JP3722313B2 - Measuring head for penetration depth type hardness measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料に圧子を押し込んで該試料の硬さを測定する硬さ測定装置に用いられる測定ヘッドに関し、特に、硬さの自動測定を可能にした、侵入深さ式硬さ測定装置用の測定ヘッドの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、硬さの自動測定に用いられる硬度計として、例えば特開平7−128208号公報に記載されているようなものが提案されている。
これを図8により説明すると、図8において符号60は測定ヘッドを示しており、その測定ヘッド60は、試験荷重ユニットAと初荷重ユニットBとからなっている。そして、その測定ヘッド 60 は、全体が円筒状に形成されている。
【0003】
符号5は初荷重ユニットBの外枠部材としての押し付け筒を示しており、この押し付け筒5の上部に、試験荷重ユニットAの外枠部材としての試験荷重ケース3がネジ接続により交換可能に接続されるようになっている。なお、押し付け筒5と試験荷重ケース3とは同一外径に形成されていて、両者はネジ接続により一体化されるようになっている。
【0004】
押し付け筒5には、絶縁片11を介して電気的に絶縁されるとともに円錐状の受け面10aが形成された導電体製の受座10が設けられている。また、その押し付け筒5の内部には、中間筒7が上下動可能に配設されている。その中間筒7は、下端部に形成された円錐面状の当接面で受座10の円錐状の受け面10aに当接することにより、下方への移動が制限されるようになっている。
符号9は受座10の支持リングを示している。
【0005】
中間筒7は、その上部に取り付けられた滑り片4に案内されて押し付け筒5の内部を上下動するようにされている。さらに、中間筒7の下端には、接続筒 12 が取り付けられるとともに、その接続筒12を介して円筒状の参照片27が取り付けられている。この参照片27は、試料台c上に載置された試料14の表面に対向するように配設されており、中間筒7の下降により、その参照片27の下端面が試料14の表面に当接するようになっている。中間筒7には、押し付け筒5に上端部を支持され、その中間筒7にfcなる押し付け力を付与可能な押し付けばね24の下端部が係着されている。
【0006】
中間筒7の内部には、その鉛直中心軸線に沿うようにして、圧子軸8が配設されている。
圧子軸8の下方部分には、参照片27の円錐状受部27aに当接可能なばね受け26が取り付けられている。さらに、その圧子軸8の下端部には、圧子13が取り付けられている。圧子軸8には、中間筒7に上端部を支持され、圧子13にf1なる初荷重を付与可能な初荷重ばね25の下端部が係着されている。
また、圧子軸8の上端部には、中間筒7の鉛直中心軸線に沿うように配設された中間軸21の下端部がネジ接続されている。
【0007】
中間軸21は、滑り片4の中心部開口に移動可能に嵌合されている。したがって、圧子軸8は中間軸21と一体となって中間筒7内を鉛直方向に移動可能となっている。
符号20は中間軸21の頂面に取り付けられた荷重受面を示している。
また、中間軸21の中間部には、軸長方向に長穴21aが形成されており、この長穴21a内には、中間筒7に突設された支持金具6が配設されている。そして、この支持金具6に、変位センサとしての差動トランスを構成するコイル22が取り付けられている。
【0008】
一方、圧子軸8にはコア軸23が突設されており、このコア軸23の上端部がコイル22内に延設されて、上記コイル22とともに、参照片27と圧子13との相対変位を測定するための変位計としての差動トランスを構成している。
なお、変位センサとしては、差動トランスに代えてリニヤスケールなどを用いてもよい。
このようにして初荷重ユニットBが構成されている。
【0009】
一方、試験荷重ケース3には、下端が中間軸21の上端面の荷重受面20と対向するようにして、荷重軸16が配設されている。この荷重軸16は、その上部が、試験荷重ケース3に螺合されたばね受け1により、上下方向に摺動可能に案内されている。また、その下部は、荷重軸16に取り付けられたばね受け17を介して受座18に支持されている。その受座18は、円錐状の受部 18 aを有するもので、試験荷重ケース3に絶縁片 19 を介して支持されている。
さらに、ばね受け17とばね受け1との間には、荷重軸16を介して圧子軸8に試験荷重を付与し得る試験荷重ばね2が介装されている。
このようにして試験荷重ユニットAが構成されている。
【0010】
そして、受座10および受座18が、いずれもその支持部材に対して電気的に絶縁されていることから、それら受座10, 18と中間筒7あるいはばね受け17とによってそれぞれ初荷重検出用スイッチS1,試験荷重検出用スイッチS2が構成され、また、スイッチS1とS2とによって初荷重負荷状態および試験荷重負荷状態をそれぞれ検出し得る負荷状態検出機構が構成されている。なお、スイッチS1,S2のオン−オフは、表示器のパイロットランプに表示されるようになっている。
【0011】
上述の構成の測定ヘッド60は、硬さ測定の際、図7に示すような機枠120に装着され、油圧シリンダ 102 によりレバー 101 を介して押し下げられる。
なお、圧子軸8は、その無負荷時に円錐状の受面27aに当接している状態では、圧子13が参照片27の下端よりも若干(寸法aで示す)突出するように、その長さが設定されている。また、その状態にあるときには、荷重受面20と荷重軸16の下端面との間に、圧子13の突出量aより大きい間隙bが保たれるようにされている。
【0012】
測定ヘッド60が押し下げられると、まず圧子13が試料14に当接し、圧子軸8のばね受け26から参照片27の円錐受部27aが相対的に下方へ離脱する。したがって、圧子 13 には、初荷重ばね25による初荷重f1が加えられる。
測定ヘッド60がさらに押し下げられると、参照片27が試料14に当接し、さらに測定ヘッド60が押し下げられると、中間筒7の下端部が受座10から離れてスイッチS1がOFFとなる。
【0013】
そして、参照片27にfc の押し付け力が、また圧子13に初荷重f1が加えられた状態になる。
なお、この時点では、荷重受面20と荷重軸16の下端面との間には間隔が保たれている。この初荷重状態のときの参照片27に対する圧子13の突出量H1に対応した起電力が差動トランスのコイル22に発生し、その値が表示器に内蔵されたコンピュータに記憶される。
【0014】
測定ユニット60がさらに押し下げられると、荷重軸16の下端面が荷重受面20に当接し、荷重軸16のばね受け17が受座18の円錐状の受面18aから離れる。すると、試験荷重ばね2による試験荷重f2が圧子13に追加される。なお、ばね受け17の受面18aからの離脱により、スイッチS2がOFFとなり、この状態になったことがパイロットランプに表示される。
【0015】
そして、この状態(圧子13に「f1(初荷重)+f2(試験荷重)」が負荷された状態,試験荷重状態)になった後に、測定ヘッド60を上昇運動に変える。測定ヘッド60の上昇過程においては、再度初荷重の状態になる。そこで、このときの圧子13の参照片27からの突出量H2が計測され、そのH2と上記のH1との差H0=H2−H1が表示器内のコンピュータで演算される。さらに、これ(H0)が、予め入力されている計算式に基づいて硬さに換算され、測定値表示パネルに硬さとして表示される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述のような従来の硬度計においては、圧子13を初荷重f1 で試料14の表面に押し付ける(この状態を「初荷重状態」という)とともに、参照片27を押し付け荷重fcで試料14の表面に押し付ける。そして、このときの参照片27を基準とした圧子13の変位(試料への侵入深さ)H1を、変位センサにより計測する。次いで、圧子13に試験荷重f2を付加(この状態を「試験荷重状態」といい、圧子13には荷重「f1+f2」が負荷される)した後、試験荷重f2を取り去って初荷重状態に戻し、そのときの参照片27を基準とした圧子の変位(試料への侵入深さ)H2を変位センサによって計測する。そして、H0=H2−H1をコンピュータで演算して、H0と硬さKとの予め算出(実験を含む)された関係から、試料の硬さの測定を行なっている。
【0017】
ところで、上述のような従来の硬度計では、測定ヘッド60が、それぞれ別個に組立てられた試験荷重ユニットAと初荷重ユニットBとの結合体として構成されるため、測定ヘッド60の組付けを容易に行なえるというメリットがあるものの、圧子軸8が試験荷重ユニットAよりも上方へ延出しない構成とせざるを得ず、その結果、圧子軸8,中間筒7などの主要部品の長さが短くなって、姿勢の安定性が悪くなり、硬さ試験中、圧子軸8の軸心を試験荷重の負荷方向に常に整合させるのが難しく、測定誤差が生じ易いという問題点がある。
【0018】
本発明は、このような問題点を解消した侵入深さ式硬さ測定装置用測定ヘッドを提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、侵入深さ式硬さ測定装置における測定ヘッドにおいて、同測定ヘッドの外殻部を形成するケーシングと、同ケーシングの上端部に設けられた案内軸により上端部が上下方向に摺動可能に支持されるとともに、下端部が上記ケーシングの下端よりも下方に延出する長さを有していて、その下端部に参照片が取り付けられる中間筒と、下端部に圧子が取り付けられた圧子軸とを、備え、上記圧子軸が、その上端部が上記中間筒の上端部付近において上下方向に摺動可能に支持されるとともに、その下端部が上記中間筒の下端よりも下方に延出するようにして、上記中間筒の内部に配設されており、上記ケーシング内の、上記圧子軸の上端面よりも下方の位置に、上記ケーシングとの間に介装される試験荷重ばねを受けて上記圧子軸に試験荷重を付与するばね受けが、上下方向に摺動可能に設けられ、同ばね受けに、上方に向けて突出する筒状の支持部材が一体に設けられていて、同支持部材の内部に、上記中間筒及び圧子軸の各上端がそれぞれ位置するように配設されていることを特徴としている。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の一実施形態としての侵入深さ式硬さ測定装置用測定ヘッドについて説明する。図中、図1はその測定ヘッドの正断面図、図2は図1のイ矢部の側断面図、図3(a)は図1のイ矢部の分解斜視図,(b)は図2のロ−ロ矢視断面図、図4はその圧子軸下端部付近の拡大正断面図、図5(a)はその試料センサの正断面図,(b)は同底面図、図6(a)はその参照片の正断面図、(b)は同底面図、図7はその測定装置の全体の模式正面図である。
なお、図1〜7において、図8と同じ符号はほぼ同一の部材を示している。
【0021】
図1に示すように、この実施形態の場合、測定ヘッド100の外殻は、円筒状の上部ケーシング103と、これに一体に結合される下部ケーシング105とにより形成されている。その下部ケーシング105の中心部には、圧子軸8が配設されている。
圧子軸8は、後述するように他の部品と結合されて全体として測定ヘッド100のほぼ全長に延在する長さを有している。
【0022】
下部ケーシング105には、絶縁片11を介して電気的に絶縁されるとともに円錐状の受け面が形成された受座10が設けられている。また、下部ケーシング105の内部には、中間筒7が上下動可能に配設されている。そして、その下部フランジ部7cに押し付けばね24のばね受け7aがおかれ、ばね受け7aの周縁部に形成された円錐面状の当接面7bで受座10の円錐状の受け面に当接して、下方への移動が制限されるようになっている。
符号105aは受座10の取付けリングを示している。
【0023】
中間筒7は、その上端部に上部中間筒7Aが接続されることにより上部ケーシング103の内部にまで延設されている。さらに、上部中間筒7Aの上端部には、上部圧子軸8Aを摺動支持する案内部7Bが設けられており、その案内部7Bの上部に、ボルト7Eを介して案内軸15Aを案内する案内片7Dが取り付けられている。この構成により、中間筒7は、両ケーシング100 , 105の内部を上下動可能とされている。さらに、中間筒7の下端に接続筒12が取り付けられ、この接続筒12の下端部に円筒状の参照片27が取り付けられている。この参照片27は、試料台113上に載置された試料14の表面に対向するように配設されており、中間筒7の下降により、参照片27の下端面が試料14の表面に当接するようになっている。中間筒7の下部フランジ部7cにおかれたばね受け7aには、下部ケーシング105に上端部が支持され、fcなる押し付け力を付与可能な押し付けばね24の下端部が係着されている。そして、中間筒7の鉛直中心軸線に沿うように、圧子軸8が配設されている。圧子軸8は、その上方に中間軸21A,上部圧子軸8Aが順次接続されていて、中間筒7とほぼ同長の長さを有し、測定ヘッド100のほぼ全長にわたって延在するようにされている。
符号21Dは、中間軸21Aと上部圧子軸8Aとを接続する接続体を示している。その接続体 21 Dは、回転止め 21 Cを有している。
【0024】
圧子軸8の下方には、参照片27と一体の円錐状受部27aに当接可能な円錐状のストッパ8aが取り付けられている。さらに、圧子軸8の下端部には、圧子ホルダ49が取り付けられ、その圧子ホルダ49に圧子としてのボール47が取り付けられている。圧子軸8には、中間筒7に上端部が支持されていて、圧子47にf1なる初荷重を付与可能な初荷重ばね25の下端部が係着されている。符号26は圧子軸8に一体的に設けられた初荷重ばね25のばね座を示している。
【0025】
圧子軸8は、その上端部が上部圧子軸8Aにより中間筒7の上方部としての案内部7Bに摺動可能に嵌合されている(符号Xがその摺動案内部を示す)。したがって、圧子軸8は、その上端部が中間筒7の上方部において摺動可能に案内されて中間筒7内を鉛直方向に移動可能となっている。
符号20は圧子軸8の荷重受面を示している。
【0026】
また、中間軸21Aには、図2および図3(a),(b)に示すように、軸長方向に長穴21aが形成されており、この長穴21a内には、中間筒7に突設された支持金具6が配設され、この支持金具6に変位センサ30が取り付けられている。変位センサ30は、そのスピンドル(測定子)31を圧子軸8の上端部に接触させることによって参照片27と圧子47との相対変位を測定するものである。
符号30aは変位センサ30の信号取出し用ケーブルを示している。
なお、変位センサとしては、リニアスケールや差動トランスなどを用いてもよい。
【0027】
一方、上部ケーシング103の内部には、荷重軸 16 が、下端を圧子軸8の荷重受面20に対向させるようにして配設されている。この荷重軸16は、上部ケーシング103内に上下方向に摺動可能に案内されたばね受け17と一体の支持部材17aのフランジ部17bに取り付けられている。支持部材17aは、上部ケーシング103に絶縁片19を介して支持されていて円錐状の受部18aを有する受座18に支持されている。なお、ボルト7Eは支持部材17aのフランジ部17bを貫通して配設されている。
【0028】
さらに、ばね受け17と上部ケーシング103の蓋部材15との間には、荷重軸16を介して圧子軸8へ試験荷重を付与しうる試験荷重ばね2が介装されている。符号15bは試験荷重ばね2のばね受け2aに係合して試験荷重を調節するための調節ネジを示している。
【0029】
蓋部材15の中心部には、レバー101先端のローラ101a(図7参照)に当接して、そのレバー 101 を介して油圧シリンダ102の作動力を受け、それを測定ヘッド100に伝える案内軸15Aが螺合している。
案内軸15Aの下端部には、中間筒7の上方部材としての案内片7Dに摺接して案内面を構成する面Zが形成されており、さらに荷重軸16の周面も中間筒7の上方部材としての案内部7Bに摺接する案内面Yを構成している。
圧子軸8の下端部には、図4に示すように、圧子(ボール)47が、ボール保持体71により回転可能に支持されている。
【0030】
さらに参照片27の外周に、筒状の試料センサ72が上下方向に移動可能に嵌合されている。試料センサ72の下端部は90° 間隔の4枚の舌片72aに形成され(図5(a),(b)参照)ている。一方参照片27の下端皿形部27cには、舌片72aが下方から嵌入しうる嵌入スペース27bが90° 間隔に凹設され(図6(a),(b)参照)ており、試料センサ72の上動時に舌片72aがその嵌入スペース27bに下方から嵌入することにより、参照片27の下端皿形部27cが試料14の表面に直接接触するのを試料センサ72(の先端部の舌片72a)が阻害することがないようになっている。
符号76は、試料センサ72を軽く下方に押圧する試料センサばねを示している。
【0031】
中間筒12の最下端部には、絶縁体73を介して試料センサスイッチS3の接点を形成する導電体製の受座77が取り付けられている。
符号77aはスイッチS3のリード線の端子を示している。
試料センサ72の外周にはリング75が取り付けられている。そして、その試料センサ72は、ばね76によりリング75が受座77に当接する位置まで下方に押動されるようになっている。
【0032】
一方、受座10および受座18が、いずれもその支持部材に対して電気的に絶縁されていることから、それら受座10, 18と中間筒7あるいはばね受け17とによってそれぞれ初荷重検出用スイッチS1,試験荷重検出用スイッチS2が構成され、また、スイッチS1とS2とによって初荷重負荷状態および試験荷重負荷状態をそれぞれ検出し得る負荷状態検出機構が構成されている。なお、スイッチS1,S2,S3のオン−オフは、表示器55のパイロットランプ56a,56b,56cに表示されるようになっている。符号10aはスイッチS1のリード線,18aはスイッチS2のリード線をそれぞれ示している。
また、符号107,108は、上部ケーシング103および下部ケーシング105の周囲に転動してこれらの上下方向移動を案内するガイドローラを示している。
【0033】
図7に示すように、この測定ヘッド100は、試験装置の機枠120上のガイドローラ107,108により上下動可能に配設される。その機枠120には測定ヘッド100と同軸上に試料支持台110が配設されている。また、その試料支持台110には、試料テーブル113がねじ軸111により上下動可能に設けられており、さらに、駆動源(図示せず)により試料テーブル113を上下動させる歯車装置112が設けられている。
【0034】
レバー101は、その中間部が試験装置の機枠120に支軸101bで枢着されるとともに、左端部に測定ヘッド100の案内軸15Aに当接するローラ101aをそなえている。また、その右端部には、油圧シリンダ102のロッド102aが係合している。符号102bは油圧ユニットを示している。
【0035】
上述の構成において、硬さの自動測定が次の手順で行なわれる。
まず、試料テーブル113上に試料14を載置(固定)する(ステップA1)。次いで、モータ駆動によりねじ軸111を回転して試料テーブル113を上昇させる(ステップA2)。試料テーブル113が上昇すると、試料14が測定ヘッド100の試料センサ72の舌片体72aに接触して試料センサ72が押し上げられる。
【0036】
なお、舌片体72aは圧子47よりも若干(図4における寸法b:例えば0.5mm)下方に突出しているため、試料テーブル113の上昇時に舌片体72aがまず試料14に接触する。
【0037】
試料センサ72が押し上げられると、試料センサ72のリング75がスイッチS3の接点としての受座77から離れ、スイッチS3がオフとなり、これにより測定の予備状態が検出される(ステップA3)。
【0038】
スイッチS3のオフ信号により、ねじ軸111の上昇が止まり、試料テーブル113の上昇が停止する(ステップA4)。
【0039】
次いで、油圧シリンダ102が作動して測定ヘッド100を下降させ、圧子47および参照片27を試料14に押し付ける。
圧子軸8は、その無負荷時に、円錐面8aが円錐状の受面27aに当接し、圧子47が参照片27下端の皿形部27aよりも若干(図4における寸法a:例えば2.5mm)突出するようになっている。
また、この状態では、荷重受面20と荷重軸16の下端面との間に圧子の突出量aより大きい間隙(図示せず)が保たれている。
【0040】
測定ヘッド100がさらに押し下げられると、圧子47が試料14に当接して圧子軸8のばね受8aから参照片27の円錐受部27aが下方へ離脱し、初荷重ばね25による初荷重f1が圧子47に加えられる。
【0041】
測定ヘッド100がさらに押し下げられると、参照片27が試料14に当接し、さらに測定ヘッド100が押し下げられると、中間筒7の下端部が受座10から離れて押し付けばね24による押付け力fc で参照片27が押し下げられるとともに、スイッチS1がOFFとなる(ステップA5)。
【0042】
このようにして、参照片27に押し付けばね24によるfc の押し付け力が、また、圧子47に初荷重ばね25による初荷重f1が加えられた状態(基準荷重状態という)となる。この状態で変位計を0セットする。
【0043】
測定ヘッド100がさらに押し下げられると、荷重軸16の下端部が荷重受面20に当接し、荷重軸16と一体のばね受け17が受座18の円錐面状の受面18aから離れるので、試験荷重ばね2により試験荷重f2が圧子47に追加されて試験荷重状態となる(ステップA6)。なお、ばね受け17が受座18から離脱することによりスイッチS2がOFFとなり、この状態になったことがパイロットランプ56に表示される。
【0044】
そして、この状態(試験荷重状態)から測定ヘッド100を上昇させて試験荷重f2を除去する(ステップA7)と、スイッチS2がOFFからONに切り換わった状態となり、そのときの変位センサ30の指示値がコンピュータに入力され(ステップA8)る。そして、これが予め入力されている計算式に基づいて硬さに換算され、表示器 55 の測定値表示パネルに硬さとして表示される(ステップA9)。
【0045】
その後、油圧シリンダ102が原状に復帰すると、それに伴って測定ヘッド100も原状に戻る。さらに試料の取出が行なわれ、試料テーブル113が次回試料装填可能位置まで降下して自動停止する(ステップA10)。
【0046】
このように、この実施形態の侵入深さ式硬さ測定装置用測定ヘッドでは、測定ヘッド側に設けた試料センサで測定ヘッドに対する試料の接近動作を終了させた後、測定ヘッドが駆動されて一連の硬さ測定のための動作を自動化することができる。
【0047】
そして硬さ測定の際、この実施形態の測定ヘッドでは、圧子軸8はその全長を測定ヘッド100のケーシングとほぼ同じ程度の長さに形成されるとともに、上端部で中間筒7の上端部付近に摺動支持されるようになっているから、圧子47を取り付けられた下端部から摺動支持部としての上端部までの距離(寸法)を、図8に示した従来のものよりもはるかに長く設定することができる。その結果、硬さ試験中に圧子47の(試料に対する)加圧点が圧子軸8の中心軸から若干変位しても、この変位による圧子軸8の傾き角を小さく抑えることができ、これにより、圧子軸8や中間筒の姿勢が安定し、その結果、圧子軸8の軸心と試験荷重の負荷方向との整合度を高めることができるので、測定誤差を小さく抑えることができる。
【0048】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の侵入深さ式硬さ測定装置用測定ヘッドによれば、硬さ試験中、圧子軸と試験荷重の負荷方向との整合度を高めることができ、これにより計測誤差を小さくすることができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態としての侵入深さ式硬さ測定装置用ヘッドの正断面図。
【図2】 図1のイ矢部の側断面図。
【図3】 (a)は図1のイ矢部の分解斜視図。
(b)は図2のロ−ロ矢視断面図。
【図4】 同圧子軸下端部付近の拡大正断面図。
【図5】 (a)は同試料センサの正断面図。
(b)は同底面図。
【図6】 (a)は同参照片の正断面図。
(b)は同底面図。
【図7】 同測定装置全体の模式正面図。
【図8】 従来の侵入深さ式硬さ測定装置の測定ヘッドの正面図。
【符号の説明】
1 ばね受け
2 試験荷重ばね
3 試験荷重ケース
4 滑り片
5 押し付け筒
6 支持金具
7 中間筒
7A 上部中間筒
7B 案内部
7C 下部フランジ
8 圧子軸
8A 上部圧子軸
9 支持リング
10 受座
10a 円錐面状の受面
11 絶縁片
12 接続筒
13 圧子
14 試料
15 蓋
15A 案内軸
16 荷重軸
17 ばね受け
18 受座
18a 円錐面状の受面
19 絶縁片
20 荷重受面
21A 中間軸
22 コイル
23 コア軸
24 押しつけばね
25 初荷重ばね
26 ばね受け
27 参照片
27a 円錐面状の受面
27b 嵌入スペース
27c 皿形部
30 変位センサ
31 スピンドル
47 圧子としてのボール
49 圧子ホルダ
55 表示器
56a,56b,56c パイロットランプ
60 測定ヘッド
72 試料センサ
72a 舌片
73 絶縁体
75 リング
76 試料センサばね
77 導電体製の受座
100 測定ヘッド
101 レバー
101a ローラ
101b 支軸
102 油圧シリンダ
103 上部ケーシング
105 下部ケーシング
107, 108 ガイドローラ
110 試料支持台
111 ねじ軸
112 試料テーブル回転用歯車装置
113 試料テーブル
120 機枠[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a measuring head which need use the hardness measuring apparatus for measuring the hardness of the sample crowded press indenter in the sample, in particular, to allow for automatic measurement of the hardness penetration depth type hardness The present invention relates to an improvement of a measuring head for a measuring device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a hardness tester which need use the automatic measurement of hardness, for example, those as described in JP-A-7-128208 it has been proposed.
To explain this by 8,
[0003]
[0004]
The pressing
[0005]
[0006]
Inside of the
The lower portion of the
In addition, a lower end portion of an
[0007]
The
Further, a
[0008]
On the other hand, the
As the displacement sensor, a linear scale or the like may be used instead of the differential transformer.
Thus, the initial load unit B is configured.
[0009]
On the other hand, the
Furthermore, between the spring receiver only 17 and the spring accept 1,
In this way, the test load unit A is configured.
[0010]
The
[0011]
The
The length of the
[0012]
When the
When the
[0013]
Then, press with only the power of the
Incidentally, at this time, is maintained the distance between the
[0014]
When the
[0015]
Then, the state (the
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the conventional hardness meter as described above, the
[0017]
By the way, in the conventional hardness tester as described above, the measuring
[0018]
It is an object of the present invention to provide a measurement head for a penetration depth type hardness measurement apparatus that solves such problems.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention provides a measuring head in a penetration depth type hardness measuring apparatus, comprising a casing forming an outer shell portion of the measuring head and a guide shaft provided at an upper end portion of the casing. with the upper end portion is slidably supported in the vertical direction, the lower end portion is not have a length which extends below the lower end of the casing, an intermediate barrel reference piece is attached at its lower end, and indenter shaft indenter is attached to the lower end, e Bei, the indenter shaft, with its upper end is slidably supported in the vertical direction in the vicinity of the upper end portion of the intermediate tube, its lower end the the lower end of the intermediate cylinder so as to extend downward, are arranged inside of the intermediate cylinder, in the casing at a position below the upper end surface of the indenter shaft, and the casing Test load interposed between A spring receiver for applying a test load to the indenter shaft is provided so as to be slidable in the vertical direction, and a cylindrical support member protruding upward is integrally provided on the spring receiver. The upper and lower ends of the intermediate cylinder and the indenter shaft are located inside the support member .
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a measurement head for a penetration depth type hardness measurement apparatus as an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings . In the figure, 1 is a front sectional view of the measuring head, FIG 2 is a side sectional view of Lee Yabe of Figure 1, FIG. 3 (a) is an exploded perspective view of Lee Yabe 1, (b) is shown in FIG. 2 4 is an enlarged front sectional view near the lower end of the indenter shaft, FIG. 5A is a front sectional view of the sample sensor, FIG. 4B is a bottom view, and FIG. Is a front sectional view of the reference piece, FIG. 7B is a bottom view thereof, and FIG. 7 is a schematic front view of the whole measuring apparatus.
1-7, the same code | symbol as FIG. 8 has shown the substantially same member.
[0021]
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the outer shell of the measuring
As will be described later, the
[0022]
The
Reference numeral 105a denotes a mounting ring of the
[0023]
Reference numeral 21D denotes a connector for connecting the
[0024]
Below the
[0025]
[0026]
Further, as shown in FIGS. 2 and 3 (a) and 3 (b), the
Reference numeral 30 a indicates a signal extraction cable of the
As the displacement sensor may be used such as a linear scale and a differential transformer.
[0027]
Meanwhile, inside the
[0028]
Furthermore, between the
[0029]
At the center of the
A lower surface portion of the
At the lower end of the
[0030]
Further, a
[0031]
The lowermost end of the
Reference numeral 77a denotes a terminal lead of the switch S 3.
The outer periphery of the
[0032]
Meanwhile,
[0033]
As shown in FIG. 7, the measuring
[0034]
[0035]
In the above-described configuration, automatic hardness measurement is performed according to the following procedure.
First, the
[0036]
Since the
[0037]
When the
[0038]
The OFF signal for the switch S 3, it stops increasing of the screw shaft 111, raising the sample table 113 is stopped (Step A 4).
[0039]
Next, the
Further, in this state, indenter protrusion amount a larger gap (not shown) is maintained between the
[0040]
When
[0041]
When
[0042]
In this way, the pressing force of fc by the
[0043]
When
[0044]
When the measuring
[0045]
Thereafter, when the
[0046]
As described above, in the measurement head for the penetration depth type hardness measurement apparatus according to this embodiment, after the sample approaching operation with respect to the measurement head is completed by the sample sensor provided on the measurement head side, the measurement head is driven and a series of operations is performed. It is possible to automate the operation for the hardness measurement.
[0047]
When measuring the hardness, in the measuring head of this embodiment, the
[0048]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the measuring head for the penetration depth type hardness measuring device of the present invention, the degree of alignment between the indenter shaft and the load direction of the test load can be increased during the hardness test, There is an advantage that the measurement error can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view of a penetration depth type hardness measuring apparatus head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the arrow portion in FIG.
FIG. 3A is an exploded perspective view of the arrow A in FIG.
(b) is a cross-sectional view taken along the line of FIG.
FIG. 4 is an enlarged front sectional view near the lower end of the indenter shaft.
FIG. 5A is a front sectional view of the sample sensor.
(b) is a bottom view of the same.
FIG. 6A is a front sectional view of the reference piece.
(b) is a bottom view of the same.
FIG. 7 is a schematic front view of the entire measurement apparatus.
FIG. 8 is a front view of a measuring head of a conventional penetration depth type hardness measuring apparatus.
[Explanation of symbols]
1 spring receiver only 2
10 seat
10a Conical receiving surface
11 Insulation piece
12 Connection tube
13 Indenter
14 samples
15 lid
15A Guide shaft
16 Load axis
17 spring receiver
18 Seat
18a Conical receiving surface
19 Insulation piece
20 Load receiving surface
21A Intermediate shaft
22 coils
23 Core shaft
24 Pressing spring
25 Initial load spring
26 spring receiver
27 Reference strip
27a Conical receiving surface
27b Insertion space
27c Plate-shaped part
30 Displacement sensor
31 spindle
47 Ball as indenter
49 Indenter holder
55 Display
56a, 56b, 56c Pilot lamp
60 Measuring head
72 Sample sensor
72a tongue
73 Insulator
75 rings
76 Sample sensor spring
77 Conductor seat
100 measuring head
101 lever
101a Laura
101b spindle
102 Hydraulic cylinder
103 Upper casing
105 Lower casing
107, 108 Guide roller
110 Sample support
111 screw shaft
112 Gearing device for sample table rotation
113 Sample table
120 machine frame
Claims (1)
同ケーシングの上端部に設けられた案内軸により上端部が上下方向に摺動可能に支持されるとともに、下端部が上記ケーシングの下端よりも下方に延出する長さを有していて、その下端部に参照片が取り付けられる中間筒と、
下端部に圧子が取り付けられた圧子軸とを、備え、
上記圧子軸が、その上端部が上記中間筒の上端部付近において上下方向に摺動可能に支持されるとともに、その下端部が上記中間筒の下端よりも下方に延出するようにして、上記中間筒の内部に配設されており、
上記ケーシング内の、上記圧子軸の上端面よりも下方の位置に、上記ケーシングとの間に介装される試験荷重ばねを受けて上記圧子軸に試験荷重を付与するばね受けが、上下方向に摺動可能に設けられ、
同ばね受けに、上方に向けて突出する筒状の支持部材が一体に設けられていて、同支持部材の内部に、上記中間筒及び圧子軸の各上端がそれぞれ位置するように配設されていることを特徴とする、侵入深さ式硬さ測定装置用測定ヘッド。A casing forming the outer shell of the measuring head;
With the upper end portion is slidably supported in the vertical direction by the guide shaft provided in the upper portion of the casing, the lower end portion is not have a length which extends below the lower end of the casing, the An intermediate cylinder with a reference piece attached to the lower end ,
And indenter shaft indenter is attached to the lower end, e Bei,
The indenter shaft, with its upper end is slidably supported in the vertical direction in the vicinity of the upper end portion of the intermediate tube, the lower end so as to extend downward from the lower end of the middle tube, Arranged inside the intermediate cylinder ,
A spring receiver, which receives a test load spring interposed between the casing and a test load on the indenter shaft in a position below the upper end surface of the indenter shaft in the casing, Slidably provided,
The spring support is integrally provided with a cylindrical support member that protrudes upward, and the upper ends of the intermediate cylinder and the indenter shaft are disposed inside the support member, respectively. A measuring head for a penetration depth type hardness measuring device.
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