JPS6236169B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、予荷重および主荷重または計測荷重
で動作し、インデンタが基準平面に相対的に移動
して被験工作物に通常当接するところの、特に安
全停止装置を備えた硬度試験機に関するものであ
る。

予荷重および主荷重で動作しかつ非常に高い印
加荷重たとえば最高3000Kgで動作する硬度試験機
は周知であり、このような硬度試験機においては
印加荷重はインデンタ軸、たとえば、液圧ジヤツ
キのロツドと同軸または平行なスラストを与える
のに適応したスラスト部材によつて伝達される。

印加荷重が高いため、前記硬度試験機の操作は
ある場合に危険になる。たとえば、試験すべき工
作物の誤配置または大きな傾斜のために、インデ
ンタ先端が基準平面から通常の率より大きく突出
し、主荷重の応力がかかる部材に故障を引起こ
す。

別の危険な場合は、たとえば、作業員がインデ
ンタと被験工作物との間に片手を挿入したため
に、試験機が作業員を傷害しうる場合である。

インデンタの貫入率を確かめるのに適応した装
置は本技術分野で既知であるが、これらの装置は
工作物硬度が所要限界内に含まれるか否かを確か
めるために設計されている。

予荷重および主荷重方式により工作物の真の硬
度を試験する必要性は主荷重の印加を常に要求し
てきた。したがつて、片手が被験工作物とインデ
ンタとの間に挿入された場合または被験工作物が
インデンタと接触しないで基準平面と接触する場
合に、前記既知装置は主荷重の印加を防止するの
に適応した安全装置としては使用できない。

前記既知装置の例は米国特許第2858696号およ
び英国特許第1245295号に開示されている。

英国特許第1183277号には、予荷重が主荷重の
見越された印加によつて乱されたとき試験サイク
ルが停止されなければならないことを信号するの
に適応した手動制御計器用安全装置が開示されて
いる。しかしながら、サイクルの停止は主荷重が
印加された後にのみ起こる。

米国特許第4059990号には、インデンタが複動
シリンダによつて移動させられるから、高い主荷
重で動作すると考えられる硬度試験機が開示され
ている。

空気のような制御流体の流量が工作物硬度に比
例して絞られ、この絞りに応答するゲージが、硬
度値が所定限界外であるとき、警報の発生または
被験工作物の排出を引起こす。しかしながら、こ
の場合にも、装置は主荷重が印加されたときに作
動する。

米国特許第3934464号には、予荷重および主荷
重方式に従つて動作せず、インデンタが所定率で
工作物に貫入し、硬度はインデンタに印加された
荷重に関連して試験されるように動作するところ
の硬度試験機が開示されている。この場合にも、
危険な印加荷重はインデンタおよび基準平面に作
用する。

本発明の一目的は、予荷重印加段階において、
金属のような試験すべき材料に関して、同一主荷
重下でインデンタに対して予決定された最大貫入
率より高い率でインデンタが基準平面から突出し
た場合に、主荷重の印加前に試験動作を中断する
ことによつてすべての傷害性危険を解消すること
である。

このようにして、被験工作物が基準平面に当接
しても、インデンタが被験工作物の表面に接触し
ないとき、またはインデンタが主荷重下で見越さ
れた最大貫入率よりも大きい率で下にある軟い物
体（たとえば手）に貫入したとき、主荷重印加が
防止されかつ計器の上昇が引起こされ、それによ
り危険な結果が回避される。

本発明は、インデンタが試験すべき工作物の表
面に通常当接する基準平面に相対的に移動しかつ
工作物へのインデンタの接近動作ならびに予荷重
および主荷重印加がスラスト部材によつて自動的
に実行されるところの、予荷重および主荷重で動
作する硬度試験機に関し、その特徴として、片手
が偶発的にインデンタの下に挿入された場合のよ
うに、または試験すべき工作物の位置が異常のた
めに、インデンタが感知できる程度の抵抗に会わ
ず、その結果インデンタが正常動作において見越
された最大突出より大きい率で基準平面から突出
する場合に、見越し全荷重（予荷重と主荷重）の
印加を防止するために主荷重印加前の時点で試験
サイクルを停止する信号を送ることのできる部材
が設けられている。

スラスト部材を停止する信号を発する部材は一
対の電気接点から構成され、一方の接点はインデ
ンタと共に可動な部材上に配置され、他方の接点
は基準平面と共に可動な部材上に配置され、両接
点は休止状態においては離間されており、インデ
ンタが正常動作において見越された最大突出より
大きい率で基準平面から突出したときにのみ接触
するようになつている。

つぎに添付図面を参照して本発明の実施態様に
ついて説明する。

図面を参照すると、参照数字１は硬度試験機を
支持移動しかつそれに荷重を印加するのに適応し
たスラスト部材の端部分を示す。

前記スラスト部材は、たとえば、上下移動がソ
レノイド バルブで制御される、複動液圧ジヤツ
キのロツドである。

スラスト部材１には剛性フレーム２が固定さ
れ、この剛性フレームは上部水平アーム３、中間
水平４および下部水平アーム５を備えている。水
平アーム３の下には弾性金属リングで構成された
荷重計６が配置され、荷重計６は後述するように
インデンタ（indentor）ロツド７に主荷重を伝達
するのに適応している。

荷重計６の垂直変形はレバー８によつて検出さ
れ、レバーの変位はゲージ９を作動させ、ゲージ
９の機能は、荷重計６の変形が所望主荷重たとえ
ば3000Kgに対応したとき、部材１の変位を停止す
ることである。

荷重計６の下にはインデンタ ロツド７の上端
１１をある遊びをもつて受入れるシート１０が設
けられている。スプリング１２は前記シートのま
わりに配置され、荷重計６とロツド７に設けられ
たフランジ１３との間に圧縮されている。スプリ
ング１２はインデンタに予荷重を与えるために設
計されたスプリングであり、前記予荷重は主荷重
の数分の一である。

フレーム２の水平アーム４，５は２つの同軸孔
を有し、インデンタ ロツド７とロツド７を収容
する管状部材１４をガイドする。

管状部材１４の下端１５はインデンタ担体１６
のガイドとして作用し、インデンタはこの場合ボ
ール１７で形成されている。

基準平面１８はブツシング１９によつて与えら
れ、ブツシング１９は一方の側２０で延在して計
測ゲージ２１の支持体を形成し、他方の側２２で
上昇して管状部材１４と共にガイド カプリング
を形成し、この場合カプリングは要素２２および
部材１４の横突起２３と係合する２つの平行な弾
性薄層から構成されている。

比較的低荷重たとえば7/8Kgのコイル スプリ
ング２４は基準平面と剛性フレームとの間に配置
され、試験すべき工作物上に基準平面１８を支持
するようになつている。

管状部材１４の片側からアーム２５が突出し、
その末端には上方指向フオーク２６が設けられ、
フオークのアームはアーム２５に設けられた孔２
７のまわりに配置されている。

孔２７の中をアーム５の上方指向端部２８が通
り、休止位置において、前記端部は自動ゼロ設定
に通常使用される装置のスライダ２９′のフオロ
ワ２９と接触している。

管状部材１４のアーム２５から垂下するストツ
パ３０は剛性フレーム２のアーム５と係合し、管
状部材１４の相対的下方変位を低減する。

本発明に従つて、第一の電気接点３１はアーム
２５の端に配置され、第二の電気接点３２は、好
適にはスプリング３４で軸方向に押圧され、基準
平面１８のフレーム上に設けられた支持体３３上
に配置されている。２つの接点３１，３２は、予
荷重位置において、すなわち、予荷重下でインデ
ンタ１７が基準平面に対して後退させられるとこ
ろの位置において、インデンタが試験すべき正常
な工作物に作用するときインデンタに対して見越
される最大貫入深さよりやや大きい距離にある。

インデンタ突出は、休止状態において、ストツ
パ３０で制限されるから、最大見越突出より小さ
い。

以上の構成により、インデンタ１７がある所定
材料に効果的に作用するまで、２つの接点は接触
せしめられない。

接点３１，３２は適切な部材の電気回路、たと
えば、リレイのコイル３５に挿入され、コイルが
付勢されると、コイルはアーマチユアを引付け、
それにより第二の電気回路３６をしや断する。前
記回路３６はスラスト動力部材に作用してそれを
停止させ、好適には計器の上方移動を引起こす。
たとえば、それは部材１を移動させる複数シリン
ダを制御するソレノイド バルブに作用し、前記
シリンダのリターン チヤンバに給液する。

上記硬度試験機の操作は下記のようにして行な
われる。部材１が降下させられ、それにより試験
機が降下してインデンタ１７が被験工作物に接触
し、ついでインデンタ１７は基準平面１８に相対
的に後退し、基準平面は被験工作物に接触しなく
なる。この時点で、スプリング１２は圧縮されて
予荷重を与える。

基準平面はスプリング２４で与えられる制限さ
れた圧力で工作物に押付けられる。この時点で隆
起部分２８の端はスライダ２９′から分離し、ス
ライダはフオーク２６の摩擦によつてインデンタ
の動きを追従する。

部材１がフレーム２と共に降下を続行すると、
ロツド１１はシート１０の底に接触し、その結果
荷重計６を介して主荷重がインデンタ１７に伝達
され、この主荷重はレバー８を介してゲージ９で
検知される。ゲージ９があるレベルに達すると、
ゲージは電気的手段によつて部材１の降下を停止
し、それにより主荷重が一定に維持される。

主荷重が加えられると、インデンタ１７は工作
物に貫入する。このようにして摩擦フオーク２６
はスライダ２９′を引きながらインデンタの変位
を追従する。このようにしてゲージのフオロワ２
１はスライダ２９′を追従し、ゲージは主荷重下
の貫入率を指示する。

基準平面の下に工作物の誤配置または大きな傾
斜により空間がある場合には、または基準平面の
下に予荷重段階中手のような軟い物体がある場合
には、スプリング１２の力によりインデンタは正
常な試験の場合の率より大きい率で基準平面から
押出される。前記予荷重スプリング１２は、3000
Kgの印加荷重に対して約40〜100Kgの自己荷重を
有し、インデンタの再上昇を阻止するが、基準平
面はスプリング２４の力に打勝つて上昇する。ス
プリング２４のこの力は約７Kgである。

インデンタが有効率を超えて突出すると、接点
３１と３２が接触し、それによりリレイ３５が付
勢され、それにより電気回路３６の状態が変化
し、それによりただちに部材１の降下が停止され
かつ部材１は計器と共に上昇させられる。

たとえば、3000Kgの主荷重で動作しかつ球形イ
ンデンタが10mmの直径を有する場合には、２つの
接点３１と３２の接触を起こすのに十分な、基準
平面からのインデンタの安全突出は約１mmに予決
定することができる。すなわち、鉄系材料（鋼、
鋳鉄など）の場合に正常動作中インデンタの最大
突出量は１mmより小さい。

本発明はもちろん3000Kg以下の任意の主荷重値
の場合にも有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の休止位置にある硬度試験機の略
式線図である。 １…スラスト部材、２…フレーム、３…アー
ム、４…アーム、５…アーム、６…荷重計、７…
インデンタ ロツド、８…レバー、９…ゲージ、
１０…シート、１２…スプリング、１３…フラン
ジ、１４…管状部材、１５…下端、１６…インデ
ンタ担体、１７…ボール、１８…基準平面、１９
…ブツシング、２３…横突起、２４…スプリン
グ、２５…アーム、２６…フオーク、２７…孔、
２９′…スライダ、２９…フオロワ、３０…スト
ツパ、３１…電気接点、３２…電気接点、３３…
支持体、３４…スプリング、３５…リレイ、３６
…電気回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インデンタ１７が試験すべき工作物の表面に
   通常当接する基準平面１８に相対的に移動しかつ
   工作物へのインデンタの接近動作ならびに予荷重
   および主荷重印加がスラスト部材１によつて自動
   的に実行されるところの、予荷重および主荷重で
   動作する硬度試験機において、 一対の電気接点３１，３２を備え、一方の接点
   ３１がインデンタ１７と共に可動なアーム２５上
   に配置され、他方の接点３２が基準平面１８と共
   に可動な支持体３３上に配置され、上記両接点３
   １，３２は離間されており、インデンタ※１７が
   感知できる程度の抵抗に会わず、正常動作におい
   て見越された最大突出より大きい率で基準面１８
   から突出したときにのみ接触し、主荷重印加前に
   試験サイクルを停止させることを特徴とする安全
   停止装置を備えた硬度試験機。 ２ 試験サイクルを停止させる電気接点３１，３
   ２はまたスラスト部材１の反転を引き起こして試
   験機を休止位置にリセツトすることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の安全停止装置を備え
   た硬度試験機。