(57)【要約】【課題】  簡単な構造によって同一の被検査品における複数箇所を硬度測定できる硬度測定装置を提供すること。【解決手段】  共振周波数測定式の硬度測定機５０の本体５１の外面は、振動棒の軸線Ｎと平行で、軸線Ｎを中心として少なくとも一部が円弧面になっている円形面であり、本体５１を載せる硬度測定支持部材４０には、本体５１の外面が接触するとともに、振動棒の軸線Ｎと平行で、本体５１の外面の曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２となった円弧形状の接触面４１が形成され、本体５１を、接触面４１に本体５１の外面が案内されて振動棒の軸線Ｎと直交する円弧方向に転動させることにより、振動棒は同一の被検査品の複数箇所と対向することになり、これらの箇所についての硬度測定を行える。【選択図】  図８
2006078361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面の少なくとも一部が円弧面になっている本体、及びこの本体に配置され、被検査品に押圧される圧子を先端に備えている振動棒を含んで構成され、かつ、この振動棒はこの振動棒の軸線方向に振動し、この軸線と前記円弧面とが平行になっている共振周波数測定式の硬度測定機と、
この硬度測定機の前記本体の前記円弧面が接触する接触面を備え、この接触面が、前記振動棒の軸線と平行であって前記円弧面よりも曲率半径が大きい円弧形状になっている硬度測定機支持部材と、
を有し、
前記硬度測定機の前記本体は、前記硬度測定機支持部材の前記接触面に前記円弧面が案内されて前記振動棒の軸線と直交する円弧方向に転動可能となっていることを特徴とする硬度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の硬度測定装置において、前記硬度測定機には係止部が設けられ、前記硬度測定機支持部材には、この係止部が前記振動棒の軸線方向に係止する被係止部が設けられていることを特徴とする硬度測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の硬度測定装置において、前記係止部は前記硬度測定機の前記本体の外面から突出した突部であり、前記被係止部は、前記硬度測定機支持部材の前記接触面に形成され、前記突部が挿入される凹部であることを特徴とする硬度測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の硬度測定装置において、前記突部は、前記円弧面に沿って延びる板状であり、前記凹部は、前記接触面の円弧形状に沿って延びる溝であることを特徴する硬度測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の硬度測定装置において、前記硬度測定機は前記接触面に載せられることによって前記硬度測定機支持部材で支持され、前記硬度測定機の前記本体の外面は前記振動棒の軸線を中心とする円形面となっていることを特徴する硬度測定装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の硬度測定装置において、前記硬度測定機支持部材は、前記被検査品に対して回動中心部を中心に進退回動可能となっている回動部材に取り付けられていることを特徴とする硬度測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の硬度測定装置において、前記硬度測定機で硬度が測定される前記被検査品の箇所を研磨する研磨機と、この研磨機を位置決めするための位置決め部を備え、かつ前記被検査品に対して位置決め配置される位置決め部材と、を有することを特徴とする硬度測定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の硬度測定装置において、前記被検査品は表面にメッキ層を有するメッキ物品であり、前記研磨機はこのメッキ層を回転砥石で除去するものとなっていることを特徴とする硬度測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の硬度測定装置において、前記被検査品は、少なくとも前記硬度測定機で硬度が測定される箇所が焼入れされた被焼入れ品であることを特徴とする硬度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査品の硬度を測定するための硬度測定装置に係り、例えば、四輪車両の車体部材等のように、量産される物品の硬度を測定するために利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
各種材料で形成された被検査品の硬さを測定するためのビッカース硬度測定法はＪＩＳ（日本工業規格）のＺ−２２４４で定められている。この硬度測定法では、先端が所定形状となっている試験棒を被検査品に押圧した際に被検査品に生ずる圧痕の表面積と試験棒の押圧荷重値とにより、被検査品の硬度が算出される。圧痕の表面積を測定するために顕微鏡を用いなければならない作業方法は、四輪車両の車体部材のように大量生産され、短時間で所定の検査作業を終了しなければならない量産品については、適用できない。
【０００３】
これに対して下記の特許文献１に記載されている硬度測定装置は、共振周波数測定式（超音波コンタクト・インピーダンス式）の装置であり、この共振周波数測定式の硬度測定法は、先端に圧子が取り付けられた振動棒を、この振動棒の材質や形状で定まる自由共振周波数で振動棒の軸線方向に振動させた状態にして、圧子を被検査品に押圧し、この押圧状態における振動棒の共振周波数によって被検査品の硬度を検査するものとなっている。すなわち、圧子によって被検査品に生ずる圧痕の表面積は、振動棒の上記自由共振周波数と、振動棒の圧子を被検査品に押圧したときにおける自由共振周波数からの変化量との比率について第１の関数と、被検査品及び圧子のヤング率とポアソン比についての第２の関数との積で求められ、この第２の関数は、被検査品及び圧子の弾性定数で定まり、減衰や被検査品のリアクタンスを無視すると、同一材質で形成された被検査品について第２の関数は定数となるため、圧痕の表面積は、被検査品に押圧されたときの振動棒の共振周波数を検出することにより判明する。そして、被検査品に押圧する振動棒の押圧荷重値は既知であるため、被検査品に押圧されたときの振動棒の共振周波数を検出することにより、同一材質からなるそれぞれの被検査品のビッカース硬度を測定することができる。
【０００４】
この共振周波数測定式の硬度測定法では、被検査品に押圧されたときの振動棒の共振周波数を電気的に検出できるため、上記ビッカース硬度測定法に基づくビッカース硬度の測定作業を短時間で行えることになり、量産される物品についての硬度測定を有効に行える。
【特許文献１】特開平９−１２６９７６（段落番号０００１〜０００７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、以上のように量産される物品であっても、その測定精度を向上させる等のために、同一の被検査品における複数箇所を硬度測定することが求められる場合がある。これを実現するためには、硬度測定機に対して移動可能となったテーブルに被検査品をセットし、このテーブルの移動によって同一の被検査品の複数箇所を硬度測定機と対向させることができるようにするなどの種々の構造の硬度測定装置が考えられるが、全体の構造が複雑、大型になると、多数の部品が必要となり、また、製造コストが高くなることや、大きな設置スペースが必要になるなどの問題が生ずるため、簡単な構造によって同一の被検査品における複数箇所を硬度測定することができる装置が求められる。
【０００６】
本発明の目的は、簡単な構造によって同一の被検査品における複数箇所を硬度測定できるようになる硬度測定装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る硬度測定測定装置は、外面の少なくとも一部が円弧面になっている本体、及びこの本体に配置され、被検査品に押圧される圧子を先端に備えている振動棒を含んで構成され、かつ、この振動棒はこの振動棒の軸線方向に振動し、この軸線と前記円弧面とが平行になっている共振周波数測定式の硬度測定機と、この硬度測定機の前記本体の前記円弧面が接触する接触面を備え、この接触面が、前記振動棒の軸線と平行であって前記円弧面よりも曲率半径が大きい円弧形状になっている硬度測定機支持部材と、を有し、前記硬度測定機の本体は、前記硬度測定機支持部材の前記接触面に前記円弧面が案内されて前記振動棒の軸線と直交する円弧方向に転動可能となっていることを特徴とするものである。
【０００８】
この硬度測定装置によると、硬度測定機の本体は、硬度測定機支持部材の接触面に円弧面が案内されて、言い換えると、この接触面が円弧面に対するガイド面となって振動棒の軸線と直交する円弧方向に転動可能となっているため、この転動により、先端に圧子を備えている振動棒は同一の被検査品の複数箇所と対向することになる。これにより、同一の被検査品の複数箇所についての硬度測定を行えるようになるとともに、硬度測定機支持部材の接触面に円弧面が案内されて硬度測定機の本体を振動棒の軸線と直交する円弧方向に転動可能するためには、硬度測定機の本体の外面の少なくとも一部を振動棒の軸線と平行になった円弧面とし、この円弧面が接触する硬度測定機支持部材の接触面を、振動棒の軸線と平行であって硬度測定機の本体の円弧面よりも曲率半径が大きい円弧形状とするだけでよいため、装置全体の構造を簡単化することができる。
【０００９】
なお、硬度測定機支持部材の接触面に円弧面が案内されて硬度測定機の本体を振動棒の軸線と直交する円弧方向に転動させることは、作業者の手作業で行ってもよく、あるいは、電動モータ等の駆動力を利用した自動駆動方式で行ってもよい。
【００１０】
また、硬度測定機によって同一の被検査品の複数箇所を硬度測定することは、硬度の平均値を得るためでもよく、最大又は最小の硬度値を得るためでもよく、本発明に係る硬度測定機は、任意な目的の硬度測定のために利用することができる。
【００１１】
本発明において、被検査品の硬度測定は、硬度測定機の振動棒をこの振動棒の軸線方向に振動させることによって行われるため、硬度測定機を硬度測定機支持部材に対して振動棒の軸線方向に不動状態としなければならないが、この不動状態を実現するために、硬度測定機を硬度測定機支持部材にクランプ装置等の取付手段で取り付けてもよいが、硬度測定機に係止部を設け、硬度測定機支持部材には、この係止部が振動棒の軸線方向に係止する被係止部を設けることにより、硬度測定機を硬度測定機支持部材に対して振動棒の軸線方向に不動状態とすることが好ましい。
【００１２】
これによると、クランプ装置等の取付手段を用いることなく、硬度測定機を硬度測定機支持部材に対して簡単な構造によって振動棒の軸線方向に不動状態とすることができる。
【００１３】
また、上記係止部と上記被係止部は任意な形状、構造のものでよく、その一例は、係止部を硬度測定機の本体の外面から突出した突部とし、被係止部を、硬度測定機の前記接触面に形成され、上記突部が挿入される凹部とすることである。
【００１４】
これによると、硬度測定機を硬度測定機支持部材に対して振動棒の軸線方向に不動状態とするための構造を一層簡単化することができる。
【００１５】
また、上記突部を硬度測定機の円弧面に沿って延びる板状とし、凹部を硬度測定機支持部材の接触面の円弧形状に沿って延びる溝とすることにより、硬度測定機支持部材の接触面に前記円弧面が案内されて硬度測定機の本体を振動棒の軸線と直交する円弧方向に転動させても、突部を溝に挿入させた状態を維持することができ、これにより、硬度測定機を、同一の被検査品の複数箇所と対向するそれぞれの位置において、硬度測定機支持部材に対して振動棒の軸線方向に不動状態とすることができる。
【００１６】
また、本発明において、硬度測定機支持部材による硬度測定機の支持形態は任意なものでよい。例えば、その第１番目の例は、前記接触面を鉛直向きとした硬度測定機支持部材により、鉛直向きの硬度測定機を支持することであり、第２番目の例は、前記接触面を水平向きとした硬度測定機支持部材により、水平向きの硬度測定機を支持することであり、第３番目の例は、前記接触面を水平方向に対して傾き角度を有する傾斜向きとさせた硬度測定機支持部材により、水平方向に対して傾斜させた硬度測定機を支持することである。これらの例において、硬度測定機支持部材に硬度測定機を保持するための保持手段や保持部材を設け、これらの保持手段や保持部材で硬度測定機支持部材に硬度測定機を保持しながら、上述のように硬度測定機の本体の円弧面を前記接触面に案内させてこの本体を振動棒の軸線と直交する円弧方向に転動自在としてもよい。
【００１７】
また、第２番目の例及び第３番目の例の場合には、硬度測定機支持部材を上側とし、硬度測定機を下側としてよく、また、硬度測定機支持部材を下側とし、硬度測定機を上側としてもよい。後者のように、硬度測定機支持部材を下側とし、硬度測定機を上側とする場合には、言い換えると、硬度測定機が硬度測定機支持部材の前記接触面に載せられることによってこの硬度測定機支持部材で支持される場合には、硬度測定機の前記本体の外面を振動棒の軸線を中心とする円形面とすることが好ましい。すなわち、硬度測定機の前記本体の外面の一部だけを振動棒の軸線を中心とする円弧面とするのではなく、本体の全周に亘って円弧面が連続したものとすることにより、本体の外面を振動棒の軸線を中心とする円形面とすることが好ましい。
【００１８】
これによると、硬度測定機の本体を硬度測定機支持部材の接触面に載せることによってこの硬度測定機支持部材で支持させる際に、硬度測定機の本体を、振動棒の軸線を中心とする回転方向の任意な角度向きにして硬度測定機支持部材の接触面の上に載せることができ、硬度測定機の本体の角度向きが限定されないため、この載せる作業を容易に行える。
【００１９】
また、硬度測定が行われる被検査品の交換作業等を行えるようにするため、硬度測定機を支持する硬度測定機支持部材を被検査品に対して進退可能とすることが好ましい。このためには、硬度測定機支持部材をスライド装置によって被検査品に対しスライド移動可能としてもよいが、硬度測定機支持部材を、被検査品に対して回動中心部を中心に進退回動可能となった回動部材に取り付けることが好ましい。
【００２０】
これによると、硬度測定機支持部材を被検査品に対して進退可能とするためには、被検査品に対して回動中心部を中心に進退回動可能となっている回動部材を備えた回動装置を用意すればよく、この回動装置では、硬度測定機支持部材を取り付ける部材を、回動中心部を中心に回動する部材とすればよいため、硬度測定機支持部材を被検査品に対して進退可能とするための装置の構造を簡単化することができる。
【００２１】
さらに、本発明に係る硬度測定装置は、正確な硬度測定を行えるようにするため、被検査品の硬度の測定が行われる箇所を研磨するための研磨機を備えていてもよい。そして、その硬度の測定が行われる箇所が、硬度の測定を行うべきそれぞれの被検査品における同じ箇所である場合には、本発明に係る硬度測定装置を、硬度測定機で硬度が測定される被検査品の箇所を研磨する研磨機と、この研磨機を位置決めするための位置決め部を備え、かつ被検査品に対して位置決め配置される位置決め部材と、を有するものとすることが好ましい。
【００２２】
これによると、研磨機を位置決め部材を介して被検査品に位置決め配置できることになり、硬度の測定を行うべきそれぞれの被検査品における同じ箇所を研磨機によって正確に研磨することができる。
【００２３】
このように研磨機で研磨される被検査品は表面にメッキ層を有するメッキ物品でもよく、非メッキ物品でもよい。
【００２４】
研磨機で研磨される被検査品が表面にメッキ層を有するメッキ物品である場合には、メッキ層の硬度は母材の硬度よりも小さいため、このメッキ層を研磨機の回転砥石で除去することにより、母材の硬度を硬度測定機で正確に測定することができる。
【００２５】
また、被検査品は、少なくとも硬度測定機で硬度が測定される箇所が焼入れされた被焼入れ品であってもよく、焼入れされていない非焼入れ品でもよく、さらに、被焼入れ品ではあるが、硬度測定機で硬度が測定される箇所が焼入れされていない物品でもよい。
【００２６】
被検査品が、少なくとも硬度測定機で硬度が測定される箇所が焼入れされた被焼入れ品である場合において、この物品は、表面にメッキ層を有するメッキ物品を焼入れしたものでもよく、非メッキ物品を焼入れしたものでもよい。
【００２７】
メッキ物品を焼入れしても、焼入れのための加熱温度や加熱時間によっては、メッキ層の一部が残留している場合があり、このようにメッキ層の一部が残留している被焼入れ品については、メッキ層を前記研磨機の回転砥石で除去することにより、母材の硬度を硬度測定機で正確に測定することができる。
【００２８】
なお、焼入れは、高周波電流誘導式手段による焼入れでもよく、ガス火炎による焼入れでもよく、レーザー焼入れでもよく、任意な形式による焼入れでよい。
【００２９】
以上説明した本発明に係る硬度測定装置は、四輪車両の車体部材のように、量産される物品についての硬度測定を行うために適しているが、量産される物品の全部について硬度測定を行うために本発明に係る硬度測定装置を用いてもよく、量産される物品のうち、適宜抽出される物品だけについて行う硬度測定のために本発明に係る硬度測定装置を用いてもよい。また、本発明に係る硬度測定装置は、非量産物品についての硬度測定を行うためにも用いることもできる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、簡単な構造によって同一の被検査品における複数箇所を硬度測定できるという効果を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る硬度測定装置は、量産される車体部材となっている四輪車両のセンターピラー用補強部材の硬度を測定するためのものであるため、初めに、このセンターピラーについて説明する。
【００３２】
図１は、四輪車両のサイドパネルにおけるセンターピラー１の部分を拡大して示した側面図である。センターピラー１は、サイドパネルに取り付けられる前ドア２と後ドア３との間において、ルーフパネルに接合されたルーフサイドレール４とフロアパネルに接合されたサイドシル５との間に上下に架設される。このセンターピラー１は、全体として車両内側から車両外側へ湾曲膨出した形状となっている。また、センターピラー１は、車両外側のアウターパネルと、車両内側のインナーパネルと、これらのアウターパネルとインナーパネルとの間に配置される補強部材とを含んで構成され、この補強部材は、側面衝突に対するセンターピラー１の大きな強度を確保するためのものである。
【００３３】
図２には、センターピラー１のその補強部材１０が示されている。このセンターピラー用補強部材１０は、亜鉛メッキ鋼鈑をプレス装置で所定形状にプレス成形して形成されたプレス成形品であり、左右のフランジ部１１，１２の間には隆起部１３が設けられ、この隆起部１３は、図４で示されているように、基端部がフランジ部１１，１２と接続されている左右の立上部１３Ａ，１３Ｂと、これらの立上部１３Ａ，１３Ｂの先端部同士を接続しているトップ部１３Ｃとからなる。図２においてハッチングが付されている領域、すなわち、立上り部１３Ａとトップ部１３Ｃとに跨る領域１４と、立上り部１３Ｂとトップ部１３Ｃとに跨る領域１５は、補強部材１０の強度を大きくするために、上記プレス成形後に焼入れ装置で焼入れされた領域であり、この焼入れは、高周波電流誘導式加熱手段で加熱した部分を冷却液の噴射で急冷することによって行われている。
【００３４】
このように焼入れされた領域１４，１５の表面には、補強部材１０の材料である上記亜鉛メッキ鋼鈑の亜鉛メッキ層の一部が残留している。このように領域１４，１５の表面に亜鉛メッキ層の一部が残留することは、焼入れのための加熱温度と、加熱から急冷までの時間とが所定範囲にあるときに生ずる。
【００３５】
図２には、補強部材１０が載せられてセットされるセット台２０も示されている。このセット台２０は、基盤部２１と、この基盤部２１から起立した起立部２２と、この起立部の上部に設けられ、載せられた補強部材１０を受けるための受け部２３とからなる。受け部２３は、補強部材１０の隆起部１３の内部形状と対応した形状となって上方へ突出した突出形状部２３Ａを有する。このため、補強部材１０が受け部２３の上に載置セットされると、補強部材１０は、隆起部１３の内部に嵌合した突出形状部２３Ａによってセット台２０に位置決めセットされる。
【００３６】
このため、セット台２０は、後述するように硬度が測定される被検査品となっている補強部材１０が、硬度測定前において、上記プレス成形と焼入れ作業によって所定形状に仕上げられているか否かを検査するための検査治具を兼ねるものとなっている。
【００３７】
なお、セット台２０に補強部材１０をクランプするためのクランプ装置を配置し、上述のように突出形状部２３Ａで位置決めセットされた補強部材１０を、硬度測定時において、このクランプ装置でセット台２０にクランプするようにしてもよい。
【００３８】
図２で示されているとおり、セット台２０の基盤部２１には、共振周波数測定式の硬度測定機５０を支持するための硬度測定機支持部材４０が上端に取り付けられた回動装置３０が設置されている。この回動装置３０は、基盤部２１に固定された底部３１と、この底部３１に立設された支柱３２と、この支柱３２に回動中心具３３によって鉛直面内で回動自在に取り付けられた回動アーム３４とを有し、回動装置３０の回動部材となっているこの回動アーム３４の上端に上記支持部材４０が取り付けられている。回動アーム３４の回動中心部を形成する回動中心具３３は、例えば、ボルトとナットからなり、回動アーム３４は、締付け及び弛緩の操作が可能となっているこの回動中心具３３による回動中心部を中心として、図２及び図３で示されているように、セット台３０にセットされた補強部材１０に対して後退回動した位置と、図５で示されているように、補強部材１０に対して前進回動した位置との間を往復回動できるようになっており、この回動により、硬度測定機５０を支持した支持部材４０は、補強部材１０に対して前進、後退する。
【００３９】
補強部材１０に対する支持部材４０の前進位置は、支柱３２に対する回動アーム３４の前進回動位置を規制するための規制手段３５によって決められており、この規制手段３５は、本実施形態では、支柱３２に結合されたストップ部材３６によって構成され、手作業で前進回動位置へ回動操作された回動アーム３４が、図５で示すように、このストップ部材３６に当接することにより、回動アーム３４は前進回動位置で停止し、そして、回動中心具３３を手作業で締付け操作することにより、回動アーム３４は前進回動位置に固定される。
【００４０】
このように回動アーム３４が前進回動位置に達したとき、前記支持部材４０で支持されている前記硬度測定機５０は、補強部材１０に予め設定されている硬度を測定すべき所定部分と正確に対向することになり、また、後述するように、この硬度測定機５０に設けられていて、先端に補強部材１０に押圧される圧子を備えている振動棒は、この補強部材１０の硬度を測定すべき上記所定部分と正確に直角をなすことになる。
【００４１】
また、回動中心具３３を弛緩操作した後、この回動中心具３３による回動中心部を中心に回動アーム３４を任意な角度まで後退回動させ、次いで回動中心具３３を締付け操作すると、回動アーム３４はその位置で固定される。これにより、支持部材３４で支持されている硬度測定機５０を補強部材１０から離間させることができるため、セット台２０への補強部材１０のセット作業や、セット台２０からの補強部材１０の取り外し作業、さらには、セット台２０への新しい補強部材１０のセット作業等を行える。
【００４２】
本実施形態では、以上の回動装置３０、支持部材４０及び硬度測定機５０は、図２、図３及び図５で示されているとおり、セット台２０の前記受け部２３の左右両側に２個配置されており、それぞれの硬度測定機５０で硬度が測定される補強部材１０の上記所定部分は、補強部材１０に設けられた上述の焼入れ領域１４，１５内の部分となっている。
【００４３】
なお、それぞれの回動装置３０を、回動アーム３４を自動回動させるためのシリンダ等による自動回動手段を備えたものとし、この自動回動手段により、回動アーム３４を前進回動位置と後退回動位置との間で回動させることができるようにしてもよい。
【００４４】
セット台２０にセットされた補強部材１０についての硬度測定を行う前に、硬度を測定すべき補強部材１０の上記所定部分の表面には亜鉛メッキ層の一部が残留しているため、この亜鉛メッキ層を除去する作業が行われる。この除去作業のために、図３で示されている研磨機６０と、この研磨機６０を補強部材１０に対して位置決め配置するための位置決め部材７０とが用いられる。
【００４５】
位置決め部材７０は、補強部材１０のフランジ部１１，１２及び隆起部１３と対応するフランジ部７１，７２（図４も参照）及び隆起部７３を有する形状となっているため、補強部材１０の長さ方向の一部と同一又は略同一の断面形状を有しており、隆起部７３の上面に設けられた取手部７４を握ることにより、位置決め部材７０を補強部材１０に対して被せたり、取り外したりすることができる。
【００４６】
図４は、研磨機６０で補強部材１０の硬度測定部分を研磨しているときにおける位置決め部材７０の部分での補強部材１０とセット台２０の縦断面図である。この図４に示されているとおり、位置決め部材７０の隆起部７３の下面には、位置決め部材７０の内方へ突出する位置決めピン７５が設けられており、図３で示されているように、位置決め部材７０を補強部材１０に被せることにより、ピン７５は、補強部材１０の隆起部１３に形成されている図４の孔１６と、セット台２０の受け部２３の突出形状部２３Ａに形成されている図４の穴２４とに挿入される。このようなピン７５、孔１６及び穴２４は、それぞれ２個ある（孔１６については図２及び５を参照）ため、これらのピン７５、孔１６及び穴２４の位置決め作用により、位置決め部材７０は補強部材１０に位置決めセットされる。
【００４７】
なお、補強部材１０の位置決め孔１６は、補強部材１０を含んで形成される前記センターピラーを備えた四輪車両の車体が、電着塗装のために電着塗装液に浸漬されたとき、この電着塗装液が孔１６を流通することにより、センターピラーの補強部材１０で仕切られている前記アウターパネルと前記インナーパネルのそれぞれの内面をも塗装できるようにするためのものである。本実施形態では、このように補強部材１０に必須的に形成された孔１６を利用することにより、位置決め部材７０は補強部材１０に位置決めセットされるようになっている。
【００４８】
位置決め部材７０には、図３で示されているとおり、この位置決め部材７０の内外を貫通する孔７６が形成されている。この孔７６の位置は、位置決め部材７０が上述のように補強部材１０に位置決めセットされたときに、前記硬度測定機５０で硬度を測定すべき補強部材１０の上記所定部分と一致する位置である。この所定部分は２つあるため、図４で示されているように、孔７６は補強部材１０に２個形成されている。
【００４９】
図３で示されている前記研磨機６０は、図３及び図４で示すように、電動モータが内臓された本体６１と、この本体６１の先端から本体６１と直角に突出した駆動軸６２と、この駆動軸６２に取り付けられた回転砥石６３とを有し、駆動軸６２及び回転砥石６３は電動モータで回転する。本体６１の先端部は、位置決め部材７０の孔７６に殆ど隙間なく嵌入する円筒部６１Ａとなっており、このため、孔７６は、研磨機６０を位置決め部材７０に対して位置決めするための位置決め部となっている。
【００５０】
したがって、円筒部６１Ａを孔７６に嵌入することによって研磨機６０を位置決め部材７０に位置決めセットすると、補強部材１０に位置決セットされている位置決め部材７０を介して、研磨機６０は補強部材１０に対して位置決め配置されることになる。このように研磨機６０を補強部材１０に対して位置決め配置した後、研磨機６０の電動モータで回転砥石６３を回転させることにより、補強部材１０の表面に残留している亜鉛メッキ層は除去されることになり、その下にある硬度を測定すべき母材が露出する。
【００５１】
このような研磨機６０によるメッキ層の除去作業は、位置決め部材７０に２個設けられているそれぞれの孔７６に研磨機６０の円筒部６１Ａを嵌入して行い、これにより、補強部材１０における図２で前述した領域１４，１５内の焼入れされた部分であって、硬度を測定すべき２つの前記所定部分の母材を露出させる。
【００５２】
この後、図５で説明したように、前記回動装置３０の回動アーム３４を図２及び図３の後退回動位置から前進回動位置まで回動させることにより、センターピラー用補強部材１０における硬度を測定すべきそれぞれの前記所定部分についての硬度測定機５０による硬度測定作業の準備が整う。
【００５３】
次に、これらの支持部材４０と硬度測定機５０について説明する。硬度測定機５０は前述した共振周波数測定式のものである。図６には、支持部材４０と硬度測定機５０の斜視図が示され、図７には、支持部材４０と硬度測定機５０の平面図が示されている。また、図８には、支持部材４０の縦断面図が示されている。
【００５４】
硬度測定機５０の本体５１は、先端の先細り部５１Ａを除くと、外面全体が円形となった筒状となっている。この本体５１には、図７で示された振動棒５２が配置され、この振動棒５２の先端にはダイヤモンド製の圧子５３が取り付けられ、通常時の振動棒５２は、本体５１の先細り部５１Ａの先端に設けられた案内筒部材５４の内部に収納されている。硬度測定機５０の図示しないスタートスイッチをオンにすると、振動棒５２は、本体５１に内臓された駆動手段で所定の押圧荷重をもって所定量前進するとともに、圧子５３が案内筒部５１Ｂから突出した状態で、振動棒５２の材質や形状で定まる自由共振周波数で振動棒５２の軸線Ｎ方向に案内筒部材５４で案内されながら所定時間振動し、この後、振動が停止して振動棒５２は案内筒部材５４の内部へ後退する。
【００５５】
先細り部５１Ａを除く本体５１の外面は、振動棒５２の軸線Ｎを中心とし、かつこの軸線Ｎと平行となった円形面となっている。このため、本体５１の外面の全体は、振動棒５２の軸線Ｎを中心とし、かつこの軸線Ｎと平行になった円弧面の連続によって形成されている。このような本体５１には、この本体５１の外面から突出した突部を形成する板部材５５が取り付けられ、この板部材５５は、本体５１の外面である円形面の全周に沿って延びるリング状となっている。
【００５６】
支持部材４０の上面には、硬度測定機５０の本体５１が載せられて、この本体５１の外面と接触する接触面４１が形成されている。この接触面４１は、硬度測定機５０の本体５１が載せられたときに、振動棒５２の軸線Ｎと平行になる円弧面となっている。図８で示すように、硬度測定機５０の本体５１の円形の外面の曲率半径をＲ１としたとき、円弧面となっているこの接触面４２の曲率半径Ｒ２は、Ｒ１よりも大きい。
【００５７】
また、この接触面４１には、凹部となっている溝４２が形成され、この溝４２は、接触面４１の円弧形状に沿って一定深さで延びているとともに、接触面４１の円弧方向の一方の端部から他方の端部まで達している。
【００５８】
硬度測定機５０の本体５１が接触面４１に載せられたとき、この本体５１の板部材５５は溝４２に挿入される。これにより、板部材５５が硬度測定機５０側の係止部となり、溝４２が、この係止部が係止される支持部材４０側の被係止部となることにより、硬度測定機５０の本体５１は、接触面４１に対して振動棒５２の軸線Ｎ方向に係止されることになり、これにより、硬度測定機５０は、接触面４１に対して振動棒５２の軸線Ｎ方向に不動状態となる。
【００５９】
また、硬度測定機５０の本体５１の外面は、振動棒５２の軸線Ｎと平行になった円形面であり、接触面４１も振動棒５２の軸線Ｎと平行になった円弧面であり、この円弧面の曲率半径Ｒ２は、硬度測定機５０の本体５１の外面の曲率半径Ｒ１よりも大きいるため、手作業により、硬度測定機５０を、接触面４１に案内させて振動棒５２の軸線Ｎと直交する円弧方向に転動させることができる。このように硬度測定機５０を転動させたときにおける振動棒５２の軸線Ｎの移動軌跡が、図８でＬとして示されている。
【００６０】
そして、硬度測定機５０の本体５１を、接触面４１に案内させて振動棒５２の軸線Ｎと直交する円弧方向に転動させても、上記板部材５５は、本体５１の円形の外面に沿って延びているとともに、上記溝４２は、接触面４１の円弧形状に沿って延びているため、溝４２への板状部材５５の挿入状態は維持され、硬度測定機５０の支持部材４０に対する振動棒５２の軸線Ｎ方向への不動状態も維持される。
【００６１】
前述したように、回動装置３０の回動アーム３４を図５で示す前進回動位置まで回動させた後、硬度測定機５０で補強部材１０の前記所定部分の硬度測定を行うために前記スタートスイッチをオンにすると、前述の所定の押圧荷重をもって所定量前進した振動棒５２の圧子５３が補強部材１０の上記所定部分に押圧され、この押圧により、それまで前記自由共振周波数で振動していた振動棒５２の共振周波数が変化する。硬度測定機５０は前述した共振周波数測定式のものであるため、これにより、押圧時の振動棒５２の共振周波数を検出する硬度測定機５１のコンピュータによる演算手段が補強部材１０の上記所定部分の硬度を演算するとともに、この演算された硬度が表示手段で表示され、また、演算された硬度は記憶手段に記憶される。
【００６２】
このようにして１回目の硬度測定が終了した後、硬度測定機５１を、支持部材４０の接触面４１に案内させて振動棒５２の軸線Ｎと直交する円弧方向に転動させ、振動棒５２の軸線Ｎの位置を、１回目の硬度測定時と異なる位置とする。次いで前記スタートスイッチを再度オンにすることにより、２回目の硬度測定を行われることになり、以下同様にして、硬度測定機５１を、さらに支持部材４０の接触面４１に案内させて振動棒５２の軸線Ｎと直交する円弧方向に転動させ、振動棒５２の軸線Ｎの位置を、１回目及び２回目の硬度測定時と異なる位置とし、スタートスイッチをオンにすることにより、３回目以降の硬度測定を行われることになる。
【００６３】
これにより、同一の補強部材１０における複数箇所に対して振動棒５２が対向し、これらの箇所についての硬度測定作業が行われたことになり、前記研磨機６０の回転砥石６３で亜鉛メッキが除去されて前記母材が露出している範囲で行われるこれらの測定作業で得られた複数の硬度の平均値により、又は最大の硬度値により、又は最小の硬度値等により、補強部材１０の硬度を判定することができる。
【００６４】
そして、以上のように、硬度測定機５０の振動棒５２を振動させて補強部材１０の硬度測定を行っても、硬度測定機５０の本体５１は、板状部材５５の溝４２への挿入により、支持部材４０に対して振動棒５２の振動方向である振動棒５２の軸線Ｎ方向に係止されているため、この本体５１は支持部材４０に配置された所定位置を維持することになる。
【００６５】
以上説明したように本実施形態に係る硬度測定装置によると、同一のセンターピラー用補強部材１０の複数箇所についての硬度測定作業を行えるとともに、これらの測定作業を行えるようにするためには、硬度測定機５０の本体５１の外面を振動棒５２の軸線Ｎと平行になった円形面とし、この本体５１の外面が接触する硬度測定機支持部材４０の接触面４１を、振動棒５２の軸線Ｎと平行であって硬度測定機５０の本体５１の円形面よりも曲率半径が大きい円弧形状とすることにより、本体５１を、振動棒５２の軸線Ｎと直交する接触面４１の円弧方向に転動可能とするだけでよいため、硬度測定装置全体の構造を簡単化することができる。
【００６６】
なお、硬度測定機支持部材４０の接触面４１に円形面が案内されて硬度測定機５０の本体５１を振動棒５２の軸線Ｎと直交する円弧方向に転動させるための構造は、本実施形態のように、作業者の手作業で行う構造としてよく、あるいは、電動モータ等の駆動力を利用した自動駆動方式の構造とすることもできる。
【００６７】
また、本実施形態によると、硬度測定機５０の本体５１には、本体５１から突出する突部となった板状部材５５が設けられ、支持部材４０の接触面４１には、この板状部材５５が挿入される凹部となった溝４２が形成されているため、硬度測定機５０の振動棒５２が、補強部材１０の硬度の測定時に振動棒５２の軸線Ｎ方向に振動しても、板部材５５が硬度測定機５０側の係止部となって、溝４２が、この係止部が係止する支持部材４０側の被係止部となることにより、硬度測定機５０を、接触面４１に対して振動棒５２の軸線Ｎ方向に不動状態にして硬度測定を行える。
【００６８】
また、板部材５５は硬度測定機５０の本体５１の円形の外面に沿って延びているとともに、溝４２は、接触面４１の円弧形状に沿って延びているため、本体５１を、接触面４１に案内させて振動棒５２の軸線Ｎと直交する円弧方向に転動させても、溝４２への板状部材５５の挿入状態を維持させることができる。
【００６９】
さらに、硬度測定機５０の本体５１の外面は、振動棒５２の軸線Ｎを中心とする円形面になっているため、この本体５１を支持部材４０の接触面４１の上に載せる際に、本体５１を、振動棒５２の軸線Ｎを中心とする回転方向の任意な角度向きにして支持部材４０の接触面４１の上に載せることができるようになり、本体５１の角度向きが限定されないため、この載せる作業を容易に行える。
【００７０】
また、硬度測定機５０を補強部材１０に対して前進、後退させるための装置３０は、回動中心部を中心に回動する回動アーム３４を備えたものとするだけでよいため、この装置３０の構造を簡単化することができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る硬度測定装置は、補強部材１０を研磨する研磨機６０を備えているため、補強部材１０の表面に、補強部材１０の材料である亜鉛メッキ鋼鈑の亜鉛メッキ層が残留していても、このメッキ層を研磨機６０で除去してから、その母材についての正確な硬度を測定することができる。また、本実施形態に係る硬度測定装置は、研磨機６０を補強部材１０に対して位置決め配置するための位置決め部材７０を備えているため、この位置決め部材７０と研磨機６０とを用いることにより、補強部材１０の硬度測定を行うべき所定部分の亜鉛メッキ層を確実に除去することができ、補強部材１０が量産される物品であっても、硬度を測定すべきそれぞれの補強部材１０における所定部分の母材についての硬度測定を正確に行える。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、被検査品の複数箇所について硬度測定を行うために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態に係る装置で硬度が測定される被検査品となっている補強部材が用いられた四輪車両のセンターピラーの部分を示す車両の側面図である。
【図２】被検査品であるセンターピラー用補強部材がセット台にセットされた状態を示す斜視図である。
【図３】センターピラー用補強部材の硬度測定部分に残留しているメッキ層を研磨機で除去するときを示す斜視図である。
【図４】図３で示されている研磨機でセンターピラー用補強部材の硬度測定部分を研磨しているときにおける位置決め部材の部分でのセンターピラー用補強部材とセット台の縦断面図である。
【図５】センターピラー用補強部材の硬度測定部分についての硬度を硬度測定機で測定する場合を示す斜視図である。
【図６】硬度測定機と、この硬度測定機を支持する支持部材とを示す斜視図である。
【図７】硬度測定機と、この硬度測定機を支持する支持部材とを示す平面図である。
【図８】硬度測定機の本体を、支持部材の接触面に本体の外面である円形面が案内されて振動棒の軸線と直交する接触面の円弧方向に転動させたときにおける振動棒の軸線の移動軌跡を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  四輪車両のセンターピラー
１０  センターピラー用補強部材
１６  位置決め孔
２０  セット台
３０  回動装置
３４  回動部材である回動アーム
４０  硬度測定機支持部材
４１  接触面
４２  被係止部であり凹部でもある溝
５０  硬度測定機
５１  本体
５２  振動棒
５３  圧子
５５  係止部であり突部でもある板状部材
６０  研磨機
６３  回転砥石
７０  位置決め部材
７５  位置決めピン
７６  研磨機を位置決めするための位置決め部である孔
Ｎ  振動棒の軸線
【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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