(57)【要約】【課題】    従来のやわらかいスポンジなどの硬さの測定には機能が不十分なため、財団法人化学物質評価研究機構などへ測定を依頼する方法が取られていた。しかし、この方法では、測定結果が送られてくるまでに日数が掛かり、費用も必要となる。【解決手段】    測定しようとする物体の硬さに応じて、圧縮コイルバネ６を取り付けた検出コア５を変位させる硬さー変位変換機構と、前記検出コア５の変位に応じた電気信号を取り出す検出―電気信号出力回路を有し、電気信号出力回路より取り出された電気信号をデジタル信号に変換してデジタル表示する構造とし、測定による個人差を無くすことができ、又、下向きによる測定のみならず、垂直面の測定、あるいは上向きによる測定も容易におこなえる計測装置とすることができた。  又、計測装置内に電池を装備しているため、外部からの電源が不要となり、よって、小型軽量、片手で持ち運び可能なハンディ化を実現した。【選択図】    図６
2011038940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測物の硬さの計測に変位センサ―の検出コアが変位する硬さ―変位変換機構と、前
記検出コアの変位に比例した電気信号を取り出す検出―電気信号出力回路で構成する変位
センサーを有することを特徴とする硬さ計測装置。
【請求項２】
被計測物の硬さ計測装置の検知器に変位センサ―を用い、その変位センサーから突出し
た検出コアに圧縮コイルバネを通して、その通した圧縮コイルバネの端をそれぞれ変位セ
ンサ―側と検出コアの先端に固定し計測することを特徴とする硬さ計測装置。
【請求項３】
請求項２記載の硬さ計測装置において、強度の異なる複数の圧縮コイルバネを用意して、それらを取り換えて計測を可能とする機構を有することを特徴とする硬さ計測装置。
【請求項４】
請求項２記載の硬さ計測装置において、圧縮コイルバネを固定する形状の異なる複数の
ネジを用意して、それらを取り換えて計測を可能とする機構を有することを特徴とする硬
さ計測装置。
【請求項５】
被計測物の硬さの計測において、変位センサ―の電気信号出力回路より取り出された電
気信号を硬さとして表わす信号に変換することのできる機能を備えた制御基盤を有し、デ
ジタルにて表示することを特徴とする硬さ計測装置。
【請求項６】
被計測物の硬さ計測装置において、変位センサーの検出コアを計測装置本体から突出さ
せて、その検出コアの周囲の本体外装の作りを平面にし、検出コアはその平面の中央に垂
直に位置し、計測時は、突出した検出コアとその周囲の平面を被計測物に接触させた状態
で計測することを特徴とする硬さ計測装置。
【請求項７】
被計測物の硬さ計測装置において、装置内の電気部品の電源の供給を電池にて行うこと
で外部電源を不要としたことを特徴とする硬さ計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の持つ硬さに応じて検出コアを変位させる硬さ―変位変換機構と、前記
検出コアの変位に応じて電気信号を出力する変位―電気信号出力回路を備えた硬さ計側装
置に関し、更に詳しくは、小型ハンディ化の実現と、反発力の微細な材料の計測において
も測定を可能とする機構を備えた硬さ計側装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物体の持つ反発力を測定する硬さ計は幾つかの提案がなされている。例えば、特開２０
０６−６５５６４号公報に記載の「硬さ計」などがあるが、しかしそれらは、やわらかい
スポンジなどの硬さの測定には機能が不十分で、やわらかいスポンジなどの精度が必要な
測定を現場で行おうとしても、容易にはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６５５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決し、やわらかいスポンジなどの材質の物から比較的
硬い材質の物の硬さの測定を、現場で短時間にすみやかに、しかも、高精度に行うことが
でき、なおかつ、小型軽量で、移動も容易な、しかも測定結果をデジタル表示する機構を
備えた計測装置を得る。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の硬さ測定装置は、測定しようと
する物体の硬さに応じて、検出コア５を変位させる硬さ―変位変換機構と、前記検出コア
５の変位に応じた電気信号を取り出す検出―電気信号出力回路を有し、硬さに応じた電気
信号を取り出すことができる。
【０００６】
請求項２に記載の硬さ計測装置は、硬さを検知する部位に変位センサー４を用いること
で、測定器本体を小型にすることが可能となり、又、変位センサー４の検出コア５が軽量
で摩擦抵抗の少ない機種で構成することで誤差が無く、検出コア５に通した圧縮コイルバ
ネ６の端を変位センサー４側と検出コア５の先端にナット７を取り付け、そのナット７に
固定することで、検出コア５が圧縮コイルバネ６に保持され、変位センサー４から浮いた
状態を形成し、被測定物に接したとき検出コア５はスムーズな動きをすることで、摩擦抵
抗が殆どなく、結果、測定精度が良い硬さ計測装置とすることができた。
【０００７】
請求項３に記載の硬さ計測装置は、やわらかい材質から、硬い材質の被計測物の測定を
圧縮コイルバネ６に段階的に強度の違うものを準備し、被計測物の硬さに応じて圧縮コイ
ルバネ６を取り換えて測定することを可能とする機構としたことで、幅広い測定範囲を持
つ計測装置とすることができた。
【０００８】
請求項４に記載の硬さ計測装置は、やわらかい材質から、硬い材質の被計測物の測定を
圧縮コイルバネ６を固定するナット７の形状を、被計測物の硬さに応じて取り換えて測定
することを可能とする機構としたことで、幅広い測定範囲を持つ計測装置とすることがで
きた。
【０００９】
請求項５に記載の硬さ計測装置は、取り出された電気信号は硬さに比例した電圧ではあ
るが、そのまま表示したのでは硬さの表示にはならない。そこで被計測物の硬さの値に信
号変換してデジタル表示を可能とする機構を有することを特徴とする計測装置である。
【００１０】
請求項６に記載の硬さ計測装置は、検知部である変位センサー４の検出コア５を本体か
ら突出させた状態で計測する構造とするが、計測時、被計測物１に検出コア５を押しつけ
る力を一定に、且、安定させることが求められる。そこで、その検出コア５の周囲に検出
コア５に対して垂直な平面９を設け、この平面９を本体外装の一部として、その平面９と
検出コア５を被計測物に接触させることで、測定に際し基準となる面を確保することで、
検出コア５が被計測物に対して、一定、且、安定した力で加圧することができ、そのこと
により、計測による個人差を無くし、また、精度のある測定をも可能とすることができ、
そして、その測定方法も、下向きによる測定のみならず、垂直面の測定、あるいは上向き
による測定も容易に行うことができ、測定場所、測定方向を選ばない計測装置とすること
ができた。
【００１１】
請求項７に記載の硬さ計測装置は、変位センサー４の内部機構である電気信号出力回路
及び、電気信号変換回路とデジタル表示回路で構成される制御基盤１０の電源として、計
測装置内に電池を装備しているため、外部からの電源が不要となり、よって、小型軽量、
片手で持ち運び可能なハンディ化を実現したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の硬さ計によれば、次のような効果ないし利点が得られる。
（１）柔らかいスポンジなどの硬さの測定から、ゴムなどの硬い材料の硬さの測定を、
いつでもすぐに、現場で、誰にでも、簡単に、精度のある測定を行うことができ
る。
（２）  測定器の内部に電源である電池を内蔵しているため、小型軽量で、片手で持ち
運びができ、置き場所をとらない計測装置とすることができた。
（３）  電気信号出力回路で得られた測定結果を、電気信号変換回路で硬さの値に信号
変換し、得られた値をデジタルで表示しているので、読み取りによる個人差が発
生しない。
（４）  検出コア５に取り付ける圧縮コイルバネ６を強度の違うバネに取り変えるこ
とで幅広い硬さの測定を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】被計測物に本体ケースを置いたときの断面図である。
【図２】本体ケースにセンサーホルダー・変位センサーを取り付けた断面図である。
【図３】被計測物に圧縮コイルバネの無い本体を置いたときの断面図である。
【図４】圧縮コイルバネを取り付けた本体の断面図である。
【図５】検出コア先端部の断面図である。
【図６】被計測物に本体を置いたときの断面図である。
【図７】すべてを装備した本体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１において、水平に設置した被計測物１の上に本体２を乗せる、この状態を見てみる
と、本体２の底の接触する面積を広くすることで、本体２が、被計測物１へ沈み込む深さ
は零に等しいと考えられる、この本体２が被計測物１と接触する平面９を持つことで、被
計測物１を押さえ過ぎることも、加圧不足になることもなく、計測による個人差が発生し
ない測定器とすることができ、又、測定方法も、下向きによる測定のみならず、垂直面の
測定、あるいは上向きによる測定も容易に行え、よって、測定場所、測定方向を選ばない
硬さ計測装置とすることができた。
【００１５】
次に、図２において、本体２の平面９の中央に穴を明け、センサーホルダー３を本体２
の内側の底の中央に固定し、そのセンサーホルダー３に変位センサー４の検出コア５が本
体２の平面９の中央の穴から突出するように変位センサー４を固定し、これを図３の様に
被計測物１の上に乗せる。
【００１６】
図３では、検出コア５には、被計測物１を押す力が無いため検出コア５の先端は被計測
物１に沈み込む事は無く、検出コア５の先端は被計測物１と本体２が接触する面まですべ
て押し戻され、変位センサー４の中に収納される。
【００１７】
次に、図４において、検出コア５に圧縮コイルバネ６を通し、検出コア５の先端に取り
付けたナット７に固定する。この圧縮コイルバネ６には、検出コア５の先端に全く力が加
わらない状態のとき、すなわち本体２を持ち上げて被計測物１から浮かした時、変位セン
サー４から発生する電気信号が０ボルトとなる位置に検出コア５を留まらせることができ
る強度と長さの物を選んで取り付ける。
【００１８】
次に、図４において、変位センサー４の入力回路に電圧を加えたとき、検出コア５が変
位センサー４内に侵入する距離に反応して電気信号出力回路から電圧を発生する。
その発生電圧は検出コア５の先端に全く力が加わらない状態のときの０ボルトから、変
位センサー４の仕様で示された、最大発生電圧の間で変化するが、その発生電圧０ボルト
の検出コア５の場所とは、検出コア５を、変位センサー４から引き抜いていくとき、変位
センサー４の仕様で示された無作動の位置で、この位置は、検出コア５に取り付ける圧縮
コイルバネ６によって決まるため、圧縮コイルバネ６の長さは、変位センサー４の仕様に
記載された出力が０ボルトの無作動の位置に合致するものを取り付ける。
【００１９】
次に、図６の様に本体２を水平状態にある被計測物１の上に乗せてみると、圧縮コイル
バネ６の反発力により加圧する力を得た検出コア５が、被計測物１を押しつつ、そして、
本体２の平面９が被計測物１に接して、やがて接触する。
尚、検出コア５、圧縮コイルバネ６、及び、ナット７の機械的誤差の調整はナット７の
ネジ加工した部分の、検出コア５を挿入した反対側のネジ加工部から六角穴付止めネジ８
を挿入して、その六角穴付止めネジ８で検出コア５の侵入を阻止する形で調整を行う（図
５）。
【００２０】
尚、使用する変位センサーとして、検出コア５自体の重量が軽く、しかも、検出コア５
が変位センサー４内を移動する際の抵抗が少なく、スムーズな動きをするものを用いる。
そこで、できるだけ誤差を少なくすることを考え、今回作動トランスで構成する。
【００２１】
上記作動トランス４より発生するアナログ信号電圧は、０ボルトから最大５ボルトの硬
さに比例した電圧を発生するが、この０ボルトから５ボルトの電圧値をそのまま表示した
のでは硬さの表示とはならない、そこで発生した０ボルトから５ボルトの発生電圧を硬さ
としての表示に変換する必要がある。そこでこの発生した発生電圧を図７の制御基盤１０
の電子回路で硬さ表示のデジタル信号に変換して、制御基盤１０の上面にある表示パネル１５に表示し、蓋開口部より被計測物の硬さを読み取ることができ、又、デジタル表示することにより読み違えによる個人差が無くすことができる。
【００２２】
次に、この制御基盤１０の電源であるが、外部からの電源を使用するのではなく、本体
ケース内に電池１１を装備し、電源を供給することで、小型軽量で、片手で持ち運び可能
なハンディ化を実現、測定する人、測定場所、測定方向を選ばない計測装置とすることが
できた。
【符号の説明】
【００２３】
１  被計測物
２  計測装置本体ケース
３  センサーケース
４  変位センサー・作動トランス
５  検出コア
６  圧縮コイルバネ
７  ナット
８  六角穴付止めネジ
９  平面
１０  制御基盤
１１  電池
１２  蓋
１３  蓋固定ネジ
１４  取っ手
１５  表示パネル
【図１】
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【図２】
2011038940.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011038940.tif 000006
【図５】
2011038940.tif 000007
【図６】
2011038940.tif 000008
【図７】
2011038940.tif 000009