JPS5819218B2 - 硬度計の荷重軸位置決め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硬度計の荷重軸位置決め装置に関し、特に手
動操作により上記荷重軸の位置決めを行なう装置に関す
る。

一般に、硬度計において、試料に試験荷重を負荷する際
、上記試験荷重を最適な状態で負荷するために、予じめ
上記硬度計の荷重軸を所定の位置に決めることが行なわ
れている。

従来、この種の硬度計の荷重軸位置決め手段としては、
試料台を上端に取付けたネジ軸を手動により上昇させこ
れにより試料台上の試料に当接する荷重軸を上昇させて
、この上昇に伴う荷重軸の上昇変位を指示計で読み取り
、この上昇変位（上記指示計の指示値）が所定範囲内に
おさまるように操作することが行なわれていた。

しかしながら、このような従来の硬度計の荷重軸位置決
め手段では、常に指示計の指示値を注視しながら荷重軸
の上昇操作を行ない、その指示値が所定範囲内におさま
ったときに、荷重軸の上昇操作を中止しなければならな
いので、この荷重軸上昇操作に相当な注意力と熟練とを
要するという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、硬度計の荷重軸が上昇して、該荷重軸が所定位置にな
ったときに、電磁手段により上記荷重軸の上昇操作の中
止を知らせると共に、その上昇操作の続行を自動的に阻
止して、上記荷重軸が所定位置にセットされるようにし
た、硬度計の荷重軸位置決め装置を提供することを目的
とする。

このため、本発明の硬度計の荷重軸位置決め装置は、基
端を硬度計本体に枢着されて揺動しうる荷重レバーと、
この荷重レバーに係合すべく上下に延在する荷重軸と、
同荷重軸を試料を介して押上げるべく上記本体゛に上下
動可能に設けられた試料支持用ネジ軸と、このネジ軸を
昇降させるべく同ネジ軸に螺合した操作用ナツトとをそ
なえ、上記荷重軸を上記荷重レバーの降下係合に先立っ
て所定位置まで押上げるべく、同所定位置への到達を検
出しうる荷重軸位置検出器と、同検出器の作動により上
記操作用ナツトを固定しうる電磁ブレーキとをそなえ、
この電磁ブレーキが、上記ナツトまたはこれに連動する
回動部材の下側に懸吊機構を介して支持された可動磁性
部材と、上記検出器の作動時に励磁電流を受けて上記可
動磁性部材を吸着固定すべく上記本体に設けられた固定
電磁石とで構成されて、上記懸吊機構が、上記固定電磁
石による上記可動磁性部材の吸引に際して同可動磁性部
材の下降を許容するが、同可動磁性部材の上記ナツトに
対する相対的回転は拘束する弾性部材を含んだ弾性的懸
吊機構として構成されたことを特徴としている。

以下、図面により本発明の一実施例としての硬度計の荷
重軸位置決め装置について説明すると、第１図はその要
部を部分的に縦断面で示す正面図、第２図はその要部の
拡大縦断面図、第３図はその可動磁性部材懸吊機構にお
ける弾性部材の平面図であって、第１図に示すように荷
重レバー１がその基端１ａを硬度計本体２に揺動可能に
枢着されている。

そして荷重軸３が中間軸３′を介して荷重レバー１に係
合すべく上下に延在しており、中間軸３′は荷重レバー
１０基端１ａ寄りの下側に形成されたナイフェツジ４に
当接する上端３′ａをそなえるとともに、本体２に螺合
したばね受２ａに挿通されて、支持ばね２ｂを介し上下
に摺動可能に支持されている。

さらに外周にねじ切りがされた試料支持用ネジ軸５の上
端には、試料台６が設けられており、ネジ軸５は、試料
台６上の試料Ｉおよび荷重軸３の下端に取付けられた圧
子８を介して、荷重軸３を押上げることができるように
、本体２に設けられた案内筒９に、上下動可能に嵌挿さ
れている。

案内筒９は本体２に固着されており、ネジ軸５は荷重軸
３と同心的に配設されるように案内筒９に嵌挿されてい
て、さらに案内筒９およびネジ軸５にはそれぞれ図示し
ない回転止め用キーとキー海とが設けられ互いに係合し
ている。

また外側にハンドル１１ａをそなえた手動操作用ナツト
１１が、ネジ軸５を昇降させるべ（、これに螺合してい
る。

そして荷重軸３の上端を、荷重レバー１の降下係合に先
立って、所定位置まで押上げるべく、同所定位置への到
達を検出しうる荷重軸位置検出器としてのスイッチ１２
が設けられている。

このスイッチ１２は、第１切片１２ａと第２切片１２ｂ
とから成り、第１切片１２ａは、荷重軸３に取付けられ
た接触片１３を介して荷重軸３の昇降変位を拡大して伝
達する拡大レバー１４０基端に取付けられ、第２切片１
２ｂは、本体２に取付けられている。

なお荷重軸位置検出器としてのスイッチ１２は、上述の
第１切片１２ａと第２切片１２ｂとで構成されるものの
ほか、リレー、荷重軸３または拡大レバー１４の支軸１
４ａを中心としだ回動変位により作動するマイクロスイ
ッチや、上記変位を電気的に変換してその電気出力によ
り作動する電子回路的なスイッチ等であってもよい。

荷重軸３の上部３ａは、縦断面が凸型形状をしており、
この上部３ａには、円錐面または球面をもつばね受皿２
２がその穴部を係合していて、このばね受皿２２とばね
受２ａとの間にコイル状の基準荷重用ばね２３が装填さ
れている。

また荷重軸３゛の上部には、これを支持すべく板ばね２
４の一端が取付けられて、その他端は本体２に取付けら
れている。

また荷重レバー１の自由端１ｂには、試験荷重用重錘２
５が懸吊されている。

そしてこの重錘２５による試験荷重を制御するために、
制御軸２６が荷重レバー１の自由端１ｂ寄りの下側に当
接すべく設けられており、さらにこの制御軸２６を本体
２に形成された案内孔２７゜２８に沿って上下動させる
ためのカム２９が、制御軸２６の下端のローラ２６ａと
当接するように取付けられている。

なお重錘２５の代わりに電磁手段を用いて、試験荷重を
電磁力により与えることもできる。

また拡大レバー１４の自由端１４ｂには、本体２に取付
けられた変位計３１のスピンドル３０が接触するように
配設されている。

なお図中の符号３２は、荷重軸３の下部を支承できるよ
うに本体２に形成されたストッパ兼荷重軸支持部を示し
ている。

さらに、電磁ブレーキ３５が、スイッチ１２の作動によ
り、操作用ナツト１１を固定できるように、ナツト１１
と案内筒９との間に介装されている。

この電磁ブレーキ３５は、第２図に示すように、ナツト
１１の下側と一体に回転しうる可動磁性部材３６と、ス
イッチ１２の閉成作動時に励磁されて可動磁性部材３６
を吸着固定すべく本体２に案内筒９を介して取付けられ
た固定電磁石３７ｓとで°構成されている。

可動磁性部材３６は、ドーナツ状に形成されて、弾性部
材としての板ばね３８ａを含む弾性懸吊機構３８を介し
てナツト１１の下側に懸吊支持されており、第３図に示
すように板ばね３８ａもドーナツ状に形成されていて、
これにあげられた６個のボルト挿通孔３９ａ 、４０ａ
に、第２図に示すごとく、板ばね３８＆をナツト１１の
下側に結合するボルト３９と、板ばね３８ａを可動磁性
部材３６へ結合するボルト４０とが交互に挿通されてい
る。

したがって、板ばね３８ａの変形により可動磁性部材３
６の昇降が許容されながら、可動磁性部材３６とナツト
１１とは一体回転を行なえるようになっている。

なお、弾性懸吊機構３８に含まれる弾性部材としては、
板ばね３８ａに限られるものではなく、コイルばねを内
蔵した伸縮筒のごときものであってもよく、要するに可
動磁性部材３６の下方への吸引に際してその下降を許容
するがそのナツト１１に対する相対的回転は拘束するよ
うなものであればよい。

電磁石３７８は、ナツト１１の下部円筒状突起１１ｂと
同心的に配設された円環円筒状の固定磁性部材３７と、
この固定磁性部材３７の上面における環状溝３７ａに組
み込まれたコイル３７ｂとから成り、磁性部材３７は案
内筒９の上面に固着、されている。

さらに、第１図に示すごとく、コイル３７ｂは電源等を
含む制御装置４１に接続され、スイッチ１２が閉じると
、制御装置４１を介してコイル３７ｂが励磁されるよう
になっている。

本発明の硬度計の荷重軸位置決め装置は、上述のごとく
構成されているので、荷重軸３の上端３ａを、荷重レバ
ー１の降下係合に先立って、所定位置まで押上げて、そ
の所定位置への到達を検出するには、まず手動により操
作用ナツト１１のハンドル１１ａを操作して、ネジ軸５
を上昇させると、このネジ軸５の上昇に伴って試料台６
上の試料７も上昇する。

さらにハンドル１１ａを操作して、ネジ軸５を上昇させ
ると、試料７と圧子８とが当接し、その後ネジ軸５の上
昇と共に荷重軸３も基準荷重用ばね２３に抗して上昇す
る。

その際、接触片１３を介して拡大レバー１４が基端の支
軸１４ａを中心にして回動し、この回動に伴って、スイ
ッチ１２の第１切片１２ａが回動する。

そしてさらに、操作用ナツト１１のハンドル１１ａを操
作して、ネジ軸５を上昇させることにより荷重軸３を上
昇させ、荷重軸３を所定位置まで押上げると、スイッチ
１２の第１切片１２ａが第２切片１２ｂに接触する。

このようにスイッチ１２の第１切片１２ａと第２切片１
２ｂとが接触して閉じることにより制御装置４１が働く
と、電磁ブレーキ３５のコイル３７ｂに電流が流れるた
め、固定磁性部材３７が磁化されて、電磁石３７８とし
て働くようになり、その固定磁性部材３７は可動磁性部
材３６を吸着係合し、このようにして電磁ブレーキ３５
が操作用ナツト１１を固定する。

そして、スイッチ１２が閉じるまでは、可動磁性部材３
６と固定磁性部材３７との間に微少なスキマがおいてい
るため、ハンドル１１ａによるナツト１１０回転繰作は
極めて円滑に行なわれ、また各磁性部材３６．３７に摩
耗を起こすことがない 上述のごとくコイル３７ｂに電流が流れて、可動磁性部
材３６と固定磁性部材３７とが吸着により係合すると、
可動磁性部材３６が板ばね３８ａを介し操作用ナツト１
１と一体に回転するように構成されていることと、固定
磁性部材３７が本体２に案内筒９を介して固着されてい
ることにより、ハンドル１１ａの操作の続行ができなく
なり、これにより荷重軸３は所定位置で止まることにな
る。

なお、その際、荷重軸３と中間軸３′との間には所要の
スキマが保たれて、ばね２３による基準荷重状態が維持
される。

このように、荷重軸３が所定位置へ到達すると、スイッ
チ１２が作動して、電磁ブレーキ３５が操作用ナツト１
１を固定し、ハンドル１１ａの操作すなわち荷重軸３の
上昇操作の続行を自動的に阻止するため、荷重軸３０所
定位置への上昇操作すなわち基準荷重状態へのセットが
極めて簡単かつ容易となり、しかも確実に行なわれるの
である。

また本装置では、ナツト１１の下側に弾性懸吊機構３８
を介して懸吊支持された可動磁性部材３６が固定電磁石
３７ｓの上方に僅かなスキマをあけて対向させられ、そ
の弾性部材としての板ばね３８ａの撓みにより緩衝的に
下方へ吸引されるから、固定電磁石３７８による可動磁
性部材３６の吸引固定時にショックを起こすおそれがな
い。

さらに本装置では、可動磁性部材３６を不作動時に固定
電磁石３７ｓに対し著しく接近した状態に配置できるの
で、固定電磁石３７ｓのコイル３７ｂの巻数と電流との
積すなわちアンペアターンを小さくして、固定電磁石３
７ｓを小型化できる利点もある。

このようにして、ネジ軸５の上昇が停止してから、カム
２９を駆動させて、制御軸２６を下降させると、重錘２
６による試験荷重が荷重レバー１、ナイフェツジ４、中
間軸３／、荷重軸３および圧子８を介して試料７に伝達
され、これにより試料７の硬さに応じた圧子８の圧痕を
得ることができる。

そして、この圧痕を変位計３１または顕微鏡（図示せず
）で計測することにより、試料７の硬度が測定されるの
である。

上述の実施例では操作用ナツト１１の下側に電磁ブレー
キ３５が直接設けられた場合について述べたが、第４図
に示すように、この電磁ブレーキ３５は、ナツト１１に
歯車４２．４３および回転軸４４を介して連動する回動
部材４５の下側に設けるようにしてもよい。

そして、この場合も前述の実施例と同様の作用効果を得
ることができる。

以上詳述したように、本発明の硬度計の荷重軸位置決め
装置によれば、荷重軸を上昇させて、該荷重軸が所定位
置に到達したときに、これを検出する検出器の作動によ
り電磁ブレーキが操作用ナツトと係合し、荷重軸の上昇
操作の続行が自動的に阻止されて、荷重軸が所定位置に
セットされるのであり、しかも電磁ブレーキにおける可
動磁性部材が操作用ナツトの下側に板ばねを含んだ弾性
懸吊機構を介し懸吊支持されて、同ナツトに対し上下方
向にのみ弾性的に相対移動を許容されることと相まって
、荷重軸の位置決め操作が大幅に簡便化されるとともに
極めて円滑に且つ正確に行なわれる利点がある。

また本発明の装置では、可動磁性部材が、固定電磁石に
対し常時は荷重をかげないように、板ばねで懸吊支持さ
れるので、操作用ナツトと共に可動磁性部材が回転する
際に固定電磁石との間で摩耗を起こさない利点もある。

図面の簡単な説明、 第１図は本発明の一実施例としての硬度計の荷重軸位置
決め装置の要部を部分的に縦断面で示す正面図、・第２
図はその要部の拡大縦断面図、第３図はその可動磁性部
材懸吊機構における弾性部材の平面図であり、第４図は
その要部の変形例を示す部分縦断面図である。

１・・・・・−荷重レバー、１ａ・・・・・・荷重レバ
ーの基端、１ｂ・・・・・・荷重レバーの自由端、２・
・・・・・硬度計本体、２ａ・・・・・・ばね受、２ｂ
・・・・−・支持ばね、３・・・・・・荷重軸、３ａ・
・−・・・荷重軸の上部、３１・・・・・・中間軸、３
′ａ・・・・・・中間軸の上端、４・−・・・・ナイフ
ェツジ、５・・・・・・試料支持用ネジ軸、６・・・・
・−試料台、７・・・・・・試料、８・・・・・・圧子
、９・・・・・・案内筒、１１・・・・・・操作用ナツ
ト、１１ａ・・・・・・ナツトのハンドル、１１ｂ・・
・・・・ナツトの下部円筒状突起、１２・・・・・・荷
重軸位置検出器としてのスイッチ、１２ａ・・・・・・
スイッチの第１切片、１２ｂ・・・・・・スイッチの第
２切片、１３・・・・・・接触片、１４・・−・・・拡
大レバー、１４ａ・・・・・・拡大レバーの基端の支軸
、１４ｂ・・・・・・拡大レバーの自由端、２２・・・
・・・ばね受皿、２３・・・・・・基準荷重用ばね、２
４・・・・・・板ばね、２５・・・・・・試験荷重用重
錘、２６・・・・・・制御軸、２６ａ・・−・・・ロー
ラ、２７，２８・・・・・・案内孔、２９・・・・・・
カム、３０・・・・・・スピンドル、３１・・・・・・
変位計、３２・・・・・・ストッパ兼荷重軸支持部、３
５°°°“°°電磁ブレーキ、３６・・・・・・可動磁
性部材、３７・・・・・・固定磁性部材、３７ａ・・・
・・・環状溝、３７ｂ・・−・・・コイル、３７ｓ・・
・・・・固定電磁石、３８・・・・・・弾性懸吊機構、
３８ａ・・・・・・弾性部材としての板ばね、３９．４
０・・・・・・ボルト、３９ａ 、４０ａ・・・・・・
ボルト挿通孔、４１・・・・・−制御装置、４２゜４３
・・・・・・歯車、４４・・・・・・回転軸、４５・・
・・・・回動部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基端を硬度計本体に枢着されて揺動しうる荷重レバ
   ーと、この荷重レバーに係合すべく上下に延在する荷重
   軸と、同荷重軸を試料を介して押上げるべく上記本体に
   上下動可能に設けられた試料支持用ネジ軸と、このネジ
   軸を昇降させるべく同ネジ軸に螺合した操作用ナツトと
   、上記荷重軸を上記荷重レバーの降下係合に先立って所
   定位置まで押上げるべく、同所定位置への到達を検出し
   うる荷重軸位置検出器と、同検出器の作動により上記操
   作用ナツトを固定しうる電磁ブレーキとをそなえ、この
   電磁ブレーキが、上記ナツトまたはこれに連動する回動
   部材の下側に懸吊機構を介して支持された可動磁性部材
   と、上記検出器の作動時に励磁電流を受けて上記可動磁
   性部材を吸着固定すべく上記本体に設けられた固定電磁
   石とで構成されて、上記懸吊機構が、上記固定電磁石に
   よる上記可動磁性部材の吸引に際して同可動磁性部材の
   下降を許容するが、同可動磁性部材の上記ナツトに対す
   る相対的回転は拘束する板ばねを含んだ弾性的懸吊機構
   として構成されたことを特徴とする、硬度計の荷重軸位
   置決め装置。