JPS63241445A - 押込硬さ試験装置 - Google Patents
押込硬さ試験装置Info
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- JPS63241445A JPS63241445A JP7815687A JP7815687A JPS63241445A JP S63241445 A JPS63241445 A JP S63241445A JP 7815687 A JP7815687 A JP 7815687A JP 7815687 A JP7815687 A JP 7815687A JP S63241445 A JPS63241445 A JP S63241445A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、圧子に試験荷重を負荷し、その時の圧子の試
料表面への押込深さがら試料の硬さを求める押込硬さ試
験装置に関する。
料表面への押込深さがら試料の硬さを求める押込硬さ試
験装置に関する。
[従来の技術]
四角錐等の鋭利な先端部をもつ圧子を試験片の表面に押
し込み、その時の圧子の押込み深さと荷重から表面硬度
を求める押込硬さ試験が硬度測定法の一つとして採用さ
れている。この押込硬さ試験を行なう装置では、試料を
試料台上に載置し、定位置にある試料に対し圧子を下降
させ、圧子が試料表面に接触した点を検出し、この点の
荷重を試料荷重の0点とするとともに、その後の圧子の
変位を押込深さとして検出している。
し込み、その時の圧子の押込み深さと荷重から表面硬度
を求める押込硬さ試験が硬度測定法の一つとして採用さ
れている。この押込硬さ試験を行なう装置では、試料を
試料台上に載置し、定位置にある試料に対し圧子を下降
させ、圧子が試料表面に接触した点を検出し、この点の
荷重を試料荷重の0点とするとともに、その後の圧子の
変位を押込深さとして検出している。
[発明が解決しようとする問題点]
上記従来の押込硬さ試験装置では、圧子が試料表面に接
触すると試料の抵抗で圧子の速度が低下することから、
圧子の速度が一定速度以下に派速した時点を接触点とし
て検出していたので、実際の接触時点との間に誤差を生
していた。また、圧子の負荷手段としては、電子天秤等
が使用されており、負荷伝達部のバネ常数が付加される
ため、天秤等の負荷出力と実際に圧子に加えられる荷重
との間にも差が生じていた。例えば第2図の荷重と変位
の関係を示す特性図において、A曲線が従来法による場
合を示す。同図において、実際に圧子が試料に接触した
時点の変位および荷重はり。
触すると試料の抵抗で圧子の速度が低下することから、
圧子の速度が一定速度以下に派速した時点を接触点とし
て検出していたので、実際の接触時点との間に誤差を生
していた。また、圧子の負荷手段としては、電子天秤等
が使用されており、負荷伝達部のバネ常数が付加される
ため、天秤等の負荷出力と実際に圧子に加えられる荷重
との間にも差が生じていた。例えば第2図の荷重と変位
の関係を示す特性図において、A曲線が従来法による場
合を示す。同図において、実際に圧子が試料に接触した
時点の変位および荷重はり。
、Poであるが、測定される点としては、圧r−接触の
検知誤差が加わったり5.天秤の変位に要する荷重(図
中の破線か示す)が加わったPlとなり、押込終了時の
変位および荷重の測定点はD2、P4となる。これら測
定値による測定硬度値H4はH+ = K / (D
2 D +)2 ・(p4−p+)となるか、理論値
Hoは、変位点D2に対し天秤の変位に要する荷重P2
を考慮してHo−(K/(D2−Do)2) ・ (
P4−P2)となる。したがって従来装置による測定で
は、接触点検出に誤差を含み荷重測定については補正が
必要であり、正確な硬度測定を行なうことができないと
いう問題点があった。また、一定荷重増加速度での硬度
測定を行なうことはできるか、変位の定速負荷を行なう
ことができないという問題点もあった。
検知誤差が加わったり5.天秤の変位に要する荷重(図
中の破線か示す)が加わったPlとなり、押込終了時の
変位および荷重の測定点はD2、P4となる。これら測
定値による測定硬度値H4はH+ = K / (D
2 D +)2 ・(p4−p+)となるか、理論値
Hoは、変位点D2に対し天秤の変位に要する荷重P2
を考慮してHo−(K/(D2−Do)2) ・ (
P4−P2)となる。したがって従来装置による測定で
は、接触点検出に誤差を含み荷重測定については補正が
必要であり、正確な硬度測定を行なうことができないと
いう問題点があった。また、一定荷重増加速度での硬度
測定を行なうことはできるか、変位の定速負荷を行なう
ことができないという問題点もあった。
[問題点を解決するだめの手段コ
上記問題点を解決するために、本発明は次のような構成
を採用した。
を採用した。
すなわち、本発明にかかる押込硬さ試験装置は、所定位
置に保持される圧子に所定荷重を負荷する負荷手段と、
圧子に加えらえる荷重を検出する荷tfH検出手段と、
載置された試料を圧子に当接する方向に移動する可動テ
ーブルと、該可動テーブルを駆動する駆動手段と、試料
台の変位を検出する変位検出手段とを備えてなることを
特徴としている。
置に保持される圧子に所定荷重を負荷する負荷手段と、
圧子に加えらえる荷重を検出する荷tfH検出手段と、
載置された試料を圧子に当接する方向に移動する可動テ
ーブルと、該可動テーブルを駆動する駆動手段と、試料
台の変位を検出する変位検出手段とを備えてなることを
特徴としている。
[作 用コ
駆動手段によって移動する可動テーブルに載置された試
料が所定位置に保持された圧子と接触すると荷重検出手
段が荷重を検出するので・、この荷重検出時を接触点と
することができる。まk、圧子と試料が接触したのち可
動テーブルをさらに圧子側へ8動させれば圧fが試料表
面に押し込まれるが、この時の可動テーブルの変位を変
位検出手段によって検出し、試料の押込深さを求めるこ
とができる。また、荷重検出路によって、試料に加えら
れる荷重を検出することができる。
料が所定位置に保持された圧子と接触すると荷重検出手
段が荷重を検出するので・、この荷重検出時を接触点と
することができる。まk、圧子と試料が接触したのち可
動テーブルをさらに圧子側へ8動させれば圧fが試料表
面に押し込まれるが、この時の可動テーブルの変位を変
位検出手段によって検出し、試料の押込深さを求めるこ
とができる。また、荷重検出路によって、試料に加えら
れる荷重を検出することができる。
し実施例]
第1図は本発明のl実hh例をあられす概略図である。
この押込硬さ試験装置1は、支点Aによって支持された
レバー3と基点Bによって支持され荷重発生部6の荷重
を圧子2に伝える荷重レバー4とで構成されるロバ−パ
ル機構9を有し、これら両レバー3.4の先端部は、試
料8の直上部に圧子2を保持する垂直方向の圧子保持棒
5に枢着されている。この荷重レバー4、負荷発生部6
等は電子天秤式の負荷機構10を構成する。また、圧子
保持棒5には圧子2の変位を検出する差動トランス式の
変位検出器7が設けられている。
レバー3と基点Bによって支持され荷重発生部6の荷重
を圧子2に伝える荷重レバー4とで構成されるロバ−パ
ル機構9を有し、これら両レバー3.4の先端部は、試
料8の直上部に圧子2を保持する垂直方向の圧子保持棒
5に枢着されている。この荷重レバー4、負荷発生部6
等は電子天秤式の負荷機構10を構成する。また、圧子
保持棒5には圧子2の変位を検出する差動トランス式の
変位検出器7が設けられている。
試料8はテーブル12上に載置されるが、テーブル12
は、載置された試料8を圧子2に対し上下動させる移動
装置13上に取り付けら打ている。移動装置13は、枠
体15内の中央部に電磁コイル部16が設けられ、この
電磁コイル部16に生じる1′に磁力によってテーブル
12を移動させるように構成されている。すなわち、電
磁コイル部16に11〈挿されたコア部18が、電磁コ
イル部16に生じる電磁力によってテーブル側へ押し上
げられる力を利用するものである。
は、載置された試料8を圧子2に対し上下動させる移動
装置13上に取り付けら打ている。移動装置13は、枠
体15内の中央部に電磁コイル部16が設けられ、この
電磁コイル部16に生じる1′に磁力によってテーブル
12を移動させるように構成されている。すなわち、電
磁コイル部16に11〈挿されたコア部18が、電磁コ
イル部16に生じる電磁力によってテーブル側へ押し上
げられる力を利用するものである。
この伝達部について説明する。コア部I8の北端部に形
成した突出部18aは、枠体15の上端部にボルト22
によって取り付けた円板ばね19の中央孔に挿入され、
さらに上部の保I、γ板24の凹部24aに部分的に嵌
合している。これらコア部18、円板ばね19、保持板
24はこれらに挿通された締結螺子21によって一体的
に固定される。コア部18は、板ばね19の反力に抗し
ながら電磁力によってL方へ移動1−る。保持板24ト
には、スペーサ25.・・・を介してテーブル設置台2
6が設けられ、これにテーブルI2か設置されている。
成した突出部18aは、枠体15の上端部にボルト22
によって取り付けた円板ばね19の中央孔に挿入され、
さらに上部の保I、γ板24の凹部24aに部分的に嵌
合している。これらコア部18、円板ばね19、保持板
24はこれらに挿通された締結螺子21によって一体的
に固定される。コア部18は、板ばね19の反力に抗し
ながら電磁力によってL方へ移動1−る。保持板24ト
には、スペーサ25.・・・を介してテーブル設置台2
6が設けられ、これにテーブルI2か設置されている。
テーブル設置台2Gの裏面にはテーブルの変位を検出す
る差動トランス式の変位検出器28が設けられている。
る差動トランス式の変位検出器28が設けられている。
上記のように構成された実施例装置における硬度γ1(
11定について説明する。まず、変位検出器7の出力信
呼に基づいて電子天秤10を定位置に設定する。次いで
電磁コイル部16に通電すると、コア部18は円板ばね
19の弾性力に抗しなから上昇し、テーブル12に載置
された試料8が圧子2へ接近していく。この時、電磁コ
イル部16に生じる7F磁力と円板ばね19の反力は等
しい1.さらに、試料8が上シj1シ圧子2と接触する
と、変位検出器7が接触を検知する。荷重発生部6のコ
イルが通電され、圧子2に負荷機構IOによって荷重が
加えられる。
11定について説明する。まず、変位検出器7の出力信
呼に基づいて電子天秤10を定位置に設定する。次いで
電磁コイル部16に通電すると、コア部18は円板ばね
19の弾性力に抗しなから上昇し、テーブル12に載置
された試料8が圧子2へ接近していく。この時、電磁コ
イル部16に生じる7F磁力と円板ばね19の反力は等
しい1.さらに、試料8が上シj1シ圧子2と接触する
と、変位検出器7が接触を検知する。荷重発生部6のコ
イルが通電され、圧子2に負荷機構IOによって荷重が
加えられる。
この荷重量は荷重発生部6に通電される電流量によって
1t(J御される。
1t(J御される。
試料8が圧子2に接触後、試料8はさらに圧子2へ押し
つけらねるが、この時の試料8を押し上げる電磁コイル
16の電磁力は、円板ばね19の反力に圧子2の反力(
負荷機構lOによる荷重)を加えたものと等しくなる。
つけらねるが、この時の試料8を押し上げる電磁コイル
16の電磁力は、円板ばね19の反力に圧子2の反力(
負荷機構lOによる荷重)を加えたものと等しくなる。
この時5円板ばね19の反力Wと円板ばね19の変位δ
の関係は、δ=α・(Wa2/Et)(E :円板ばね
の縦弾性係数、t:円板ばねの厚さ、a:円板ばねの外
側半径、b二円板ばねの内側半径、α:支持方式による
定数(b/aJ、4の時、a=0.044) )となる
。したかって、円板ばね19の反力Wに対して圧子に加
わる荷重を非常に小さくすれば、電磁力と円板ばねの変
位はほぼ比例することになる。そこで、電磁コイル16
の電流を制御することによって円板ばね19の変位速度
、すなわち試料8の圧子2による押込変位速度を制御す
ることができる。また荷重発生部6への通電は変位検出
器7からの検出信号に応じて行なうことができるので、
ループ式の負荷制御が容易となる。
の関係は、δ=α・(Wa2/Et)(E :円板ばね
の縦弾性係数、t:円板ばねの厚さ、a:円板ばねの外
側半径、b二円板ばねの内側半径、α:支持方式による
定数(b/aJ、4の時、a=0.044) )となる
。したかって、円板ばね19の反力Wに対して圧子に加
わる荷重を非常に小さくすれば、電磁力と円板ばねの変
位はほぼ比例することになる。そこで、電磁コイル16
の電流を制御することによって円板ばね19の変位速度
、すなわち試料8の圧子2による押込変位速度を制御す
ることができる。また荷重発生部6への通電は変位検出
器7からの検出信号に応じて行なうことができるので、
ループ式の負荷制御が容易となる。
試料8が圧子2へ押しつけられ、圧子2が試料8の表面
に押込まれる際の荷重は、負荷機構IOの荷「「発生部
6のコイルに通電される電流値によって測定され、圧子
2が試料に押込まれる深さは、変位検出器28によって
検出されるテーブル12の変位と、変位検出器7によっ
て検出される圧子2の変位との差から測定される。
に押込まれる際の荷重は、負荷機構IOの荷「「発生部
6のコイルに通電される電流値によって測定され、圧子
2が試料に押込まれる深さは、変位検出器28によって
検出されるテーブル12の変位と、変位検出器7によっ
て検出される圧子2の変位との差から測定される。
荷重−変位の特性は第2ン1における特性面LaBによ
って示される。すなわち、試料が圧子に接触した時点り
、から荷重が圧子に加えられ、しかも、圧子に加えられ
る荷重は、負荷機構10の出力となり、従来のように電
子天秤によって圧子を試料表面へ移動させる際の天秤自
体の初期の変位に要する荷重が加わらないので、荷重測
定において天!fのばね定数の補正を必要とせず、荷重
が正確に測定されることになる。また、天秤側で荷重を
検出し時点を接触点とすることから、従来のように接触
検知前の押込深さ誤差(第2図におけるDI−Do)を
含まないことになる。したがって測定変位、荷重をD3
.P’3とすれば、本装置による測定硬度値HはH:=
(に/ (D3−PI))・P3となり、正確な硬度測
定を行なうことができる。
って示される。すなわち、試料が圧子に接触した時点り
、から荷重が圧子に加えられ、しかも、圧子に加えられ
る荷重は、負荷機構10の出力となり、従来のように電
子天秤によって圧子を試料表面へ移動させる際の天秤自
体の初期の変位に要する荷重が加わらないので、荷重測
定において天!fのばね定数の補正を必要とせず、荷重
が正確に測定されることになる。また、天秤側で荷重を
検出し時点を接触点とすることから、従来のように接触
検知前の押込深さ誤差(第2図におけるDI−Do)を
含まないことになる。したがって測定変位、荷重をD3
.P’3とすれば、本装置による測定硬度値HはH:=
(に/ (D3−PI))・P3となり、正確な硬度測
定を行なうことができる。
圧子の負荷機構とテーブルの移動機構はそれぞれ独立し
て構成されるので、試料を載置するテーブルと圧子を試
料に押込む機構とがコ字形の機枠に組込まれた従来装置
のように、圧子を試料表面に押込む際、試験機の機枠に
反力が働いて機枠が歪むために生じる変位の測定誤差も
なくすことができ、測定精度を高めることかできる。
て構成されるので、試料を載置するテーブルと圧子を試
料に押込む機構とがコ字形の機枠に組込まれた従来装置
のように、圧子を試料表面に押込む際、試験機の機枠に
反力が働いて機枠が歪むために生じる変位の測定誤差も
なくすことができ、測定精度を高めることかできる。
上記実施例では、テーブルを押し上げる手段を電磁力を
利用したもので構成したが、油圧、スクリュー等を用い
て構成することもできる。
利用したもので構成したが、油圧、スクリュー等を用い
て構成することもできる。
[発明の効果]
上記説明から明らかなように、本発明にかかる押込硬さ
試験装置によれば、圧子と試料の接触時点か正確に検出
でき、しかも電子天秤等の負荷手段によっても圧子に加
えられる荷重を高粒度に検出できる。したがって天秤の
ばね定数を考慮した補正を行なうことなく正確に荷重を
検出できるので、試料の硬度測定を正確に行うことがで
きるようになフた。また、試料側を移動させるので、変
位速度をほぼ一定にした負荷が可能となった。
試験装置によれば、圧子と試料の接触時点か正確に検出
でき、しかも電子天秤等の負荷手段によっても圧子に加
えられる荷重を高粒度に検出できる。したがって天秤の
ばね定数を考慮した補正を行なうことなく正確に荷重を
検出できるので、試料の硬度測定を正確に行うことがで
きるようになフた。また、試料側を移動させるので、変
位速度をほぼ一定にした負荷が可能となった。
第1図は本発明にかかる押込硬さ試験装置の1実施例を
あられす概略図、第2図は従来装置と実施例装置とによ
り、測定される荷重−変位の特性を示す図である。 ■・・・押込硬さ試験装置 2・・・圧子8・・・試料
】0・・・負荷機構12・・・テーブル
13・・・テーブル移動機構11i・・・電
磁コイル 19・・・円板ばね28・・・変位検
出器 特許出願人 株式会社 、a律製作所 代理人 弁理士 菅 原 弘 志 第1図 第2図 櫨5イ立
あられす概略図、第2図は従来装置と実施例装置とによ
り、測定される荷重−変位の特性を示す図である。 ■・・・押込硬さ試験装置 2・・・圧子8・・・試料
】0・・・負荷機構12・・・テーブル
13・・・テーブル移動機構11i・・・電
磁コイル 19・・・円板ばね28・・・変位検
出器 特許出願人 株式会社 、a律製作所 代理人 弁理士 菅 原 弘 志 第1図 第2図 櫨5イ立
Claims (1)
- (1)所定位置に保持される圧子に所定荷重を負荷する
負荷手段と、圧子に加えらえる荷重を検出する荷重検出
手段と、載置された試料を圧子に当接する方向に移動す
る可動テーブルと、該可動テーブルを駆動する駆動手段
と、試料台の変位を検出する変位検出手段とを備えてな
る押込硬さ試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078156A JP2737120B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 押込硬さ試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62078156A JP2737120B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 押込硬さ試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63241445A true JPS63241445A (ja) | 1988-10-06 |
| JP2737120B2 JP2737120B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=13654055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62078156A Expired - Fee Related JP2737120B2 (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 押込硬さ試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737120B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019514024A (ja) * | 2016-04-04 | 2019-05-30 | ナノメカニックス インコーポレイテッド | 補償型機械試験システム |
| CN116735344A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-09-12 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于激光位移测距的微米压痕测试方法及微米压痕仪 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5879249U (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-28 | セイコーエプソン株式会社 | 荷重可変方式硬度計 |
| JPS60115830A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-22 | Shimadzu Corp | 硬度計 |
| JPS6199039U (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-25 | ||
| JPS6256840A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-12 | Shinei Seisakusho:Kk | 硬度計 |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62078156A patent/JP2737120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5879249U (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-28 | セイコーエプソン株式会社 | 荷重可変方式硬度計 |
| JPS60115830A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-22 | Shimadzu Corp | 硬度計 |
| JPS6199039U (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-25 | ||
| JPS6256840A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-12 | Shinei Seisakusho:Kk | 硬度計 |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2019514024A (ja) * | 2016-04-04 | 2019-05-30 | ナノメカニックス インコーポレイテッド | 補償型機械試験システム |
| CN116735344A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-09-12 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于激光位移测距的微米压痕测试方法及微米压痕仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2737120B2 (ja) | 1998-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |