説明

反発式硬度計の検定装置

【課題】検定打撃位置を機械的に更新移動させることにより、制御機器が不要で安価となるうえに、ランニングコストを低減できる反発式硬度計の検定装置を目的とする。
【解決手段】 硬度マスター2への検定打撃位置を更新移動させる位置変更手段3が、上面に硬度マスター2を設けた直立した逆円錐台状の摩擦ローラ5と、該摩擦ローラ5の側面と摩擦接触して該摩擦ローラ5を回転させる中間ローラ6と、該中間ローラ6の背面を当接させる直立した受けローラ7とからなり、これらの摩擦ローラ5及び中間ローラ6はレール9上にスライド可能に搭載されて付勢手段8によって常に受けローラ7側に付勢されており、中間ローラ6は所定角度ずつ間歇回転される回転機構10と、この間歇回転に連動して摩擦ローラ5の側面に沿って下降するねじ送り機構11を備えた第1の発明と、第1の発明において摩擦ローラ5を筒状とし、受けローラ7を傾斜させた第2の発明である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はワークの硬度を測定する反発式硬度計の検定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、硬度計の校正を行う硬度計の検定装置として、硬度計をX・Y方向に移動自在として定盤上に並べたテストピースを硬度計の打撃ハンマにより検定打撃するものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
しかし、打撃ハンマによりテストピースを検定打撃するとテストピースに圧痕が残るため、一度打撃した検定部位を再打撃すると正確な硬度検定ができないため、硬度計の打撃ハンマの位置をコンピュータにより設定されたポイントに基づいて検定毎に移動させるが、コンピュータ及びコンピュータにより制御する機器を組み込まなければならず装置が高価となる問題があった。
【特許文献1】特開2002−62233号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、検定打撃位置を機械的に更新移動することにより、コンピュータや制御機器が不要で安価となるうえに、ランニングコストを低減できる反発式硬度計の検定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、基準硬度を有する硬度マスターへの検定打撃位置を、位置変更手段により検定に影響を与えない離隔距離をもって逐一更新したうえ打撃ハンマにより検定打撃をして検定を行う反発式硬度計の検定装置において、位置変更手段が、上面に硬度マスターを設けた直立した逆円錐台状の摩擦ローラと、該摩擦ローラの側面と摩擦接触して該摩擦ローラを回転させる中間ローラと、該中間ローラの背面を当接させる直立した受けローラとからなり、これらの摩擦ローラ及び中間ローラはレール上にスライド可能に搭載されて付勢手段によって常に受けローラ側に付勢されており、中間ローラは所定角度ずつ間歇回転される回転機構と、この間歇回転に連動して摩擦ローラの側面に沿って下降するねじ送り機構を備えた反発式硬度計の検定装置と、位置変更手段が、上面に硬度マスターを設けた直立した摩擦ローラと、該摩擦ローラの側面と摩擦接触して該摩擦ローラを回転させる中間ローラと、該中間ローラの背面を当接させる傾斜した受けローラとからなり、これらの摩擦ローラ及び中間ローラはレール上にスライド可能に搭載されて付勢手段によって常に受けローラ側に付勢されており、中間ローラは所定角度ずつ間歇回転される回転機構と、この間歇回転に連動して摩擦ローラの側面に沿って下降するねじ送り機構を備えた反発式硬度計の検定装置である。
【0006】
なお、回転機構が送りねじの基軸部に設けられたラチェット歯車と、該ラチェット歯車に係合するラチェットと、該ラチェットを間歇駆動するラチェット駆動シリンダとからなるものとしてもよい。
【0007】
また、ねじ送り機構が中間ローラを挟持する雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に雌ねじに螺挿される送りねじと、中間ローラの内周面に設けたキーと、該キーと係合する送りねじの外周面に形成された縦キー溝とからなるものとしてもよい。
【0008】
さらに、逆円錐台状の摩擦ローラの側面の勾配を半径の逆数に近似させてもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、基準硬度を有する硬度マスターへの検定打撃位置を、位置変更手段により検定に影響を与えない離隔距離をもって逐一更新したうえ打撃ハンマにより検定打撃をして検定を行なう反発式硬度計の検定装置において、位置変更手段が、上面に硬度マスターを設けた直立した逆円錐台状の摩擦ローラと、該摩擦ローラの側面と摩擦接触して該摩擦ローラを回転させる中間ローラと、該中間ローラの背面を当接させる直立した受けローラとからなり、これらの摩擦ローラ及び中間ローラはレール上にスライド可能に搭載されて付勢手段によって常に受けローラ側に付勢されており、中間ローラは所定角度ずつ間歇回転される回転機構と、この間歇回転に連動して摩擦ローラの側面に沿って下降するねじ送り機構を備えたものとしたり、位置変更手段が、上面に硬度マスターを設けた直立した摩擦ローラと、該摩擦ローラの側面と摩擦接触して該摩擦ローラを中間ローラと、該中間ローラの背面を当接させる傾斜した受けローラとからなり、これらの摩擦ローラ及び中間ローラはレール上にスライド可能に搭載されて付勢手段によって常に受けローラ側に付勢されており、中間ローラは所定角度ずつ間歇回転される回転機構と、この間歇回転に連動して摩擦ローラの側面に沿って下降するねじ送り機構を備えたものとすることにより、摩擦ローラの更新移動をコンピュータにより制御することなく機械的に行うことができるので、装置を安価なものとすることができる。しかも、硬度マスターの検定面を有効に使うことができるので、硬度マスターの交換時期を延長することができ、ランニングコストの低減をはかることができる。
【0010】
さらに請求項3のように、回転機構が送りねじの基軸部に設けられたラチェット歯車と、該ラチェット歯車に係合するラチェットと、該ラチェットを間歇駆動するラチェット駆動シリンダとからなるものとすることにより、簡単な構造で中間ローラを確実に間歇回転できるものとなる。
【0011】
さらに請求項4のように、ねじ送り機構が中間ローラを挟持する雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に雌ねじに螺挿される送りねじと、中間ローラの内周面に設けたキーと、該キーと係合する送りねじの外周面に形成された縦キー溝とからなるものとすることにより、中間ローラの下降と回動を同時に行うことができるので、機構をコンパクトなものとすることができる。
【0012】
さらに請求項5のように、逆円錐台状の摩擦ローラの側面の勾配を半径の逆数に近似させたことにより、周方向の移動量のみならず径方向の移動量も略等ピッチとすることができるので、硬度マスターの検定面をより無駄なく有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
次に、本発明の第1の実施形態を図1〜6に基づいて詳細に説明する。
図1において、1は基準硬度を有する硬度マスター2への検定打撃を行なう反発式硬度計4の検定装置であり、該検定装置1は検定に影響を与えない離隔距離をもって検定打撃点を逐一更新させる硬度マスター2の位置変更手段3と、ワークまたは硬度マスター2のいずれか一方に打撃ハンマ4aを配置できる反発式硬度計4とよりなるものである。
【0014】
前記位置変更手段3は図1、6に示されるように、上面に硬度マスター2を設けた直立した移動自在な逆円錐台状の摩擦ローラ5と、該摩擦ローラ5の側面と摩擦接触して摩擦ローラ5を回転させる傾斜した中間ローラ6と、中間ローラ6の背面を当接させる直立した位置固定される受けローラ7と、摩擦ローラ5及び中間ローラ6を受けローラ7側に引き寄せる付勢手段8と、中間ローラ6を所定角度ずつ間歇回転させる回転機構10と、中間ローラ6を間歇回転に連動して摩擦ローラ5の側面方向に下降させるねじ送り機構11とからなる。
【0015】
この位置変更手段3により硬度マスター2が間歇的に周方向に移動しながら径方向に移動されることによって打撃ハンマ4aの検定打撃位置は図5に示されるように、径方向のピッチは狭くなるが周方向のピッチは等間隔の渦巻き状となる。打撃ハンマ4aの打点位置は中間ローラ6の摩擦接触点線上となるので、摩擦ローラ5は接触点の径に関係なく回転機構10の回転量だけ周方向に送られる。
【0016】
逆円錐台状の摩擦ローラ5は図1、6に示されるように、ベース上のレール9に設けられたリニアガイド51に台座52を取り付けてスライド可能とされ、中間ローラ6はベース上のレール9に設けられたリニアガイド51に台座61を取り付けてスライド可能とされている。また、受けローラ7はベースに固定された台座71に取り付けられている。摩擦ローラ5の側面には滑り止め用の網目ローレットが形成されている。また、摩擦ローラ5の側面と摩擦接触する中間ローラ6には滑り止め用のゴムリング6aが嵌着されている。
【0017】
付勢手段8は図1、6に示されるように、スライド可能な摩擦ローラ5の台座52に一端を係止させるとともに他端を受けローラ7の台座71に係止させたスプリングとしている。
【0018】
前記回転機構10は図2、3に示されるように、送りねじ101の基軸部に設けられたラチェット歯車102と、該ラチェット歯車102に係合するラチェット103と、該ラチェット103を間歇駆動するラチェット駆動シリンダ104とからなり、ラチェット駆動シリンダ104を間歇駆動させることにより、ラチェット103はラチェット歯車102を1ピッチ毎に回動させるので、ラチェット歯車102とピン止めされている送りねじ101は間歇回転されることとなる。
【0019】
ラチェット駆動シリンダ104は送りねじ101を1方向(下降方向)にしか回動できないので、送りねじ101を逆回転(上昇方向)させる際は、送りねじ101の基端に取り付けられたクランク付きの手回しハンドル105により送りねじ101を逆回転させる。
【0020】
また、前記ねじ送り機構11は図1、2、6に示されるように、中間ローラ6を挟持するとともに、ねじ送り機構11のフレーム11aに係合されて回り止めされるコ字状の昇降動自在な雌ねじ部材111と、該雌ねじ部材111の雌ねじに螺挿される送りねじ101と、中間ローラ6の軸孔に設けたキー112と、該キー112を係合させる送りねじ101の縦キー溝113とからなり、送りねじ101が回動機構10により間歇回動されることにより、該送りねじ101に螺挿される雌ねじ部材111は下降し、縦キー溝113にキー112を係合させた中間ローラ6は回転しながら下降することとなる。また、中間ローラ6を上昇させる際は、クランク付きの手回しハンドル105を手動により回して送りねじ101を逆回転させて行う。
【0021】
このように中間ローラ6が下降することにより中間ローラ6は順次摩擦ローラ5の逆円錐台上の側面の小径部に摩擦接触していくので、摩擦ローラ5の回転速度は速くなるが、摩擦ローラ5と中間ローラ6との摩擦接触点と打撃ハンマ4aの打撃中心点と垂直線上に位置するため送り量は同じとなり周方向への移動量は摩擦ローラ5の径の大小にかかわらず略一定(等ピッチ)となる。
【0022】
しかし、中間ローラ6が下降して摩擦接触点が摩擦ローラ5の小径部に位置するに従い、中間ローラ6の下降速度に対して摩擦ローラ5の回転速度が速くなり、径方向のピッチは狭められので、打撃ハンマ4aによる打撃点は硬度マスター2の中心に近付くに従い径方向の間隔が次第に狭くなる渦巻き状となる。例えば、摩擦ローラ5の側面(65°の傾斜を有する場合)に沿って3mm降下すると、径方向には3×cos65°=1.27mm移動するが、摩擦ローラ5の半径が半分になると、摩擦ローラ5は2回転することとなる。これは摩擦ローラ5がX方向に1.27mm移動する間に2回転することとなり、打撃点の径方向の間隔は1/2に狭められることとなる。このため検定打撃位置の終端において、径方向に充分な離隔距離が得られるよう初期状態では大きめの離隔距離を与える必要があることはいうまでもない。また、摩擦ローラ5の側面の傾斜を65°としているが、65°に限定されるものではなく、中間ローラ6の回転力が伝達できるものであれば50〜85°としてもよいことはいうまでもない。
【0023】
中間ローラ6は図1、6に示されるように、摩擦ローラ5の側面に対して略直角に当接されるように軸を摩擦ローラ5の傾斜角度(65°)と同じ角度に傾斜され、中間ローラ6の回転力が摩擦ローラ5に的確に伝達されるようにしているが、受けローラ7は中間ローラ6の背面を受け止めるだけでよいので115°の角度で当接させている。なお、中間ローラ6を直立させたものとし、摩擦ローラ5を65°の傾斜を有しているものとしてもよく、この場合中間ローラ6が例えば、3mm垂直に下降すると、摩擦ローラ5の径方向の移動量は3×tan25°=1.4mmとなる。
【0024】
4bは反発式硬度計4の上端に設けられるトリガーボタンであり、該トリガーボタン4bは検定打撃を行う際、打撃ハンマ4aの打撃動作を行う付勢されたトリガーばねを手動またはシリンダ等でリリースさせるためのものである。なお、打撃ハンマ4aを検定面への押付動作に伴って打撃ハンマ4aを自動的にリリースされるものとしてもよいことはいうまでもない。
【0025】
このように構成されたものは、コンベアにより搬送されるワークに対して反発式硬度計4によりワークの硬度測定を行い、測定回数が例えば、100回に達するか、1日ワークの硬度測定を行ったら、反発式硬度計4をコンベアと並設される検定装置1に移動させ、反発式硬度計4の打撃ハンマ4aを検定装置1の硬度マスター2の検定面に当接させたうえ、トリガーボタン4bを作動させて打撃ハンマ4aは基準硬度を有する硬度マスター2に対して検定打撃を行う。この検定打撃による検出値に基づいて反発式硬度計4の較正を行い硬度測定値が変わることがないようにしている。
【0026】
較正後、反発式硬度計4を再びコンベア上のワーク位置に移動させてワークの硬度測定を繰り返すこととなる。そして、ワークの硬度測定回数が所定数に達するか、1日の作業が終了したら、再び、反発式硬度計4を検定装置1の硬度マスター2上に移動させて検定打撃を行うこととなるが、硬度マスター2と打撃ハンマー4a位置は前回の検定打撃位置と同じで、打撃ハンマー4aによる圧痕が残っているため、更新移動手段3を作動させて硬度マスター2の打撃位置を検定に影響しない離隔距離だけ移動更新する。
【0027】
更新移動手段3による硬度マスター2を取り付けた逆円錐台状の摩擦ローラ5の更新移動は、回転機構10のラチェット駆動シリンダ104を作動させることにより、ラチェット歯車102はラチェット103により1ピッチ送られることとなる。ラチェット歯車102の軸は送りねじ101と同軸となっているため、ラチェット歯車102が1ピッチラチェット送りされると、送りねじ101はラチェット歯車102の送りピッチ分回動することとなる。
【0028】
送りねじ101が回動されることにより送りねじ101とキー係合されている中間ローラ6は送りねじ101の回動にともなって回動すると同時に、下降する雌ねじ部材111に挟持されて下降されることとなる。そして、下降する中間ローラ6はスプリング8により摩擦ローラ5と受けローラ7間に押圧された状態で摩擦ローラ5の径の小さい側面に移行するので、摩擦ローラ5と受けローラ7間の間隙は狭まることとなる。
【0029】
この動作により摩擦ローラ5は周方向に移動されるとともに径方向への移動を行うこととなる。この移動により摩擦ローラ5の硬度マスター2は打撃ハンマ4aの検定打撃位置を前回の検定打撃位置から検定に影響のない離隔距離だけ隔てられることとなる。中間ローラ6が回転機構10のラチェット駆動シリンダ104のラチェット動作により、例えば、摩擦ローラ5の側面(65°の傾斜を有する場合)に沿って3mm下降すると、径方向には3×cos65°=1.27mm移動することとなる。この打撃点位置は中間ローラ6と摩擦接触する摩擦ローラ5の半径が小さくなるに従い、摩擦ローラ5の回転量(回転速度)が増すため径方向の移動量は減少してゆくこととなる。
【0030】
そして、新しい検定打撃位置においてトリガーボタン4bを作動させてトリガーばねにより付勢されている打撃ハンマ4aによる硬度マスター2に対する検定打撃を行い測定値に基づいて較正を行うことにより、反発式硬度計4によるワーク硬度を常に正確に測定することができるものとなる。
【0031】
また、図7、8、9、10は第2の実施形態を示すものであり、摩擦ローラ5の側面即ち勾配を図10に示されるように、直線ではなく半径の逆数に近い値となる2次曲線とすることにより、図8に示されるように、周方向の移動量のみならず径方向の移動量も略等ピッチとすることができる。このように硬度マスター2への検定打撃位置を初期から終端まで略一定且つ、最小の離隔距離とすることにより硬度マスター2の全面積を有効に利用できるようにした点が、第1の実施形態と相違する以外は作用効果は同じため同一符号を付して説明を省略する。
【0032】
図11は第3の実施形態の概略図を示すものであり、位置変更手段3を、上面に硬度マスター2を設けた直立した摩擦ローラ5と、該摩擦ローラ5の側面と摩擦接触して摩擦ローラ5を回転させる直立した中間ローラ6と、該中間ローラ6の背面を当接させる傾斜した受けローラ7とからなるものとし、摩擦ローラ5及び中間ローラ6は敷設されたレール9に載置される台車に搭載されて受けローラ7側に付勢されている。摩擦ローラ5及び中間ローラ6を受けローラ7側に付勢する付勢手段8は、摩擦ローラ5の台車を電動台車としたり、摩擦ローラ5の台車を押すスプリングとしたりする。また、10は中間ローラを所定角度ずつ間歇回転させる回転機構であり、11は回転機構10による間歇回転に連動して下降するねじ送り機構である。
【0033】
この実施形態において、中間ローラ6を受ける受けローラ7が例えば、65°の角度で傾斜して軸支され、直立された中間ローラ6が例えば3mm垂直に下降すれば、摩擦ローラ5の径方向の移動量は3×tan25°=1.4mmとなる。
【0034】
前記第3の実施形態は、摩擦ローラ5の側面を垂直とするとともに中間ローラ6を直立させ、受けローラ7を傾斜させることにより、摩擦ローラ5上面の硬度マスター2の移動量は径方向及び周方向とも略一定ピッチ(中心部を除く)となるので、硬度マスター2の検定面を無駄なく有効に利用することができる点及び摩擦ローラ5及び中間ローラ6を台車に搭載した点が第1及び第2の実施形態と相違する以外は作用効果は同じため同一符号を付して説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す一部切欠正面図である。
【図2】第1の実施形態の回転機構とねじ送り機構を示す一部切欠正面図である。
【図3】同じくその平面図である。
【図4】同じくその横断断面図である。
【図5】第1の実施形態の概略説明図である。
【図6】本発明の第1の実施形態において中間ローラを下降させた状態を示す一部切欠正面図である。
【図7】本発明の第2の実施形態を示す一部切欠正面図である。
【図8】第2の実施形態の概略説明図である。
【図9】本発明の第2の実施形態において中間ローラを下降させた状態を示す一部切欠正面図である。
【図10】勾配(tanθ)を半径の逆数に近似させた摩擦ローラを示す一部切欠正面図である。
【図11】本発明の第3の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【0036】
2 硬度マスター
3 更新移動手段
4 反発式硬度計
4a 打撃ハンマ
5 摩擦ローラ
6 中間ローラ
7 受けローラ
8 付勢手段
10 回転機構
11 ねじ送り機構
102 ラチェット歯車
103 ラチェット
104 ラチェット駆動シリンダ
111 雌ねじ部
101 送りねじ
112 キー
113 縦キー溝

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基準硬度を有する硬度マスターへの検定打撃位置を、位置変更手段により検定に影響を与えない離隔距離をもって逐一更新したうえ打撃ハンマにより検定打撃をして検定を行う反発式硬度計の検定装置において、位置変更手段が、上面に硬度マスターを設けた直立した逆円錐台状の摩擦ローラと、該摩擦ローラの側面と摩擦接触して該摩擦ローラを回転させる中間ローラと、該中間ローラの背面を当接させる直立した受けローラとからなり、これらの摩擦ローラ及び中間ローラはレール上にスライド可能に搭載されて付勢手段によって常に受けローラ側に付勢されており、中間ローラは所定角度ずつ間歇回転される回転機構と、この間歇回転に連動して摩擦ローラの側面に沿って下降するねじ送り機構を備えたものであることを特徴とする反発式硬度計の検定装置。
【請求項2】
基準硬度を有する硬度マスターへの検定打撃位置を、位置変更手段により検定に影響を与えない離隔距離をもって逐一更新したうえ打撃ハンマにより検定打撃をして検定を行う反発式硬度計の検定装置において、位置変更手段が、上面に硬度マスターを設けた直立した摩擦ローラと、該摩擦ローラの側面と摩擦接触して該摩擦ローラを回転させる中間ローラと、該中間ローラの背面を当接させる傾斜した受けローラとからなり、これらの摩擦ローラ及び中間ローラはレール上にスライド可能に搭載されて付勢手段によって常に受けローラ側に付勢されており、中間ローラは所定角度ずつ間歇回転される回転機構と、この間歇回転に連動して摩擦ローラの側面に沿って下降するねじ送り機構を備えたものであることを特徴とする反発式硬度計の検定装置。
【請求項3】
回転機構が送りねじの基軸部に設けられたラチェット歯車と、該ラチェット歯車に係合するラチェットと、該ラチェットを間歇駆動するラチェット駆動シリンダとからなることを特徴とする請求項1または2に記載の反発式硬度計の検定装置。
【請求項4】
ねじ送り機構が中間ローラを挟持する雌ねじ部材と、該雌ねじ部材に雌ねじに螺挿される送りねじと、中間ローラの内周面に設けたキーと、該キーと係合する送りねじの外周面に形成された縦キー溝とからなることを特徴とする請求項1または2に記載の反発式硬度計の検定装置。
【請求項5】
逆円錐台状の摩擦ローラの側面の勾配を半径の逆数に近似させたことを特徴とする請求項1に記載の反発式硬度計の検定装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2009−68933(P2009−68933A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−236220(P2007−236220)
【出願日】平成19年9月12日(2007.9.12)
【出願人】(393011038)菱栄エンジニアリング株式会社 (59)