(57)【要約】      （修正有）【課題】硬さ試験用試料作成装置の小型化及び軽量化手段を提供する。【解決手段】加熱手段及び冷却手段を有する試料作製用のシリンダ５０と、シリンダ内を昇降自在で評価用の試料を粉末状の樹脂材料ごと下から支持する下側ラム７０と、下側ラムを下から昇降させる油圧シリンダ３０と、底面中央から油圧シリンダ内に挿入される上側ラム７１をロックするロック機構と、を備え、樹脂材料を加熱溶融して加圧後冷却することにより試料を樹脂内に埋め込む埋込機１００−１であって、下側ラムを油圧シリンダ内で昇降させるためオイルを循環させるポンプ１０と油圧シリンダとの間の配管に設けられ、油圧シリンダの作動による変動分のオイルを収容するオイルボトル２０−１を有する。【選択図】図８
2017090302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段及び冷却手段を有する試料作製用のシリンダと、
前記シリンダ内を昇降自在で評価用の試料を粉末状の樹脂材料ごと下から支持する下側ラムと、
前記下側ラムを下から昇降させる油圧シリンダと、
底面中央から前記油圧シリンダ内に挿入される上側ラムをロックするロック機構と、
を備え、前記樹脂材料を加熱溶融して加圧後冷却することにより前記試料を樹脂内に埋め込む埋込機であって、
前記下側ラムを前記油圧シリンダ内で昇降させるためオイルを循環させるポンプと前記油圧シリンダとの間の配管に設けられ、前記油圧シリンダの作動による変動分のオイルを収容するオイルボトルを有することを特徴とする埋込機。
【請求項２】
前記配管は、前記オイルボトルの下端に直線部が鉛直に接続されたチーズを含み、前記チーズの直線部の下端が前記ポンプの吸引側に接続され、前記チーズの中央が前記油圧シリンダ側に接続されていることを特徴とする請求項１記載の埋込機。
【請求項３】
前記配管が金属管であることを特徴とする請求項１または２記載の埋込機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価用の試料を樹脂に埋め込む埋込機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザーが必要とする製造部品等の製品の硬さ検査（ＪＩＳ規格の硬さ試験）を行うための試料を樹脂に埋め込む埋込機が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の発明は、自動埋込機に関するものである。特許文献１には、試料供給コンベア上に金属片を接着した埋込用皿を並べた後は、起動ボタンを押すだけで埋込から搬出までが自動で行える自動埋込機であり、左右に各１セットの埋込プレスと、両プレス間に試料供給コンベアと搬出路、コンベア上方に樹脂供給用ホッパー、コンベア後方には搬送アームを設けることが開示されている。この種の埋込機には図９に示す配管図のような油圧系統が用いられる。
【０００３】
図９は、本発明の前提となった埋込機100-2の配管図である。
以下、同様の部材には共通の符号を用いた。
【０００４】
図９に示す埋込機100-2は、ロック機構を有する蓋部101と、試料作製機構を有する埋込機本体102-2とを有する。
埋込機本体102-2は、主に試料作製用のシリンダ50、油圧シリンダ30、切替弁40、ポンプ10、モータM、オイルタンク20-2を有する。
油圧シリンダ30のピストンロッド32の上端にはシリンダ50内を昇降自在で評価用の試料を粉末状の樹脂材料ごと下から支持する下側ラム70が固定されている。シリンダ50の試料作製室の上側には、試料作製時には蓋部101でロックされる上側ラム71が設けられている。
【０００５】
シリンダ50の外周には加熱手段としてのヒータ51が設けられ、シリンダ50内には冷却手段としての冷却孔52が形成されている。
【０００６】
油圧シリンダ30にはオイルを吸引排出させるためのゴムからなる配管12-2,13-2の一端（図では左端）が接続され、圧力計60が挿入された配管12-2の他端（この場合、右端）は切替弁40の二次側の接続端Aに接続され、配管13-2の他端は切替弁40の二次側の接続端Bに接続されている。切替弁40の一次側の接続端OUTにはゴムからなる配管14-2の一端が接続され、配管14-2の他端はレベルゲージ61が設けられたオイルタンク20-2に接続されている。オイルタンク20-2にはゴムからなる配管15-2の一端が接続され、配管15-2の他端はモータMで駆動するポンプ10の吸引側である吸引端に接続されている。ポンプ10の排出端にはゴムからなる配管11-2の一端（図では右端）が接続され、配管11-2の他端は切替弁40の一次側の接続端INに接続されている。
【０００７】
この埋込機100-2は、蓋部101を開けた状態でシリンダ50の下側ラム70上に評価用の試料を粉末状の樹脂材料を収容し、蓋部101を閉めてハンドル103を回すことによりロック機構が動作し、ヒータ51を通電して樹脂を加熱溶融し、モータMに通電してポンプ10を駆動させて油圧シリンダ30のピストンロッド32を上昇させて下側ラム70で溶融樹脂を加圧する。所定時間加圧溶融する。所定時間経過後加熱及び加圧を停止し、冷却孔52に冷却水を供給して溶融樹脂を冷却固化させることにより試料が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０６−２３８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、図９に示した装置において、オイルタンク20-2の大きさ（容量）は、制御しようとする油圧シリンダ30の容量（油量）に対して、約1.5倍以上のタンク容量を必要としていた。タンクはオイルの量を考慮し金属で構成しているため、その分だけ数ｋｇもの重量があった。
このため、装置の小型化や軽量化が望まれていた。
【００１０】
そこで、本発明の目的は装置の小型化及び軽量化にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、加熱手段及び冷却手段を有する試料作製用のシリンダと、前記シリンダ内を昇降自在で評価用の試料を粉末状の樹脂材料ごと下から支持する下側ラムと、前記下側ラムを下から昇降させる油圧シリンダと、底面中央から前記油圧シリンダ内に挿入される上側ラムをロックするロック機構と、を備え、前記樹脂材料を加熱溶融して加圧後冷却することにより前記試料を樹脂内に埋め込む埋込機であって、前記下側ラムを前記油圧シリンダ内で昇降させるためオイルを循環させるポンプと前記油圧シリンダとの間の配管に設けられ、前記油圧シリンダの作動による変動分のオイルを収容するオイルボトルを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記構成に加え、前記配管は、前記オイルボトルの下端に直線部が鉛直に接続されたチーズを含み、前記チーズの直線部の下端が前記ポンプの吸引側に接続され、前記チーズの中央が前記油圧シリンダ側に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記配管が金属管であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
装置の小型化及び軽量化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は、一実施の形態に係る埋込機の外観斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のブロック105を矢印P1方向に移動した状態における拡大図である。
【図２】図１に示した埋込機101-1から筐体、蓋部101、及び電子回路を外した状態を示す外観斜視図である。
【図３】図２の矢印P2方向の矢視図である。
【図４】図１に示した埋込機101-1に用いられる油圧シリンダ30の外観斜視図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】図１に示した埋込機100-1に用いられるオイルボトル20-1の周辺図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】図１に示した埋込機100-1の配管図である。
【図９】本発明の前提となった埋込機100-2の配管図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１（ａ）は、一実施の形態に係る埋込機の外観斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のブロック105を矢印P1方向に移動した状態における拡大図である。
図１に示す埋込機100-1は、ロック機構としての蓋部101と、埋込機本体102-1とを有する。
【００１７】
蓋部101は、ハンドル103、フランジキャップ104、環状のブロック105、及び板状のブロック106を有する。
ハンドル103はフランジキャップ104に固定され、ハンドル103を回動させることによりブロック105をブロック106に固定するロック機構が働き、逆方向に回動させることによりロック機構が解除されるようになっている。フランジキャップ104の下側に配置されたブロック105は、ブロック106上を矢印P1方向に移動可能である。ブロック105を矢印P1方向に移動させると、シリンダ50の開口部50aが露出し、開口部内を下側ラム70が昇降できるようになっている。
開口部50a内には、評価用の試料及び粉末状の樹脂を収容できるようになっている。
フランジキャップ104は、底面中央からシリンダ50の開口部50a内に挿入される上側ラム71（図８参照）を有する。
埋込機本体102-1の筐体の前面には操作表示部107が設けられており、操作者が試料の樹脂への埋め込みを操作できるようになっている。
【００１８】
図２は、図１に示した埋込機101-1から筐体、蓋部101、及び電子回路を外した状態を示す外観斜視図である。図３は、図２の矢印P2方向の矢視図である。
台座120上にはモータM、油圧シリンダ30、及び切替弁40が配置され、モータMの出力軸にはオイルを循環させるポンプ10の駆動軸が接続されている。油圧シリンダ30の上側には試料作製用のシリンダ50が配置されている。ポンプ10、油圧シリンダ30、及び切替弁40は、配管11-1,12-1,13-1,14-1,15-1,80,81、及びオイルボトル20が接続されている。
【００１９】
ポンプ10の接続端には配管11-1,15-1の一端が接続され、配管11-1の他端は切替弁40の接続端に接続され、配管15-1の他端はオイルボトル20の底部に接続されている。オイルボトル20-1と切替弁40とは配管14-1で接続され、切替弁40と油圧シリンダ30とは配管12-1,13-1で接続されている。配管12-1には圧力計60が挿入されている。
【００２０】
切替弁40は、一次側の一対の接続端と二次側の一対の接続端とを有し、一次側と二次側との流路が平行か交差するかソレノイドSのオンオフ動作により切り替え可能な電磁弁である。ポンプ10からのオイルは切替弁40に対しては一次側の一方の接続端に流れ込み、他方の接続端から流れ出るのに対し、ソレノイドSのオンオフ動作により二次側の接続端A,Bからのオイルの入出方向が切り替わる。すなわち、図８では二次側の接続端Aがオイルの出口であり、接続端Bがオイルの入口であるのに対し、ソレノイドSにより切り替わると、二次側の接続端Aがオイルの入口となり、接続端Bがオイルの出口となる。
【００２１】
尚、80,81は冷却管であり、シリンダ50に接続され冷却孔52（図８参照）に冷却水を循環させるようになっている。82は冷却水のシリンダ50への流入を制御するバルブである。冷却管80,81は金属管であるのが好ましい。
【００２２】
図４は、図１に示した埋込機101-1に用いられる油圧シリンダ30の外観斜視図であり、図５は、図４のV-V線断面図である。
油圧シリンダ30は、シリンダ本体33とピストン34とを有するシリンダである。シリンダ本体33にはオイルの流路37,38が形成されており、流路37はシリンダ本体33の下部のオイル室35に連通し、流路38はシリンダ本体33の上部のオイル室36に連通するように構成されている。ピストン34の中央にはピストンロッド31が固定されている。
【００２３】
ポンプ10から切替弁40を介して送られるオイルがオイル室35に供給され、オイル室36のオイルが切替弁40を介してポンプ10に送られるとピストン34はピストンロッド31ごと上昇し、下側ラムで試料を加圧することができる。これとは逆に、ポンプ10から切替弁40を介して送られるオイルがオイル室36に供給され、オイル室35のオイルが切替弁40を介してポンプ10に送られるとピストン34はピストンロッド31ごと降下する。
【００２４】
尚、図４は、ピストンロッド31が上死点に位置した状態を示す。また、32は筐体を支える支柱である。４本の支柱32の内側及び油圧シリンダ30の上側にシリンダ50が配置される。
【００２５】
図６は、図１に示した埋込機100-1に用いられるオイルボトル20-1の周辺図であり、図７は、図６のVII−VII線断面図である。図８は、図１に示した埋込機100-1の配管図である。
【００２６】
図８の配管図に示すようにポンプ10と切替弁40との間には、図９のようにオイルタンク14-2を挿入せずに配管14-1,15-1で直接接続すると共にチーズ状に配管を構成し鉛直部の上端をオイルボトル20-1の底部に接続している。このように配管11-1,14-1,15-1を接続することにより、油圧シリンダ30の作動によるオイルの変動分だけがオイルボトル20-1に収容可能となる。
【００２７】
このため、金属製のオイルタンクを用いる必要はなく、樹脂の容器で十分足りる。オイルボトル20-1は、図９に示したオイルタンク20-2の容積の約1/5倍の大きさである(例えば300ml)が限定されるものではない。オイルボトル20-1の下端には配管15-1の直線部15-1aが鉛直に接続されており、鉛直部15-1aの略中間部に配管14-1の水平部14-1aが接続されてチーズを形成している。チーズの中央が油圧シリンダ30側に接続されている。
オイルボトル20-1の高さは、油圧シリンダ30の昇降動作の際に生じる変動分のオイルを収容できる程度の容積であり、かつオイル面の高さがオイルボトル20-1の高さの範囲内になるように液頭差を考慮して配置されている（図８はオイルボトル20-1の液面が油圧シリンダ30より上側に記載されているが、実際は液面が考慮された位置となっている。）。
【００２８】
また、オイルボトル20-1の底面に配管15-1の鉛直部15-1aの開口端15-1aaが位置しており、配管14-1と配管15-1との間に段差があるため、オイル面が変動してもオイル漏れがしにくくなり、気泡の発生が防止される。また、オイルボトル20-1が透明もしくは半透明の場合には、オイルの色や液面が外部から観察しやすくなる。
【００２９】
さらに配管11-1,12-1,13-1,14-1,15-1が金属管からなるため、ゴムのように膨張することが無い。このため、従来は油圧シリンダ30の動作に伴って配管11-2,12-2,13-2,14-2,15-2内に発生する圧力増加によるオイルの流入に伴う損失分のオイルを貯蔵していたが、その損失分のオイルを貯蔵する必要が無く、大型のオイルタンク20-2が不要となる。
【００３０】
従って、オイルタンク20-2が小型のオイルボトル20-1になり、ゴムの配管11-2,12-2,13-2,14-2,15-2の膨張による容積増加がなくなるので、埋込機100-1の小型軽量化が図れる。
また、オイルボトル20-1は、簡易ボトル（透明性のある汎用容器）を用いることができるので、その分だけ低コスト化が図れ、オイルの汚れ具合や量も把握できるので、レベルゲージ61が不要となる。
【００３１】
尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    ポンプ
１１−１，１１−２、１２−１、１２−２、１３−１、１３−２、１４−１、１４−２、１５−１、１５−２    配管
２０−１    オイルボトル
２０−２    オイルタンク
３０    油圧シリンダ
４０    切替弁
５０    シリンダ
６０    圧力計
７０    下側ラム
７１    上側ラム
８０、８１    冷却管
８２    バルブ
１００−１、１００−２    埋込機
１０１    蓋部
１０２−１，１０２−２    埋込機本体
１０３    ハンドル
１０４    フランジキャップ
１０５，１０６    ブロック
１０７    操作表示部
１２０    台座
Ｍ    モータ
Ｓ    ソレノイド
【図１】
2017090302.tif 000003
【図２】
2017090302.tif 000004
【図３】
2017090302.tif 000005
【図４】
2017090302.tif 000006
【図５】
2017090302.tif 000007
【図６】
2017090302.tif 000008
【図７】
2017090302.tif 000009
【図８】
2017090302.tif 000010
【図９】
2017090302.tif 000011