WO2017164426A2

WO2017164426A2 - 押込み試験装置

Info

Publication number: WO2017164426A2
Application number: PCT/JP2017/022426
Authority: WO
Inventors: 光平岡本; 慎二木村; 小峯　岳央; 一志藤原; 洋司矢部; 一良安原
Original assignee: 新光電子株式会社
Priority date: 2017-02-11
Filing date: 2017-06-17
Publication date: 2017-09-28
Also published as: WO2017164426A3

Abstract

荷重検出センサー３０と、荷重検出センサーの計測データを処理する回路が設けられた制御基板４０と、ケーシングの一端に設けられた、試料に当接する環状の試料当接部１０１１と、試料に当接する球面状当接面を有し、この球面状当接面がケーシングの試料当接部から一定量突出する状態で荷重検出センサー３０の可動部３３に結合された圧子５１と、球面状当接面に試料の反発力を受けてケーシング内に後退する圧子５１の後退量を制限する過負荷ストッパー５３１と、を備え、細長いペンシル形状を有している。試料当接部１０１１が試料に当接するまで、圧子５１の球面状当接面を試料に押し込み、その押込荷重を荷重検出センサー３０で計測する。

Description

押込み試験装置

　本発明は、蒲鉾・ハム等の食品やヒトの柔らかい組織などに圧子を押込み、柔らかさを計測する押込み試験装置に関する。

　「軟らかい素材」に力を加えると、変形して元に戻らないが、「柔らかい素材」の場合は、力を加えた後、その力を除くと、概ね元の形状に戻る。このように弾性を有する「柔らかい素材」の柔らかさは、応力とひずみの比として定義されるヤング率で評価することができる。

　下記特許文献１には、半無限体試料に対して十分に硬い球圧子を押込むとき、球圧子の直径φ、試料のヤング率Ｅ、試料に固有なポアソン比ν、押込荷重Ｆ及び押込量δの関係が次式で表される、と記載されている。

　そして、このような荷重－押込量の関係を調べることで、（数２７）から試料のヤング率Ｅが計測できると記載されている。
　特許文献１では、押込み試験装置として図１９に示す装置を用いている。この装置は、試料７に押し込まれる球圧子６と、球圧子６が取り付けられた荷重軸５と、荷重を検出するロードセル２と、球圧子６を移動するアクチュエータ１と、球圧子６の押込み量を計測するポテンショメータ３とを備えている。
　この装置では、球圧子６を試料７に押し込んだ時の荷重値Ｆがロードセル２で検出され、押込量δがポテンショメータ３で計測され、それらの値を用いてヤング率Ｅが算出される。

　また、下記非特許文献１には、図２０に示すように、プローブを試料に押し当てるだけでヤング率の評価が可能なプローブ固定タイプのものが開示されている。

ＷＯ　２０１０/０８４８４０

科学技術振興機構及び京都工芸繊維大学主催の新技術説明会（２０１６年８月９日）、発表資料（https://shingi.jst.go.jp/var/revl/0000/1253/2016_kit_2.pdf）

　素材の柔らかさの計測は、非常に多くの場面で求められる。例えば、切開した狭い場所から体内の臓器の柔らかさが計測できれば、手術医等にとって貴重な情報と成り得る。また、各種装置に組み込まれているパッキン等の柔軟性を、装置から取り外すことなく計測できれば、欠陥検査を効率化できる。

　本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、構造がシンプルであり、各種の測定対象物の柔らかさを、その対象物の本来の場所で計測できる押込み試験装置を提供することを目的としている。

　本発明は、試料に圧子を押込み、試料の柔らかさを計測する押込み試験装置であって、固定部及び可動部を有する荷重検出センサーと、荷重検出センサーの固定部を支持するセンサー支持部と、荷重検出センサーの計測データを処理する回路が設けられた制御基板と、荷重検出センサー、センサー支持部及び制御基板が収容されて固定される筒状のケーシングと、ケーシングの一端に設けられた、試料に当接する環状の試料当接部と、試料に当接する球面状当接面を有し、この球面状当接面がケーシングの試料当接部から一定量突出する状態で荷重検出センサーの可動部に機械的に結合された圧子と、球面状当接面に試料の反発力を受けてケーシング内に後退する圧子の後退量を制限する、ケーシングの内部に設けられた過負荷ストッパーと、を備え、細長いペンシル形状を有している。

　この押込み試験装置は、ケーシングの試料当接部が試料に当接するまで、圧子の球面状当接面を試料に押し込み、その押込荷重を荷重検出センサーで計測する。このペンシル形状の押込み試験装置は、幅の非常に限られた空間内に配置された試料でも、試料を取り出すことなくin situに（本来の場所で）測定できる。また、過負荷ストッパーを備えているため、誤使用により硬すぎる試料を測定したり、作業ミスで圧子に衝撃力を加えたりした場合でも、荷重検出センサーの故障や破壊が回避できる。過負荷ストッパーは、荷重検出センサーの構造の一部として設けても良い。

　また、本発明の押込み試験装置では、圧子、過負荷ストッパー、荷重検出センサー及び制御基板が、この順序で直列に配置されていることが望ましい。
　そうすることで、細長い棒状のペンシル形状を保つことができる。

　また、本発明の押込み試験装置では、荷重検出センサーとして、一つの素材から一体的に形成された音叉振動子及びロバーバル機構を有し、センサー支持部に対する固定部の結合箇所、及び、圧子に対する可動部の結合箇所が、音叉振動子の延長線の方向に配置され、ロバーバル機構を構成する平行四辺形の対向する長辺が音叉振動子の両側に、音叉振動子に隣接して配置されているものを用いることが望ましい。
　この荷重検出センサーの全体形状は長方形であり、ペンシル形状の押込み試験装置を構成するのに適している。

　また、本発明の押込み試験装置では、さらに、ペンシル形状の中心軸に対する圧子の傾斜を制限する傾きストッパーを設けることが望ましい。
　圧子に対してペンシル形状の中心軸に直交する方向の衝撃力が加わることによる荷重検出センサーの破壊・故障が、傾きストッパーにより防止できる。

　また、本発明の押込み試験装置では、さらに、ケーシング内に、荷重検出センサーが属する空間と圧子が属する空間とを隔てるダイヤフラムを配置し、荷重検出センサーの可動部と圧子とを連結する連結部が、ダイヤフラムの気密性を損なわずにダイヤフラムを貫くようにすることが望ましい。
　ダイヤフラムで荷重検出センサーの防水化を図ることにより、臓器などに接触した圧子部分の洗浄が可能になる。

　また、本発明の押込み試験装置では、さらに、ケーシング内に温度センサーを配置し、制御基板に、温度センサーが計測した温度に基づいて荷重検出センサーの計測値を補正する補正回路を設けることが望ましい。
　使用者の手や測定物などから伝わる熱によって測定値が受ける影響を補正できる。

　また、本発明の押込み試験装置では、さらに、制御基板に、この制御基板の回路で処理されたデータを無線送信する通信部を設けることが望ましい。
　この押込み試験装置と外部のパソコン等との間を有線で接続する必要が無くなる。

　また、本発明の押込み試験装置では、さらに、制御基板に荷重検出センサーの計測開始を指令するスイッチを配置し、スイッチを操作する操作ボタンをケーシングの外面に露出させるようにしても良い。
　操作ボタンの操作によりデータ・キャプチャのタイミングを指定することができる。

　また、本発明の押込み試験装置では、試料当接部と試料との、仲介物を介した又は介さない接触を検知する接触検知部を設け、接触検知部が接触を検知したときに計測された荷重検出センサーの計測値を用いて試料の柔らかさを計測することが望ましい。
　接触検知部を設けることで、試料当接部が試料に当接した時点の荷重検出センサーの計測値を適切に取り込むことができ、試料の柔らかさを正確に測定できる。また、圧子を試料に押し込み過ぎて試料が破壊される事態を防止できる。

　また、本発明の押込み試験装置では、接触検知部を、試料当接部と試料との接触時に電気抵抗値が変化する感圧ゴムや、試料当接部と試料との接触時に振動状態が変化する振動体を用いて構成することができる。

　また、本発明の押込み試験装置では、接触検知部が、荷重検出センサーの計測値を用いて試料のヤング率を算出し、ヤング率の増加傾向が変化した時点の試料のヤング率を接触時の値として採用するようにしても良い。
　試料に圧子のみが押し込まれているときのヤング率の増加傾向は、試料に圧子及び試料当接部が押し込まれているときのヤング率の増加傾向と相違する。ヤング率の増加傾向が変化した時点は、試料当接部が試料に当接した時点に相当する。

　本発明の押込み試験装置は、構造・形状がシンプルであり、コストダウンが可能である。また、外形がペンシル形状であるため、圧子が配置された先端を種々の場所に挿入することができ、in situでの計測が可能である。
　また、過負荷ストッパーを備えているため、荷重検出センサーの故障や破壊を避けることができる。

本発明の第1の実施形態に係る押込み試験装置の全体形状を示す図図１の装置の分解斜視図本発明の第1の実施形態に係る押込み試験装置を説明する模式図図１の先端部分の拡大図図１の装置の荷重検出センサーを示す図図１の装置の過負荷ストッパーを示す図過負荷ストッパーの別の形態を示す模式図荷重検出センサーに設けた過負荷ストッパーを示す図傾きストッパーを示す図操作ボタンを備える押込み試験装置の一例を示す図圧子の球面形状の試料当接面を示す図（ａ）試料当接部が試料に接触し、圧子のみが試料に押し込まれている状態、及び（ｂ）試料当接部及び圧子が試料に押し込まれている状態、を示す図ヤング率の増加傾向の変化を説明する図本発明の第２の実施形態に係る押込み試験装置を示す図感圧ゴムを備える接触検知部の説明図振動子を備える接触検知部の説明図図１６の振動子の振動状態の変化を説明する図図１４の装置の動作手順を示すフロー図従来の押込み試験装置を示す図従来の別の形態の押込み試験装置を示す図

（第1の実施形態）
　図１（ａ）は、本発明の第1の実施形態に係る押込み試験装置の外形を示し、その内部を図１（ｂ）に示している。図２は、この押込み試験装置の分解斜視図である。図３は、この装置を説明するための模式図である。また、この押込み試験装置の下端側の先端部分（図１の右端。以下、押込み試験装置が横向きに配置されているときは、図の右端を下端、左端を上端とする。）を拡大して図４（ａ）に示し、その分解図を図４（ｂ）に示している。
　この装置のケーシング１０は、ケーシング内への部品組込みができるように、分離可能な４つの円筒部分（１０１、１０２、１０３、１０４）で構成されている。
　下端の円筒部分１０１は、押込み試験時に試料に当接する試料当接部１０１１を先端に有している（図３、図４）。
　この円筒部分１０１の内部には、ダイヤフラム２２を下から支えるダイヤフラム支持部２１が配置されている。ダイヤフラム２２は、その内周が、ダイヤフラム支持部２１と圧子支持部５２との間で挟持され、その外周が、円筒部分１０１の内周側段差と円筒部分１０１の内周側に嵌入される円筒部分１０２の先端部との間で挟持されて、円筒部分１０１内に固定されている（図４）。

　円筒部分１０２には、後述する荷重検出センサー３０と、荷重検出センサー３０の固定部３３を支持するセンサー支持部２３とが配置されている。荷重検出センサー３０の可動部３４には、結合部材５３が固定され、この結合部材５３には圧子支持部５２が結合され、圧子支持部５２には圧子５１の圧子基部５１２が結合されている。
　圧子５１は、図３、図４（ａ）に示すように、試料に押し込まれる半球状の当接面５１１を有している。この圧子５１の圧子基部５１２は、ダイヤフラム２２の気密性を損なわない状態でダイヤフラム２２の中央孔を貫通している（図４）。
　円筒部分１０４には、制御基板４０が配置され、制御基板４０を支持する基板保持部４１が円筒部分１０４及び円筒部分１０３に渡って配置されている。基板保持部４１は、センサー支持部２３から延びる信号線ガイド２４を受け入れる受入部４１１を有しており、この受入部４１１が円筒部分１０３に固定されている。

　荷重検出センサー３０は、図５に示すように、音叉振動子３１と、平行四辺形を形成する４つの辺（３２１、３２２、３２３、３２４）から成るロバーバル機構３２とを有している。音叉振動子３１及びロバーバル機構３２は、一つの素材から一体的に形成されている。荷重検出センサー３０の固定部３３は、音叉振動子３１の延長線上にある結合位置３３１でセンサー支持部２３に固定される。荷重検出センサー３０の可動部３４は、音叉振動子３１の延長線上にある結合位置３４１で、圧子５１及び圧子支持部５２と結合される結合部材５３に固定される。

　圧子５１は、図３及び図４に示すように、半球状当接面５１１が、ケーシング先端の円筒部分１０１の試料当接部１０１１から一定量突出するように、結合部材５３に結合される。
　また、図６に示すように、この結合部材５３の上端側の端面５３１（図２）は、センサー支持部２３の下側の端面と共働して、後述する過負荷ストッパー６０を構成している。
　制御基板４０には、音叉振動子３１の駆動回路や、音叉振動子３１の周波数の変化から押込荷重を算出して各種のデータ処理を行う演算部や、計測データを外部に無線送信する通信部などが搭載されている。

　この押込み試験装置で試料の柔らかさを計測するときは、鉛筆を持つ要領でケーシング１０を把持し、ケーシング１０の先端の試料当接部１０１１が試料に接するまで圧子５１の半球状当接面５１１を試料に押込み、そのときの押込荷重を荷重検出センサー３０で検出する。
　このときの押込量は、試料当接部１０１１から突出する半球状当接面５１１の突出量に相当する。
　制御基板４０に配置された演算部は、この突出量と、荷重検出センサー３０で検出された押込荷重とから試料のヤング率Ｅを求める。得られたヤング率Ｅは、通信部を通じて外部のＰＣ等に送信される。

　試料が硬く、試料当接部１０１１が試料に接する前に、試料の反発力を受けて圧子５１がケーシング１０内に後退した場合は、図６に示すように、過負荷ストッパー６０を構成する結合部材５３の上端とセンサー支持部２３の下端とが当接する（図６（ｂ）の状態）。そのため、圧子５１の後退が停止され、荷重検出センサー３０の破壊が回避される。
　なお、図６（ａ）は、無負荷状態での結合部材５３の上端とセンサー支持部２３の下端との間隔を示している。このように、圧子５１の後退可能な距離はごく僅かである。換言すれば、荷重検出時における荷重検出センサー３０の可動部３４の変位はごく僅かである。

　過負荷ストッパーは、圧子５１の所定量以上の移動（後退）を制限するものであれば、どのような構造でも良い。図３では、圧子支持部５２の後端部分が周囲の構造体に当接して圧子５１の後退が抑えられる過負荷ストッパー６０を示している。
　また、図７に示すように、圧子５１を保護用ばね６３を介して結合部材５３に接続し、許容量を超える荷重が圧子５１に作用すると、保護用ばね６３が変位して圧子５１が周囲の構造体に当接し、圧子５１の後退が抑えられるようにしても良い。

　また、過負荷ストッパー６０は、図８に示すように、荷重検出センサー３０の内部に一体的に設けても良い。図８（ａ）の丸で囲んだ荷重検出センサー３０の部分を拡大して図８（ｂ）に示している。
　この荷重検出センサー３０では、固定部側の屈曲片６０１と、僅かな間隔を空けてそれに対向する可動部側の屈曲片６０２とで過負荷ストッパー６０が構成されている。無負荷のときに点線の位置にある可動部側の屈曲片６０２は、過負荷状態で屈曲片６０１に当接し、それ以上の可動部の移動が抑えられる。

　また、この押込み試験装置では、圧子５１に対してペンシル形状の中心軸に直交する方向の衝撃力（水平方向の衝撃力とする。）が加わることも想定される。こうした衝撃力を圧子５１が受けると、荷重検出センサー３０の故障・破壊を招来する危険性がある。
　これを防止するため、圧子５１のペンシル中心軸に対する傾斜を制限する傾きストッパーを設けることが望ましい。
　例えば、図９に示すように、圧子５１と共に水平方向に移動する部材（ここでは圧子基部５１２が挿通されて圧子５１と共に水平方向に移動するダイヤフラム支持部２１）と周囲の構造体との間隔を狭くし、圧子５１が水平方向に移動すると周囲の構造体に当接するようにして、圧子５１の傾きストッパー６２を構成することができる。図９において、点線は外力を受けて圧子５１と共に水平方向に移動する部材の移動状態を示している。

　この押込み試験装置のダイヤフラム２２は、圧子５１による荷重検出センサー３０の可動部３４の移動を妨げることなく、ケーシング１０内の荷重検出センサー３０が属する空間を防水化する機能を果たしている。このダイヤフラム２２が有るため、臓器などに接触した圧子５１を洗浄しても、荷重検出センサー３０に悪影響が及ばない。

　また、この押込み試験装置では、ケーシング１０内に温度センサーを配置し、制御基板４０に、温度センサーが計測した温度に基づいて荷重検出センサー３０の計測値を補正する補正回路を設けるようにしても良い。このようにすれば、使用者の手や測定物などから伝わる熱によって測定値が受ける影響を補正できる。

　また、この押込み試験装置では、図７及び図１０に示すように、制御基板４０に荷重検出センサー３０の計測開始を指令するスイッチを配置し、そのスイッチを操作する操作ボタン７０をケーシング１０の外面に露出させるようにしても良い。
　このようにすれば、使用者は、操作ボタン７０を操作してデータ・キャプチャのタイミングを指定することができる。
　また、圧子５１の試料に対する当接面は、半球状である必要は無く、図１１に示すように、球表面の一部分を構成する球面状の当接面５１１１であれば良い。

　ここで示した構成は一例であって、本発明はそれに限定されるものではない。
　ここでは、荷重検出センサーとして音叉振動子を備えるセンサーを示したが、ロードセル等のセンサーを用いてもよい。
　また、ここでは、装置内で試料のヤング率を演算しているが、荷重検出センサーの計測データを外部に送信し、ヤング率の演算を外部のＰＣ等で行うようにしても良い。
　また、この押込み試験装置と外部との通信は、無線に限らず、有線で行うようにしても良い。
　また、ここでは、ケーシングが円筒状のものを示しているが、ケーシングの外形は、筒状であれば良く、円筒である必要はない。

（第２の実施形態）
　先に説明したように、この押込み試験装置で試料の柔らかさを計測するときは、鉛筆を持つ要領でケーシング１０を把持し、図１２（ａ）に示すように、ケーシング先端の試料当接部１０１１が試料２００に接するまで圧子５１の半球状当接面５１１を試料２００に押込み、そのときの押込荷重を荷重検出センサー３０で検出する。
　しかし、この装置を手で操作するとき、図１２（ｂ）に示すように、ケーシング先端の試料当接部１０１１も試料２００に押し込んでしまう可能性がある。このとき、荷重検出センサー３０で検出される押込荷重は、図１２（ａ）の場合と違ってくる。

　それを図１３を用いて説明する。図１３は、この押込み試験装置を用いて、圧子５１を一定速度で試料２００に押し込んで行ったときの押込み量と試料２００のヤング率との関係を示している。図１３の横軸は、測定開始からの時間を示し、縦軸は、荷重検出センサー３０の測定値から求めたヤング率を示している。ここでは試料２００として（株）タナック社製シリコーン素材「タフシロン（登録商標）ゲル」を使用した。
　測定を開始して圧子５１が試料２００に接触し、圧子５１のみが試料２００に押し込まれている状態では、ヤング率が、圧子５１の押込み量の増加に比例して直線Ａに沿って増えている。
　矢印の時点で試料当接部１０１１が試料２００に接触し、以後、圧子５１及び試料当接部１０１１が試料２００に押し込まれるが、その押込み量に比例して増加するヤング率は、直線Ａよりも傾きが小さい直線Ｂに沿っている。

　第２の実施形態の押込み試験装置では、図１３の矢印時点で柔らかさの計測ができるように、ケーシング先端の試料当接部１０１１が試料２００に触れた瞬間を検知する「接触検知部」を設けている。この「接触検知部」が検知した試料当接部１０１１と試料２００との接触時点で荷重検出センサー３０の計測値を取り込むことで試料の正確な柔らかさが測定できる。

　図１４は、図１０に示す装置の試料当接部１０１１の先端に接触検知部８０を設けた押込み試験装置を示している。
　この接触検知部８０は、図１５に示すように、ゴム材料に導電材を混ぜた感圧ゴム８０１と、＋極及び－極が形成された基板８０２とから成る。ケーシング先端の試料当接部１０１１が試料に接触すると、感圧ゴム８０１が圧縮されて感圧ゴム８０１の電気抵抗値が変化し、その情報が基板８０２を通じて送信され、感圧ゴム８０１の電気抵抗値が変化した時点の荷重検出センサー３０の検出値が計測値として取り込まれる。

　また、図１６（ａ）（ｂ）は、接触検知部８０として振動体８０３を試料当接部１０１１の先端に取り付けた押込み試験装置を示している。この振動体８０３には、図１６（ｂ）に示すように、その内側に、振動体８０３を振動させる駆動用圧電体８０４と、振動体８０３の振動を検出する検出用圧電体８０５とが固定されている。
　駆動用圧電体８０４は、供給される交流電圧に共振して振動し、それに伴い振動体８０３が一定の周波数で振動する。
　振動体８０３が試料に接触すると、図１７に示すように、振動体８０３の振動が止まり、あるいは、振動の振幅が小さくなる。この振動体８０３の振動における変化は、検出用圧電体８０５で検出されて、その情報が送信され、振動体８０３の振動が変化した時点の荷重検出センサー３０の検出値が計測値として取り込まれる。

　その他、接触検知部８０として、試料当接部１０１１と試料との間の距離を光で計測する光計測手段を設け、その距離に基づいて試料当接部１０１１と試料との接触を検知するようにしても良い。

　図１８は、これらの接触検知部８０を備える押込み試験装置において、試料の柔らかさを測定するときの測定手順を示している。
　ユーザは、押込み試験装置のケーシング１０を把持し、圧子５１の先端を試料に押し込む（ステップ１）。
　押込み試験装置は、接触検知部８０が試料当接部１０１１と試料との接触を検知すると（ステップ２でＹｅｓ）、その時点で荷重検出センサー３０により検出された押込荷重Ｆを測定値として採用し、試料の柔らかさを計測する（ステップ３）。
　本発明の押込み試験装置では、こうした手順により、試料の柔らかさを正確に測定することができる。また、この装置では、圧子を試料に押し込み過ぎて試料が破壊される、という事態を防ぐことができる。

　なお、図１３に示すように、押込み量に伴うヤング率の増加傾向が、試料当接部１０１１と試料との接触（矢印時点）を契機に、増加率が大きい直線Ａから増加率が小さい直線Ｂに変化するから、この特性を利用して試料当接部１０１１と試料とが接触した時点の柔らかさを求めても良い。即ち、荷重検出センサー３０の検出値を時系列的に保持し、各検出値を用いて試料のヤング率を算出し、ヤング率の増加傾向が変化する時点のヤング率を試料当接部１０１１が試料に接触した時点のヤング率として決定する。
　この場合は、試料当接部１０１１の先端に特別の部材を設ける必要がない。

　本発明の押込み試験装置は、構造・形状がシンプルでin situでの計測が可能であり、柔らかさの測定を必要とする食品分野、医療分野、素材を扱う分野など、広い分野において利用することができる。

　１０　　ケーシング
　２１　　ダイヤフラム支持部
　２２　　ダイヤフラム
　２３　　センサー支持部
　２４　　信号線ガイド
　３０　　荷重検出センサー
　３１　　音叉振動子
　３２　　ロバーバル機構
　３３　　固定部
　３４　　可動部
　４０　　制御基板
　４１　　基板保持部
　５１　　圧子
　５２　　圧子支持部
　５３　　結合部材
　６０　　過負荷ストッパー
　６２　　傾きストッパー
　６３　　保護用ばね
　７０　　操作ボタン
　１０１　円筒部分
　１０２　円筒部分
　１０３　円筒部分
　１０４　円筒部分
　２００　試料
　３２１　ロバーバル機構の辺
　３２２　ロバーバル機構の辺
　３２３　ロバーバル機構の辺
　３２４　ロバーバル機構の辺
　３３１　固定部結合位置
　３４１　可動部結合位置
　４１１　受入部
　５１１　半球状当接面
　５１２　圧子基部
　８００　接触検知部
　８０１　感圧ゴム
　８０２　基板
　８０３　振動体
　８０４　駆動用圧電体
　８０５　検出用圧電体
　１０１１　試料当接部
　５１１１　球面状当接面

Claims

　試料に圧子を押込み、前記試料の柔らかさを計測する押込み試験装置であって、
　固定部及び可動部を有する荷重検出センサーと、
　前記荷重検出センサーの固定部を支持するセンサー支持部と、
　前記荷重検出センサーの計測データを処理する回路が設けられた制御基板と、
　前記荷重検出センサー、センサー支持部及び制御基板が収容されて固定される筒状のケーシングと、
　前記ケーシングの一端に設けられた、前記試料に当接する環状の試料当接部と、
　前記試料に当接する球面状当接面を有し、該球面状当接面が前記ケーシングの前記試料当接部から一定量突出する状態で前記荷重検出センサーの可動部に機械的に結合された圧子と、
　前記球面状当接面に前記試料の反発力を受けて前記ケーシング内に後退する前記圧子の後退量を制限する、前記ケーシングの内部に設けられた過負荷ストッパーと、
を備える、細長いペンシル形状の押込み試験装置。
　請求項１に記載の押込み試験装置であって、前記圧子、過負荷ストッパー、荷重検出センサー及び制御基板が、この順序で直列に配置されている押込み試験装置。
　請求項１に記載の押込み試験装置であって、
　前記荷重検出センサーは、一つの素材から一体的に形成された音叉振動子及びロバーバル機構を有し、
　前記センサー支持部に対する前記固定部の結合箇所、及び、前記圧子に対する前記可動部の結合箇所が、前記音叉振動子の延長線の方向に配置され、
　前記ロバーバル機構を構成する平行四辺形の対向する長辺が前記音叉振動子の両側に、該音叉振動子に隣接して配置されている押込み試験装置。
　請求項１に記載の押込み試験装置であって、さらに、ペンシル形状の中心軸に対する前記圧子の傾斜を制限する傾きストッパーを備える押込み試験装置。
　請求項２に記載の押込み試験装置であって、さらに、前記ケーシング内に、前記荷重検出センサーが属する空間と前記圧子が属する空間とを隔てるダイヤフラムが配置され、前記荷重検出センサーの可動部と前記圧子とを機械的に連結する連結部が、前記ダイヤフラムの気密性を損なわずに該ダイヤフラムを貫いている押込み試験装置。
　請求項１に記載の押込み試験装置であって、さらに、前記ケーシング内に温度センサーが配置され、前記制御基板に、前記温度センサーが計測した温度に基づいて前記荷重検出センサーの計測値を補正する補正回路が設けられている押込み試験装置。
　請求項１に記載の押込み試験装置であって、さらに、前記制御基板が、該制御基板の回路で処理されたデータを無線送信する通信部を備えている押込み試験装置。
　請求項１に記載の押込み試験装置であって、さらに、前記制御基板に前記荷重検出センサーの計測開始を指令するスイッチが配置され、前記スイッチを操作する操作ボタンが前記ケーシングの外面に露出している押込み試験装置。
　請求項１から８のいずれかに記載の押込み試験装置であって、前記試料当接部と前記試料との、仲介物を介した又は介さない接触を検知する接触検知部を有し、前記接触検知部が前記接触を検知したときに計測された前記荷重検出センサーの計測値を用いて前記試料の柔らかさが計測される押込み試験装置。
　請求項９に記載の押込み試験装置であって、前記接触検知部は、前記接触時に電気抵抗値が変化する感圧ゴムを備える押込み試験装置。
　請求項９に記載の押込み試験装置であって、前記接触検知部は、前記接触時に振動状態が変化する振動体を備える押込み試験装置。
　請求項９に記載の押込み試験装置であって、前記接触検知部は、前記荷重検出センサーの計測値を用いて前記試料のヤング率を算出し、ヤング率の増加傾向が変化した時点の前記試料のヤング率を前記接触時の値として採用する押込み試験装置。