試験も広く行なわれており、JIS等で鋼の浸炭硬化層
深さ測定方法として使用されている。
る圧子とを備え、XYステージ上に載置された試料表面に
圧子を押し込んでくぼみを形成し、該くぼみの対角線長
さを測定して試料の硬度を測定する微小硬度計がある。
また、かかる微小硬度計を用いて試料の硬度分布を求め
る試験も広く行なわれており、JIS等で鋼の浸炭硬化層
深さ測定方法として使用されている。
［発明が解決しようとする課題］ 上記した微小硬度計では、試料が載置されるXYステー
ジは、マイクロメータヘッドによって前後左右に移動す
る。このX,Y方向のステージの送りは10μｍピッチが普
通であり、特別なものに１μｍピッチのものもある。
ジは、マイクロメータヘッドによって前後左右に移動す
る。このX,Y方向のステージの送りは10μｍピッチが普
通であり、特別なものに１μｍピッチのものもある。
しかし、１μｍピッチの場合でも送り誤差があり、実
際に試料端面を基準として測定位置を決定する際、基準
面から何μｍの位置を試験したかについては正確に求め
ている訳ではなく、送りピッチ×（測定点までの送り
量）という値で代用している。
際に試料端面を基準として測定位置を決定する際、基準
面から何μｍの位置を試験したかについては正確に求め
ている訳ではなく、送りピッチ×（測定点までの送り
量）という値で代用している。
手動または電動のXYステージであっても位置決め精度
を向上させるには、ステージの移動量自体を高精度で測
定しフィードバックをかける等の機能が必要であり、か
かる機能を持たせると安価な微小硬度計本体よりもXYス
テージの方が高価になってしまう。
を向上させるには、ステージの移動量自体を高精度で測
定しフィードバックをかける等の機能が必要であり、か
かる機能を持たせると安価な微小硬度計本体よりもXYス
テージの方が高価になってしまう。
また、仮にXYステージの位置決め精度が0.1μｍ程の
高精度のものを製作したとしても、硬度計のくぼみ位置
（試験位置）が必ず所定の位置にあるという保証もな
く、±１μｍ程度もしくはそれ以上の誤差が生じること
も現状では充分起こりうるため、XYステージの精度を全
く無意味なものにしてしまう恐れがある。
高精度のものを製作したとしても、硬度計のくぼみ位置
（試験位置）が必ず所定の位置にあるという保証もな
く、±１μｍ程度もしくはそれ以上の誤差が生じること
も現状では充分起こりうるため、XYステージの精度を全
く無意味なものにしてしまう恐れがある。
そのため、薄膜材が広く使用されている状況におい
て、上記した従来の微小硬度計では数十μｍ〜百μｍ程
度の幅の試料の硬度分布を高精度で計測することは極め
て困難であるという問題点があった。
て、上記した従来の微小硬度計では数十μｍ〜百μｍ程
度の幅の試料の硬度分布を高精度で計測することは極め
て困難であるという問題点があった。
［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するため、次の構成を採用し
た。
た。
すなわち、本発明にかかる微小硬度計は、試料表面を
観察する顕微鏡と所定の荷重が負荷される圧子とを備
え、試料表面に圧子を押し込んで形成したくぼみを測定
することにより試料の硬度を測定する微小硬度計であっ
て、顕微鏡の接眼レンズの視野内で相互に独立して移動
する二本のカーソルと、該二本のカーソルによって挟み
込まれた前記くぼみの対角線長さ及び試料端面と前記く
ぼみ中央部との距離を前記カーソル間の距離として測定
する距離測定手段とを設け、この距離測定手段から得ら
れる測定値に基づいて試料の硬度分布を計測することを
特徴とする。
観察する顕微鏡と所定の荷重が負荷される圧子とを備
え、試料表面に圧子を押し込んで形成したくぼみを測定
することにより試料の硬度を測定する微小硬度計であっ
て、顕微鏡の接眼レンズの視野内で相互に独立して移動
する二本のカーソルと、該二本のカーソルによって挟み
込まれた前記くぼみの対角線長さ及び試料端面と前記く
ぼみ中央部との距離を前記カーソル間の距離として測定
する距離測定手段とを設け、この距離測定手段から得ら
れる測定値に基づいて試料の硬度分布を計測することを
特徴とする。
［作用］ 二本のカーソルで試料表面に形成されたくぼみを挟み
込めば、くぼみの対角線長さが読み取られるとともに、
一方のカーソルを基準面となる試料端面に位置させてお
き、他方のカーソルをくぼみの中央部に位置させれば、
基準面からのくぼみ位置を読み取ることができるので、
試料の硬度分布を精度よく計測することができる。
込めば、くぼみの対角線長さが読み取られるとともに、
一方のカーソルを基準面となる試料端面に位置させてお
き、他方のカーソルをくぼみの中央部に位置させれば、
基準面からのくぼみ位置を読み取ることができるので、
試料の硬度分布を精度よく計測することができる。
［実施例］ 以下、図面にあらわされた実施例について説明する。
この微小硬度計１は、試料台２を昇降する昇降ハンド
ル３が設けられた基台５と、該基台に立設されたコラム
７によって支持される計測部９からなる。試料台２には
マイクロメータヘッド8,8′によって前後左右に移動す
るXYステージ10が取り付けられており、試料はこのXYス
テージ10に装着される。
ル３が設けられた基台５と、該基台に立設されたコラム
７によって支持される計測部９からなる。試料台２には
マイクロメータヘッド8,8′によって前後左右に移動す
るXYステージ10が取り付けられており、試料はこのXYス
テージ10に装着される。
計測部９の下部には水平面内で回転するレボルバ11に
対物レンズ12,12′圧子13が取り付けられている。対物
レンズ12,12′は試料表面のくぼみ位置の決定および圧
痕の計測用に切換えて用いられ、接眼装置15によって試
料表面の観察が行なわれる。圧子13は、計測部９内に設
けられた荷重装置によって微小荷重を負荷され試料表面
に押し込まれる。試料表面への圧子押込み深さは、同じ
く計測部９内に設けられた押込み深さ検出器によって圧
子の変位として検出される。
対物レンズ12,12′圧子13が取り付けられている。対物
レンズ12,12′は試料表面のくぼみ位置の決定および圧
痕の計測用に切換えて用いられ、接眼装置15によって試
料表面の観察が行なわれる。圧子13は、計測部９内に設
けられた荷重装置によって微小荷重を負荷され試料表面
に押し込まれる。試料表面への圧子押込み深さは、同じ
く計測部９内に設けられた押込み深さ検出器によって圧
子の変位として検出される。
接眼装置15には、接眼レンズの視野内でつまみ16,1
6′によりそれぞれ独立して移動するカーソルが設けら
れている。これらカーソルの移動量は測微装置で検知さ
れ、カーソル間の距離が計測部９で求められる。また、
測微装置に照準目盛線を刻線して目視によってカーソル
間の距離を読み取ることもできる。
6′によりそれぞれ独立して移動するカーソルが設けら
れている。これらカーソルの移動量は測微装置で検知さ
れ、カーソル間の距離が計測部９で求められる。また、
測微装置に照準目盛線を刻線して目視によってカーソル
間の距離を読み取ることもできる。
したがって、カーソルを移動させて接眼レンズの視野
内の試料表面に形成したくぼみを挟めば、くぼみの対角
線長さをカーソル間の距離として読み取ることができ
る。
内の試料表面に形成したくぼみを挟めば、くぼみの対角
線長さをカーソル間の距離として読み取ることができ
る。
このようにして得られた対角線の測定値と圧子に負荷
された試験荷重とから試料の硬さが演算によって求めら
れ、演算結果が基台５に設けられた表示器20によって表
示される。
された試験荷重とから試料の硬さが演算によって求めら
れ、演算結果が基台５に設けられた表示器20によって表
示される。
また、第２図に示すように、試料表面の硬度分布を測
定するため複数の試験位置で硬度を測定する場合、試験
位置を正確に知る必要がある。この場合には、第３図に
示すように試料端面を基準位置として一方のカーソル30
を基準面に位置せしめ、他方のカーソル31をくぼみの中
央部に位置せしめれば、基準面からくぼみを形成した試
験位置までの距離を測定することができる。JIS規格に
より上記したくぼみの対角線長さの測定は、200μｍの
計測に対して±１μｍ以内の許容誤差しか許されておら
ず、従来より非常に高精度の測定が行なわれている。こ
の測定手段を用いて試料端面からくぼみまでの距離測定
を行なうようにしているので、試料位置は±１μｍ以内
の誤差で測定できることになる。このようにして第２図
に示す試験位置S1，S2，S3，S4の試料端面からの距離
l1，l2，l3，l4が測定される。それぞれの試験位置での
硬度は、第４図に示すようにカーソル30,31でくぼみを
挟み、対角線長さと負荷された荷重値とから上記したよ
うに演算によって求められる。
定するため複数の試験位置で硬度を測定する場合、試験
位置を正確に知る必要がある。この場合には、第３図に
示すように試料端面を基準位置として一方のカーソル30
を基準面に位置せしめ、他方のカーソル31をくぼみの中
央部に位置せしめれば、基準面からくぼみを形成した試
験位置までの距離を測定することができる。JIS規格に
より上記したくぼみの対角線長さの測定は、200μｍの
計測に対して±１μｍ以内の許容誤差しか許されておら
ず、従来より非常に高精度の測定が行なわれている。こ
の測定手段を用いて試料端面からくぼみまでの距離測定
を行なうようにしているので、試料位置は±１μｍ以内
の誤差で測定できることになる。このようにして第２図
に示す試験位置S1，S2，S3，S4の試料端面からの距離
l1，l2，l3，l4が測定される。それぞれの試験位置での
硬度は、第４図に示すようにカーソル30,31でくぼみを
挟み、対角線長さと負荷された荷重値とから上記したよ
うに演算によって求められる。
なお、指標であるカーソルは第５図に示すようにＶ形
としてその中央部のエッジ部で測定を行なうようにする
こともできる。この場合、カーソル30′,31′を共に左
右移動させて圧痕の中心に位置させ、ついで上下動させ
て圧痕の大きさを測定したのち、一方のカーソルのみを
左右動させて表面からの深さを測定すればよい。
としてその中央部のエッジ部で測定を行なうようにする
こともできる。この場合、カーソル30′,31′を共に左
右移動させて圧痕の中心に位置させ、ついで上下動させ
て圧痕の大きさを測定したのち、一方のカーソルのみを
左右動させて表面からの深さを測定すればよい。
第６図は測定された試験位置と演算算出された硬度値
との表示例を示す。第７図は、上記した試料の硬度分布
を測定する際の測定手順を示す概略フローチャートであ
り、測定結果はプリンタ等に印字してもよく、またプロ
ッタ等に出力することもできる。
との表示例を示す。第７図は、上記した試料の硬度分布
を測定する際の測定手順を示す概略フローチャートであ
り、測定結果はプリンタ等に印字してもよく、またプロ
ッタ等に出力することもできる。
［発明の効果］ 上記説明から明らかなように、本発明にかかる微小硬
度計によれば、試験位置を精度よく測定できるので、硬
度分布を高い位置精度で求めることができる。しかも精
度向上のため、XYステージ側の送り精度を高める必要が
なく、製作コストのアップを極力回避することができ
る。
度計によれば、試験位置を精度よく測定できるので、硬
度分布を高い位置精度で求めることができる。しかも精
度向上のため、XYステージ側の送り精度を高める必要が
なく、製作コストのアップを極力回避することができ
る。
第１図は、本発明の実施例を示す正面図、第２図は硬度
分布の測定を説明するための図、第３図は試験位置の測
定例を示す図、第４図はくぼみの対角線長さの測定例を
示す図、第５図は異なる実施例における測定法の説明
図、第６図は測定結果の表示例を示す図、第７図は測定
手順の概略を示すフローチャートである。 12′12……対物レンズ、13……圧子 15……接眼装置、30,31……カーソル
分布の測定を説明するための図、第３図は試験位置の測
定例を示す図、第４図はくぼみの対角線長さの測定例を
示す図、第５図は異なる実施例における測定法の説明
図、第６図は測定結果の表示例を示す図、第７図は測定
手順の概略を示すフローチャートである。 12′12……対物レンズ、13……圧子 15……接眼装置、30,31……カーソル
Claims (1)
- 【請求項１】試料表面を観察する顕微鏡と所定の荷重が
負荷される圧子とを備え、試料表面に圧子を押し込んで
形成したくぼみを測定することにより試料の硬度を測定
する微小硬度計であって、顕微鏡の接眼レンズの視野内
で相互に独立して移動する二本のカーソルと、該二本の
カーソルによって挟み込まれた前記くぼみの対角線長さ
及び試料端面と前記くぼみ中央部との距離を前記カーソ
ル間の距離として測定する距離測定手段とを設け、この
距離測定手段から得られる測定値に基づいて試料の硬度
分布を計測することを特徴とする微小硬度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63202058A JP2782723B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 微小硬度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63202058A JP2782723B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 微小硬度計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251041A JPH0251041A (ja) | 1990-02-21 |
| JP2782723B2 true JP2782723B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16451244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63202058A Expired - Fee Related JP2782723B2 (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 微小硬度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782723B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104749056A (zh) * | 2014-07-22 | 2015-07-01 | 施周平 | 一种镀层硬度测试仪 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52155588A (en) * | 1976-06-18 | 1977-12-24 | Brother Ind Ltd | Device for measuring hardness |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP63202058A patent/JP2782723B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0251041A (ja) | 1990-02-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |