JPH01102338A - 硬さ自動測定方法及びその装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、硬さ自動測定方法及びその装置に係わり、
更に詳しくは例えばゴム材料、プラスチック材料等の試
料を自動的に供給して、かつその硬度を自動的に測定す
る硬さ自動測定方法及びその装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、ゴム材料、プラスチック材料等の硬度を自動的に
測定する装置としては、例えば実開昭５７−１７７１５
７号公報、特開昭５９−２１６０３６号公報。

特開昭６０−１４３７３９号公報等に開示されているよ
うに種々の装置が提案されている。

然しなから、このような従来の測定装置は、いずれも−
個ずつの試料の硬度を測定する方法は開示されているが
、試料を連続して供給したり、一つの試料の数箇所を連
続して測定するような方法は開示されておらず、従って
、測定装置に試料をセットしたり、試料の移動及び試料
の取外しは、全て人手により行っていることから作業能
率が極めて悪いと言う問題があった。

また、温度を一定状態にした恒温槽内において試料の硬
度を測定する方法も、例えば実開昭６０−１７４４７号
公報や、実開昭６２−６２９５０号公報で開示されてい
るが、この硬度測定装置も、−個ずつの試料の硬度を測
定する方法のみしか開示されておらず、従って試料を連
続的に供給しながら自動的に硬度を測定する方法は開示
されておらず、上記の従来例と同様に測定装置に試料を
　　　′セットしたり、試料の移動及び試料の取外しは
全て人手により行わなければならないと言う問題があっ
た。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出された
もので、その目的とするところは恒温槽内に収容した複
数個の試料を、所定の温度に保ちながら硬度測定位置ま
で順次送り出して試料の硬さを自動的に、かつ精度良く
測定することを可能にした硬さ自動測定方法及びその装
置を提供するものである。

〔発明の構成〕

この発明は上記目的を達成するため、架台上に温調装置
を備えた開閉可能かつ密閉可能な恒温槽を設置し、この
恒温槽内の所定位置に、試料を収容した試料ホルダーを
摺動かつ多段的に積み重ねたガイドホルダ・−を少なく
とも一本以上載置し、前記ガイドホルダー内を自重によ
り降下する試料ホルダーの排出口の側部に、恒温槽内の
温度を感知して制御装置により作動すると共に、試料を
収容した試料ホルダーを恒温槽と連通ずる区画された測
定位置まで押し出す試料供給装置を設置し、前記測定位
置に、試料ホルダーを載置する回転可能なテーブルと、
その上方に硬さ計を備える硬さ測定装置とを設置し、そ
して、試料の硬さ測定方法としては、ガイドホルダーの
内部に、試料を収容した複数個の試料ホルダーを多段的
に積み重ねて収容し、この試料ホルダーを、温調装置を
備える恒温槽内の所定位置に少なくとも一本以上載置し
、前記自重により降下するガイドホルダーの最下部の排
出口に位置する試料ホルダーを、前記恒温槽の内部が設
定温度になった時、これを感知して制御装置により供給
装置を作動させて恒温槽と連通ずる区画された測定位置
まで押出し、この測定位置で前記試料ホルダー内の試料
の硬さを硬さ測定装置により測定を行った後、前記供給
装置を介して試料ホルダーと共に試料を外部に排出させ
るようにしたことを要旨とするものである。

〔発明の実施例〕

以下添付図面に基いて、この発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明を実施した硬さ自動測定装置の断面
図を示し、この硬さ自動測定装置は架台１上に、冷却コ
イル２及びヒータ３から成る温調装置４を備えた恒温槽
５と、硬さ測定装置６とが隣接して設置されている。

前記恒温槽５は、架台ｌ上に設置される中空筒状に形成
されたケーシング本体７と、このケーシング本体７の上
部開口部８にヒンジ９を介して開閉かつ密閉可能に取付
けられたキャップ本体ｌＯとで構成され、ケーシング本
体７及びキャップ本体１０の側壁は、外気温度を遮断す
るために断熱材１１により構成されている。

前記、冷却コイル２は、ケーシング本体７内に設置され
た筒状のガイド筒１２の外周面に螺旋状に巻付けられ、
図示しない冷却装置に接続されている。

また、ヒータ３は、キャップ本体１０の上壁に吊設され
た状態でキャップ本体ｌＯの内周にに配設されると共に
、キャップ本体１０の中心部には、駆動モータ１３を介
してファン１４が設けられている。

そして、この実施例の場合には、例えば−６０℃〜１５
０℃の条件下に試料Ｗを保温して硬さの測定を可能にし
ている。

前記ケーシング本体７内に設置された筒状のガイド筒１
２の中心部底壁には、架台ｌの下部に区画形成されたト
ンネル状の測定室１５と恒温室１６とを連通ずる連通孔
１７が形成され、この連通孔１７の部分には、試料Ｗ（
この実施例の場合には板状のゴム材料）を収容した皿状
の試料ホルダー１８を摺動かつ多段的に積み重ねた筒状
のガイドホルダー１９が着脱自在に載置されている。

このガイドホルダー１９の下部には、排出口が設けられ
、試料Ｗを収容する試料ホルダー１８が一つずつ測定室
１５内に位置するように取付けられ、また多段的に積み
重ねた試料ホルダー１８は、自重により降下するように
なっている。

なお、上記のような試料ホルダー１８を収容するガイド
ホルダー１９を、ケーシング本体７内に複数本収容すれ
ば、多量の試料Ｗを自動的に供給して自動測定を行うこ
とも可能である。

前記ガイドホルダー１９内を自重により降下する試料ホ
ルダー１８の排出口の側部、即ち測定室１５の側部には
、恒温室１６内の温度を感知して制御装置２０により作
動する試料供給装置２１が設置され、この試料供給装置
２１は試料Ｗを収容した試料ホルダー１８を恒温室１６
と連通ずる区画された測定室１５の測定位置Ｘまで押し
出す操作を行うものである。

上記、試料供給装置２１は、試料Ｗを収容した試料ホル
ダー１８を押し出すブツシャ−２２と、前記恒温室１６
内の温度を感知して制御装置２０からの指令によりプッ
シャー２２を進退作動させる作動シリンダ２３とで構成
されている。

また、測定室１５の測定位置Ｘには、試料Ｗを収容した
試料ホルダー１８を載置する回転可能なテーブル２４と
、その上方に硬さ計２５を備える硬さ測定装置６とが設
置され、テーブル２４は、回転軸２６に歯車機構等の伝
達機構２７を介して駆動モータ２８に接続され、この駆
動モータ２８の間欠的な回転により伝達機構２７を介し
てテーブル２４が間欠的に回転するようになっている。

また、このテーブル２４上に設けられた硬さ計（図示せ
ず）を備える硬さ測定装置６は、第２図に示すように、
架台１を支持するベース台２９に昇降シリンダ３０が取
付けられている。

この昇降シリンダ３０のロッド３０ａの先端には、プレ
ート３１を水平に取付けると共に、このプレート３１に
立設された複数本のロッド３２の先端に取付けられたプ
レート３３との間には、硬さ測定装置６を支持するベア
リング３４が設けられ、前記プレート３３は、前記硬さ
測定装置６の摺動パイプ３７と固定ナツト４７によって
固定され一体化されている。

更に、前記摺動パイプ３７の上部には、試料Ｗに垂直荷
重を加える荷重ホルダー３５が植設され、前記荷重ホル
ダー３５には、ウェイト３８が設けられるようになって
いる。従って、試料Ｗへの垂直荷重は、前記昇降シリン
ダ３０の作動により前記ロッド３０ａが回転下降すると
前記プレー）３１，３３．ロッド３２．３２及び前記摺
動パイプ３７．荷重ホルダー３５．ウェイト３８の全て
が下降し、試料Ｗの表面に押針４０と接触面４８が垂直
荷重の合計として負荷されるのである。

また、荷重の負荷後、更に昇降シリンダ３０及び前記ロ
ッド３０ａが回転下降を続けると、前記ロッド３０ａは
、前記水平プレート３１から抜け、試料Ｗに°は真の負
荷荷重のみが加わるようになる。この場合、水平プレー
ト３１の回転を防ぎ、硬さ測定後、負荷荷重を上昇させ
るために、前記水平プレート３１と前記ロッド３０ａが
再び結合するために、複数の支持ピン５０．５０が前記
ロッド３０ａに植設され、前記水平プレート３１間を隙
間５１．５１を有して突き抜けている。

前記硬さ計２５は、従来の硬さ計と同様な物を使用し、
第３図〜第５図に示すように、中空状に形成されたガイ
ドパイプ３９の内部に規定のスプリング圧力４２により
押し出された押針４０が収容されている。また、硬さ値
を検出する検出器４１（リニヤセンサー）は、前記摺動
パイプ３７に固定されたブラケット３６を介して取付け
られ、その検出部は検出ロッド４３として押針４０の上
下移動と共に上下するように押針４０に固定された支持
台４６の上に設置されている。

押針４０の上下と共に、支持台４６も上下できるように
前記摺動パイプ３７の一部に移動用穴４９が開いている
。押針４０の先端は、前記テーブル２４の回転中心から
偏心した位置に配設され、前記摺動パイプ３７の内部に
組み込まれたスプリング４２によりガイドパイプ３９の
先端から所定の長さ（ＪＩＳ規格では２．５４＋ｕ）突
出している。そして試料Ｗに荷重をかけて押針４０の先
端を当接させた時の後退量、即ら押針４０がガイドパイ
プ３９内に埋没した量を押針４０の後端に当接する検出
ロッド４３を介して検出器４１により電気的に検出して
試料Ｗの硬さを測定するように構成されている。

なお、４４は測定室１５の側壁に設けられた試料Ｗの排
出口であり、４５は押針４０が測定室１５内に侵入する
場所に設けられたシャッターを示している。

第６図は、この発明の第２実施例を示すもので、この実
施例は、上記第１実施例のように恒温槽５を用いないで
、試料Ｗを大気温度中で連続的に供給して試料Ｗの硬さ
を連続的に測定するようにしたものであり、上記第１実
施例との相違は、硬さ測定精度を重視して常に所定の温
度で試料Ｗを連続的に供給して硬さを測定するのに対し
て、この第２実施例の場合には、あまり温度は重視せず
に、試料Ｗを連続的に供給すると共に、硬さの測定を連
続的に効率良く行うことを目的としたものである。

従って、上記第１実施例との構成の相違は、恒温槽５の
みであり、その他の構成は全く同一のものを使用するた
め、同一符号を付して説明は省略する。

次に、試料Ｗの硬さ自動測定方法について説明する。

まず試料Ｗを夫々収容した複数個（この実施例では２０
個程度）の皿状の試料ホルダー１８を、筒状のガイドホ
ルダー１９の内部に多段的に積み重ねて収容する。そし
て、このガイドホルダー１９を、温調装置４を備える恒
温槽５内の所定位置に少なくとも一本以上載置する。

このような状態で恒温室１５内の温度を、−６０℃〜１
５０℃の範囲で制御装置２０に設定し、恒温室１５内の
温度が設定温度になった時、これを感知して制御装置２
０からの指令により試料供給装置２１のプッシャー２２
を作動させ、前記自重により降下するガイドホルダー１
９の最下部の排出口に位置する試料ホルダー１８を、恒
温室１５内と連通ずる区画された測定位置Ｘまで押出し
て回転可能なテーブル２４の所定位置にｉｌＷさせる。

そしてテーブル２４上に、試料Ｗを収容した試料ホルダ
ー１８が載置されると、制御装置２０からの指令により
昇降シリンダ３０が作動して、所定の重量がかけられて
いる硬さ測定装置６の押針４０をテーブル２４の回転中
心に対して偏心位置から下降させ、試料ホルダー１８内
に収容されている試料Ｗの上面に当接させる。

この押針４０の先端を当接させた時の後退量、即ち押針
４０がガイドパイプ３９内に埋没した量を押針４０の後
端に当接する検出ロッド４３を介して検出器４１により
電気的に検出し、従来と同様な方法により試料Ｗの硬さ
を自動的に測定するものである。

即ち、押針４０がガイドパイプ３９内に埋没した量を押
針４０の後端に当接する検出口ッド４３を介して検出器
４１　（リニヤセンサ）により検出すると、その検出値
は図示しないアンプにより増幅され、アップダウンカウ
ンタ及び変換器を介して検出値をデジタル値に変換し、
−定時間、検出値のピーク値をホールドするピークホー
ルド回路を通して硬さ表示装置に硬さの計測値を表示さ
せる。

このようにして、試料Ｗの一箇所の硬さ測定が終了した
ら、昇降シリンダ３０が作動して、所定の重量がかけら
れている硬さ測定装置６の押針４０を一旦元の位置まで
上昇させ、次に、駆動モータ２８を所定角度回転させて
、伝達機構２７を介してテーブル２４を所定角度回転さ
せる。そして、前記測定した位置と異なる位置を上記と
同様な操作により繰返し測定する。

このようにして、一つの試料Ｗに対して数箇所（ＪＩＳ
規格においては最低３箇所と決められている）の硬さを
測定し、測定作業が終了したら、前記試料供給装置２１
のブツシャ−２２を作動させ測定作業の終了した試料Ｗ
を排出口４４から外部に排出させる。

試料Ｗの排出が終了したら、試料供給装置２１のブツシ
ャ−２２を元の位置まで後退させ、次の一定温度に保持
されている試料Ｗを上記と同様にして回転可能なテーブ
ル２４の所定位置に載置させ、上記と同様な測定方法に
より硬さの測定を行うものである。

このような自動供給と自動測定を、少なくとも筒状のガ
イドホルダー１９内に積み重ねて収容されている試料Ｗ
の数だけ連続的に行うことで、所定温度に保たれた試料
Ｗの硬さ測定を精度良く行うことが出来、また供給操作
と数箇所の測定を自動的に行うことで硬さ測定作業を効
率良く行うことが出来るのである。

また、ガイドホルダー１９は、上述したように１本に限
らず、複数本を恒温槽５内に収容して順次所定位置に供
給するようにすれば、−本のガイドホルダー１９に収容
されている試料Ｗを数倍連続供給して連続測定を行うこ
とも可能である。

また、更に試料Ｗは、皿状の試料ホルダー１８に支持さ
れた状態で供給されると共に、測定されるので、試料Ｗ
の位置決めが容易である土供給作業も効率良く行うこと
が出来る。

〔発明の効果〕

この発明は、上記のようにガイドホルダーの内部に、試
料を収容した複数個の試料ホルダーを多段的に積み重ね
て収容し、この試料ホルダーを、温調装置を備える恒温
槽内の所定位置に少なくとも一本以上載置し、前記自重
により降下するガイドホルダーの最下部の排出口に位置
する試料ホルダーを、前記恒温槽の内部が設定温度にな
った時、これを感知して制御装置により供給装置を作動
させて恒温槽と連通ずる区画された測定位置まで押出し
、この測定位置で前記試料ホルダー内の試料の硬さを、
硬さ測定装置により測定を行った後、前記供給装置を介
して試料ホルダーと共に試料を外部に排出させるように
したため、試料の供給から試料の硬さ測定及び排出まで
を人手を介することなく連続的に行うことが出来、従っ
て測定作業の能率を著しく向上させることが出来、また
、試料は設定温度に保持された状態で供給されて硬さ測
定を行うことが出来るので、各種の温度条件下において
も精度良く測定作業を行うことが出来、更に試料は皿状
の試料ホルダーにより収容された状態で供給されるので
、試料の移動がなく安定した状態で供給することが出来
る効果がある。

また、この発明は、架台上に温調装置を備えた開閉可能
かつ密閉可能な恒温槽を設置し、この恒温槽内の所定位
置に、試料を収容した試料ホルダーを摺動かつ多段的に
積み重ねたガイドホルダーを少なくとも一本以上載置し
、前記ガイドホルダー内を自重により降下する試料ホル
ダーの排出口の側部に、恒温槽内の温度を感知して制御
装置により作動すると共に、試料を収容した試料ホルダ
ーを恒温槽と連通ずる区画された測定位置まで押し出す
試料供給装置を設置し、前記測定位置に、試料ホルダー
を載置する回転可能なテーブルと、その上方に硬さ計を
備える硬さ測定装置とを設置したので、各種の温度条件
下で試料を供給して測定することが出来ると共に、恒温
槽内の温度に影響を受けずに計測が可能であり、また恒
温槽はコンパクトであるため、場所を取らず、しかも構
成が簡単であるため比較的安価に製造でき、また温度範
囲全てで±０．５℃〜±１℃の誤差しかな（、精度の良
い測定が可能であり、更に硬さ値を電気信号として取り
出し、温度値の信号と共に制御装置を利用して硬さの温
度及び測定開始後の時間等の変化を正確に取り込むこと
が出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施した硬さ自動測定装置の断面
図、第２図は第１図の一部断面側面図、第３図は硬さ測
定装置の拡大正面図、第４図は硬さ測定装置の底面図、
第５図は第３図の側面図、第６図は他の実施例を示す硬
さ自動測定装置の断面図である。 ｌ・・・架台、４・・・温調装置、５・・・恒温槽、６
・・・硬さ自動測定装置、１８・・・試料ホルダー、１
９・・・ガイドホルダー、２０・・・制御装置、２１・
・・試料供給装置、Ｘ・・・測定位置、Ｗ・・・試料。 代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガイドホルダーの内部に、試料を収容した複数個の
   試料ホルダーを多段的に積み重ねて収容し、この試料ホ
   ルダーを、温調装置を備える恒温槽内の所定位置に少な
   くとも一本以上載置し、前記自重により降下するガイド
   ホルダーの最下部の排出口に位置する試料ホルダーを、
   前記恒温槽の内部が設定温度になった時、これを感知し
   て制御装置により供給装置を作動させて恒温槽と連通す
   る区画された測定位置まで押出し、この測定位置で前記
   試料ホルダー内の試料の硬さを、硬さ測定装置により測
   定を行った後、前記供給装置を介して試料ホルダーと共
   に試料を外部に排出させることを特徴とする硬さ自動測
   定方法。 ２、架台上に温調装置を備えた開閉可能かつ密閉可能な
   恒温槽を設置し、この恒温槽内の所定位置に、試料を収
   容した試料ホルダーを摺動かつ多段的に積み重ねたガイ
   ドホルダーを少なくとも一本以上載置し、前記ガイドホ
   ルダー内を自重により降下する試料ホルダーの排出口の
   側部に、恒温槽内の温度を感知して制御装置により作動
   すると共に、試料を収容した試料ホルダーを恒温槽と連
   通する区画された測定位置まで押し出す試料供給装置を
   設置し、前記測定位置に、試料ホルダーを載置する回転
   可能なテーブルと、その上方に硬さ計を備える硬さ測定
   装置とを設置したことを特徴とする硬さ自動測定装置。