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硬さ測定器および硬さ測定装置、ならびに硬さ評価方法

国内特許コード P06A009710
整理番号 2004-015
掲載日 2007年3月2日
出願番号 特願2005-065908
公開番号 特開2006-250633
登録番号 特許第4517149号
出願日 平成17年3月9日(2005.3.9)
公開日 平成18年9月21日(2006.9.21)
登録日 平成22年5月28日(2010.5.28)
発明者
  • 入江 隆
出願人
  • 学校法人高知大学
発明の名称 硬さ測定器および硬さ測定装置、ならびに硬さ評価方法
発明の概要

【課題】 本発明は、対象物の硬さを容易に測定できる測定器および該測定器を備えた測定装置、ならびに硬さを評価する方法を提示することを課題とした。
【解決手段】本発明は、
対象物の硬さを測定するための測定器であって、
対象物に押圧される球状接触面を有する接触子と、該押圧時の接触面積を測定する機構を有する接触面積測定部と、該押圧に伴う対象物からの反力を測定する応力測定部とを備えたことを特徴とする硬さ測定器を提供することで上記課題を解決した。

従来技術、競合技術の概要


物質の硬さを評価する指標の1つとして、弾性率が挙げられる。通常、物質の弾性率は、測定器の接触子を対象物に押圧させ、その際に生じる反力(応力)と、接触子の移動距離(対象物の変位量)から算出することができる。



また弾性を有する物質では、音波を印加すると、弾性特性に応じて、反射して帰ってくる周波数が変化するという特性を有している。この特性を利用し、対象物にある特定の周波数を有する音波を印加し、反射して帰ってきた音波の周波数の違いから対象物の硬さを測定する方法も提言されている。特許文献1では、対象物として人体組織を用い、対象物に振動棒を有するプローブを接触させて特定の周波数を有する音波を印加し、反射して帰ってきた周波数から人体組織の硬さを測定する方法が開示されている。

【特許文献1】特開平8-29312号公報

産業上の利用分野


本発明は、対象物の硬さを測定する測定器および該測定器を備えた測定装置、ならびに対象物の硬さを評価する評価方法に関するものであり、詳細には接触子と対象物との接触面積と、その際に対象物で生じる反力から、対象物の硬さやヤング率を測定するための測定器および該測定器を備えた測定装置、ならびに対象物の硬さを評価する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
対象物の硬さを測定するための測定器であって、
対象物に押圧される球状接触面を有する接触子と、該押圧時の接触面積を測定する機構を有する接触面積測定部と、該押圧に伴う対象物からの反力を測定する応力測定部とを備えたことを特徴とする硬さ測定器。

【請求項2】
上記接触子の球状接触面に沿って、複数の触覚センサが配設されている請求項1に記載の硬さ測定器。

【請求項3】
上記応力測定部が、3軸ロードセルを備えているものである請求項1または2に記載の硬さ測定器。

【請求項4】
人体の組織の硬さを測定するものである請求項1~3のいずれか1つに記載の硬さ測定器。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1つに記載の硬さ測定器と、該硬さ測定器に接続されたコントローラを有し、該コントローラが、上記接触子で測定された接触面積の値に対応付けて、上記応力測定部で測定された反力の値を記憶して対象物の単位面積あたりの反力を測定するように構成されていることを特徴とする硬さ測定装置。

【請求項6】
対象物の硬さを評価する方法であって、
球状接触面を有する接触子を対象物に押圧し、
押圧した際の接触面積と、その際に対象物から生じる反力とを測定し、
上記接触面積と上記反力との値に基づいて対象物の単位面積あたりの反力を求める
ことを特徴とする硬さの評価方法。

【請求項7】
上記接触面積と上記反力との関係について有限要素法を用いて理論解析を行い、該接触面積と該反力の関係からヤング率を算出する請求項6に記載の硬さの評価方法。

産業区分
  • 試験、検査
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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