(57)【要約】【課題】手動であっても、ユーザに負担をかけることなく試験力を切り換えることができる硬さ試験機を提供する。【解決手段】圧子４と、圧子４を介して試料Ｓに所定の試験力を負荷する複数のおもり３と、複数のおもり３を重力により下方向に移動させて圧子４に試験力を伝達する荷重レバー２と、試験力を負荷するおもりを切り換えて試験力を切り換える試験力切換機構部６と、を備える硬さ試験機１において、試験力切換機構部６は、荷重レバー２によって複数のおもり３を重力により下方向に移動させる途中でおもり３を支持するおもり支持部６２と、おもり支持部６２を、複数のおもり３のうち、試験力を負荷するおもり３以外のおもり３を支持する位置に移動させるおもり支持部移動機構部６３と、を備えるよう構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧子と、前記圧子を介して試料に所定の試験力を負荷する複数のおもりと、前記複数のおもりを重力により下方向に移動させて前記圧子に試験力を伝達する伝達機構部と、試験力を負荷するおもりを切り換えて試験力を切り換える試験力切換機構部と、を備える硬さ試験機において、
前記試験力切換機構部は、
前記伝達機構部によって前記複数のおもりを重力により下方向に移動させる途中で前記おもりを支持するおもり支持部と、
前記おもり支持部を、前記複数のおもりのうち、試験力を負荷するおもり以外のおもりを支持する位置に移動させるおもり支持部移動機構部と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。
【請求項２】
請求項１記載の硬さ試験機において、
前記試験力切換機構部は、前記複数のおもりを貫通するとともに、前記伝達機構部に連結される軸部材を備え、
前記複数のおもりは、鉛直方向に並べられて配されるとともに、直下にあるおもりを収容する収容部を備え、
前記軸部材は、最下の前記おもりを係止するおもり係止部を備えることを特徴とする硬さ試験機。
【請求項３】
請求項１又は２記載の硬さ試験機において、
前記おもり支持部移動機構部は、前記おもり支持部を水平方向に移動させ、
前記おもり支持部は、前記おもり支持部移動機構部による水平移動により、支持するおもりを切り換えることを特徴とする硬さ試験機。
【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】
従来から、圧子を用いて試料表面に試験力を負荷し、圧痕を形成させることによって試料の硬さを測定するビッカース硬さ試験機やロックウェル硬さ試験機などの硬さ試験機が知られている。このような硬さ試験機では、例えば、おもりを利用して、試料表面に試験力が負荷される。
【０００３】
具体的には、従来の硬さ試験機１０１は、例えば、図５に示すように、荷重レバー１０２、おもり１０３、圧子１０４、圧子軸１０４ａ、試料台１０５、おもり支持台１６２などを備えて構成される。硬さ試験機１０１においては、おもり１０３に作用する重力により、荷重レバー１０２が回動して、圧子軸１０４ａに所定の荷重が負荷される。そして、圧子軸１０４ａに負荷された荷重は、圧子１０４に伝えられ、試料台１０５に載置された試料Ｓに圧痕を形成させるための試験力となる（特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、試験力の大きさは、おもり１０３の重量によって決まることとなる。そして、おもり１０３の重量（試験力の大きさ）は、例えば、おもり支持台１６２が支持するおもり１０３の個数によって切り換えることができるようになっている。
具体的には、例えば、図６（ａ）に示すように、おもり１０３（１０３１，１０３２，１０３３）には、中心を通って長手方向に貫通した中空部が設けられ、各おもり１０３は、鉛直方向に積み重ねられて配置されるとともに、各おもり１０３の中空部を軸部材１６１が貫通している。そして、軸部材１６１に設けられたおもり係止部１６１ａ１，１６１ａ２，１６１ａ３によって、おもり１０３１，１０３２，１０３３はそれぞれ係止されている。また、おもり支持台１６２は、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、鉛直方向に上下移動することができるようになっている。
【０００５】
より具体的には、荷重レバー１０２を回動しないように固定して、例えば、図６（ａ）に示すように、おもり支持台１６２の位置を、おもり１０３１，１０３２，１０３３を支持しない位置に合わせる。そして、荷重レバー１０２の固定を解除すると、おもり支持台１６２に支持されないおもり１０３１，１０３２，１０３３による重力が試験力として作用する。
また、荷重レバー１０２を回動しないように固定して、例えば、図６（ｂ）に示すように、おもり支持台１６２を鉛直上方向に移動させて、おもり支持台１６２の位置を、おもり１０３３を支持する位置に合わせる。そして、荷重レバー１０２の固定を解除すると、おもり支持台１６２に支持されないおもり１０３１，１０３２による重力が試験力して作用する。
また、荷重レバー１０２を回動しないように固定して、例えば、図６（ｃ）に示すように、さらに、おもり支持台１６２を鉛直上方向に移動させて、おもり支持台１６２の位置を、おもり１０３２，１０３３を支持する位置に合わせる。そして、荷重レバー１０２の固定を解除すると、おもり支持台１６２に支持されないおもり１０３１による重力が試験力として作用する。
ここで、おもり支持台１６２の上下移動は、例えば、手動によるダイヤル回転操作によって行われる。
【特許文献１】特開２００２−３６５１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、手動によるダイヤル回転操作は、おもり支持台を鉛直上方向に移動させる場合、おもり支持台に支持されているおもりを持ち上げなければならないため、試験力を下げていくほどダイヤル回転が重たくなり、ユーザにとって負担がかかるという問題がある。
そこで、おもり支持台の上下移動を電動で行うことが考えられるが、その場合、モータなどの駆動機構が必要となって、コストが嵩むという問題が生じる。
また、従来のように、おもりを鉛直方向に並べて吊り下げたものの場合、おもり全体の高さが高くなって、硬さ試験機の奥行き方向の試料の載置スペースが制限されてしまうという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、手動であっても、ユーザに負担をかけることなく試験力を切り換えることができる硬さ試験機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、圧子と、前記圧子を介して試料に所定の試験力を負荷する複数のおもりと、前記複数のおもりを重力により下方向に移動させて前記圧子に試験力を伝達する伝達機構部と、試験力を負荷するおもりを切り換えて試験力を切り換える試験力切換機構部と、を備える硬さ試験機において、前記試験力切換機構部は、前記伝達機構部によって前記複数のおもりを重力により下方向に移動させる途中で前記おもりを支持するおもり支持部と、前記おもり支持部を、前記複数のおもりのうち、試験力を負荷するおもり以外のおもりを支持する位置に移動させるおもり支持部移動機構部と、を備え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記載の硬さ試験機において、前記試験力切換機構部は、前記複数のおもりを貫通するとともに、前記伝達機構部に連結される軸部材を備え、前記複数のおもりは、鉛直方向に並べられて配されるとともに、直下にあるおもりを収容する収容部を備え、前記軸部材は、最下の前記おもりを係止するおもり係止部を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の硬さ試験機において、前記おもり支持部移動機構部は、前記おもり支持部を水平方向に移動させ、前記おもり支持部は、前記おもり支持部移動機構部による水平移動により、支持するおもりを切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、試験力切換機構部が備えるおもり支持部により、伝達機構部によって複数のおもりを重力により下方向に移動させる途中でおもりを支持することができ、試験力切換機構部が備えるおもり支持部移動機構部により、おもり支持部を、複数のおもりのうち、試験力を負荷するおもり以外のおもりを支持する位置に移動させることができる。すなわち、試験力の切り換えの際には、おもり支持部は、おもりを支持していない。したがって、おもり支持部（おもり支持台）を移動させるための手動操作時に、おもりの負荷がかかることがなくなって、手動であっても、ユーザに負担をかけることなく試験力を切り換えることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、複数のおもりが備える収容部により、おもりは直下にあるおもりを収容することができる。すなわち、従来と比較して、おもり全体の高さを小さくすることができる。したがって、試料の載置スペースを、従来のものよりも大きく取ることができることとなって、従来は困難であった幅や奥行きの広い試料の硬さの測定を、容易に行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られることは無論のこと、おもり支持部移動機構部により、おもり支持部を水平方向に移動させることができ、おもり支持部移動機構部による水平移動により、おもり支持部は、支持するおもりを切り換えることができる。すなわち、おもり支持部は、高さ方向（鉛直方向）に移動しない。したがって、試料の載置スペースを、より一層大きく取ることができることとなって、従来は困難であった幅や奥行きの広い試料の硬さの測定を、より一層容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図を参照して、本発明にかかる硬さ試験機の最良の形態を詳細に説明する。なお、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１５】
[硬さ試験機]
硬さ試験機１は、例えば、図１に示すように、伝達機構部としての荷重レバー２、おもり３、圧子４、試料台５、試験力切換機構部６などを備えて構成される。本発明にかかる硬さ試験機１においては、特に、おもり３と試験力切換機構部６とに特徴がある。
【００１６】
荷重レバー２は、一端部が硬さ試験機１の本体１ａに回動自在に支持されている。荷重レバー２の他端部には、おもり３が吊るされており、荷重レバー２は、おもり３を重力により下方向に移動させることによって、回動する。そして、荷重レバー２の回動によって、圧子軸４ａに備えられた圧子４は、圧子４の下方に設けられた試料台５上に載置された試料Ｓを押圧する。すなわち、おもり３は、荷重レバー２、圧子軸４ａ、圧子４を介して試料Ｓに所定の試験力を負荷することができる。
おもり３は、複数個備えられ、試験力切換機構部６によって試験力を負荷するおもり３が切り換えられるようになっている。すなわち、試験力切換機構部６は、試験力を負荷するおもり３を切り換えて試験力を切り換えることができる。
【００１７】
具体的には、重力によるおもり３の下方向の移動によって、荷重レバー２は、例えば、時計回り下方向に回動する。荷重レバー２の回動に伴って、圧子軸４ａに所定の荷重が作用し、圧子軸４ａは、軸下方向に移動する。圧子軸４ａの軸下方向の移動に伴って、圧子４は、試料Ｓを所定の試験力で押圧する。そして、圧子４が、試料Ｓを所定の試験力で押圧することによって、試料Ｓの表面には、圧痕が形成されることとなる。
すなわち、圧子４が試料Ｓを押圧する力である試験力は、おもり３の重量によって決まる。そして、おもり３の重量は、試験力切換機構部６によって、切り換えることができるようになっている。
【００１８】
[おもり及び試験力切換機構部]
次に、本発明にかかる硬さ試験機１において、特に特徴のあるおもり３及び試験力切換機構部６について、詳細に説明する。
【００１９】
おもり３は、具体的には、例えば、図２に示すように、それぞれ所定の重量のおもり３１，３２，３３からなる。おもり３１，３２，３３は、鉛直方向に並べられて配されている。
おもり３１，３２，３３には、中心を通って長手方向に貫通した中空部３１ａ，３２ａ，３３ａが設けられている。
また、おもり３１，３２，３３は、それぞれ下面に、略凹状の収容部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを有している。そして、収容部３１ｂは、おもり３１の直下にあるおもり３２を収容することができ、収容部３２ｂは、おもり３２の直下にあるおもり３３を収容することができるようになっている。
【００２０】
試験力切換機構部６は、具体的には、例えば、図２、図３に示すように、軸部材６１、おもり支持部６２、おもり支持部移動機構部６３などを備えて構成される。
【００２１】
軸部材６１は、おもり３１，３２，３３の中空部３１ａ，３２ａ，３３ａを貫通している。軸部材６１の鉛直方向の上端部は、荷重レバー２の他端部に連結している。一方、軸部材６１の鉛直方向の下端部は、おもり３のうち、最下にあるおもり３３を係止するおもり係止部６１ａを備えている。すなわち、おもり係止部６１ａによって、おもり３１，３２，３３は、軸部材６１から外れないようになっている。
【００２２】
おもり支持部６２は、例えば、荷重レバー２によっておもり３（３１，３２，３３）を重力により鉛直下方向に移動させる途中で、おもり３を支持する。
おもり支持部移動機構部６３は、例えば、おもり支持部６２を、おもり３のうち、試験力を負荷するおもり３以外のおもり３を支持する位置に移動させる。
具体的には、おもり支持部移動機構部６３は、おもり支持部６２を水平方向に移動させる。そして、おもり支持部６２は、おもり支持部移動機構部６３による水平移動により、支持するおもり３の個数（おもり３の重量）を切り換えることができるようになっている。
【００２３】
より具体的には、おもり支持部６２は、例えば、図３に示すように、左右二つのおもり支持部６２１，６２２からなる。おもり支持部６２１，６２２の長手方向の一端部は、おもり３（二点鎖線で表示）を支持可能な位置に配されている。一方、おもり支持部６２１，６２２の長手方向の他端部は、おもり支持部移動機構部６３に取り付けられている。
【００２４】
おもり支持部移動機構部６３は、例えば、図３に示すように、ガイド６３ａ１，６３ａ２、ラック６３ｂ１，６３ｂ２、ピニオン６３ｃなどから構成される。
【００２５】
ガイド６３ａ１，６３ａ２は、互いに平行に位置するように、そして、おもり支持部６２１，６２２に直交するように配置されている。ガイド６３ａ１，６３ａ２は、おもり支持部６２１，６２２が、水平方向に移動するよう案内するためのものである。
【００２６】
ラック６３ｂ１とラック６３ｂ２は、同一の形状をしており、ガイド６３ａ１，６３ａ２に対して平行に位置するように、そして、ラック６３ｂ１の歯と、ラック６３ｂ２の歯とが互いに向き合うように配置されている。ラック６３ｂ１には、ビス６２１ａ，６２１ａなどによって、おもり支持部６２１が固定されている。ラック６３ｂ２には、ビス６２２ａ，６２２ａなどによって、おもり支持部６２２が固定されている。
【００２７】
ピニオン６３ｃは、ラック６３ｂ１とラック６３ｂ２との間に、そして、ラック６３ｂ１の歯とラック６３ｂ２の歯とに噛合するように配置されている。
ピニオン６３ｃは、例えば、図１に示すダイヤル１ｂを、時計回り方向に回転させると、図示しない伝達機構によって、反時計回り方向に回転するようになっている。ピニオン６３ｃが、反時計回り方向に回転すると、ラック６３ｂ１は水平左方向に移動し、ラック６３ｂ２は水平右方向に移動するようになっている。したがって、ラック６３ｂ１に固定されたおもり支持部６２１は水平左方向に移動し、ラック６３ｂ２に固定されたおもり支持部６２２は水平右方向に移動するようになっている。
一方、ダイヤル１ｂを反時計回り方向に回転させて、図示しない伝達機構によって、ピニオン６３ｃを時計回り方向に回転させると、ラック６３ｂ１に固定されたおもり支持部６２１は水平右方向に移動し、ラック６３ｂ２に固定されたおもり支持部６２２は水平左方向に移動するようになっている。
すなわち、ダイヤル１ｂの回転に伴い、試験力切換機構部６３は、おもり支持部６２１，６２２を水平方向に移動させ、おもり支持部６２１，６２２に支持されるおもり３の個数（おもり３の重量）を変化させて、試験力を切り換えることができるようになっている。
【００２８】
[試験力の切り換え方法]
次に、硬さ試験機１における試験力の切り換え方法について、図４を参照して説明する。
【００２９】
荷重レバー２を回動しないように固定して、例えば、図４（ａ）に示すように、おもり支持部６２１，６２２を、おもり３１，３２を支持する位置に移動させる。そして、荷重レバー２の固定を解除すると、おもり３１，３２，３３は重力により下方向に移動する。やがて、図４（ｂ）に示すように、おもり３１，３２は、重力により下方向に移動する途中で、おもり支持部６２１，６２２に支持される。一方、おもり３３は、軸部材６１のおもり係止部６１ａに係止されながら、さらに、所定の位置まで下方向に移動する。すなわち、このとき、おもり３３が試験力を負荷することとなる。
【００３０】
荷重レバー２を回動しないように固定して、例えば、図４（ｃ）に示すように、おもり支持部６２１，６２２を、おもり３１を支持する位置に移動させる。そして、荷重レバー２の固定を解除すると、おもり３１，３２，３３は重力により下方向に移動する。やがて、図４（ｄ）に示すように、おもり３１は、重力により下方向に移動する途中で、おもり支持部６２１，６２２に支持される。一方、おもり３２，３３は、軸部材６１のおもり係止部６１ａに係止されながら、さらに、所定の位置まで下方向に移動する。すなわち、このとき、おもり３２，３３が試験力を負荷することとなる。
【００３１】
荷重レバー２を回動しないように固定して、例えば、図４（ｅ）に示すように、おもり支持部６２１，６２２を、おもり３１，３２，３３を支持しない位置に移動させる。そして、荷重レバー２の固定を解除すると、図４（ｆ）に示すように、おもり３１，３２，３３は、軸部材６１のおもり係止部６１ａに係止されながら、所定の位置まで、重力により下方向に移動する。すなわち、このとき、おもり３１，３２，３３が試験力を負荷することとなる。
【００３２】
以上説明した本発明の硬さ試験機１によれば、試験力切換機構部６が備えるおもり支持部６２（６２１，６２２）により、荷重レバー２によって複数のおもり３（３１，３２，３３）を重力により下方向に移動させる途中でおもり３を支持することができ、試験力切換機構部６が備えるおもり支持部移動機構部６３により、おもり支持部６２を、複数のおもり３のうち、試験力を負荷するおもり３以外のおもり３を支持する位置に移動させることができる。すなわち、試験力の切り換えの際には、おもり支持部６２は、おもり３を支持していない。したがって、おもり支持部６２を移動させるための手動操作時に、おもり３の負荷がかかることがなくなって、手動であっても、ユーザに負担をかけることなく試験力を切り換えることができる。
【００３３】
また、おもり３１が備える収容部３１ｂにより、おもり３１は、直下にあるおもり３２を収容することができ、おもり３２が備える収容部３２ｂにより、おもり３２は、直下にあるおもり３３を収容することができる。すなわち、従来と比較して、おもり３全体の高さを小さくすることができる。さらに、おもり支持部移動機構部６３により、おもり支持部６２を水平方向に移動させることができ、おもり支持部移動機構部６３による水平移動により、おもり支持部６２は、支持するおもり３の個数（おもり３の重量）を切り換えることができる。すなわち、おもり支持部６２は、高さ方向（鉛直方向）に移動しない。したがって、試料Ｓの載置スペースを、大きく取ることができることとなって、従来は困難であった幅や奥行きの広い試料Ｓの硬さの測定を、容易に行うことができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記した実施の形態のものに限るものではない。
例えば、おもり３１，３２，３３は、鉛直方向に並べて配されているとしたが、おもり３１，３２，３３の配列の仕方には、特に制限はない。
おもり３１，３２，３３には、収容部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂが備えられているとしたが、おもり３１，３２，３３の形状には、特に制限はない。
軸部材６１は、おもり３に貫通するとともに、最下にあるおもり３３を係止するおもり係止部６１ａを備えているとしたが、軸部材６１によって、荷重レバー２におもり３１，３２，３３を吊り下げることができるのであれば、おもり３を軸部材６１に接続する方法には、特に制限はない。
【００３５】
また、例えば、図４に示すように、おもり支持部６２は、おもり３の底面からおもり３を支持するようにしたが、おもり支持部６２によって、試験力を負荷するおもり３以外のおもり３を支持することができるのであれば、おもり支持部６２によるおもり３の支持の仕方には、特に制限はない。
【００３６】
また、例えば、おもり支持部移動機構部６３は、おもり支持部６２を水平方向に移動させるとしたが、おもり支持部６２を、複数のおもり３のうち、試験力を負荷するおもり３以外のおもり３を支持する位置に移動させるのであれば、移動方向は問わない。
【００３７】
また、例えば、おもり３は、３つのおもり（おもり３１，３２，３３）からなるとしたが、おもりの個数は、複数個であれば特に制限はない。
【００３８】
また、例えば、図１に示すように、硬さ試験機１に、荷重レバー２、おもり３、圧子４、試料台５、試験力切換機構部６を備えるようにしたが、試料台５は、硬さ試験機１に備えず、別体としてもよい。すなわち、硬さ試験に主要な荷重レバー２、おもり３、圧子４、試験力切換機構部６のみを、硬さ試験機１に備えるようにしてもよい。この場合、硬さ試験機１を、様々な試料に対応した様々な試料台に取付けることができるため、より一層、使い勝手の良い硬さ試験機１を提供することができることとなる。
ここで、硬さ試験機１においては、おもり３は、従来の硬さ試験機（例えば、図５における硬さ試験機１０１）に備えられたおもり（例えば、図５におけるおもり１０３）と比較して、全体の高さが小さく、おもり支持部６２は、高さ方向に移動することによって試験力を切り換える従来のおもり支持部（例えば、図５におけるおもり支持台１６２）と異なり、水平方向に移動することによって試験力を切り換えることができる。すなわち、荷重レバー２、おもり３、圧子４、試験力切換機構部６を、高さ方向に嵩張ることなくコンパクトに配置することができ、さらに、試料台５を含む土台部分（具体的には、例えば、図１における硬さ試験機１の本体１ａの下半分）と容易に分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかる硬さ試験機を示す右側面図である。
【図２】おもりの縦方向の断面図である。
【図３】おもり支持部及びおもり支持部移動機構部を示す平面図である。
【図４】本発明にかかる硬さ試験機における試験力の切換方法を説明するための図である。
【図５】従来の硬さ試験機を示す右側面図である。
【図６】従来の硬さ試験機における試験力の切換方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  硬さ試験機
２  荷重レバー（伝達機構部）
３（３１，３２，３３）  おもり
４  圧子
６  試験力切換機構部
３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ  収容部
６１  軸部材
６１ａ  おもり係止部
６２（６２１，６２２）  おもり支持部
６３  おもり支持部移動機構部
Ｓ  試料
【図１】
2006226883.tif 000003
【図２】
2006226883.tif 000004
【図３】
2006226883.tif 000005
【図４】
2006226883.tif 000006
【図５】
2006226883.tif 000007
【図６】
2006226883.tif 000008