JPH09113428A - 硬さ測定装置 - Google Patents
硬さ測定装置Info
- Publication number
- JPH09113428A JPH09113428A JP26867695A JP26867695A JPH09113428A JP H09113428 A JPH09113428 A JP H09113428A JP 26867695 A JP26867695 A JP 26867695A JP 26867695 A JP26867695 A JP 26867695A JP H09113428 A JPH09113428 A JP H09113428A
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- JP
- Japan
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- measured
- diamond indenter
- measurement
- hardness
- hardness measuring
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】測定操作中に測定面を傷付けることなく被測定
物の装着が極めて容易で測定操作性のよい硬さ測定装
置。 【構成】ステージ６上に被測定物の測定面を水平に保持
し、水平軸を中心として回転胴１０を回動させることに
より、使用する対象の対物レンズ４、５またはダイヤモ
ンド圧子３を最下点位置に移動設定する。
物の装着が極めて容易で測定操作性のよい硬さ測定装
置。 【構成】ステージ６上に被測定物の測定面を水平に保持
し、水平軸を中心として回転胴１０を回動させることに
より、使用する対象の対物レンズ４、５またはダイヤモ
ンド圧子３を最下点位置に移動設定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は硬さ測定装置に係
り、特にビッカース硬さ測定装置における構造の改良に
関する。
り、特にビッカース硬さ測定装置における構造の改良に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ビッカ−ス硬さ測定装置は、金属材料や
セラミック材等の基本的特性である硬さを測定する計測
器である。硬さは、溶接部、金属溶射層などの健全性を
検証したり、火力発電プラントや化学プラントの高熱部
分において長時間使用された部材の健全性や余寿命を診
断する基準として利用されており、簡易に金属材料の特
性を評価するのに有効な物性値の１つである。
セラミック材等の基本的特性である硬さを測定する計測
器である。硬さは、溶接部、金属溶射層などの健全性を
検証したり、火力発電プラントや化学プラントの高熱部
分において長時間使用された部材の健全性や余寿命を診
断する基準として利用されており、簡易に金属材料の特
性を評価するのに有効な物性値の１つである。
【０００３】一般的なビッカ−ス硬さ測定装置を図６に
示す。ビッカ−ス硬さ測定装置は、通常、高倍率で被測
定物の表面を観察する顕微鏡機構と、ダイヤモンド圧子
を被測定物の表面に一定荷重で押圧する機構と、このダ
イヤモンド圧子を用いて押圧した圧痕の大きさを測定す
る機構を有している。圧痕の大きさを測定する機構は顕
微鏡の接眼レンズ１とダイヤルゲ−ジ式の測定器２から
なり、構造的には顕微鏡と一体化されている。通常、荷
重の付加は、重錘あるいはばねが使用される。
示す。ビッカ−ス硬さ測定装置は、通常、高倍率で被測
定物の表面を観察する顕微鏡機構と、ダイヤモンド圧子
を被測定物の表面に一定荷重で押圧する機構と、このダ
イヤモンド圧子を用いて押圧した圧痕の大きさを測定す
る機構を有している。圧痕の大きさを測定する機構は顕
微鏡の接眼レンズ１とダイヤルゲ−ジ式の測定器２から
なり、構造的には顕微鏡と一体化されている。通常、荷
重の付加は、重錘あるいはばねが使用される。
【０００４】測定にあたっては、まず被測定物の表面を
平面研磨し、必要に応じてエッチングを行ない被測定物
の組織を現出させる。このような被測定物をステ−ジ６
に載置し、位置確認用として、通常、倍率１００倍の対
物レンズ４を被測定物の測定面と対向する位置に移動
し、顕微鏡により位置確認を行なう。
平面研磨し、必要に応じてエッチングを行ない被測定物
の組織を現出させる。このような被測定物をステ−ジ６
に載置し、位置確認用として、通常、倍率１００倍の対
物レンズ４を被測定物の測定面と対向する位置に移動
し、顕微鏡により位置確認を行なう。
【０００５】次に回転胴の回動により、位置確認用の対
物レンズ４と一体に構成したダイヤモンド圧子３を被測
定物の上に移動したのち所定の荷重を付加する。負荷終
了の後、再び回転胴を回動し、通常、倍率４００倍の測
定用の対物レンズ５を前記測定面位置に移動し、ダイヤ
モンド圧子３の荷重付加によって形成された圧痕の大き
さを測定する。ビッカ−ズ硬さ測定装置のダイヤモンド
圧子３は、１３６度の面角度を有する正四角錐に形成さ
れているから圧痕の平面形状は正方形になる。ビッカ−
ズ硬さＨｖは次式で定義されている。
物レンズ４と一体に構成したダイヤモンド圧子３を被測
定物の上に移動したのち所定の荷重を付加する。負荷終
了の後、再び回転胴を回動し、通常、倍率４００倍の測
定用の対物レンズ５を前記測定面位置に移動し、ダイヤ
モンド圧子３の荷重付加によって形成された圧痕の大き
さを測定する。ビッカ−ズ硬さ測定装置のダイヤモンド
圧子３は、１３６度の面角度を有する正四角錐に形成さ
れているから圧痕の平面形状は正方形になる。ビッカ−
ズ硬さＨｖは次式で定義されている。
【０００６】
【数１】
【０００７】したがって、正方形の圧痕の対角長さを測
定すればダイヤモンド圧子先端の形状から圧痕の表面積
が次式で求められビッカ−ス硬さＨｖが測定される。
定すればダイヤモンド圧子先端の形状から圧痕の表面積
が次式で求められビッカ−ス硬さＨｖが測定される。
【０００８】
【数２】
【０００９】なお、上記は観察用と測定用の対物レンズ
４、５をそれぞれに備える装置を例示したが、これらを
兼用しているものもある。
４、５をそれぞれに備える装置を例示したが、これらを
兼用しているものもある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のビッカ
−ズ硬さ測定装置は、２つまたは１つの対物レンズ４、
５とダイヤモンド圧子３を一体に形成した回転胴を回動
して測定する構造になっている。図６に示すように、回
転胴の回動方向は水平であり、対物レンズ４で焦点を合
わせると、ダイヤモンド圧子３と被測定面の隙間は、通
常０．５ｍｍ程度になる。被測定物の測定面が平滑で、
しかも水平に保持されていれば問題はないが、測定面が
傾いていたり、微小な凹凸がある場合は、位置確認後に
回転胴を回動し対物レンズ４とダイヤモンド圧子３を交
換するとき、被測定物の測定面をダイヤモンド圧子３の
先端で傷付けることがある。これにより、傷付いた部分
の測定は不可能となるから、再度研磨するか測定位置を
変更する必要が生ずる。
−ズ硬さ測定装置は、２つまたは１つの対物レンズ４、
５とダイヤモンド圧子３を一体に形成した回転胴を回動
して測定する構造になっている。図６に示すように、回
転胴の回動方向は水平であり、対物レンズ４で焦点を合
わせると、ダイヤモンド圧子３と被測定面の隙間は、通
常０．５ｍｍ程度になる。被測定物の測定面が平滑で、
しかも水平に保持されていれば問題はないが、測定面が
傾いていたり、微小な凹凸がある場合は、位置確認後に
回転胴を回動し対物レンズ４とダイヤモンド圧子３を交
換するとき、被測定物の測定面をダイヤモンド圧子３の
先端で傷付けることがある。これにより、傷付いた部分
の測定は不可能となるから、再度研磨するか測定位置を
変更する必要が生ずる。
【００１１】したがって、実際の測定においては、水準
器を使用して細心の注意のもとに、ステ−ジ６上の被測
定物の測定面を水平に保持する必要がある。本発明は、
測定面を傷付けることなく回転胴を回動し、対物レンズ
４、５とダイヤモンド圧子３を交換するに好適な硬さ測
定装置の構造を提供することを目的としている。
器を使用して細心の注意のもとに、ステ−ジ６上の被測
定物の測定面を水平に保持する必要がある。本発明は、
測定面を傷付けることなく回転胴を回動し、対物レンズ
４、５とダイヤモンド圧子３を交換するに好適な硬さ測
定装置の構造を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、例えば、
上記の位置確認用対物レンズ４を使用するときには、測
定用対物レンズ５またはダイヤモンド圧子３よりも、ま
た、荷重付加時のダイヤモンド圧子３を使用するときに
は、対物レンズ４または対物レンズ５よりも最下点位置
にくるような構造にすればよい。これを実現する手段と
して、対物レンズとダイヤモンド圧子とを一体化した回
転胴の回動方向を、従来のように鉛直軸を中心とした水
平方向ではなく、水平軸を中心とした鉛直方向に回動す
るような構造とする。これにより、水平に保持した測定
面に対して、対物レンズとダイヤモンド圧子が一定の距
離を保つ構成ではなく、使用中の対物レンズまたはダイ
ヤモンド圧子は、他の対物レンズまたはダイヤモンド圧
子に対して最下点に位置するように構成変更される。
上記の位置確認用対物レンズ４を使用するときには、測
定用対物レンズ５またはダイヤモンド圧子３よりも、ま
た、荷重付加時のダイヤモンド圧子３を使用するときに
は、対物レンズ４または対物レンズ５よりも最下点位置
にくるような構造にすればよい。これを実現する手段と
して、対物レンズとダイヤモンド圧子とを一体化した回
転胴の回動方向を、従来のように鉛直軸を中心とした水
平方向ではなく、水平軸を中心とした鉛直方向に回動す
るような構造とする。これにより、水平に保持した測定
面に対して、対物レンズとダイヤモンド圧子が一定の距
離を保つ構成ではなく、使用中の対物レンズまたはダイ
ヤモンド圧子は、他の対物レンズまたはダイヤモンド圧
子に対して最下点に位置するように構成変更される。
【００１３】すなわち、対物レンズとダイヤモンド圧子
を水平軸を中心として回動させる構造とすることによ
り、水平方向の回動では水平に載置された被測定物の測
定面に対して、常に一定の距離にあったダイヤモンド圧
子が、荷重付加時のみ最下点に位置することになる。問
題となっているダイヤモンド圧子による損傷は、ダイヤ
モンド圧子が測定面に対して一定の距離を保ったまま、
回動することにより発生するものであるから、上記の新
規構成の採用により、荷重付加時のみダイヤモンド圧子
が最下点に位置するように構成すれば、測定面に多少の
傾きや凹凸があっても回転胴の回動操作中に測定面を傷
付けることはない。
を水平軸を中心として回動させる構造とすることによ
り、水平方向の回動では水平に載置された被測定物の測
定面に対して、常に一定の距離にあったダイヤモンド圧
子が、荷重付加時のみ最下点に位置することになる。問
題となっているダイヤモンド圧子による損傷は、ダイヤ
モンド圧子が測定面に対して一定の距離を保ったまま、
回動することにより発生するものであるから、上記の新
規構成の採用により、荷重付加時のみダイヤモンド圧子
が最下点に位置するように構成すれば、測定面に多少の
傾きや凹凸があっても回転胴の回動操作中に測定面を傷
付けることはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。 〈実施の形態１〉図１及び図２は本発明に係るビッカ−
ズ硬さ測定装置の実施の形態１の全体構成を示したもの
であり、図１は正面図、図２は側面図である。接眼レン
ズ１にはダイヤルゲ−ジ式の圧痕測定器がついており、
図４に示すようにダイヤルゲ−ジで測定線１１を操作
し、圧痕９の対角長さを測定する。本実施の形態では、
測定線の間隔ｄが圧痕の対角長さと一致した時点で、ス
イッチをオンすれば、図示しない計測装置に信号が送ら
れ、自動的にビッカ−ズ硬さに換算する機構になってい
るが、この技術は公知である。
いて説明する。 〈実施の形態１〉図１及び図２は本発明に係るビッカ−
ズ硬さ測定装置の実施の形態１の全体構成を示したもの
であり、図１は正面図、図２は側面図である。接眼レン
ズ１にはダイヤルゲ−ジ式の圧痕測定器がついており、
図４に示すようにダイヤルゲ−ジで測定線１１を操作
し、圧痕９の対角長さを測定する。本実施の形態では、
測定線の間隔ｄが圧痕の対角長さと一致した時点で、ス
イッチをオンすれば、図示しない計測装置に信号が送ら
れ、自動的にビッカ−ズ硬さに換算する機構になってい
るが、この技術は公知である。
【００１５】本実施の形態のダイヤモンド圧子３と対物
レンズ４、５は、水平の回転軸を中心として垂直方向に
回動する回転胴１０として一体化され、回転軸を装置の
外に出し、ノブ１３によって回転するようにした。これ
によって従来の装置よりも簡単に回動させることができ
操作性の向上が図られた。
レンズ４、５は、水平の回転軸を中心として垂直方向に
回動する回転胴１０として一体化され、回転軸を装置の
外に出し、ノブ１３によって回転するようにした。これ
によって従来の装置よりも簡単に回動させることができ
操作性の向上が図られた。
【００１６】図１において、光源７からの光は、図示し
ないプリズムによって、被測定物の測定面に対して垂直
方向に投射される。本実施の形態の荷重付加機構は、図
３に示すように、重錘８により所定の負荷を与えている
が、ばねを利用した負荷機構もある。ダイヤモンド圧子
３の上部に設けた板１２を押下することにより、所定の
荷重が付加されるようになっている。したがって、ダイ
ヤモンド圧子３を測定面に押圧するときだけ荷重が付加
され、対物レンズ４、５が最下点にあるときは荷重は付
加されない。なお、このような負荷機構は従来公知の技
術である。
ないプリズムによって、被測定物の測定面に対して垂直
方向に投射される。本実施の形態の荷重付加機構は、図
３に示すように、重錘８により所定の負荷を与えている
が、ばねを利用した負荷機構もある。ダイヤモンド圧子
３の上部に設けた板１２を押下することにより、所定の
荷重が付加されるようになっている。したがって、ダイ
ヤモンド圧子３を測定面に押圧するときだけ荷重が付加
され、対物レンズ４、５が最下点にあるときは荷重は付
加されない。なお、このような負荷機構は従来公知の技
術である。
【００１７】本実施の形態のビッカ−ズ硬さ測定装置と
従来装置により硬さを測定した。測定対象の金属材料
は、JIS STPA24, 2.25Cr-1Mo鋼を２０ｍｍ×２０ｍｍに
切断して測定用とし、表面を研磨しエッチングを施し
た。測定にあたっては、水準器を用意し、被測定物の測
定面を僅かに傾けた状態で硬さ測定を実施した。従来装
置では測定位置に焦点を合わせた状態でダイヤモンド圧
子を回転すると、被測定物の測定面にダイヤモンド圧子
の先端が接触し表面を損傷した。しかし、本実施の形態
による装置では、被測定物の測定面を全く損傷すること
なく硬さ測定を実施することができた。圧痕の形状は、
正方形ではなく多少変形していたが、測定値は５点の計
測でＨｖ１４５〜１５０を示し、被測定物を水平に載置
した従来装置による測定した値と同等であった。
従来装置により硬さを測定した。測定対象の金属材料
は、JIS STPA24, 2.25Cr-1Mo鋼を２０ｍｍ×２０ｍｍに
切断して測定用とし、表面を研磨しエッチングを施し
た。測定にあたっては、水準器を用意し、被測定物の測
定面を僅かに傾けた状態で硬さ測定を実施した。従来装
置では測定位置に焦点を合わせた状態でダイヤモンド圧
子を回転すると、被測定物の測定面にダイヤモンド圧子
の先端が接触し表面を損傷した。しかし、本実施の形態
による装置では、被測定物の測定面を全く損傷すること
なく硬さ測定を実施することができた。圧痕の形状は、
正方形ではなく多少変形していたが、測定値は５点の計
測でＨｖ１４５〜１５０を示し、被測定物を水平に載置
した従来装置による測定した値と同等であった。
【００１８】〈実施の形態２〉本発明の要点は、使用す
る対物レンズまたはダイヤモンド圧子のみが最下点に位
置するように構成することにある。実施の形態２は、図
５（ａ）に示すように対物レンズ及びダイヤモンド圧子
を機械的または電気的な手段を用いて、水平方向及び垂
直方向に移動可能な機構を有し、使用対象となる対物レ
ンズ４、５、またはダイヤモンド圧子３の何れか１つを
被測定物の測定面に降下させ、他の対物レンズ４、５、
またはダイヤモンド圧子３は上方位置に収納したままと
する装置の実現により、測定空間に余裕を持たせること
ができ、実施の形態１に示した垂直回転機構よりも、被
測定物の測定面の傾きや凹凸の許容範囲を大きくとるこ
とができる。なお、図５（ｂ）、（ｃ）はダイヤモンド
圧子３の上下方向への移動を示す側面図である。
る対物レンズまたはダイヤモンド圧子のみが最下点に位
置するように構成することにある。実施の形態２は、図
５（ａ）に示すように対物レンズ及びダイヤモンド圧子
を機械的または電気的な手段を用いて、水平方向及び垂
直方向に移動可能な機構を有し、使用対象となる対物レ
ンズ４、５、またはダイヤモンド圧子３の何れか１つを
被測定物の測定面に降下させ、他の対物レンズ４、５、
またはダイヤモンド圧子３は上方位置に収納したままと
する装置の実現により、測定空間に余裕を持たせること
ができ、実施の形態１に示した垂直回転機構よりも、被
測定物の測定面の傾きや凹凸の許容範囲を大きくとるこ
とができる。なお、図５（ｂ）、（ｃ）はダイヤモンド
圧子３の上下方向への移動を示す側面図である。
【００１９】
【発明の効果】本発明に係る硬さ測定装置を使用するこ
とにより、被測定物の測定面の装着と保持が極めて容易
になり、被測定物が多少傾いていたり微小な凹凸がある
場合にも、測定面を損傷することなく、測定が容易にな
り操作性が著しくが向上する。
とにより、被測定物の測定面の装着と保持が極めて容易
になり、被測定物が多少傾いていたり微小な凹凸がある
場合にも、測定面を損傷することなく、測定が容易にな
り操作性が著しくが向上する。
【図１】本発明に係る実施の形態１の硬さ測定装置の正
面図である。
面図である。
【図２】同上の硬さ測定装置の側面図である。
【図３】同上の硬さ測定装置の対物レンズ、ダイヤモン
ド圧子及び負荷機構を示す図である。
ド圧子及び負荷機構を示す図である。
【図４】同上の硬さ測定装置のダイヤモンド圧子による
圧痕を示す図である。
圧痕を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態２の硬さ測定装置の正
面図（ａ）及び、部分側面図（ｂ）、（ｃ）である。
面図（ａ）及び、部分側面図（ｂ）、（ｃ）である。
【図６】従来構造のビッカ−ズ硬さ測定装置を示す図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １…接眼レンズ ２…測定器 ３…ダイヤモンド圧子 ４…対物レン
ズ ５…対物レンズ ６…ステージ ７…光源 ８…重錘 ９…圧痕 １０…回転胴 １１…測定線 １２…板 １３…ノブ
ズ ５…対物レンズ ６…ステージ ７…光源 ８…重錘 ９…圧痕 １０…回転胴 １１…測定線 １２…板 １３…ノブ
Claims (2)
- 【請求項１】被測定物の測定面の位置決め観察と測定を
行なう少なくとも１つの光学的手段及び前記測定面を押
圧する加圧子を装備した回転胴を備え、前記被測定物の
硬さを測定する硬さ測定装置において、 前記被測定物の測定面を水平に保持固定するステージ
と、 このステージの上方に設けられ、水平軸を中心として回
動する回転胴と、 この回転胴を前記ステージに対して鉛直方向に移動させ
る移動手段とを有し、 前記光学的手段の１つを他の光学的手段または前記加圧
子よりも最下点で前記測定面に対向させるか、または、
前記加圧子を前記光学的手段の何れよりも最下点で前記
測定面に対向させ圧痕を出現させる移動負荷手段を有す
ることを特徴とする硬さ測定装置。 - 【請求項２】被測定物の測定面の位置決め観察と測定を
行なう少なくとも１つの光学的手段及び前記測定面を押
圧する加圧子を有し、前記被測定物の硬さを測定する硬
さ測定装置において、 前記被測定物の測定面を水平に保持固定するステージ
と、 このステージの上方に設けられ、前記光学的手段及び前
記加圧子を保持し、それぞれ、機械的または電気的手段
により水平方向及び鉛直方向に移動させる駆動手段と、 前記光学的手段の１つを他の光学的手段または前記加圧
子よりも最下点で前記測定面に対向させるか、または、
前記加圧子を前記光学的手段の何れよりも最下点で前記
測定面に対向させ圧痕を出現させる移動負荷手段を有す
ることを特徴とする硬さ測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26867695A JPH09113428A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 硬さ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26867695A JPH09113428A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 硬さ測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113428A true JPH09113428A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17461851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26867695A Pending JPH09113428A (ja) | 1995-10-17 | 1995-10-17 | 硬さ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09113428A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021522481A (ja) * | 2018-04-23 | 2021-08-30 | イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド | 枢動体を備え、枢動体上のアクセサリーに電力を提供することができる硬度試験機 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP26867695A patent/JPH09113428A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021522481A (ja) * | 2018-04-23 | 2021-08-30 | イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド | 枢動体を備え、枢動体上のアクセサリーに電力を提供することができる硬度試験機 |
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