JPH0915128A - 硬度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬度計において、遠隔操作を行う場合に計測
点の設定を容易にし、かつ計測点の設定を行う際のオペ
レータの負担を軽減する。 【構成】 対物レンズ４Ａ，４Ｂと圧子４Ｃとを設けた
レボルバー４に試験片Ｔの像を試験片Ｔの側方に反射す
るためのミラー４Ｄを設ける。ミラー４Ｄにより反射さ
れた試験片の反射像を撮像可能な位置にモニタ用カメラ
７を設け、モニタ用カメラ７により撮像された試験片Ｔ
の反射像をモニタ８に表示する。レボルバー４を切り換
えてモニタ８に試験片Ｔの反射像と拡大像とを表示しな
がら計測点の設定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧子と載置台との間で
試験片を挟持するように試験片に圧痕を形成し、かつ試
験片を移動して試験片の複数の計測点で硬度を測定する
ことができるビッカース硬度計などに代表される硬度計
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から知られているビッカース硬度計
は、試験片のビッカース硬さ、ヌープ硬さなどを測定す
るものであり、試験片に試験荷重をかけてその表面に圧
痕を形成する圧子と、この圧子と対向配置されて試験片
を載置する載置台と、試験片上の複数の計測点で圧痕を
形成するために試験片を順次に移動するＸＹステージ
（移動機構）と、試験片を観察するための５０倍の対物
レンズ、１０倍の対物レンズなどの対物レンズを有する
測長部と、この対物レンズおよび圧子のうちいずれか１
つを計測点と対向させるように切り換えるレボルバー
（切換機構）とを備えている。測長部には、対物レンズ
を透過した拡大された試験片像をオペレータが観察する
ための接眼レンズ、あるいは対物レンズにより拡大され
た試験片像を表示するためのモニタが設けられる。ま
た、測長部には圧痕が形成された試験片を撮影してフイ
ルムに記録するための撮影用カメラが設けられることも
ある。

【０００３】このような硬度計においては、試験片に対
して圧子により圧痕を形成して、この圧痕の深さにより
試験片の硬度を測定するものであるが、圧子により圧痕
を形成する計測点を試験片上において設定する必要があ
る。この場合、レボルバーを回転して圧子と対物レンズ
とを切り換え、試験を行うオペレータが接眼レンズを覗
きながらあるいは拡大されたモニタを見ながら、かつ試
験片の全体像を直接観察しながら移動機構により試験片
を移動して、計測点の設定を行っていた。

【０００４】一方、硬度計において、試験片の硬度の測
定を効率よく行うために、試験片を自動的に取り替え、
かつ試験片を自動的に移動して試験片の複数の計測点で
硬度を測定することが提案されている。このように硬度
試験を自動で行う場合、硬度計を遠隔操作するために硬
度計から離れた位置にモニタを設置することとなる。こ
れによりオペレータは硬度計を操作することなく試験結
果のみを観察することができるため、試験の効率を向上
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように硬度計を遠
隔操作する場合にも、試験片上において計測点を設定す
る必要があるが、硬度計の遠隔操作を行うと、試験片を
直接観察することができない。このため、オペレータは
試験片を直接観察するために硬度計が設置された位置ま
で行く必要があるため、計測点の設定を効率よく行うこ
とができなかった。

【０００６】また、硬度計を手動で操作する場合にも、
オペレータは試験片と接眼レンズあるいはモニタとを交
互に観察しながら計測点の設定をする必要があり、極め
て煩雑である。

【０００７】本発明の目的は、硬度計を遠隔操作する場
合に、計測点の設定を効率よく行うことができ、かつ硬
度計を手動で操作する場合にもオペレータの負担を軽減
することができる硬度計を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１から
図４に対応付けて説明すると、本発明による硬度計は試
験片Ｔに試験荷重をかけてその表面に圧痕を形成する圧
子４Ｃと、この圧子４Ｃと対向配置されて試験片Ｔを載
置する載置台２と、この載置台２に設けられ、試験片Ｔ
上の複数の計測点で圧痕を形成するために試験片Ｔを移
動する移動機構３と、試験片Ｔを観察するための少なく
とも１つの対物レンズ４Ａ，４Ｂを有する測長部６と、
少なくとも１つの対物レンズ４Ａ，４Ｂおよび圧子４Ｃ
のうちいずれか１つを計測点と対向させるように切り換
える切換機構４とを備えた硬度計において、切換機構４
により切り換えられて計測点と対向するよう設けられ
た、試験片像を試験片Ｔの側方へ反射する反射手段４Ｄ
と、この反射手段４Ｄにより反射された試験片像を撮像
するための撮像手段７と、この撮像手段７により撮像さ
れた試験片像を可視像として表示する表示手段８とをさ
らに備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】移動機構３にセットされた試験片Ｔの像は切換
機構４に切換可能に設けられた反射手段４Ｄで試験片Ｔ
の側方に反射される。この反射像は撮像手段７により撮
像されて表示手段８に表示される。したがって、表示手
段８には試験片Ｔを直接観察した場合と同様の像が表示
される。

【００１０】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたがこれにより本発明が
実施例に限定されるものではない。

【００１１】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。図１および図２に示すように、硬度計は、試
験機本体１と、試験片Ｔを載置する載置台２と、この載
置台２に設けられ試験片Ｔ上の複数の計測点で圧痕を形
成するために試験片ＴをＸ方向（紙面を左右に横切る方
向）およびＹ方向（紙面に対して垂直方向）に移動する
ＸＹステージ３と、５０倍の対物レンズ４Ａ、１０倍の
対物レンズ４Ｂ、試験片Ｔに圧痕を形成するための圧子
４Ｃ、および後述するミラー４Ｄを回転切り換え可能に
設けたレボルバー４と、圧子４Ｃに荷重を負荷するため
の負荷機構５と、試験片Ｔを観察するための接眼レンズ
２０を備えた測長部６と、試験片Ｔを撮影するためのモ
ニタ用カメラ７と、試験片Ｔの拡大像を撮影する撮影用
カメラ９と、モニタ用カメラ７に撮影された試験片Ｔの
像および撮影用カメラ９により撮影された試験片Ｔの拡
大像を可視像として表示するモニタ８とからなる。な
お、ＸＹステージ３には試験片ＴをＸ方向およびＹ方向
へ送るためのマイクロメータ３Ａ，３Ｂが設けられてい
る。ＸＹステージ３は昇降ハンドル３１により昇降する
ようになっている。また、硬度試験を自動で行うために
硬度計を遠隔操作する場合は、モニタ８は硬度計から離
れた位置に設けられる。

【００１２】レボルバー４は図２（ａ），（ｂ）に示す
ように、５０倍の対物レンズ４Ａ、１０倍の対物レンズ
４Ｂ、圧子４Ｃ、およびミラー４Ｄを軸ｌを中心として
つまみ４Ｅ，４Ｆにより回転させて切り換え可能に設け
られている。そして５０倍の対物レンズ４Ａ、１０倍の
対物レンズ４Ｂ、圧子４Ｃ、およびミラー４Ｄが光軸上
に切り換えられたときにそれぞれがそれぞれの作用をな
す。すなわち、５０倍の対物レンズ４Ａあるいは１０倍
の対物レンズ４Ｂが光軸上に切り換えられたときは、接
眼レンズ２０あるいはモニタ８から試験片Ｔの拡大像を
観察することができる。

【００１３】一方、圧子４Ｃが光軸上に切り換えられた
ときは、負荷機構５により、圧子４Ｃに荷重が負荷され
る。図３に示すように負荷機構５には複数の錘Ｗが設け
られており、この錘Ｗの数を変更することにより、点Ｏ
を中心としたてこ作用によって圧子４Ｃに種々の負荷荷
重が作用し、これにより、試験片Ｔに圧痕が形成され
る。手動で硬度計を操作する場合、接眼レンズ２０から
試験片Ｔの拡大像を観察して圧痕の形状から深さを算出
して試験片Ｔの硬度を測定することができる。また、硬
度計の遠隔操作を行う場合、モニタ８に表示された試験
片Ｔの拡大像を観察して手動の場合と同様に硬度を測定
することができる。なお、手動操作、遠隔操作いずれの
場合にも、カメラ９の映像信号を画像処理することによ
り圧痕の形状を検出して硬度を自動測定してもよい。

【００１４】図４に示すように試験片Ｔの拡大像を観察
するための測長部６の光学系は、照明光学系と、観察光
学系と、撮影光学系の３つの光学系からなり、試験機本
体１内に設けられている。光源３０から出射した光はコ
レクタレンズ１１、フィールドレンズ１２を透過して緑
色のフィルタが設けられたアパーチャ１３、フィールド
ストップ１４およびアタッチメントレンズ１５を透過し
てハーフミラー１６により反射される。ハーフミラー１
６により反射された光は筒状の中心軸１７を通ってレボ
ルバー４により切り換えられている対物レンズ４Ａ，４
Ｂを透過して試験片Ｔに緑色のスポット光として結像す
る。以上が照明光学系の説明である。一方、試験片Ｔか
らの光束は、中心軸１７を通ってハーフミラー１６を透
過してプリズム１８に入射し、接眼レンズ２０に向かう
光路と試験片Ｔを撮影するための撮影用カメラ９に向か
う光路とに分解される。接眼レンズ２０に向かう光束
は、圧痕を測定するためのスケール１９を通って接眼レ
ンズ２０に入射し、観察に供される。撮影用カメラ９に
向かう光束は、レンズ２１を通って撮影用カメラ９に入
射され、モニタ８に可視像として表示される。以上が観
察光学系と撮影光学系の説明である。

【００１５】このような硬度計において、硬度試験を自
動で行うために硬度計を遠隔操作する場合、試験片Ｔ上
において計測点を設定する必要があるが、硬度計の遠隔
操作を行うと、試験片Ｔを直接観察することができず、
計測点の設定のために硬度計が設置された位置まで行っ
て試験片Ｔを観察する必要があるため、計測点の設定を
効率よく行うことができない。

【００１６】本発明はこの点に鑑みてなされたものであ
り、ミラー４Ｄにより試験片Ｔの像を試験片Ｔの側方に
反射してモニタ用カメラ７により試験片の反射像を撮像
するようにしたものである。

【００１７】すなわち、図１に示すようにまずレボルバ
ー４を回転して、ミラー４Ｄを光軸上に切り換える。こ
れにより、試験片Ｔの像はミラー４Ｄにより反射されて
モニタ用カメラ７に入射し、モニタ用カメラ７に入射し
た試験片Ｔの反射像はモニタ８に可視像として表示され
る。この場合、モニタ用カメラ７に撮影される試験片Ｔ
の反射像は何ら拡大されていないため、モニタ８には試
験片Ｔを直接観察した場合と同様の試験片Ｔの比較的広
い範囲に亘る像が表示されるから、モニタ８上の緑色の
スポット光の位置を測定点として確認できる。そしてオ
ペレータがレボルバー４を回転してミラー４Ｄと対物レ
ンズ４Ａ，４Ｂとを切り換えることにより、試験片Ｔの
拡大像および直接観察した場合と同様の反射像がモニタ
８に交互に表示される。このため、レボルバー４を切り
換えることにより、オペレータは直接観察した場合と同
様の試験片の反射像と、拡大像とをモニタ８により交互
に観察することができ、これにより試験片を直接観察す
ることなく試験片Ｔ上に計測点の設定を行うことができ
る。なお、遠隔操作の場合、レボルバー４やステージ３
は遠隔操作することができるように構成される。

【００１８】手動で硬度計を操作する場合にも、オペレ
ータはレボルバー４を手動で切り換えてモニタ８に表示
される試験片Ｔの反射像および拡大像を観察するのみで
よいため、試験片Ｔおよび接眼レンズ２０あるいはモニ
タ８を交互に観察する必要が無くなるため、オペレータ
の負担も軽減する。

【００１９】なお、上述した実施例においてはレボルバ
ー４にミラー４Ｄを設け、試験片Ｔの像をミラー４Ｄに
より反射してモニタ用カメラ７により撮像するようにし
ているが、レボルバー４に拡大率が１倍の対物レンズを
設け、レボルバー４を切り換えて１倍の対物レンズを介
してモニタ８に表示される試験片Ｔの像および５０倍あ
るいは１０倍の対物レンズ４Ａ，４Ｂを介してモニタ８
に表示される試験片Ｔの拡大像を交互に観察して測定点
の設定を行うようにしてもよい。しかしながら、ミラー
４Ｄにより試験片像を反射してモニタ用カメラ７により
撮影した場合の方が、より試験片Ｔの広範囲に亘る反射
像をモニタ８に表示することができるため、より好まし
い。

【００２０】また、上記実施例においては、圧子４Ｃお
よび対物レンズ４Ａ，４Ｂをレボルバー４を回転して測
定点と対向するよう切り換えるようにしているが、圧子
４Ｃおよび対物レンズ４Ａ，４Ｂを直線状の移動機構に
並べ、この移動機構をスライドして測定点と対向するよ
う切り換えてもよい。

【００２１】さらに、上記実施例においては、モニタ８
に試験片Ｔの像と拡大像との双方を表示するようにして
いるが、モニタ８を２台設け、一方のモニタに試験片の
反射像を表示し、他方のモニタに試験片Ｔの拡大像を表
示し、２つのモニタを交互に観察しながら計測点の設定
を行うようにしてもよい。

【００２２】以上の実施例と請求項との対応において、
ＸＹステージ３が移動機構を、レボルバー４が切換機構
を、ミラー４Ｄが反射手段を、モニタ用カメラ７が撮像
手段を、モニタ８が表示手段を構成する。

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る硬度計は、切換手段に対物レンズや圧子と切換可能に
設けられた反射手段により試験片像を反射し、試験片の
反射像を撮像手段により撮影して表示手段に表示するよ
うにしたため、オペレータは切換手段を切り換えて、反
射手段により反射された試験片の反射像および対物レン
ズを介して表示手段に表示された試験片の拡大像を交互
に観察することができるため、これにより硬度計を遠隔
操作する場合であっても、計測点の設定を容易に行うこ
とができる。また、手動で硬度計を操作する場合であっ
ても、オペレータは切換手段を切り換えることにより、
反射手段により反射された試験片の反射像および対物レ
ンズを介して表示手段に表示された試験片の拡大像を交
互に観察することができるため、試験片と拡大像とを交
互に観察する煩雑さが無くなり、オペレータの負担を軽
減することができる。さらに、硬度計の上部には測長部
や圧子に負荷を作用するための負荷機構が設けられてい
るが、反射手段により試験片像を硬度計の側方に反射す
るようにしたため、撮像手段の設置場所に困ることもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による硬度計の一実施例を示す図

【図２】図１の硬度計のレボルバーを説明するもので、
（ａ）が正面図、（ｂ）が圧子、対物レンズおよびミラ
ーの配置を示す図

【図３】図１の硬度計の負荷機構を示す図

【図４】図１の硬度計の光学系を示す図

【符号の説明】

１ 試験機本体 ２ 載置台 ３ ＸＹステージ ４ レボルバー ４Ａ，４Ｂ 対物レンズ ４Ｃ 圧子 ４Ｄ ミラー ５ 負荷機構 ６ 測長部 ７ モニタ用カメラ ８ モニタ ９ 撮影用カメラ ２０ 接眼レンズ Ｔ 試験片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験片に試験荷重をかけてその表面に圧
   痕を形成する圧子と、この圧子と対向配置されて前記試
   験片を載置する載置台と、この載置台に設けられ、前記
   試験片上の複数の計測点で圧痕を形成するために前記試
   験片を移動する移動機構と、前記試験片を観察するため
   の少なくとも１つの対物レンズを有する測長部と、該少
   なくとも１つの対物レンズおよび前記圧子のうちいずれ
   か１つを前記計測点と対向させるように切り換える切換
   機構とを備えた硬度計において、前記切換機構により切
   り換えられて前記計測点と対向するよう設けられた、前
   記試験片像を該試験片の側方へ反射する反射手段と、こ
   の反射手段により反射された前記試験片像を撮像するた
   めの撮像手段と、この撮像手段により撮像された試験片
   像を可視像として表示する表示手段とをさらに備えたこ
   とを特徴とする硬度計。