JPS6042356Y2 - 硬さ試験機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はたとえば球または円柱など回転体の外周面のひ
つかき硬さを測定する硬さ試験機に関する。

軸、ピン、鋼球などの回転体の円周方向に沿った硬さの
分布の高低は製品寿命およ機械的性質に影響を及ぼすの
で、上記回転体の円周に沿って連続的に硬さを簡便かつ
正確に測定できる硬さ試験機が要請されている。

従来、試料の表面が曲率をもっている場合、試験面を研
磨などで平面に仕上げ、ビッカース硬さ試験やロックウ
ェル硬さ試験を行っている。

しかしながら、この方法によれば、試験面を形成するの
に手間がかかる上に、製品自体に大きな傷がついてしま
い試験済み後の製品は廃却しなければならなず、さらに
表面に加工変質層が生成されるので測定精度にも問題が
あった。

また、曲率半径がある程度大きい場合は、曲面上で試験
が可能であり、必要に応じて測定値を補正し、平面上の
硬さに換算している。

しかし、この場合も曲率半径がある程度中さい場合は、
曲面に直接くぼみを設けて硬さを測ることは不可能であ
る。

本考案は上記事情を考慮してなされたもので、回転体載
置台に回転体を回転自在に保持し、上記回転体載置台の
底部に設けられた貫通孔よりひっかき圧子を回転体に一
定の荷重で当接させ、回転体駆動部により回転体を押圧
すると同時に一定速度で回転させひつかきみぞを回転体
の外周面に形成して、正確かつ能率的に回転体の外周面
の硬さを連続的に測定できる硬さ試験機を提供すること
を目的とする。

以下、本考案を図面を参照して実施例にもとづいて詳述
する。

第１図および第２図は、それぞれ本実施例の硬さ試験機
を示す平面図と正面図である。

基台１には内部に収納空間２が形成されており、この基
台１の上面部の一端部に凹部が形成されこの凹部には試
験面載置台３が着脱自在い嵌設・固定されており、他端
部にはエアシリンダからなる駆動装置４が固定されてい
る。

この駆動装置４からピストンロッド５が基台１の上面に
沿って上記回転体載置台３方向に突出しており、矢印Ａ
に示す方向に往復摺動自在である。

このピストンロッド５の先端部には、ピストンロッド５
の摺動方向に直角に挿通されたピン６により、アーム７
がこのピン６を中心に回動自在に連結されている。

ただし、アーム７の上記ピストンロッド５との連結部近
傍に設けられたストッパ８により、アーム７は基台１や
回転体載置台３に衝突しないようにピストンロッド５の
延長線より一定の角度以上基台１方向には回転しないよ
うに設定されている。

さらに、上記回転体載置台３の直上部には円盤上の重し
部分９がアーム７に着脱自在に連結されている。

この重し部分９の下面には、たとえば硬質ゴムなどの弾
性物質からなる当接面１０が付設されている。

一方、前記回転体載置台３には陥落部分１１が形成され
て、この陥落部分１１には検査対象となるたとえば球、
円柱などの回転体１２が、その回転軸がピストンロッド
５の摺動方向に直角の方向を向くように回転自在に保持
されている。

前述した当接面１０は、上記回転体１２が１回転するに
足る大きさをもっており、回転体１２を押圧して、ピス
トンロッド５の運動に従って、摺動自在になっている。

第３図は円柱又は円筒を載置する回転体載置台３の拡大
図を示してり、その陥落部分１１は断面がほぼｖ字に形
成されている。

上記陥落部分１１を形成する斜面１３．１３には回転体
１２を点接触で保持するためのピン１４・・・・・・が
埋設されている。

また、第４図は球を載置するための回転体載置台３を示
しており、その陥落部分１１はすり林状に形成され、こ
のすり鉢の斜面１３に沿って放射状にピン１４・・・・
・・が埋設されている。

陥落部分１１の底部からは、回転体載置台３と基台１の
両方を連続して貫通する貫通孔１５が、収納空間２に開
口している。

この貫通孔１５中には回転体１２に対して垂直荷重を付
与するひつかき圧子１６が滑重自在に挿通され、その一
端部は回転体１２の外周面に当接する頂角が９０’の円
錐状の鋭い尖端に形成されており、他端部は収納空間２
に設けられている圧子固定具１７に挿着され、取付ねじ
１８により固定されている。

このひつかき圧子１６の垂直荷重は重し部分９からの押
圧力以下である。

さらに収納空間２内部には荷重負荷機構部１９が設けら
れている。

この荷重負荷機構部１９は棒状のてこ２０とこのてこ２
０を揺動自在に支持する支点２１からなっている。

上記てこ２０の一端は上記圧子固定具１７の他端部に係
合している。

また、てこ２０の他端は収納空間２の基台１の側面にお
ける開口部から外方に突出しその上部に荷重受皿２２が
取付けられている。

この荷重受皿２２の直下に、衝撃力を緩和するオイルダ
ンパ２３が設置されている。

このオイルダンパ２３のシリンダからはピストンロッド
２４が出て、てこ２０に接続されている。

また、収納空間２内部の圧子固定具１７には支持板２５
の一端が固定されており、さらにこの他端には棒状２６
が上下動（第２図中矢印Ｂ方向）自在に固定されている
。

この棒状２６の一端は位置変化を電気信号に変換する差
動トランス２７に連結され、他端はらせんばね２８の一
端に連結されている。

また、収納空間２内壁には互いに平行な２枚の板ばね２
９，２９のそれぞれの一端が固定され、他端は、それぞ
れ上記らせんばね２８の棒体２６に連結していない他端
と棒体２６の一部に接続されている。

さらに、上記板ばね２９，２９の中の１枚に当接するカ
ム状の零調整つまみ３０が設置されている。

なお、本実施例の硬さ試験機には、上記回転体１２を取
り出して、形成された溝の幅を計測するための図示せぬ
みぞ形状測定部が付設している。

つぎに上記実施例の硬さ試験機の使い方について説明す
る。

まず、ひつかき圧子１６を圧子固定具１７に取り付けた
後、検査対象となる回転体１２の大きさ、形状に対応し
た回転体載置台３を基台１に取り付は回転体１２を回転
体載置台３の陥落部分１１に載置する。

しかる後、重し部分９の当接面１０を回転体１２の上部
に密着して当接させ、回転体１２を陥落部分１１に対し
て一定の荷重で押圧する。

つぎに零調整つまみ３０を回すことにより、棒体２６と
これに連接・固定された圧子固定具１７を微小変位させ
て、回転体１２の外周面にひつかき圧子１６を接触させ
て、零点調整する。

さらに、荷重受皿２２に所要の試験荷重３１をを載置し
、ひつかき圧子１６を介して回転体１２に一定の荷重を
負荷する。

しかして、駆動装置４を起動させ、ピストンロッド５を
矢印Ａ方向に一定速度で動かす。

このピストンロッド５に接続するアーム７および重し部
分９も一定速度で連動し、回転体１２は当接面１０によ
り密着して押圧されているので当接面１０との間にすべ
りを生じることなく一定速度で、陥落部分１１内にて回
転する。

このとき、ひつかき圧子１６は回転体１２の外周面に沿
って連続的に一定長さのひつかき溝を形成する。

ひつかき溝形威後試験荷重３１を除去し、回転体１２を
取り出して、みぞ形状測定部により、ひつかきみぞの幅
を測定する。

最終的には、このひつかきみぞの幅ｂ （ｍ＋ｙ＋）の
測定値の２乗ｂ２（−）でひつかき圧子１６の回転体１
２に対する垂直荷重Ｐ （ｋｇ）を除すことにより、ひ
つかき硬さＨｃは次式で求める。

ＨＣ＝Ｐ／ｂ２ そこで、求めたひつかき硬さの値にもとづいて、種々の
技術上の解析を行うが、その一例として、外周面上の位
置と上記ひつかき硬さとの関係をグラフ上にプロットす
るやり方がある。

このやり方によれば回転体１２の外周面の連続的な硬度
分布がわかるので、これから製品の良否や熱処理条件の
適否を判定する。

以上述べたように、本考案の硬さ試験機は、回転体載置
台により回転体を回転自在に保持し、上記回転体載置台
の底部から一定の荷重でひつかき圧子を当接させ、さら
に回転体駆動部により回転体を押圧すると同時に一定速
度ですべりなく回転させて、回転体の外周面に沿って連
続的にひっかき溝を形成させるようにしたもので、従来
困難とされていた曲率の小さい回転体の外周面方向の硬
度を連続的かつ能率的に測定できる。

なお、上記実施例における回転体載物台は回転体の形状
・大きさに対応した陥落部分形状をもつ試料載置台に適
宜交換してもよい。

また、同様にひつかき圧子についても、検査対象の寸法
、特性に対応したひつかき圧子に交換することにより、
測定精度を一層向上させることができる。

さらに試験荷重が大きい場合には、重し部分の上部に追
加の荷重を載置することにより、回転体が浮き上がるこ
とを防止してもよいし、試験荷重に対して拮抗する重さ
をもつ重し部分に適宜交換できるようにしてもよい。

その細氷考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変形自在で
あるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本考案の一実施例の硬さ
試験機の平面図および正面図、第３図は第１図および第
２図に示す硬さ試験機の回転体載置台を示す斜視図、第
４図は第３図の回転体載置台とは陥落部分が異なる回転
体載置台を示す斜視図である。 ３・・・・・・回転体載置台、１０・・・・・・当接面
、１１・・・・・・陥落部分、１２・・・・・・回転体
、１５・・・・・・貫通孔、１６・・・・・・ひつかき
圧子、１９・・・・・・荷重負荷機構部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転体を回転自在に保持する陥落部分が設けられ上記陥
   落部分の低部に貫通孔が穿設されている回転体載置台と
   、上記回転体を上記陥落部分に対して回転自在に押圧し
   上記回転体をすべりなく一定速度で回転させる当接面を
   有する回転体駆動部と、上記貫通孔に滑動自在に挿通さ
   れ上記回転体の外周面に当接する端部が一定の角度をな
   すひつかき圧子と、上記ひつかき圧子を介して上記回転
   体に一定の荷重を負荷する荷重負荷機構部とを具備する
   ことを特徴とする硬さ試験機。