(57)【要約】【課題】好適に硬さ試験を行うことができる硬さ試験機を実現する。【解決手段】先端部に圧子６１を備えた圧子軸６と、圧子６１を試料Ｓの表面に押し込むように圧子軸６を試料台８に向けて直線移動させる荷重負荷部２との間に介装されている試験力発生ばね４が、略矩形状の金属製ブロックの一の側面から裏側の他の側面に向けて形成された左右一対の貫通孔４ａ，４ａと、その一対の貫通孔４ａ，４ａ間を連通するように形成されたスリット４ｂとを有している左右対称形状の環状ばねであるようにすることで、高精度の試験力を発生させることを可能にし、硬さ試験機１で好適に硬さ試験を行うことを可能にした。【選択図】図１
2020056700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させることによって前記試料の硬さを測定する硬さ試験機であって、
前記試料が載置される試料台と、
先端部に前記圧子を備えた圧子軸と、
前記圧子を前記試料の表面に押し込むように、前記圧子軸を前記試料台に向けて直線移動させる荷重負荷部と、
前記荷重負荷部と前記圧子軸の間に介装されている試験力発生ばねと、
前記圧子軸を介して前記圧子を前記試料に押し込む際の前記試験力発生ばねの変位量を検出するばね変位検出部と、
前記圧子が前記試料に押し込まれる際の前記圧子軸の変位量を検出する圧子軸変位検出部と、
を備え、
前記試験力発生ばねは、略矩形状の金属製ブロックの一の側面から対向する他の側面に向けて形成された左右一対の貫通孔と、その一対の貫通孔間を連通するように形成されたスリットとを有して、左右対称形状を呈しており、
前記圧子軸は、前記試験力発生ばねの下面の略中央に固定され、前記荷重負荷部は、前記試験力発生ばねの上面の略中央に固設されていることを特徴とする硬さ試験機。
【請求項２】
前記試験力発生ばねの上面と下面の少なくとも一方には、前記左右一対の貫通孔に沿う溝部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の硬さ試験機。
【請求項３】
前記試験力発生ばねには、前記左右一対の貫通孔と前記スリットとで構成されている略眼鏡型貫通孔が、上下に重なる配置に複数形成されており、
前記略眼鏡型貫通孔の間には、前記左右一対の貫通孔に沿って形成された一対の並列貫通孔と、その一対の並列貫通孔よりも外側の領域を上下に分断するように形成された分断スリットとが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の硬さ試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬さ試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧子を用いて試料（ワーク）の表面に所定の試験力を負荷してくぼみを形成させることによって、試料の硬さを測定する硬さ試験機が知られている。例えば、ロックウェル硬さ試験機は、試料の表面に円錐形ダイヤモンド圧子又は球圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみ形成時の圧子の押込み深さを計測するようにして試料の硬さを測定する試験機である（例えば、特許文献１参照。）。
この硬さ試験機では、サーボモータが片持ちの板バネを変形させることで試験力を発生させている。具体的には、片持ちの板バネの変形量を測り、その変形量をサーボモータによって制御する試験力発生機構を有しており、例えば、３〜１８７．５ｋｇｆの試験力を発生させることを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５０１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の硬さ試験機において大きな試験力を発生させようと、片持ちの板バネを大きく変形させると、その板バネの固定端に応力集中するなどして損傷してしまうことがあるので、この硬さ試験機では試験力のダイナミックレンジを上げることが困難であった。
また、この硬さ試験機において片持ちの板バネを変形させた際、その自由端が円弧移動するので、試験力発生機構には板バネの自由端の位置のずれを吸収して、所定の試験力を好適に伝達するための機構を付加しなければならず、煩雑であった。
【０００５】
また、その弾性変形が円弧運動でなく直線運動であるバネ部材としてコイルばねが挙げられるが、コイルばねの伸縮によっては摩擦が生じることがあるので、試験力発生機構にはその摩擦を相殺するなどして、所定の試験力を好適に伝達するための機構を付加しなければならず、煩雑であった。
【０００６】
そこで、本発明者らが鋭意検討し、摩擦が生じ難い弾性変形であって、直線移動によるバネの変形によって、高精度の試験力を発生させることができる技術を開発するに至った。
【０００７】
本発明の目的は、好適に硬さ試験を行うことができる硬さ試験機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させることによって前記試料の硬さを測定する硬さ試験機であって、
前記試料が載置される試料台と、
先端部に前記圧子を備えた圧子軸と、
前記圧子を前記試料の表面に押し込むように、前記圧子軸を前記試料台に向けて直線移動させる荷重負荷部と、
前記荷重負荷部と前記圧子軸の間に介装されている試験力発生ばねと、
前記圧子軸を介して前記圧子を前記試料に押し込む際の前記試験力発生ばねの変位量を検出するばね変位検出部と、
前記圧子が前記試料に押し込まれる際の前記圧子軸の変位量を検出する圧子軸変位検出部と、
を備え、
前記試験力発生ばねは、略矩形状の金属製ブロックの一の側面から対向する他の側面に向けて形成された左右一対の貫通孔と、その一対の貫通孔間を連通するように形成されたスリットとを有して、左右対称形状を呈しており、
前記圧子軸は、前記試験力発生ばねの下面の略中央に固定され、前記荷重負荷部は、前記試験力発生ばねの上面の略中央に固設されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の硬さ試験機において、
前記試験力発生ばねの上面と下面の少なくとも一方には、前記左右一対の貫通孔に沿う溝部が形成されていることを特徴とする。
ここで、試験力発生ばねの上面や下面において、貫通孔に沿って溝部が形成された部分が薄肉化されているものとする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の硬さ試験機において、
前記試験力発生ばねには、前記左右一対の貫通孔と前記スリットとで構成されている略眼鏡型貫通孔が、上下に重なる配置に複数形成されており、
前記略眼鏡型貫通孔の間には、前記左右一対の貫通孔に沿って形成された一対の並列貫通孔と、その一対の並列貫通孔よりも外側の領域を上下に分断するように形成された分断スリットとが設けられていることを特徴とする。
ここで、試験力発生ばねの略眼鏡型貫通孔の間において、一対の貫通孔に沿って一対の並列貫通孔が形成された部分が薄肉化されているものとする。
なお、並列貫通孔と分断スリットは、同じ寸法の間隙を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精度の試験力を発生させて好適に硬さ試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の硬さ試験機の全体構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態の硬さ試験機の制御構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の硬さ試験機が備えている試験力発生ばねを示す斜視図（ａ）と、その試験力発生ばねの基本構造を示す斜視図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る硬さ試験機の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
本実施形態の硬さ試験機は、試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させることによって、試料の硬さを測定するロックウェル硬さ試験機である。
【００１４】
本実施形態の硬さ試験機１は、例えば、図１、図２に示すように、荷重負荷部２と、荷重負荷部２に作用力を付与して荷重負荷部２を作動（上下動）させる作動部３と、荷重負荷部２の下面側に備えられた試験力発生ばね４と、試験力発生ばね４の下面側に配設され、その下端の先端部に圧子６１を備えた圧子軸６と、圧子軸６の変位量（圧子６１の侵入量）を検出する際の基準面を有する基準部７と、圧子軸６（圧子６１）と対向配置され、その上面に試料Ｓが載置される試料台８と、制御部１００と、操作部１１０と、表示部１２０等を備えて構成されている。
なお、この硬さ試験機１では、図２に示す制御部１００により、各部の動作制御が行われる。
【００１５】
荷重負荷部２は、負荷部本体２１と、負荷部本体２１の側面から突出した突出部２２と、負荷部本体２１の下面に固定されて試験力発生ばね４の上面に固設されている基部２３等を備えている。
また、荷重負荷部２の負荷部本体２１の下部側には、荷重負荷部２と基準部保持部材７１（基準部７）とを連結する連結機構２４が設けられている。
【００１６】
荷重負荷部２の突出部２２は、可動駒３４を介して、作動部３のコラム軸３３に上下動可能に取り付けられている。
この突出部２２（荷重負荷部２）は、後述するコラム軸３３の回転駆動により、可動駒３４とともに上下に移動する。つまり、荷重負荷部２は、作動部３の動作に伴い、ボールねじ様の仕組みで上下動するようになっている。
なお、負荷部本体２１に設けられているガイド部２１ａが、試験機筐体１ａに設けられている垂直レール１ｂに案内されるようにして、荷重負荷部２が直線的に上下動するようになっている。
【００１７】
作動部３は、モータ３１と、コラム軸３３と、モータ３１のモータ軸３１ａとコラム軸３３とに掛け渡されたタイミングベルト３２等を備えている。なお、作動部３は、コラム軸３３が可動駒３４により突出部２２に取り付けられることによって荷重負荷部２に接続されている。
【００１８】
モータ３１は、制御部１００から入力された駆動制御信号に基づいて駆動する。モータ３１のモータ軸３１ａは、モータ３１の駆動により回転する。モータ軸３１ａの駆動力は、タイミングベルト３２を介してコラム軸３３に伝達され、コラム軸３３を回転させる。
そのコラム軸３３の回転駆動によって可動駒３４が上下に移動する。
このように、作動部３は、モータ３１の駆動に基づいて可動駒３４を上下動させ、可動駒３４と接続している荷重負荷部２の突出部２２にその駆動力を伝達させて、荷重負荷部２を上下動させる。
そして、作動部３によって上下動される荷重負荷部２は、圧子６１を試料Ｓの表面に押し込むように、圧子軸６を試料台８に向けて直線移動させるようになっている。
【００１９】
荷重負荷部２の基部２３の下面には、試験力を発生させる試験力発生ばね４が配設されており、その試験力発生ばね４の下面には、圧子軸６が配設されている。
つまり、試験力発生ばね４は、荷重負荷部２（基部２３）と圧子軸６の間に介装されている。
試験力発生ばね４は、荷重負荷部２の下方への移動に伴い、圧子軸６を下方へと押圧し移動させる。つまり、試験力発生ばね４は、荷重負荷部２の上下動などの動作を圧子軸６に伝達するようになっている。
この試験力発生ばね４は、左右対称形状を呈する環状ばねであるが、その具体的形状等については後述する。
【００２０】
そして、試験力発生ばね４の下部側面には、所定の間隔の目盛が刻まれたスケール４１が配設されている。
また、荷重負荷部２の基部２３の下面の端には、荷重負荷部２が作動（上下動）した際の試験力発生ばね４の変位量（変形量）を検出するばね変位検出部４２が備えられている。
ばね変位検出部４２は、例えば、試験力発生ばね４に備えられたスケール４１の目盛を光学的に読み取るリニアエンコーダである。
このばね変位検出部４２は、圧子軸６等を介して圧子６１を試料Ｓに押し込む際の試験力発生ばね４の変位量を検出し、検出した変位量に基づくばね変位信号を制御部１００に出力する。なお、この変位量は、圧子６１が試料Ｓを押し込む押圧力（試験力）又は試料Ｓに加わる荷重に対応するようになっている。
【００２１】
圧子軸６は、作動部３の動作により、荷重負荷部２や試験力発生ばね４とともに圧子軸６の下方に設けられた試料台８上に載置された試料Ｓに向けて移動し、その先端部の圧子６１を試料Ｓの表面に所定の試験力で押し付ける。圧子６１が試料Ｓを所定の試験力で押圧することにより、試料Ｓの表面にくぼみが形成される。
なお、圧子６１は、例えば、ロックウェル硬さ試験用の先端角１２０°の円錐形ダイヤモンド圧子又は球圧子（例えば、直径が１／１６インチ、１／８インチ、１／４インチ、１／２インチのもの）を使用する。
また、圧子軸６の表面には、所定の間隔の目盛が刻まれたスケール６２が一体形成されている。
【００２２】
また、試験力発生ばね４の下方には、荷重負荷部２の負荷部本体２１に設けられた連結機構２４を介して連結された基準部保持部材７１と、その基準部保持部材７１の下面側に保持されている基準部７等が備えられている。
この基準部７は、後述する圧子軸変位検出部６３が圧子軸６の変位量を検出する際の基準面を有している。
連結機構２４は、負荷部本体２１側に配設されているガイドレール２４ａと、基準部保持部材７１側に配設されているガイドブロック２４ｂとで構成されており、上下に延在しているガイドレール２４ａに沿ってガイドブロック２４ｂが上下動可能に配されている。このガイドレール２４ａとガイドブロック２４ｂとにより、ガイドレール２４ａ上をガイドブロック２４ｂがスライドすることで直線運動をガイドする、所謂ＬＭガイド（登録商標）が構成される。なお、ＬＭガイド（ガイドレール２４ａ及びガイドブロック２４ｂ）の具体的な構造は、従来公知の技術（例えば、特開２０１１−１２７３５号公報等）であるため、詳細な説明は省略する。
また、負荷部本体２１の下端部には、ガイドブロック２４ｂの下方への移動を規制する規制部２５が設けられている。
上記の構成により、基準部保持部材７１（基準部７）は、ガイドレール２４ａに沿って上下動することができるようになっている。
【００２３】
基準部７は、圧子軸６の先端部に備えられた圧子６１の先端の上下方向の位置基準となる部材であり、基準部保持部材７１の下面側に取り付けられている。
この基準部７は、圧子軸６（圧子６１）を挿通可能な中空形状に形成されている。また、基準部７の下面は、圧子軸６に垂直な面（水平面）となるように形成されている。
なお、基準部７を、基準部保持部材７１および荷重負荷部２とともに下方に移動させることで、基準部７の下面を試料Ｓの表面に当接させた状態とすることができる。
【００２４】
また、基準部保持部材７１の上面側には、圧子軸６の変位量を検出する圧子軸変位検出部６３が備えられている。
圧子軸変位検出部６３は、例えば、圧子軸６の表面に一体形成されたスケール６２の目盛を光学的に読み取るリニアエンコーダである。
この圧子軸変位検出部６３は、圧子６１が試料Ｓに押し込まれる際の圧子軸６の変位量（即ち、試料Ｓに押し込まれた圧子６１の侵入量（押込み深さ））を検出し、検出した変位量に基づく圧子軸変位信号を制御部１００に出力する。
【００２５】
そして、基準部７の下面が試料Ｓの表面に当接した状態で押込み試験を行うことで、圧子軸変位検出部６３は、基準部７の下面（すなわち試料Ｓの表面）を基準面として圧子軸６の変位量を検出することができる。
これによって、圧子軸変位検出部６３により、圧子６１の試料Ｓの表面からの侵入量を検出することができ、試験時に形成されたくぼみの深さの検出が可能となる。
【００２６】
制御部１００は、例えば、図２に示すように、ＣＰＵ１０１と、ＲＡＭ１０２と、記憶部１０３とを備えて構成され、記憶部１０３に記憶された所定のプログラムが実行されることにより、所定の硬さ試験を行うための動作制御等を行う機能を有する。
ＣＰＵ１０１は、記憶部１０３に格納された処理プログラム等を読み出して、ＲＡＭ１０２に展開して実行することにより、硬さ試験機１全体の制御を行う。
ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１により実行された処理プログラム等を、ＲＡＭ１０２内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。
記憶部１０３は、例えば、プログラムやデータ等を記憶する記録媒体（図示省略）を有しており、この記録媒体は、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部１０３は、ＣＰＵ１０１が硬さ試験機１全体を制御する機能を実現させるための各種データ、各種処理プログラム、これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。
【００２７】
例えば、ＣＰＵ１０１は、ばね変位検出部４２から入力されたばね変位信号と予め設定された設定ばね変位データとの比較を行う。そして、ＣＰＵ１０１は、所定の試験力（荷重）で圧子６１を試料Ｓに作用させるように荷重負荷部２を移動させるべく、作動部３（モータ３１）の駆動を制御する駆動制御信号をモータ３１に出力する。
【００２８】
また、ＣＰＵ１０１は、圧子軸変位検出部６３から入力された圧子軸変位信号に基づいて、試料Ｓの硬さを算出する。即ち、ＣＰＵ１０１は、硬さ算出部として、圧子軸変位検出部６３により検出された圧子軸６の変位量（即ち、試料Ｓに圧子６１が押し込まれた侵入量（くぼみの深さ））から試料Ｓの硬さを算出する、ロックウェル硬さ試験を実行する。
【００２９】
操作部１１０は、キーボード、マウス等のポインティングデバイスなどを備え、硬さ試験を行う際の作業者（オペレータ）による入力操作を受け付ける。そして、操作部１１０は、作業者による所定の入力操作を受け付けると、その入力操作に応じた所定の操作信号を生成して、制御部１００へと出力する。
【００３０】
表示部１２０は、例えば、ＬＣＤなどの表示装置により構成されている。表示部１２０は、操作部１１０において入力された硬さ試験の設定条件及び硬さ試験の結果等を表示する。
【００３１】
次に、本実施形態の硬さ試験機１が備えている試験力発生ばね４について説明する。
【００３２】
試験力発生ばね４は、例えば、図１、図３（ａ）に示すように、略矩形状の金属製ブロックの一の側面から裏側の他の側面に向けて形成された左右一対の貫通孔４ａ，４ａと、その一対の貫通孔４ａ間を連通するように形成されたスリット４ｂとを有している環状ばねである。
具体的には、この試験力発生ばね４には、左右一対の貫通孔４ａ，４ａとスリット４ｂとで構成されている略眼鏡型貫通孔４０が、上下に重なる配置に３つ設けられており、その略眼鏡型貫通孔４０の間には、左右一対の貫通孔４ａ，４ａに沿って形成された一対の並列貫通孔４ｄ，４ｄと、その一対の並列貫通孔４ｄ，４ｄよりも外側の領域を上下に分断するように形成された分断スリット４ｅとが設けられている。
また、試験力発生ばね４の上面と下面には、左右一対の貫通孔４ａ，４ａに沿う溝部４ｃが設けられている。
【００３３】
この試験力発生ばね４において、貫通孔４ａと並列貫通孔４ｄと溝部４ｃが上下に重なっている部分の金属材料が薄肉化されている。
具体的には、貫通孔４ａと並列貫通孔４ｄの間の金属材料と、貫通孔４ａと溝部４ｃの間の金属材料が薄肉化されている。
つまり、この試験力発生ばね４は、左右両側や中央側よりも、貫通孔４ａ、並列貫通孔４ｄ、溝部４ｃが形成されている部分が薄肉化されたばね構造を有している。
【００３４】
そして、この試験力発生ばね４の上面の略中央に荷重負荷部２（の基部２３）が固設されており、また、試験力発生ばね４の下面の略中央に圧子軸６が固定されている（図１参照）。なお、荷重負荷部２（基部２３）は、試験力発生ばね４の上面略中央の厚肉部分に固設されており、圧子軸６は、試験力発生ばね４の下面略中央の厚肉部分に固定されている。
このような接続構造で、荷重負荷部２と圧子軸６の間に介装されている試験力発生ばね４であれば、作動部３によって下方に移動される荷重負荷部２によって、圧子６１を試料Ｓの表面に押し込むように圧子軸６を直線移動させる際の弾性変形が直線運動になり、好適に試験力を発生させることができる。
例えば、従来技術の硬さ試験機で片持ちの板バネを変形させることで発生させていた３〜１８７．５ｋｇｆの試験力を上回る、１〜２５０ｋｇｆの広ダイナミックレンジの試験力を、この試験力発生ばね４の直線運動の変形で発生させることができる。
特に、荷重負荷部２と圧子軸６の間に介装されている試験力発生ばね４がそれらの間で直線運動して収縮する（弾性変形する）場合、試験力発生ばね４には摩擦など試験力以外の力が生じないので、その試験力発生ばね４は高精度で試験力を発生させることができる。
【００３５】
ここで、図３（ａ）に示した試験力発生ばね４は、図３（ｂ）に示す試験力発生ばね４を基本構造とした環状ばねである。
その基本構造とした図３（ｂ）の試験力発生ばね４は、略矩形状の金属製ブロックの一の側面から裏側の他の側面に向けて形成された左右一対の貫通孔４ａ，４ａと、その一対の貫通孔４ａ間を連通するように形成されたスリット４ｂとで構成されている略眼鏡型貫通孔４０を１つ有しており、その上面と下面には左右一対の貫通孔４ａ，４ａに沿う溝部４ｃが形成されている環状ばねである。
つまり、本実施形態では、試験力発生ばね４が有する略眼鏡型貫通孔４０の数を基準に環状ばねを設計しており、図３（ｂ）に示した基本構造の試験力発生ばね４が一段構造の環状ばねであるとしたとき、図３（ａ）に示した試験力発生ばね４は三段構造の環状ばねに相当する。
なお、図３（ｂ）に示した基本構造の試験力発生ばね４を多段に重ねる設計の際、溝部４ｃが向き合って重なった部分に対応させて設計したのが並列貫通孔４ｄである。
【００３６】
このように、基本構造の環状ばね（図３（ｂ）参照）を多段に重ねるように設計する試験力発生ばね４であれば、試験力発生ばね４のばね定数を容易に調整する設計が可能になる。
例えば、図３（ｂ）に示した一段構造の試験力発生ばね４のばね定数が１００［ｋｇｆ／ｍｍ］であるとき、図３（ａ）に示した三段構造の試験力発生ばね４のばね定数は、約三分の一の３０［ｋｇｆ／ｍｍ］である。
つまり、基本構造の環状ばねの段数を増やすことに応じて、ばね定数を下げることができるので、二段構造や四段構造など様々な段数の試験力発生ばね４を設計して様々なばね定数の試験力発生ばね４を得ることができる。
【００３７】
そして、硬さ試験機１において試験力発生ばね４が組み付けられる部分以外を共通化した試験機ユニットを設計しておき、その試験機ユニットにユーザーの要望に応じたばね定数を有する段数の試験力発生ばね４を組み付けて硬さ試験機１を完成させるようにすれば、容易に様々なタイプの硬さ試験機１を製造することができるので、硬さ試験機１の製造コストを低減することが可能になる。
【００３８】
このような試験力発生ばね４を用いている硬さ試験機１であれば、好適に硬さ試験を行うことができる。
【００３９】
なおここで、弾性変形が直線運動であるとされるコイルばねについて、本発明者らが行った検証について説明する。
本実施形態の硬さ試験機１の試験力発生ばね４に替えて、コイルばねを組み付けても、同様の作用効果が得られるのではという仮説が立てられたが、コイルばねの弾性変形には直線運動以外の要素が含まれているため、本実施形態の試験力発生ばね４に替えてコイルばねを用いることにメリットは無いという結論が出た。
具体的には、金属線を巻回して形成されているコイルばねを収縮させる際、その金属線の巻回方向に沿うねじれの変形が発生するので、そのねじれを逃がす機構を付加しなければならないことが判明した。これは、従来技術の硬さ試験機において、片持ちの板バネの自由端の位置のずれを吸収するための機構を付加しなければならない煩わしさと同様のデメリットであると判断した。
また、金属線の巻回数が少なくそのピッチも小さなコイルばねであれば、そのコイルばねを収縮させる際に座屈することは殆んどないが、ある程度の長さを有するコイルばねであると収縮させる際に座屈変形してしまうことがあるので、その座屈を防ぐための機構を付加しなければならないことがあるのも判明した。
このように、試験力発生ばね４に替えてコイルばねを用いる場合、ねじれを逃がす機構や座屈を防ぐための機構を付加しなければならない煩わしさがあることが判明した。加えて、ねじれを逃がす機構や座屈を防ぐための機構を付加した場合、その機構で発生する摩擦力が試験力の精度に影響を及ぼす可能性があることも分かった。
このような検証の結果から、本実施形態の試験力発生ばね４は、コイルばねでは成し得ない高精度の試験力を発生させることができると結論付けた。
【００４０】
以上のように、本実施形態の試験力発生ばね４には摩擦など試験力以外の力が生じないようになっており、試験力発生ばね４は高精度の試験力を発生させることができるので、その試験力発生ばね４を用いている硬さ試験機１であれば、好適に硬さ試験を行うことができる。
【００４１】
なお、以上の実施の形態においては、試験力発生ばね４の上面と下面にそれぞれ、溝部４ｃを形成するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、試験力発生ばね４の上面のみに一対の溝部４ｃを形成したり、試験力発生ばね４の下面のみに一対の溝部４ｃを形成したりするようにしてもよい。
また、溝部４ｃが形成されていない試験力発生ばね４であってもよい。
【００４２】
また、以上の実施の形態においては、試験力発生ばね４における並列貫通孔４ｄは、貫通孔４ａとほぼ同じサイズの間隙を有しており、並列貫通孔４ｄは分断スリット４ｅよりも広い間隙を有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、並列貫通孔４ｄの間隙が狭く形成され、分断スリット４ｅと同じ間隙を有していてもよい。
【００４３】
また、以上の実施の形態においては、試験力発生ばね４の下部側面にスケール４１を配設し、荷重負荷部２の基部２３の下面にスケール４１の目盛を読み取るばね変位検出部４２を配設するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、スケール４１及びばね変位検出部４２が好適に機能する位置であれば、他の位置に配設されていてもよい。
【００４４】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００４５】
１      硬さ試験機
２      荷重負荷部
２１    負荷部本体
２２    突出部
２３    基部
３      作動部
３１    モータ
３２    タイミングベルト
３３    コラム軸
３４    可動駒
４      試験力発生ばね
４０    略眼鏡型貫通孔
４ａ    貫通孔（左右一対の貫通孔）
４ｂ    スリット
４ｃ    溝部
４ｄ    並列貫通孔（一対の並列貫通孔）
４ｅ    分断スリット
４１    スケール
４２    ばね変位検出部
６      圧子軸
６１    圧子
６２    スケール
６３    圧子軸変位検出部
８      試料台
１００  制御部
Ｓ      試料
【図１】
2020056700.tif 000003
【図２】
2020056700.tif 000004
【図３】
2020056700.tif 000005