JPS6038650B2 - 硬度計の荷重変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、童錘式の荷重装置を有する硬度計に関し、特
に硬度計の荷重レバーに童鐘による荷重を選択的にかけ
ることができるようにした硬度計の荷重変換装置に関す
る。

従来の車錘式荷重装置を有する硬度計としては、第１図
に示すようなものがあり、荷重レバーａの一端に華設さ
れた釣榛ｂを介し固定軍錘ｃおよび可動童錘ｄ，〜らに
よる荷重が作用するようになつている。

しかしながら、このような従来の硬度計では、荷重を変
換するために可動軍錘ｄ，〜ｄ５の数を増減するにあた
って、計測者がいちいち重錘ｄ，〜ｄ５のかけはずしを
行なわなければならず、これにより非常に手間がかかる
という問題点がある。

また、従来の他の重鍵式荷重装置を有する硬度計として
は、第２図に示すようなものがあり、可動重錘ｄ，〜も
の案内ピンｈ．〜公を移動枠ｅに固定された車鐘支持部
材ｆ，〜ｆ５の各条内溝封〜鶴と係合させることによっ
て、荷重変換を行なうことができるようになっている。

すなわち、移動枠ｅの重錘支持部布け，〜ｆ５は、釣藤
ｂと平行に上下動できるようになっており、移動枠ｅが
移動可能範囲の下端にあるとき、可動重錘ｄ，〜もの全
てが荷重として負荷されるようになっており、上端にあ
るとき（第２図に示す状態）、可動重錘ｄ，〜ｄ５の全
てが荷重から解放されて、荷重としては固定軍錘ｃのみ
が釣榛ｂにかかるようになっている。ところが、この従
釆の他の童錘式荷重装置では、可動重錘ｄ，〜広を順次
負荷させるために、例えば負荷させる可動車錘ｄ，の案
内ピンｈ．と蚤錘支持部材ｆ，との係合が十分行なわれ
ていて、且つ、この可動重錘ｄ．に隣接した負荷させな
い可動重錘もの案内ピンｈ２と重鍵支持部材ｇ２との係
合および接触がなされない場合、その軍鐘翼，，も間の
最小距離△ーが、負荷させる可動車錘ｄ，と負荷させな
い可動車錘もとの間に常に必要となる。

同様に、最下端の可動重錘ｄ，と固定車錘ｃとの間でも
最小距離△１が必要となる。すなわち、可動車錘ｄ．〜
らを下から順次負荷させる従来の他の装置では、第２図
に示すように、可動重錘間の距離が１２〜１５となると
ともに、固定重錘ｃと可動重鐘幻，との距離が１，とな
っていて、これらの距離１，〜１５が各々（ｉ，十，＝
１，十△１）の関係を満すことによって順次負荷するこ
とができるようになっている。

従釆の他の重錘式荷重装置では、この距離１，〜１５の
大きさが順次大きくなる（すなわち１．＜１２＜１３＜
１４＜１５）ことにより、移動枠ｅの全負荷から固定重
錘負荷までの総移動距離Ｌ（＝１，十１２十１３十１４
十１５）が極めて大きなものとなる問題点があり、さら
に、可動重錘の個数が多くなると、総移動距離Ｌが飛躍
的に大きくなるという問題点もある。

本発明は、これらの問題点を解決しようとするもので、
硬度計本体内における移動板の移動距離の減少をはかり
ながら「荷重変換操作を能率よく迅速に行なえるように
した硬度計の荷重変換装置を提供することを目的とする
。このため、本発明の荷重変換装置は、硬度計における
荷重レバーの一端に垂設された釣綾と、同釣棒に負荷し
うる童錘とをそなえるともに、硬度計本体に案内されて
上記釣棒と平行に上下動しうる移動板と、同移動板と硬
度計本体との間に装着された吊上げバネと、上記移動板
に聡支され上記重錘を挟持しうる蚤錘支持部材とをそな
え、上記移動板を上下動させることにより、上記重錘支
持部材で上記重鍵を支持して該童錘を上記釣棒から離脱
させる第１の位贋と、上記重錘支持部材から上記重錘を
解放して該車錘を上記釣棒に負荷させる第２の位置とを
選択させるべく、上記移動板の水平部に係合して同移動
板を上下動させうる偏０回転部材が設けられるとともに
、上記重錘に上記重鍵支持部材に鉄合しうる溝部が形成
され上記重錘支持部材を回転させることによって上記の
第１の位置および第２の位瞳を選択させる童鍵支持部村
回転機構とをそなえたことを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としての硬度計の蚤
鍵式荷重変換袋直について説明すると、第３図はその側
面図、第４図は第３図から童錘と釣綾とを除いて示すＷ
−Ｗ矢視断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う断面
図、第６図は第３図の重鏡と釣棒とを示すＷ−Ｎ矢視断
面図、第７図はそのおもり受けの斜視図、第８図はその
重錘支持部材回転機構を示す側面図、第９図ａはその蚤
錘支持部材回転機構の変形例を示す正面図、第９図ｂは
第９図ａのＩＸｂ方向からの矢視図、第９図ｃは第９図
ａのＩＸｃ方向からの失視図である。第３図に示すごと
く、釣棒２５が荷重レバー（第１図の符号ａ参照）の一
端に華設されており、この釣榛２５の下端には固定重綾
２３が取付けられている。そして、５個の可動童錘２４
ａ〜２４ｅが釣綾２５を中心にして積み重なっていて、
重錘２４ａ〜２４ｅは固定重綾２３上に載直された状態
で釣棒２５に負荷しうるようになっており、例えば、隣
り合う童錘２４ｄ，２４ｅは固定童錘２３上に重錘２４
ｅが載遣されているときにこの重錘２４ｅ上に戦遣され
た状態で釣綾２５に負荷しうるようになっている。

ところで、硬度計本体Ａの釣棒２５と対向する壁面には
、第４図に示すように、上下方向に間隔をあげて２個の
案内ピン１１，１１′が設けられており、各案内ピン１
１，１１′は移動板１０の各案内溝１０ａ，１０ｂと係
合していて、これにより移動板１０が硬度計本体Ａに案
内されて釣棒２５と平行に上下動できるようになってい
る。

なお、移動板１０の案内溝１０ａ，１０ｂは、Ｕ字形の
溝として構成されているので、移動板１０のストローク
長は案内溝１０ａ，１０ｂの上下方向の長さに規制され
ている。また、各案内ピン１１，１１′には、押えリン
グ１２，１２′が形成されており、したがって各案内ピ
ン１１，１１′がＵ字形の案内溝１０ａ，１０ｂと鉄合
していることと相まって、移動板１０が硬度計本体Ａか
ら離脱することはない。

移動板１０には、これと一体に５組の童錘支持部材８ａ
〜８ｅが上下方向に相互に適宜の間隔をあげて釣棒２５
側へ向け軸５ａ〜５ｅによって鞠支されている。これら
重錘支持部材８ａ〜８ｅは、童錘２４ａ〜２４ｅを挟む
ように対となって５組設けられていて、第３図左方およ
び右方から挟持する状態である、重錘２４ａ〜２４ｅを
係合支持する状態（第１の位置）と、板ばね７ａ〜７ｅ
によって付勢されて童錘２４ａ〜２４ｅを解放する状態
（第２の位置）とをとることができるようになっており
、係合支持状態と解放状態とは、軸５ａ〜５ｅを中心と
した回転によって切換えられるようになつている。

第３図の左方に設けられる重錘支持部材８ａは、第７図
に示すように、童錘２４ａを受けるおもり受部２７を有
している。

なお、第７図中、２点鎖線は重錘支持部材８ｄ，８ｅの
形状を示している。そして、重錘支持部材８ａ〜８ｅを
回転させる車錘支持部材回転機構が、各重錘支持部材８
ａ〜８ｅにそれぞれ係合するように設けられている。

この重錘支持部材回転機構は、硬度計本体Ａ側の支持枠
９に固定された固定滑り片３ａ〜３ｅと、移動板１０‘
こ軸４ａ〜４ｅによって軸支された回転片６ａ〜６ｅと
で構成されている。固定滑り片３ａ〜３ｅは、これに対
応する回転片６ａ〜６ｅと係合するようになっており、
一例として、固定滑り片３ａと回転片６ａとの孫合開始
（回転開始）状態を第８図に示す。

移動板１０が上昇（第８図矢印Ｂ方向への移動）すると
、回転片６ａが、上昇することにより、固定滑り片３ａ
に押されて、反時計方向に回転する。

この回転片６ａの回転に伴って、回転片６ａが車錘支持
部村８ａを回転（第８図矢印Ｃに示す方向への移動）さ
せ、この車錘支持部材８ａは重錘２４ａを係合支持する
。

（第８図２点鎖線参照）そして、各重錘支持部村８ａ〜
８ｅは、その回０転状態（第５図２点鎖線参照）におい
て、各可動童錘２４ａ〜２４ｅの外周面に設けられた溝
部２６ａ〜２６ｅ（第６図参照）に係合しうるようにな
っており、その孫合状態における可動車錘の重さが釣棒
２５に負荷されないようになる。また、移動板１０には
、これと一体に上部水平部１５ａと下部水平部１５ｂと
が上下方向に相互に適宜の間隔（後述）をあげて釣樟２
５と反対側（硬度計本体Ａ側）へ向けて突設されており
、各水平部１５ａ，１５ｂとの間には施回ローラ１７が
挟持されている。

（第５図参照）すなわち、この施回ローラ１７は上部水
平部１５ｂの下側に係合しており、この施回ｏ−ラ１７
の下側には下部水平部１５ｂが係合していることになる
。さらに、第４，５図に示すごとく、施回ローフ１７は
回転部村１８および軸２２の偏心位置に軸１６によって
回転自在に取付けられており、この軸２２は軸受２８を
介し硬度計本体Ａに取付けられている。

そして、この軸受２８には凹所が形成されており、この
凹所には押圧ばね２０を介してボールボールが設けられ
ていて、このポール１９は回転部材１８に所定角度を間
隔をあげて形成された６個の穴と係合しうるようになっ
ている。

すなわち、つまみ２１を回わしてゆくと、ボール１９と
各穴とが対向するごとに、ボール１９は穴と係合するよ
うになり、この場合は６個の位置で孫合することになる
。

この６個の位置は、施回ロ−ラ１７が第４図に示す位置
のときをｏｏとすると、例えば、００，球〇．７８０３
０，１０１０３０′，１２７０，１８００として、各回
転角における上下動の移動距離を一定にするようになっ
ている。

したがって、つまみ２１を回わすと、藤２２が回転して
、これにより上部水平部１５ａの下側に係合している施
回ローラ１７が施回し、例えば施回ローラ１７が第４図
に示すような状態（以下；「６時の位置」という。

）から同図において時計回りに施回せしめられると、移
動板１０‘ま釣榛２５と平行に上昇する。この上昇した
状態例えば、施回ローラ１７が第４図の符号１７′にあ
る状態（以下；「９時の位置」という。

）から、施回ローラ１７が、さらに時計回りに施回せし
められると、移動板１０は釣棒２５と平行に符号１７″
に示す状態（以下；「１幻時の位置」という。）まで上
昇するようになっている。吊上げバネ１が最も延びた状
態では、ローラー１７が下死点の近くにくるので、軸２
２に作用するトルクは半径方向に働き、軸２２を回転さ
せる力とはならず、状態を維持するのに大きなトルクは
必要ではない。なお、吊上げバネーの強さの選定の一例
として、ローラー１７が水平方向位置（第４図中の符号
１７′参照）のとき、軸２２へ与えられる総合トルクが
小さくなるように選定される。

なお、施回ローラー ７は、「１幼時の位置」から「９
時の位置」を経由して、「６時の位置」までの間を時計
回りないし反時計回りに施回せしめられる。

そのとき施回ローラ１７の昇降状態に対応して、重錘支
持部材８ａ〜８ｅも移動板１０の昇降に伴って昇降して
、この場合ボール１９が６つの穴にそれぞれ係合する位
置において、例えば、重錘支持部材８ａが重綾２４ａを
係合支持している状態（第１の位置）と、重錘支持部材
８ａは重錘２４ａを解放している状態（第２の位置）と
をとることができ、この第１の位置において、隣に合う
重鐙支持部材８ｂが重錘２４ｂを係合支持している状態
と第１の位置）、解放している状態（第２の位置）とを
とることができる。

同様に、順次１つの上方にある重錘支持部材が童鐘を支
持しているとき、１つ下方にある重鏡支持部村が重錘を
係合支持または解放することができる。

すなわち、このような６つの状態をポ−ル１９と６つの
穴との係合位置においてとれるのは、童錘支持部材８ａ
〜８ｅで童錘２４ａ〜２４ｅを各々支持して重錘２４ａ
〜２４ｅを釣棒２５から離脱させる第１の位置と、重錘
支持部材８ａ〜８ｅから重錘２４ａ〜２４ｅを解放して
重錘２４ａ〜２４ｅを釣綾２５に各々負荷させる第２の
位贋との距離ＬＩの総和Ｌ２（＝５×ＬＩ）が、施回ロ
ーラ１７の運動軌跡の直径以下となるように設定されて
いるからである。

ところで、第３図に示すごとく、移動板１０と硬度計本
体Ａの支持枠９との間には、吊上げバネ１が装着されて
おり、この吊上げバネ１の吊上げ力は移動板１０の下部
水平部１５ｂを介し施回ローラ１７を経て鼠２２へ伝達
されるようになっていて、その結果、移動板１０や童鐘
２４ａ〜２４ｅ等の重量によって生じる軸２２に対する
トルクを減少させることができ、軸２２の回動操作が軽
くなるとともに、ボール１９と各穴との係合が確実に行
なわれる。

なお、上部水平部１５ａと下部水平部１５ｂとの間の距
離は、施回ローラ１７の直径とほぼ同じ値に設定されて
おり、各車錘２４ａ〜２４ｅの溝部２６ａ〜２６ｅの深
さは重錘支持部材８ａ〜８ｅの回転によるおもり受部２
７の突出量よりも大きくなるように設定されている。

また、車錘２４ａ〜２４ｅの外周面に溝部２６ａ〜２６
ｅを設ける代わりに、重錘２４ａ〜２４ｅの上部内面に
つば状突出部を設けて、各突出部を釣様２５に設けた各
重錘支持部材（図示せず）で支持しうるようにしてもよ
い。

なお、第４図の符号２ａ〜２ｅは、それぞれ板ばね７ａ
〜７ｅの一端に孫合するピンを示しており、１３はリン
グ、１４は滑り板を示している。

本発明の荷重変換装置は、上述のごとく構成されている
ので、第３図に示すような固定重錘２３および可動童錘
２４ａ〜２４ｅによる荷重負荷状態から、可動軍鍵２４
ａによる荷重を除荷するには、つまみ２１を回わして施
回ローラ１７を第４図中時計回りに、例えば約５３０施
回させればよい。このとき、施回ローラ１７の施回に伴
って移動板１０および各重錘支持部材８ａ〜８ｅが上昇
してゆくが、この上昇によって、重錘２４ａが重錘支持
部材８ａに係合支持されることにより、重錘２４ａによ
る荷重が固定車錘２３および可動童錘２４ｂ〜２４ｅを
介して釣綾２５にかからないようになる。

また、前述の重錘支持部材８ａ〜８ｅによる蚤錘２４ａ
〜２４ｅの支持状態における配置関係の説明からも明ら
かなように、重綾２４ａは重錘２４ｂ上に載層されずに
、依然として軍錘支持部材８ａに支持されている。

次に、童錘２４ｂ〜２４ｅによる荷重を更に除荷させる
には、つまみ２１を更に時計回りに施回させればよく、
順次移動板１川ま一定距離ＬＩ上方へ移動する。

なお、つまみ２１を逆方向に上述の所定角度ずつ合計１
８０度回わせば、車錘２４ａ〜２４ｅが童錘支持部材８
ａ〜８ｅから解放されて重錘２４ａ〜２４ｅによる荷重
が順次負荷されてゆくことはいうまでもない。

したがって、つまみ２１の回転操作で、軸２２を回動さ
せて施回ローラ１７を施回させることによって、車錘支
持部材回転機構を回転させ、重鍵支持部材８ａ〜８ｅで
重錘２４ａ〜２４ｅを各々支持して該重錘２４ａ〜２４
ｅを釣綾２５から離脱させる位置と、重錘支持部材８ａ
〜８ｅから童錘２４ａ〜２４ｅを解放して該重錘２４ａ
〜２４ｅを釣榛２５に負荷させる位置とを自在に選択す
ることができる。

その際、吊上げバネ１の作用により、つまみ２１の回転
操作を円滑に行なうことができ、ボール１９の各穴への
係合も確実に行なわれるようになつている。

さらに、第８図に示すように、滑り片３ａと回転片４ａ
との接触点Ｄ１，回転片４ａと童錘支持部材８ａとの接
触点Ｄ２および童錘支持部村８ａのおもり受部２７と車
錘２４ａとの接触点Ｄ３を、それぞれ回転中心となる軸
４ａ，４ａ，５ａとその距離を比較すると、明らかに接
触点ＤＩの回転による振れ幅（移動距離）が増幅されて
、接触点Ｄ３の回転となっていることがわかり、移動板
１０の少ない上下動距離で重鏡支持部材８ａの回動が行
なわれていることがわかる。

また、第３図に示されているとおり、滑り片３ａ〜３ｅ
とこれに接触する回転片４ａ〜４ｅとの距離は、それぞ
れ一定値の倍数でよく、従来の装置のように、上下方向
に案内ピンと重綾支持部材との係合接触防止用の最小距
離△１をとって構成する必要がなく、このため、本発明
の荷重変換装置では、重錘を同じ個数およびその高さも
等しくとると、従来菱鷹と比較して、移動板の総移動距
離Ｌ２は１／２〜１／３もしくは１／揚陸度に縮小され
る。

そのため、本実施例に示すように、重錘を多数設けるこ
とができるので、例えば、ロックウェル硬さ（試験荷重
、６０，１００，１５０ｋ９）およびロックウェル・ス
ーパーフィシャル硬さ（試験荷重、１５，３０，４５ｋ
９）両用の試験機の荷重変換装置をコンパクトに実現す
ることができる。

第９図ａ〜ｃはいずれも、本発明の車鐘支持部材回転機
構の変形例を示すもので、固定滑り片３ａに係合する回
転片６ｆが童錘支持部材８ａと一体に形成されている。

この変形例においても、車錘支持部材８ａのおもり受部
２７から軸５ａまでの距離Ｒは、固定滑り片３ａと回転
片６ｆとの接触点から軸５ａまでの距離ｒよりはるかに
大きくなっていて、上述の実施例とほぼ同様の効果を奏
する。以上詳述したように、本発明の硬度計の荷重変換
装置によれば、硬度計本体に案内されて上記釣棒と平行
に上下動しうる移動板と、同移動板と硬度計本体との間
に装着された吊上げバネと、上記移動板に軸支され上記
重錘を挟持しうる童錘支持部材とをそなえ、上記移動板
を上下動させることにより、上記重錘支持部材で上記重
鐘を支持して該車鐘を上記釣棒から離脱させる第１の位
置と、上記重錘支持部材から上記重錘を解放して該重錘
を上記釣榛に負荷させる第２の位置とを選択させるべく
、上記移動板の水平部に係合して同移動板を上下動させ
うる偏心回転部材が設けられるとともに、上記重錘に上
記重錘支持部材に鉄合しうる溝部が形成され、上記重錘
支持部材を回転させることによって上記の第１の位置お
よび第２の位置を選択させる重錘支持部材回転機構とを
そなえているので、荷重変換装置を迅速に行なえること
はもちろんのこと、この荷重変換装置の簡素化をはかる
ことができ、さらに移動板の移動距離の減少をはかるこ
ともできる。

また、本発明の硬度計の荷重変換装置は、移動板と硬度
計本体との間に吊上げバネが装着されるとともに、この
吊上げバネによる吊上げ力を伝達するための下部水平部
が移動板に形成されているので、蚤錘が移動板等の重量
によって生じる偏心回転部材に対するトルク（自重）と
吊上げ力とを一部相殺させることができ、これにより偏
心回転部材の回転操作を極めて円滑に行なうことができ
る。

さらに、本発明の硬度計の荷重変換装置によれば、重錘
が車錘支持部材により挟持されるので、車錘の位置が釣
棒の中心へ矯正されて、・童錘の正確な位置決めを行な
うことができ、これにより、振動を受けた場合や傾斜を
伴った据付け状態においても、車錘が他の部材に接触す
ることを確実に防止できる。

また、重鍵の支持を、溝部に鉄合する車鐘支持部材で行
なうことができるので、従来の重錘に立設されたピンを
そなえたもののように、ピンの曲がりを生じるといった
問題を解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の硬度計を示す概略図であり、第３〜
９図は本発明の一実施例としての硬度計の荷重変換装置
を示すもので、第３図はその側面図、第４図は第３図か
ら重錘と釣綾とを除いて示すＷ−Ｗ矢視断面図、第５図
は第４図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は第３図の車
錘と釣棒とを示すＷ−Ｗ矢視断面図、第７図はそのおも
り受けの斜視図、第８図はその重綾支持部材回転機構を
示す側面図、第９図ａはその童錘支持部材回転機構の変
形例を示す正面図、第９図ｂは第９図ａのＩＸｂ方向か
らの矢視図〜第９図ｃは第９図ａのびｃ方向からの失視
図である。 １・・吊上げバネ、２ａ〜２ｅ・・ピン、３ａ〜３ｅ・
・滑り片「 ４ａ〜４ｅ，５ａ〜５ｅ・・鞠、６ａ〜６
ｆ・・回転片、７ａ〜７ｃ・・板ばね、８ａ〜８ｅ・・
重錘支持部材、９・・支持枠、１０・・移動板、１１，
１１′−・滋、１２，１２′・・押えリング、１３・・
リング、１４・・滑り板、１５ａ・・上部水平部、１５
ｂ・・下部水平部、１６・・軸、１７・・施回ローラ、
１７′，１７＾・・施回ローラの位置、１８・・回転部
材、１９・・ボール、２０・・押圧ばね、２１・１つま
み、２２・・軸、２３・・固定重錘、２４ａ〜２４ｅ・
・可動重錘、２５・・釣棒、２６ａ〜２６ｅ・・溝部、
２７・・おもり受部、２８・・軸受、Ａ・・硬度計本体
。 第１図 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硬度計における荷重レバーの一端に垂設された釣棒
   と、同釣棒に負荷しうる重錘とをそなえるとともに、硬
   度計本体に案内されて上記釣棒と平行に上下動しうる移
   動板と、同移動板と硬度計本体との間に装着された吊上
   げバネと、上記移動板に軸支され上記重錘を挟持しうる
   重錘支持部材とをそなえ、上記移動板を上下動させるこ
   とにより、上記重錘支持部材で上記重錘を支持して該重
   錘を上記釣棒から離脱させる第１の位置と、上記重錘支
   持部材から上記重錘を解放して該重錘を上記釣棒に負荷
   させる第２の位置とを選択させるべく、上記移動板の水
   平部に係合して同移動板を上下動させうる偏心回転部材
   が設けられるとともに、上記重錘に上記重錘支持部材に
   嵌合しうる溝部が形成され、上記重錘支持部材を回転さ
   せることによつて上記の第１の位置および第２の位置を
   選択させる重錘支持部材回転機構とをそなえたことを特
   徴とする、硬度計の荷重変換装置。 ２ 上記偏心回転部材が、上記移動板の上部水平部の下
   側に係合して同移動板を上下動させうる施回ローラをも
   つとともに、上記第１の位置と上記第２の位置との距離
   が上記施回ローラの運動軌跡の直径以下となるように設
   定され、且つ、上記偏心回転部材が受けるトルクを減少
   させるべく、上記施回ローラの下側に係合して上記吊上
   げバネの吊上げ力を伝達する下部水平部が上記移動板に
   形成された、特許請求の範囲第１項に記載の硬度計の荷
   重変換装置。 ３ 上記重錘支持部材回転機構が、上記硬度計本体に取
   付けられた固定滑り片と、上記移動板に取付けられて、
   上記固定滑り片に係合することにより上記重錘支持部材
   を回転させ、且つ、同重錘支持部材を上記重錘に係合さ
   せる回転片とで構成された、特許請求の範囲第１項また
   は第２項に記載の硬度計の荷重変換装置。