JP2552873B2 - 材料試験機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、材料片に、圧子を押込んで、圧痕を付すよ
うになされた、材料片の硬度などを材料片に付された圧
痕から測定するのに用いる材料試験機に関する。

技術の技術 従来、材料片に圧痕を付すための圧子を有する圧子部
と、その圧子を材料片に圧痕が付されるように押圧する
圧子押圧手段とを有する材料試験機が種々提案されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来の材料試験機の場合、圧子を材料
片に向って押圧するための圧子押圧手段が、複雑、大型
であり、このため、材料試験機を、全体として、簡易、
小型、軽量化するのに一定の限度を有していたととも
に、材料片に圧痕を付すのを容易に行うことができなか
った。

また、従来の材料試験機の場合、圧子押圧手段によっ
て圧子を材料片に向って押圧するときの押圧力を随時所
望の値に変更できないか、できるとしてもそれに多くの
困難を伴うものであった。このため、材料片の硬度など
を、材料片に、圧子の材料片への押圧力をパラメータと
した圧痕を付すことができないか、できるとしてもそれ
を容易に行うことができなかった。

また、従来、上述した圧子部と上述した圧子押圧手段
とを有する外、圧子によって材料片に付される圧痕を観
察するための圧痕観察手段を有する材料試験機も提案さ
れているが、その圧痕観察手段が大型、複雑であり、こ
のため、材料試験機を全体として、簡易、小型、軽量化
するのに一定の限度を有していたとともに、圧痕観察手
段を用いた圧痕の観察を容易に行うことができず、よっ
て、材料片の硬度などを容易に測定することができなか
った。

問題点を解決するための手段 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な材料
試験機を提案せんとするものである。

本願第１、第２及び第３番目の発明による材料試験機
は、従来の材料試験機の場合と同様に、材料片に圧痕を
付すための圧子を有する圧子部と、上記圧子を上記材料
片に圧痕が付されるように押圧する圧子押圧手段とを有
する。

しかしながら、本願第１番目の発明による材料試験機
は、このような構成を有する材料試験機において、次に
述べる構成を有する。

すなわち、上記圧子部が、軸方向の一方の遊端部に上
記圧子を保持し且つ基板上に軸方向であり且つ上記材料
片に向う方向である第１の方向及びそれとは反対の第２
の方向に可動自在に設けられた圧子保持体と、該圧子保
持体を上記第２の方向に偏倚している第１の発条とを有
する。

また、上記圧子押圧手段が、圧子押圧用カートリッジ
と、該圧子押圧用カートリッジを作動状態に駆動させる
駆動手段とを有する。

さらに、上記圧子押圧用カートリッジが、押圧用体用
貫通孔を設けている第１の面部を有するケース状体と、
該ケース状体内に軸方向であり且つ上記押圧用体用貫通
孔内を通って上記ケース状体外に突出する方向である第
３の方向及びそれとは反対の第４の方向に可動自在に設
けられた押圧用体と、上記ケース状体内に配され且つ上
記押圧用体を上記第３の方向に偏倚している第２の発条
と、上記ケース状体内に上記第３及び第４の方向に可動
自在に配され且つ上記第４の方向への作動によって上記
押圧用体と係合する押圧阻止・解除用体と、上記ケース
状体内に配され且つ上記押圧阻止・解除用体を上記第４
の方向に偏倚している第３の発条とを有する。

また、上記基板に、上記圧子押圧用カートリッジを、
その上記押圧用体の軸が上記圧子部の圧子保持体の軸の
延長上にあり且つ上記第３の方向が上記第１の方向と一
致するように着脱自在に装架するカートリッジ装架手段
が設けられている。

さらに、上記駆動手段が、上記基板上に上記カートリ
ッジ装架設手段によって装架されている状態における上
記圧子押圧用カートリッジでの押圧阻止・解除用体を、
上記第３の発条に抗して、上記第３の方向に作動させる
作動杆を有する。

また、本願第２番目の発明による材料試験機は、次の
事項を除いて、本願第１番目の発明による材料試験機と
同様の構成を有する。

すなわち、上記圧子によって上記材料片に付される圧
痕を観察するための圧痕観察手段を有する。

また、圧子部を構成している圧子保持体が、基板上に
第１及び第２の回動位置間に回動自在な回転板上にそれ
を本願第１番目の発明による材料試験機の場合の基板と
して設けられている。

さらに、圧痕観察手段が、光学レンズ部と、該光学レ
ンズ部をその対物側とは反対側から外部に光学的に連通
させ且つ上記光学レンズ部とは反対側に圧痕観察用窓を
有する圧痕観察用光学路とを有する。

また、上記光学レンズ部が、上記回転板上に、上記圧
子部の圧子保持体が配されている上記回転板の軸を中心
とする円上において、上記回転板が上記第２の回動位置
に回動し且つ上記圧子押圧用カートリッジが上記基板上
に装架されている状態における、上記圧子押圧用カート
リッジの押圧用体の軸の延長上に光軸があるように且つ
対物側が上記第３の方向に向いているように設けられて
いる。

さらに、本願第３番目の発明による材料試験機は、次
の事項を除いて、本願第２番目の発明による材料試験機
と同様の構成を有する。

すなわち、上記圧子押圧用カートリッジの押圧用体に
その軸を軸とする第１の光路用貫通孔が設けられ、ま
た、上記圧子押圧用カートリッジのケース状体の上記第
１の面部に対向する第２の面部に上記第１の光路用貫通
孔と同軸的な第２の光路用貫通孔が設けられ、さらに、
上記圧痕観察用光路が、上記第１及び第２の光路用貫通
孔、及び上記圧子押圧用カートリッジのケース状体の上
記第１の面部に設けられた押圧用体用貫通孔を一部の光
路部としている、という構成を有する。

作用・効果 本願第１番目の発明による材料試験機によれば、基板
を、予め、材料片がカートリッジ装架手段下に位置する
ように、材料片の上方位置に位置させておけば、まず、
基板上のカートリッジ装架手段に、圧子押圧手段を構成
している圧子押圧用カートリッジを装架し、次に、駆動
手段を構成している作動杆を作動させるだけで、材料片
に、圧子部を構成している圧子保持体に保持されている
圧子を押込んで、圧痕を付すことができ、よって、材料
片に、圧痕を付すのを容易に、行うことができる。

また、本願第１番目の発明による材料試験機によれ
ば、圧子押圧手段が、圧子押圧用カートリッジと、それ
を作動状態に駆動させる駆動手段とを有し、そして、圧
子押圧用カートリッジが、ケース状体内に、押圧用体
と、それを偏倚している第２の発条と、押圧阻止・解除
用体と、それを偏倚している第３の発条とを配しまたは
設けているという簡易な構成を有し、また、このため、
圧子押圧用カートリッジを小型化、軽量化し得るので、
材料試験機を、全体として、従来の材料試験機の場合に
比し、簡易、小型、軽量化することができる。

さらに、本願第１番目の発明による材料試験機によれ
ば、圧子押圧手段に圧子押圧用カートリッジを用いてい
るので、その圧子押圧用カートリッジとして、押圧用体
を偏倚している第２の発条の力が互に異なるものを予め
複数用意しておけば、それら複数の圧子押圧用カートリ
ッジから、随時所望の１つの圧子押圧用カートリッジを
選択し、その圧子押圧用カートリッジをカートリッジ装
架手段に装架させることによって、圧子を材料片に向っ
て押込むときの押圧力を、随時所望の値に、容易に、変
更することができる。このため、材料片に、圧子の材料
片への押圧力をパラメータとした圧痕を、容易に付すこ
とができる。

また、本願第２番目の発明による材料試験機によれ
ば、基板を、予め、材料片がカートリッジ装架手段下に
位置するように、材料片の上方位置に位置させておき、
まず、カートリッジ装架手段に、圧子押圧手段を構成し
ている圧子押圧用カートリッジを装架し、次にまたはそ
の前に、回転板を、圧子部がカートリッジ装架手段下に
位置する第１の位置に位置するように回動させ、次に、
駆動手段を構成している作動杆を作動させれば、材料片
に、圧子によって、圧痕を容易に付すことができ、ま
た、次に、作動杆の作動状態を解除させて後、回転板
を、光学レンズ部がカートリッジ装架手段下に位置する
第２の位置まで回動させれば、圧子押圧用カートリッジ
をカートリッジ装架手段から取出すことによってまたは
取出すことなしに、光学レンズ部を圧痕観察手段を構成
している圧痕観察用光学路の圧痕観察用窓に連通させる
ことができ、従って、外部から、圧痕観察用窓を介し且
つ光学レンズ部を用いて、材料片に付された圧痕を容易
に観察することができ、よって、材料片の硬度などを容
易に測定することができる。

さらに、本願第３番目の発明による材料試験機によれ
ば、圧子押圧用カートリッジのケース状体及び押圧用体
にそれぞれ光路用貫通孔を予め設けておけば、それら光
路用貫通孔を圧子押圧用カートリッジのケース状体の下
面部に設けられている押圧用体用貫通孔とともに圧痕観
察用手段を構成している圧痕観察用光学路の一部の光路
部としているので、上述したところから明らかなよう
に、圧子押圧用カートリッジをカートリッジ装架手段か
ら取出さなくても、材料片に付された圧痕を観察するこ
とができ、よって、材料片に付された圧痕の観察を、極
めて容易に行うことができる。

実施例 次に、図面を伴って、本発明による材料試験機の実施
例を述べるに、次に述べる構成を有する。

すなわち、材料片１が載置される固定面２の上方に複
数の脚５を介して位置決めして配される基板３を有す
る。この場合、基板３には、その下面から、これと一体
に、枠不４が設けられている。また、複数の脚５は、基
板３に、その基板３の板面が固定面２と平行になるよう
に取付けられている。

上述した基板３には、その下面のほぼ中央位置から、
基板３の板面と垂直方向に下方に延長して支軸６が植立
され、その支軸６上に、回転板７が、軸受手段８を用い
て、軸方向には可動できないが支軸６の周りに回転自在
に取付けられている。

この場合、回転板７は、基板３に設けた枠部４よりも
小さな大きさを有し、そして、支軸６に、枠部４内に内
装されるように取付けられている。

さらに、回転板７には、その例えば下面の外側部から
下方に延長している、回転板７を回転させるためのハン
ドル９が設けられている。

また、回転板７の例えば上面の外側部に、２つのボー
ル受用溝10及び11が、支軸６の軸からみて例えば180°
の角間隔を保って設けられ、そして、それらボール受用
溝10及び11内に、ボール12及び13が、それぞれ回転板７
の上面から突出するように且つ回転自在に配されてい
る。

一方、基板３に設けられた枠部４に、回転板７をハン
ドル９を用いて回転させたとき上述したボール12及び13
を順次に受ける受面14を有し且つこのようにしてボール
12及び13を順次受けたときにそれらボール12及び13をそ
れぞれボール受用溝10及び11の底に向って押圧する弾力
を有する弾片15が取付けられている。

また、回転板７には、材料片１に圧痕16を付すための
圧子21を設けている圧子部20が設けられている。

この圧子部20は、圧子保持体22を有する。

この場合、圧子保持体22は、その軸方向の下側の遊端
部に、圧子21を、その軸が圧子保持体22の軸と一致する
ように且つ圧子保持体22の下端面からわずかに突出する
ように着脱自在に保持している。また、圧子保持体22
は、上端面を圧子保持体22の軸と直交する被押圧面27と
している被押圧部26を上端に一体に設けている軸部28
を、その軸が圧子保持体22の軸と一致するように、圧子
21側とは反対側に延長させている。

一方、上述した回転板７に、貫通孔29が設けられ、し
かして、上述した圧子保持体22が、回転板７に、軸部28
を貫通孔29内に緩挿させ、押圧部26を回転板７の上方に
位置させ且つ圧子21を回転板７の下方に位置させた状態
にして、軸受手段30を用いて、圧子保持体22の軸方向で
あり且つ回転板７からその下側に向って離れる方向、従
って、固定面２上の材料片１に向う方向である第１の方
向及びそれとは反対の第２の方向に可動自在に配されて
いる。この場合、軸受手段30は、回転板７と一体であり
且つ下端面を下側から圧子保持体22を受ける受面32とし
ている筒部31を有する。

また、上述した圧子保持体22は、軸受手段30の下方位
置において、外周面から輻方向に外方に延長している鍔
部25を一体に設けている。

さらに、上述した圧子部20は、回転板７と圧子保持体
22の鍔部25との間に介挿された、圧子保持体22を、それ
が軸受手段30の筒部31の受面32に当接するように、第２
の方向に偏倚している複数の発条33を有する。この場
合、発条33は、後述する圧子押圧用カートリッジ41の発
条56に比し十分小さな力しか有していない。

また、上述した基板３上に着脱自在に装着される圧子
押圧用カートリッジ41と、その圧子押圧用カートリッジ
41を作動状態に駆動させる、基板３上に設けられた駆動
手段42とを有する圧子押圧手段を有する。

この圧子押圧手段の圧子押圧用カートリッジ41は、次
に述べる一例構成を有する。

すなわち、圧子押圧用カートリッジ41は、上端面及び
下端面がそれぞれ上面部44及び下面部45によって閉塞さ
れている例えば円筒状のケース状体43を有する。この場
合、下面部45には、その中央部に比較的大きな例えば円
形の押圧用体用貫通孔47が設けられている。

また、圧子押圧用カートリッジ41は、ケース状体43内
に設けられた、上述した圧子部20の圧子保持体22を上述
した第１の方向に向って押圧する押圧用体51を有する。

この場合、押圧用体51は、ケース状体43の下面部45に
設けられた押圧用体用貫通孔47によって案内される円筒
状外周面を有し、その下端面を上述した圧子部20の被押
圧部26の被押圧面27を押圧する押圧面52としている。

また、押圧用体51には、上端部から等角隔を保って輻
方向に外方に延長し且つケース状体43の内面によって案
内される端面を有し且つ下端を係合面54としている複数
の鍔部53が設けられ、よって、押圧用体51が、その外周
面が貫通孔47によって案内され且つ複数の鍔部53がケー
ス状体43の内面によって案内されることによって、押圧
用体51の軸方向であり且つ押圧用体用貫通孔47内を通っ
てケース状体43外に下方に突出する方向である第３の方
向及びそれとは反対の第４の方向に可動自在である。

また、圧子押圧用カートリッジ41は、上述した、ケー
ス状体43内に、上述した押圧用体51の複数の鍔部53のそ
れぞれとケース状体ケース状体43の面部45との間に介挿
して配され且つ押圧用体51を上述した押圧用体用貫通孔
47によって案内させてケース状体43外に下方に突出させ
る方向である第３の方向に偏倚している複数の発条56を
有する。

さらに、圧子押圧用カートリッジ41は、ケース状体43
内に設けられた、上述した押圧用体51が圧子部20の圧子
保持体22を押圧するのを阻止しまたそれを解除する押圧
阻止・解除用体61を有する。

この場合、押圧阻止・解除用体61は、押圧用体51の周
りにそれに案内されて上述した第３及び第４の方向に可
動自在に配された円筒状体でなり、また、上端面を押圧
用体51の複数の鍔部53の係合面54と係合する係合面62と
している。

一方、圧子押圧用カートリッジ41の上述したケース状
体43には、その軸からみた180°の角間隔を保つ２つの
位置に、ケース状体43の軸方向に比較的長く延長し、且
つケース状体43の内外に連通している案内孔64及び65が
設けられている。

また、上述した押圧阻止・解除用体61には、下端部か
ら180°の角隔を保ち且つ上述したケース状体43に設け
た案内孔64及び65を通って輻方向に外方に延長している
棒状の被押圧杆66及び67が設けられている。

さらに、押圧阻止・解除用体61には、下端部から等間
隔を保って輻方向に外方に延長している複数の鍔部63が
設けられている。

また、上述した圧子押圧用カートリッジ41は、上述し
たケース状体43内に、その上面部44と上述した押圧阻止
・解除用体61の複数の鍔部63のそれぞれとの間に介挿し
て配され且つ押圧阻止・解除用体61をその係合面62が押
圧用体51の鍔部53の係合面54と係合するように上述した
第４の方向に偏倚している複数の発条68を有する。

この場合、複数の発条64は、上述した押圧阻止・解除
用体61を第４の方向に偏倚している強さが、上述した押
圧用体51を第３の方向に偏倚している複数の発条56の強
さよりも大である。このため、押圧用体51は、もし押圧
阻止・解除用体61の被押圧杆64及び65が後述する作動杆
91によって上述した第３の方向に押圧作動させられてい
ないとすれば、上端面がケース状体43の上面部44の内面
に受けられるように偏倚されている。

以上が、圧子押圧用カートリッジ41の一例構成である
が、次に、その圧子押圧用カートリッジ41を上述した基
板３上に外部から着脱自在に装架させるためのカートリ
ッジ装架手段の一例について述べるに、カートリッジ装
架手段は、圧子押圧用カートリッジ41を収容装架するケ
ース状体71を有する。

このケース状体71は、基板３の一部でなる下面部72
と、その下面部72から相対向して上方に延長している側
面部73及び74と、下面部72から側面部73及び74と直交し
て上方に延長している背面部75と、下部面73と対向して
いる上面部76とを有する。

この場合、下面部72及び上面部76には、圧子押圧用カ
ートリッジ41のケース状体43の上面部44及び下面部45
を、背面部75側とは反対側の端面側の外方から、背面部
75側に、それぞれ案内する案内溝77及び78が設けられて
いる。これら案内溝77及び78は、圧子押圧用カートリッ
ジ41のケース状体43の下面部45に設けた押圧用体用貫通
孔47及び圧子押圧用カートリッジ41の押圧用体51の軸
が、上述した圧子部20を装架している回転板７がその上
述したボール12を弾片15の受面14に受けさせている回動
位置にある場合における圧子部20の圧子保持体22の軸と
一致する位置まで、ケース状体43の上面部44及び下面部
45をそれぞれ案内する。

さらに、ケースー状体71の上面部76及び下面部72に
は、背面部75側とは反対側の端面側から、ケース状体71
内に収容された圧子押圧用カートリッジ41を容易に外部
に取出すためのカートリッジ取出用切欠82及び83が設け
られている。

また、上述したケース状体71の下面部72には、圧子押
圧用カートリッジ41のケース状体43の上面部44及び下面
部45が上述したように案内された状態において、圧子押
圧用カートリッジ41の押圧用体51の下部を貫通させる押
圧用体用貫通孔79を有する。

以上で、基板３上に圧子押圧用カートリッジ41を装架
するためのカートリッジ装架手段70の一例構成が明らか
となったが、上述した圧子押圧用カートリッジ41ととも
に圧子押圧手段を構成している、圧子押圧用カートリッ
ジ41を作動状態に駆動する駆動手段42は、一例として、
次に述べる構成を有する。

すなわち、駆動手段42は、上述した圧子押圧用カート
リッジ41が上述したカートリッジ装架手段を用いて上述
した基板３上に装架されている状態において、上述した
圧子押圧用カートリッジ41の押圧阻止・解除用体61を、
それを偏倚している上述した発条68に抗して、上述した
第３の方向に作動させる作動杆91を有する。

この場合、作動杆91は、ケース状体71内にその側面部
73及び74の内面にそれぞれ沿ってケース状体71の前後方
向に延長している押圧部92及び93と、それら押圧部92及
び93を連結し且つケース状体71内にその背面部75の内面
に沿って左右方向に延長している連結部94と、その連結
部94から予めケース状体71の背面部75にケース状体71の
内外に貫通して設けられ且つケース状体71の軸方向に比
較的長く延長している案内孔81を通って外部に延長して
いる被押圧部95とを有し、且つ上述した第３及び第４の
方向に可動自在に案内される（その案内手段は種々とり
得るので詳細説明は省略する）ようになされている。

また、上述した駆動手段42は、上述したカートリッジ
装架手段のケース状体71の背面部75に、その外側から取
付けられたモータ96と、そのモータ96の軸97に取付けら
れたカム98とを有する。

また、上述した駆動手段42は、上述した作動杆94を、
その被押圧部95がカム98に基板３側から係合するよう
に、しかしながら、押圧部92及び93が上述した押圧阻止
・解除用体61の被押圧杆66及び67からそれぞれ離間する
ように、基板３側とは反対側に偏倚している発条100を
有する。

以上で、圧子部20と、圧子押圧用カートリッジ41を用
いて構成されている圧子押圧手段と、その圧子押圧用カ
ートリッジ41を基板３上に装架するカートリッジ装架手
段との一例が明らかとなったが、上述した基板３上に
は、圧子21によって材料片１に付される圧痕15を観察す
るための圧痕観察手段が設けられている。

この圧痕観察手段の一例は、上述した回転板７に設け
られた光学レンズ部111を有する。

この場合、光学レンズ部111は、回転板７の下面側
に、上述した圧子部20の圧子保持体22が配されている回
転板７の軸を中心とする円上において、回転板７がその
ボール13を弾片15の受面14に受けさせている回動位置に
回動し且つ基板３上に上述した圧子押圧用カートリッジ
41が装架されている状態における、圧子押圧用カートリ
ッジ41の押圧用体51の軸の延長上光軸があるように、且
つ対物側が上述した第３の方向に向いているよう設けら
れている。

また、圧痕観察手段の一例は、上述した光学レンズ部
111をその対物側とは反対側から外部に光学的に連通さ
せる圧痕観察用光学路を有する。

この場合、圧痕観察用光学路は、上述した基板３上に
上述したように設けられた押圧用体用貫通孔79と、上述
した圧子押圧用カートリッジ41のケース状体43の下面部
47に設けられた押圧用体用貫通孔47とを一部の光路とし
ている。

一方、上述した回転板７の光学レンズ部111を設けた
位置に、光学レンズ部111の対物側とは反対側が臨むよ
うに且つ光学レンズ部111の光軸と同軸的に、光路用貫
通光112が設けられ、その光路用貫通孔112もまた圧痕観
察用光学路の一部の光路部としている。

また、上述した圧子押圧用カートリッジ41の押圧用体
51に、その軸に沿って貫通延長している貫通孔48が設け
られ、その貫通孔48も圧痕観察用光学路の他の一部の光
学路としている。

さらに、上述した圧子押圧用カートリッジ41のケース
状体43の上面部44に、押圧用体51に設けた光路用貫通孔
48と同軸的に貫通している光路用貫通孔46が設けられ、
その光路用貫通孔46も圧痕観察用光学路のさらに他の一
部の光路部としている。

また、上述したカートリッジ装架手段を構成している
ケース状体71の上面部76に、そのケース状体71に装着さ
れた状態における圧子押圧用カートリッジ41のケース状
体43の上面部44に設けられた光路用貫通孔46と同軸的な
光路用貫通孔80が設けられ、その光路用貫通孔80もまた
圧痕観察用光学路の一部としている。

一方、上述したカートリッジ装架手段70を構成してい
るケース状体71の上面部76上に、光路用筒体120が、そ
の光軸を上述した光学レンズ部111の光軸と直交させ且
つ上述したケース状体71の上面部76に設けた光路用貫通
孔80を覆って設けられている。

この場合、光路用筒体120内には、ケース状体71の上
面部76側及びその上面部76側とは反対側において、それ
ぞれ光学窓121及び122が、上述した光路用貫通孔80と同
軸的に設けられ、また、ランプのような光源123が、光
学窓121及び122から離れた位置に設けられ、さらに、ハ
ーフミラー124が、光学窓121及び122に臨む位置に、光
路用筒体120の光軸と45°傾斜して設けられ、なおさら
に、光源123及びハーフミラー124間の位置に集光用レン
ズ125が設けられ、そして、その光路用筒体120の光学窓
121及び122間のハーフミラー124を含んだ部を、圧痕観
察用光学路のさらに他の一部としている。

また、上述した光路用筒体120上に、その光学窓121及
び122の光軸と同じ光軸を有する筒部131と、それから折
曲って外方に延長している筒部132とを有する他の光路
用筒体130が設けられ、その光路用筒体130を圧痕観察用
光学路の他の一部と構成している。この場合、光路用筒
体130内には、反射ミラー133が、筒部131及び132間の折
曲部において、筒部131及び132の光軸と45°傾斜して設
けられている。

また、光路用筒体130の光路用筒体120側とは反対側の
開放端部を、圧痕観察用光学路の圧痕観察用窓134とし
ている。

以上が、本発明による材料試験機の実施例の構成であ
る。

このような構成を有する本発明による材料試験機によ
れば、次に述べる作用、効果が得られる。

すなわち、圧子押圧手段を構成している駆動手段42の
モータ96を回転させることによって、第１図に示すよう
に、モータ96の軸97に設けたカム98を、その軸97から最
も近いカム面部（これを第１のカム面部とする）に、発
条100によって第４の方向（上方向）に偏倚されている
作動杆91の被押圧部95を受けさせている状態に回転させ
ることができ、よって、作動杆91を、第４の方向に最も
移動している位置（これを第１の位置とする）にとらし
めることができる。

また、作動杆91をこのような第１の位置に位置させて
いる状態で、圧子押圧用カートリッジ41のケース状体43
を、外部から、カートリッジ装架手段のケース状体71内
に、その案内溝77及び78に案内させて収容させることが
でき、よって、圧子押圧用カートリッジ41を、第１図に
示すように、基板３上に装架された状態にさせることが
できる。

この場合、圧子押圧用カートリッジ41を基板３上に装
架させている状態において、圧子押圧用カートリッジ41
の押圧用体51は、ケース状体43の下面部45に設けられた
押圧用体用貫通孔47を通じて、基板３の貫通孔79に臨ん
だ位置をとっている。

また、圧子押圧用カートリッジ41の押圧阻止・解除用
体61の被押圧杆66及び７は、それぞれ作動杆91の押圧部
92及び93にその基板３側から対向している位置をとって
いる。

さらに、回転板７を、それに設けたハンドル９を用い
て、弾片15の受面14がボール12を受ける位置（これを第
１の回動位置とする）まで回動させることができ、よっ
て、圧子部20の圧子保持体22を、第１図に示すように、
基板３上に上述したように装架された圧子押圧用カート
リッジ41の押圧用体51下に、それと同軸的に位置させる
ことができる。

また、圧子押圧用カートリッジ41を上述したように基
板３上に装架させ、また、圧子部20の圧子保持体23を上
述したように圧子押圧用カートリッジ41の押圧用体51下
に位置させた状態において、モータ91によって、カム98
を、その軸98から最も遠いカム面部（これを第２のカム
面部とする）に作動杆91の被押圧部95を受けさせるまで
回転させることができ、そして、このようにカム98を回
転させれば、作動杆91が、カム93によって、発条100に
抗して、上述した第１の位置から、第３の方向（下方
向）に第２の位置まで押し下げられ、これによって、圧
子押圧用カートリッジ41の押圧阻止・解除用体61が、作
動杆91の押圧部92及び93と押圧阻止・解除用体61の被押
圧杆66及び67とを介して、発条68に抗して、押圧用体51
と係合してその押圧用体51を第４の方向に押し上げてい
る頭初の位置から、基板３側の第３の方向に押し下げら
れる。

また、このように、圧子押圧用カートリッジ41の押圧
阻止・解除用体61が、頭初の位置から、第３の方向に押
し下げられれば、圧子押圧用カートリッジ41の押圧用体
51が、発条56の力によって、圧子押圧用カートリッジ41
のケース状体43の上面部44の内面に受けられている頭初
の位置から、圧子部20側の第３の方向に押し下げられ、
よって、押圧用体51の下部が、圧子押圧用カートリッジ
41のケース状体43の下面部45の押圧用体用貫通孔47及び
カートリッジ装架手段を構成しているケース状体71の下
面部72の押圧用体用貫通孔79を通じて、基板３の下側に
突出し、その押圧用体51の下端面でなる押圧面52によっ
て、圧子部20を構成している圧子保持体22の被押圧部26
の被押圧面27を、第３の方向に押圧する。このため、圧
子保持体22が、発条33に抗して、圧子保持体22を軸支し
ている軸受手段30の筒部31の受面32と係合している頭初
の位置から、第３の方向に押下げられる。よって、圧子
21を、発条56の力に対応した押圧力（実際は、発条56の
力から発条33の力を引いた力でなる押圧力）で、材料片
１に、押込ませることができ、従って、材料片１に圧痕
16を付すことができる。

また、本発明による材料試験機によれば、材料片１
に、上述したようにして圧痕16を付して後、モータ96を
回転させることによって、カム98を、上述した第１のカ
ム面に作動杆91の被押圧部95を受けさせるまで回転させ
ることができ、このため、作動杆91が、発条100の力に
よって、第４の方向（上方向）に、上述した第１の位置
まで移動復帰し、よって、押圧阻止・解除用体68が、発
条68の力によって、押上げられていた状態から、第４の
方向に上述した頭初の位置まで移動復帰する。また、こ
のため、押圧用体51が、押し下げられている状態から、
第４の方向に上述した頭初の位置まで押し上げられて復
帰し、よって、圧子保持体22が、発条33の力によって、
第２の方向に上述した頭初の位置まで移動復帰する。さ
らに、このため、材料片１が圧子21によって押込まれる
のが解除され、次で、圧子21が材料片１から離間し、圧
子保持体22が軸受30の筒部31の下端面でなる受面32に受
けられた状態の原位置に復帰する。

また、圧子保持体22が、上述したように原位置に復帰
して後、回転板７を、ハンドル９を用いて、弾片15の受
面14がボール13を受ける位置まで回動させれば、圧痕観
察手段を構成している光学レンズ部11を、材料片１上に
位置させることができる。この場合、回転板７の光路用
貫通孔112、ケース状体71の押圧用体用貫通孔79、ケー
ス状体43の押圧用体用貫通孔47、押圧用体51の光路用貫
通孔48、ケース状体43の光路用貫通孔46、ケース状体71
の光路用貫通孔80、光路用窓121、ハフミラー124、光路
用窓122、光路用筒体130、を含んで、光学レンズ部11の
対物側とは反対側から、光路用筒体130の端部でなる圧
痕観察用窓に至る圧痕観察用光学路が構成されている。

一方、光源123から、集光用レンズ125を通り、次で、
ハーフミラー124の位置で折曲って光路用窓121を通り、
次で、光路用貫通孔80、46及び48、押圧用体用貫通孔4
7、49、光路用貫通孔を通って、光学レンズ部111に到る
照明用光学路が構成されている。

このため、上述した照明用光学路及び光学レンズ部11
1を介して、材料片１を照明し、その状態で、材料片１
に付された圧痕16を、光学レンズ部111及び上述した圧
痕観察用光学路を介して、外部から観察することができ
る。

上述したところから、本発明による材料試験機によれ
ば、基板３を、予め、材料片１がカートリッジ装架手段
下に位置するように、材料片１の上方位置に位置させて
おけば（ただし、上述した実施例の場合、回転板７を、
予め、圧子部20がカートリッジ装架手段を構成している
ケース状体71下に位置する第１の位置に位置するよう
に、回動させておく）、まず、基板３上のカートリッジ
装架手段に、圧子押圧手段を構成している圧子押圧用カ
ートリッジ41を装架し、次に、駆動手段42を構成してい
る作動杆91を作動させる（上述した実施例の場合、モー
タ96及びカム98によって）だけで、材料片１に、圧子部
20を構成している圧子保持体22に保持されている圧子21
を押込んで、圧痕16を付すことができ、よって、材料片
１に、圧痕16を付すのを、容易に行うことができる。

また、本発明による材料試験機によれば、圧子押圧手
段が、圧子押圧用カートリッジ41と、それを作動状態に
駆動させる駆動手段42とを有し、そして、圧子押圧用カ
ートリッジ41が、ケース状体43内に、押圧用体51と、そ
れを偏倚している発条56と、押圧阻止・解除用体61と、
それを偏倚している発条68とを配しまたは設けていると
いう簡易な構成を有し、また、このため、圧子押圧用カ
ートリッジ41を小型化、軽量化し得るので、材料試験機
を、全体として、従来の材料試験機の場合に比し、簡
易、小型、軽量化することができる。

さらに、本発明による材料試験機によれば、圧子押圧
手段に圧子押圧用カートリッジ41を用いているので、そ
の圧子押圧用カートリッジ41として、押圧用体51を偏倚
している発条56の力が互に異なるものを予め複数用意し
ておけば、それら複数の圧子押圧用カートリッジ41か
ら、随時所望の１つの圧子押圧用カートリッジ41を選択
し、その圧子押圧用カートリッジ41をカートリッジ装架
手段に装架させることによって、圧子21を材料片１に向
って押込むときの押圧力を、随時所望の値に、容易に、
変更することができる。このため、材料片１に、圧子21
の材料片１への押圧力をパラメータとした圧痕16を、容
易に付すことができる。

また、本発明による材料試験機によれば、基板３を、
予め、材料片１がカートリッジ装架手段下に位置するよ
うに、材料片１の上方位置に位置させておき、カートリ
ッジ装架手段に、圧子押圧手段を構成している圧子押圧
用カートリッジ41を装架し、次にまたはその前に、回転
板７を、圧子部20がカートリッジ装架手段下に位置する
第１の位置にまで位置するように回動させ、次に、駆動
手段42を構成している作動杆91を作動させれば、材料片
１に、圧子21によって、圧痕16を容易に付すことがで
き、また、次に、作動杆91の作動状態を解除されて後、
回転板７を、光学レンズ部111がカートリッジ装架手段
下に位置する第２の位置まで回動させれば、圧子押圧用
カートリッジ41をカートリッジ装架手段から取出すこと
によってまたは取出すことなしに、光学レンズ部111を
圧痕観察手段を構成している圧痕観察用光学路の圧痕観
察用窓134に連通させることができ、従って、外部か
ら、圧痕観察用窓134を介し且つ光学レンズ部111を用い
て、材料片に付された圧痕16を容易に観察することがで
き、よって、材料片の硬度などを容易に測定することが
できる。

さらに、本発明による材料試験機によれば、圧子押圧
用カートリッジ41のケース状体43及び押圧用体51にそれ
ぞれ光路用貫通孔46及び48が設けられ、また、圧子押圧
用カートリッジ41のケース状体43の下面部45に押圧用体
用貫通孔47が設けられ、そして、それら光路用貫通孔46
及び48と押圧用体貫通孔47とを、圧痕観察用手段を構成
している圧痕観察用光学路の一部の光路部としているの
で、上述したところから明らかなように、圧子押圧用カ
ートリッジ41をカートリッジ装架手段から取出さなくて
も、材料片１に付された圧痕16を観察することができ、
よって、材料片１に付された圧痕16の観察を、極めて容
易に行うことができる。

なお、上述においては、本発明の一例を示したに留ま
り、本発明の精神を脱することなしに、種々の変型、変
更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による材料試験機の実施例を示す、圧
子押圧用カートリッジが基板上に装架され且つその圧子
押圧用カートリッジが作動していない状態にある略線的
縦断面図である。 第２図は、第１図に示す本発明の材料試験機のII-II線
上からみた略線的平面図である。 第３図は、第１図に示す本発明の材料試験機のIII-III
線上の略線的横断面図である。 第４図は、第１図に示す本発明の材料試験機の、圧子押
圧用カートリッジが作動している状態にある略線的縦断
面図である。 第５図は、第１図に示す本発明の材料試験機の、圧痕観
察手段が材料片に付される圧痕を観察する状態にある略
線的縦断面図である。 第６図は、第１図に示す本発明による材料試験機に用い
ている圧子押圧用カートリッジを示す略線的縦断面図で
ある。 第７図は、第６図に示す圧子押圧用カートリッジの略線
的平面図である。 第８図は、第６図に示す圧子押圧用カートリッジのVIII
-VIII線上の略線的横断面図である。 １……材料片 ２……固定面 ３……基板 ４……枠部 ５……脚 ６……支軸 ７……回転板 ８……軸受手段 ９……ハンドル 10、11……ボール受用溝 12、13……ボール 14……弾片 15……受面 16……圧痕 20……圧子部 21……圧子 22……圧子保持体 23……下端面 24……係合面 25……鍔部 26……被押圧部 27……被押圧面 28……軸部 29……貫通孔 30……軸受手段 31……筒部 32……受面 33……発条（第１） 41……圧子押圧用カートリッジ 42……駆動手段 43……ケース状体 44……上面部 45……下面部 46……光路用貫通孔 47……押圧用体用貫通孔 48……光路用貫通孔 51……押圧用体 52……押圧面 54……係合面 56……発条（第２） 61……押圧阻止・解除用体 62……係合面 63……鍔部 64、65……案内孔 66、67……被押圧杆 68……発条（第３） 71……ケース状体 72……下面部 73、74……側面部 75……背面部 76……上面部 77、78……案内溝 79……押圧用体用貫通孔 80……光路用貫通孔 81……案内孔 82、83……カートリッジ取出用切欠 91……作動杆 92、93……押圧部 94……連結部 95……被押圧部 96……モータ 97……軸 98……カム 100……発条 111……光学レンズ部 112……光路用貫通孔 120……光路用筒体 121、122……光学窓 123……光源 124……ハーフミラー 125……集光用レンズ 130……光路用筒体 131、132……筒部 133……反射ミラー 134……圧痕観察用窓

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】材料片に圧痕を付すための圧子を有する圧
   子部と、 上記圧子を上記材料片に圧痕が付されるように押圧する
   圧子押圧手段とを有する材料試験機において、 上記圧子部が、軸方向の一方の遊端部に上記圧子を保持
   し且つ基板上に軸方向であり且つ上記材料片に向う方向
   である第１の方向及びそれとは反対の第２の方向に可動
   自在に設けられた圧子保持体と、該圧子保持体を上記第
   ２の方向に偏倚している第１の発条とを有し、 上記圧子押圧手段が、圧子押圧用カートリッジと、該圧
   子押圧用カートリッジを作動状態に駆動させる駆動手段
   とを有し、 上記圧子押圧用カートリッジが、押圧用体用貫通孔を設
   けている第１の面部を有するケース状体と、該ケース状
   体内に軸方向であり且つ上記押圧用体用貫通孔内を通っ
   て上記ケース状体外に突出する方向である第３の方向及
   びそれとは反対の第４の方向に可動自在に設けられた押
   圧用体と、上記ケース状体内に配され且つ上記押圧用体
   を上記第３の方向に偏倚している第２の発条と、上記ケ
   ース状体内に上記第３及び第４の方向に可動自在に配さ
   れ且つ上記第４の方向への作動によって上記押圧用体と
   係合する押圧阻止・解除用体と、上記ケース状体内に配
   され且つ上記押圧阻止・解除用体を上記第４の方向に偏
   倚している第３の発条とを有し、 上記基板に、上記圧子押圧用カートリッジを、その上記
   押圧用体の軸が上記圧子部の圧子保持体の軸の延長上に
   あり且つ上記第３の方向が上記第１の方向と一致するよ
   うに着脱自在に装架するカートリッジ装架手段が設けら
   れ、 上記駆動手段が、上記基板上に上記カートリッジ装架手
   段によって装架されている状態における上記圧子押圧用
   カートリッジの押圧阻止・解除用体を、上記第３の発条
   に抗して、上記第３の方向に作動させる作動杆を有する
   ことを特徴とする材料試験機。
2. 【請求項２】材料片に圧痕を付すための圧子を有する圧
   子部と、 上記圧子を上記材料片に圧痕が付されるように押圧する
   圧子押圧手段とを有する材料試験機において、 上記圧子によって上記材料片に付される圧痕を観察する
   ための圧痕観察手段を有し、 上記圧子部が、軸方向の一方の上の遊端部に上記圧子を
   保持し且つ基板上に第１及び第２の回動位置間に回動自
   在に設けられた回転板上に軸方向であり且つ上記材料片
   に向う方向である第１の方向及びそれとは反対の第２の
   方向に可動自在に設けられた圧子保持体と、該圧子保持
   体を上記第２の方向に偏倚している第１の発条とを有
   し、 上記圧子押圧手段が、圧子押圧用カートリッジと、該圧
   子押圧用カートリッジを作動状態に駆動させる駆動手段
   とを有し、 上記圧子押圧用カートリッジが、押圧用体用貫通孔を設
   けている第１の面部を有するケース状体と、該ケース状
   体内に軸方向であり且つ上記押圧用体用貫通孔内を通っ
   て上記ケース状体外に突出する方向である第３の方向及
   びそれとは反対の第４の方向に可動自在に設けられた押
   圧用体と、上記ケース状体内に配され且つ上記押圧用体
   を上記第３の方向に偏倚している第２の発条と、上記ケ
   ース状体内に上記第３及び第４の方向に可動自在に配さ
   れ且つ上記第４の方向への作動によって上記押圧用体と
   係合する押圧阻止・解除用体と、上記ケース状体内に配
   され且つ上記押圧阻止・解除用体を上記第４の方向に偏
   倚している第３の発条とを有し、 上記基板に、上記圧子押圧用カートリッジを、その上記
   押圧用体の軸が上記回転板が上記第１の回動位置に回動
   している状態における上記圧子部の圧子保持体の軸の延
   長上にあり且つ上記第３の方向が上記第１の方向と一致
   するように着脱自在に装架するカートリッジ装架手段が
   設けられ、 上記駆動手段が、上記基板上に上記カートリッジ装架手
   段によって装架されている状態における上記圧子押圧用
   カートリッジの押圧阻止・解除用体を、上記第３の発条
   に抗して、上記第３の方向に作動させる作動杆を有し、 上記圧痕観察手段が、光学レンズ部と、該光学レンズ部
   をその対物側とは反対側から外部に光学的に連通させ且
   つ上記光学レンズ部とは反対側に圧痕観察用窓を有する
   圧痕観察用光学路とを有し、 上記光学レンズ部が、上記回転板上に、上記圧子部の圧
   子保持体が配されている上記回転板の軸を中心とする円
   上において、上記回転板が上記第２の回動位置に回動し
   且つ上記圧子押圧用カートリッジが上記基板上に装架さ
   れている状態における、上記圧子押圧用カートリッジの
   押圧用体の軸の延長上に光軸があるように且つ対物側が
   上記第３の方向に向いているように設けられていること
   を特徴とする材料試験機。
3. 【請求項３】材料片に圧痕を付すための圧子を有する圧
   子部と、 上記圧子を上記材料片に圧痕が付されるように押圧する
   圧子押圧手段とを有する材料試験機において、 上記圧子によって上記材料片に付される圧痕を観察する
   ための圧痕観察手段を有し、 上記圧子部が、軸方向の一方の上の遊端部に上記圧子を
   保持し且つ基板上に第１及び第２の回動位置間に回動自
   在に設けられた回転板上に軸方向であり且つ上記材料片
   に向う方向である第１の方向及びそれとは反対の第２の
   方向に可動自在に設けられた圧子保持体と、該圧子保持
   体を上記第２の方向に偏倚している第１の発条とを有
   し、 上記圧子押圧手段が、圧子押圧用カートリッジと、該圧
   子押圧用カートリッジを作動状態に駆動させる駆動手段
   とを有し、 上記圧子押圧用カートリッジが、押圧用体用貫通孔を設
   けている第１の面部を有するケース状体と、該ケース状
   体内に軸方向であり且つ上記押圧用体用貫通孔内を通っ
   て上記ケース状体外に突出する方向である第３の方向及
   びそれとは反対の第４の方向に可動自在に設けられた押
   圧用体と、上記ケース状体内に配され且つ上記押圧用体
   を上記第３の方向に偏倚している第２の発条と、上記ケ
   ース状体内に上記第３及び第４の方向に可動自在に配さ
   れ且つ上記第４の方向への作動によって上記押圧用体と
   係合する押圧阻止・解除用体と、上記ケース状体内に配
   され且つ上記押圧阻止・解除用体を上記第４の方向に偏
   倚している第３の発条とを有し、 上記基板に、上記圧子押圧用カートリッジを、その上記
   押圧用体の軸が上記回転板が上記第１の回動位置に回動
   している状態における上記圧子部の圧子保持体の軸の延
   長上にあり且つ上記第３の方向が上記第１の方向と一致
   するように着脱自在に装架するカートリッジ装架手段が
   設けられ、 上記駆動手段が、上記基板上に上記カートリッジ装架手
   段によって装架されている状態における上記圧子押圧用
   カートリッジの押圧阻止・解除用体を、上記第３の発条
   に抗して、上記第３の方向に作動させる作動杆を有し、 上記圧痕観察手段が、光学レンズ部と、該光学レンズ部
   をその対物側とは反対側から外部に光学的に連通させ且
   つ上記光学レンズ部とは反対側に圧痕観察用窓を有する
   圧痕観察用光学路とを有し、 上記光学レンズ部が、上記回転板上に、上記圧子部の圧
   子保持体が配されている上記回転板の軸を中心とする円
   上において、上記回転板が上記第２の回動位置に回動し
   且つ上記圧子押圧用カートリッジが上記基板上に装架さ
   れている状態における、上記圧子押圧用カートリッジの
   押圧用体の軸の延長上に光軸があるように且つ対物側が
   上記第３の方向に向いているように設けられ、 上記圧子押圧用カートリッジの押圧用体にその軸を軸と
   する第１の光路用貫通孔が設けられ、 上記圧子押圧用カートリッジのケース状体の上記第１の
   面部に対向する第２の面部に上記第１の光路用貫通孔と
   同軸的な第２の光路用貫通孔が設けられ、 上記圧痕観察用光路が、上記第１及び第２の光路用貫通
   孔、及び上記圧子押圧用カートリッジのケース状体の上
   記第１の面部に設けられた押圧用体用貫通孔を一部の光
   路部としていることを特徴とする材料試験機。