(57)【要約】【課題】アンビルの微小な突出量調整作業を省略し、カエリのある試料をより容易に且つスムーズにアンビル上に搬送する。【解決手段】圧痕の大きさや深さを計測することで試料Ｓの硬さを測定する硬さ試験機１０は、試料Ｓを載置する試料台１と、試料台１に載置された試料Ｓに圧痕を形成する圧子２と、試料Ｓに圧子２を押し当てて圧痕を形成する際に、試料Ｓを下面から支持する試料支持部３と、を備えている。試料台１に、当該試料台１を上下方向に移動させる移動手段４を設け、移動手段４を、試料Ｓを試料支持部３の上方に搬送する際には、試料Ｓと試料支持部３の上面とが離間した状態となるように試料台１を上方に移動させ、圧子２で試料Ｓに圧痕を形成する際には、試料Ｓと試料台１の上面とが離間した状態となるように試料台１を下方に移動させるように構成した。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を載置する試料台と、
前記試料に圧痕を形成する圧子と、
前記試料に前記圧子を押し当てて圧痕を形成する際に、前記試料台から突出して前記試料を下面から支持する試料支持部と、
を備え、
前記圧痕の大きさや深さを計測することで前記試料の硬さを測定する硬さ試験機であって、
前記試料台に、当該試料台を上下方向に移動させる移動手段を設け、
前記移動手段を、
前記試料を前記試料支持部の上方に搬送する際には、前記試料と前記試料支持部の上面とが離間した状態となるように前記試料台を上方に移動させ、
前記圧子で前記試料に圧痕を形成する際には、前記試料と前記試料台の上面とが離間した状態となるように前記試料台を下方に移動させるように構成したことを特徴とする硬さ試験機。
【請求項２】
請求項１に記載の硬さ試験機において、
前記圧子を、前記試料の計測面における搬送方向に直交する方向の試料中央位置から所定距離ずらした位置に圧痕を形成するように設けたことを特徴とする硬さ試験機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の硬さ試験機を用いた硬さ試験方法であって、
前記試料と前記試料支持部の上面とが離間した状態となるように前記試料台を上方に移動させて、前記試料を前記試料支持部の上方に搬送し、
前記試料と前記試料台の上面とが離間した状態となるように前記試料台を下方に移動させて、前記圧子で前記試料に圧痕を形成することを特徴とする硬さ試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬さ試験機及び硬さ試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧子により試料表面に荷重を負荷して圧痕を形成させることに基づいて、試料の材料特性を評価する試験機として硬さ試験機が知られている。
硬さ試験機の一例として、アンビルの基軸と連動して上下動する左右一対の支え台で試料を支持するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
硬さ試験において、試料は堅牢な台（以下、アンビルという）上に載せられるが、正確な値を得るには、試料はアンビルに密着している状態が好ましい。しかし、図６に示すように、例えば、試料Ｓが鋼板等をパンチで打ち抜いたものの場合、打ち抜いた後には、試料Ｓの外周部分に一様にカエリＫが形成されるため、試料Ｓはアンビル３ａに密着した状態とはならない。そこで、図７に示すように、カエリＫの高さを見込んで試料Ｓを載置する試料台１ａの上面よりもやや高い位置にアンビル３ａを設けるとともに、アンビル３ａの側縁にテーパｔを形成して試料Ｓがスムーズにアンビル３ａ上に搬送されるような工夫が施されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５３５１３号公報　（第２頁及び第３頁、第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、試料Ｓの大きさやカエリＫの高さは様々であるため、試料Ｓをスムーズにアンビル３ａ上に搬送するためのアンビル３ａの微小な突出量の調整が困難であった。また、試料Ｓをスムーズにアンビル３ａ上に搬送するために、アンビル３ａの側縁のテーパｔを大きく形成することが望ましいが、試料Ｓが小さくなるとアンビル３ａも小さくする必要があるので、十分なテーパｔを形成できない場合があった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、アンビルの微小な突出量調整を必要とせず、カエリのある試料をより容易に且つスムーズにアンビル上に搬送できる硬さ試験機及び硬さ試験方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば、図１〜図５に示すように、試料Ｓを載置する試料台１と、前記試料Ｓに圧痕を形成する圧子２と、前記試料Ｓに前記圧子２を押し当てて圧痕を形成する際に、前記試料台１から突出して前記試料Ｓを下面から支持する試料支持部３と、を備え、前記圧痕の大きさや深さを計測することで前記試料Ｓの硬さを測定する硬さ試験機１０であって、前記試料台１に、当該試料台１を上下方向に移動させる移動手段４を設け、前記移動手段４を、前記試料Ｓを前記試料支持部３の上方に搬送する際には、前記試料Ｓと前記試料支持部３の上面とが離間した状態となるように前記試料台１を上方に移動させ、前記圧子２で前記試料Ｓに圧痕を形成する際には、前記試料Ｓと前記試料台１の上面とが離間した状態となるように前記試料台１を下方に移動させるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、試料台に、当該試料台を上下方向に移動させる移動手段を設け、移動手段を、試料を試料支持部の上方に搬送する際には、試料と試料支持部の上面とが離間した状態となるように試料台を上方に移動させるように構成したので、試料が試料支持部を乗り越えることがなくなり、試料支持部の側縁にテーパを形成する必要がなくなる。
また、移動手段を圧子で試料に圧痕を形成する際には、試料と試料台の上面とが離間した状態となるように試料台を下方に移動させるように構成したので、試料にカエリが形成されていてもカエリの高さに合わせた試料支持部の微小な突出量調整作業を省くことができる。
よって、カエリのある試料をより容易に且つスムーズに試料支持部上に搬送することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、例えば、図４及び図５に示すように、請求項１に記載の硬さ試験機１０において、前記圧子２を、前記試料Ｓの計測面における搬送方向に直交する方向の試料中央位置から所定距離ずらした位置に圧痕を形成するように設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、圧子を、計測面における搬送方向に直交する方向の試料中央位置から所定距離ずらした位置に圧痕を形成するように設けたので、試料を１８０度回転させることで同じ試料の新たな部分で試験を行うことができることとなって、一つの試料で多くの試験を行うことができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、例えば、図２及び図３に示すように、請求項１又は２に記載の硬さ試験機１０を用いた硬さ試験方法であって、前記試料Ｓと前記試料支持部３の上面とが離間した状態となるように前記試料台１を上方に移動させて、前記試料Ｓを前記試料支持部３の上方に搬送し、前記試料Ｓと前記試料台１の上面とが離間した状態となるように前記試料台１を下方に移動させて、前記圧子２で前記試料Ｓに圧痕を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、試料と試料支持部の上面とが離間した状態となるように試料台を上方に移動させて、試料を試料支持部の上方に搬送するので、試料支持部が試料の搬送を妨害することがなくなり、試料を試料支持部上にスムーズに搬送できる。
また、試料と試料台の上面とが離間した状態となるように試料台を下方に移動させて、圧子で試料に圧痕を形成するので、試料のカエリを除去していなくても、試料を試料支持部に密着させて試験を行うことができることとなって、より正確な硬さ試験を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態における硬さ試験機及び硬さ試験方法について詳細に説明する。
図１〜図５に示すように、硬さ試験機１０は、試料Ｓを載置する試料台１、試料Ｓに圧痕を形成する圧子２、試料Ｓに圧子２を押し当てて圧痕を形成する際に、試料台１から突出して試料Ｓを下面から支持する試料支持部としてのアンビル３、試料台１を試料Ｓの上下方向に移動させる移動手段としてのシリンダ装置４、試料台１上に搬送された試料Ｓをアンビル３の上方に搬送する搬送アーム５等を備えている。
【００１３】
試料台１は、図１、図４、図５に示すように、試料ストッカ（図示しない）等から搬送されてきた試料Ｓが載置される場所であり、平面視略矩形状に形成されている。この試料台１は、試料台１の高さ位置調整を行う角ねじ７に固定された基礎台６上に設けられ、基礎台６に設けられたシリンダ装置４に連結されている。
また、試料台１の上面には、試料Ｓの搬送方向に沿って二本のガイドレール１３が設けられている。このガイドレール１３は、試料Ｓの搬送方向に直交する方向（以下、試料Ｓの幅方向という）の長さより少し広い間隔をあけて設けられている。
【００１４】
圧子２は、試料Ｓに圧痕を形成する公知のものであり、搬送される試料Ｓの中心から試料Ｓの幅方向に少しずれた位置に設けられている。
【００１５】
アンビル３は、図２、図３に示すように、試料台１と角ねじ７との間に挟まれるように設けられ、二本のガイドレール１３に挟まれた試料台１上の穴部１４にその一部がはめ込まれている。また、アンビル３の下端部は、角ねじ７に連結されている。
【００１６】
シリンダ装置４は、図２、図３に示すように、試料台１と基礎台６とを連結し、伸縮することによって試料台１を上下方向に移動させる駆動源となるものである。このシリンダ装置４が最も伸びたときには、図２に示すように、アンビル３の上面が試料台１の上面よりも下方に位置するように試料台１が上昇し、試料Ｓとアンビル３の上面とが離間した状態となる。また、シリンダ装置４が最も縮んだときには、図３に示すように、アンビル３の上面が試料台１の上面から突出するように試料台１が下降し、試料Ｓとアンビル３とが密着して、試料Ｓと試料台１の上面とが離間した状態となる。
【００１７】
搬送アーム５は、図１、図４、図５に示すように、試料台１の一端部に待機しており、試料Ｓが試料台１に載置されると、例えば、送りねじ機構によって試料Ｓの搬送方向に沿って試料Ｓを搬送し、試料Ｓの硬さ試験後は、試料台１の他端部へ移動して試験後の試料Ｓを試料台１から排出するものである。なお、搬送アーム５は、送りねじ機構によるものに限らず、ベルト機構やチェーン機構でもよい。
【００１８】
次に、上述の硬さ試験機１０を用いた硬さ試験方法について説明する。
硬さ試験機１０の近傍に設けられた試料ストッカ（図示しない）から試料搬送装置（図示しない）が試料Ｓを取り出して搬送して、硬さ試験機１０の試料台１の一端部に載置する。
次いで、図２に示すように、シリンダ装置４を駆動させて、アンビル３の上面が試料台１の上面より低くなるように、試料台１を上昇させる。
次いで、搬送アーム５が試料Ｓを押しながら試料台１の他端部に向けて移動し、試料Ｓをアンビル３上まで搬送する。
次いで、図３に示すように、シリンダ装置４を駆動させて、試料ＳのカエリＫが試料台１から離間する位置まで試料台１を下降させる。
次いで、圧子２を下降させて試料Ｓに圧痕を形成し、その圧痕の大きさや深さを計測して硬さ試験を行う。
なお、この硬さ試験において、試料Ｓの計測点が多ければ、図５に示すように、試料Ｓを１８０度回転させて試験を行えばよい。
【００１９】
本実施の形態の硬さ試験機１０及び硬さ試験方法によれば、試料台１を上下方向に移動させるシリンダ装置４を設け、試料Ｓをアンビル３の上方に搬送する際には、試料Ｓとアンビル３の上面とが離間した状態となるように試料台１を上昇させるので、試料Ｓがアンビル３を乗り越えることがなくなり、アンビル３の側縁にテーパを形成する必要がなくなる。
また、圧子２で試料Ｓに圧痕を形成する際には、試料Ｓと試料台１の上面とが離間した状態となるように試料台１を下降させることで、試料ＳにカエリＫが形成されていてもカエリＫの高さに合わせたアンビル３の微小な突出量調整作業を省くことができる。
よって、カエリＫのある試料Ｓをより容易に且つスムーズにアンビル３上に搬送することができる。
【００２０】
また、圧子２を、計測面における搬送方向に直交する方向の試料中央位置から所定距離ずらした位置に圧痕を形成するように設けたので、試料Ｓを１８０度回転させることで同じ試料Ｓの新たな部分で試験を行うことができることとなって、一つの試料Ｓで多くの試験を行うことができる。
【００２１】
さらに、試料Ｓとアンビル３の上面とが離間した状態となるように試料台１を上方に移動させて、試料Ｓをアンビル３の上方に搬送するので、アンビル３が試料Ｓの搬送を妨害することがなくなり、試料Ｓをアンビル３の上方にスムーズに搬送できる。
また、試料Ｓと試料台１の上面とが離間した状態となるように試料台１を下方に移動させて、圧子２で試料Ｓに圧痕を形成するので、試料ＳのカエリＫを除去していなくても、試料Ｓをアンビル３に密着させて試験を行うことができることとなって、より正確な硬さ試験を行うことができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、試料台１を上下に移動させる移動手段は、シリンダ装置４に限らず、歯車機構やベルト機構等を用いたものでもよい。また、圧子２を試料Ｓの搬送方向に直交する方向の長さの中央から所定距離ずらした位置に圧痕を形成するように設けたが、試験を行う回数が少なければ、試料Ｓの幅方向の試料中央位置と一致させるように圧子２を配置してもよい。また、本発明の硬さ試験機１０及び硬さ試験方法は、カエリＫを有する試料Ｓに限らないことは勿論である。
その他、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で自由に変更、改良が可能である。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、試料台に、当該試料台を上下方向に移動させる移動手段を設け、移動手段は、試料を試料支持部の上方に搬送する際には、試料と試料支持部の上面とが離間した状態となるように試料台を上方に移動させるので、試料が試料支持部を乗り越えることがなくなり、試料支持部の側縁にテーパを形成する必要がなくなる。
また、圧子で試料に圧痕を形成する際には、試料と試料台の上面とが離間した状態となるように試料台を下方に移動させるように構成したので、試料にカエリが形成されていてもカエリの高さに合わせた試料支持部の微小な突出量調整作業を省くことができる。
よって、カエリのある試料をより容易に且つスムーズに試料支持部上に搬送することができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、圧子を、計測面における搬送方向に直交する方向の試料中央位置から所定距離ずらした位置に圧痕を形成するように設けたので、試料を１８０度回転させることで同じ試料の新たな部分で試験を行うことができることとなって、一つの試料で多くの試験を行うことができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、試料と試料支持部の上面とが離間した状態となるように試料台を上方に移動させて、試料を試料支持部の上方に搬送するので、試料支持部が試料の搬送を妨害することがなくなり、試料を試料支持部上にスムーズに搬送できる。
また、試料と試料台の上面とが離間した状態となるように試料台を下方に移動させて、圧子で試料に圧痕を形成するので、試料のカエリを除去していなくても、試料を試料支持部に密着させて試験を行うことができることとなって、より正確な硬さ試験を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における硬さ試験機の斜視図である。
【図２】上記実施の形態における試料を搬送する際の試料台の位置を示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】上記実施の形態における硬さ試験を行う際の試料台の位置を示すＡ−Ａ断面図である。
【図４】上記実施の形態における試料の計測面における圧痕の形成位置を示した硬さ試験機の平面図である。
【図５】上記実施の形態における試料の計測面における圧痕の形成位置を示した硬さ試験機の平面図である。
【図６】従来技術における試料にカエリがある際のアンビル上の試料の状態を示す模式図である。
【図７】従来技術における硬さ試験機の側断面図及びカエリの拡大図である。
【符号の説明】
１　　　試料台
２　　　圧子
３　　　アンビル（試料支持部）
４　　　シリンダ装置（移動手段）
１０　　硬さ試験機
Ｓ　　　試料
【図１】
2004117292.tif 000003
【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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