(57)【要約】  この装置はアクチュエータ（２３）を有し、アクチュエータは拡張位置から圧縮位置に押し付けられる。アクチュエータ（２３）がまず衝撃体（３２）をリリースし、試料（２）に衝撃を与える。次にキャッチャ（４０，４２）が移動して、リリースされた衝撃体（３２）を元に戻す。衝撃体（３２）の通過はリードスイッチ（２８）により検出される。このリードスイッチは処理回路をウェークアップし、これを２つの動作モード間で切り替える。第１の動作モードで回路は装置状態を表示し、第２の動作モードで測定結果を表示する。
2008544261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の硬度測定装置であって、
該装置は、ハウジング（２０，２１）と、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体（３２）と、アクチュエータ（２３）とを有し、
前記衝撃体は、前記装置の軸（３８）に沿って、ロード位置とリリース位置との間を可動であり、
前記アクチュエータは、拡張位置から圧縮位置への経路に沿って可動であり、
当該装置は、前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動することによって、リリースすべき前記衝撃体（３２）が前記ロード位置からトリガされるように構成されており、かつ
前記衝撃体（３２）が前記リリース位置から前記ロード位置へ、前記アクチュエータ（２３）が前記圧縮位置から前記拡張位置へ移動することによって移動するように構成されている、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、さらにキャッチャ（４０，４２）を有し、
該キャッチャは、前記アクチュエータ（２３）が前記圧縮位置へ移動されるときに、前記衝撃体（３２）と前記リリース位置で係合し、前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置にあるとき前記衝撃体（３２）を前記ロード位置で保持するように前記アクチュエータ（２３）によって動作可能であり、
リリース機構（４４，４５）が、前記衝撃体（３２）を前記キャッチャ（４０，４２）から、前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動するときにリリースするために前記アクチュエータ（２３）によって動作可能である装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置であって、さらに結合部（６６，６８）を有し、
該結合部は前記キャッチャ（４０，４２）を第１の位置で保持し、該結合部（６６，６８）の力を上回るトリガ力が前記軸（３８）に沿って及ぼされることに基づいて、前記結合部（６６，６８）は前記キャッチャ（４０，４２）をリリースし、前記軸（３８）に沿って第２の位置へ移動させ、該第２の位置で前記キャッチャは前記衝撃体（３２）と係合する装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置であって、
前記結合部（６６，６８）は磁気的結合部である装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の装置であって、
前記リリース機構（４４，４５）は、前記アクチュエータ（２３）を前記キャッチャ（４０，４２）に拡張するプッシュロッド（４４）を有し、
前記プッシュロッド（４４）は、前記キャッチャ（４０，４２）が前記第１の位置にあり、かつ前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動するときに、前記衝撃体（３２）を前記キャッチャ（４０，４２）からリリースするため、前記キャッチャ（４０，４２）を変形するように構成されている装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置であって、さらに前記キャッチャ（４０，４２）と前記アクチュエータ（２３）との間に配置されたトリガスプリング（５８）を有し、
前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動するとき、前記プッシュロッド（４４）は最初に前記キャッチャ（４０，４２）を変形し、前記衝撃体（３２）をリリースし、その場合だけ、前記トリガスプリング（５８）は前記トリガ力を上回る力を前記結合部（６６，６８）を開放するために及ぼす装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の装置であって、
前記キャッチャ（４０，４２）と前記プッシュロッド（４４）は同心に配置されている装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置であって、
前記キャッチャ（４０，４２）はチューブ状支持体（４２）を有し、前記プッシュロッド（４４）は前記チューブ状支持体内をスライド可能に配置されている装置。
【請求項９】
請求項２から８までのいずれか一項記載の装置であって、さらに前記キャッチャ（４０，４２）と前記衝撃体（３２）との間を伸長する衝撃スプリング（４８）を有し、
前記衝撃体（３２）が前記ロード位置からリリースされるとき、前記衝撃スプリング（４８）は前記衝撃体（３２）を前記試料に向かって加速するように拡張する装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項記載の装置であって、さらにロードスプリング（６２）を有し、
該ロードスプリングは、前記ハウジングと前記アクチュエータ（２３）との間を伸長し、前記アクチュエータ（２３）を前記拡張位置に向かって押し付ける装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項記載の装置であって、
前記アクチュエータ（２３）は、ユーザにより把持されるグリップを形成する装置。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項記載の、試料の硬度測定装置であって、
該装置は、ハウジング（２０，２１）と、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体（３２）と、測定回路（２６，２７）と、検出器（２８）とを有し、
前記衝撃体は、前記装置の軸（３８）に沿って、ロード位置とリリース位置との間を可動であり、
前記測定回路は、前記衝撃体（３２）の前記試料からのリバウンドを測定し、
前記検出器は、前記衝撃体（３２）が前記ロード位置と前記リリース位置との間の個所を通過するのを検出し、
前記測定回路（２６，２７）は第１と第２の動作モードを有し、
前記衝撃体（３２）が前記検出器（２８）を、前記リリース位置の方向に向かって通過すると、前記測定回路は前記第２の動作モードに切り替わり、
前記衝撃体（３２）が前記検出器（２８）を、前記リリース位置から離れる方向で通過すると、前記測定回路は前記第１の動作モードに切り替わる装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の装置であって、さらに前記衝撃体（３２）に配置された磁石（３６）を有し、
前記検出器（２８）は、前記磁石（３６）により作動されるリードスイッチである装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の装置であって、さらに前記衝撃体（３２）の経路に沿って配置されたコイル（２６）を有し、
前記測定回路は、前記磁石（３６）により前記コイル（２６）に誘導される電流から前記リバウンドのパラメータを測定するように構成されている装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の装置であって、
前記測定回路は、前記リードスイッチからのパルスに前記コイル（２６）の電流パルスが続く場合、前記第２の動作モードに切り替わり、そうでない場合には前記第１の動作モードに切り替わる装置。
【請求項１６】
請求項１２から１５までのいずれか一項記載の装置であって、
前記測定回路は、低電力消費のスリープモードと、高電力消費のアクティブモードとを有し、
前記検出器（２８）からの信号は前記測定回路をアクティブモードに切り替える装置。
【請求項１７】
請求項１２から１６までのいずれか一項記載の装置であって、さらにディスプレイ（２４）を有し、
前記測定回路は、前記第１の動作モードでは当該装置の設定を前記ディスプレイ（２４）に表示し、前記第２の動作モードでは測定結果を表示するように構成されている装置。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか一項記載の、試料の硬度測定装置であって、
該装置は、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体（３２）と、測定回路（２６，２７）と、リードスイッチ（２８）とを有し、
前記衝撃体は磁石（３６）を有し、かつ前記装置の軸（３８）に沿って、ロード位置とリリース位置との間を可動であり、
前記測定回路は、前記衝撃体（３２）の前記試料からのリバウンドを測定し、
前記リードスイッチは、前記衝撃体（３２）が前記ロード位置と前記リリース位置との間の個所を通過するのを検出する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃体を試料に対して衝撃付与することにより試料の硬度を測定し、前記衝撃体の跳ね返りのパラメータを測定するする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非破壊硬度検査の分野では、衝撃装置を使用して多数の検査が実行される。基本的コンセプトはＵＳ４０３４６０３に記載されている。
【０００３】
検査される試料の硬度を決定するために、リバウンドエネルギーがいくつかのやり方で評価される。すなわち絶対値で測定するか、またはリバウンドエネルギーをインバウンドエネルギーに対して比を取るのである。
【０００４】
典型的にはこれらの装置は、チューブ状のハウジングとシリンダ状または弾丸状の衝撃体からなり、この衝撃体は線形にハウジングの内部へ移動することができる。検査を実行するために衝撃体は被検物の表面に所定のエネルギーの衝撃を与える。衝撃装置の大半は衝撃エネルギーを供給するのにスプリングを使用する。
【０００５】
２つの共通のメカニズムに注意されたい。
１）  第１のクラスの装置では、装置のハンドルまたは本体がスプリングを最大圧力にチャージするために操作され、それに続いてトリガが衝撃体を自動的にリリースする。衝撃動作の後、この装置は第２のスプリングによって「弛緩」状態に復帰する。この動作モードは古典的モードとみなされる。なぜなら、他にもスプリング作動するセンタポンチや爪またはステープラー針をセットする装置があるからである。類似の機構は銃器でも共通している。
２）  第２のクラスの装置では、スプリングが最大スプリング圧にチャージされ、装置はこの状態に保持される。トリガは別個の操作、例えばボタンの押し下げによりリリースされる。これはＵＳ４０３４６０３に記載されたコンセプトである。
【０００６】
２つのモードを簡単に分析すると、それら装置の欠点が明らかであり、それが本発明の課題である。
【０００７】
第１のクラスの場合、スプリングをチャージするときに操作者に物理的ストレスがかかる（スプリングはかなりのエネルギーを蓄積することができる）。その結果、震えおよび滑りが生じ、言い替えると信頼性のない結果が生じる。
【０００８】
第２のケースでは、上記の問題は緩和している。操作者は装置をリラックスした状態でトリガすることができる。しかし付加的動作と別個の機械的トリガにコストが掛かる。検査装置がロボットアームによりアクティベートされる場合、付加的動作手段は比較的に複雑で、さほど機敏でないシステムである。
【０００９】
図１は、上記のケース２）で説明したように動作する典型的に衝撃装置を示し、この装置は金属硬度を検査するために使用される。
【００１０】
この衝撃装置の形式は工業規格となっている（ＡＳＴＭリポート）。
【００１１】
まず古典的装置のチャージおよびトリガを分析する。というのもこれらが本発明によって取って代われるからである。
【００１２】
装置を「装填」するために、衝撃スプリングが、ロードチューブ１を試料２の方向に手動で押し付けることによってロードされる。この動作はキャッチチャック３をチューブキャリヤ４によって移動させ、十分に圧縮された位置で衝撃体５をそのアンカピンによって把持する。ロードスプリング６が引き続、アセンブリをその定位置に格納し、これにより衝撃スプリング７を装填する。外部トリガボタン８を作動させると、プッシュロッド９とその円錐先端１０によってキャッチチャック３が開放され、衝撃体５をリリースする。
【００１３】
信号処理および指示回路１１が別個のユニットに配置されているか、または衝撃装置に直接取り付けられているこの回路には、ピックアップコイル１２に誘導される電圧を検出し、硬度数を表示するために給電しなければならない。
【発明の開示】
【００１４】
本発明の第１の課題は、比較的容易に使用することのできる装置を提供することである。
【００１５】
これを実現し、以下でより詳細になる装置は次のように構成される。すなわち試料の硬度測定装置は、ハウジングと、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体と、アクチュエータとを有し、前記衝撃体は、前記装置の軸方向に沿ってロード位置とリリース位置との間を可動であり、前記アクチュエータは、拡張位置から圧縮位置へ可動である。
【００１６】
この装置は、前記ロード位置からリリースすべき前記衝撃体を、前記アクチュエータを前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動させることによってトリガするように構成されており、さらに前記衝撃体を前記リリース位置から前記ロード位置へ、前記アクチュエータを前記圧縮位置から前記拡張位置へ移動させることによって移動する、すなわち装填するように構成されている。
【００１７】
この形式の装置により、デバイスはシングルモーションで、すなわちアクチュエータを移動させることによって動作する。従来の上記タイプ１のデバイスとは異なり、ユーザにより装置のロード中に及ぼされる力を格段に小さくすることができる。
【００１８】
本発明の第２の側面では、試料の硬度測定装置が、ハウジングと、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体と、測定回路と、検出器とを有し、前記衝撃体は、装置の軸方向に沿ってロード位置とリリース位置との間を可動であり、前記測定回路は、前記衝撃体の前記試料からのリバウンドを測定し、前記検出器は、前記衝撃体が前記ロード位置と前記リリース位置との間の個所を通過するのを検出する。ここで前記測定回路は第１と第２の動作モードを有し、前記衝撃体が前記検出器の個所を、前記リリース位置に向かう方向で通過すると、前記測定回路は前記第２の動作モードに切り替わり、前記衝撃体が前記検出器の個所で、前記リリース位置から離れる方向で通過すると、前記回路は前記第１の動作モードに切り替わる。
【００１９】
従ってこの装置は、衝撃体の運動を２つの動作モード間の切り換えに使用する。これによりユーザがデバイスに与えなければならない明示的コマンドの数が低減し、インタフェースエレメントの低減、および／または利便性および／または信頼性の向上が得られる。
【００２０】
有利な実施例では、モード間の移行は、衝撃体に配置された磁石の磁界により作動されるリードスイッチにより検出される。このようなリードスイッチは電力を消費せず、従って回路の低電力のスタンバイモードを可能にする。この磁石は、従来の装置でピックアップコイルに電流を誘導するのに使用される磁石と同じでも良い。
【００２１】
本発明のさらなる課題は、電力消費の小さい装置を提供することである。
【００２２】
本発明の最終側面では、試料の硬度測定装置が、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体と、測定回路と、リードスイッチとを有し、前記衝撃体は、磁石を有し、装置の軸方向に沿ってロード位置とリリース位置との間を可動であり、前記測定回路は、前記衝撃体の前記試料からのリバウンドを測定し、前記リードスイッチは、前記衝撃体が前記ロード位置と前記リリース位置との間の個所を通過するのを検出する。
【００２３】
リードスイッチは例えば、回路をスリープモードからウェークアップするのに、または上記の２つの動作モード間での移行をイネーブルするために使用することができる。
【００２４】
図面の簡単な説明
図１は、従来形式の装置を示す。
図２は、本発明の有利な実施例の斜視図である。
図３は、衝撃体がそのロード位置にある、図２の装置を示す。
図４は、衝撃体がリリースされた直後の装置を示す。
図５は、衝撃体がそのリリース位置にある装置を示す。
図６は、衝撃体がそのリリース位置から格納された位置にある装置を示す。
【実施例】
【００２５】
本発明の実施するためのモード
装置の有利な実施例が一般的に図２に示されている。この装置はハウジングを有し、ハウジングはケース２０と、このケース２０内を伸長するガイドチューブ２１を備えている。ガイドチューブ２１の前方端部はサポートリング２２を支持し、アクチュエータ２３がガイドチューブ２１の後方端部にスライド可能に配置されている。アクチュエータ２３は、ユーザにより把持されるシリンダ状グリップを形成する。ケース２０は測定回路、ディスプレイ２４、およびユーザにより操作可能な入力エレメント、例えばボタン２５を有する。
【００２６】
図３を参照すると、この装置内のコンポーネントの構成が示されている。このデバイスのメイン構造はガイドチューブ２１である。サポートリング２２はガイドチューブ２１の前方端部に配置されており、ここで装置は被検試料２と接触する。ピックアップコイル２６がケース２０内で、ガイドチューブ２１の前方端部近傍に巻回されている。
【００２７】
デバイスをコンパクトにするために、すなわち衝撃デバイスと電子回路が組み込まれたシステムを片手で把持されるユニットにするために、ケース２０はガイドチューブ２１に取り付けられている。ケース２０は種々の回路、例えばシグナルプロセッサ２７，ディスプレイ２４およびピックアップコイル２６、並びに検出器として使用されるリードスイッチ２８を含んでいる。これらのコンポーネントは全て回路基板３０に配置されている。
【００２８】
左から右への移動部材は、硬い先端３４が装備され、磁石３６を有する衝撃体３２である。この衝撃体３２はガイドチューブ２１内に、その軸３８に沿ってスライド可能に配置されている。
【００２９】
磁石３６とピックアップコイル２６との相互作用は例えばＵＳ４０３４６０３に記載されており、試料２の硬度を表すリバウンドプロセスのパラメータを測定する。
【００３０】
ロード位置が図３に示されており、衝撃体３２の後方アンカピン３９がキャッチャと係合している。キャッチャは、チューブ状支持体４２に取り付けられたキャッチチャック４０を有する。キャッチャ４０，４２は、円錐先端４５を備えるプッシュロッド４４を有するリリース機構によってリリースすることができる。キャッチチャック４０は通常はグリップ位置にある。このグリップ位置でキャッチチャック４０はアンカピン３９を把持することができる。キャッチチャック４０は、円錐先端４５によって開放して衝撃体３２をリリースすることができる。この円錐先端４５はプッシュロッド４４の一部である。プッシュロッド４４はアクチュエータ２３からキャッチャに伸長しており、チューブ状支持体４２と同心に取り付けられており、その後方端部はアクチュエータ２３に固定されている。図２の実施例でプッシュロッド４４は、チューブ状支持体４２内をスライド可能に配置されている。
【００３１】
衝撃スプリング４８がキャッチャと衝撃体との間に伸長している。衝撃体３２がそのロード位置にある装填状態では、衝撃スプリング４８は完全に圧縮されている。衝撃スプリングの前方端部は衝撃体３２を押し付け、その後方端部はチューブ状支持体４２のねじ区間に固定されている。
【００３２】
チューブ状支持体４２はセンタピース５０によって可動に案内される。このセンタピース５０はガイドチューブ２１と固定的に結合されている。
【００３３】
チューブ状支持体４２はその後方端部で、アクチュエータ２３のエンドキャップ５２内に拡張区間５４によって保持されている。この後方区間５４はエンドキャップ５２の棚５６に対して、トリガスプリング５８によって押し付けられる。
【００３４】
エンドキャップ５２はアクチュエータ２３と接続されている。アクチュエータは下に説明するように、この装置の第１のヒューマンインタフェースである。
【００３５】
ロードスプリング６２がチューブガイド２１と、アクチュエータ２３のエンドキャップ５２との間を伸長しており、アクチュエータ２３を図３に示した完全な拡張位置に押し付ける。プッシュロッド４４はアクチュエータ２３を、ロードスプリング６２の力に抗して保持する。なぜならプッシュロッドは拡張区間６４によってチューブガイド２１内で棚に隣接して保持されているからである。
【００３６】
図１を見ると、アセンブリのほとんどの部分が、従来の衝撃デバイスと同じであるかまたは類似している。１つの相違点は、後方端部にリリースボタン８がなく、結合部が存在することである。
【００３７】
この結合部の目的は、キャッチャ４０，４２を、図３に示された第１の後方位置に保持することである。しかしトリガ力を越える力がキャッチャ４０，４２に前方方向で軸３８に沿っていったん作用するとキャッチャをリリースする。この結合部は、チューブ状支持体４２に固定的に取り付けられた環状のヨーク６６を有する。ヨーク６６は強磁性材料からなる（例えば軟鉄またはパーマロイ）。ヨークはマグネットリング６８に隣接しており、このマグネットリングは強保磁性材料（例えば希土類コバルトまたはネオジウム鉄ボロン）からなる。マグネットリング６８はセンタピース５０に取り付けられている。
【００３８】
強磁性ヨーク６６とマグネットリング６８との組合わせは磁気的結合部を形成する。この磁気的結合部は、キャッチチャック４０が開放して衝撃体３２がリリースされるまでキャッチャ４０，４２がしっかりと第１の後方位置に保持されることを保証する。
【００３９】
本発明の有利な実施例では、衝撃スプリング４８が図３に示した位置に１．５Ｎから２Ｎでロードされる。トリガスプリング５８は２．５Ｎから３Ｎでセットされ、キャッチチャック４０が衝撃スプリング４８の力より下では開放しないことを保証する。ロードスプリング７２の定格は５Ｎと小さくすることができ、これは従来のプッシュボタン式トリガユニットの定格の三分の一である。
【００４０】
（図１に示した）従来の実現では、定位置がロードスプリング６だけによって保証されていることに注意されたい。このことは、ロードスプリング６が衝撃体を定位置に格納するのに必要なものより実質的に硬いことを要求する。
【００４１】
ロードスプリング６２力が低減されていることは、ロボって検査の場合に格別に有利である。人間の操作者の近傍で、保護ケージなしで動作することのできる小型ロボットは典型的には５Ｎに力が制限されている。従って本発明のシステムはこのような要求に合致するように構成することができる。
【００４２】
ここまで図３に示された衝撃デバイスの装填状態、すなわち衝撃スプリング４８が圧縮されており、衝撃体３２がロード位置にある状態を考察した。
【００４３】
次に図４に示されたトリガ動作を考察する。
【００４４】
操作者は典型的には装置を両手で使用する。片手で装置を試料２上で安定位置に保持する。このときガイドチューブ２１および／またはケース２０の前方端部を把持する。別の手でアクチュエータ２３を保持する。
【００４５】
ある種の適用ではユーザが片手で操作することを望むかもしれない。このこともまた本発明により容易になる）。
【００４６】
アクチュエータ２３をその拡張位置から軸３８に沿って前方へ、すなわち試料に向かって押し付けると、ロードスプリング６２とトリガスプリング５８が圧縮される。チューブ状支持体４２はその最後方位置に、強磁性ヨーク６６とマグネットリング６８の組合わせによって保持されているから、プッシュロッド４４はキャッチチャック４０を変形してこれを開放する。衝撃体３２はリリースされ、衝撃スプリング４８は拡張して衝撃体３２を試料２に向かって加速し、測定が行われる。
【００４７】
この時点でユーザはアクチュエータ２３を完全に拡張された位置に復帰させることも、これをさらに前方へ続けて押し付けることもできる。
【００４８】
アクチュエータ２３がさらに前方に押し付けられると、トリガスプリング５８がチューブ状支持体４２に及ぼす力が、先端４５がキャッチチャック４０を開放した後のある時点で、ヨーク６とマグネットリング６８との間の磁気的結合部のトリガ力を上回る。この時点では結合部はキャッチャ４０，４２をリリースし、アクチュエータ２３と共に軸３８に沿って運動させる（図５に示されている）。このようにしてキャッチャを前方の第２の位置へ、アクチュエータ２３を完全な圧縮位置へ移動することによってもたらすことができる。ここでキャッチャ４０，４２は、図５に示すように今はリリース位置にある衝撃体３２と係合することができる。
【００４９】
結合部６６，６８が開放されると直ちにトリガスプリング５８は再び拡張し、キャッチチャック４０を閉鎖することに注意されたい。図面ではロードスプリング６２の右端区間が、トリガスプリング５８の状態を強調するために区切られている。
【００５０】
結合部６６，６８のリリース後に操作者がアクチュエータ２３をその拡張位置へ戻そうとする場合、アクチュエータ２３を押し付け、結合部６６，６８のトリガ力を上回ると、キャッチャを前方へ衝撃体３２を把持するように動かすことができる。（もちろんユニットはこの場合はトリガしない。）
図５は、アクチュエータ２３とキャッチャ４０，４２が衝撃体３２を把持するように運動している中間点を示す。キャッチャ４０，４２は、アクチュエータ２３がその完全な圧縮位置へ押し付けられると衝撃体３２とそのリリース位置で係合する。
【００５１】
図６は、キャッチャ４０，４２が衝撃体３２を把持した後の装置を示す。このときロードスプリング６２はアクチュエータ２３，キャッチャ４０，４２および衝撃体３２をロード位置に戻す。
【００５２】
説明のために、強磁性ヨーク６６とマグネットリング６８から形成された磁気的結合部を選択した。結合機構のスプリング形式は類似のものと択一的である。
【００５３】
ここまで本発明の機械的部分に焦点を当ててきた。
【００５４】
衝撃デバイスの装填状態と弛緩状態とを分けるアイデアはさらに別の重要なフューチャである。
【００５５】
現代の超小型電子的指示デバイスは低電力消費のために有利に設計されている。典型的には現代の小型コントローラは「スリープ」モ―ドを特徴とし、オン／オフスイッチの使用を緩和する。問題は、電子回路をデバイスにより、これがスリープモードにあるときに電流を引き出さずにウェークアップするかである。本実施例ではこのことはリ―ドスイッチ２８によって実現される。このリードスイッチは、衝撃体３２の一部である磁石３６によって磁気的に作動される。この磁石は、衝撃体３２の速度をコイル２６によって測定するのに用いられる磁石３６と同じである。衝撃体３２が両方向に、すなわちａ）試料２に衝突するときと、ｂ）定位置への格納時に通過するときに移行するのをセンシングすると、リードスイッチ２８は閉鎖する。
【００５６】
このイベントは回路をウェークアップし、２つの異なるタスクを実行するために使用される。ａ）シグナルプロセッサ２７が、リードスイッチからのパルスの後に衝撃信号の存在を検出する場合。すなわち、電流がピックアップコイル２６に誘導され、この信号が処理され、硬度値がディスプレイ２４に表示される。ｂ）プロセッサ２７が、リードスイッチ２８からのパルス後に衝撃信号を検出しない場合。すなわち、電流がピックアップコイル２６に誘導されない。この場合ではリードスイッチ２８が衝撃デバイス３２の格納中に閉鎖していることが想定され、プロセッサ２７は最後の測定ではなく装置の設定をディスプレイ２４に表示させる。
【００５７】
このフューチャにより、指示デバイスを少数のキャラクタにより共有することができ、多列表示を必要としない。多列表示は見にくく、よりコストが掛かる。
【００５８】
両方のタスクを実行した後、回路はスリープモードにリターンする。
【００５９】
言い替えると、衝撃体３２がリードスイッチ２８の個所を通過すると、回路は第１の動作モードと第２の動作モードとを切り換える。第１の動作モードではディスプレイ２４が装置の１つまたは複数の設定を表示する。第２の動作モードでディスプレイ２４は最後の測定の結果を表示する。衝撃体３２がリードスイッチ２８を、図５に示されたリリース位置への途中で通過すると、回路は第２の動作モードに切り替わる。衝撃体３２がリードスイッチ２８を、リリース位置から戻る途中で通過すると、回路は第１の動作モードに戻る。
【００６０】
ディスプレイのタイムシェアモードを説明するために図３と図６は、スチール冷間加工のための「ロックウェルＣ」スケールで読み出すために装置が設定されていることをディスプレイが指示している様子を示している（材料番号２）。図４と５は、衝撃後に装置のディスプレイ２４が測定された硬度、この場合は「６５．３」ロックウェルを指示していることを示している。
【００６１】
回路を２つの動作モード間で切り換えることに加えて、リードスイッチ２８はさらに回路をスリープモードからウェークアップする目的を有する。スイッチ２８が作動されるたびに、プロセッサ２７は高電力消費のアクティブモードで処理をスタートし、測定を実行し、その結果を表示するか、または現在の設定を検索して、これを表示する。タスクがいったん終了すると、プロセッサ２７は低電力消費のスリープモードへ戻る。
【００６２】
従ってリードスイッチ２８は２つの異なる目的のために使用することができる。これらの目的は組合わせでも単独でも使用することができる。ａ）リードスイッチは回路を２つの動作モード間で切り換える。ｂ）リードスイッチは回路をスリープモードからウェークアップする。
【００６３】
本発明の電気的パーツに関して、磁気的に作動されるリードスイッチ２８を、衝撃体３２または上下器デバイスの他の運動部材により作動される別の形式の検出器により置換することができよう。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、従来形式の装置を示す。
【図２】図２は、本発明の有利な実施例の斜視図である。
【図３】図３は、衝撃体がそのロード位置にある、図２の装置を示す。
【図４】図４は、衝撃体がリリースされた直後の装置を示す。
【図５】図５は、衝撃体がそのリリース位置にある装置を示す。
【図６】図６は、衝撃体がそのリリース位置から格納された位置にある装置を示す。
【図１】
2008544261.tif 000003
【図２】
2008544261.tif 000004
【図３】
2008544261.tif 000005
【図４】
2008544261.tif 000006
【図５】
2008544261.tif 000007
【図６】
2008544261.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月30日(2008.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の硬度測定装置であって、
該装置は、ハウジング（２０，２１）と、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体（３２）と、アクチュエータ（２３）とを有し、
前記衝撃体は、前記装置の軸（３８）に沿って、ロード位置とリリース位置との間を可動であり、
前記アクチュエータは、拡張位置から圧縮位置への経路に沿って可動であり、
当該装置は、前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動することによって、リリースすべき前記衝撃体（３２）が前記ロード位置からトリガされるように構成されており、かつ
前記衝撃体（３２）が前記リリース位置から前記ロード位置へ、前記アクチュエータ（２３）が前記圧縮位置から前記拡張位置へ移動することによって移動するように構成されており、
当該装置はさらにキャッチャ（４０，４２）を有し、
該キャッチャは、前記アクチュエータ（２３）が前記圧縮位置へ移動されるときに、前記衝撃体（３２）と前記リリース位置で係合し、前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置にあるとき前記衝撃体（３２）を前記ロード位置で保持するように前記アクチュエータ（２３）によって動作可能であり、
リリース機構（４４，４５）が、前記衝撃体（３２）を前記キャッチャ（４０，４２）から、前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動するときにリリースするために前記アクチュエータ（２３）によって動作可能である、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、さらに結合部（６６，６８）を有し、
該結合部は前記キャッチャ（４０，４２）を第１の位置で保持し、該結合部（６６，６８）の力を上回るトリガ力が前記軸（３８）に沿って及ぼされることに基づいて、前記結合部（６６，６８）は前記キャッチャ（４０，４２）をリリースし、前記軸（３８）に沿って第２の位置へ移動させ、該第２の位置で前記キャッチャは前記衝撃体（３２）と係合する装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置であって、
前記結合部（６６，６８）は磁気的結合部である装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の装置であって、
前記リリース機構（４４，４５）は、前記アクチュエータ（２３）を前記キャッチャ（４０，４２）に拡張するプッシュロッド（４４）を有し、
前記プッシュロッド（４４）は、前記キャッチャ（４０，４２）が前記第１の位置にあり、かつ前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動するときに、前記衝撃体（３２）を前記キャッチャ（４０，４２）からリリースするため、前記キャッチャ（４０，４２）を変形するように構成されている装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置であって、さらに前記キャッチャ（４０，４２）と前記アクチュエータ（２３）との間に配置されたトリガスプリング（５８）を有し、
前記アクチュエータ（２３）が前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動するとき、前記プッシュロッド（４４）は最初に前記キャッチャ（４０，４２）を変形し、前記衝撃体（３２）をリリースし、その場合だけ、前記トリガスプリング（５８）は前記トリガ力を上回る力を前記結合部（６６，６８）を開放するために及ぼす装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の装置であって、
前記キャッチャ（４０，４２）と前記プッシュロッド（４４）は同心に配置されている装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置であって、
前記キャッチャ（４０，４２）はチューブ状支持体（４２）を有し、前記プッシュロッド（４４）は前記チューブ状支持体内をスライド可能に配置されている装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項記載の装置であって、さらに前記キャッチャ（４０，４２）と前記衝撃体（３２）との間を伸長する衝撃スプリング（４８）を有し、
前記衝撃体（３２）が前記ロード位置からリリースされるとき、前記衝撃スプリング（４８）は前記衝撃体（３２）を前記試料に向かって加速するように拡張する装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項記載の装置であって、さらにロードスプリング（６２）を有し、
該ロードスプリングは、前記ハウジングと前記アクチュエータ（２３）との間を伸長し、前記アクチュエータ（２３）を前記拡張位置に向かって押し付ける装置。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項記載の装置であって、
前記アクチュエータ（２３）は、ユーザにより把持されるグリップを形成する装置。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項記載の、試料の硬度測定装置であって、
該装置は、ハウジング（２０，２１）と、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体（３２）と、測定回路（２６，２７）と、検出器（２８）とを有し、
前記衝撃体は、前記装置の軸（３８）に沿って、ロード位置とリリース位置との間を可動であり、
前記測定回路は、前記衝撃体（３２）の前記試料からのリバウンドを測定し、
前記検出器は、前記衝撃体（３２）が前記ロード位置と前記リリース位置との間の個所を通過するのを検出し、
前記測定回路（２６，２７）は第１と第２の動作モードを有し、
前記衝撃体（３２）が前記検出器（２８）を、前記リリース位置の方向に向かって通過すると、前記測定回路は前記第２の動作モードに切り替わり、
前記衝撃体（３２）が前記検出器（２８）を、前記リリース位置から離れる方向で通過すると、前記測定回路は前記第１の動作モードに切り替わる装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置であって、さらに前記衝撃体（３２）に配置された磁石（３６）を有し、
前記検出器（２８）は、前記磁石（３６）により作動されるリードスイッチである装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の装置であって、さらに前記衝撃体（３２）の経路に沿って配置されたコイル（２６）を有し、
前記測定回路は、前記磁石（３６）により前記コイル（２６）に誘導される電流から前記リバウンドのパラメータを測定するように構成されている装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の装置であって、
前記測定回路は、前記リードスイッチからのパルスに前記コイル（２６）の電流パルスが続く場合、前記第２の動作モードに切り替わり、そうでない場合には前記第１の動作モードに切り替わる装置。
【請求項１５】
請求項１１から１４までのいずれか一項記載の装置であって、
前記測定回路は、低電力消費のスリープモードと、高電力消費のアクティブモードとを有し、
前記検出器（２８）からの信号は前記測定回路をアクティブモードに切り替える装置。
【請求項１６】
請求項１１から１５までのいずれか一項記載の装置であって、さらにディスプレイ（２４）を有し、
前記測定回路は、前記第１の動作モードでは当該装置の設定を前記ディスプレイ（２４）に表示し、前記第２の動作モードでは測定結果を表示するように構成されている装置。
【請求項１７】
請求項１から１６までのいずれか一項記載の、試料の硬度測定装置であって、
該装置は、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体（３２）と、測定回路（２６，２７）と、リードスイッチ（２８）とを有し、
前記衝撃体は磁石（３６）を有し、かつ前記装置の軸（３８）に沿って、ロード位置とリリース位置との間を可動であり、
前記測定回路は、前記衝撃体（３２）の前記試料からのリバウンドを測定し、
前記リードスイッチは、前記衝撃体（３２）が前記ロード位置と前記リリース位置との間の個所を通過するのを検出する装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃体を試料に対して衝撃付与することにより試料の硬度を測定し、前記衝撃体の跳ね返りのパラメータを測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非破壊硬度検査の分野では、衝撃装置を使用して多数の検査が実行される。基本的コンセプトはＵＳ４０３４６０３に記載されている。
【０００３】
検査される試料の硬度を決定するために、リバウンドエネルギーがいくつかのやり方で評価される。すなわち絶対値で測定するか、またはリバウンドエネルギーをインバウンドエネルギーに対して比を取るのである。
【０００４】
典型的にはこれらの装置は、チューブ状のハウジングとシリンダ状または弾丸状の衝撃体からなり、この衝撃体は線形にハウジングの内部へ移動することができる。検査を実行するために衝撃体は被検物の表面に所定のエネルギーの衝撃を与える。衝撃装置の大半は衝撃エネルギーを供給するのにスプリングを使用する。
【０００５】
２つの共通のメカニズムに注意されたい。
１）  第１のクラスの装置では、装置のハンドルまたは本体がスプリングを最大圧力にチャージするために操作され、それに続いてトリガが衝撃体を自動的にリリースする。衝撃動作の後、この装置は第２のスプリングによって「弛緩」状態に復帰する。この動作モードは古典的モードとみなされる。なぜなら、他にもスプリング作動するセンタポンチや爪またはステープラー針をセットする装置があるからである。類似の機構は銃器でも共通している。
２）  第２のクラスの装置では、スプリングが最大スプリング圧にチャージされ、装置はこの状態に保持される。トリガは別個の操作、例えばボタンの押し下げによりリリースされる。これはＵＳ４０３４６０３に記載されたコンセプトである。
【０００６】
２つのモードを簡単に分析すると、それら装置の欠点が明らかであり、それが本発明の課題である。
【０００７】
第１のクラスの場合、ロードスプリングをチャージするときに操作者に物理的ストレスがかかる（スプリングはかなりのエネルギーを蓄積することができる）。その結果、震えおよび滑りが生じ、言い替えると信頼性のない結果が生じる。
【０００８】
第２のケースでは、上記の問題は緩和している。操作者は装置をリラックスした状態でトリガすることができる。しかし付加的動作と別個の機械的トリガにコストが掛かる。検査装置がロボットアームによりアクティベートされる場合、付加的動作手段は比較的に複雑で、さほど機敏でないシステムである。
【０００９】
図１は、上記のケース２）で説明したように動作する典型的な衝撃装置を示し、この装置は金属硬度を検査するために使用される。
【００１０】
この衝撃装置の形式は工業規格となっている（ＡＳＴＭリポート）。
【００１１】
まず古典的装置のチャージおよびトリガを分析する。というのもこれらが本発明によって取って代われるからである。
【００１２】
装置を「装填」するために、衝撃スプリングが、ロードチューブ１を試料２の方向に手動で押し付けることによってロードされる。この動作はキャッチチャック３をチューブキャリヤ４によって移動させ、十分に圧縮された位置で衝撃体５をそのアンカピンによって把持する。ロードスプリング６が引き続き、アセンブリをその定位置に格納し、これにより衝撃スプリング７を装填する。外部トリガボタン８を作動させると、プッシュロッド９とその円錐先端１０によってキャッチチャック３が開放され、衝撃体５をリリースする。
【００１３】
信号処理および指示回路１１は別個のユニットに配置されているか、または衝撃装置に直接取り付けられている。この回路には、ピックアップコイル１２に誘導される電圧を検出し、硬度数を表示するために給電しなければならない。
【発明の開示】
【００１４】
本発明の第１の課題は、比較的容易に使用することのできる装置を提供することである。
【００１５】
これを実現し、以下でより詳細になる装置は次のように構成される。すなわち試料の硬度測定装置は、ハウジングと、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体と、アクチュエータとを有し、前記衝撃体は、前記装置の軸方向に沿ってロード位置とリリース位置との間を可動であり、前記アクチュエータは、拡張位置から圧縮位置へ可動である。
【００１６】
この装置は、前記ロード位置からリリースすべき前記衝撃体を、前記アクチュエータを前記拡張位置から前記圧縮位置へ移動させることによってトリガするように構成されており、さらに前記衝撃体を前記リリース位置から前記ロード位置へ、前記アクチュエータを前記圧縮位置から前記拡張位置へ移動させることによって移動する、すなわち装填するように構成されている。
【００１７】
この形式の装置により、デバイスはシングルモーションで、すなわちアクチュエータを移動させることによって動作する。従来の上記タイプ１のデバイスとは異なり、ユーザにより装置のロード中に及ぼされる力を格段に小さくすることができる。
【００１８】
本発明の第２の側面では、試料の硬度測定装置が、ハウジングと、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体と、測定回路と、検出器とを有し、前記衝撃体は、装置の軸方向に沿ってロード位置とリリース位置との間を可動であり、前記測定回路は、前記衝撃体の前記試料からのリバウンドを測定し、前記検出器は、前記衝撃体が前記ロード位置と前記リリース位置との間の個所を通過するのを検出する。ここで前記測定回路は第１と第２の動作モードを有し、前記衝撃体が前記検出器の個所を、前記リリース位置に向かう方向で通過すると、前記測定回路は前記第２の動作モードに切り替わり、前記衝撃体が前記検出器の個所で、前記リリース位置から離れる方向で通過すると、前記回路は前記第１の動作モードに切り替わる。
【００１９】
従ってこの装置は、衝撃体の運動を２つの動作モード間の切り換えに使用する。これによりユーザがデバイスに与えなければならない明示的コマンドの数が低減し、インタフェースエレメントの低減、および／または利便性および／または信頼性の向上が得られる。
【００２０】
有利な実施例では、モード間の移行は、衝撃体に配置された磁石の磁界により作動されるリードスイッチにより検出される。このようなリードスイッチは電力を消費せず、従って回路の低電力のスタンバイモードを可能にする。この磁石は、従来の装置でピックアップコイルに電流を誘導するのに使用される磁石と同じでも良い。
【００２１】
本発明のさらなる課題は、電力消費の小さい装置を提供することである。
【００２２】
本発明の最終側面では、試料の硬度測定装置が、前記試料に対して衝撃を与える衝撃体と、測定回路と、リードスイッチとを有し、前記衝撃体は、磁石を有し、装置の軸方向に沿ってロード位置とリリース位置との間を可動であり、前記測定回路は、前記衝撃体の前記試料からのリバウンドを測定し、前記リードスイッチは、前記衝撃体が前記ロード位置と前記リリース位置との間の個所を通過するのを検出する。
【００２３】
リードスイッチは例えば、回路をスリープモードからウェークアップするのに、または上記の２つの動作モード間での移行をイネーブルするために使用することができる。
【００２４】
図面の簡単な説明
図１は、従来形式の装置を示す。
図２は、本発明の有利な実施例の斜視図である。
図３は、衝撃体がそのロード位置にある、図２の装置を示す。
図４は、衝撃体がリリースされた直後の装置を示す。
図５は、衝撃体がそのリリース位置にある装置を示す。
図６は、衝撃体がそのリリース位置から格納された位置にある装置を示す。
【実施例】
【００２５】
本発明の実施するためのモード
装置の有利な実施例が一般的に図２に示されている。この装置はハウジングを有し、ハウジングはケース２０と、このケース２０内を伸長するガイドチューブ２１を備えている。ガイドチューブ２１の前方端部はサポートリング２２を支持し、アクチュエータ２３がガイドチューブ２１の後方端部にスライド可能に配置されている。アクチュエータ２３は、ユーザにより把持されるシリンダ状グリップを形成する。ケース２０は測定回路、ディスプレイ２４、およびユーザにより操作可能な入力エレメント、例えばボタン２５を有する。
【００２６】
図３を参照すると、この装置内のコンポーネントの構成が示されている。このデバイスのメイン構造はガイドチューブ２１である。サポートリング２２はガイドチューブ２１の前方端部に配置されており、ここで装置は被検試料２と接触する。ピックアップコイル２６がケース２０内で、ガイドチューブ２１の前方端部近傍に巻回されている。
【００２７】
デバイスをコンパクトにするために、すなわち衝撃デバイスと電子回路が組み込まれたシステムを片手で把持されるユニットにするために、ケース２０はガイドチューブ２１に取り付けられている。ケース２０は種々の回路、例えばシグナルプロセッサ２７，ディスプレイ２４およびピックアップコイル２６、並びに検出器として使用されるリードスイッチ２８を含んでいる。これらのコンポーネントは全て回路基板３０に配置されている。
【００２８】
左から右への移動部材は、硬い先端３４が装備され、磁石３６を有する衝撃体３２である。この衝撃体３２はガイドチューブ２１内に、その軸３８に沿ってスライド可能に配置されている。
【００２９】
磁石３６とピックアップコイル２６との相互作用は例えばＵＳ４０３４６０３に記載されており、試料２の硬度を表すリバウンドプロセスのパラメータを測定する。
【００３０】
ロード位置が図３に示されており、衝撃体３２の後方アンカピン３９がキャッチャと係合している。キャッチャは、チューブ状支持体４２に取り付けられたキャッチチャック４０を有する。キャッチャ４０，４２は、円錐先端４５を備えるプッシュロッド４４を有するリリース機構によってリリースすることができる。キャッチチャック４０は通常はグリップ位置にある。このグリップ位置でキャッチチャック４０はアンカピン３９を把持することができる。キャッチチャック４０は、円錐先端４５によって開放して衝撃体３２をリリースすることができる。この円錐先端４５はプッシュロッド４４の一部である。プッシュロッド４４はアクチュエータ２３からキャッチャに伸長しており、チューブ状支持体４２と同心に取り付けられており、その後方端部はアクチュエータ２３に固定されている。図２の実施例でプッシュロッド４４は、チューブ状支持体４２内をスライド可能に配置されている。
【００３１】
衝撃スプリング４８がキャッチャと衝撃体との間に伸長している。衝撃体３２がそのロード位置にある装填状態では、衝撃スプリング４８は完全に圧縮されている。衝撃スプリングの前方端部は衝撃体３２を押し付け、その後方端部はチューブ状支持体４２のねじ区間に固定されている。
【００３２】
チューブ状支持体４２はセンタピース５０によって可動に案内される。このセンタピース５０はガイドチューブ２１と固定的に結合されている。
【００３３】
チューブ状支持体４２はその後方端部で、アクチュエータ２３のエンドキャップ５２内に拡張区間５４によって保持されている。この後方区間５４はエンドキャップ５２の棚５６に対して、トリガスプリング５８によって押し付けられる。
【００３４】
エンドキャップ５２はアクチュエータ２３と接続されている。アクチュエータは下に説明するように、この装置の第１のヒューマンインタフェースである。
【００３５】
ロードスプリング６２がチューブガイド２１と、アクチュエータ２３のエンドキャップ５２との間を伸長しており、アクチュエータ２３を図３に示した完全な拡張位置に押し付ける。プッシュロッド４４はアクチュエータ２３を、ロードスプリング６２の力に抗して保持する。なぜならプッシュロッドは拡張区間６４によってチューブガイド２１内で棚に隣接して保持されているからである。
【００３６】
図１を見ると、アセンブリのほとんどの部分が、従来の衝撃デバイスと同じであるかまたは類似している。１つの相違点は、後方端部にリリースボタン８がなく、結合部が存在することである。
【００３７】
この結合部の目的は、キャッチャ４０，４２を、図３に示された第１の後方位置に保持することである。しかしトリガ力を越える力がキャッチャ４０，４２に前方方向で軸３８に沿っていったん作用するとキャッチャをリリースする。この結合部は、チューブ状支持体４２に固定的に取り付けられた環状のヨーク６６を有する。ヨーク６６は強磁性材料からなる（例えば軟鉄またはパーマロイ）。ヨークはマグネットリング６８に隣接しており、このマグネットリングは強保磁性材料（例えば希土類コバルトまたはネオジウム鉄ボロン）からなる。マグネットリング６８はセンタピース５０に取り付けられている。
【００３８】
強磁性ヨーク６６とマグネットリング６８との組合わせは磁気的結合部を形成する。この磁気的結合部は、キャッチチャック４０が開放して衝撃体３２がリリースされるまでキャッチャ４０，４２がしっかりと第１の後方位置に保持されることを保証する。
【００３９】
本発明の有利な実施例では、衝撃スプリング４８が図３に示した位置に１．５Ｎから２Ｎでロードされる。トリガスプリング５８は２．５Ｎから３Ｎでセットされ、キャッチチャック４０が衝撃スプリング４８の力より下では開放しないことを保証する。ロードスプリング７２の定格は５Ｎと小さくすることができ、これは従来のプッシュボタン式トリガユニットの定格の三分の一である。
【００４０】
（図１に示した）従来の実現では、定位置がロードスプリング６だけによって保証されていることに注意されたい。このことは、ロードスプリング６が衝撃体を定位置に格納するのに必要なものより実質的に硬いことを要求する。
【００４１】
ロードスプリング６２の力が低減されていることは、ロボット検査の場合に格別に有利である。人間の操作者の近傍で、保護ケージなしで動作することのできる小型ロボットは典型的には５Ｎに力が制限されている。従って本発明のシステムはこのような要求に合致するように構成することができる。
【００４２】
ここまで図３に示された衝撃デバイスの装填状態、すなわち衝撃スプリング４８が圧縮されており、衝撃体３２がロード位置にある状態を考察した。
【００４３】
次に図４に示されたトリガ動作を考察する。
【００４４】
操作者は典型的には装置を両手で使用する。片手で装置を試料２上で安定位置に保持する。このときガイドチューブ２１および／またはケース２０の前方端部を把持する。別の手でアクチュエータ２３を保持する。
【００４５】
（ある種の適用ではユーザが片手で操作することを望むかもしれない。このこともまた本発明により容易になる）。
【００４６】
アクチュエータ２３をその拡張位置から軸３８に沿って前方へ、すなわち試料に向かって押し付けると、ロードスプリング６２とトリガスプリング５８が圧縮される。チューブ状支持体４２はその最後方位置に、強磁性ヨーク６６とマグネットリング６８の組合わせによって保持されているから、プッシュロッド４４はキャッチチャック４０を変形してこれを開放する。衝撃体３２はリリースされ、衝撃スプリング４８は拡張して衝撃体３２を試料２に向かって加速し、測定が行われる。
【００４７】
この時点でユーザはアクチュエータ２３を完全に拡張された位置に復帰させることも、これをさらに前方へ続けて押し付けることもできる。
【００４８】
アクチュエータ２３がさらに前方に押し付けられると、トリガスプリング５８がチューブ状支持体４２に及ぼす力が、先端４５がキャッチチャック４０を開放した後のある時点で、ヨーク６とマグネットリング６８との間の磁気的結合部のトリガ力を上回る。この時点では結合部はキャッチャ４０，４２をリリースし、アクチュエータ２３と共に軸３８に沿って運動させる（図５に示されている）。このようにしてキャッチャを前方の第２の位置へ、アクチュエータ２３を完全な圧縮位置へ移動することによってもたらすことができる。ここでキャッチャ４０，４２は、図５に示すように今はリリース位置にある衝撃体３２と係合することができる。
【００４９】
結合部６６，６８が開放されると直ちにトリガスプリング５８は再び拡張し、キャッチチャック４０を閉鎖することに注意されたい。図面ではロードスプリング６２の右端区間が、トリガスプリング５８の状態を強調するために区切られている。
【００５０】
結合部６６，６８のリリース後に操作者がアクチュエータ２３をその拡張位置へ戻そうとする場合、アクチュエータ２３を押し付け、結合部６６，６８のトリガ力を上回ると、キャッチャを前方へ衝撃体３２を把持するように動かすことができる。（もちろんユニットはこの場合はトリガしない。）
【００５１】
図５は、アクチュエータ２３とキャッチャ４０，４２が衝撃体３２を把持するように運動している中間点を示す。キャッチャ４０，４２は、アクチュエータ２３がその完全な圧縮位置へ押し付けられると衝撃体３２とそのリリース位置で係合する。
【００５２】
図６は、キャッチャ４０，４２が衝撃体３２を把持した後の装置を示す。このときロードスプリング６２はアクチュエータ２３，キャッチャ４０，４２および衝撃体３２をロード位置に戻す。
【００５３】
説明のために、強磁性ヨーク６６とマグネットリング６８から形成された磁気的結合部を選択した。結合機構のスプリング形式は類似のものと択一的である。
【００５４】
ここまで本発明の機械的部分に焦点を当ててきた。
【００５５】
衝撃デバイスの装填状態と弛緩状態とを分けるアイデアはさらに別の重要なフューチャである。
【００５６】
現代の超小型電子的指示デバイスは低電力消費のために有利に設計されている。典型的には現代の小型コントローラは「スリープ」モ―ドを特徴とし、オン／オフスイッチの使用を緩和する。問題は、電子回路をデバイスにより、これがスリープモードにあるときに電流を引き出さずにウェークアップするかである。本実施例ではこのことはリ―ドスイッチ２８によって実現される。このリードスイッチは、衝撃体３２の一部である磁石３６によって磁気的に作動される。この磁石は、衝撃体３２の速度をコイル２６によって測定するのに用いられる磁石３６と同じである。衝撃体３２が両方向に、すなわちａ）試料２に衝突するときと、ｂ）定位置への格納時に通過するときに移行するのをセンシングすると、リードスイッチ２８は閉鎖する。
【００５７】
このイベントは回路をウェークアップし、２つの異なるタスクを実行するために使用される。ａ）シグナルプロセッサ２７が、リードスイッチからのパルスの後に衝撃信号の存在を検出する場合。すなわち、電流がピックアップコイル２６に誘導され、この信号が処理され、硬度値がディスプレイ２４に表示される。ｂ）プロセッサ２７が、リードスイッチ２８からのパルス後に衝撃信号を検出しない場合。すなわち、電流がピックアップコイル２６に誘導されない。この場合ではリードスイッチ２８が衝撃デバイス３２の格納中に閉鎖していることが想定され、プロセッサ２７は最後の測定ではなく装置の設定をディスプレイ２４に表示させる。
【００５８】
このフューチャにより、指示デバイスを少数のキャラクタにより共有することができ、多列表示を必要としない。多列表示は見にくく、よりコストが掛かる。
【００５９】
両方のタスクを実行した後、回路はスリープモードにリターンする。
【００６０】
言い替えると、衝撃体３２がリードスイッチ２８の個所を通過すると、回路は第１の動作モードと第２の動作モードとを切り換える。第１の動作モードではディスプレイ２４が装置の１つまたは複数の設定を表示する。第２の動作モードでディスプレイ２４は最後の測定の結果を表示する。衝撃体３２がリードスイッチ２８を、図５に示されたリリース位置への途中で通過すると、回路は第２の動作モードに切り替わる。衝撃体３２がリードスイッチ２８を、リリース位置から戻る途中で通過すると、回路は第１の動作モードに戻る。
【００６１】
ディスプレイのタイムシェアモードを説明するために図３と図６は、スチール冷間加工のための「ロックウェルＣ」スケールで読み出すために装置が設定されていることをディスプレイが指示している様子を示している（材料番号２）。図４と５は、衝撃後に装置のディスプレイ２４が測定された硬度、この場合は「６５．３」ロックウェルを指示していることを示している。
【００６２】
回路を２つの動作モード間で切り換えることに加えて、リードスイッチ２８はさらに回路をスリープモードからウェークアップする目的を有する。スイッチ２８が作動されるたびに、プロセッサ２７は高電力消費のアクティブモードで処理をスタートし、測定を実行し、その結果を表示するか、または現在の設定を検索して、これを表示する。タスクがいったん終了すると、プロセッサ２７は低電力消費のスリープモードへ戻る。
【００６３】
従ってリードスイッチ２８は２つの異なる目的のために使用することができる。これらの目的は組合わせでも単独でも使用することができる。ａ）リードスイッチは回路を２つの動作モード間で切り換える。ｂ）リードスイッチは回路をスリープモードからウェークアップする。
【００６４】
本発明の電気的パーツに関して、磁気的に作動されるリードスイッチ２８を、衝撃体３２または上下器デバイスの他の運動部材により作動される別の形式の検出器により置換することができよう。
【００６５】
本発明の有利な実施例が示され説明されたが、本発明はこの実施例のみに限定されておらず、従属請求項の範囲内で種々異なる形態で実施されることを明確に理解すべきであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、従来形式の装置を示す。
【図２】図２は、本発明の有利な実施例の斜視図である。
【図３】図３は、衝撃体がそのロード位置にある、図２の装置を示す。
【図４】図４は、衝撃体がリリースされた直後の装置を示す。
【図５】図５は、衝撃体がそのリリース位置にある装置を示す。
【図６】図６は、衝撃体がそのリリース位置から格納された位置にある装置を示す。
【国際調査報告】
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