(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押針と、この押針を保持する押針固定部材と、この押針固定部材に結合するバネ部材と、このバネ部材を介して前記押針固定部材を押針軸線に沿って移動可能に保持する基台と、前記押針の変位を検出する変位検出部と、前記押針固定部材に荷重を印加する荷重発生部と、前記基台を昇降させる基台駆動部と、前記荷重発生部と前記基台駆動部とを制御する制御部と、を備え、
前記基台駆動部によって前記基台を降下させて前記押針を被測定物に当接させた後、前記荷重発生部によって前記押針を前記被測定物に押圧し、前記押針と前記被測定物との相対的な位置変化に基づいて前記被測定物の硬さを求める硬さ計であって、
前記制御部は前記押針固定部材に所定の予圧を印加し、前記バネ部材を撓ませた状態で前記被測定物の硬さ測定を行うことを特徴とする硬さ計。
【請求項２】
前記所定の予圧は、前記基台の降下開始当初から印加されることを特徴とする請求項１に記載の硬さ計。
【請求項３】
前記所定の予圧は、前記押針固定部材に加えられる外乱の想定荷重より大きいことを特徴とする請求項２に記載の硬さ計。
【請求項４】
前記基台の降下開始後において、前記制御部は前記変位検出部の変位信号をモニターして外乱を検出し、前記所定の予圧は、前記外乱に応じて印加されることを特徴とする請求項１に記載の硬さ計。
【請求項５】
前記制御部は、前記所定の予圧を印加した状態で前記押針を前記被測定物に当接させ、更に、前記所定の予圧に硬さ測定をするための測定圧を加えて前記押針を前記被測定物に押圧し、硬さ測定を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の硬さ計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属等の硬いものではなく、ゴム、プラスチックス等の工業製品や、肌、筋肉、果実、食品などの医療、健康、食品産業において利用される硬さ測定器に関し、特に、押針を被測定物に当接させて測定を行う接触式の硬さ計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、押針を被測定物に当接させて押針の微小な変位を検出する硬さ計は、いくつかの方式が製品化されている。この種の微小硬さ計では、押針の被測定物への押圧荷重が非常に小さいため、周囲の僅かな騒音や振動などによる外乱の影響で押針が上下に振れて、測定結果に悪影響を与える問題がある。これは、外乱によって押針の先端が被測定物の表面に当たると、表面状態が変化して被測定物の硬度が変わり、測定誤差が生じるからである。
【０００３】
このような外乱による悪影響を無くすために、従来は比較的静かな深夜に測定を行うなどの措置をとっており、測定者の負担となっていた。また測定者が測定結果を見て外乱の有無を判定しており、このため初心者と熟練者とでは測定データに差が生じるなどの不都合もあった。このような問題の対策として、測定中に外乱を検出すると、測定を一時的に停止させる等の動作を行う硬さ計が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この従来の硬さ計は、押針が被測定物に当接するまでの間に外乱が発生すると、押針を所定時間だけ停止させる駆動制御手段を具備している。また、押針が被測定物に押圧されているときに外乱が発生すると、外乱の発生を表示する、又は、測定を中止する制御手段を具備している。ここで、図１６は、特許文献１で開示されている従来の硬さ計の動作を説明するグラフである。図１６において、横軸は時間であり、図面上左側の縦軸は押針に荷重を加えるボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと略す）に供給する駆動電流、図面上右側の縦軸は押針の変位量である。
【０００５】
ここで、硬さ計が測定を開始すると、押針を被測定物に当接させるために、ＶＣＭに駆動電流を供給し、その電流値を徐々に増加させる。通常は駆動電流の増加に従って押針が被測定物に接近し、押針の変位量は駆動電流にほぼ比例して増加するが、外乱が発生すると図示するように変位量が小刻みに上下する。このとき、硬さ計は、外乱が発生したと判断してＶＣＭへの駆動電流の増加を所定時間Δｔだけ停止し、その後、外乱が治まった頃に駆動電流の増加を再開する。これにより、外乱が発生しても、その影響を低減するので測定精度の向上が図れることが示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−７９９６３号公報（第２頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のような外乱の回避方法では、外乱の発生によって押針の移動を一定時間停止してしまうので、硬さ計の測定時間が長くなるという問題がある。また、押針が被測定物に当接後に外乱が発生した場合、外乱発生の表示を行っても、測定者に再測定を促すだけで、高精度な測定が出来るわけではない。また、外乱の多い環境では、いたずらに測定時間が長くなり、また、再測定が繰り返されるなど、外乱に対して根本的な対策はなされていない。
【０００８】
本発明の目的は上記課題を解決し、微小な硬さ測定における外乱の影響を抑制して、硬さ測定を短時間で、且つ、高精度に行うことが出来る硬さ計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の硬さ計は、下記記載の構成を採用する。
【００１０】
本発明の硬さ計は、押針と、この押針を保持する押針固定部材と、この押針固定部材に結合するバネ部材と、このバネ部材を介して押針固定部材を押針軸線に沿って移動可能に保持する基台と、押針の変位を検出する変位検出部と、押針固定部材に荷重を印加する荷重発生部と、基台を昇降させる基台駆動部と、荷重発生部と基台駆動部とを制御する制御部と、を備え、基台駆動部によって基台を降下させて押針を被測定物に当接させた後、荷重発生部によって押針を被測定物に押圧し、押針と被測定物との相対的な位置変化に基づいて被測定物の硬さを求める硬さ計であって、制御部は押針固定部材に所定の予圧を印加し、バネ部材を撓ませた状態で被測定物の硬さ測定を行うことを特徴とする。
【００１１】
これにより、被測定物の硬さ測定において、押針固定部材に所定の予圧が加えられてバネ部材が撓み、押針固定部材は予圧とバネ部材の撓みによる反力でバランスして保持されているので、騒音や振動などによる外乱が押針固定部材に加わっても、押針固定部材は振動せず安定な状態を維持することが出来る。この結果、外乱の影響が抑制されるので、短時間で、且つ、高精度な硬さ測定を行う硬さ計を提供することが出来る。
【００１２】
また、所定の予圧は、基台の降下開始当初から印加されることを特徴とする。
【００１３】
これにより、基台の降下開始当初から、押針固定部材に所定の予圧が加えられてバネ部材が撓んでいるので、押針が被測定物に当接する以前に騒音や振動などによる外乱が押針固定部材に加わっても、押針固定部材は振動せず安定な状態を維持することが出来る。この結果、外乱によって押針が被測定物に突き当たるなどの現象を防ぐことが出来、高精度な硬さ測定を実現することが出来る。
【００１４】
また、所定の予圧は、押針固定部材に加えられる外乱の想定荷重より大きいことを特徴とする。
【００１５】
これにより、押針固定部材に加えられる所定の予圧は、外乱によって発生する荷重の想定値よりも大きいので、ある程度大きな外乱が到来したとしても、押針固定部材は安定な状態を維持することが出来る。この結果、外乱によって押針が被測定物に突き当たるなどの現象を防ぐことが出来、高精度な硬さ測定を実現することが出来る。
【００１６】
また、基台の降下開始後において、制御部は変位検出部の変位信号をモニターして外乱を検出し、所定の予圧は、この外乱に応じて印加されることを特徴とする。
【００１７】
これにより、基台の降下開始後に外乱が到来しても、その外乱に応じた予圧が直ちに押針固定部材に印加されるので、外乱による押針固定部材の振動を速やかに抑えることが出来る。また、押針固定部材に印加される予圧は、到来する外乱に応じた大きさとなるので、どのような外乱が到来しても、その影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００１８】
また、制御部は、所定の予圧を印加した状態で押針を被測定物に当接させ、更に、所定の予圧に硬さ測定をするための測定圧を加えて押針を被測定物に押圧し、硬さ測定を行うことを特徴とする。
【００１９】
これにより、硬さ測定は、予め加えられている予圧に硬さ測定するための測定圧を加え
て行われるので、押針が被測定物に当接した後に外乱が到来しても、予圧と測定圧によって外乱の影響が抑制され、短時間で、且つ、高精度な硬さ測定を実現することが出来る。
【発明の効果】
【００２０】
上記の如く本発明によれば、被測定物の硬さ測定において、押針固定部材に所定の予圧が加えられてバネ部材が撓んでいるので、騒音や振動などによる外乱が押針固定部材に加わっても、押針固定部材は振動せず安定な状態を維持することが出来る。この結果、外乱の影響が抑制されるので、短時間で、且つ、高精度な硬さ測定を行う硬さ計を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の硬さ計の外観斜視図である。図２は本発明の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。図３は本発明の第１の実施形態の制御部の概略構成を示すブロック図である。図４は本発明の第１の実施形態の測定開始当初の動作を示す説明図である。図５は本発明の第１の実施形態の基台の降下によって押針が被測定物に当接する様子を示す説明図である。
【００２２】
図６は本発明の第１の実施形態の硬さ測定の全体の動作を示すフローチャートである。図７は本発明の第１の実施形態の電流／変位テーブルを作成するフローチャートである。図８は本発明の第１の実施形態の予圧を印加する動作を示すフローチャートである。
【００２３】
図９は本発明の第１の実施形態のタッチＯＮ検出動作を示すフローチャートである。図１０は本発明の第１の実施形態の硬さ測定の原点取得の動作を示すフローチャートである。図１１は本発明の第１の実施形態の硬さ測定のための二次荷重印加の動作を示すフローチャートである。図１２は本発明の第１の実施形態の電流／変位テーブルと予圧によって外乱の影響を抑制する効果を説明するグラフである。
【００２４】
図１３は本発明の第２の実施形態の硬さ測定の全体の動作を示すフローチャートである。図１４は本発明の第２の実施形態のタッチＯＮ検出動作を示すフローチャートである。図１５（ａ）は本発明の第２の実施形態で予圧なしのときに到来した外乱に応じて予圧を印加する動作を説明するグラフである。図１５（ｂ）は本発明の第２の実施形態で、予圧有りのときに到来した外乱に応じて更に予圧を印加する動作を説明するグラフである。
【００２５】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態の硬さ計の外観を図１に基づいて説明する。尚、第１の実施形態の特徴は、硬さ測定を開始して基台の降下開始当初から所定の予圧を印加しバネ部材を撓ませることである。図１において、符号１は本発明の第１の実施形態の硬さ計である。符号２は押針固定部材としてのプランジャであり、その先端に押針３が保持され取り付けられている。
【００２６】
そして、プランジャ２は後述するバネ部材としての板バネに結合し、この板バネを介して測定のために昇降する基台５（図２）に保持されている。１０は被測定物であり、測定台６に置かれて、基台５が降下することによって押針３が当接し、硬さ測定が行われる。また、符号３１は表示部であり、測定した結果の硬度などを表示する。符号３２は操作部であり、測定開始スイッチや測定停止スイッチなどが配設されている。
【００２７】
次に図２に基づいて本発明の第１の実施形態の硬さ計の概略構成を説明する。図２において、プランジャ２は細長い略棒形状であり、一方の先端部に押針３が保持されている。押針３は先端が微小な略半球形状であり、被測定物１０を押圧して硬さ測定が行われる。また、４ａ、４ｂはバネ部材としての一対の板バネであり、プランジャ２にそれぞれ結合
し、基台５にプランジャ２を保持している。基台５は基台駆動部としてのステッピングモータ（以下、モータと略す）９によって昇降し、板バネ４ａ、４ｂを介して保持されているプランジャ２を押針軸線Ａに沿って移動することが出来る。
【００２８】
７は荷重発生部としてのＶＣＭであり、永久磁石７ａと可動コイル７ｂによって構成される。ＶＣＭ７の永久磁石７ａは基台５に取り付けられており、可動コイル７ｂは、プランジャ２の他方の先端部に取り付けられている。この構造により、ＶＣＭ７の可動コイル７ｂにＶＣＭ電流Ｉｖを供給すると、プランジャ２に対して押針軸線Ａに沿って矢印Ｂの方向に電流値に比例した荷重が印加される。尚、荷重発生部はＶＣＭに限定されず、電磁ソレノイドなどで構成しても良い。
【００２９】
また、８は変位検出部としての差動トランスであり、基台５に保持されてプランジャ２に近接して配設され、プランジャ２の上下方向（押針軸線Ａ方向）の変位を検出し、変位信号Ｐ１を出力する。ここで、前述したように、プランジャ２の先端部に押針３が保持されているので、差動トランス８が検出するプランジャ２の変位は、押針３の上下方向の変位である。尚、変位検出部は差動トランスに限定されず、静電容量型検出器などで構成しても良い。
【００３０】
また、２０は制御部であり、硬さ計１の動作全体を制御する。ここで、制御部２０は、前述の変位信号Ｐ１を入力し、ＶＣＭ７を駆動するＶＣＭ電流Ｉｖを出力する。また、制御部２０は、表示部３１に表示制御データＰ２を出力して測定した硬度情報などを表示し、また、操作部３２から操作信号Ｐ３を入力する。また、モータ駆動信号Ｐ４を出力してモータ９を駆動し、基台５を昇降する機能も有している。尚、制御部２０の詳細は後述する。
【００３１】
次に図３に基づいて本発明の硬さ計１を制御する制御部２０の構成を説明する。図３において制御部２０は、汎用のマイクロコンピュータによって構成することが出来る。ここで、２１は変位入力部であり、差動トランス８からの変位信号Ｐ１を入力してインピーダンス変換を行い、変位変換信号Ｐ１´を出力する。２２はＡ／Ｄ変換回路であり、アナログ信号である変位変換信号Ｐ１´をデジタル信号に変換して変位データＰ５を出力する。
【００３２】
２３は制御部２０の中心となる演算部であり、変位データＰ５、操作信号Ｐ３を入力し、表示制御データＰ２、ＶＣＭ制御データＰ６、モータ制御データＰ７を出力する。また、演算部２３は、メモリバスＰ８によってメモリ２４とデータのリードライトを行う。また、２５はＤ／Ａ変換回路であり、デジタル信号であるＶＣＭ制御データＰ６をアナログ信号に変換してＶＣＭ制御信号Ｐ９を出力する。
【００３３】
２６は電流供給部であり、ＶＣＭ制御信号Ｐ９を入力してＶＣＭ７にＶＣＭ電流Ｉｖを供給する。また、２７はモータ駆動部であり、モータ制御データＰ７を入力してモータ９を駆動するモータ駆動信号Ｐ４を出力する。ここで、制御部２０は、操作部３２からの操作によって測定を開始し、差動トランス８からの変位信号Ｐ１を入力してモータ９とＶＣＭ７とを制御し、硬さ測定を実行するが、詳細な動作の説明は後述する。尚、制御部２０の構成は、マイクロコンピュータに限定されず、ゲートアレイ等によるカスタムＩＣで実現しても良い。
【００３４】
次に、図４と図５に基づいて、本発明の第１の実施形態の硬さ計による硬さ測定の基本的な概略動作を説明する。図４において、制御部２０は、ＶＣＭ７にＶＣＭ電流Ｉｖを供給し、プランジャ２に対して矢印Ｂの方向に所定の荷重を印加する。これにより、プランジャ２は、矢印Ｂの方向に移動するが、プランジャ２は、一対の板バネ４ａ、４ｂによって基台５に対して保持されているので、プランジャ２に荷重が印加されることによって、
板バネ４ａ、４ｂは、矢印Ｂの方向に撓むことになる。
【００３５】
ここで、破線で示す位置は、荷重が印加されないときの板バネ４ａ、４ｂの位置であり、荷重が印加された板バネ４ａ、４ｂ（実線で示す）は、Ｘ０の撓みが生じている。この板バネ４ａ、４ｂの撓み量Ｘ０は、プランジャ２に印加される荷重にほぼ比例する。そして、プランジャ２に印加される荷重と、板バネ４ａ、４ｂの撓みによる反力が釣り合った位置でプランジャ２はバランスして保持される。
【００３６】
次に、制御部２０は、ＶＣＭ７によってプランジャ２に所定の荷重を印加した状態で、モータ駆動信号Ｐ４によってモータ９を駆動し、基台５を矢印Ｃの方向にゆっくり降下させて、プランジャ２の先端部に保持されている押針３を被測定物１０に近づける。
【００３７】
次に図５は、図４で示す状態（板バネが撓んだ状態）で、基台５の降下を継続し、押針３が被測定物１０に当接した状態を示している。すなわち、制御部２０は、ＶＣＭ７によって所定の荷重を印加してプランジャ２に結合されている板バネ４ａ、４ｂを撓ませた状態を継続させながら、基台５の降下を継続する。
【００３８】
そして、制御部２０は、差動トランス８からの変位信号Ｐ１をモニターし、押針３が被測定物１０に当接してプランジャ２の位置が変化したならば、押針３が被測定物１０に当接したと判断して基台５の降下を停止する。そして、ＶＣＭ７によって被測定物１０に硬さ測定のための測定圧を加え、押針３と被測定物１０との相対的な位置変化を計測する硬さ測定ルーチンを開始する。
【００３９】
これにより、基台５の降下中、及び、押針３が被測定物１０に当接した後の硬さ測定中に騒音や振動などによる外乱が発生しても、プランジャ２に結合されている板バネ４ａ、４ｂが撓んでおり、プランジャ２はＶＣＭ７から印加されている荷重と板バネ４ａ、４ｂによる反力でバランスして保持されているので、この荷重以下の外乱が加わっても、プランジャ２に影響を与えることがなく、正確な硬さ測定を実現することが出来る。尚、プランジャ２に予め印加する荷重を予圧と定義して、以降の説明を行う。
【００４０】
このように、本実施形態の硬さ計１は、基台５の降下開始当初からプランジャ２に予め所定の荷重（予圧）を継続して印加し、基台５の降下中、及び、押針３が被測定物１０に当接した後の実際の硬さ測定において、板バネ４ａ、４ｂを撓んだ状態に維持させることが大きな特徴である。
【００４１】
次に、本発明の第１の実施形態の硬さ計の動作の詳細を図６〜図１１のフローチャートによって説明する。まず図６によって、硬さ計１による硬さ測定の全体の動作を説明する。図６において、使用者が操作部３２（図２参照）の測定開始ボタン（図示せず）を操作すると、硬さ計１は測定を開始し、まず、電流／変位テーブルを作成する（ステップＳＴ１０）。
【００４２】
ここで、電流とはＶＣＭ７に供給するＶＣＭ電流Ｉｖであり、変位とはＶＣＭ電流Ｉｖが供給されることによってＶＣＭ７から発生する荷重によるプランジャ２の変位量である。すなわち、ステップＳＴ１０は、ＶＣＭ電流Ｉｖの増加によってプランジャ２がどのように変位するかをテーブルとして作成するルーチンである。
【００４３】
次に硬さ計１の制御部２０は、ステップＳＴ１０で作成した電流／変位テーブルを参照して、プランジャ２に印加する予圧のためのＶＣＭ電流Ｉｖを決定し、プランジャ２に所定の予圧を印加して板バネ４ａ、４ｂを撓ませる（ステップＳＴ２０）。これにより、プランジャ２には、基台５の降下開始当初から所定の予圧が印加されることになる。
【００４４】
次に制御部２０は、基台５を降下して押針３を被測定物１０に当接させるために、タッチＯＮ検出を行う（ステップＳＴ３０）。ここで、押針３が被測定物１０に当接することをタッチＯＮと呼ぶ。
【００４５】
次に制御部２０は、押針３がタッチＯＮしたならば、硬さ測定の準備として被測定物１０に一次荷重を押圧し、硬さ測定の原点を取得する（ステップＳＴ４０）。
【００４６】
次に制御部２０は、硬さ測定のために被測定物１０に二次荷重を押圧して硬さ測定を実行し、結果を表示部３１に表示して測定を終了する（ステップＳＴ５０）。
【００４７】
次に、図７に基づいて、電流／変位テーブル作成ルーチン（ステップＳＴ１０〜ＳＴ１９）の詳細を説明する。尚、硬さ計１の構成は図２を参照し、制御部２０の構成は図３を参照とする。図７において、制御部２０の演算部２３は、メモリ２４から電流／変位テーブルを作成するための電流ステップ値Ｉｓｔを読み出して決定する。この電流ステップ値Ｉｓｔは、電流／変位テーブルの電流増加の傾きを決定する値である。また、ＶＣＭ７へ供給するＶＣＭ電流Ｉｖの電流値（デジタル値）であるＶＣＭ制御データＰ６を初期化して零とする（ステップＳＴ１１）。
【００４８】
次に制御部２０の演算部２３は、ＶＣＭ制御データＰ６に電流ステップ値Ｉｓｔを加算する（ステップＳＴ１２）。ここで、ＶＣＭ制御データＰ６は初期化されて零であるので、電流ステップ値Ｉｓｔが加算されてＶＣＭ制御データＰ６の値は電流ステップ値Ｉｓｔとなる。以降、ステップＳＴ１２が実行される毎に、ＶＣＭ制御データＰ６は電流ステップ値Ｉｓｔが加算され増加する。
【００４９】
次に制御部２０の演算部２３は、電流値である加算されたＶＣＭ制御データＰ６をＤ／Ａ変換回路２５によってアナログ信号に変換してＶＣＭ制御信号Ｐ９を出力する（ステップＳＴ１３）。
【００５０】
次に制御部２０の電流供給部２６は、ＶＣＭ制御信号Ｐ９を入力し、定電流のＶＣＭ電流ＩｖをＶＣＭ７に供給する（ステップＳＴ１４）。
【００５１】
次にＶＣＭ７は、ＶＣＭ電流Ｉｖが供給されることによって荷重を発生し、プランジャ２を矢印Ｂ方向に電流の増加分だけ僅かに移動させる（ステップＳＴ１５）。
【００５２】
次に制御部２０は、差動トランス８からプランジャ２の変位情報である変位信号Ｐ１を変位入力部２１によって入力し、Ａ／Ｄ変換回路２２でデジタル値の変位データＰ５に変換する（ステップＳＴ１６）。
【００５３】
次に制御部２０の演算部２３は、ＶＣＭ７に供給した電流値（すなわちＶＣＭ制御データＰ６）と取得した変位データＰ５を電流／変位テーブルとしてメモリ２４に格納する（ステップＳＴ１７）。尚、変位信号Ｐ１はテーブルの精度を向上させるために複数回入力し、平均値を算出して変位データＰ５として格納することが好ましい。
【００５４】
次に制御部２０の演算部２３は、メモリ２４に記憶されているＶＣＭ最大電流値とＶＣＭ制御データＰ６を比較し、ＶＣＭ制御データＰ６がＶＣＭ最大電流値を越えていれば肯定判定としてステップＳＴ１９へ進み、否定判定であればステップＳＴ１２に戻る（ステップＳＴ１８）。
【００５５】
次に制御部２０は、ステップＳＴ１８で肯定判定であれば、ＶＣＭ制御データＰ６を初
期値の零に戻し、ＶＣＭ７への電流供給を停止してプランジャ２を初期の位置に戻し、電流／変位テーブル作成ルーチンを終了する（ステップＳＴ１９）。
【００５６】
また、制御部２０はステップＳＴ１８が否定判定であれば、ステップＳＴ１２に戻り、ＶＣＭ制御データＰ６に電流ステップ値Ｉｓｔを再び加算する。その後、ステップＳＴ１２からステップＳＴ１８までを繰り返し実行し、ＶＣＭ電流Ｉｖを徐々に増加してプランジャ２の変位を測定し、電流／変位テーブルを作成する。
【００５７】
ここで、作成された電流／変位テーブルの一例を図１２のグラフに示す。図１２の縦軸はＶＣＭ電流Ｉｖであり、プランジャ２には、この電流値に比例する荷重が印加される。また、横軸はプランジャ２の変位量である。図１２において、破線で示すＴは、作成された電流／変位テーブルの一例であり、ＶＣＭ電流Ｉｖが増加するに従ってプランジャ２に印加される荷重が増加し、板バネ４ａ、４ｂが撓んで、プランジャ２の変位も増加することが理解できる。
【００５８】
尚、この電流／変位テーブルＴは、板バネ４ａ、４ｂのバネ定数等が温度によって変化するので、硬さ測定毎に繰り返し作成される。また、図１２の詳細な説明は後述する。
【００５９】
次に図８に基づいて、プランジャ２に予め所定の予圧を印加するルーチン（ステップＳＴ２０〜ＳＴ２５）を説明する。図８において、制御部２０はプランジャ２に所定の予圧を印加するためにプランジャ２の変位量を決定し、その変位を得るために必要な電流値Ｉｖｐを先に作成した電流／変位テーブルＴを参照して決定する（ステップＳＴ２１）。
【００６０】
ここで、所定の予圧の大きさは、硬さ計１が設置されている環境で、到来するであろう外乱による想定荷重より大きい値とする。一例として、外乱によってプランジャ２が、０．１ｍｍ程度振動することが想定されるならば、予圧はプランジャ２を０．１ｍｍ以上変位させる荷重、例えば、０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度変位させる予圧を印加させる。
【００６１】
すなわち、図１２において、外乱Ｎ１（大きさ０．１ｍｍ位）の到来が予想されるならば、その外乱Ｎ１より大きな変位量Ｘ１（例えば０．２ｍｍ）を与える予圧をプランジャ２に印加することを決定する。そして、変位量Ｘ１を与えるために必要なＶＣＭ電流Ｉｖを電流／変位テーブルＴから参照し、電流値Ｉｖｐを決定する。
【００６２】
次に制御部２０の演算部２３は、決定した電流値ＩｖｐをＶＣＭ制御データＰ６としてＤ／Ａ変換回路２５に出力し、Ｄ／Ａ変換回路２５は、デジタルデータをアナログ信号に変換してＶＣＭ制御信号Ｐ９を出力する（ステップＳＴ２２）。
【００６３】
次に制御部２０の電流供給部２６は、ＶＣＭ制御信号Ｐ９を入力し、定電流のＶＣＭ電流ＩｖをＶＣＭ７に供給する（ステップＳＴ２３）。ここで、ＶＣＭ７に出力されるＶＣＭ電流Ｉｖの電流値は、ステップＳＴ２１で電流／変位テーブルＴから取得した電流値Ｉｖｐである。
【００６４】
次にＶＣＭ７は、電流値Ｉｖｐが供給されることによって荷重を発生し、プランジャ２は所定の予圧が印加されて、矢印Ｂ（図４参照）の方向に移動する（ステップＳＴ２４）。ここで、プランジャ２の変位量は、図１２で示した変位量Ｘ１となる。
【００６５】
次にプランジャ２が移動することによって、プランジャ２に結合されている一対の板バネ４ａ、４ｂに撓みが発生し、プランジャ２は、この板バネ４ａ、４ｂの撓みによる反力とＶＣＭ７から印加されている予圧が釣り合った位置でバランスして保持される（ステップＳＴ２５）。ここで、前述した板バネ４ａ、４ｂの撓み量Ｘ０（図４参照）とプランジ
ャ２の変位量Ｘ１は当然であるが等しい。尚、ＶＣＭ７によって印加する予圧の大きさは、予想される外乱の大きさに応じて任意に設定して良いことは、もちろんである。
【００６６】
次に図９に基づいて、タッチＯＮ検出のルーチン（ステップＳＴ３０〜ＳＴ３５）を説明する。図９において、制御部２０は、モータ駆動信号Ｐ４を出力してモータ９を駆動し、基台５をゆっくり降下させる（ステップＳＴ３１）。このとき、硬さ計１の状態は、前述した図４の状態である。すなわち、プランジャ２は、ＶＣＭ７によって所定の予圧が印加されているので、矢印Ｂの方向に変位しており、板バネ４ａ、４ｂは撓み量Ｘ０の撓みが生じている。そして、基台５は、モータ９によって矢印Ｃの方向にゆっくり降下を開始する。
【００６７】
次に制御部２０は、差動トランス８から変位信号Ｐ１を入力し、Ａ／Ｄ変換回路２２によってデジタルデータである変位データＰ５に変換する（ステップＳＴ３２）。
【００６８】
次に制御部２０の演算部２３は、取得した変位データＰ５を前回のデータと比較し、プランジャ２が規定以上に押し下げる方向（すなわち矢印Ｂ方向）へ変位していないかを判定する（ステップＳＴ３３）。ここで、肯定判定であれば、プランジャ２に想定以上の外乱による荷重が加わったと判定し、正確な測定を行うことが出来ないので、制御部２０はエラー処理を行うルーチンを実行し、その後、基台５を初期の位置に戻す。
【００６９】
尚、エラー処理においては、制御部２０は表示部３１に外乱が来たことを表示し、再測定を使用者に促すなどの動作を行う。また、ステップＳＴ３３が否定判定であれば、想定以上の外乱は到来していないので、次のステップＳＴ３４に進む。
【００７０】
ここで、プランジャ２には、前述した如く、ＶＣＭ７によって予圧が印加されているので、この予圧より小さい想定内の外乱が到来した場合は、プランジャ２は振動せず安定している。しかし、想定以上の外乱が到来する可能性もあり、その場合には、測定に悪影響を及ぼすことになるので、その影響を排除するためにステップＳＴ３３を設けている。よって、想定以上の外乱が到来する可能性が極めて低い場合は、ステップＳＴ３３は無くても良い。
【００７１】
次にステップＳＴ３３が否定判定であれば、制御部２０の演算部２３は、取得した変位データＰ５を前回のデータと比較し、プランジャ２が規定以上に押し上がる方向（すなわち矢印Ｂと反対方向）に変位していないかを判定する（ステップＳＴ３４）。ここで、肯定判定であれば、プランジャ２に保持されている押針３が被測定物１０に当接した（すなわち、タッチＯＮした）と判断し、次のステップＳＴ３５へ進む。また、否定判定であれば、ステップＳＴ３１に戻り、タッチＯＮするまでステップＳＴ３１からステップＳＴ３４を繰り返し、基台５の降下を継続しながらタッチＯＮを検出する。
【００７２】
次に制御部２０は、ステップＳＴ３４で肯定判定（タッチＯＮ）がなされたならば、モータ駆動信号Ｐ４の出力を直ちに止めてモータ９の駆動を停止し、基台５の降下を停止する（ステップＳＴ３５）。
【００７３】
ここで、タッチＯＮ検出と外乱検出は、変位信号Ｐ１の変化の方向によって区別している。すなわち、タッチＯＮの場合は、押針３が被測定物１０に当接するので、プランジャ２の変位は、プランジャ２を押し上げ方向に変化する。しかし、外乱によるプランジャ２の変位は、プランジャ２が外乱によって振動するので押し上げと押し下げの両方向の変化が生じる。これにより、変位信号Ｐ１の変化の方向によってタッチＯＮと外乱を区別することが出来る。
【００７４】
次に図１０に基づいて、硬さ測定の原点取得ルーチン（ステップＳＴ４０〜ＳＴ４７）を説明する。図１０において、制御部２０は、差動トランス８から変位信号Ｐ１を入力し、押針３が被測定物１０に当接している状態でのプランジャ２の変位量を得る。そして、その変位量から先に作成した電流／変位テーブルＴを参照し、その変位量に対応する電流値Ｉｖｓを算出する（ステップＳＴ４１）。
【００７５】
次に制御部２０は、算出した電流値Ｉｖｓに測定の原点を取得するための一次荷重に相当する電流値Ｉ１を加算し、電流値Ｉｖｓ１を算出する（ステップＳＴ４２）。ここで、一次荷重は規格から０．８５ｇと定められており、制御部２０のメモリ２４にはＶＣＭ７がこの一次荷重を発生するために必要な電流値Ｉ１が記憶されている。よって、制御部２０は、メモリ２４から電流値Ｉ１を読み出し、ステップＳＴ４１で取得した電流値Ｉｖｓに加算して電流値Ｉｖｓ１を算出する。
【００７６】
次に制御部２０は、一次荷重を加えた電流値Ｉｖｓ１をＤ／Ａ変換回路２５によってアナログ信号に変換し、電流供給部２６から電流値Ｉｖｓ１の定電流をＶＣＭ電流ＩｖとしてＶＣＭ７に供給する（ステップＳＴ４３）。
【００７７】
次にＶＣＭ７は、電流値Ｉｖｓ１であるＶＣＭ電流Ｉｖが供給されることによって、予圧に一次荷重が加えられた荷重を発生し、これにより、プランジャ２に保持されている押針３は、被測定物１０に対して一次荷重（０．８５ｇ）を押圧する（ステップＳＴ４４）。
【００７８】
次に制御部２０は、内蔵するクロック信号を計測して所定の時間（例えば５秒）が経過したかを判定する（ステップＳＴ４５）。ここで、肯定判定（５秒間経過）であれば次のステップＳＴ４６へ進み、否定判定（５秒未満）であれば、ステップＳＴ４１に戻り、ステップＳＴ４１からステップＳＴ４５を繰り返す。
【００７９】
これにより、一次荷重の押圧によって被測定物１０の表面が押されて押針３が変位しても、その変位に応じて電流／変位テーブルＴから電流値Ｉｖｓが新たに算出され、その新たに算出された電流値Ｉｖｓに一次荷重に相当する電流値Ｉ１が加えられて再び一次荷重が押圧されるので、被測定物１０は、押針３によって一次荷重が所定の時間継続して押圧されることになる。
【００８０】
次に制御部２０は、ステップＳＴ４５が肯定判定であれば、差動トランス８から変位信号Ｐ１を入力し、Ａ／Ｄ変換回路２２によってデジタルデータである変位データＰ５に変換する（ステップＳＴ４６）。ここで、制御部２０は変位信号Ｐ１を複数回入力し、平均値を算出して変位データＰ５とする。
【００８１】
次に制御部２０は、算出した変位データＰ５の平均値を硬さ測定のための原点としてメモリ２４に格納する（ステップＳＴ４７）。
【００８２】
次に図１１に基づいて、被測定物に二次荷重を加えて硬さ測定を行うルーチン（ステップＳＴ５０〜ＳＴ６０）を説明する。図１１において、制御部２０は原点取得ルーチンにおいてＶＣＭ７に供給した電流値Ｉｖｓ１に、硬さ測定を行うための二次荷重に相当する電流値Ｉ２を加算し、電流値Ｉｖｓ２を算出する（ステップＳＴ５１）。ここで、二次荷重は規格から１５．６ｇと定められており、制御部２０のメモリ２４にはＶＣＭ７がこの二次荷重を発生するために必要な電流値Ｉ２が記憶されている。よって、制御部２０は、メモリ２４から電流値Ｉ２を読み出し、電流値Ｉｖｓ１に加算して電流値Ｉｖｓ２を算出する。
【００８３】
次に制御部２０は、電流値Ｉｖｓ２をＤ／Ａ変換回路２５によってアナログ信号に変換し、電流供給部２６から電流値Ｉｖｓ２の定電流をＶＣＭ電流ＩｖとしてＶＣＭ７に供給する（ステップＳＴ５２）。
【００８４】
次にＶＣＭ７は、電流値Ｉｖｓ２であるＶＣＭ電流Ｉｖが供給されることによって、発生する荷重が増加し、これによって、プランジャ２は被測定物１０を押し下げる方向に移動する（ステップＳＴ５３）。
【００８５】
次に制御部２０は、差動トランス８から変位信号Ｐ１を入力し、プランジャ２の変位量を測定する。そして、その測定した変位量から先に作成した電流／変位テーブルＴを参照し、その変位量に対応する電流値Ｉｖｓを算出する（ステップＳＴ５４）。
【００８６】
次に制御部２０は、算出した電流値Ｉｖｓに硬さ測定を行うために印加する二次荷重（１５．６ｇ）に相当する電流値Ｉ２を加算し、電流値Ｉｖｓ２´を得る（ステップＳＴ５５）。ここで、前述した如く、制御部２０のメモリ２４にはＶＣＭ７が二次荷重を発生するために必要な電流値Ｉ２が記憶されている。よって、制御部２０は、メモリ２４から電流値Ｉ２を読み出し、電流値Ｉｖｓに加算して電流値Ｉｖｓ２´を算出する。
【００８７】
次に制御部２０は、電流値Ｉｖｓ２´をＤ／Ａ変換回路２５によってアナログ信号に変換し、電流供給部２６から電流値Ｉｖｓ２´の定電流をＶＣＭ電流ＩｖとしてＶＣＭ７に供給する。ＶＣＭ７は、電流値Ｉｖｓ２´であるＶＣＭ電流Ｉｖが供給されることによって、二次荷重分が重畳された荷重を発生し、これにより、プランジャ２に保持されている押針３は、被測定物１０に対して二次荷重を押圧する（ステップＳＴ５６）。
【００８８】
次に制御部２０は、内蔵するクロック信号を計測して所定の時間（例えば３０秒）が経過したかを判定する（ステップＳＴ５７）。ここで、肯定判定（３０秒間経過）であれば次のステップＳＴ５８へ進み、否定判定（３０秒未満）であれば、ステップＳＴ５４に戻り、ステップＳＴ５４からステップＳＴ５７を繰り返す。
【００８９】
これにより、二次荷重の押圧によって被測定物１０の表面が押されて押針３が変位しても、その変位に応じて電流／変位テーブルＴから電流値Ｉｖｓが新たに算出され、その新たに算出された電流値Ｉｖｓに二次荷重に相当する電流値Ｉ２が加えられて再び二次荷重が押圧される。このようにして、被測定物１０は押針３によって二次荷重が所定の時間継続して押圧されることになる。
【００９０】
次に制御部２０は、ステップＳＴ５７が肯定判定であれば、差動トランス８から変位信号Ｐ１を入力し、Ａ／Ｄ変換回路２２によってデジタルデータである変位データＰ５に変換する（ステップＳＴ５８）。ここで、制御部２０は変位信号Ｐ１を複数回入力し、平均値を算出して変位データＰ５とする。
【００９１】
次に制御部２０は、ステップＳＴ５８で取得した変位データＰ５から前述した原点取得ルーチンで得た測定原点を減算し、測定原点からの変位量を算出する（ステップＳＴ５９）。これにより、被測定物１０に二次荷重を押圧することによって被測定物１０の測定原点からの押針３と被測定物１０との相対的な位置変化に基づいた硬さ測定を行うことが出来る。
【００９２】
次に制御部２０は、算出された変位量を基にメモリ２４に格納されている変位硬度変換テーブルを参照し、その変位量に対応する硬度値を算出する。そして、表示部３１に、硬度値、及び変位量を表示し、測定を終了する（ステップＳＴ６０）。尚、被測定物１０に対して測定原点を得るための一次荷重と、硬さ測定のための二次荷重を、測定圧として定
義する。
【００９３】
次に、図１２のグラフに基づいて、本発明の硬さ計の効果を説明する。ここで、前述したように、図１２の縦軸はＶＣＭ電流Ｉｖ（荷重）であり、横軸はプランジャ２の変位量である。また、破線で示すＴは、作成された電流／変位テーブルである。ここで、前述した如く、ＶＣＭ７に電流値Ｉｖｐを供給すると、プランジャ２は、予圧が印加されて板バネ４ａ、４ｂに撓みが生じ、プランジャ２は、変位量Ｘ１まで移動する。そして、この状態でＶＣＭ７によって発生している予圧と、プランジャ２に結合されている板バネ４ａ、４ｂの撓みによって発生する反力は釣り合ってバランスしている。
【００９４】
ここで、図１２で示すＰｐは、このバランス点を表しており、このバランス点Ｐｐは電流／変位テーブルＴ上にあり、本発明の第１の実施形態では、基台５の降下開始当初から押針３がタッチＯＮするまで、プランジャ２はバランス点Ｐｐで保持されている。そして、外乱Ｎ１が到来した場合、その外乱のピークが、印加されている予圧より小さければ、すなわち、外乱によるプランジャ２の振動振幅が予圧によるプランジャ２の変位量Ｘ１よりも小さければ、プランジャ２は外乱の影響を受けることがない。
【００９５】
よって、硬さ計が設置されている環境において、到来する外乱の大きさを実験等によって予め想定し、その想定荷重より大きな予圧をプランジャ２に予め印加することで、外乱が到来してもプランジャ２は振動せず、外乱によって押針３が被測定物１０に突き当たるなどの現象を防ぐことが出来る。
【００９６】
また、予圧は、タッチＯＮ検出後、実際に硬さ測定が行われている期間においても継続して印加されているので、硬さ測定中に外乱が到来しても、同じように外乱の影響を受けることがない。
【００９７】
以上のように、本発明の硬さ計は、プランジャに予め所定の予圧が加えられて板バネが撓んでいるので、騒音や振動などによる外乱が到来しても、プランジャは振動せず安定な状態を維持することが出来る。この結果、外乱の影響が抑制されるので、短時間で、且つ、高精度な硬さ測定を行う硬さ計を提供することが出来る。
【００９８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の硬さ計を説明する。尚、第２の実施形態の特徴は、検出された外乱に応じた予圧をＶＣＭによってプランジャに印加しバネ部材を撓ませることである。また、第２の実施形態は、第１の実施形態と構成（図２）が同じであるので、構成の説明は省略し、硬さ測定の動作を説明する。
【００９９】
まず図１３に基づいて、硬さ測定の全体の動作を説明する。図１３において、使用者が操作部３２（図２参照）の測定開始ボタン（図示せず）を操作すると、硬さ計１は測定を開始し、第１の実施形態と同様に、電流／変位テーブルＴを作成する（ステップＳＴ１０）。
【０１００】
次に制御部２０は、基台５を降下して押針３を被測定物１０に当接させるために、タッチＯＮ検出を行う（ステップＳＴ７０）。このとき、到来する外乱のピーク検出を行うが、詳細は後述する。
【０１０１】
次に制御部２０は、第１の実施形態と同様に、押針３がタッチＯＮしたならば、硬さ測定の準備として被測定物１０に一次荷重を押圧し、硬さ測定の原点を取得する（ステップＳＴ４０）。
【０１０２】
次に制御部２０は、第１の実施形態と同様に、硬さ測定のために被測定物１０に二次荷重を押圧して硬さ測定を実行し、結果を表示部３１に表示して測定を終了する（ステップＳＴ５０）。
【０１０３】
次に図１４に基づいて、タッチＯＮ検出のルーチン（ステップＳＴ７０〜ＳＴ８４）を説明する。図１４において、制御部２０は、モータ駆動信号Ｐ４を出力してモータ９を駆動し、基台５をゆっくり降下させる（ステップＳＴ７１）。このとき、硬さ計１の状態は、第１の実施形態とは異なり、プランジャ２は、まだ予圧が印加されておらず、板バネ４ａ、４ｂは、フリーの状態である。
【０１０４】
次に制御部２０は、差動トランス８から変位信号Ｐ１を入力し、Ａ／Ｄ変換回路２２によってデジタルデータである変位データＰ５に変換する（ステップＳＴ７２）。
【０１０５】
次に制御部２０の演算部２３は、取得した変位データＰ５を前回のデータと比較し、プランジャ２が、押し下がる方向（すなわち、図２矢印Ｂ方向）に変位していないかを判定する（ステップＳＴ７３）。ここで、肯定判定であれば、プランジャ２に外乱による荷重が加わったと判断し、ステップＳＴ８０へジャンプする。また、否定判定であれば、外乱は到来していないので、次のステップＳＴ７４へ進む。
【０１０６】
次にステップＳＴ７３が否定判定であれば、制御部２０の演算部２３は、ステップＳＴ７２で取得した変位データＰ５を前回のデータと比較し、プランジャ２が規定以上に押し上がる方向（すなわち矢印Ｂと反対方向）に変位していないかを判定する（ステップＳＴ７４）。ここで、肯定判定であれば、プランジャ２に保持されている押針３が被測定物１０に当接した（すなわち、タッチＯＮした）と判断し、次のステップＳＴ７５へ進む。また、否定判定であれば、ステップＳＴ７１に戻り、タッチＯＮするまでステップＳＴ７１からステップＳＴ７４を繰り返し、基台５の降下を継続する。
【０１０７】
次に制御部２０は、ステップＳＴ７４で肯定判定（タッチＯＮ）がなされたならば、モータ駆動信号Ｐ４の出力を直ちに止めてモータ９の駆動を停止し、基台５の降下を停止する（ステップＳＴ７５）。
【０１０８】
また、ステップＳＴ７３で肯定判定がなされたならば、制御部２０は、取得した変位データＰ５から、プランジャ２が最も押し下がった値を検出し、その変位量を外乱のピーク値として記憶する（ステップＳＴ８０）。尚、記憶する変位量は外乱のピーク値には限定されず、例えば、外乱の平均値等でも良い。
【０１０９】
次に制御部２０は、記憶した外乱のピーク値（変位量）から先に作成した電流／変位テーブルＴを参照し、その変位量に対応する電流値を算出し、更に、その電流値に安全率を乗じた電流値Ｉｖｎを得る（ステップＳＴ８１）。ここで安全率は１．０以上とし、到来した外乱に対して余裕を持って予圧を印加するためのものである。
【０１１０】
次に制御部２０は、算出した電流値ＩｖｎをＤ／Ａ変換回路２５によってアナログ信号に変換し、電流供給部２６から電流値Ｉｖｎの定電流をＶＣＭ電流ＩｖとしてＶＣＭ７に供給する（ステップＳＴ８２）。
【０１１１】
次にＶＣＭ７は、電流値ＩｖｎであるＶＣＭ電流Ｉｖが供給されることによって、電流値Ｉｖｎに相当する予圧を発生し、プランジャ２は、その予圧によって矢印Ｂの方向に移動する。（ステップＳＴ８３）。
【０１１２】
次にプランジャ２が移動することによって、プランジャ２に結合されている一対の板バ
ネ４ａ、４ｂに撓みが発生し、プランジャ２は、この板バネ４ａ、４ｂの撓みによる反力とＶＣＭ７から印加されている予圧が釣り合った位置でバランスして保持される（ステップＳＴ８４）。ここで、板バネ４ａ、４ｂの撓み量（プランジャ２の変位量）は、到来した外乱のピーク値に対して安全率を乗じた大きさとなり、この結果、これ以降、外乱が到来してもプランジャ２への影響を抑制することが出来る。
【０１１３】
よって、硬さ計１は、外乱の影響を受けずにタッチＯＮ検出、または、その後の硬さ測定を高精度に実行することが出来る。また、本実施形態では、ステップＳＴ７３で外乱を検出することにより、直ちにプランジャ２に予圧を印加するので、プランジャ２は外乱によって一時的に振動するが、その振動は予圧の印加で速やかに吸収される。これにより、外乱が到来したとしても、測定時間への影響も少なくて済む。尚、第２の実施形態において、タッチＯＮ検出以外の各ルーチンは第１の実施形態と同様であるので、動作の説明は省略する。
【０１１４】
次に、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に基づいて、第２の実施形態の効果を具体的に説明する。ここで、縦軸はＶＣＭ電流Ｉｖであり、横軸はプランジャ２の変位量である。また、破線で示すＴは、作成された電流／変位テーブルの一例である。
【０１１５】
図１５（ａ）において、基台２が降下を開始した時点では、プランジャ２に予圧は印加されていないので、プランジャ２はバランス点Ｐ０でバランスしている。すなわち、バランス点Ｐ０は、ＶＣＭ電流Ｉｖは零であり、プランジャ２の変位も零である。
【０１１６】
ここで、外乱Ｎ１が到来すると、制御部２０は、その外乱Ｎ１のピーク値を検出し、そのピーク値に応じた予圧（ＶＣＭ電流Ｉｖ１）をプランジャ２に直ちに印加する。これにより、プランジャ２のバランス点はＰ１に移動し、プランジャ２の振動にブレーキがかかるので外乱Ｎ１による振動を速やかに抑え、その後、タッチＯＮ検出を継続する。
【０１１７】
この結果、プランジャ２のバランス点がＰ１に移動したことにより、これ以降、バランス点Ｐ１より小さな外乱が到来したとしても、プランジャ２は影響を受けることがない。尚、図１５（ａ）においては、一例として、前述した安全率は１．０として予圧を印加した。
【０１１８】
次に図１５（ｂ）は、プランジャ２がバイアス点Ｐ１に置かれているとき、更に大きな外乱Ｎ２が到来した例を示している。ここで、外乱Ｎ２が到来すると、制御部２０は、その外乱Ｎ２のピーク値を検出し、そのピーク値に応じた予圧（ＶＣＭ電流Ｉｖ２）をプランジャ２に直ちに印加する。これにより、プランジャ２のバランス点はＰ２に移動し、プランジャ２の振動に更に大きなブレーキがかかるので、外乱Ｎ２による振動を速やかに抑え、その後、タッチＯＮ検出を継続する。
【０１１９】
この結果、プランジャ２のバランス点がＰ２に移動したことにより、これ以降、バランス点Ｐ２より小さな外乱が到来したとしても、プランジャ２は影響を受けることがない。尚、図１５（ｂ）においても、安全率は１．０として予圧を印加した。
【０１２０】
以上のように、本発明の第２の実施形態は、到来する外乱に応じた予圧をリアルタイムで印加するので、外乱によるプランジャ２の振動を速やかに抑えることが出来る。また、プランジャ２に印加される予圧は、到来する外乱に応じた大きさとなるので、どのような外乱が到来しても、その影響を最小限に抑えることが可能となる。
【０１２１】
すなわち、基台５の降下中に外乱が到来した場合、その外乱に応じた予圧が直ちにリアルタイムで印加されるので、外乱によるプランジャ２の振動を速やかに抑えて測定を継続
することが出来る。また、それ以降、外乱が再び到来しても、予圧以下の外乱であれば、その影響を受けることはない。また、印加されている予圧以上の大きな外乱が到来した場合は、更にその外乱に応じた予圧が印加されるので、外乱による影響を動的に抑制し、短時間で安定した硬さ測定を実現することが出来る。
【０１２２】
尚、本発明の実施形態で提示したブロック図やフローチャート等は、この構成や動作フローに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、どのような構成や動作フローであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の硬さ計の外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の測定開始当初の動作を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の基台の降下によって押針が被測定物に当接する様子を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の硬さ測定の全体の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態の電流／変位テーブルを作成するフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態の予圧を印加する動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態のタッチＯＮ検出動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態の硬さ測定の原点取得の動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１の実施形態の硬さ測定のための二次荷重印加の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施形態の電流／変位テーブルと予圧によって外乱の影響を抑制する効果を説明するグラフである。
【図１３】本発明の第２の実施形態の硬さ測定の全体の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２の実施形態のタッチＯＮ検出動作を示すフローチャートである。
【図１５（ａ）】本発明の第２の実施形態で、予圧なしのときに到来した外乱に応じて予圧を印加する動作を説明するグラフである。
【図１５（ｂ）】本発明の第２の実施形態で、予圧有りのときに到来した外乱に応じて更に予圧を印加する動作を説明するグラフである。
【図１６】従来の硬さ計の動作を説明するグラフである。
【符号の説明】
【０１２４】
１  硬さ計
２  プランジャ
３  押針
４ａ、４ｂ  板バネ
５  基台
６  測定台
７  ＶＣＭ
７ａ  永久磁石
７ｂ  可動コイル
８  差動トランス
９  モータ
１０  被測定物
２０  制御部
２１  変位入力部
２２  Ａ／Ｄ変換回路
２３  演算部
２４  メモリ
２５  Ｄ／Ａ変換回路
２６  電流供給部
２７  モータ駆動部
３１  表示部
３２  操作部
Ｐ１  変位信号
Ｐ１´  変位変換信号
Ｐ２  表示制御データ
Ｐ３  操作信号
Ｐ４  モータ駆動信号
Ｐ５  変位データ
Ｐ６  ＶＣＭ制御データ
Ｐ７  モータ制御データ
Ｐ８  メモリバス
Ｐ９  ＶＣＭ制御信号
Ｉｖ  ＶＣＭ電流
Ｉｖｐ  電流値
Ｎ１、Ｎ２  外乱
Ｘ０  撓み量
Ｘ１  変位量
【図１】
0004937864.tif 000002
【図２】
0004937864.tif 000003
【図３】
0004937864.tif 000004
【図４】
0004937864.tif 000005
【図５】
0004937864.tif 000006
【図６】
0004937864.tif 000007
【図７】
0004937864.tif 000008
【図８】
0004937864.tif 000009
【図９】
0004937864.tif 000010
【図１０】
0004937864.tif 000011
【図１１】
0004937864.tif 000012
【図１２】
0004937864.tif 000013
【図１３】
0004937864.tif 000014
【図１４】
0004937864.tif 000015
【図１５（ａ）】
0004937864.tif 000016
【図１５（ｂ）】
0004937864.tif 000017
【図１６】
0004937864.tif 000018