JP3420062B2 - 引抜き強度試験器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は引抜き強度試験器に
関し、特にねじ部材を取り付けた母材からそのねじ部材
を引抜くときの引き抜き強度を試験することができる引
抜き強度試験器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、樹脂形成品や薄板等にねじ部を
形成して他部材をねじ結合するような場合、これら結合
部の十分な強度を得るために、ねじ部を別部材として母
材に埋設あるいは溶接、圧入等により結合して、例え
ば、樹脂用インサートナットやプレスカシメナット、溶
接ナットとして用いることが行われている。ところで、
別部材として母材に結合されたねじ部材は結合部の強度
を確保するものであることから、母材とねじ部材の結合
強度試験を行う必要がある。その結合強度試験には、母
材を固定してねじ部材に引張力を加え、母材とねじ部材
の分離開始時の引張力（抜去力）から最大結合強度、す
なわち母材とねじ部材の引抜き強度を測定する引抜き強
度試験器が用いられる。

【０００３】従来この種の引抜き強度試験器としては、
例えば図１２に示すようなものがある。同図において１
０１は引抜き強度測定器であり、詳細は図示しないが例
えばアムスラー引張試験機が用いられている。引抜き強
度測定器１０１の固定部１０２には射出成形された被測
定物１０３が係合し、被測定物１０３の母材１０４には
ねじ部材１０５が埋設されている。すなわち、被測定物
１０３はねじ部材１０５と共に母材１０４が固定部１０
２に装着可能な寸法に予め切り出されたものである。測
定時にはねじ部材１０５にボルト１０６を螺合し、ボル
ト１０６に引抜き強度測定器１０１の引張り金具１０７
を係合させて引張り金具１０７に図中上方向の力、すな
わち、固定部１０２によって支持された被測定物１０３
からねじ部材１０５を引抜く方向の引張力を加える。そ
して、引張力を大きくするとやがてねじ部材１０５が母
材１０４から分離、脱落するが、分離開始時の引張力か
ら母材１０４とねじ部材１０５の引抜き強度が測定され
る。

【０００４】しかしながら、このような従来の引抜き強
度測定器にあっては、引抜き強度測定器１０１が据置型
のアムスラー引張り試験機等であったため、次のような
問題点があった。

【０００５】すなわち、固定部１０２に合わせて被測定
物３を予め切り出して特定の形状にする必要があり、測
定のための準備作業が煩雑になり、段取りに時間がかか
り、測定に熟練を要する。さらに、試験器が汎用機なの
で、高価であるという問題もあった。しかも、引抜き強
度測定器１０１が大型で据置型であることから射出成形
等の現場で母材１０４とねじ部材１０５の引抜き強度を
測定することは不可能に近く、このため成形作業の能率
が低下するという問題点があった。特に、引抜き強度の
測定はその測定結果を製品の生産工程にフィードバック
して品質の向上を意図するものであり、現場で容易に測
定・検査できるような引抜き強度測定器が要望されてい
た。

【０００６】そこで、本出願人は先に、特公平７−９３
９１号として、小型で作業現場に持ち込んで容易にねじ
部材の引抜き強度を測定又は合否判別可能な引抜き強度
測定器を提供することを目的とし、さらに引張力に応じ
て弾性変形する部位を設けることにより、その弾性変形
を利用して容易に引抜き強度を測定することのできる構
成の簡単な引抜き強度測定器を提案した。

【０００７】この引抜き強度測定器は、図１１に示すよ
うに、引抜き強度測定器１１２の本体胴部１１１の下端
部にはほぼ中空円筒状の着座アタッチメント１１３が設
けられている。母材１１５および母材１１５のボス部１
１５ａにインサート成形されたねじ部材１１６からなる
被測定物１１４の引抜き強度が引抜き強度測定器１１２
によって測定される。

【０００８】着座アタッチメント１１３は、本体胴部１
１１の下端部に着脱自在に螺着され、軸方向に内径Ｄの
通孔１１３ａが形成されている。通孔１１３ａの内径Ｄ
はねじ部材１１６の最大外径ｄよりも大きく設定され、
引抜き強度測定器１１２が被測定物１１４の引抜き強度
を測定するときには、着座アタッチメント１１３の着座
面１１３ｂがねじ部材１１６の外周辺でボス部１１５ａ
の上端面に当接するように構成されている。

【０００９】着座アタッチメント１１３の通孔１１３ａ
には引張軸１１７が着座アタッチメント１１３と同軸に
嵌挿されており、引張軸１１７は着座アタッチメント１
１３を貫通して先端部１１７ａが被測定物１１４のねじ
部材１１６に螺合し、基端部１１７ｂが本体胴部１１１
の上部に設けられた把手１１８に螺着されている。

【００１０】なお、本体胴部１１１に嵌挿される把手１
１８のボス部１１８ａには、引張軸１１７の基端部１１
７ｂを螺着させた後、引張軸１１７を把手１１８に固定
する止めねじ１１９が取り付けられており、引張軸１１
７の交換時には、止めねじ１１９を緩めることにより把
手１１８から引張軸１１７を容易に取り外すことが可能
である。

【００１１】１２１は圧縮型の荷重変換器であり、荷重
変換器１２１は、図中下端部に形成された第１フランジ
部１２２で本体胴部１１１に螺合固着され、上端部に形
成された第２フランジ部１２３でスラスト軸受１２５を
介して把手１１８のボス部１１８ａに衝合している。第
２フランジ部１２３はスラスト軸受１２５およびボス部
１１８ａを介して引張軸１１７に取り付けられること
で、引張軸１１７に生じる引張力Ｐの反力を圧縮力とし
て受けるように構成されている。また、フランジ部１２
２と第２フランジ部１２３の間には前記圧縮力（すなわ
ち引張力Ｐの反力）を受けて弾性変形する薄肉部として
の受感部１２４がこれらと一体的に設けられており、受
感部１２４には前記圧縮力を受けた受感部１２４の歪み
を測定する測定手段としての歪ゲージ１２６が装着され
ている。受感部１２４は、第１フランジ部１２２、第２
フランジ部１２３および受感部１２４が一体の筒状体と
して本体胴部１１１に螺合固着されることで、本体胴部
１１１の一部として第１フランジ部１２２と第２フラン
ジ部１２３の間に設けられた薄肉部を構成している。ま
た、歪ゲージ１２６は、本体胴部１１１の受感部１２４
に設けられてそのスラスト方向の歪み（変形）量から引
張軸１１７に作用する引張力Ｐを測定する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平３−１２５９４１号の引抜き強度測定器では、使用
者の取り扱い性がベストとはいえず、商品化のために使
用者の使い勝手を向上させることが望まれていた。

【００１３】即ち、止めねじ１１９と基端部１１７ｂと
が緩んだり、把手１１８のボス部１１８ａと引張軸１１
７の基端部１１７ｂとが緩んでガタが発生する虞があっ
た。止めねじ１１９が緩む理由は、止めねじ１１９が当
接する引張軸１１７の端部が螺合部より細いので、接触
面積が小さく、さらに引張軸１１７の強度を上げるため
硬質な材料が使用されているので、この点も緩む一因と
なっている。

【００１４】また、基端部１１７ｂの緩みは、測定後に
戻すときは逆回転するので、ねじ部が噛みこむ等により
回転が重くなる場合があり、この場合に緩む虞があっ
た。即ち、通常は座面の摩擦が緩み止めとして働くが、
特開平３−１２５９４１号の引抜き強度測定器では、座
面を玉軸受として殆ど摩擦がないように工夫してあるの
で、緩みに対する抵抗力としては寄与していないために
緩みやすかった。

【００１５】ボス部１１８ａの機能は回転を伝達する機
能と、引張力の反力を受ける機能とがある。ボス部１１
８ａは、スラスト玉軸受１２５と接する部分で反力を玉
軸受１２５に与えると同時に引張軸１１７に対して回転
力を与える。このため螺合せざるを得なかった。

【００１６】また、特開平３−１２５９４１号の測定器
では、重いので使用者が測定に疲れてしまうと共に実質
的に任意の作業姿勢を取りにくかった。そこで、測定器
を小型化・軽量化することが要望されていた。

【００１７】さらに、特開平３−１２５９４１号の測定
器の構造では、引張軸１１７を交換する際に、止めネジ
１１９の外側を外筒１１１で覆われ、溝１１８ｂにねじ
１２０を差し込んで保持をしているので、ねじ部材１１
６の大きさやネジ径が変わったときに、引張軸１１７を
交換する際に、先ず、ねじ１２０を取って外筒部材１１
１を外し、止めねじ１１９をとって初めて交換が可能と
なる。止めねじ１１９のがたつきが生じた場合にもねじ
１２０を外す必要があった。したがって、使用者にとっ
てメンテナンス性や交換性が良くなかった。このため、
引張軸１１７の交換性が悪く、メンテナンス性を改善す
ることが要望されていた。

【００１８】そこで、本発明の第１の目的は、回動軸と
引張軸との結合部分において、反力を吸収しつつ、回転
力を伝達することができるとともに、結合部分の緩みの
発生を防止した引抜き強度試験器を提供することにあ
る。

【００１９】また、本発明の第２の目的は、引張軸の交
換を容易にしてメンテナンス性を大幅に向上させた引抜
き強度試験器を提供することにある。また、本発明の第
３の目的は、小型化・軽量化を達成できる引抜き強度試
験器を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の引抜き強度試験器は、ねじ部材を取り付け
た母材に該母材からねじ部材を引き抜く方向の引張力を
加え、該引張力から引抜き強度を試験する引抜き強度試
験器において、中空筒状の外筒手段と、該外筒手段の内
部に固定され、前記母材に当接するための当接部を先端
に有する中空部材と、該中空部材の内部に挿入されて、
該中空部材に基端部が回動自在に支持され、前記ねじ部
材に先端部が螺合して回動角に応じた引張力を前記ねじ
部材に与えるための引張手段と、前記外筒手段に対して
前記引張手段を回動するための回動手段と、前記回動手
段に備えられ、前記引張手段の基端部に位置した第１の
連結部と回転方向に係合し、且つ軸方向に挿抜自在な非
回転対称形状の嵌合部を有する第２の連結部と、前記回
動手段の基端側から前記引張手段を回動軸方向に挿抜自
在な前記回動手段の中空部とを有することを特徴として
いる。

【００２１】また、請求項２の引抜き強度試験器は、請
求項１の引抜き強度試験器において、前記引張手段によ
って発生する引張力を試験するための測定手段を有する
ことを特徴としている。

【００２２】また、請求項３の引抜き強度試験器は、請
求項１の引抜き強度試験器において、前記引張手段が前
記ねじ部材と螺合する際に、前記回動手段と前記引張手
段とが互いに離脱することを防止するための離脱防止手
段を前記中空部内に備えることを特徴としている。

【００２３】また、請求項４の引抜き強度試験器は、ね
じ部材を取り付けた母材に該母材からねじ部材を引き抜
く方向の引張力を加え、該引張力から引抜き強度を測定
する引抜き強度試験器において、外筒部材と、引張軸
と、回動部材と、中空部材とを有し、 （ａ）前記外筒部材は、中空形状であり、そして、着座
部がその外筒部材の先端に保持されて前記母材と当接
し、 （ｂ）前記引張軸は、螺合部と軸胴部と第１の連結部と
を有し、前記螺合部は前記引張軸の先端で、且つ前記着
座部近傍に位置して前記ねじ部材と螺合し、前記軸胴部
は、前記螺合部と前記第１の連結部との間に配置され、
前記第１の連結部は前記軸胴部より大きく、且つ非回転
対称形状とし、 （ｃ）前記回動部材は、前記外筒部材の中で回動自在に
保持され、そして、円筒部と第２の連結部とを有し、前
記円筒部は中空形状であり、前記第２の連結部は第１の
孔部と第２の孔部を有し、前記第１の孔部は、前記軸胴
部が挿入可能な孔から構成され、前記第２の孔部は、前
記孔よりも大きく且つ前記第１の連結部より若干大きな
略同一形状の嵌合孔から構成され、該嵌合孔は前記第１
の連結部と嵌合し、更に、前記第２の連結部は、前記第
２の孔部が前記円筒部の内部方向に向かって開放するよ
うに前記円筒部の端部に配置され、 （ｄ）前記中空部材は、第１の取付部と、第２の取付部
と、中空胴部とを有し、前記第１の取付部は、前記外筒
部材の内面で且つ前記着座部側で前記外筒部材に取り付
け、前記第２の取付部は、前記軸胴部の回動軸回りに配
置した軸受を介して前記第２の連結部に当接し、前記中
空胴部は、前記引張軸の軸回りに配置され、且つ前記第
１の取付部と前記第２の取付部との間に設けられている
ことを特徴としている。

【００２４】また、請求項５の引抜き強度試験器は、請
求項４の引抜き強度試験器において、更に、前記中空胴
部に変位センサが設けられ、該変位センサによって、中
空胴部の歪みを測定することを特徴としている。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。なお、重複した繁雑な説明を避け
るため、同一の構成、同様な構成は、共通の符号をもっ
て示し、その説明を割愛する。

【００２６】図１は、本発明の第１実施形態に係わる引
抜き強度試験器としての引抜き強度測定器を示す正面断
面図であり、回転力をノブで与える方式である。図１に
示すように、第１実施形態に係わる引抜き強度測定器１
は、ノブである把手２と、把手２に止めねじ１４で固定
される中空の駆動軸である回動軸３（回動手段、円筒
部）と、回動軸３をラジアル軸受である単列深溝玉軸受
４（保持手段）を介して回動自在に保持する外筒手段で
ある外筒部材５（保持手段）と、外筒部材５の下端部で
外筒部材５と同軸に小ねじ１６を介して固定された圧縮
型の荷重変換器６（中空部材、保持手段）と、荷重変換
器６の下端部に外筒部材５と同軸に着脱自在に螺着され
た着座アタッチメント７（保持手段）と、回動軸３の下
端に小ねじ１６を介して固定された六角穴駆動板８（第
２の連結部）と、六角穴駆動板８の六角穴８ａに六角頭
部９ａ（第１の連結部、突起部）が嵌合された引張手段
である引張軸９と、引張軸９を台座１０を介して荷重変
換器６上に回動自在に保持するスラスト軸受であるスラ
スト針状コロ軸受１１と、把手２の中心穴２ａに螺合さ
れ、回動軸３の中心穴３ａに挿通されて引張軸９の六角
頭部９ａに当接する離脱防止手段である止め栓１２（止
め部材）と、荷重変換器６からの電気信号を取り出すリ
セプタクルコネクタ１５と、リセプタクルコネクタ１５
の電極に接続される電装部２５（図２参照）とを備えて
いる。なお、台座１０は、孔部（第１の孔部）を備え、
六角穴駆動板８は、嵌合穴８ａを備えている。

【００２７】この引抜き強度測定器１で測定される被測
定物は、本実施形態では、例えば鋼板１９に溶接された
ねじ部材１７である溶接ナットである。この被測定物１
７の引抜き強度が引抜き強度測定器１によって測定され
る。

【００２８】前記着座アタッチメント７は、軸方向に内
径Ｄの凹部７ａ及び凹部７ａに連通して引張軸９が遊挿
される孔７ｂが形成されている。凹部７ａの内径Ｄはね
じ部材１７の最大外径ｄよりも大きく設定され、引抜き
強度測定器１が被測定物の引抜き強度を測定するときに
は、着座アタッチメント７の着座面７ｃがねじ部材１７
の外周辺で鋼板１９の上面に当接するように構成されて
いる。すなわち、着座アタッチメント７は、測定時に、
引抜き強度測定器１を鋼板１９の上面に着座し、鋼板１
９を支持する着座部としての機能を有する。なお、各種
サイズの内径を有する着座アタッチメント７が準備され
ており、さらに着座アタッチメント７が荷重変換器６に
着脱自在に設けられているので、容易にねじ部材１７の
最大外径に対応した着座アタッチメント７に交換するこ
とが可能である。また、着座アタッチメント７が荷重変
換器６に螺着されているので、着座アタッチメント７を
回転することにより、荷重変換器６からの突出高さを任
意に調節することができる。

【００２９】着座アタッチメント７の孔７ｂには、先端
部に螺合部であるねじ部９ｃを有する軸胴部である軸部
９ｂと軸部９ｂの基端に設けられた軸部９ｂより太径の
六角頭部９ａとを有する引張軸１９が着座アタッチメン
ト７と同軸に遊挿されている。引張軸９の軸部９ｂは着
座アタッチメント７を貫通して先端部のねじ部９ｃが被
測定物のねじ部材１７に螺合し、基端部の六角頭部９ａ
は六角穴駆動板８の六角穴８ａに嵌合されている。そし
て、六角穴駆動板８に伝達された回動力が引張軸９に伝
達される。

【００３０】前記六角穴駆動板８が固定される回動軸３
は、上述したように、上下の単列深溝玉軸受４を介して
回動自在に保持され、上側の前記玉軸受４上には異物の
混入を防止するシールリング１３が配設されている。こ
の回動軸３の中心穴３ａは、引張軸９の六角頭部９ａの
最大外径より大きな直径を有し、この中心穴３ａから引
張軸９ａが挿抜自在に構成されている。

【００３１】前記回動軸３は、把手２に止めねじ１４で
固定されているので、把手２が回動されたとき、把手２
の回動力が回動軸３に伝達される。そして、回動軸３の
回動力が六角穴駆動板８に伝達され、六角穴駆動板８の
回動力が引張軸９に伝達される。これにより、引張軸９
は、引張軸９の頭部９ａ、台座１０、コロ軸受１１、荷
重変換器６、着座アタッチメント７を介して鋼板１９に
反力を加えつつ回動角に応じた引張り力を溶接ナット１
７に加える。

【００３２】前記引張軸９は、着座アタッチメント７と
同様に、先端部のねじ部９ｃに各種サイズのねじ径の雄
ねじが形成されたものが準備されており、また、着脱自
在に設けられている止め栓１２を把手２から外すことに
より回動軸３の中心穴３ａから引張軸９を抜くことがで
きるので、容易にねじ部材１７のねじ径に合致した引張
軸９に交換することが可能である。

【００３３】前記荷重変換器６の上面のスラスト軸受１
１をコロ軸受としたことにより、大荷重がかかっても耐
久性に優れる。大荷重がかからない場合には玉軸受を用
いても良い。また、テーパーローラーベアリングを用い
ることもできる。

【００３４】前記スラスト軸受１１と引張軸９の頭部９
ａの下面との間に所定厚の厚肉の台座１０を配置したこ
とにより、引張軸９の頭部９ａの径がスラスト軸受１１
の最大外径より小さい場合に、頭部９ａとスラスト軸受
１１との接触面積が小さくても、スラスト軸受１１に局
部荷重が作用するのを防止することができる。すなわ
ち、厚さの厚い台座１０を介在させることにより、４５
度の角度で応力伝搬するので、荷重がスラスト軸受１１
に均等に作用する。したがって、厚肉の台座１０を介在
させることにより、引張軸９の頭部９ａを小さくでき、
小型化かつ軽量化することができる。

【００３５】前記外筒部材５は、引抜き強度測定器１の
本体胴部を構成し、大人が片手で把持できる適当な太さ
で中空筒状に形成されている。

【００３６】前記外筒部材５の下端部には荷重変換器６
が固定されている。この荷重変換器６は、図中下端部に
形成された第１の取付部である第１フランジ部６ｄで小
ねじ１６を介して外筒部材５に螺合固着され、上端部に
形成された第２の取付部である第２フランジ部６ａでス
ラスト軸受１１および台座部１０を介して引張軸９の六
角頭部９ａの下面に衝合している。これにより、引張軸
９に生じる引張力の反力を圧縮力として受けるように構
成されている。また、第１フランジ部６ｄと第２フラン
ジ部６ａとの間には前記圧縮力を受けて弾性変形する薄
肉部としての受感部６ｂ（胴部）がこれらと一体的に設
けられており、受感部６ｂには前記圧縮力を受けた際に
受感部６ｂの歪みを測定する測定手段としての歪ゲージ
６ｃが周回りに等間隔で４箇所装着され、図２のような
ブリッジ回路により電気信号に変換して荷重を計測す
る。なお、本実施形態では、受感部６ｂを薄肉部として
感度を高めると共に歪ゲージ６ｃの配置スペースを確保
している。また、測定手段を引張軸（引張手段）の頭部
の軸方向に隣接して配設したので、外筒を細くすること
ができ、小型化、軽量化を達成することができる。

【００３７】前記受感部６ｂは、第１フランジ部６ｄ、
第２フランジ部６ａおよび受感部６ｂが一体の筒状体と
して外筒部材５に螺合固着されることで、外筒部材５の
一部として第１フランジ部６ｄと第２フランジ部６ａと
の間に設けられた薄肉部を構成している。また、歪ゲー
ジ６ｃは、荷重変換器６の受感部６ｂに設けられてその
スラスト方向の歪み（変形）量から引張軸９に作用する
引張り力を測定する。

【００３８】前記リセプタクルコネクタ１５は本実施形
態では、歪センサ６ｃの近くに配置したので、測定器内
の配線を短くすることができる。図２はこの測定のため
の電装部のブロックダイヤグラムである。受感部６ｂが
圧縮されて弾性変形するとき、歪ゲージ６ｃによって受
感部６ｂの歪率に比例した電気信号を出力するようにな
っており、歪ゲージ６ｃの出力信号は中間端子、シール
ド構造の配線を介して電装部２５に入力される。電装部
２５はマイクロコンピュータ、増幅部１５ｂ、ピークホ
ールド回路１５ｃ等からなる制御部１５ａ、Ａ／Ｄ変換
部１５ｄ及びデジタル表示部１５ｅを備え、歪ゲージ６
ｃから出力された電気信号を増幅し、デジタル変換して
これをピークホールドし、常時ピーク値をデジタル表示
部１５ｅに表示するようになっている。

【００３９】さらに、電装部２５は、図１３に示すよう
に、デジタル表示部１５ｅ、操作スイッチ群１５ｇ、零
リセットスイッチ１５ｆ及び電池１５ｈに加え、前記マ
イクロコンピュータのメモリ内に記憶した（操作スイッ
チ群１５ｇにより予め設定した）引抜き強度の規格値と
デジタル表示部１５ｅの表示値とを比較し、抜去力が該
規格値を外れた場合に不良表示ランプ（図示せず）を点
灯する。このようにして表示器が構成されている。な
お、この不良表示ランプの点灯（合否判別信号）に代え
て音を発するようにしてもよい。

【００４０】次に、上記実施形態の作用を説明する。先
ず、予め測定対象となるねじ部材１７に適合するねじ径
を有する引張軸９を引抜き強度測定器１に取り付けてお
く。この取り付けに際しては、先ず止め栓１２を把手２
から外し、次に回動軸３の中心穴３ａ内に引張軸９を先
端側から挿入し、次に基端側の六角頭部９ａを六角穴駆
動板８の六角穴８ａに嵌合させ、次に止め栓１２を把手
２に螺合させて止め栓１２の先端部を引張軸９の六角頭
部９ａに当接させる。これにより、引張軸９の軸方向の
移動を防止することができる。

【００４１】そして、測定時には、引抜き強度測定器１
の着座アタッチメント７の着座面を被測定物の鋼板１９
の上面に当接し、次いで把手２を回転して引張軸９の先
端部をねじ部材１７に螺合する。把手２をさらに回転し
て引張軸９の回転角が、着座アタッチメント７が鋼板１
９に当接したときの回転角から次第に大きくなると、先
端部とねじ部材１７との間のねじ作用によって回転角に
比例した、ねじ部材１７を引き抜く方向の引張力がねじ
部材１７に加わる。このとき、荷重変換器６には予めね
じ部材１７の最大外径よりも大きい内径を有する着座ア
タッチメント７が取り付けられ、さらに引張軸９が着座
アタッチメント７と同軸であるため、着座アタッチメン
ト７の着座面が自動的にねじ部材１７の外周辺で鋼板１
９に密着し、荷重変換器６、スラスト軸受１１、台座１
０、引張軸９の頭部９ａを介して引張軸９の反力を支持
する。そして、引張軸９に生じる引張力の反力は、上述
の部材の逆の順序で荷重変換器６の第２フランジ部６ｄ
に伝達され、受感部６ｂにはねじ部材１７の引張力と等
しい逆向きの圧縮力が加えられる。なお、このときスラ
スト軸受１１は把手２の回転負荷の軽減用として作用す
る。

【００４２】上述の引張軸９に生じる引張力によって荷
重変換器６の受感部６ｂが軸方向に圧縮変形し、これに
伴って、歪ゲージ６ｃによりねじ部材１７の引張力に比
例した電気信号が中間端子及び配線を介して電装部２５
（図２参照）に出力され、その電気信号は電装部２５の
増幅部１５ｂで増幅され、さらにデジタル値に変換され
て表示部１５ｅで直読可能に表示され、ねじ部材１７を
引き抜く方向の引張力を測定することができる。

【００４３】把手２をさらに回転し続けると、遂には引
張力が鋼板１９とねじ部材１７との結合力よりも大きく
なり、ねじ部材１７は鋼板１９から抜け始める。このと
き、引張力Ｐは最大値（抜去力）となり、ピークホール
ド機能を有する電装部２５の表示部１５ｅによって読み
取ることができる。すなわち、作業現場で直ちに被測定
物の引抜き強度を測定することができる。なお、引張軸
９の先端部のねじ部９ｃと被測定物のねじ部材１７のね
じ部に油性あるいは液状テフロンなどの潤滑膜を形成す
ることにより、把手の小さな回動力で大きな引張力Ｐを
発生することが可能であり、繰り返し使用される引張軸
９の寿命を長くすることもできる。

【００４４】このように、本実施形態においては、着座
アタッチメント７の着座面を鋼板１９の上面にねじ部材
１７の周辺で当接して引抜き強度測定器１を支持すると
ともに引張軸９の先端部をねじ部材１７に螺合し、把手
２を回転してねじ部材１７に引張力Ｐを加え、引張軸９
の六角頭部９ａと着座アタッチメント７との間に設けら
れた荷重変換器６の受感部６ｂを軸方向に圧縮変形して
歪ゲージ６ｃおよび電装部２５によってねじ部材１７の
最大引張力、すなわち引抜き強度を測定する。

【００４５】また、着座アタッチメント７および引張軸
９を引抜き強度測定器１に着脱交換して把手２を交換す
ることなくねじ部材１７の形状、寸法に対応することが
でき、引抜き強度測定器１が小型化されて持ち運びが自
由になり、鋼板１９からねじ部材１７の部分を切り出す
必要もないので、作業現場で容易に被測定物の引き抜く
強度を測定することができる。

【００４６】さらに、本実施形態では、受感部６ｂを薄
肉の弾性変形部位としてその変形の量を歪ゲージ６ｃで
測定しているので、構成が簡素でしかも非常に小型の測
定器を実現することができる。しかも、荷重変換器６か
ら電装部２５への配線をシールド構造にしつつ更に外筒
部材５内に設けているので、耐ノイズ性の向上と作業中
の断線防止を図ることができ、測定結果の信頼性を大幅
に向上させるとともに、測定器の操作性をも極めて良好
なものにすることができる。

【００４７】また、図１の引抜き強度測定器１では、回
動軸３の中空部３ａに止め栓１２が挿入され、把手２に
ねじ止めされて、引張軸９が上方向に抜けるのを防いで
いる。また、引張り剥離力をスラスト軸受１１を介して
支える荷重変換器６の残る端部には、被測定部材（例え
ば、溶接ナット）の最大外径より大きな内径の着座アタ
ッチメント７を螺合している。このため、ねじ部材１７
であるナットの呼び径に応じて着座アタッチメント７を
簡単に交換できる。回動軸３は、外筒部材５と同軸に単
列深溝玉軸受４により回動自在に軸方向には動かないよ
うに支えられている。

【００４８】上記第１実施形態の引抜き強度測定器にお
いては、鉄板などの金属母材やＡＢＳなどのプラスチッ
ク母材に溶接あるいはカシメ、圧入、一体成形により、
結合されたナットやボルトに螺合してねじの原理による
引張力（軸力）を同ナットやボルトに与えるねじ部９ｃ
を先端部に備え、基端部に、回転駆動力を受けると共
に、引張力（軸力）の反力を、スラスト軸受１１を介し
て受ける頭部９ａを有する引張軸９を、前記回転力の回
転中心に回動自在に備えると共に、引張軸９の回転力受
荷部分に嵌合して引張軸９に回転力を与える、引張軸９
の頭部９ａの最大外径より大きな内径の中空の回動軸３
を回動自在に引張軸９と同軸に備えているので、引張軸
９が緩むことがなく、被測定物の呼び径の変更や、引張
軸９の摩耗、折損等による引張軸の着脱交換を、迅速に
行うことができる。

【００４９】図３は、第２の実施形態の引抜き強度測定
器を示す軸を含む平面で切断した斜視図である。この第
２の実施形態の引抜き強度測定器２１が、第１の実施形
態の引抜き強度測定器１と異なる点は、リセプタクルコ
ネクタ１５の位置が把手の近くに設けられていることで
ある。このようにリセプタクルコネクタ１５の位置が把
手の近くに設けられている場合には、ねじ部材１７が穴
の奥等の狭い空間内に配置されている場合であっても、
挿入する際に、リセプタクルコネクタ１５が邪魔になら
ないので、外筒部材５の径に近い径の部分まで測定する
ことができる。図１の引抜き強度測定器１では、中心に
引張軸９の六角頭９ａと嵌合する六角穴８ａを設けた六
角穴駆動板８を回動軸３の先端にねじ１６で固定してい
るが、これは、回動軸３の先端に底部を一体に加工し底
部の中心に駆動穴（この場合、六角穴）を設けても良
い。また、回動軸３の中心穴形状自体を回転力を与え
る、例えば六角穴や四角穴等の駆動穴形状に加工しても
よい。駆動穴は六角に限らず、回転力を与えられれば、
どんな形状でもよい。

【００５０】図４は、第３の実施形態の引抜き強度測定
器を示す図であり、（Ａ）は軸を含む平面で切断した斜
視図、（Ｂ）は要部拡大斜視図、（Ｃ）は変形例の斜視
図である。図５は、第４の実施形態を示す図であり、
（Ａ）は軸を含む平面で切断した斜視図、（Ｂ）は引張
軸の拡大斜視図である。

【００５１】例えば、図４に示すように、引張軸３９
が、六角穴３９ｄを頭部３９ａに有し、軸部先端にねじ
部３９ｃを有する六角穴付ボルトであれば、回動軸３３
の先端に前記六角穴付ボルト３９の六角穴３９ｄと嵌合
する凸部３８ａを有する六角棒３８を回転中心上に設け
れば良い。この場合、穴形状が六角に限定されないのは
前記と同様である。例えば、図４（Ｃ）に示すように頭
部４９ａの溝部４９ｄと溝部４９ｄに係合する回転軸３
３側の凸部（不図示）との組み合わせでもよい。また、
図５に示すように、引張軸４９の頭部４９ａを切り欠き
円として、この切り欠き円に嵌合する凹部を駆動板４８
に設けてもよい。これらの効果として、引張軸４９の緩
みがなくかつ交換が容易であり、引張軸４９に容易に回
転力を与えられる。

【００５２】なお、図４のように止め栓１２を介して引
張軸３９が回動する場合、引張軸３９の螺合によって回
動部材である回動軸３３に対する止め栓１２の螺合が弛
まないように引張軸３９と同じ方向にねじをきって回動
部材である回動軸３３に対して螺合させておくことが望
ましい。

【００５３】また、図４の引抜き強度測定器では、連結
部と突起部とが互いに接触する接触領域は、引張軸とね
じ部材との少なくとも初期当接力より大きい回動軸方向
の摩擦力を発生している。

【００５４】即ち、母材１９に固定されたねじ１７（図
１参照）に先ず引張軸３９を当接し、その後に螺合をす
るが、この雄ねじと雌ねじとがうまく螺合するには最初
ある程度のねじ込み方向に沿った押し当て力が必要であ
る。しかし、一旦ねじ同士が螺合した場合、このねじの
作用によってねじはかってに下方向へと進行するため押
し当て力を必要としない。そのためこの螺合する際の初
期の当接力（互いのねじを押し付けて螺合が開始するま
での力、即ち軸の進行方向に発生する力）で、回動部材
である回動軸３８の連結位置から引張軸３９が離脱しな
い程度の互いの接触摩擦力があれば、上述のような止め
栓１２を必ずしも必要とはしない。

【００５５】図６は、第５の実施形態の引抜き強度測定
器を示す軸を含む平面で切断した斜視図である。この第
５の実施形態の引抜き強度測定器５１では、外筒部材５
を把持する代わりに外筒部材５に径方向に突出するグリ
ップ部５１ａを設けて、このグリップ部５１ａ内に配線
を通し、グリップ部５１ａの端部にリセプタクルコネク
タ１５を設けたので、図１、３〜５の実施形態の引抜き
強度測定器と比べて、操作しやすく、より大きな荷重を
かけることができる。

【００５６】図７〜９は、第６の実施形態の引抜き強度
測定器を示す図であり、図７は正面断面図であり、図８
はラチェットハンドルを外した状態の軸を含む平面で切
断した斜視図、図９はラチェットハンドルを装着した状
態の軸を含む平面で切断した斜視図である。

【００５７】第６の実施形態の引抜き強度測定器６１に
おいても、図１のノブ式の引抜き強度測定器同様、引張
軸９をスラスト軸受４を介して支える部材に歪ゲージ６
ｃを貼り付け、引張力の反力として圧縮力を検出し電圧
として出力しているが、引張軸９の頭部の弾性変形量を
変位計等で検出し出力してもよい。

【００５８】第６の実施形態の引抜き強度測定器の場
合、図１の引抜き強度測定器と同様に、回転駆動力を与
える中空の回動軸６３の先端は、引張軸９の頭部９ａと
嵌合して回転力を与えるように、六角穴となっており、
引張軸９の頭部は六角頭となっている。回動軸６３の中
空部は、引張軸９が自由に通れる大きさとなっている。

【００５９】図７の引抜き強度測定器では、図１の引抜
き強度測定器と同様に、中心に引張軸９の六角頭９ａと
嵌合する六角穴を設けた駆動板８を回動軸９の先端にね
じで固定しているが、これは、回動軸６３の先端に底部
を一体に加工し底部の中心に駆動穴（この場合、六角
穴）を設けても良い。駆動穴は六角に限らず、回転力を
与えられれば、どんな形状でもよい。例えば、引張軸９
が、六角穴付ボルトであれば、回動軸６３の先端に前記
六角穴付ボルトの六角穴と嵌合する六角棒を回転中心上
に設ければ良い。この場合、穴形状が六角に限定されな
いのは前記と同様である。これらの効果として、引張軸
のゆるみがなくかつ交換が容易であり、引張軸に容易に
回転力を与えられる。

【００６０】また、図７の引抜き強度測定器では、図１
の引抜き強度測定器と同様に、回動軸６３の中空部に止
め栓１２がねじ止めされて、引張軸９が抜け落ちるのを
防いでいる。また、引張り剥離力をスラスト軸受１１を
介して支える部材６の残る端部には、被測定部材（例え
ば、溶接ナット）の最大外径より大きな内径のスリーブ
を有する着座アタッチメント７を螺合している。このた
め、ナットの呼び径に応じてスリーブを簡単に交換でき
る。回動軸９は、図１の引抜き強度測定器１と同様に、
本体に同軸に単列深溝玉軸受により回動自在に軸方向に
は動かないように支えられている。

【００６１】図７の引き抜き強度測定器では、ラチェッ
トハンドル５１ａと嵌合する回動軸６３の基端は六角形
状になっているが、ラチェットハンドル５１ａと嵌合し
て、回転力を与えられれば良く、ラチェットハンドル５
１ａの回転中心にワンウェイベアリングを設けた場合
は、このワンウェイベアリングと嵌合する円形でもよ
い。

【００６２】図７の引抜き強度測定器６１の場合、大き
な回転力を与えられるように、本体をハンドル５１ａで
支え、回転力をラチェットハンドル６１ａで与えるよう
になっているので、１〜２トンの引張り剥離力を簡単に
発生することができる。

【００６３】本発明は、樹脂のインサートナットや、プ
レスカシメナット、溶接ナットの引抜力を検出する際に
も使用することができる。応用分野としては、ギアやス
プロケットに圧入された軸受の抜去力測定にも使用する
ことができる。

【００６４】引張軸をスラスト軸受を介して支える部材
に歪ゲージを貼り付け、引張力の反力として圧縮力を検
出し電圧として出力しているが、図１０に示すように、
引張軸９の頭部９ａの弾性変形量を変位センサ７６（測
定手段、測定部材）等で検出し出力してもよい。この変
位センサ７６としては、例えば、渦電流変位センサを用
いることが出来る。渦電流変位センサの原理は、高周波
時間内に鉄などの金属を置くと電磁誘導により、その金
属表面に磁界と距離に応じて渦電流が発生し、その渦電
流は、それ自身を生起させた磁界と逆方向の磁界を発生
（レンツの法則）するので、鉄などの金属が高周波磁界
内に近づくと、結果として、その磁界の強さを、減じて
しまう作用がある。そこで鉄などの金属が、センサ（高
周波発生コイル）に近づくことにより、もとの磁界が、
相殺されて、弱くなる程度を計測することにより、金属
とセンサとの距離を知ることが出来る。なお、図１０
中、７２は、変位センサ７６を保持する栓、７５は変位
センサ７６の出力を取り出すコード、７６ａは変位セン
サ７６のセンサ部である。

【００６５】以上において、外筒部材と引張軸の頭部と
の間にスラスト軸受が介在しているので、引張軸の回動
負荷を軽減することができる。また、引張軸の頭部の最
大径が小さくても荷重が均等にスラスト軸受に作用し、
小型化・軽量化に優れている。また、大きな荷重をかけ
る測定に耐えることができるとともに、高耐久性を達成
することができる。また、回動部材と引張軸との連結部
分において、反力を吸収しつつ回動部材の回動力を引張
軸に伝達することができ、結合部分の緩みの発生を防止
することができる。なお、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く本発明によ
れば、回動部材（回動手段）と引張軸（引張手段）との
連結部分において、反力を吸収しつつ回動部材（回動手
段）の回動力を引張軸（引張手段）に伝達することがで
き、結合部分の緩みの発生を防止することができる。

【００６７】また、回動部材（回動手段）に挿通して装
着することができるとともに、回動部材（回動手段）か
ら取り外して交換することができる。

【００６８】また、簡単な構造で回動力を伝達すること
ができるとともに引張軸（引張手段）の取り外しも容易
である。

【００６９】また、引張軸（引張手段）の軸方向の移動
を阻止できるとともに引張軸（引張手段）を交換する際
には取り外すことができる。

【００７０】また、引張軸（引張手段）がねじ部材に螺
合する際に引張軸（引張手段）が軸方向に移動すること
がないので、他の移動防止手段が不要となり、軽量化を
達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係わる引抜き強度測定
器を示す正面断面図である。

【図２】電装部のブロックダイヤグラムである。

【図３】第２の実施形態の引抜き強度測定器を示す軸を
含む平面で切断した斜視図である。

【図４】第３の実施形態の引抜き強度測定器を示す図で
あり、（Ａ）は軸を含む平面で切断した斜視図、（Ｂ）
は要部拡大斜視図、（Ｃ）は変形例の斜視図である。

【図５】第４の実施形態を示す図であり、（Ａ）は軸を
含む平面で切断した斜視図、（Ｂ）は引張軸の拡大斜視
図である。

【図６】第５の実施形態の引抜き強度測定器を示す軸を
含む平面で切断した斜視図である。

【図７】第６の実施形態の引抜き強度測定器を示す正面
断面図である。

【図８】第６の実施形態の引抜き強度測定器を示すラチ
ェットハンドルを外した状態の軸を含む平面で切断した
斜視図である。

【図９】第６の実施形態の引抜き強度測定器を示すラチ
ェットハンドルを装着した状態の軸を含む平面で切断し
た斜視図である。

【図１０】第７の実施形態の引抜き強度測定器を示す軸
を含む平面で切断した斜視図である。

【図１１】従来の引抜き強度測定器の正面断面図であ
る。

【図１２】他の従来の引抜き強度測定器を示す図であ
る。

【図１３】表示器を示す図である。

【符号の説明】

１ 引抜き強度測定器 ３ 回動軸 ３ａ 中心穴 ４ 単列深溝玉軸受 ５ 外筒部材 ６ 加重変換器 ６ａ 第２フランジ部 ６ｂ 受感部 ６ｃ 歪ゲージ（測定手段、測定部材） ６ｄ 第１フランジ部 ７ 着座アタッチメント ８ 六角穴駆動板（連結手段） ８ａ 嵌合穴 ９ 引張軸 ９ａ 頭部 ９ｂ 軸部 ９ｃ ねじ部 １０ 台座 １１ スラスト軸受 １２ 止め栓 １７ ねじ部材 １９ 母材 ２１ 引抜き強度測定器 ３１ 引抜き強度測定器 ４１ 引抜き強度測定器 ５１ 引抜き強度測定器 ６１ 引抜き強度測定器 ７１ 引抜き強度測定器 ７６ 変位センサ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ部材を取り付けた母材に該母材から
   ねじ部材を引き抜く方向の引張力を加え、該引張力から
   引抜き強度を試験する引抜き強度試験器において、中空筒状の 外筒手段と、該外筒手段の内部に固定され、前記母材に当接するため
   の当接部を先端に有する中空部材と、 該中空部材の内部に挿入されて、該中空部材に基端部が
   回動自在に支持され、 前記ねじ部材に先端部が螺合して
   回動角に応じた引張力を前記ねじ部材に与えるための引
   張手段と、 前記外筒手段に対して前記引張手段を回動するための回
   動手段と、 前記回動手段に備えられ、前記引張手段の基端部に位置
   した第１の連結部と回転方向に係合し、且つ軸方向に挿
   抜自在な非回転対称形状の嵌合部を有する第２の連結部
   と、前記回動手段の基端側から前記引張手段を回動軸方向に
   挿抜自在な前記回動手段の中空部と を有することを特徴
   とする引抜き強度試験器。
2. 【請求項２】 請求項１の引抜き強度試験器において、 前記引張手段によって発生する引張力を試験するための
   測定手段を有することを特徴とする引抜き強度試験器。
3. 【請求項３】 請求項１の引抜き強度試験器において、 前記引張手段が前記ねじ部材と螺合する際に、前記回動
   手段と前記引張手段とが互いに離脱することを防止する
   ための離脱防止手段を前記中空部内に備えることを特徴
   とする引抜き強度試験器。
4. 【請求項４】 ねじ部材を取り付けた母材に該母材から
   ねじ部材を引き抜く方向の引張力を加え、該引張力から
   引抜き強度を測定する引抜き強度試験器において、 外筒部材と、引張軸と、回動部材と、中空部材とを有
   し、 （ａ）前記外筒部材は、中空形状であり、そして、着座
   部がその外筒部材の先端に保持されて前記母材と当接
   し、 （ｂ）前記引張軸は、螺合部と軸胴部と第１の連結部と
   を有し、 前記螺合部は前記引張軸の先端で、且つ前記着座部近傍
   に位置して前記ねじ部材と螺合し、 前記軸胴部は、前記螺合部と前記第１の連結部との間に
   配置され、 前記第１の連結部は前記軸胴部より大きく、且つ非回転
   対称形状とし、 （ｃ）前記回動部材は、前記外筒部材の中で回動自在に
   保持され、そして、円筒部と第２の連結部とを有し、 前記円筒部は中空形状であり、 前記第２の連結部は第１の孔部と第２の孔部を有し、 前記第１の孔部は、前記軸胴部が挿入可能な孔から構成
   され、 前記第２の孔部は、前記孔よりも大きく且つ前記第１の
   連結部より若干大きな略同一形状の嵌合孔から構成さ
   れ、該嵌合孔は前記第１の連結部と嵌合し、 更に、前記第２の連結部は、前記第２の孔部が前記円筒
   部の内部方向に向かって開放するように前記円筒部の端
   部に配置され、 （ｄ）前記中空部材は、第１の取付部と、第２の取付部
   と、中空胴部とを有し、 前記第１の取付部は、前記外筒部材の内面で且つ前記着
   座部側で前記外筒部材に取り付け、 前記第２の取付部は、前記軸胴部の回動軸回りに配置し
   た軸受を介して前記第２の連結部に当接し、 前記中空胴部は、前記引張軸の軸回りに配置され、且つ
   前記第１の取付部と前記第２の取付部との間に設けられ
   ていることを特徴とする引抜き強度試験器。
5. 【請求項５】 請求項４の引抜き強度試験器において、 更に、前記中空胴部に変位センサが設けられ、 該変位センサによって、中空胴部の歪みを測定すること
   を特徴とする引抜き強度試験器。