JPH0389138A - 超微小硬度計 - 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、ビッカース硬さ試験等を行なう超微小硬度計
に関する。

［従来の技術］ 試料表面に当接させた圧子に負荷装置の荷重を負荷して
試験片に押し込み、そのときの変位を変位検出器で検出
して微小硬度を求める超微小硬度計がある。この種の超
微小硬度計では、負荷機構とは別に光学装置が設けられ
ており、該光学装置で試料表面の試験位置を決定すると
ともに、負荷後に形成された圧痕を光学装置で観察する
ことができるようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記した従来の硬度計では、光学装置の光学軸と負荷装
置の負荷軸とが異なる位置を通っており、試料台に載置
された試料の試験位置を決定した後に、試料台に組み込
んだ移動機構により、試料台を圧子の位置へ移動させて
試験を行なうようにしている。

このように、光学軸と負荷軸とが異なり、試料台に載置
された試料を試験の度に両輪の間で移動させるようにし
ているため、光学装置で選定された試験位置と圧子の押
込み位置とのズレが生じ易いという問題点があった。特
に、試料の微小個所について試験を行なう際に圧子のね
らい打ち精度が低下し、この問題点の影響が大きくなっ
ていた。

また、試料台に移動機構が必要であるため、試斜台自体
の剛性を充分に高めることができないという問題点もあ
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に、次のような構成を
採用した。

すなわち、本発明にかかる超微小硬度計は、試料表面に
押し込まれる圧子に微小荷重を加える負荷装置と、試料
表面の試験個所を観察する光学装置とを備えた超微小硬
度計であって、試料表面からの光を接眼鏡部へ反射する
反射鏡を圧子の近傍に設け、該反射鏡に設けた通孔に圧
子への負荷伝達部材を挿通したことを特徴とする。

［作用］ 光学装置の反射鏡に通孔が形成され、該通孔に挿通され
る負荷伝達部材によって負荷装置の負荷が反射鏡近傍に
設けられた圧子に伝達されるので、光学装置の光学軸と
負荷装置の負荷軸と一致させることができる。

［実施例コ 第１図は、本発明の１実施例装置の構成を示す断面図で
あり、枠体１内の負荷装置２は、平衡させた天秤３の片
方の端に負荷伝達部材５が設けられ、他方に電磁コイル
７が取り付けられた自動平衡型電子天秤タイプのものと
して構成されている。負荷伝達部材５の下端部には圧子
６が取り付けられている。

また、枠体１内には、試料表面を観察する光学装置１０
として、以下に述べる光学系が設けられている。光学系
の構成は、試料８表面の光を反射する凹面鏡１１と、凹
面ｖＡ１１からの反射光を４５°ミラー１３へ導く凸面
１１１２と、４５°ミラー１３の反射光をプリズム１６
へ反射するとともに、光源１７からの照射光が透過する
ハーフミラ−１５と、プリズム１６からの光が結像する
接眼鏡部１８とからなる。これら光学系のうち、凸面鏡
１２は圧子６の近傍でかつ直上部に設けられている。ま
た、４５°ミラー１３と凸面ｆｉ１２の光軸中心部には
小孔が穿設されており、該小孔には圧子６に負荷を伝達
する前記負荷伝達部材５が挿通されている。この負荷伝
達部材５の中間部には差動トランス式の変位検出器２３
が設けられ、該伝達部材に固着したコア１４がコイル１
９間に位置している。試料から出た光は、凹面ｍ１１゜
凸面＠１２．４５６　ミラー１３、ハーフミラ−１５、
プリズム１６、接眼鏡部１８の経路をたどり、肉眼で例
えば約５００倍に拡大して見ることができる。

試料８は、試料台２０上のステージ２１に載置される。

試料台２０は昇降可能な構造を有し、Ｘ−Ｙ方向に移動
可能なステージ２１が着脱自在に設けられ、ステージ２
１の上面には試料８を固定するバイスが取り付けられて
いる。

試料８に試験荷重を加えるには、負荷装Ｍ２の電磁コイ
ル７に計測制御装置２５から直流電流を流し、電磁コイ
ル７の電磁力によって荷重を増加もしくしは減少させる
ことができる。負荷装置２は、このように計測制御装置
２５からの外部信号によって任意に荷重の増加、減少、
停止を行なうことができ、試験荷重は負荷伝達部材５を
介して圧子６に伝達され、試料８へ加えられる。上記し
たように、光学系とは独立して負荷系が構成されており
、圧子６は負荷力に応じて光学系とは独立して上下に移
動する。

圧子６に取り付けた負荷伝達部材５の中間部のコア１４
は、前記したように４５°ミラー１３の上方に位置する
変位検出器２３のコイル間に位置し、圧子の変位に応じ
てコア１４も上下に変位し荷重をかけている間における
圧子６の変位が変位検出器２３により検出される。変位
検出器２３によって検出された変位量は計測制御装置２
５へ変位情報として送られデータ処理される。負荷装置
２で発生させる荷重は、すでに計測制御装置２５に入力
されているので、ある荷重下での変位をリアルタイムで
測定することができる。計測制御装置２５は、これら得
られたデータを演算処理し、必要な測定結果をレコーダ
等の記録装置２７へ出力する。

上記のように構成された実施例装置で試験を行なう場合
は、まず試料８を試料台２０に固定し、光学系の光軸中
心に位置させる。接眼鏡部１８をのぞきながら試料台２
０を上下させ、試料８の表面を見つけ、試験する位置を
ステージ２１を操作して決定する。つぎに、電磁コイル
７に負荷方向の電流を流し、負荷伝達部材５を介して負
荷発生部に生じる荷重を圧子６に伝達して、圧子６を下
方へ押下げる。計測制御装置２５には予め試験条件が入
力されており、所定のシーケンスによって試験が進めら
れる。圧子６先端が試料表面に当接したことを適当な検
出手段によって検出したら、その時からの圧子６が移動
距離を試料の変形量（くぼみ深さ）として、変位検出器
２３で検出する。以後も所定の試験荷重を加えてゆき、
試料８の変形量の情報を得る。この時の荷重量、変位量
は計測制御装置２５で記憶され、必要なデータ処理とし
ての演算が同時に進行する。所定の試験が終了すれば、
電磁コイル７には除荷方向の電流を流して圧子を元の位
置に戻し、必要に応じて接眼鏡部１８をのぞいて試料表
面のくぼみを観察する。

本実施例装置によれば、負荷伝達部材５が光学装置の光
学軸上に重なるように設けられているので、試験に際し
て試料を負荷軸と光学軸との間で移動させる軸間移動機
構が不要となり、その分だけ試料ステーを含む試料台の
機構が簡単となり、その剛性を高めることができる。ま
た、試料台の上下移動軸中心に負荷軸が位置するので試
料台の上下機構に曲げたモーメントが儀かない。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明にかかる超微小
硬度計は、光学装置の光軸に重なるように試験荷重の伝
達部材が設けられており、光学軸と圧子への負荷を伝達
する負荷軸が一致するように構成されているので、試料
表面の試験位置決定に際し、試料台や圧子を移動させる
必要なく、決定した試験位置に圧子を正確に押し込むこ
とができるとともに、圧子押し込み後、試料表面の観察
も速やかに行なえ、試験作業の能率も高めることができ
るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の構成を示す断面図である。 １・−枠体　　２・・・負荷装置 材　　６・・・圧子　　８・・・試料 １１・・・凹面ｆｉ　　　１２−・・凸面鏡ミラー　　
１５−・・ハーフミラー ム　　１８・・・接眼鏡部 ５・−負荷伝達部 １０・・・光学装置 ３−４５６ １６−・・プリズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料表面に押し込まれる圧子に微小荷重を加える
   負荷装置と、試料表面の試験個所を観察する光学装置と
   を備えた超微小硬度計であって、試料表面からの光を接
   眼鏡部へ反射する反射鏡を圧子の近傍に設け、該反射鏡
   に設けた通孔に圧子への負荷伝達部材を挿通したことを
   特徴とする超微小硬度計。