(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片を載置する載置台と、前記試験片の表面に圧痕を形成するための圧子と、前記圧子を昇降させることにより前記試験片に対して試験力を付与する負荷機構と、前記試験片の表面に形成された圧痕を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影した前記試験片表面の画像を表示する表示部と、を備えた硬度試験機において、
前記載置台上に載置された試験片に形成されている圧痕の位置と大きさとを認識する圧痕認識手段と、
前記載置台上に載置された試験片の硬度と、当該試験片に次の圧痕を形成するときの位置および試験力とを入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記試験片の硬度と試験力とに基づいて、次に前記試験片に形成される圧痕の大きさを予想する予想手段と、
前記圧痕認識手段により認識した前記試験片に形成されている圧痕の位置と大きさと、前記予想手段により予想された次に前記試験片に形成される圧痕の位置と大きさとに基づいて、前記試験片に形成された圧痕と次に前記試験片に形成される圧痕との距離が、必要距離以上となっているか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする硬度試験機。
【請求項２】
請求項１に記載の硬度試験機において、
前記試験片に次の圧痕を形成するときの座標位置を（ｘ，ｙ）、前記試験片に形成されているいずれかの圧痕の座標位置を（ｘｉ，ｙｉ）、前記予想手段により予想された次に前記試験片に形成される圧痕の大きさｄまたは前記試験片に形成されているいずれかの圧痕の大きさｄｉの大きいほうの大きさをＤ、前記試験片の材質により定められる係数をｎとしたときに、
前記判定手段は、式(１)で表される距離Ｌ１と、ｎ・Ｄとを比較することにより、前記試験片に形成された圧痕と次に前記試験片に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定する硬度試験機。
Ｌ１＝［（ｘ−ｘｉ）２  ＋（ｙ−ｙｉ）２  ］０．５    ・・・（１）
【請求項３】
請求項２に記載の硬度試験機において、
前記座標位置（ｘ，ｙ）を中心とした半径ｎ・ｄの円、および、前記座標位置（ｘｉ，ｙｉ）を中心とした半径ｎ・ｄｉの円を、前記表示部に表示させる画像処理部をさらに備える硬度試験機。
【請求項４】
請求項２に記載の硬度試験機において、
現在の座標位置を（ｘｃ，ｙｃ）としたときに、
前記試験片に次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を、前記Ｌ１が前記ｎ・Ｄ以上となる座標（ｘ，ｙ）のうち、式（２）で表されるｆ（ｘ，ｙ）が最小化する座標（ｘ，ｙ）とする位置設定手段を備える硬度試験機。
ｆ（ｘ，ｙ）＝［（ｘ−ｘｃ）２  ＋（ｙ−ｙｃ）２  ］０．５    ・・・（２）
【請求項５】
試験片を載置する載置台と、前記試験片の表面に圧痕を形成するための圧子と、前記圧子を昇降させることにより前記試験片に対して試験力を付与する負荷機構と、前記試験片の表面に形成された圧痕を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影した前記試験片表面の画像を表示する表示部と、を備えた硬度試験機において、
前記載置台上に載置された試験片の端縁の位置を認識する端縁認識手段と、
前記載置台上に載置された試験片の硬度と、当該試験片に次の圧痕を形成するときの位置および試験力とを入力する入力部と、
前記入力部により入力された前記試験片の硬度と試験力とに基づいて、次に前記試験片に形成される圧痕の大きさを予想する予想手段と、
前記端縁認識手段により認識した前記試験片の端縁の位置と、前記予想手段により予想された次に前記試験片に形成される圧痕の位置と大きさとに基づいて、前記試験片の端縁と次に前記試験片に形成される圧痕との距離が、必要距離以上となっているか否かを判定する判定手段と、
を備えたことを特徴とする硬度試験機。
【請求項６】
請求項５に記載の硬度試験機において、
前記試験片に次の圧痕を形成するときの座標位置を（ｘ，ｙ）、前記試験片におけるいずれかの端縁の座標位置を（ｘｅｊ，ｙｅｊ）、前記予想手段により予想された次に前記試験片に形成される圧痕の大きさをｄ、前記試験片の材質により定められる係数をｍとしたときに、
前記判定手段は、式(３)で表される距離Ｌ２と、ｍ・ｄとを比較することにより、前記試験片の端縁と次に前記試験片に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定する硬度試験機。
Ｌ２＝［（ｘ−ｘｅｊ）２  ＋（ｙ−ｙｅｊ）２  ］０．５    ・・・（３）
【請求項７】
請求項６に記載の硬度試験機において、
前記座標位置（ｘ，ｙ）を中心とした半径ｍ・ｄの円を前記表示部に表示させる画像処理部をさらに備える硬度試験機。
【請求項８】
請求項６に記載の硬度試験機において、
現在の座標位置を（ｘｃ，ｙｃ）としたときに、
前記試験片に次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を、前記Ｌ２が前記ｍ・ｄ以上となる座標（ｘ，ｙ）のうち、式（４）で表されるｆ（ｘ，ｙ）が最小化する座標（ｘ，ｙ）とする位置設定手段を備える硬度試験機。
ｆ（ｘ，ｙ）＝［（ｘ−ｘｃ）２  ＋（ｙ−ｙｃ）２  ］０．５    ・・・（４）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、試験片の硬度を測定する硬度試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような硬度試験機としては、例えば、試験片のビッカース硬さやヌープ硬さなどを測定するビッカース硬度計等が知られている。このような硬度試験機においては、試験片に試験力を付与してその表面に圧痕を形成する圧子と、この圧子と対向配置されて試験片を載置する載置台と、試験片上の複数の計測点で圧痕を形成するために試験片を順次に移動するＸＹステージと、試験片を観察するための複数の対物レンズと、これらの対物レンズおよび圧子のうちいずれか一つを計測点と対向させるように切り換えるリボルバーとを備えている。そして、試験片に形成された圧痕は、対物レンズを透過して拡大された試験片像をオペレータが観察するための接眼レンズや、対物レンズにより拡大された試験片像を表示するためのモニタを利用して観察される。
【０００３】
硬度試験を実行する場合においては、一つの試験片に対して複数の圧痕を形成するときには、圧痕が形成されることによる圧痕周辺の試験片の硬度が加工硬化によって変化することによる硬度試験への影響を防止するため、圧痕同士の中心間距離を一定以上に保つ必要がある。このため、ＪＩＳ(日本工業規格)Ｚ２２４４（ビッカース硬さ試験−試験方法）においては、鋼、ニッケル合金、チタン合金、銅および銅合金の場合には、圧痕の中心間距離を圧痕の対角長さの３倍以上とし、軽金属、鉛、すずおよびそれらの合金の場合には、圧痕の中心間距離を圧痕の対角長さの６倍以上とするように定められている。
【０００４】
同様に、硬度試験を実行する場合においては、圧痕から試験片の端縁までの距離についても、これを一定以上に保つ必要がある。上記ＪＩＳＺ２２４４においては、鋼、ニッケル合金、チタン合金、銅および銅合金の場合には、圧痕と試験片の端縁との距離を圧痕の対角長さの２．５倍以上とし、軽金属、鉛、すずおよびそれらの合金の場合には、圧痕の中心間距離を圧痕の対角長さの３倍以上とするように定められている。
【０００５】
特許文献１には、このような距離を考慮した焼入性の測定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−８５８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
圧痕の中心間距離がＪＩＳに定める条件を満たしているか否かを確認するためには、互いに隣接する圧痕のうちの大きな方の圧痕の大きさを計測し、圧痕の中心間距離を測定した後、さらに、その距離がＪＩＳに定める条件を満たしているか否かを演算するという煩雑な作業を実行する必要があり、その確認は容易には実行し得ない。圧痕間の距離を十分に確保できる場合はともかく、特に、単一の試験片に対して多数の硬度測定を実行する場合等においては、各々の圧痕の中心間距離がＪＩＳに定める条件を満たしているか否かを判断することは、極めて困難となる。これは、圧痕の中心間距離のみならず、圧痕と試験片の端縁との距離についても同様に生ずる問題である。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、圧痕の中心間距離または圧痕と試験片の端縁との距離を適正に維持することが可能な硬度試験機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、試験片を載置する載置台と、前記試験片の表面に圧痕を形成するための圧子と、前記圧子を昇降させることにより前記試験片に対して試験力を付与する負荷機構と、前記試験片の表面に形成された圧痕を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影した前記試験片表面の画像を表示する表示部と、を備えた硬度試験機において、前記載置台上に載置された試験片に形成されている圧痕の位置と大きさとを認識する圧痕認識手段と、前記載置台上に載置された試験片の硬度と、当該試験片に次の圧痕を形成するときの位置および試験力とを入力する入力部と、前記入力部により入力された前記試験片の硬度と試験力とに基づいて、次に前記試験片に形成される圧痕の大きさを予想する予想手段と、前記圧痕認識手段により認識した前記試験片に形成されている圧痕の位置と大きさと、前記予想手段により予想された次に前記試験片に形成される圧痕の位置と大きさとに基づいて、前記試験片に形成された圧痕と次に前記試験片に形成される圧痕との距離が、必要距離以上となっているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記試験片に次の圧痕を形成するときの座標位置を（ｘ，ｙ）、前記試験片に形成されているいずれかの圧痕の座標位置を（ｘｉ，ｙｉ）、前記予想手段により予想された次に前記試験片に形成される圧痕の大きさｄまたは前記試験片に形成されているいずれかの圧痕の大きさｄｉの大きいほうの大きさをＤ、前記試験片の材質により定められる係数をｎとしたときに、前記判定手段は、式(１)で表される距離Ｌ１と、ｎ・Ｄとを比較することにより、前記試験片に形成された圧痕と次に前記試験片に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定する。
Ｌ１＝［（ｘ−ｘｉ）２  ＋（ｙ−ｙｉ）２  ］０．５    ・・・（１）
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記座標位置（ｘ，ｙ）を中心とした半径ｎ・ｄの円、および、前記座標位置（ｘｉ，ｙｉ）を中心とした半径ｎ・ｄｉの円を、前記表示部に表示させる画像処理部をさらに備える。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、現在の座標位置を（ｘｃ，ｙｃ）としたときに、前記試験片に次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を、前記Ｌ１が前記ｎ・Ｄ以上となる座標（ｘ，ｙ）のうち、式（２）で表されるｆ（ｘ，ｙ）が最小化する座標（ｘ，ｙ）とする位置設定手段を備える。
ｆ（ｘ，ｙ）＝［（ｘ−ｘｃ）２  ＋（ｙ−ｙｃ）２  ］０．５    ・・・（２）
【００１３】
請求項５に記載の発明は、試験片を載置する載置台と、前記試験片の表面に圧痕を形成するための圧子と、前記圧子を昇降させることにより前記試験片に対して試験力を付与する負荷機構と、前記試験片の表面に形成された圧痕を撮影するカメラと、前記カメラにより撮影した前記試験片表面の画像を表示する表示部と、を備えた硬度試験機において、前記載置台上に載置された試験片の端縁の位置を認識する端縁認識手段と、前記載置台上に載置された試験片の硬度と、当該試験片に次の圧痕を形成するときの位置および試験力とを入力する入力部と、前記入力部により入力された前記試験片の硬度と試験力とに基づいて、次に前記試験片に形成される圧痕の大きさを予想する予想手段と、前記端縁認識手段により認識した前記試験片の端縁の位置と、前記予想手段により予想された次に前記試験片に形成される圧痕の位置と大きさとに基づいて、前記試験片の端縁と次に前記試験片に形成される圧痕との距離が、必要距離以上となっているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記試験片に次の圧痕を形成するときの座標位置を（ｘ，ｙ）、前記試験片におけるいずれかの端縁の座標位置を（ｘｅｊ，ｙｅｊ）、前記予想手段により予想された次に前記試験片に形成される圧痕の大きさをｄ、前記試験片の材質により定められる係数をｍとしたときに、前記判定手段は、式(３)で表される距離Ｌ２と、ｍ・ｄとを比較することにより、前記試験片の端縁と次に前記試験片に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定する。
Ｌ２＝［（ｘ−ｘｅｊ）２  ＋（ｙ−ｙｅｊ）２  ］０．５    ・・・（３）
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記座標位置（ｘ，ｙ）を中心とした半径ｍ・ｄの円を前記表示部に表示させる画像処理部をさらに備える。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、現在の座標位置を（ｘｃ，ｙｃ）としたときに、前記試験片に次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を、前記Ｌ２が前記ｍ・ｄ以上となる座標（ｘ，ｙ）のうち、式（４）で表されるｆ（ｘ，ｙ）が最小化する座標（ｘ，ｙ）とする位置設定手段を備える。
ｆ（ｘ，ｙ）＝［（ｘ−ｘｃ）２  ＋（ｙ−ｙｃ）２  ］０．５    ・・・（４）
【発明の効果】
【００１７】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、圧痕の中心間距離が適性なものであるか否かを容易に判定することが可能となる。このため、圧痕の中心間距離を適正に維持することができ、正確な硬度試験を実行することが可能となる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、圧痕の中心間距離が不適正となる領域を予め表示することから、次に硬度試験を実行する位置を、適正な領域から容易に設定することが可能となる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を、圧痕の中心間距離を適正に維持することができ、かつ、当初に試験を実行しようとした位置の近傍となる位置に自動的に設定することが可能となり、硬度試験を正確かつ迅速に実行することが可能となる。
【００２０】
請求項５および請求項６に記載の発明によれば、圧痕と試験片の端縁との距離が適性なものであるか否かを容易に判定することが可能となる。このため、圧痕と試験片の端縁との距離を適正に維持することができ、正確な硬度試験を実行することが可能となる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、圧痕と試験片の端縁との距離が不適正となる領域を予め表示することから、次に硬度試験を実行する位置を、適正な領域から容易に設定することが可能となる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を、圧痕と試験片の端縁との距離を適正に維持することができ、かつ、当初に試験を実行しようとした位置の近傍となる位置に自動的に設定することが可能となり、硬度試験を正確かつ迅速に実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係る硬度試験機の概要図である。
【図２】圧子２１に対して試験力を付与するための負荷機構の概要図である。
【図３】この発明に係る硬度試験機の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【図４】圧子２１により試験片１００に圧痕を形成する様子を模式的に示す説明図である。
【図５】試験片１００に形成された圧痕を示す平面図である。
【図６】この発明に係る硬度試験機による硬度試験の各工程を示すフローチャートである。
【図７】この発明に係る硬度試験機による硬度試験の各工程を示すフローチャートである。
【図８】表示部１８に表示された複数の円を、試験片１００およびその端縁１０１とともに示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る硬度試験機の概要図である。
【００２５】
この硬度試験機は、テーブル１１と、このテーブル１１上に配置され試験片１００を載置する載置台としてのＸＹステージ１２とを備える。ＸＹステージ１２は、試験片１００をＸ方向（図１における左右方向）およびＹ方向（図１における紙面に垂直な方向）に移動させるためのものである。このＸＹステージ１２には、試験片１００をＸ方向に移動させるためのモータ１３と、試験片１００をＹ方向に移動させるためのモータ１４とが付設されている。また、ＸＹステージ１２は、昇降ハンドル１５の作用により、昇降する構成となっている。
【００２６】
また、この硬度試験機は、試験片１００を目視により観察するための接眼レンズ１６と、試験片１００を撮影するためのカメラ１７と、試験片１００の表面の像を表示するためのＣＲＴ等の表示部１８と、各種のデータを入力するためのキーボード等の入力部１９とを備える。
【００２７】
さらに、この硬度試験機は、試験片１００を加圧することにより圧痕を形成する圧子２１と、この圧子２１に対して試験力を付与するための後述する負荷機構と、複数の対物レンズ２２、２３と、これらの圧子２１および対物レンズ２２、２３等を支持して回転するリボルバー２０とを備える。このリボルバー２０は、つまみ２６を操作することにより、鉛直方向を向く軸を中心に回転する。
【００２８】
図２は、圧子２１に対して試験力を付与するための負荷機構の概要図である。
【００２９】
この負荷機構は、軸３１を中心に揺動可能なレバー３２を備える。レバー３２の一端には、押圧部３５が配設されている。この押圧部３５は、レバー３２の揺動に伴って、圧子２１に連結した圧子軸３６の端部に付設された当接部３７を押圧する構成となっている。また、レバー３２の他端には、永久磁石３３が付設されている。この永久磁石３３の外部には、電磁コイル３４が配設されている。この永久磁石３３と電磁コイル３４とにより、ボイスコイルモータが構成される。このボイスコイルモータは、電磁式の負荷機構となり、電磁コイル３４に流れる電流を制御することにより、圧子２１による試験片１００への試験力を制御することが可能となる。
【００３０】
図３は、この発明に係る硬度試験機の主要な電気的構成を示すブロック図である。
【００３１】
この硬度試験機は、装置全体を制御する制御部５０を備える。この制御部５０は、上述したカメラ１７、表示部１８、入力部１９および負荷機構の電磁コイル３４と接続されている。また、この制御部５０は、試験片１００に形成されている圧痕の位置と大きさとを認識する圧痕認識部５１と、試験片１００の端縁の位置を認識する端縁認識部５２と、次に試験片１００に形成される圧痕の大きさを予想する予想部５３と、試験片１００に形成された圧痕と次に試験片１００に形成される圧痕との距離、および、試験片１００の端縁と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定する判定部５４と、各圧痕を中心とする所定半径の縁を表示部１８に表示させる画像処理部５５と、試験片１００に形成された圧痕と次に試験片１００に形成される圧痕との距離や試験片１００の端縁と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっていないときに次に試験片１００に形成される圧痕の位置を設定する位置設定部５６とを備えている。
【００３２】
図４は、圧子２１により試験片１００に圧痕を形成する様子を模式的に示す説明図であり、図５は、試験片１００に形成された圧痕を示す平面図である。
【００３３】
硬度試験としてのビッカース硬さ試験を実行するときには、その先端が正四角錐形状をなすダイヤモンド製の圧子２１を、図２に示す負荷機構の作用により試験片１００の表面に深さｈだけ押し込み、その試験力を解除した後、試験片１００の表面に形成された圧痕（くぼみ）の対角線長さｄ（互いに直交する対角線長さｄｘおよびｄｙが異なる場合はそれらの平均値）を測定する。ビッカース硬さは、試験力を、底面が正方形で頂点の角度が圧子２１と同じ角錐であると仮定したくぼみの表面積で割って得られる値に比例する。
【００３４】
次に、上述した硬度試験機を使用した硬度試験の各工程について説明する。図６および図７は、この発明に係る硬度試験機を使用した硬度試験の各工程を示すフローチャートである。
【００３５】
硬度試験を行う場合には、最初に、試験を実行する試験片１００の予想される硬度を入力する（ステップＳ１）。また、次に硬度試験を実行するために圧痕を形成する位置（ｘ，ｙ）を入力する（ステップＳ２）。さらに、次に硬度試験を実行するときの試験力を入力する（ステップＳ３）。これらの入力は、オペレータが入力部１９を利用して所定のデータを入力することにより行われる。但し、次の圧痕の位置の入力は、オペレータが入力するかわりに、現在の圧子２１の位置を自動的に入力するようにしてもよい。
【００３６】
次に、試験片１００の全体画像を取得する（ステップＳ４）。この場合には、モータ１３、１４の作用によりＸＹステージ１２とともに試験片１００をＸＹ方向に移動させることにより、試験片１００の全面をカメラ１７で撮影して試験片１００の表面全域の画像を取得する。なお、硬度試験を実行する領域が試験片の１００の表面全域にわたらない場合には、試験片１００の表面の一部の領域の画像のみを取得するようにしてもよい。
【００３７】
次に、試験片１００の全体画像を画像処理することにより、試験片１００の端縁の位置を認識する（ステップＳ５）。この端縁の位置の認識は、図３に示す端縁認識部５２により行われる。また、試験片１００の全体画像を画像処理することにより、試験片１００に既に形成されている圧痕の座標位置（ｘｉ、ｙｉ）と大きさｄｉとを認識する（ステップＳ６）。ここで、圧痕が複数形成されているときには、（ｉ＝１、２、３・・・）となる。この圧痕の位置と大きさの認識は、図３に示す圧痕認識部５１により行われる。ここで、圧痕の大きさｄｉとは、図５に示す対角線ｄｘおよびｄｙの平均値を指す。
【００３８】
そして、画像処理部５５は、圧痕の座標位置（ｘｉ、ｙｉ）を中心とする半径ｎ・ｄｉの円を試験片１００の画像とともに表示部１８に表示する（ステップＳ７）。ここで、ｎは試験片１００の材質により定められる係数であり、鋼、ニッケル合金、チタン合金、銅および銅合金の場合には３、軽金属、鉛、すずおよびそれらの合金の場合には６となる。これにより、次に硬度試験を実行するのに不適切なおおよその領域を認識することが可能となる。
【００３９】
次に、予想部５３が、入力部１９により入力された試験片１００の硬度と試験力とに基づいて、次に試験片１００に形成される圧痕の大きさｄを予想する（ステップＳ８）。そして、予想された次に試験片１００に形成される圧痕の大きさｄと試験片１００に既に形成されている圧痕の大きさｄｉとを比較し（ステップＳ９）、これらのうちの大きいほうの大きさをＤとする（ステップＳ１０）。なお、試験片１００に既に形成されている圧痕が複数個ある場合には、この比較は各圧痕毎に実行される。
【００４０】
そして、画像処理部５５は、先に表示した座標位置（ｘｉ、ｙｉ）を中心とする半径ｎ・ｄｉの円に追加して、座標位置（ｘ，ｙ）を中心とする半径ｎ・ｄの円を、試験片１００の画像とともに表示部１８に表示する（ステップＳ１１）。
【００４１】
図８は、このようにして表示された複数の円を、試験片１００およびその端縁１０１とともに示す模式図である。なお、この図は、試験片１００の材質が、鋼、ニッケル合金、チタン合金、銅および銅合金の場合を示している。
【００４２】
この図に示すように、試験片１００には、大きさｄ１、ｄ２、ｄ３の圧痕が形成されており、先の表示工程（ステップＳ７）において半径が３ｄ１、３ｄ２、３ｄ３の円が表示されている。そして、これらに追加して、座標位置（ｘ，ｙ）を中心とする半径３ｄの円が試験片１００の画像とともに表示部１８に表示される（ステップＳ１１）。この場合においては、後述するように、いずれかの円と座標位置（ｘ，ｙ）に配置される圧痕とが重複していた場合、あるいは、半径３ｄの円と大きさｄ１、ｄ２、ｄ３の圧痕とが重複していた場合に、座標位置（ｘ，ｙ）が次に硬度試験を実行するのに不適切な位置となっていることになる。
【００４３】
なお、上述した説明においては、各圧痕間の距離が一定以下とならないようにするために、３ｄ、３ｄ１、３ｄ２、３ｄ３の円を表示しているが、次に硬度試験を実行するために圧痕を形成する位置（ｘ，ｙ）と試験片１００の端縁１０１との距離を考慮する場合には、座標位置（ｘ，ｙ）を中心とする半径２．５ｄの円を表示するようにすればよい。これは、上述したように、ＪＩＳにおいて、鋼、ニッケル合金、チタン合金、銅および銅合金の場合には、圧痕と試験片１００の端縁との距離を圧痕の対角長さの２．５倍以上とすると定められているためである。ここで、この２．５は、後述する係数ｍに相当する。この場合においては、後述するように、円と試験片１００の端縁１０１とが重複していた場合に、座標位置（ｘ，ｙ）が次に硬度試験を実行するのに不適切な位置となっていることになる。
【００４４】
次に、判定部５４が、下記の式で表される距離Ｌ１と、ｎ・Ｄとを比較することにより、既に試験片１００に形成されている圧痕と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定は、図８に示すように、既に試験片１００に形成されている圧痕が複数個ある場合には、各圧痕毎に実行される。
【００４５】
Ｌ１＝［（ｘ−ｘｉ）２  ＋（ｙ−ｙｉ）２  ］０．５
【００４６】
このステップＳ１２において、ｎ・ＤがＬ１以下の場合には（ステップＳ１３）、既に試験片１００に形成されているいずれかの圧痕と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が、ＪＩＳに定められる既定値以上となっていることになる。
【００４７】
この場合には、引き続き判定部５４が、下記の式で表される距離Ｌ２と、ｍ・ｄとを比較することにより、試験片１００の端縁１０１と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、端縁が複数形成されているときには、（ｊ＝１、２、３・・・）となる。また、ｍは、試験片１００の材質により定められる係数であり、上記ｎと対応するものである。このｍは、鋼、ニッケル合金、チタン合金、銅および銅合金の場合には２．５、軽金属、鉛、すずおよびそれらの合金の場合には３となる。
【００４８】
Ｌ２＝［（ｘ−ｘｅｊ）２  ＋（ｙ−ｙｅｊ）２  ］０．５
【００４９】
このステップＳ１４においてｍ・ｄがＬ２以下の場合には（ステップＳ１５）、試験片１００の端縁１０１と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が、ＪＩＳに定められる既定値以上となっていることになる。この場合においては、表示部１８にＯＫ表示を行って（ステップＳ１６）、処理を終了する。
【００５０】
一方、上述したステップＳ１２において、ｎ・ＤがＬ１より大きな場合には、既に試験片１００に形成されているいずれかの圧痕と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が、ＪＩＳに定められる既定値より小さくなっていることから、表示部１８にＮＧ表示を行う（ステップＳ１７）。また、上述したステップＳ１４においてｍ・ｄがＬ２より大きな場合にも、試験片１００の端縁１０１と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が、ＪＩＳに定められる既定値より小さくなっていることから、表示部１８にＮＧ表示を行う（ステップＳ１７）。
【００５１】
これらの場合においては、制御部５０における位置設定部５６により、次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を再設定する。このときには、現時点で圧痕を形成しようとしていた座標位置である現在の圧子２１の座標位置を（ｘｃ，ｙｃ）としたときに、試験片１００に次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を、上述したＬ１がｎ・Ｄ以上となり、かつ、上述したＬ２がｍ・ｄ以上となる座標（ｘ，ｙ）のうち、下記の式で表されるｆ（ｘ，ｙ）が最小化する座標となるように設定した上で、処理を終了する。
【００５２】
ｆ（ｘ，ｙ）＝［（ｘ−ｘｃ）２  ＋（ｙ−ｙｃ）２  ］０．５  
【００５３】
これにより、圧痕の中心間距離および圧痕と試験片１００の端縁との距離を適正に維持することができ、かつ、当初に試験を実行しようとした位置の近傍となる位置に、次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を自動的に設定することができ、硬度試験を正確かつ迅速に実行することが可能となる。
【００５４】
なお、上述した実施形態においては、ｎ・ＤがＬ１より大きな場合や、ｍ・ｄがＬ２より大きな場合に、位置設定部５６の作用により次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を再設定しているが、ＮＧ表示（ステップＳ１7）のみを行い、その後に、オペレータがステップＳ１１において表示部１８に表示された複数の円を参照しながら、次の圧痕を形成するときの座標位置（ｘ，ｙ）を再設定するようにしてもよい。
【００５５】
また、上述した実施形態においては、ｎ・ＤとＬ１とを比較することにより既に試験片１００に形成されている圧痕と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定するとともに、ｍ・ｄとＬ２とを比較することにより試験片１００の端縁１０１と次に試験片１００に形成される圧痕との距離が必要距離以上となっているか否かを判定している。しかしながら、これらのいずれか一方のみを判定するようにしてもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態においては、試験片１００の全面をカメラ１７で撮影して試験片１００の全体画像を取得し、これを画像処理することにより、試験片１００に既に形成されている圧痕の座標位置（ｘｉ、ｙｉ）と大きさｄｉや、試験片１００の端縁の位置を認識しているが、それ以前に実行された同一の試験片１００に対する硬度試験の結果を利用することにより、試験片１００に既に形成されている圧痕の座標位置（ｘｉ、ｙｉ）と大きさｄｉや、試験片１００の端縁の位置を認識するようにしてもよい。
【００５７】
さらに、上述した実施形態においては、係数ｎおよび係数ｍの値として、ＪＩＳに規定されたものと同じ値を使用しているが、予想部５３による次の圧痕の大きさの予想値ｄの誤差に対応しうるように、これらの係数ｎおよび係数ｍの値として、ＪＩＳに規定されたものより大きなものを採用してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１１      テーブル
１２      ＸＹステージ
１３      モータ
１４      モータ
１５      昇降ハンドル
１６      接眼レンズ
１７      カメラ
１８      表示部
２０      リボルバー
２１      圧子
２２      対物レンズ
２３      対物レンズ
２６      つまみ
３１      軸
３２      レバー
３３      永久磁石
３４      電磁コイル
５０      制御部
５１      圧痕認識部
５２      端縁認識部
５３      予想部
５４      判定部
５５      画像処理部
５６      位置設定部
１００    試験片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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