JPH06759Y2 - 硬度計の試料台 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、微小硬度計等の試料を載置する試料台に関す
る。

［従来の技術］ 微小荷重を加える可変式負荷機構によって被測定物の測
定面に圧子を押し付け、該圧子の変位量すなわち押し込
み深さを計測するようにした超微小硬度計では、第３図
に示すように、まず試験をしようとする試料５を試料台
１の回転台２上のＸＹ方向に移動する試料ステージ３に
固定し、補助装置としての光学顕微鏡７によって負荷装
置８により圧子９を押し込む試験位置を決定する。この
時、顕微鏡の焦点を合わせるため、フォーム軸11につい
ているハンドルを回して試料台１を昇降させて試験位置
を決定し、次いで主軸12のセンターラインを中心に回転
台２を回転させて、試験位置を圧子９の真下に持ってく
るようにしている。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記のようにして圧子を押し込む試験位置を決定する
際、試料台の高さ位置によって圧子のタッチポイントが
ずれたり、変位測定範囲（数μｍ）からはずれてしまう
ことがあった。これは、試料台を支える主軸若しくはそ
の軸穴の平行度や真円度が加工精度上確保できなかった
り、曲がりによる歪等によって主軸と軸受との隙間にア
ンバランスが生じることに原因があった。そのため第４
図に示すように試料台の位置によって試料台が傾斜変化
し、試料表面と圧子の先端との距離が試料台の位置によ
って一定しなくなり、焦点が合った位置での圧子先端と
試料表面との距離も一定しなくなって精度よく測定でき
ないという問題点があった。また、主軸がネジであるこ
とも精度上不利となる原因であった。

そこで本考案は、いったい試料の試験位置を決定すれ
ば、試料台がどの高さ位置にあっても圧子のタッチポイ
ントが一定となり、圧子のストロークロスを出来るだけ
小さくすることができる超微小硬度計等の試料台を提供
することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために、本考案は次のような構成
を採用した。

すなわち、本考案にかかる硬度計の試料台は、試料を載
置する試料ステージと、該試料ステージを硬度計の光学
顕微鏡又は圧子の直下へ回転移動させる回転台と、該回
転台を昇降させる昇降手段とからなる硬度計の試料台で
あって、回転台を昇降後回転台が水平になるように、回
転台の支持軸を拘束する拘束手段を設けたことを特徴と
している。

［作用］ 回転台が水平になるように回転台の支持軸を拘束手段に
よって拘束するので、回転台を回転させる際支持軸がそ
の軸穴との隙間でがたつかず、試料ステージに載置され
た試料への圧子のタッチポイントが一定になる。

［実施例］ 第１図は本考案の実施例を示す図で試料台１は、従来例
と同様に試料５が載置されＸＹ方向に移動する試料ステ
ージ３と、該試料ステージ３を光学顕微鏡７又は圧子９
の直下へ回転移動させる回転台２とからなる。回転台２
は主軸12によって支持されるとともに、主軸12のセンタ
ーラインを中心に回転可能に支承されている。主軸12は
試験機本体のテーブル15に設けた主軸穴17に嵌挿され、
軸受13,14で支持されるとともに、主軸12に螺合するウ
ォーム軸11によって昇降する。このウォーム軸11を図示
しないハンドルによって回転することにより主軸12が昇
降し、これと同時に試料台も昇降する。

主軸12に対してはさらにクランプ16が設けられており、
主軸12と軸受13,14との間に生じる隙間によって、主軸1
2ががたつかないように拘束し、回転台２を水平になる
ように維持する。クランプ16としては、第２図(イ)に示
すように主軸12の周囲に包み込むように設けた拘束バン
ド18を、レバー19を回転することにより主軸12に締めつ
けて拘束するものや、同図(ロ)に示すように施盤のチャ
ック式クランプ20によって主軸12を拘束するものや、同
図(ハ)に示すようにラジアル方向から主軸12に対して拘
束具21をボルト22によって押しつけて拘束するもの等色
々な形式のものが使用され得る。

このように、本考案にかかる試料台は、回転台を支持
し、これを昇降させる昇降手段を設けた主軸にさらに主
軸を拘束するためのクランプ機構が設けられているの
で、回転台を昇降し光学顕微鏡の焦点を合わせた後、試
料表面のターゲットを決定する前に主軸をクランプする
ことができる。したがってターゲットを決定した後で回
転台を回転し、試料を圧子の直下へ移動させる際に主軸
ががたつかず、試料表面と圧子先端との距離も一定に保
たれ、圧子のタッチポイントがずれることがなくなる。
クランプ的にＸＹ方向にずれる可能性があるとしても、
上下方向のずれは極めて少ないので顕微鏡の焦点深度で
十分カバーできるものである。

また、上記したように主軸又は軸穴の平行度や真円度、
歪等の加工精度が多少ラフであっても精度よく試料表面
の圧子押込位置を決定することができ、寸法公差をあま
り厳しくする必要がなく、部品の加工工作が容易にな
る。そのため微小硬度計の試料台に限らず、光学顕微鏡
とともに使用する機器であって、試料台も回転させて1/
100〜１μｍ程度の精度で位置決めを行なうもの等の構
成部品の機械加工精度上に限界がある場合に、かかる拘
束手段を設けることで有効に精度の確保を図ることがで
きる。

［考案の効果］ 上記説明から明らかなように、本考案にかかる硬度計の
試料台は、試料台がどの高さ位置にあっても圧子のタッ
チポイントがずれず、試料の試験位置を精度よく決定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の構成を示す図、第２図(イ)(ロ)
(ハ)はクランプ機構を各種例示する図、第３図は従来例
を微小硬度計本体に組込んで使用する状態を説明する
図、第４図は従来例の問題点を説明する図である。 １…試料台 ２…回転台 ３…試料ステージ 11…ウォーム軸 12…主軸 16…クランプ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を載置する試料ステージと、該試料ス
   テージを硬度計の光学顕微鏡又は圧子の直下へ回転移動
   させる回転台と、該回転台を昇降させる昇降手段とから
   なる硬度計の試料台であって、昇降後の回転台が水平に
   なるように回転台の支持軸を拘束する拘束手段を設けた
   ことを特徴とする硬度計の試料台。