JPS59221638A - Sample fixing type hardness tester - Google Patents

Sample fixing type hardness tester

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JPS59221638A
JPS59221638A JP9638983A JP9638983A JPS59221638A JP S59221638 A JPS59221638 A JP S59221638A JP 9638983 A JP9638983 A JP 9638983A JP 9638983 A JP9638983 A JP 9638983A JP S59221638 A JPS59221638 A JP S59221638A
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JP
Japan
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sample
load
spring
hardness tester
sample holder
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JP9638983A
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Japanese (ja)
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JPS6243129B2 (en
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Shozo Iwasaki
岩崎 昌三
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Akashi Seisakusho KK
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Akashi Seisakusho KK
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Publication of JPS6243129B2 publication Critical patent/JPS6243129B2/ja
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40Investigating hardness or rebound hardness
    • G01N3/42Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
    • G01N3/44Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid the indentors being put under a minor load and a subsequent major load, i.e. Rockwell system

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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PURPOSE:To press a sample and to impose simply both preliminary and testing loads only by up-and down operations of a beam, by providing two plate springs to the ascending and descending beam and pressing a load shaft by the plate springs. CONSTITUTION:A base 2 for receiving sample is provided on a bed 1, and the sample 13 is laid thereon. Screw shafts 4 are provided to a supporting frame 3, and a beam 5 is provided to the shaft 4. The beam 5 ascends and descends by a revolution of the shaft 4. Plate springs 11a, 11b are provided by interposing them among shafts 6a, 6b, 6c in the beam 5. When a pressing plate 12 is pressed by a spring 8 through levers 7 to lower the beam 5, the sample 13 is pressed down by an energized force of the spring 8. If the beam 5 is furthermore lowered, the preliminary load is applied by the spring 11a. Next, if the beam 5 is furthermore lowered, an energized force of the spring 11b is added to apply the testing load.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、荷重軸下端の圧子の試料への侵入深さによっ
て硬さの測定を行なう硬度計に関し、特に試料を試料受
台上へ押え(=i i士、試料を固定してから試料の硬
さを測定できるようにした試料固定式硬度計に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a hardness tester that measures hardness based on the depth of penetration of an indenter at the lower end of a load axis into a sample, and in particular, the present invention relates to a hardness tester that measures hardness based on the depth of penetration of an indenter at the lower end of a load axis into a sample. This invention relates to a sample-fixed hardness meter that can measure the hardness of a sample after fixing it.

従来より、試料への圧子の侵入量の計測に誤差が生じな
いように、試料を試料受台上へ押えイ;1けて、試料を
固定ビてから、試料に予備荷重および本荷重を順次かけ
てゆく試料固定式硬度計が提案されている。
Conventionally, in order to avoid errors in measuring the amount of penetration of the indenter into the sample, the sample is held down on the sample holder; after the sample is fixed, a preliminary load and a main load are sequentially applied to the sample. A sample-fixed hardness tester has been proposed.

しかしながら、従来のこの種の試料固定式硬度計では、
荷重負荷機構を複数組必要とし、これにより試料の押し
付けから予備荷重を経て試験荷重の負荷に至るまでの操
作が、荷重負荷機構相互の負荷タイミングなどの関係で
複雑になるという問題点がある。
However, with this type of conventional sample-fixed hardness tester,
This method requires multiple sets of load-applying mechanisms, and as a result, the operations from pressing the sample through preliminary loading to applying a test load are complicated due to the relationship between the load-applying mechanisms and the timing of their loads.

また、変位検出機構や荷重検出機(冑が複雑であるため
、コスト高を招くという問題点もある。
There is also the problem that the displacement detection mechanism and load detection device (armor) are complicated, leading to high costs.

本発明は、これらの問題点を解決しようとするもので、
硬度計本体に沿い上下刃向に駆動されるビームを下降お
よび上昇させてゆくだけで、試料の押し伺けがら予備荷
重および試験荷重の負荷に至るまでの一連の操作および
その逆の一連の操作を行なえるようにするとともに、2
枚の板ばねを用いることにより予備荷重と試験荷重とを
正確に負荷できるようにした、試料固定式硬度計を提供
することを目的とする。
The present invention aims to solve these problems.
By simply lowering and raising the beam that is driven vertically along the hardness tester body, a series of operations from pushing the sample to applying preload and test load, and vice versa, can be performed. 2.
An object of the present invention is to provide a sample-fixed hardness tester that can accurately apply a preload and a test load by using two leaf springs.

このため、本発明の試料固定式硬度計は、試料受台の一
1z方において、硬度計本体に沿い」二下方向に駆動さ
れるビームと、同ビームの支持部に上方から支持されて
同ビームとの間で相対的に上下動可能に設けられた筒状
の試料押えイτ1け部材と、同試料押え付は部材に支持
されこれと同軸的に且つこの試料押え付は部材から独立
して上下動可能に設けられた荷重軸とをそなえるととも
に、上記の荷重軸および試料押え伺は部材のうちの一力
にこれらの中心軸線に沿うように一体に取りfτjけら
れた変位検出器と、他力に一体に取り付けられ」1記変
位検出器に接触する接触部材とをそなえ、上記荷重軸を
介して予(11i1荷重と試験荷重とを負荷すべく、上
記ビームに沿い上下2段に配設されて上記荷重軸の」二
端部を押圧しうる一対の板ばJコが設けられたことを持
金としている。
For this reason, the sample-fixed hardness tester of the present invention has a beam that is driven downward along the hardness tester body in the 11z direction of the sample holder, and a beam that is supported from above by the support section of the beam. A cylindrical sample holding member is provided to be movable up and down relative to the beam, and the sample holding member is supported by the member and coaxially therewith, and this sample holding member is independent from the member. The load shaft and the sample holder are provided with a displacement detector fτj that is integrally attached to one of the members along the central axis of the load shaft and the sample holder. , a contact member that is integrally attached to the external force and contacts the displacement detector 1, and in order to apply a preload and a test load through the load axis, the The holder is provided with a pair of plates that are arranged and can press the two ends of the load shaft.

以下、図面により本発明の一実施例としての試料固定式
硬度計について説明すると、第1図はその正面図、12
図は第1図のi部を拡大し°て示す部分図、第3図はt
jSi図の■−■矢視線から見た拡大断面図、第4図は
そのビームを案内する機構を説明するための部分斜視図
、第5図はその圧子近傍の拡大図、第6図はその動作タ
イミング図、第7図はその計測系を示すブロック図であ
る。
Hereinafter, a sample-fixed hardness tester as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.
The figure is an enlarged partial view of part i in figure 1, and figure 3 is a partial view showing part i in figure 1.
Fig. 4 is a partial perspective view for explaining the mechanism that guides the beam, Fig. 5 is an enlarged view of the vicinity of the indenter, and Fig. 6 is an enlarged cross-sectional view of Fig. The operation timing diagram, FIG. 7, is a block diagram showing the measurement system.

第1図に示すように、ベンド1上には剛固に門型の支持
枠3が立設されており、これらのベッド1や支持枠3で
硬度計本体Hが構成さhる。
As shown in FIG. 1, a gate-shaped support frame 3 is rigidly erected on the bend 1, and the bed 1 and the support frame 3 constitute a hardness tester main body H.

また、ベッド1上には、試料受台2が設けられており、
この試料受台2」二に、試料13が載置されるようにな
っている。
In addition, a sample holder 2 is provided on the bed 1.
A sample 13 is placed on this sample holder 2''.

さらに、支持枠3の両内側部には、上下方向に延在する
ねし軸4が設けられており、これらのねじ軸4はベッド
1内に設けられた減速(幾構を介しクラッチ付外モータ
ー102(第7図参照)によって同方向に同期回転せし
められるようになっている。
Further, screw shafts 4 extending vertically are provided on both inner sides of the support frame 3. They are synchronously rotated in the same direction by a motor 102 (see FIG. 7).

そして、これらのねじ軸4には、第4図に示すごとく、
案内片30付外のナツト29が螺合しており、各案内片
30は支持枠3の案内溝3aに嵌合されていて、これら
の案内片30相互間には、ビームとしての支持板5が一
対装架されている。
As shown in FIG. 4, these screw shafts 4 are provided with
A nut 29 outside the guide piece 30 is screwed together, each guide piece 30 is fitted into a guide groove 3a of the support frame 3, and a support plate 5 as a beam is inserted between these guide pieces 30. A pair of them are installed.

これによりこれらの支持板5は一木となって、試料受台
2の上方において、硬度計本体Hに沿い上下方向に駆動
される。
As a result, these support plates 5 are driven as one in the vertical direction along the hardness meter main body H above the sample holder 2.

ところで、第3図に示すごとく、支持板5,5間には、
案内部利28が設けられており、この案内部材28の上
下に貫通した案内部には、筒状の試料押え付は部材27
が上下方向に移動可能に嵌装されている。
By the way, as shown in FIG. 3, there is a space between the support plates 5, 5.
A guide portion 28 is provided, and a cylindrical sample holding member 27 is provided on the guide portion passing through the guide member 28 above and below.
is fitted so as to be movable in the vertical direction.

そしてこの試料押え利は部材27の上端には、連結板2
6がボルト等によって固定されており、連結板26の下
面が案内部材28の」二端支持部28gに支持されてい
る。これにより試料押え利は部材27は連結板26を介
して上方から支持板541」きの案内部材28に支持さ
れていることになる。
The sample presser is attached to the connecting plate 2 at the upper end of the member 27.
6 are fixed with bolts or the like, and the lower surface of the connecting plate 26 is supported by the second end support portion 28g of the guide member 28. As a result, the sample presser member 27 is supported from above via the connecting plate 26 by the guide member 28 located on the support plate 541.

なお、試料押えイ旧す部ヰJ27の下部には、所定の長
さを有する筒状の試料押えイ」け部15がボルト等によ
って固定されている。
A cylindrical sample holding part 15 having a predetermined length is fixed to the lower part of the sample holding part J27 with a bolt or the like.

試料押えトjけ部1H27内には、これと同軸的に荷重
軸19が嵌装されており、この荷重軸19の中間部には
、円錐状膨大受部19aが形I&されていて、この受部
19a下側の7ランジ状ぼね受面と、試料押え付は部1
5のばね受面との間には、荷重軸19を上方へ付勢する
ばね18が介装されている。
A load shaft 19 is fitted coaxially into the sample holding part 1H27, and a conical enlarged receiving part 19a is formed in the shape of I& in the middle part of this load shaft 19. The 7-lunge-shaped spring receiving surface on the lower side of the receiving part 19a and the sample holding part are in part 1.
A spring 18 that urges the load shaft 19 upward is interposed between the spring receiving surface 5 and the spring receiving surface 5 .

そして、このばね18によって荷重軸19の受部19a
は下方から試料押え付は部材27のストッパ部27gに
当接せしめられ、これにより荷重軸19は上方への移動
を規制されながら試料押え付は部材27に支持されるよ
うになっている。したがってばね18に抗して荷重軸1
9を押し下げることにより、荷重軸19を試料押えイ」
け部材27から独立して下降させることができる。なお
押し下げ力を緩めると、ばね18の付勢によって、荷重
軸19は上昇する。
Then, by this spring 18, the receiving portion 19a of the load shaft 19
The sample holder is brought into contact with the stopper portion 27g of the member 27 from below, so that the sample holder is supported by the member 27 while the load shaft 19 is restricted from moving upward. Therefore, the load axis 1 resists the spring 18.
By pushing down the load shaft 19, the sample can be held down.
It can be lowered independently from the retaining member 27. Note that when the push-down force is relaxed, the load shaft 19 rises due to the bias of the spring 18.

また、荷重軸19の下端には、第3,5図に示すごとく
、圧子14が試料押えイ;1け部15内に入り込んだ状
態で装着されている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 5, an indenter 14 is attached to the lower end of the load shaft 19 so as to be inserted into the sample holding part 15.

試料押え付は部材27付きの連結板26には、4本の連
結棒25を介して変位計支持材24が取り付けられてお
り、さらにこの変位計支持材24を介して、変位計(変
位検出器)9が取り付けられている。そして、この変位
計9は試料押えイ4け部材2′iの中心軸線に沿うよう
に配設される。
A displacement meter support 24 is attached to the connecting plate 26 with the sample holding member 27 via four connecting rods 25, and a displacement meter (displacement detection 9 is attached. The displacement meter 9 is arranged along the central axis of the sample holding member 2'i.

また、荷重軸19の上端には、連結板20が取り付けら
れており、この連結板20には、4本の連結棒25を介
して連結板20と同形状の連結板22が取1)付けられ
ており、この連結板22に、変位計9に下方から接触す
る接触片(接触部材)23が設けられている。
Further, a connecting plate 20 is attached to the upper end of the load shaft 19, and a connecting plate 22 having the same shape as the connecting plate 20 is attached to the connecting plate 20 via four connecting rods 25. The connecting plate 22 is provided with a contact piece (contact member) 23 that contacts the displacement meter 9 from below.

支持板5,5間には、その長手方向に沿い第1板ばね1
3.aおよび第2板ばね11−bが」1下2段に亘り配
設されている。そしてこれらの板ばね]、1a、11b
はその両端部が11.4図に示すごとく3本の軸6a、
6b。
A first leaf spring 1 is disposed between the support plates 5 and 5 along the longitudinal direction thereof.
3. a and the second leaf spring 11-b are disposed over two levels below ``1''. and these leaf springs], 1a, 11b
has three shafts 6a at both ends as shown in Figure 11.4,
6b.

6cに挾持されるようにして支持板5に支持されている
It is supported by the support plate 5 in such a way as to be sandwiched by the support plate 6c.

また、第1〜4図に示すごとく、支持板5,5間には、
一対の板ばね11a、llbのうち上方の板ばね(第2
板ばね11b)の中間部(中央部)を下方から支持する
支持棒31が介装されており、この支持棒31は支持板
5に形成された長穴5aに沿い案内されるように配設さ
れている。
Moreover, as shown in FIGS. 1 to 4, between the support plates 5 and 5,
The upper leaf spring (second
A support rod 31 is interposed to support the intermediate portion (center portion) of the leaf spring 11b from below, and the support rod 31 is arranged so as to be guided along an elongated hole 5a formed in the support plate 5. has been done.

さらに、支持棒31が第2板ばね11bの中央部をやや
持ち上げた状態で第2板ばね11bを支持でこるように
、支持棒31は長穴5aに嵌め込まれた枕部材32に支
持されている。これにより第2板ばね11bに予備変形
が与えられる。
Further, the support rod 31 is supported by a pillow member 32 fitted into the elongated hole 5a so that the support rod 31 can support the second leaf spring 11b with the center portion of the second leaf spring 11b slightly lifted. There is. This gives preliminary deformation to the second leaf spring 11b.

なお、第1板ばねllaは予備荷重負荷用に使用され、
試験荷重は、第1板ばねIlaと第2板ばねllbとで
与えられる。
Note that the first leaf spring lla is used for preload loading,
The test load is applied by the first leaf spring Ila and the second leaf spring Ilb.

したがって第1板ばねllaのばね定数は、第2板ばね
11bのそれよりも、小さく設定されている。
Therefore, the spring constant of the first leaf spring lla is set smaller than that of the second leaf spring 11b.

ところで、第1板ばねllaの長手方向中央部の下側に
は、荷重軸19上端に面しかつ荷重軸19の中心軸線に
沿うように、ロードセル(荷重検出器)10が取り付け
られている。これによりこのロードセル10は、支持板
5に第1板ばねllaを介して弾性的に支持されている
ことになり、更に支持板5の下降に伴いロードセル10
が荷重軸19に当接して荷重が伝達されると、このロー
ドセル10により予備荷重状態から試験荷重状態へ至る
負荷荷重を検出できるようになっている。
By the way, a load cell (load detector) 10 is attached to the lower side of the longitudinal center portion of the first leaf spring lla so as to face the upper end of the load shaft 19 and to extend along the central axis of the load shaft 19. As a result, the load cell 10 is elastically supported by the support plate 5 via the first leaf spring lla, and as the support plate 5 descends, the load cell 10
When the load cell 10 comes into contact with the load shaft 19 and a load is transmitted, the load cell 10 can detect the applied load from the preload state to the test load state.

試料押え付は部材27の下部には、円錐状膨大受部27
1)が形成されており、この受部27b上には、同じく
円錐状受面を有する押え付は板(押え付は中間部材)1
2が設けられている。
At the bottom of the member 27 for holding the sample, there is a conical enlarged receiving part 27.
1) is formed, and on this receiving portion 27b is a plate 1 with a presser (the intermediate member with the presser) also having a conical receiving surface.
2 is provided.

また、両支持板5の外側面には、それぞれ対向する左右
−・対のし型レバー7が枢着されており、左右レバー7
の長アーム部間には、収縮ばね8が介装されている。(
第1図参照) さらに、支持板5をはさんで対向する左および右のレバ
ー7の短アーム部間には、ローラー16付きの軸17が
装架されてお1)、この軸17のローラー16#f押え
(すは板12上に当接している。
Further, a pair of left and right levers 7 facing each other are pivotally attached to the outer surfaces of both support plates 5, and left and right levers 7 are mounted on the left and right levers 7.
A contraction spring 8 is interposed between the long arms. (
(See Figure 1) Furthermore, a shaft 17 with a roller 16 is mounted between the short arms of the left and right levers 7 that face each other with the support plate 5 in between (1). 16#f presser foot is in contact with the plate 12.

これによI月nコ8による(=j勢力を、レバー7によ
り拡大して、押えイ+1け板12へ伝達することができ
る。
As a result, the force of I/n (=j) can be magnified by the lever 7 and transmitted to the presser foot plate 12.

なお、支持板5には、ばね8による収縮によりレバー7
が所定姿勢よりも更にばね8の収縮方向に回動するのを
防止するために、ストッパビン33が突設されており、
これによりレバー7を介し押え付は板12へ伝達される
ばね8による付勢力を所定値以上に保持できる。
Note that a lever 7 is attached to the support plate 5 due to contraction by a spring 8.
In order to prevent the spring 8 from rotating further in the contraction direction of the spring 8 than the predetermined position, a stopper bin 33 is provided protrudingly.
Thereby, the biasing force of the spring 8 transmitted to the plate 12 via the lever 7 can be maintained at a predetermined value or more.

ところで、変位計9およびロードセル10からの検出信
号は、第7図に示すごとく、インターフェース100を
介して、ねじ軸4の駆動用モーター102やクラッチの
ための制御部101や、試料のブリネル硬さtl Bを
演算し、表示し更に記録する演算・表示・記録部103
へ送られるようになっている。
By the way, as shown in FIG. 7, the detection signals from the displacement meter 9 and the load cell 10 are sent to the drive motor 102 of the screw shaft 4, the control unit 101 for the clutch, and the Brinell hardness of the sample via the interface 100. Calculation/display/recording unit 103 that calculates, displays, and records tlB
It is now sent to.

そして、モーター制御部101は、変位および荷重の各
検出信号を受けて測定変位や荷重に応じ、モーター10
2や図示しないクラッチを制御することにより、vJ6
図に示すような荷重F、変位×および押し付は力fの各
特性A、B、Cを実現する。
Then, the motor control unit 101 receives each displacement and load detection signal and controls the motor 10 according to the measured displacement and load.
By controlling 2 and a clutch (not shown), vJ6
The load F, displacement x, and pressing as shown in the figure realize the characteristics A, B, and C of force f.

また、演算・表示・記録部103は、変位Xに対応する
検出信号を受けて、これに基づき次式を演算して試料の
ブリネル硬さHBを計算し、更にその結果を表示、記録
する。
Further, the calculation/display/recording unit 103 receives the detection signal corresponding to the displacement X, calculates the Brinell hardness HB of the sample by calculating the following equation based on the detection signal, and further displays and records the result.

HB=(A/Δx)十B ここで、ΔX(−は本硬度計の一連の操作によって摺ら
れる前後2回の予備荷重負荷時における圧子14の変位
Xの差である。
HB=(A/Δx)×B Here, ΔX(- is the difference in the displacement X of the indenter 14 when preload is applied two times before and after sliding by a series of operations of this hardness tester.

また、A、Bは実験により得られる定数で、例えば予イ
iii荷重を3 (1) OkgF +試験荷重を30
00kgL圧子14の直径をlf)mu+とすると、A
≠47 t B ’= 66なる定数となる。
In addition, A and B are constants obtained through experiments, for example, if the pre-III load is 3 (1) OkgF + test load is 30
If the diameter of the 00kgL indenter 14 is lf)mu+, then A
The constant is ≠47 tB'=66.

」二連の構成により、試料のブリネル硬さHBを測定す
るには、まず試料受台2−にに、所望の試料13を載置
する。
In order to measure the Brinell hardness HB of a sample using the double configuration, a desired sample 13 is first placed on the sample holder 2-.

その後は、第6図に示すタイミング図にしたがってモー
ター102の回転状態(クラッチの接置状態を含む)を
制御しながらこれを駆動してゆく。まず時間t0〜し、
の間は、モーター]、 02をはやく回して、支持板5
を高速で下降させてゆく。その復時n1lt+ になつ
jこところ、すなわち試料押え刊は部15の下端が試料
13の表面近くになったところで、モーター102の速
度をおとす。これにより、支持板5が低速で下降してゆ
(。
Thereafter, the motor 102 is driven while controlling its rotational state (including the engaged state of the clutch) according to the timing chart shown in FIG. First, from time t0,
During this time, turn the motor] and 02 quickly to remove the support plate 5.
descending at high speed. When n1lt+ is reached at the time of return, that is, when the lower end of the specimen holder 15 comes close to the surface of the specimen 13, the speed of the motor 102 is reduced. As a result, the support plate 5 is lowered at a low speed.

そして時間t9時点で、試料押え付は部15の下端が試
料13の表面に当接する。これによって試料押え付は部
材27付きの連結板26が案内部材28から離れるため
、ばね8による旧勢力がレバー7により拡大されて押え
付は板12および試料押え付は部15を介して試料表面
にかかり、時間t3になると完全に拡大されたばね付勢
力が試料13にかかる。これにより試料13の裏面の凹
凸がつぶれて試料13が固定される。
Then, at time t9, the lower end of the sample holding section 15 comes into contact with the surface of the sample 13. As a result, the connecting plate 26 with the sample holding member 27 separates from the guide member 28, so that the old force by the spring 8 is expanded by the lever 7, and the sample holding force is applied to the sample surface via the plate 12 and the sample holding member 15. At time t3, a fully expanded spring biasing force is applied to the sample 13. As a result, the unevenness on the back surface of the sample 13 is crushed and the sample 13 is fixed.

なお時間t2の時点で、押しイ1け力fが急に立上がる
のは、ストッパビン33によって、ばね8による(=1
勢力が所定値よりも小さくならないように構成されてい
るからであり、これにより所望の押し付は力(この実施
例では1700kgf)を短時間のうちにかけることが
できる。
Note that at time t2, the sudden rise of the push force f is caused by the stopper pin 33 and the spring 8 (=1
This is because the structure is such that the force does not become smaller than a predetermined value, so that the desired pressing force (1700 kgf in this embodiment) can be applied in a short time.

さらに支持板5が下がってゆくと、時間t4でロードセ
ル10が荷重軸19に当接し、その緩徐々に荷重軸19
が下がってゆく。このとき荷重軸19の姿勢保持はロー
ドセル10によって行なわれている。そして圧子14が
試料表面を押して時間t5で予備荷重がかかった状態と
なる。
As the support plate 5 further lowers, the load cell 10 comes into contact with the load shaft 19 at time t4, and gradually
is going down. At this time, the attitude of the load shaft 19 is maintained by the load cell 10. Then, the indenter 14 presses the sample surface, and a preload is applied at time t5.

このと外、モーター102を一旦停止させて、予備荷重
状態を保持したまま、変位計9のゼロセットを行なら。
In addition, if you temporarily stop the motor 102 and zero-set the displacement meter 9 while maintaining the preload state.

この状態では、第2坂ばね11bによる付勢力は作用し
ておらず、第1板ばねl1gによる付勢力や荷重軸J9
の重量等が、荷重軸19および圧子14を介し試料表面
に作用している。
In this state, the biasing force by the second slope spring 11b is not acting, and the biasing force by the first leaf spring l1g and the load axis J9 are not acting.
The weight of the sample is applied to the sample surface via the load shaft 19 and the indenter 14.

上記のゼロセット完了後(時間し。時点)は、再度モー
ター102を低速駆動させて、支持板5を下降させてゆ
く。これにより試料13に荷重がかかつてゆくと同時に
、変位計9の出力も変わってゆく。そして時間L7を経
て時間し、のとき、試験荷重がかかった状態となる。
After the above-mentioned zero setting is completed (at the time point), the motor 102 is driven at low speed again to lower the support plate 5. As a result, as the load increases on the sample 13, the output of the displacement meter 9 also changes. Then, after a period of time L7, a test load is applied.

この状態では、第1板ばねllaの(tJ勢力や荷重軸
19の重量等に加えて第2板ばね11bによるイ]勢力
も作用する。
In this state, in addition to the tJ force and the weight of the load shaft 19, the force of the second leaf spring 11b also acts.

なお、時間し、の時点で、荷重Fが急に立上がるのは、
支持棒31によって第2板ばねllbに予411変形が
与えられているからであり、これにより所望の試験荷重
を短時間のうちにかけることができる。
In addition, the sudden rise of the load F at time , is due to
This is because the second leaf spring llb is pre-deformed by 411 by the support rod 31, so that a desired test load can be applied in a short time.

この状態で、試料押し付は力の合計は、予備荷重時と試
験荷重時との姿勢変化が硬さ測定上許容される程度とな
るように極力大きな荷重となるように設定されている。
In this state, the total force for pressing the sample is set to be as large as possible so that the change in posture between the preliminary load and the test load is tolerable for hardness measurement.

そして、このときモーターを再度一旦停止させて、試験
荷重状態を保持し、その後モーター102を逆方向に低
速駆動させて、支持板5を上昇させてゆくことにより、
時開tt Itl。を経て時開tl+で再度予備荷重が
かかった状態となる。
At this time, the motor is temporarily stopped again to maintain the test load state, and then the motor 102 is driven in the opposite direction at low speed to raise the support plate 5.
Time opening tt Itl. After that, a preload is applied again at time opening tl+.

このとき、モーター102を一旦停止させて、予備荷重
状態を保持したまま、変位計9によって変位Xを検出す
る。
At this time, the motor 102 is temporarily stopped and the displacement X is detected by the displacement meter 9 while maintaining the preload state.

なおこの状態では、前述のごとく、第2板ばねllbに
よる(fJ勢力は作用していないが、試料13の塑性変
形により、前後2回の予備荷重時における圧子14の変
位に差が生じている。そしてこの変位差ΔX(実際は第
1回目の予備荷重状態で変位計9のゼロセットを行なっ
ているので、第2面目の予備荷重時の変位がこの変位差
に相当する。)に基づき、前記のHB=(A/ΔX)十
Bなる式の演算が行なわれ、この演算結果に基づ外、ブ
リネル硬さHBが表示・記録されることになる。
In this state, as mentioned above, the (fJ force) exerted by the second leaf spring llb is not acting, but due to the plastic deformation of the sample 13, there is a difference in the displacement of the indenter 14 during the two preloads before and after preloading. Then, based on this displacement difference ΔX (actually, the displacement meter 9 is zero-set in the first preload state, the displacement of the second surface during preload corresponds to this displacement difference). The formula HB=(A/ΔX)×B is calculated, and based on the result of this calculation, the Brinell hardness HB is displayed and recorded.

なお、演算終了後の所望の時間L12で、モーター10
2が更【こ高速で回転せしめられる。
Note that at a desired time L12 after the completion of the calculation, the motor 10
2 is rotated at a higher speed.

これにより、まずロードセル10が離れるとともに、変
位計9が接触片23から離れ(時間115時点)、最後
に時間L14時点で、試料押え(;Iけ部15の下端が
試料13から離れはじめ、時11肌、5時点で、試料押
え付は部15が試料13から完全に離れる。
As a result, first, the load cell 10 separates, and the displacement meter 9 separates from the contact piece 23 (at time 115), and finally, at time L14, the lower end of the sample holder 15 begins to separate from the sample 13, and at time At the 11th point, at time 5, the sample holding part 15 is completely separated from the sample 13.

そして、時間tlf+時点で、モーター102を停止さ
せることにより、硬さ測定操作が完了するが、以上の操
作はすべて自動で行なわれる。
Then, at time tlf+, the hardness measurement operation is completed by stopping the motor 102, but all of the above operations are performed automatically.

また、変位計9を荷重軸19側に一体に取り付け、接触
片23を試料押え(=Iけ部材27111に一体に取す
イ1けてもよい。
Alternatively, the displacement meter 9 may be integrally attached to the load shaft 19 side, and the contact piece 23 may be integrally attached to the sample holder (=I-holder member 27111).

以上詳述したように、本発明の試料固定式硬度計によれ
ば、次のような効果ないし利点が得られる。
As described in detail above, the fixed sample hardness tester of the present invention provides the following effects and advantages.

(1)試料の押え付け、予備荷重負荷および試験荷重負
荷の操作がビームを下降させてゆくだけで笑現でき、操
作の単純化をはかれるため、自動化も容易である。
(1) The operations of holding down the sample, applying a preliminary load, and applying a test load can be accomplished simply by lowering the beam, simplifying the operations and facilitating automation.

(2)ビームに沿い上下2段に一対の板ばねが配設され
ているので、これらの板ばねのうち下刃のものでまず予
備荷重をかけ、ついで上方のものも加えて試験荷重をか
けることができ、これにより予備荷重および試験荷重の
双方をそれぞれ正確に負荷することができる。
(2) A pair of leaf springs are arranged in two stages, upper and lower, along the beam, so first apply a preload to the lower leaf spring, then apply a test load to the upper leaf spring. This allows both the preload and the test load to be applied accurately.

(3)予備荷重状態から一旦試験荷重をかけたのちに再
度予備荷重状態に戻し、前後の予備荷重状態量の相対変
位に基づいて硬さ測定が行なわれるので、変位検出系の
予備荷重時と試験荷重時との歪量に起因する誤差分がキ
ャンセルされ、測定精度をあげることがで鰺る。
(3) After the test load is applied from the preload state, the hardness is measured again based on the relative displacement of the preload state quantities before and after the preload state. The error caused by the amount of distortion compared to the test load is canceled out, improving measurement accuracy.

(4)変位検出器が、試料押えイ」け部材および荷重軸
の中心軸線に沿って配設されるように、硬度計内に組み
込まれているので、簡素な構成で、相対変位を高い精度
で検出すること−>fできる。
(4) The displacement detector is built into the hardness tester so that it is placed along the central axis of the sample holding member and the load shaft, so it has a simple configuration and can measure relative displacement with high accuracy. It can be detected by −>f.

(5)大型の試料にも容易に適用でき、またブリネル硬
さの測定にも容易に適用できる。
(5) It can be easily applied to large samples and also to the measurement of Brinell hardness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明の一実施例としての試料固定式硬度計を示す
もので、第1図はその正面図、第2図は第1図の■部を
拡大して示す部分図、153図は11図のI−1矢視線
から見た拡大断面図、m4図はそのビームを案内する槻
構を説明するための部分斜視図、第5図はその圧子近傍
の拡大図、第6図はその動作タイミング図、!ll′S
7図はその計測系を示すフロック図である。 1・・ベッド、2・・試料受台、3・・支持枠、3a・
・案内溝、4・・ねじ軸、5・・ビームとしての支持板
、5a・・長穴、6a、61)、6c・・軸、7・・レ
バー、8・・ばね、9・・変位検出器としての変位計、
10・・荷重検出器としてのロードセル、11.a、 
11b・・板ばね、12・・押え(=Iけ中間部材とし
ての押えイ′−1け板、13・・試料、14・・圧子、
15・・試料押えイ」け部、16・・ローラー、17・
・軸、18・・ばね、19・・荷重軸、19a・・受部
、20・・連結板、21・・連結棒、22・・連結板、
23・・接触部材としての接触片、24・・変位計支持
材、25・・連結棒、26・・連結板、・27・・試料
押え付は部材、27a、27b・・受部、28・・案内
部材、28a・・支持部、29・・ナツト、3o・・案
内片、31・・支持棒、32・・枕部材、33・・スト
ッパピン、100・・インターフェース、1oi・中割
鉤部、1.02・・モーター、103・・演算・表示・
記録部、トI・・硬度計本体。 代理人 弁理士 飯沼義彦 第1図 一■ 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 BfFl’JI − 第7図
The figures show a sample-fixed hardness tester as an embodiment of the present invention. Fig. 1 is a front view thereof, Fig. 2 is an enlarged partial view of the section ■ in Fig. 1, and Fig. 153 is a 11 Figure m4 is a partial perspective view for explaining the indenter structure that guides the beam, Figure 5 is an enlarged view of the vicinity of the indenter, and Figure 6 is its operation. Timing diagram! ll'S
FIG. 7 is a block diagram showing the measurement system. 1. Bed, 2. Sample holder, 3. Support frame, 3a.
・Guide groove, 4. Screw shaft, 5. Support plate as beam, 5a. Long hole, 6a, 61), 6c. Shaft, 7. Lever, 8. Spring, 9. Displacement detection. Displacement meter as a device,
10... Load cell as a load detector, 11. a,
11b...plate spring, 12...presser foot (=I'-1 plate as intermediate member, 13...sample, 14...indenter,
15. Sample holding part, 16. Roller, 17.
・Shaft, 18... Spring, 19... Load shaft, 19a... Receiving part, 20... Connecting plate, 21... Connecting rod, 22... Connecting plate,
23... Contact piece as a contact member, 24... Displacement meter support material, 25... Connecting rod, 26... Connecting plate, 27... Sample holding member, 27a, 27b... Receiving part, 28... - Guide member, 28a... Support part, 29... Nut, 3o... Guide piece, 31... Support rod, 32... Pillow member, 33... Stopper pin, 100... Interface, 1oi - Split hook part. , 1.02...Motor, 103...Calculation/Display/
Recording section, I... Hardness tester body. Agent Patent Attorney Yoshihiko Iinuma Figure 1 Figure 1 ■ Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 BfFl'JI - Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (])試料受台の」一方において、硬度計本体に沿い上
下方向に駆動されるビームと、同ビームの支持部に上方
から支持されて同ビームとの間で相対的に上下動可能に
設けられた筒状の試料押えイリは部材と、同試料押えイ
;1け部材に支持されこれと同軸的に且つこの試料押え
利は部材から独立して上下動可能に設けられた荷重軸と
をそなえるとともに、上記の荷重軸および試料押えイ;
1け部材のうちの一方にこれらの中心軸線に沿うように
一体に取すイτ1けられた変位検出器と、他力に一体に
取INτ1けられ上記変位検出器に接触する接触部材と
をそなえ、上記荷重軸を介して予(11荷重と試験荷重
とを負荷すべ(、上記ビームに沿い上下2段に配設され
て上記荷重軸の上端部を押圧しうる一対の板ばねが設け
られたことを特徴とする、試料固定式硬度計。 (2)上記試料押え付は部材の下部に円錐状受部が形成
されるとともに、同受部に上方から押え(=jけ中間部
材が設けられ、且つ、上記ビームに枢着されたL型レバ
ーと、これを付勢するばねとが設けられて、同ばねによ
る付勢力が上記レバーにより拡大されて上記押え付は中
間部材へ伝達されるように構I&された、特許請求の範
囲第1項に記載の試料固定式硬度計。 (3)上記レバーを介し上記押えイ」け中間部材へ伝達
される上記ばねによる付勢力を所定値以上に保持すべく
、上記レバーの回動を規制するストッパビンが設けられ
た、特許請求の範囲第2項に記載の試料固定式硬度計。 (4)上記荷重軸を上方へ付勢するばねが上記の荷重軸
と試料押え付は部材との開に介装されるとともに、上記
荷重軸の中間部に、上記試料押え付は部イイのストッパ
部に下方から当接して同荷重軸の上方への移動を規制す
べく、円錐状受部が形成された、特許請求の範囲第1項
に記載の試料固定式硬度計。 (5)上記一対の板ばねのうち上方の板ばねに予備変形
を(=]与すべく、上記上方の板ばねの中間部をやや持
ち」二げろように上記上方の板ばねを下方から支持する
支持棒力吐記ビームに設けられて、同支持棒が、その上
方・\の移動を8″[容せしめられるべく、上記ビーム
に形成された長穴に沿い案内されるように配設された、
特許請求の範囲第1項に記載の試料固定式(6)上記変
位検出器からの検出(g号によって得られる前後2回の
予備荷重負荷時における変位の差6区に基づき、次式か
ら試料のブリネル硬さHBを演算する演抹器が設けられ
た、特許請求の範囲第1項に記載の試料固定式硬度計。 HI3=(A/Δx)+13 ここでArBは実験により得られる定数
[Claims] () On one side of the sample holder, a beam driven vertically along the hardness tester body and a beam supported from above by the support section of the beam are positioned relative to each other. A cylindrical sample holder is provided so as to be movable up and down, and the sample holder is supported by the member and coaxially therewith, and the sample holder is provided so as to be movable up and down independently of the member. The load shaft and the sample holder are equipped with a
A displacement detector which is integrally attached to one of the two members along the central axis of the two members, and a contact member which is integrally attached to one of the members and comes into contact with the displacement detector. A pair of leaf springs are provided along the beam in two stages, upper and lower, and capable of pressing the upper end of the load shaft. (2) The sample holding device has a conical receiving part formed at the lower part of the member, and an intermediate member is provided in the holding part from above. and an L-shaped lever pivotally connected to the beam, and a spring for biasing the lever, and the biasing force of the spring is amplified by the lever and the pressing force is transmitted to the intermediate member. The sample-fixed hardness tester according to claim 1, which is configured to The sample-fixed hardness tester according to claim 2, further comprising a stopper bin for restricting the rotation of the lever so that the lever is held at The load shaft and the sample holder are interposed between the parts, and the sample holder contacts the stopper part of part 2 from below in the middle of the load axis, and the load shaft is moved upwardly. The sample-fixed hardness tester according to claim 1, in which a conical receiving portion is formed to restrict movement. (5) Preliminary deformation is applied to the upper leaf spring of the pair of leaf springs ( =] In order to give a slight force to the upper leaf spring, a support rod supporting the upper leaf spring from below in a manner like a two-legged arm is installed on the force ejection beam, and the support rod is attached to the upper leaf spring.・In order to accommodate the movement of \ by 8″,
Sample fixing method (6) according to claim 1: Based on the six sections of displacement difference obtained by the displacement detector (g) before and after two preload loadings, the sample is determined by the following formula. A sample-fixed hardness tester according to claim 1, which is provided with a calculator for calculating the Brinell hardness HB of HI3=(A/Δx)+13, where ArB is a constant obtained by experiment.
JP9638983A 1983-05-31 1983-05-31 Sample fixing type hardness tester Granted JPS59221638A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103575592A (en) * 2013-11-06 2014-02-12 弘森电子(上海)有限公司 Nondestructive floor material compression test method as well as device thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103575592A (en) * 2013-11-06 2014-02-12 弘森电子(上海)有限公司 Nondestructive floor material compression test method as well as device thereof

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