JPS63252232A

JPS63252232A - 微小硬度計の荷重装置

Info

Publication number: JPS63252232A
Application number: JP27255086A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Yamamoto; 山本　靖則; Yoshio Matsueda; 松枝　義勇
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1986-11-15
Filing date: 1986-11-15
Publication date: 1988-10-19
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0797071B2

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］この発明は微小硬度計の荷重装置に関する。

［従来の技術］圧子と該圧子に所定の試験荷重を負荷する荷重装置と試
験表面を観察する光学装置とをそなえた微小硬度計が広
く使用されている。この種の微小硬度計は、試験荷重の
変更の際に重錘を人手で試験機から取り外して交換する
ようになっていた。

［発明が解決しようとする問題点］上記従来の微小硬度計において、圧子に直接荷重を負荷
する直接負荷方式を採用する場合、圧子の負荷軸上に重
錘を配置しておかなければならないが、圧痕観測用の光
学装置等信の装置があるため重錘収納スペースに制約が
あった。そのため。

硬度計本体内の制約された空間内に重錘を複数種類設け
、小荷重から大荷重まで切換的に負荷をかけられるよう
にする場合、重錘の種類を多くして荷重の切換範囲を広
くすることが困難であるという問題点があった。

［問題点を解決するための手段］本発明は上記問題点を解決するために次のような構成を
採用した。

すなわち１本発明にかかる微小硬度計の荷重装置は、試
験片に押し込まれる圧子と、該圧子に重錘の荷重を負荷
する荷重装置とをそなえた微小硬度計の荷重装置におい
て、前記荷重装置の負荷用重錘を断面コ字形に形成して
大小複数個設け、かつ、大きい重錘の内側に順次小さな
重錘を嵌合した状態で互いに重ね合わせて保持したこと
を特徴としている。

［作用］大小複数の負荷用重錘は、それぞれ断面コ字形に形成さ
れ、かつ大きい重錘の内側に順次小さな重錘を嵌合した
状態で互いに重ね合わせて保持されているので１重錘の
種類が多くなっても硬度計本体内にコンパクトに収納す
ることができる。

［実施例］以下、図面にあられされた実施例について説明する。

この微小硬度計１は、試料台２を昇降する昇降ハンドル
３が設けられた基台５と、該基台に立設されたコラム７
によって支持される計測部９からなる。試料台２にはマ
イクロメータヘッド８゜８′によって前後左右に移動す
るステージｌＯが取り付けられており、試料はこのステ
ージ１ｏに装着される。

計測部９には荷重装置Ａと光学装置Ｂとが設けられてい
る。

荷重装ＨＡは、大小複数の重錘１５（１５ａ、＋５ｂ。

・・・）をそなえている０重錘１５は、下に開口する円
筒形に形成され、芯部には通孔１６が穿設されており、
大きい重錘の内側に順次小さな重錘が嵌合した状態で互
いに重ね合わされている。

図示例では重錘は円筒形をなしているが、これを角筒形
としてもよい、また、これを一定の幅を有するコ字形枠
体で重ね合わせることができるようにすることもできる
。この場合にも通孔ｌＢを穿設することはできる。

重ね合わされた椀状の重５４１５，１５．・・・の芯部
の通孔１ｅには中空軸２０が挿通されている。中空軸２
゜の外周部には上下２個所にフランジ状突起２１．２２
が形成されており、下端部には寸法調節用の伸縮筒２３
が螺着されている。中空軸２０の下側の突起２２は最も
内側の重Ｍ　１５ｈの内側に係合している。

第６図はこの状態を模式的にあられすもので、重錘！５
．・・・は後述の荷重吊上げ装ＷＤによって中空軸２０
に吊られた状態で上下動させられるが、この上下動の際
に内側の重錘と外側の重錘とが接触して庁擦力が作用し
荷重精度が低下するおそれがあるので、同図（ｂ）に示
すように内側の重錘に外方に突出する突起１１０を設け
ておき、内外の重錘の接触面積を低下させるのが好まし
い、突起１１０は全周に設けてもよく、部分的に設けて
もよい。

中空軸２０の下端部は荷重伝達軸２５の上端７ランジ部
２５ｂ上にあって、負荷時には荷重伝達軸２５に＃１．
ｉａされるようになっている。この荷重伝達軸２５は、
負荷ケース２７に設けたガイド孔２８に摺動自在に嵌合
しており、下端部には円錐状の尖端部２５ａが形成され
ている。

荷重伝達軸２５の下側には圧子３０を保持する圧子ホル
ダ２８が設けられている。圧子ホルダ２９は負荷ケース
２７に設けた支点３２によって上下に回動可能に支持さ
れたレバー３３の一方の先端部に取り付けられており、
レバー３３の反対側の端部にはピン３４が横向きに突設
されている。このピン３４には負荷ケース２７に軸３Ｂ
で枢着された回動アーム３７が当接するようになってい
る。

側面視概略コ字形の負荷ケース２７は、その中央部に設
けた軸受孔４０の軸受４１，４１で支承される本体ケー
ス９ａ側の支持軸４３によって水平面内で所定角度範囲
で回転自在に支持されている。負荷ケース２？の下面側
には前記圧子ホルダ２９と同心円上でかつ圧子ホルダを
挟む位置に計測用対物レンズ４５と観察用対物レンズ４
８が設けられており、負荷ケース２７を回転させること
により両レンズ４５．４６を図の圧子ホルダの位置すな
わち中空軸２ｏの直下部の試験位置に位置させることが
できるようになっている。なお、負荷ケース２７には、
その位置を検出するマイクロスイッチ３５が設けられて
いる。

前記支持軸４３は芯部に貫通孔を有する中空の軸として
形成され、本体ケース８ａ内の機枠５ｏに取り付けられ
ている。支持軸４３の貫通孔には荷重加除装置Ｃの伝達
軸５２が摺動自在に嵌合しており、該伝達軸５２はバネ
５３によってＬ向きに付勢されてぃる、伝達軸５２の下
端部にはポールが嵌着され、該ポールが前記回動アーム
３７上面に当接するようになっている。

伝達軸５２は上端にも下端部と同様なポールが嵌着され
ており、該上端部に側面視カギ形の回動体５５の先端部
が当接している０回動体５５は軸５８によって回動自在
に枢支されており、その起上り部５５ａの背面に偏心カ
ム５７が当接している。

偏心カム５７は軸受５９，５９　’によって支承された
回転軸６０に取り付けられている０回転軸６０には１対
の回転板８２，８２　′が取り付けられており、該回転
板には回転軸に対し偏心した位ｔに爪８３が突設されて
いる。

回転軸６０にはプーリとベルト６５を介してモータ６７
の回転動力が伝えられる６回転軸８０が回転して偏心カ
ム５７の長径部が回動体５５の起上り部を押圧すると該
回動体が回動し、その水平部５５ｂが伝達軸５２を下向
きに押し下げる。このため回動アーム３７が下向きに回
動してレバー３３の後端部を押圧するので、レバー３３
が支点３２を中心に回幼し、圧子ホルダ２９が持ち上げ
られる。偏心カム５７の短径部が回動体５５に当接して
いる状態では圧子ホルダ２９が下降した状態となる。

１４ｉｔ！ｌｉの上方には重錘カバー６９が設けられ、
該重錘カバーの上方には前記中空軸２０の上端部が突出
するとともに、該中空軸を挟むようにして１対の軸７０
．７０　′が並設されている。軸７０．７０　′は回動
自在に支持されており、その中間部における前記中空パ
イプ２０の両側部に該中空パイプの上部突起２１に下側
から係合する係合部材７１がそれぞれ設けられている。

軸７０．７０　　′の後端部には前記回転板８２，１３
２　　”の爪６３が当接するアーム７３が設けられると
ともに　軸７０．７０　　′をその係合部材７１が中空
軸２０の上部突起２１に係合しない下向きの状態となる
よう付勢するバネ７４が設けられている０回転軸６０が
回転し、回転板８２．８２　′の爪６３．８３がアーム
７３．７３をそれぞれ押圧すると、軸７０．７０　′が
バネ７４．７４の張力に抗して回転し、保合部材７１が
中空軸２０の上部突起２１に係合してこれを押し上げる
ので、常時は荷重伝達軸２５上に載置された状態となっ
ている中空軸２０が重錘群を吊り上げながら上動する。

このため圧子に荷重が負荷されなくなるのである。上記
軸７０　、７０　’、係合部材７１．アーム７３、バネ
７４等は、重錘の負荷機使を一時停止する荷重吊上げ装
置りを構成する。

なお、回転板６２　、８２　′と偏心カム５７とは共通
の回転軸６０に取り付けられているので、上記荷重加除
装置Ｃと荷重吊上げ装置りとは互いに連動し、圧子３０
が持ち上げられるときは重錘も同時に吊りＬげられる。

この荷重装置Ａには圧子３０に負荷される荷重の大きさ
を切り換えるための荷重切換え装ＨＥが設けられている
。荷重切換え装置Ｅは互いに重ね合わされた荷重群１５
．・・・の下側で前後動して荷重を支持する１対の受板
７７．７７をそなえている。受板７７は、中央部に円筒
形の荷重１５の外周に沿うような湾曲状切欠部７Ｂが形
成され、両端部はナツト部材８０．８０に固定されてい
る。ナツト部材８０．８０は、中央部を境として両側に
互いに逆方向のねじが刻設された１対のねじ林８１．８
１に螺合している。駆動モータ８３からベル）８４．８
４　　’を介して伝達される回転動力により両ねじ棒８
１．８１が同時に同方向へ回転すると、これに螺合する
ナツト部材８０、・・・が移動するため、１対の受板７
７．７７がモータ８３の回転方向に応じて互いに接近す
る方向または互いに離反する方向に移動する。１対の受
板７７　、７？が互いに接近する方向すなわち荷重を吊
る中空軸２０に向って移動すると、中空軸２０が下降し
たときに受板７７．７７によって支持される重錘の数が
多くなり、圧子３０に負荷される荷重値が小さくなる。

逆に受板？？、？？が互いに離れる方向に移動すると、
中央部に位置する重錘が支持されなくなるため、圧子３
０に加わる荷重が大きくなる。受板７７．７７が最外部
まで移動するとすべての重錘がフリーとなり圧子３０に
最大の荷重（例えば２０００ｇｒｆ）が負荷される。ま
た、受板７？　、　７？が最も接近した状態では最小の
重５ｌｔｓｈに至るまですべての重錘が受板によって支
持されるので、荷重伝達軸２５には中空軸２ｏの改楚の
みが負荷されることになる。

すなわち、中空軸２０自体が一つの重錘として作用する
ようになっている、また、圧子３０には圧子ホルダ２９
、荷重伝達軸２５、レバー３３等の重量も加えられるの
で、これらも別個に設けた重錘の一つを構成することに
なる。この場合、中空軸２０の重量と圧子ホルダ２９等
の重量の総和は最小の重錘１５ｈの重量よりも軽くして
おくのが好ましい０例えば、最小の試験荷重を５ｇとす
ると、圧子ホルダ２９、荷重伝達軸２５、レバー３３等
の荷重を５ｇ、中空軸２０の重量を５ｇとすればよい、
中空軸２０には重錘群の重量が加わるのでこれを支持す
るに充分な張度が必要である。従って、中空軸２０を軽
合金等で製作しておくのが好ましい、この荷重装置では
１例えば荷重レンジが５〜２０００ｇｒｆで１１段切換
えとすることも可使である。

なお、荷重切換え用のねじ棒８１　、８１は、モータの
動力のかわりにツマミを設は人手で回すようにしてもよ
い。

つぎに、光学装置Ｂについて説明する。この微小硬度計
には光路となるパイプ９０が荊後方向に設けられており
、その後端部に光源となるランプ３１が設けられている
。荷重装置Ａの上部を通るパイプ９０の前端部にはハー
フミラ−９３が取り付けられ、その上方にプリズム９５
が配置されている。プリズム９５の前端部は接眼レンズ
９７が取り付けられた計１−器９８の光路ｖ４９９に臨
んでいる。

前記ハーフミラ−９３の直下部には中空軸２０が位置し
ており、対物レンズ４５．４８への光軸が中空軸２０内
を通るようになっている。光源９１からの照明光は光軸
りに沿ってパイプ８０、ハーフミラ゛−９３内を通過し
、中空軸２０の光軸Ｍに沿って試片表面に導かれる。ま
た、試片表面からの反射光は対物レンズ４５　（４Ｂ）
から中空軸２ｏの光軸Ｍを経てハーフミラ−９３を通過
しプリズム９５へ至る。そして曲折された光軸Ｓに沿っ
て接眼レンズ９７に導かれる。

この微小硬度計の使用法について説明すれば。

先ず供試体である試験片を試料台２のステージ！０に固
定し、ハンドル３で上下位置を調節するとともに、マイ
クロメータヘッド８．８′を操作して供試個所を選択す
る。このとき、観察用対物レンズ４８を中空軸２０の直
下部に位置させておく。

供試個所を決定したら負荷ケース２７を回わして圧子３
０を中空軸２０直下部の試験位置にセットする。このと
き予め荷重加除装＠Ｃを操作して偏心カム５７の長径部
で回動体５５を下向きに回動させ、伝達軸５２を押し下
げて圧子を試験片表面から持ちヒげておく、荷重加除装
置Ｃと荷重吊り上げ装２１０とは互いに連動するように
なっているので、この状態では中空軸２０が上動し、重
錘群を吊り上げ支持する。

つぎに、荷重切換装置Ｅを駆動して圧子に負荷される荷
重が所ψの荷重となるようにする。しかるのち荷重加除
装ｆａＣと荷重吊上げ装ＨＤを解除状態とすれば、重錘
！５．・・・の荷重が中空軸２０．荷重伝達軸２５を介
して圧子ホルダ２３の着力点（２５ａの点）に伝えられ
、圧子３０を供試面に押し込む。

圧子の押込みが終了すれば、再度荷重触除装置Ｃと荷重
吊上げ装置りを操作して圧子３０と重錘１５、・・・を
持ち上げ、負荷ケース２７を回転させて対物レンズ４６
を試験位置に位置させ、接眼レンズ９７で圧痕の像を観
測しながら計測器９８で圧痕の太きさを計測する。

［発明の効果１以上の説明から明らかなように、本発明にかかる微小硬
度計の荷重装置は、負荷用重錘を大小複数種類設けて配
置スペースに制約ある硬度計本体内部に効率よく収納す
ることができ、しかも簡単な荷重切換機構を用いるだけ
で容易に幅広い荷重範囲で荷重を切り換えることができ
るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例をあられす微小硬度計の外観図
、第２図はその側面断面図、第３図はその圧子ホルダの
断面図、第４図は計測部の平面図、第５図はその正面図
、第６図（ａ）、（ｂ）は要部の模式図である。１・・・微小硬度計　９・・・計測部　１５・・・重錘
２０・・・中空軸　２５・・・荷重伝達軸　２８・・・
圧子ホルダ３０・・・圧子　３３・・・レバー　４５．
４６・・・対物レンズ３７・・・接眼レンズ　１１０川
突起　１１Ａ・・・荷重装置Ｂ・・・光学装７１Ｃ・・
・荷重加除装ＭＤ・・・荷爪吊上げ装設

Claims

【特許請求の範囲】

（１）試験片に押し込まれる圧子と、該圧子に重錘の荷
重を負荷する荷重装置とをそなえた微小硬度計の荷重装
置において、前記荷重装置の負荷用重錘を断面コ字形に
形成して大小複数個設け、かつ、大きい重錘の内側に順
次小さな重錘を嵌合した状態で互いに重ね合わせて保持
したことを特徴とする微小硬度計の荷重装置。
（２）負荷用重錘の外周部に外方に突出する突起を形成
してなる特許請求の範囲第１項記載の微小硬度計の荷重
装置。