JPH06294724A - 反発係数測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 打撃ハンマー等の落下体を非接触で軸支し案
内するようにし、非接触のセンサーによりはね上がり特
性及びその繰返しをモニターし、反発係数を解析により
得ることのできる反発係数測定装置を提供する。 【構成】 空気軸受部１を用い、極めて微少間隔を有
し、圧縮空気によって打撃ハンマー等の落下体２を垂直
方向に軸支し案内すると共に落下体２の反発挙動を非接
触に設けたセンサー７によりモニターし、このセンサー
７の信号により解析装置を用いて反発係数を求めるよう
にした。空気軸受部は水平方向及び垂直方向に移動し、
固定可能に設けることにより、落下高さと位置を変える
ことができるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属、高分子物質その他
の材料の硬さや力学的特性を検査したり、加工硬化によ
る材質の変化を測定したり、ボルト締結力の影響を調査
する等広範に応用することのできる反発係数測定装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から先端にダイヤモンドを埋め込ん
だ鋼製のハンマーを一定の高さから自由落下させ、その
はね上がり高さを基準として試料の硬さを表わすショア
硬さ試験機が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のショア硬さ試験
機の場合、案内スリーブ中をハンマー等の落下体が移動
するため、落下体と壁面との摩擦が測定値に大きな影響
を及ぼす。また、加工硬化の程度を調べるため同じ個所
を２度打ちして調べようとすると、案内スリーブと落下
体との隙間が存在するため、落下地点が少なからずず
れ、同じ位置へ打撃を与えることは不可能である。ま
た、はね上がり高さを記録するためにボールクラッチな
どの機構を内蔵しているため、これらが落下体本来の反
発挙動に影響を及ぼす等の問題点がある。

【０００４】本発明の目的は上記の問題点を解消し、非
接触で落下体を拘束し、非接触で落下体の反発挙動を捕
らえることにより高精度な測定を可能とした反発係数測
定装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１発明では、打撃ハンマーその他の落下体を垂直
方向に軸支し、圧縮空気源と接続した空気軸受部と、こ
の空気軸受部を水平方向及び垂直方向に移動し、固定可
能に搭載したリニアガイド部と、前記落下体に近接して
反発挙動を測定するよう非接触に設けたセンサーと、こ
のセンサーからの信号により反発挙動を解析する解析装
置と、前記落下体と所定距離をもって配設した試験片と
からなる反発係数測定装置とした。

【０００６】第２発明では、空気軸受部として、打撃ハ
ンマーのスピンドル部を微少間隔をあけて垂直方向に軸
支したスリーブ管と、このスリーブ管中の上下に設けた
複数の孔と、これらの孔と連通するよう接続した圧縮空
気源とを有する反発係数測定装置とした。

【０００７】

【作用】第１発明では、打撃ハンマーその他の落下体を
空気軸受部により軸支し案内するようにしたので、軸受
部の壁面からの摩擦の影響をほとんど受けることなく、
落下体を移動させることができる。従って、落下体は極
めて滑らかに移動し、自然落下速度で試験面に衝突し、
はね上がることができる。このはね上がり高さや衝撃に
よる試験面への食い込み深さ等もセンサーにより極めて
精確に計測できる。センサーは前記落下体に近接して非
接触に設けられているので、最初の衝撃に続いて繰返さ
れる反発挙動もモニターでき、このセンサーからの信号
を解析することにより、反発係数の繰返し衝撃による推
移も得ることができる。

【０００８】空気軸受部はリニアガイド部に支持され、
水平方向及び垂直方向に移動し、固定可能としたので、
落下体の落下高さや試験位置を簡単に変えることができ
る。第２発明である空気軸受部は打撃ハンマーのスピン
ドル部を微少間隔をもって垂直方向に軸支したスリーブ
管を設け、このスリーブ管中の上下に設けた複数の孔か
ら圧縮空気を圧入するようにしているので、圧縮空気に
よりスピンドル部が拘束されると共に自動調心機能もあ
り、同じ場所への落下体による２度打ちも簡単に実行で
き、加工硬化による材質の変化も測定できる。

【０００９】

【実施例】以下、実施例として示した図面に従い説明す
る。図１は本発明の反発係数測定装置の概略図で、１は
空気軸受部で、打撃ハンマー等の落下体２を軸支し、落
下の案内をする。３は落下体２のフランジである。４は
圧縮空気の連結管、５はリニアガイド部で、前記空気軸
受部を支持すると共に水平方向及び垂直方向への移動と
固定ができるようになっている。６は高さ調節ネジであ
る。７はセンサーで、空気軸受部１に近接して非接触に
設けた。８は試験片、９はベースである。

【００１０】図２は空気軸受部１のスリーブ管10の詳細
拡大図で、11、12は上下両端の絞り部、13は上下各４個
所に設けた孔で、直径０．８mmとした。14は連通部で、
前記圧縮空気の連結管４に連通されている。打撃ハンマ
ー等の落下体２のスピンドルは図示していないが、前記
スリーブ管10に垂直方向に軸支され案内されるようにな
っている。スピンドルと前記絞り部11、12との間は直径
で０．０３mmの隙間を有し、ゲージ圧１０００hPa の圧
縮空気が導入され、スピンドルを非接触で軸支するよう
になっている。

【００１１】センサー７は前記落下体２のフランジ３と
対向して取付けられ、例えば、オムロン製 Ｅ２ＣＡ−
Ｘ１Ｒ５ＡとセンサーアンプＥ２ＣＡ−ＡＮ４Ｃを用い
た。これは高周波発振形で磁界の変化を利用したもので
ある。打撃ハンマー２の挙動の記録はセンサーアンプか
らの出力を横河北辰電機製のアナライジングレコーダ３
６５５を用いて行なった。

【００１２】なお、これらセンサー７は上記の機器に限
定されるものではなく、例えばパソコンとＡ／Ｄコンバ
ータを利用してサンプリングすることも可能である。反
発係数の計算はこれらからの信号を解析装置により解析
する。実験例として、上記空気軸受部を用い、総重量
０．９４Ｎの打撃ハンマー（材質Ｓ４５Ｃ）を機械的ト
リガーで解放して１mmの高さより自由落下させた場合の
打撃ハンマーの反発挙動を図３に示す。

【００１３】また、反発回数に伴う反発係数の変化につ
き図４に示した。上記の図３、図４で判明するように、
わずか１mmの高さから落下させただけでも非常に長い繰
返し反発を行なっている。又、再現性は極めてよく、材
質の違いによる繰返しはね上がり高さの減衰具合や、同
じ個所に衝撃を複数回加えることによる加工硬化の程度
が明瞭に識別できる等の特徴がある。

【００１４】なお、本発明装置を利用することにより、
試験片をボルトによって両締又は片締した場合の接触圧
力域の測定も可能で、ボルト締結力の影響範囲の検査に
も応用できる。

【００１５】

【発明の効果】上記のように第１発明では、空気軸受部
を設けて打撃ハンマー等の落下体を非接触で拘束し、セ
ンサーにより非接触で落下体の反発挙動を測定すること
ができるので、試験片のはね上がり特性が極めて精確に
把握でき、反発係数の解析も容易にできるようになっ
た。又、リニアガイド部を有するので、空気軸受部の位
置により打撃ハンマー等の落下高さや位置の決定と固定
が容易且つ精確に行なわれる。

【００１６】第２発明では、落下体の軸支と案内に空気
軸受部を採用して非接触で拘束できるようにすると共に
極めて微少な間隔で軸支されているので、２度以上の同
一点の打撃にも極めて精確に制御でき、はね上がり高さ
の減衰具合や加工硬化の変化等も測定することができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の概略説明図

【図２】空気軸受部のスリーブ管の断面図

【図３】打撃ハンマーの反発挙動図

【図４】反発回数に伴う反発係数の変化図

【符号の説明】

１ 空気軸受部 ２ 落下体 ５ リニアガイド部 ７ センサー ８ 試験片 10 スリーブ管 13 孔 14 連通部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 打撃ハンマーその他の落下体を垂直方向
   に軸支し、圧縮空気源と接続した空気軸受部と、この空
   気軸受部を水平方向及び垂直方向に移動し、固定可能に
   搭載したリニアガイド部と、前記落下体に近接して反発
   挙動を測定するよう非接触に設けたセンサーと、このセ
   ンサーからの信号により反発挙動を解析する解析装置
   と、前記落下体と所定距離をもって配設した試験片とか
   らなることを特徴とする反発係数測定装置。
2. 【請求項２】 空気軸受部として、打撃ハンマーのスピ
   ンドル部を微少間隔をあけて垂直方向に軸支したスリー
   ブ管と、このスリーブ管中の上下に設けた複数の孔と、
   これらの孔と連通するよう接続した圧縮空気源とを有す
   る請求項１記載の反発係数測定装置。