JPH02290530A - タレット式微小硬度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タレット式微小硬度計に関し、特に圧子軸に
試験荷重付与装置が設けられたタレッｌ・式微小硬度計
に関する。

〔従来の技術〕

下端部に圧子を取付けられた圧子軸と試料に形成された
くぼみの寸法を計ヨ１１する光学レンズとが回転枠にタ
レット状に取１旧すられて、試２４に対する圧子軸の押
入と、この押入によー）で試料に形成されたくぼみ寸法
の光学レンズによる測定とが、回転枠を回転することに
よって順次行なわれるように構成された１放小硬度計は
、タレット式微小硬度計として従来から知られている。

その１例を、第５図により説明すると、凹転枠１３が硬
度計の基台３０に設けられた軸Ｏｌを中心として回転可
能に設けられて、回転枠１３の竪枠体１３ａの下端部に
揺動用ばね１０を介して基端部を支持された揺動板９が
支持されている。

揺動板９の先端部に円錐状の圧子軸支持部材３１が設け
られて、この圧子軸支持部材３１で接触支持される圧子
軸４が竪方向に配設され、圧子軸４はその上端を、回転
枠１３に板ばね１４て′昇降可能に支持され、また下端
部に圧７−６が取付けられている．さらに、揺動板９の
尖端部に接触子５が固定されて、接触子５に下端を点接
触して押棒２が竪方向に配設されるとともに、押棒２に
固着されたストツバ３に上方から係合しうる案内部１３
ｅが回転枠１３の横棒体１３ｂの先端部に設けられ、押
棒２の上端部に点接触して押棒２と同軸的に上下動しう
る荷重制御部材１９ｂか制御レバー１９の先端部に設け
られている． 制御レバー１９は基枠に軸Ｏ，を介して回動可能に支持
されるとともに、他端部に荷重制御用カム２１が転接す
るローラ２０が設けられ、さらに複数個の重錘２６を内
蔵して支持枠２７Ｌｌの上昇とともに直径の順に重錘受
け２７ａに積載されている各重ｎ．２６を、それらの上
方のものより順次選択的に支持し得る階段状の保合支持
部２７ｌ１を形成された重錘式荷重機構２５の荷重軸２
５８の下端部が、ピン３２を介し，て係きしている。な
お重錘式荷重機構２５は、例えば特公昭４９−１　６６
　７　２号公報に記載されているような公知のものてあ
り、荷重軸２５ａの下端部は球面状に形成されて、平面
状の圧子軸４の上端面に少許の間隔をあけて対向するよ
う配置されている．図中の符号１２は戻しばねを、７は
試料を−３３は圧子軸４に載置された重錘を、またＡは
計測時のカム２１の回転方向を、Ｂはその時の荷重制御
部材１９ｂの移動方向を、Ｃは支持枠２７の移動方向を
それぞれ示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述のような従来のタレット式微小硬度計で
は、比較的低い試験荷重での試料の硬度測定は、用意さ
れているのうちの１涸ないし複数個を圧子軸に載置する
ことにより試験荷重を形成して行なわれる。符号３３は
その重錘を示している。

したがって、このような硬度測定では、その試験荷重の
調節は段階的に行なわざるを得す、その結果圧子軸の降
下速度に最適な試験荷重を得ることができないという問
題点がある。

本発明は、このような問題点の解決をはかろうとするも
ので、圧子軸に試験荷重を与える装置として、上記圧子
軸に取付けられたコイルと上記圧子軸が貫通する回転枠
に設けられた磁石とにより構成される電磁式荷重装置を
設けて、同電磁式荷重装置への通電量を調節することに
より、上記圧子軸に付与される試験荷重を連続的に調節
できるようにした、タレット式微小硬度計を提供するこ
とを目的とし、さらに、圧子軸にバランス装置を作用さ
せて、圧子軸への振動の影響をなくして測定誤差の発生
を防止したタレット式微小硬度計を提供するごとを目的
とし、また、制御レバー駆動装置として早送り機構と遅
送り８！樽とを組合わせ夕駆動装置を設けて操作時間の
短縮化をはかった、タレット式微小硬度計を提供するこ
とを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 上述の目的を達成するため、本発明の請求項（１）に記
載されたタレット式微小硬度計は、揺動用ばねを介して
基端部を回転枠に支持された揺動板をそなえ、同揺動板
の先端部に圧子軸支持部材が設けられて、同圧子軸支持
部材で接触支持されて竪方向に配設された圧子軸が、そ
の下端に圧子をそなえるとともに、その上端を上記回転
枠に板ばねで昇降可能に支持された微小硬度計において
、上記揺動板の先端部に固定された接触子と、同接触子
に下端を点接触して竪方向に配設された押棒と、同押棒
に固着されたストツバに上方から係合しうる回転枠に形
成された案内部と、上記押棒の上端部に点接触して同押
棒と同軸的に上下動しうる荷重制御部材と、同荷重制御
部材を駆動しうる駆動装置とをそなえ、上記圧子軸に試
験荷重を与えるべく上記回転枠に設けられた磁石と上記
圧子軸に取付けられたコイルとからなる電磁式荷重装置
が設けられたことを特徴としている． 請求項（２）に記載されたタレット式微小硬度計は、揺
動用ばねを介して基端部を回転枠に支持された揺動板を
そなえ、同揺動板の先端部に圧子軸支持部材が設けられ
て、同圧子軸支持部材で接触支持されて竪方向に配設さ
れた圧子軸が、その下端に圧子をそなえるとともに、そ
の上端を上記回転枠に板ばねで昇降可能に支持された微
小硬度計において、上記揺動板の先端部に固定された接
触子と、同接触子に下端を点接触して竪方向に配設され
た押棒と、同押棒に固着されたストッパに上方から係合
しうる回転枠に形成された案内部と、上記押棒の上端部
に点接触して同押棒と同軸的に上下動しうる荷重制御部
材と、同荷重制御部材を駆動しうる駆動装置とをそなえ
、上記圧子軸に試験荷重を与えるべく上記回転枠に設け
られた磁石と上記圧子軸に取付けられたコイルとからな
る電磁式荷重装置が設けられ、さらに、中央部付近を回
転枠に枢着されるとともに、一端部を圧子軸上のピンに
係接され、かつ、他端部に上記の圧子軸系の上記枢着点
まわりのモーメントを相殺するモーメント発生用の重錘
を取付けられたバランスレバーをそなえたバランス装置
が設けられたことを特徴としている． また、請求項（３）に記載されたタレット式微小硬度計
は、揺動用ばねを介して基端部を回転枠に支持された揺
動板をそなえ、同揺動板の先端部に圧子軸支持部材が設
けられて、同圧子軸支持部材で接触支持されて竪方向に
配設された圧子軸が、その下端に圧子をそなえるととも
に、その上端を上記回転枠に板ばねで昇降可能に支持さ
れた微小硬度計において、上記揺動板の先端部に固定さ
れた接触子と、同接触子に下端を点接触して竪方向に配
設された押棒と、同押棒に固着されたストツバに上方か
ら係含しうる回転枠に形成された案内部と、上記押棒の
上端部に点接触して同押棒と同軸的に上下動しうる荷重
制御部材と、同荷重制御部材を駆動しうる駆動装置とを
そなえ、上記圧子軸に試験荷重を与えるべく上記回転枠
に設けられた磁石と上記圧子軸に取付けられたコイルと
からなる電磁式荷重装宜が設けられ、さらに上記の荷重
制御部材を駆動しうる駆動装置が、早送り機構と遅送り
８ｌ横とを組合わせて楕成されたことを特徴としている
． 〔作　用〕 上述の本発明のタレット式微小硬度計では、圧子軸に取
付けられたコイルと回転枠に取付けられた磁石とによっ
て構成され電磁式荷重装置は、同電磁式荷重装置へ供給
される電力量に対応して試験荷重を発生することができ
るので、圧子軸に作用する試験荷重を上記電力量の調節
により無段階的に調節することができる． また、圧子軸に係接するバランス装置が、硬度計に外部
から振動が加わった場合に、圧子軸に作用する振動の影
響を相殺して振動による測定誤差の発生を防止すること
ができる． さらに、制御レバーが、早送り機楕と遅送り機楕との２
種の機構が組合わされた駆動装置で駆動されるので、測
定時間を短縮しながら試験荷重に適した降下速度で圧子
軸を降下させることができる． 〔実　施　例〕 以下、図面により本発明の一実施例としてのタレット式
微小硬度計について説明すると、第１図はその側断面図
、第２図は第１図の「ア」部の断面図、第３図は第１図
の「ア」部における第２図の場合の切断面と直交する切
断面における断面図、第４図は支え軸の斜視図である．
なお、第１〜４図において第５図と同じ符号はほぼ同一
の部材を示している． この実施例のタレット式微小硬度計も、基枠３０に設け
られた軸０．を中心として回転可能に設けられた回転枠
１３をそなえ、回転枠１３の竪枠体１３ａの下端部と上
端部とに設けられた支えばね８と１４とで圧子軸１４が
、いわゆる平行リングを構成しながら回転枠１３に上下
動可能に収けけられている．回転枠１３の竪枠体１３ａ
の下端部よりに、揺動用ばね１０を介して基端部を支持
された揺動板９が設けられて、揺動板９に設けられた支
え板１７に、圧子軸４に取付けられた支え軸１８の算盤
珠状の当接部が当接して（第２図、第３図参照）、圧子
軸４の竪方向移動が確保されるよう構成されるとともに
、揺動板９の尖端部に接触子５が固定されている。

接触子５に下端を点接触して押棒２が竪方向に配設され
るとともに、押棒２に固着されたストッパ３に上方から
係合しうる案内部１３ｃが回転枠１３の横枠体１３ｂの
先端部に設けられ、押棒２の上端部に点接触して押棒２
と同軸的に上下動しうる荷重制御部材１９ｂが第１制御
レバー１９の先端部に設けられている． 第１制御レバー１９は、その他端部が第２制御レバー２
３に軸０４を介して枢着されるとともに、ほぼ中央部で
ばね１８を介して基枠３０に支持されている。

一方、第２制御レバー２３は第１制御レバー１９の少し
上方でこれと平行に配置されて、その一端部を軸０，を
介して基枠３０に枢着されるとともに、他端部には、早
送りａｍの駆動源としてのカム２１に転接するローラ２
０が取付けられている．さらに、ローラ２０の枢軸と軸
０４との間でバネ２２を介して基枠３０に懸吊されると
ともに、第１制御レバー１９を押動可能な、例えば圧電
素子をそなえた遅送り機ＩＩＩ２４が配設されている。

上記のカム２１は、第５図に示した従来のものにおける
駆動装置と同様のもので、高速で両制御レバーを駆動す
ることができ、また圧電素子をそなえた低速駆動ｖａ楕
２４としては、例えば実願昭６２−１６２５５７号に記
載されたもの、すなわち圧電素子と同圧電素子に加える
ための任意の電圧波形を発生する電圧制御装置とからな
り、上記電圧を制御することにより圧子電素子を任意の
伸張速度で伸張させることができる機構が用いられてい
る． そして、高速駆動は、カム２１の矢印Ａ方向への回転の
みによってなされる．すなわちこのときには、第１制御
レバー１９と第２制御レバー２３とは一体となってカム
２１の回転だけで荷重制御部材１９ｂが矢印Ｂ方向に駆
動される．そして、この高速駆動で圧子が所定寸法だけ
下降した後に、遅送り機構が作動する．すなわちカム２
１の回転を停止してその状態に保持しながら、圧電素子
２４が膨出して第１制御レバー１９のみが軸０，を中心
として反時計方向に凹動して荷重制御部材１９ｂが矢印
Ｂ方向へ低速度で駆動される． さらに、重錘式荷重装置２５の荷重軸２５ａのピン３２
と第１制御レバー１９とが係合するとともに、荷重軸２
５ａの下端面は球面状に形成されて、平面状の圧子軸４
の上端面に少許の間隙をあけて対向するよう配置されて
いる。

回転枠１３の模枠体１３ｂに永久磁石４０が、この永久
磁石４０の中心部開口を圧子軸４が貫通するよう配設さ
れるとともに、永久磁石４０の放射状の磁場内で圧子軸
４にコイル４１が取付けられて、電磁式荷重装置１が構
成されている． さらに、中央部付近を回転枠１３に軸ｏ２で枢支された
バランスレバー１６の基端部（第１図では左端部）が圧
子軸４に植設されたピン１５に係接するよう配設される
とともに、バランスレバー１６の他端部に、圧子軸４系
の軸０２まわりのモーメン１・を相殺することのできる
モーメントを発生するための重錘４４が取付けられて、
バランス装置１１が構成されている． 上述の構成により、コイル４１に通電することにより圧
子軸４に試験荷重が与えられる。そしてこの場合、通電
量（電流の向きを含む）を調節することにより、上記試
験荷重を、無段階的に調節することができる． また、硬度計の外部からの振動の影響を受けて、圧子軸
４にその上下動方向の付勢カが作用しても、その付勢力
（加速度）による圧子軸系の軸ｏ２まわりのモーメント
がバランス装置によって相殺されるので、振動による計
測誤差の発生を防止することができる。なお、上述の圧
子軸系のモーメントは、主として圧子軸４およびコイル
４４の質景と振動加速度との積であって、支えばね８お
よび１４の影響は無視できる程度のものである。

また、圧子軸４は、カム２１の回転による第１制御レバ
ー１９と第２制御レバー２３とが一体となった早送り機
構によって、例えば、圧子６の先端と試Ｌ１７の表面と
の間隔が、０．０３〜０．０２ｌ＠ｍに到達するまでは
高速度（例えば数十μ＋ａ／ｓｅｅ）で下降駆動×；の
で、計測時間の短縮化がはかれるとともに、それ以後は
、圧電素子２４による遅送り機構で、例えば数μｓ／ｓ
ｅｃ程度の、低い試験荷重に適した低速度で下降駆動さ
れるので、正確な硬度測定が可能となる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のタレット式微小硬度計に
よれば、次のような効果ないし利点が得られる． （１）圧子軸に試験荷重を電磁式荷重装直により供給す
ることができ、しかもその試験荷重は、上記電磁式荷重
装置へ供給する電力量を調節することによって無段附的
に調節をすることができるとともに、遠隔制御的に試験
荷重の調節を行なうことができる。

（２）電磁式荷重装置を構成するコイルが圧子軸に取付
けられているから、上記電磁式荷重装置で発生した荷重
を直接圧子軸に試験荷重として作用させることができる
。

（３）硬度計に対する外部からの振動の影響で、圧子軸
にその上下動方向の付勢力が作用しても、その付勢力（
加速度）がバランス装置によって相殺されるので、振動
による計測誤差の発生を防止することができる。

（４）圧子軸は、早送り機構と遅送り機構との２種の送
り機楕により駆動されるので、計測時間の短縮化がはか
られるほかに、試験荷重に適した下降速度のもとての硬
度測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例としてのタレット式微小
硬度計を示すもので、第１図はその側断面図、第２図は
第１図の「ア」部の断面図、第３図は第１図の「ア」部
における第２図の場合の切断面と直交する切断面におけ
る断面図、第４図は支え軸の斜視図であり、第５図は従
来のタレット式微小硬度計の側断面図である。 １・・・電磁式荷重装置、２・・・押棒、３・・・スト
ッパ４・・・圧子軸、５・・・接触子、６・・・圧子、
７・・・試料、８，１４・・・支えばね、１１・・・バ
ランス装置、１５・・・ピン、１６・・・バランスレバ
ー、１７・・・支え板、１８・・・支え軸、１９・・・
第１制御レバー、２０・・・ローラ、２１川カム、２３
・・・第２制御レバー、２４・・・遅送り機構、２５・
・・重鍾式荷重機構、４４・・・重錘． 代理人　弁理士　飯　沼　義　彦 同　安達　功 同　阿部英幸 第１図 ３ｏ 第 図 第 図 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）揺動用ばねを介して基端部を回転枠に支持された
   揺動板をそなえ、同揺動板の先端部に圧子軸支持部材が
   設けられて、同圧子軸支持部材で接触支持されて竪方向
   に配設された圧子軸が、その下端に圧子をそなえるとと
   もに、その上端を上記回転枠に板ばねで昇降可能に支持
   された微小硬度計において、上記揺動板の先端部に固定
   された接触子と、同接触子に下端を点接触して竪方向に
   配設された押棒と、同押棒に固着されたストッパに上方
   から係合しうる回転枠に形成された案内部と、上記押棒
   の上端部に点接触して同押棒と同軸的に上下動しうる荷
   重制御部材と、同荷重制御部材を駆動しうる駆動装置と
   をそなえ、上記圧子軸に試験荷重を与えるべく上記回転
   枠に設けられた磁石と上記圧子軸に取付けられたコイル
   とからなる電磁式荷重装置が設けられたことを特徴とす
   る、タレット式微小硬度計。
2. （２）中央部付近を回転枠に枢着されるとともに、一端
   部を圧子軸上のピンに係接され、かつ、他端部に上記の
   圧子軸系の上記枢着点まわりのモーメントを相殺するモ
   ーメント発生用の重錘を取付けられたバランスレバーを
   そなえたバランス装置が設けられたことを特徴とする、
   請求項（１）に記載のタレット式微小硬度計。
3. （３）荷重制御部材を駆動しうる駆動装置が、早送り機
   構と遅送り機構とを組合わせて構成されたことを特徴と
   する、請求項（１）に記載のタレット式微小硬度計。