(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
握り筒部と、同握り筒部に出入可能に組み付けられた圧子ハンマ案内筒部と、同圧子ハンマ案内筒部の内部に移動可能に配設された圧子ハンマと、同圧子ハンマを試料面に向かって弾き飛ばすべく上記圧子ハンマ案内筒部の内部に設けられたコイルばねと、同コイルばねの上端部を支持すべく上記握り筒部の内部に移動可能に配設された中間体とを備えたエコーチップ型硬さ試験機において、
上記中間体に、上記コイルばねの上端の内径より若干大径の雄ねじ構造のねじ部が形成され、上記コイルばねの上端部内面がそのねじ部に螺合されていることを特徴とする、エコーチップ型硬さ試験機。
【請求項２】
握り筒部と、同握り筒部に出入可能に組み付けられた圧子ハンマ案内筒部と、同圧子ハンマ案内筒部の内部に移動可能に配設された圧子ハンマと、同圧子ハンマを試料面に向かって弾き飛ばすべく上記圧子ハンマ案内筒部の内部に設けられたコイルばねと、同コイルばねの上端部を支持すべく上記握り筒部の内部に移動可能に配設された中間体とを備えたエコーチップ型硬さ試験機において、
上記中間体に、上記コイルばねの上端の外径より若干小径の雌ねじ構造のねじ部が形成され、上記コイルばねの上端部外面がそのねじ部に螺合されていることを特徴とする、エコーチップ型硬さ試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エコーチップ型硬さ試験機に関し、特にその圧子ハンマを試料に向かって弾き飛ばすためのコイルばねのばね定数を簡単に調節できるようにした、エコーチップ型硬さ試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、硬さ試験にエコーチップ型硬さ試験機が用いられるようになってきている。このエコーチップ型硬さ試験機は、コイルばねを用いて圧子ハンマを試料に衝突させ、衝突する直前の（圧子ハンマの）速度と衝突直後の（圧子ハンマの）速度との差から、試料の硬さを算出するものである。
【０００３】
すなわち、図３に示すように、エコーチップ型硬さ試験機（以下「試験機」と略称する）10は、上半部を構成する円筒鋼管製の握り筒部１と、この握り筒部１に出入可能に組み付けられた円筒鋼管製の圧子ハンマ案内筒部２とを備えて構成されている。符号１ａは握り筒部１の外周面に形成された滑り止めのための凹凸を示している。
【０００４】
握り筒部１の中心部に案内筒体９が配設されている。
握り筒部１の上端部にキャップ15が螺着され、このキャップ15にクリップ９ａを介して案内筒体９の上端部が支持されている。案内筒体９の下端部はクリップ９ｂにより中間体16（詳しくは後述）を介して握り筒部１に支持されるようになっている。
【０００５】
案内筒体９の最下端部に、弾性体製のつかみ治具12の上端部が溶接されている。
案内筒体９の中心部に押杆11が摺動可能に配設されている。
【０００６】
押杆11の下端部に、つかみ治具12内に摺動可能に配設された押圧体13が取り付けられている。さらに、握り筒部１の内部に中間体16が摺動可能に配設され、この中間体16を下方に押動可能なばね14が設けられている。すなわちばね14は、握り筒部１のキャップ15と中間体16との間に介装されており、これにより中間体16は圧子ハンマ案内筒部２の上端部に常時押圧されている。中間体16は握り筒部１に対して移動可能となっている。
【０００７】
キャップ15に、渦巻きばね17を介してボタン18が浮動状に支持されており、ボタン18の内端（下端）は押杆11の上端に対向して配設されている。
つかみ治具12にくびれ部12ａが形成されていて、押圧体13は通常このくびれ部12ａで支持されて下方への移動を阻止されている。
【０００８】
圧子ハンマ案内筒部２の下端部に測定ヘッド３が取り付けられている。
測定ヘッド３には、コイル31が設けられるとともに、下端面14が試料面Ａとの当接面を形成する圧子ハンマの受止め部４が取り付けられている。
【０００９】
圧子ハンマ案内筒部２の内部に、圧子ハンマ５が移動可能に配設されている。圧子ハンマ５には永久磁石51が内蔵されている。
符号21は、圧子ハンマ案内筒部２の内部に設けられて圧子ハンマ５を試料面Ａに向かって弾き飛ばすためのコイルばねを示している。
【００１０】
このコイルばね21は、上端部を中間体16の下端部に形成された細径部16ａに差し込まれて固着されるとともに、下端部は圧子ハンマ５の上部肩部５ａに当接可能になっている。
【００１１】
圧子ハンマ５の上面中央部に、つかみ治具12の左右一対の爪部12ｂに係合可能な段部５ｂを有する首部５ｃが突設されている。
なお上記の各部材は、互いにねじ結合により簡単に分解・組立てができるようになっている。
符号32はコイル31の起電力を取り出すためのターミナルを示しており、このターミナル32を介して変成器（計測器）（図示せず）が接続されている。
【００１２】
試料の硬さ試験は、次の要領で行なわれる。
すなわち、図３に示す状態で、試験機10の握り筒部１をつかんで試験機10を水平状の試料面Ａに対してほぼ垂直状に押し立てる。次いで、握り筒部１を下降（下動）させる。
【００１３】
握り筒部１は圧子ハンマ案内筒部２に案内されながら、かつ、ばね14およびコイルばね21を圧縮しながら、案内筒体９およびつかみ治具12と共に下降する。
そして、つかみ治具12の左右一対の爪12ｂ，12ｂが圧子ハンマ５の段部５ｂに両側から係合すると、握り筒部１の下降を停止する。
この作動中、中間体16は不動状態にある。
【００１４】
次いで握り筒部１の握り力を緩めると、握り筒部１はばね14の復元力で、案内筒体９，つかみ治具12，圧子ハンマ５と共に上方へ上死点まで移動する。これで試験の準備が完了する。なおこのとき、コイルばね21は圧縮状態のままである。
【００１５】
この状態でボタン18を押し下げると、押杆11が下方に押動され、押杆11の下端部に取り付けられている押圧体13がつかみ治具12のくびれ部12ａを左右に押し開く。これにより爪12ｂ,12ｂが開かれて圧子ハンマ５の係止が解放される。
【００１６】
これにより、圧子ハンマ５はコイルばね21の復元力で下方、すなわち試料面Ａに向かって弾き飛ばされる。
【００１７】
圧子ハンマ５には永久磁石51が組み込まれており、一方測定ヘッド３にコイル31が設けられているので、圧子ハンマ５の試料に衝突する直前の速度Ｖ１と衝突直後の（反発）速度Ｖ２とを、それぞれコイル31から取り出される電流を変成器（図示せず）に入力することにより計測することができ、計測された速度Ｖ１と速度Ｖ２との差から試料の硬さを求めることができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、エコーチップ型硬さ試験機は、圧子ハンマの試料に対する衝突速度と反発速度とに基づいて試料の硬さを計測するものであり、しかも衝突速度はコイルばね21のばね定数に比例するから、エコーチップ型硬さ試験機を大量生産するとき、各試験機における圧子ハンマの衝突速度、すなわちコイルばねのばね定数を揃えておかなければ、変成器の電子回路を１台ごとに調整しなければならず、そのためには相応の技術と機器類とが必要となり、生産コストが高くなるという問題点がある。
【００１９】
また、圧子ハンマや、測定ヘッドに内蔵のコイルを取り替えたときにも、変成器の電子回路部の調整を必要とするが、現場において電子回路部を正確に調整するのは困難であるという問題点もある。
【００２０】
本発明は、従来のエコーチップ型硬さ試験機におけるこれらの問題点を解決しようとするもので、圧子ハンマの衝突速度に直接影響するコイルばねのばね定数を一定にすることにより、換言すればコイルばねとして一定のばね定数のものを簡単に試験機に組み付けることができるようにすることにより、変成器の電子回路の調整という複雑な手間をかけることなく、簡単に大量生産でき、また現場において簡単に修理できるようにした、エコーチップ型硬さ試験機を提供するものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、握り筒部と、同握り筒部に出入可能に組付けられた圧子ハンマ案内筒部と、同圧子ハンマ案内筒部の内部に移動可能に配設された圧子ハンマと、同圧子ハンマを試料面に弾き飛ばすべく上記圧子ハンマ案内筒部の内部に設けられたコイルばねと、同コイルばねの上端部を支持すべく上記握り筒部の内部に移動可能に配設された中間体とを備えたエコーチップ型硬さ試験機において、上記中間体に、上記コイルばねの上端の内径より若干大径の雄ねじ構造のねじ部を形成し、上記コイルばねの上端部内面をそのねじ部に螺合して課題解決の手段としている。
【００２２】
また、握り筒部と、同握り筒部に出入可能に組付けられた圧子ハンマ案内筒部と、同圧子ハンマ案内筒部の内部に移動可能に配設された圧子ハンマと、同圧子ハンマを試料面に弾き飛ばすべく上記圧子ハンマ案内筒部の内部に設けられたコイルばねと、同コイルばねの上端部を支持すべく上記握り筒部の内部に移動可能に配設された中間体とを備えたエコーチップ型硬さ試験機において、上記中間体に、上記コイルばねの上端の外径より若干小径の雌ねじ構造のねじ部を形成し、上記コイルばねの上端部外面をそのねじ部に螺合して課題解決の手段としている。
【００２３】
本発明によれば、コイルばねの中間体に対するねじ込み量を調整することで、コイルばねの有効長さ、つまりコイルばねのばね定数を調節することができる。
【００２４】
その結果、圧子ハンマを交換したり、測定ヘッド内のコイルを交換したりした場合、あるいは長期使用によるばね定数の変化を修正しようとする場合などにおいて、変成器の電気回路部の複雑な調整を必要とせず、現場において簡単にエコーチップ型硬さ試験機を調節することができる。
【００２５】
また、コイルばねの上端部の内面または外面が、中間体に形成された雄ねじ部または雌ねじ部に螺合する雌ねじまたは雄ねじとして機能するとともに、コイルばね自身の弾性力で中間体に形成された雄ねじ部または雌ねじ部に巻き付くので、強固な固定作用が行われる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の一実施形態としてのエコーチップ型硬さ試験機について説明する。図１はその一部を示す断面図であり、図２(ａ),(ｂ)はいずれもその要部を示す断面図である。なお、図１，２中、図３と同じ符号はほぼ同一の部材を示している。
【００２７】
この実施形態のエコーチップ型硬さ試験機10も、図１に示すように、握り筒部１と、握り筒部１に出入可能に組み付けられた圧子ハンマ案内筒部２と、圧子ハンマ案内筒部２の内部に移動可能に配設された圧子ハンマ５と、圧子ハンマ５を試料面Ａに向けて弾き飛ばすべく圧子ハンマ案内筒部２の内部に設けられたコイルばね21と、コイルばね21の上端部を支持すべく握り筒部１の内部に移動可能に配設された中間体16と、中間体16を常時下方に押動するばね14，押杆11，案内筒体９のほかキャップ，渦巻きばね，ボタン（いずれも図示せず）などを備えて構成されている。
【００２８】
さらに、図２(ａ)に示すように中間体16の下端部に形成された細径部が雄ねじ部８に形成されている。
そして、コイルばね21はその上端部内面を、雄ねじ部８にねじ込んで、つまりコイルばね21の上端部内面を雄ねじ部８に螺合する雌ねじのごとく機能させて、コイルばね21が中間体16に取り付けられる構成となっている。
【００２９】
そしてこのとき、雄ねじ部８の直径（外径）をコイルばね21の上端部の内径よりも若干大きく設定しておくことにより、コイルばね21自体の弾性力で強力な巻付け力が得られ、コイルばね21を強固に中間体16に取り付けることができる。
そして、このときのコイルばね21のねじ込み深さを調節することで、コイルばね21の有効長さ、つまりコイルばね21のばね定数を調節することができる。
【００３０】
変形例として、図２(ｂ)に示すように、中間体16の下端部に形成される細径部に雌ねじ部８ａを形成し、この雌ねじ部８ａにコイルばね21の上端部外面をねじ込んで、つまりコイルばね21の上端部外面を雌ねじ部８ａに螺合する雄ねじのごとく機能させて、コイルばね21を中間体16へ取り付ける構成にしてもよい。
この場合も、コイルばね21のねじ込み深さの調節でコイルばね21のばね定数を調節できることはいうまでもない。
【００３１】
また、雌ねじ部８ａの内径をコイルばね21の上端部外面の外径よりも若干小さく設定しておくことにより、コイルばね21自身の弾性力で強固な取り付けを行なうことができる。
【００３２】
このように、コイルばね21の組付けを、コイルばね21を中間体16の下端部の細径部に形成されたねじ部にねじ込むことにより行なうことができ、そしてこの場合、コイルばね21の同ねじ部へのねじ込み量を調節することで、コイルばね21の有効長さ、つまりコイルばね21のばね定数を調節することができる。
【００３３】
なおコイルばねの有効長さとばね定数との関係は、専用のばね力校正用治具により予め計測しておくものとする。
【００３４】
したがって、エコーチップ型硬さ試験機を大量生産する場合の生産コストの低減が可能となるほか、圧子ハンマ５を交換したり、測定ヘッド内のコイル31を交換したりした場合、変成器の電気回路部の複雑な調整をしなくても、現場でコイルばね21の有効長さを調節することにより、簡単にエコーチップ型硬さ試験機の調整が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のエコーチップ型硬さ試験機によれば次のような効果が得られる。
(1) コイルばねの中間体に対するねじ込み量を調整することで、コイルばねの有効長さ、つまりコイルばねのばね定数を調節することができる。
(2) 上記(1)により、エコーチップ型硬さ試験機を大量生産する場合の生産コストの低減が可能となるほか、圧子ハンマを交換したり、測定ヘッド内のコイルを交換したりした場合にも、変成器の電気回路部の複雑な調整が不必要となり、現場において簡単にエコーチップ型硬さ試験機を調整することができる。
(3) コイルばねの上端部の内面または外面が、中間体に形成された雄ねじ部または雌ねじ部に螺合する雌ねじまたは雄ねじとして機能するとともに、コイルばね自身の弾性力で中間体に形成された雄ねじ部または雌ねじ部に巻き付くため、コイルばねを中間体に強固に固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのエコーチップ型硬さ試験機の一部を示す断面図。
【図２】  (ａ)は同要部を示す断面図。
(ｂ)は同変形例を示す断面図。
【図３】  従来のエコーチップ型硬さ試験機を示す断面図。
【符号の説明】
１  握り筒部
２  圧子ハンマ案内筒部
３  測定ヘッド
４  受止め部
５  圧子ハンマ
５ｂ  段部
８  雄ねじ部
８ａ  雌ねじ部
９  案内筒体
９ａ，９ｂ  クリップ
10  エコーチップ型硬さ試験機
11  押杆
12  つかみ治具
12ａ  くびれ部
12ｂ  爪
13  押圧体
14  ばね
15  キャップ
16  中間体
17  渦巻きばね
18  ボタン
21  コイルばね
31  コイル
32  端子
41  下端面
51  永久磁石
Ａ  試料面
【図１】
0003773082.tif 000002
【図２】
0003773082.tif 000003
【図３】
0003773082.tif 000004