JPH0536351U - 硬さ試験機の基準荷重負荷機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、硬さ試験機に関し、特にその基準
荷重負荷機構の改良に関する。 【構成】 硬さ試験機において、機枠１と同機枠１にバ
ネ10で下方に付勢されながら上下動可能に装備された圧
子13と、同圧子に対向するようにその下方向に配設され
て、上記機枠に支持された試料受台３とをそなえ、上記
試料受台上に載置された試料４に下端部を係合すべく上
記圧子の近傍に配設された試料上面押さえ12を上記機枠
に着脱可能に取り付けることにより、一台の硬さ試験機
で、試料上面押さえ方式による基準荷重の負荷付与と、
圧子軸変位量計測方式による基準荷重の負荷付与とを選
択して行なえるようにした点に特徴を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、硬さ試験機に関し、特にその基準荷重負荷機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のロックウェル式硬さ試験機における基準荷重負荷機構として、試料上面 押さえ方式のものと圧子軸変位量計測方式のものとが知られている。

【０００３】 そこで、まず試料上面押さえ方式の基準荷重負荷機構をそなえた硬さ試験機に ついて説明すると図４(a),(b)において、ロックウェル硬度計を構成する機枠１ に圧子軸１１がバネ１０で下方に付勢されながら上下動可能に装備されている。 圧子軸１１下端部には、圧子１３が装着されており、圧子１３下方の圧子１３ 先端に対向する位置には、機枠１に支持される試料受台３が設けられている。

【０００４】 試料受台３は機枠１にねじ軸１５および同ねじ軸上下用ナット１６を介して支 持されており、ねじ軸および試料受台３は、ねじ軸上下用ナットの回動により上 下に駆動されるようになっている。

【０００５】 すなわち、試料受台３の試料４を載置した状態での上下位置調整により試料４ を測定可能な状態にするようになっている。

【０００６】 そして、筒状に形成された試料上面押さえ１２が、その内部に圧子１３先端部 を収容するとともに、その下端部が試料受台３上に載置された試料４に係合しう るように配設されている。

【０００７】 また、筒状に形成されたストッパ８が、圧子軸１１、試料上面押さえ１２およ び付勢機構（図示せず）を収容するように配設されて、その上端部が機枠１に圧 子１３と同心状態に固着されている。

【０００８】 試料上面押さえ１２はストッパ８に相対変位可能に遊挿されており、試料上面 押さえ１２は、押さえばね（図示せず）により構成された付勢機構（図示せず） により常時下方へ付勢されている。

【０００９】 図中の符号２は重錘、符号６はダイヤルゲージ、符号７は作動カム、符号１７ は係合片、符号９ａはレバー９のピボット部をそれぞれ示している。

【００１０】 そしてこの装置における基準荷重は、機械的に試料４が試料受台３と共に押し 上げられ、圧子１３が試料４の上面によって押し上げられ、さらに試料上面押さ え１２が試料４の上面に当たるまで押し上げられることにより付与され、その基 準荷重Ｆは圧子１３が試料４の上面によって押し上げられてから試料上面押さえ １２が試料４の上面に当たるまでの距離Ｌ２だけバネ１０が縮むことにより生ず る力により付与され（図４(a)参照）る。ここで基準荷重Ｆと距離Ｌ２の関係は フックの法則により［数１］式で与えられる。

【００１１】

【数１】 基準荷重Ｆ＝（バネ１０のバネ定数Ｋ）×（距離Ｌ２） 次に、圧子軸変位量計測方式の基準荷重負荷機構をそなえた硬さ試験機は、図 ５(a),(b)に示すように、上述の試料上面押さえ方式の硬さ試験機から試料上面 押さえ１２、ストッパ８が取除かれた構成となっていて、この場合、基準荷重は 試料４で圧子１３を押し上げる（図５ｂ）ことによって付与される。

【００１２】 すなわち、圧子１３が試料４に触れていない状態におけるバネ１０の長さＬ０ と、圧子１３が試料４によって押し上げられた状態におけるバネ１０の長さＬ１ との差をダイヤルゲージ６で計測し、［数２］式となるように、試料受台３の押 上量を加減して基準荷重（Ｆ＝Ｋ×Ｌ２）が付与される。

【００１３】

【数２】 Ｌ０−Ｌ１＝Ｌ２

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述の試料上面押さえ方式の基準荷重負荷機構をそなえた硬さ試験 機には、作業者は、基準荷重を試料に加える作業として試料を載せたテーブルを 試料上面押さえが試料に当たるまで押し上げるだけでよく、熟練を要さないとい う長所があるが、試料寸法が、試料上面押さえ部より小さい場合に、図６(a)に 示すように、試料上面押さえで試料を押さえることができないために、基準荷重 を試料に加えることができない。

【００１４】 また、図６(b)に示すように、試料の周辺部に基準荷重を加える場合に、試料 が試料上面押さえによって不安定になり、場合によっては試料がはずれることも ある。

【００１５】 さらに、図６(c)に示すように、試料上面に段差がある場合、試料上面押さえ で試料上面を押さえることができないという欠点がある。

【００１６】 さらにまた、試料上面に余分な傷をつけたくない場合、試料上面押さえで試料 上面を傷つけてしまうことから試料上面押さえが使用できない場合があるという 欠点もある。

【００１７】 一方、圧子軸変位量計測方式の基準荷重負荷機構をそなえた硬さ試験機の場合 には、小さな試料や試料上面に段差のある試料、もしくは試料の周辺部に基準荷 重を加えたい場合に対しても制約を受けにくく、また圧痕以外に不必要な傷を試 料上面に与えないという長所があるが、基準荷重を、圧子軸の変位量を表示する 変位計（ダイヤルゲージ等）を見ながら試料を載せたテーブルの上げ具合を加減 して加える必要があり、安定して基準荷重を加えるには若干の熟練を要するとい う欠点がある。

【００１８】 このように、従来の硬さ試験機では、基準荷重の加え方が、試験機に対して機 構的に一台の試験機に一つの方式が固定的に備えられているために、２種類の基 準荷重の加え方の少なくともいずれか一方の短所を備えざるを得ないという問題 点がある。

【００１９】 本考案は、このような問題点の解決をはかろうとするもので、試料上面押さえ を機枠に対して着脱可能に取付けることにより、一台の硬さ試験機で試料上面押 さえ方式と圧子軸変位量計測方式との両方式による基準荷重の負荷付与が選択し て行なえるようにした硬さ試験機の基準荷重負荷機構を提供することを目的とす る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するため、本考案の硬さ試験機の基準荷重負荷機構は、硬さ 試験機において、機枠と、同機枠に上下動可能に装備された圧子と、同圧子に対 向するようにその下方向に配設されて上記機枠に支持された試料受台とをそなえ 、同試料受台に載置された試料に下端部を係合すべく、上記圧子の近傍に配設さ れた試料上面押さえが、上記機枠に着脱可能に取り付けられたことを特徴として いる。

【００２１】

【作用】

上述の本考案の硬さ試験機の基準荷重負荷機構では、試料上面押さえを機枠に 取付けることにより、試料上面押さえ方式による基準荷重の負荷付与が行なわれ 、また試料上面押さえを取外した状態で圧子軸変位量計測方式による基準荷重の 負荷付与が行なわれる。

【００２２】

【実施例】

以下、図面により本考案の一実施例としての硬さ試験機の基準荷重負荷機構に ついて説明すると、図１は硬さ試験機全体を示す模式側断面図、図２(a),(b)は 図１のＡ矢視部を拡大して示す側断面図、図２(c)は図２(a)の分解図、図２(d) は変形例を図２(a)に対応して示す側断面図、図３は試料上面押さえの変形例の 斜視図である。

【００２３】 なお、図１乃至図３中図４(a),(b)および図５(a),(b)と同じ符号はほぼ同一の 部材を示している。

【００２４】 この実施例は、ロックウェル式硬さ試験機を例にしており、ロックウェル式硬 さ試験機を構成する機枠１に圧子軸１１がバネ１０で下方に付勢されながら上下 動可能に装備されている。

【００２５】 圧子軸１１下端部には、圧子１３が装着されており、圧子１３下方の圧子１３ 先端に対向する位置には、機枠１に支持される試料受台３が設けられている。

【００２６】 試料受台３は機枠１にねじ軸１５およびねじ軸上下用ナット１６を介して支持 されている。

【００２７】 ねじ軸１５および試料受台３は、ねじ軸上下用ナット１６の回動により上下に 駆動されるようになっている。

【００２８】 すなわち、試料受台３の試料４を載置した状態での上下位置調整により試料４ を測定可能な状態にするようになっている。

【００２９】 そして、袋ナット状に形成された試料上面押さえ１２が、その内部に圧子１３ 先端部を収容するとともに、その下端部が試料受台３上に載置された試料４に係 合しうるように配設されている。

【００３０】 すなわち試料の上面を押さえるための試料上面押さえ１２の内周面にめねじ部 １２ａが刻設され、このめねじ部１２ａが、機枠１に刻設された雄ねじ部１ａに 螺合することにより、試料上面押さえ１２が機枠１に着脱可能に取付けられてい る。符号１２ｂは固定ねじを示している。

【００３１】 試料上面押さえ１２の下端は、試料３の上面形状に応じた形状と、試料４と圧 子１３との係合状態が直接見られる切り欠き部をもった形状になっている。

【００３２】 例えば、試料４が円筒の場合は逆Ｖ字型に、試料４が平面の場合は、第３図に 示すように、基部１２ｃと、基部１２ｃに立設された押圧肢１２ｄとにより形成 されていて、試料４の上面が圧子１３の軸に対し直交する一定の姿勢に押圧しな がら、押圧肢１２ｄ相互間の切り欠き部から試料４と圧子１３との係合状態が見 られるようになっている。

【００３３】 上述の構成において、試料上面押さえ１２を用いて基準荷重を加える場合の段 取りとしては、図２(a)に示すように袋ナット状の構造をした試料上面押さえ１ ２を、圧子１３の先端と試料上面押さえ１２の底部との間隔が、図４(a)に示す ような基準荷重に相当するバネ変位量Ｌ２になるよう機枠１に刻設された雄ねじ 部を利用して試料上面押さえ１２を上下させて調整しながら取付ける。

【００３４】 試料上面押さえ１２の位置調整後は、固定ネジ１２ｂを用いて試料上面押さえ １２を固定する。

【００３５】 以上の段取り完了後、試料上面押さえ１２を用いた基準荷重を加える作業が実 施可能となる。

【００３６】 次に、圧子軸変位量計測方式で基準荷重を試料に加える際の段取りとして、試 料上面押さえ１２を機能させないようにするために、試料上面押さえ１２を図２ (b)に示すように試料上面押さえ１２を十分に上方向へ持ち上げた後、固定ネジ １２ｂで試料上面押さえ１２を固定する。

【００３７】 あるいは、図２(c)に示すように、試料上面押さえ１２を、固定ネジ１２ｂを 緩めることで機枠１から取り外してしまってもよい。

【００３８】 以上の段取り完了後、圧子軸変位量計測方式で基準荷重を加える作業が実施可 能となる。

【００３９】 なお、試料上面押さえ１２の固定具としては、上述の固定ネジ１２ｂの外に、 図２(d)に示すような固定ナット１２ｅが考えられる。

【００４０】 このように、この実施例のロックウェル式硬さ試験機では、試料上面押さえ １２とこの試料上面押さえ１２を着脱可能な構造を機枠にそなえることにより、 小さな試料や段差のある試料、もしくは試料の周辺部などに基準荷重を加える際 には、試料上面押さえ１２を機能しないように試料上面押さえ１２を偏位させた り、あるいは取り外したりして、圧子軸変位量計測方式で基準荷重を試料に加え ることができる。

【００４１】 また、試料上面に段差がなく十分に試料上面押さえ１２より大きな試料面を持 つ試料で試料面の周辺部でない部分に基準荷重を加える際には、試料上面押さえ １２が機能する位置に試料上面押さえ１２を設置することで、熟練を要さない試 料上面押さえ方式で試料に基準荷重を加えることができる。

【００４２】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の硬さ試験機の基準荷重負荷機構によれば、次の ような効果乃至利点が得られる。 （１）硬さ試験機において、小さな試料や段差のある試料、もしくは試料の周辺 部などに基準荷重を加える際には、試料上面押さえが機能しないように試料上面 押さえを偏位させたり、あるいは取り外したりして、圧子軸変位量計測方式で基 準荷重を試料に加えることができる。 （２）試料上面に段差がなく十分に試料上面押さえより大きな試料面を持つ試料 で試料面の周辺部でない部分に基準荷重を加える際には、試料上面押さえが機能 する位置に試料上面押さえを設定することで、熟練を要さない試料上面押さえ方 式で試料に基準荷重を加えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての基準荷重負荷機備を
そなえた硬さ試験機の模式側断面図である。

【図２】(a),(b)はいずれも図１のＡ矢視部を拡大して
示す側断面図であり、(c)は図２(a)の分解図であり、
(d)は変形例を図２(a)に対応して示す側断面図である。

【図３】同試料上面押さえの変形例を示す斜視図であ
る。

【図４】(a),(b)はいずれも従来の試料上面押さえ方式
の基準荷重負荷機構を備えた硬さ試験機の模式側面図で
ある。

【図５】(a),(b)はいずれも従来の圧子軸変位量計測方
式の基準荷重負荷機構を備えた硬さ試験機の模式側面図
である。

【符号の説明】

１ 機枠 １ａ 雄ねじ部 ２ 重錘 ３ 試料受台 ４ 試料 ６ ダイヤルゲージ 10 バネ 11 圧子軸 12 試料上面押さえ 12ａ ねじ部 12ｂ 固定ねじ 12ｃ 基部 12ｄ 押圧肢 13 圧子

【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての基準荷重負荷機備を
そなえた硬さ試験機の模式側断面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）はいずれも図１のＡ矢視部を拡
大して示す側断面図であり、（ｃ）は図２（ａ）の分解
図であり、（ｄ）は変形例を図２（ａ）に対応して示す
側断面図である。

【図３】同試料上面押さえの変形例を示す斜視図であ
る。

【図４】（ａ），（ｂ）はいずれも従来の試料上面押さ
え方式の基準荷重負荷機構を備えた硬さ試験機の模式側
面図である。

【図５】（ａ），（ｂ）はいずれも従来の圧子軸変位量
計測方式の基準荷重負荷機構を備えた硬さ試験機の模式
側面図である。

【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）はいずれも従来の試料
上面押さえ方式の基準荷重負荷機構をそなえた硬さ試験
機における硬さ試験作業の模式図である。

【符号の説明】 １ 機枠 １ａ 雄ねじ部 ２ 重錘 ３ 試料受台 ４ 試料 ６ ダイヤルゲージ １０ バネ １１ 圧子軸 １２ 試料上面押さえ １２ａ ねじ部 １２ｂ 固定ねじ １２ｃ 基部 １２ｄ 押圧肢 １３ 圧子

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬さ試験機において、機枠と、同機枠に
   上下動可能に装備された圧子と、同圧子に対向するよう
   にその下方向に配設されて上記機枠に支持された試料受
   台とをそなえ、同試料受台に載置された試料に下端部を
   係合すべく上記圧子の近傍に配設された試料上面押さえ
   が、上記機枠に着脱可能に取り付けられたことを特徴と
   する、硬さ試験機の基準荷重負荷機構。
2. 【請求項２】 上記試料上面押さえが、その下端面を上
   記試料の係合面に対応する形状に形成されるとともに、
   試料と圧子との係合状態が直接見られる切り欠き部をも
   った形状に形成されていることを特徴とする、請求項１
   に記載の、硬さ試験機の基準荷重負荷機構。