(57)【要約】【課題】装置を床へ取り付ける現場で装置を固定する固定具の接着力を測定することができる接着力測定機を提供する。【解決手段】機器が設置される設置面に接着された被検体の前記設置面に対する接着力を測定する接着力測定機であって、前記被検体に接続されて前記被検体を設置面から剥す剥離力を及ぼすクランパーと、該クランパーに接続されて前記剥離力の大きさを検出できるロードセルと、該ロードセルに駆動軸を介して前記剥離力を与える駆動機構とを備え、前記駆動機構は、外部から与えられる回転力を前記剥離力へ変換する変換機構を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器が設置される設置面に接着された被検体の前記設置面に対する接着力を測定する接着力測定機であって、
前記被検体に接続されて前記被検体を設置面から剥す剥離力を及ぼすクランパーと、
該クランパーに接続されて前記剥離力の大きさを検出できるロードセルと、
該ロードセルに駆動軸を介して前記剥離力を与える駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、外部から与えられる回転力を前記剥離力へ変換する変換機構を有することを特徴とする接着力測定機。
【請求項２】
前記変換機構は、雄ネジとなる回転軸と雌ネジを有する移動部を備え、前記雄ネジと雌ネジの溝の間にボールを有するボールネジ構造であることを特徴とする請求項１に記載の接着力測定機。
【請求項３】
前記接着力測定機はその全体を支える土台部と、該土台部に固定された複数の支柱と、前記複数の支柱に接続されてラーメン構造を作る複数の渡り部材とを備え、
前記移動部が複数の渡り部材の間の空間へ位置し、ロードセルに接続される駆動軸に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の接着力測定機。
【請求項４】
前記剥離力を計測または算出して、前記剥離力が予め定めた所定の値を超えたときに前記移動部を停止させることを特徴とする請求項２又は３に記載の接着力測定機。
【請求項５】
前記移動部の可動範囲を制限するリミッターが備えられていることを特徴とする請求項２乃至４何れかに記載の接着力測定機。
【請求項６】
前記請求項１乃至５の何れかに記載の前記接着力測定機が、前記クランパーの移動量を測定する変位計測手段を有し、前記ロードセルの出力と前記変位計測手段の出力がパソコンへ取り込まれ、前記回転力が制御され又は前記ロードセルの出力と前記変位計測手段の出力の関係が処理されて表示されることを特徴とする接着力測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震時に床に設置された装置が移動することを防止するアンカーボルトの代わりに、床への接着により装置を固定する固定手段の接着力を測定する接着力測定機に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震による振動により建物内の様々な物品が移動したり、落下して様々な損害を引き起こす。特に重量の大きな装置が地震により移動するとその装置および周辺機材の破壊につながるのでこれを防止するため、従来は装置をアンカーボルトにより床へ固定することが行われていた。
【０００３】
しかしながら、工場では生産ラインの再配置がしばしば起こり、そのたびにアンカーボルトを新たに取り付けるため、床に穴が開くという問題があった。そこで、アンカーボルトの代わりに、接着により装置を床へ固定する固定具が開発されている（特開２０１４−１０４３３５）。このアンカーボルトの代わりに提案された接着による固定具の実用性は高いにもかかわらずまだ十分に理解されているとはいい難い。
【０００４】
それは、床に対する接着力の大きさについての懸念から来ているので接着力の大きさを実証することが望まれていた。通常、接着力の測定は試験試料を測定装置へ掛けて行われる（特許文献１を参照）がこのような装置は大掛かりで現場へ持ち込むには適当でない。
【０００５】
また、接着力は固定具が接着される床の表面状態に大きく依存する。そこで、装置を床へ取り付ける現場で装置を固定する固定具の接着力を測定することができる接着力測定機を実現することが望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−４６２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本願発明の発明者は、上記課題の解決を目指して鋭意研究、開発を行い本発明の完成に至ったものである。その目的とするところは、固定対象の装置が設置される床
へ実際に接着を行い、現場でその接着力を測定できる接着力測定機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、機器が設置される設置面に接着された被検体の前記設置面に対する接着力を測定する接着力測定機であって、前記被検体に接続されて前記被検体を設置面から剥す剥離力を及ぼすクランパーと、該クランパーに接続されて前記剥離力の大きさを検出できるロードセルと、該ロードセルに駆動軸を介して前記剥離力を与える駆動機構とを備え、前記駆動機構は、外部から与えられる回転力を前記剥離力へ変換する変換機構を有することを特徴とする接着力測定機である。
【０００９】
被検体は床や壁に接着された部材である。クランパーはこの部材に対して剥離力を伝達する形状を有する。被検体が実際に装置の固定に用いられる固定具の場合は、その固定具に対して剥離力を伝達できる形状のクランパーを用いる。クランパーは剥離力を測定するロードセルへ接続され、さらにロードセルはロードセルを移動させる駆動機構へ接続される。剥離力は床や壁などに対して直角の方向へ直線的に印加されるが、直接この力を与えることは難しいので、外部から回転力を与え、回転力を剥離力へ変換する変換機構を設ける。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記変換機構が雄ネジとなる回転軸と雌ネジを有する移動部を備え、前記雄ネジと雌ネジの溝の間にボールを有するボールネジ構造であることを特徴とする請求項１に記載の接着力測定機である。
【００１１】
被検体への剥離力は接着面に対して垂直になることが測定値の再現性の観点から望ましいので、外力として加えやすい回転力を接着面に対して垂直な力へ変換する変換機構が必要になる。具体的には、電動ドライバのチャックで回転軸を銜え電動ドライバで回転力を与える。回転軸は雄ネジになっており移動部の雌ネジへボールベアリングを介して力を伝達する。雄ネジと雌ネジの溝の間をボールベアリングが移動することで雌ネジと雄ネジが相対的に直線運動を行うので、回転力が直線運動する剥離力へ変換される。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、前記接着力測定機はその全体を支える土台部と、該土台部に固定された複数の支柱と、前記複数の支柱に接続されてラーメン構造を作る複数の渡り部材と、を備え、前記移動部が複数の渡り部材の間の空間へ位置し、ロードセルに接続される駆動軸に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の接着力測定機である。
【００１３】
接着力測定機は床に置かれたときは接着力測定機を自立させて支える土台部と、この土台部に固定された複数の支柱を備えている。複数の支柱は支柱間を結ぶ複数の渡り部材で固定されラーメン構造を構成する。複数の渡り部材の間の空間に回転軸に接続された移動部が置かれ、この移動部はロードセルを駆動する駆動軸へ固定される。移動部が回転軸の回転に伴い移動すると駆動軸も同時に移動し、駆動軸に接続されたロードセルも移動する。
【００１４】
請求項４に記載された発明は、前記剥離力を計測または算出して、前記剥離力が予め定めた所定の値を超えたときに移動部を停止させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の接着力測定機である。
【００１５】
接着剤や両面テープの接着力は強力なので接着剤や両面テープが塑性変形する前に床が破損する場合がある。床の破損強度は分かっているので予め剥離力の上限を定めておき、剥離力が園値を越えると移動部が停止して床の破損を抑えるようにする。また、設置される装置の固定に求められる強度を剥離力の上限としても良い。移動部の停止は所定のトルクで停止する電動ドライバを用いると簡便である。この場合所定のトルクは所定の剥離力から算出される。
【００１６】
請求項５に記載された発明は前記移動部の可動範囲を制限するリミッターが備えられていることを特徴とする請求項２乃至４何れかに記載の接着力測定機である。
【００１７】
回転軸の回転に伴って移動する移動部の動きをリミッターで制限することで、移動部が渡り部材に衝突して接着力測定機が壊れることを防止する。リミッターは電気的なものでも良いが、電動ドライバとのインタフェースが必要になるので機械的なものが好ましい。機械的に移動部の移動を止めるために、回転軸４に羽部材１２を設けて駆動軸５の可動範囲の面を削ってこの羽部材１２に当たらないようにする。移動部３が回転軸４の回転に伴い移動し、駆動軸５も同時に移動して可動範囲を超えると、回転する羽部材１２が削られていない駆動軸に当たり回転軸の回転が阻止される。電動ドライバにはトルク調整機能が有るので、羽部材の回転が止まると電動ドライバ２０に大きなトルクが生じて電動ドライバ２０は空回りするので移動部３が停止する。
【００１８】
請求項６に記載された発明は、前請求項１乃至５の何れかに記載の前記接着力測定機が、前記クランパーの移動量を測定する変位計測手段を有し、前記ロードセルの出力と前記変位計測手段の出力がパソコンへ取り込まれ、前記回転力が制御され又は前記ロードセルの出力と前記変位計測手段の出力の関係が処理されて表示されることを特徴とする接着力測定システムである。
【００１９】
接着剤や両面テープは剥離力を受けて初めは弾性変形を起こし、弾性限界を超えると塑性変形領域へ入り、その後耐えられなくなって剥離を起こす。この一連の過程を知ることは接着で固定する床や壁の状態と使用する接着剤や両面テープの相性を知るために有用である。そこで、クランパーの移動量を測定する変異計測手段からの出力とロードセルから出力される剥離力の関係をデータ処理してグラフとして出力することが好ましい。変異計測手段は光学的、磁気的、機械的のどれでも良い。また、ロードセルの出力からは被検体へ印加されている剥離力が求められるので、その値が所定の値をこえたときに外部からの駆動力を与える電動ドライバなどの電源を遮断したり、電動ドライバと回転軸の間へ挿入するクラッチを切ったりして移動部を停止させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
耐震性を上げるために固定される装置の設置される床面での接着力を現場で実際に測定して所定の接着力が得られことが明確になり、接着式の耐震固定具の実用性の実証に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る接着力測定機の実施形態の外観を示す概略図である。
【図２】本発明の接着力測定システムの構成図である。
【図３】接着力測定システムの出力を説明する図である。
【図４】接着を用いる耐震用固定具の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態の接着力測定機１０について図１を参照して説明する。本実施形態の接着力測定機１０は、機器が設置され固定される床や壁の設置面へ接着された被検体へ剥離力を印加して剥離に至る過程を測定する。被検体として、地震時の移動の防止対策を必要とする装置を接着で固定する図４（Ａ），（Ｂ）に示す固定具を用いてもよい。
【００２３】
接着力測定機１０は、接着力測定機１０が自立できる二つの土台部７を備えており土台部は接着力測定機の全体を支える。土台部は二本の保持部材により互いに接続されて堅固な基礎を形成する。土台部７には複数、ここでは二本の支柱６がそれぞれ立てられ接着力測定機１０を支える。二本の支柱６の間には渡り部材８および渡り部材９が固定され、いわゆるラーメン構造を構成する。二つの渡り部材８，９の間の空間には、変換機構の一部である移動部３が置かれる。移動部には雄ネジを刻んだ回転軸４が挿入され移動部の中の雌ネジにより回転力が軸方向の直線力へ変換される。雄ネジと雌ネジの溝の間にボールベアリングを介することでスムースな回転を実現するボールネジ構造を形成することが好ましい。回転力は電動ドリルなどにより外部から与えられる。移動部３は二本の駆動軸５に固定されていて駆動軸は二つの渡り部材８，９により移動可能な状態で保持されている。
また、電動ドライバに所定のトルクを超えると停止するトルクリミッター付きのものを用いることで接着力測定に際して床などの接着面の破損を防止することができる。
【００２４】
移動部３に生じた直線力は移動部を図１の矢印の様に上下方向へ回転軸の回転に伴って移動させる。回転軸と移動部と駆動軸は駆動機構を構成する。駆動軸５は渡り部材８の下のロードセル２を上下方向へ移動させる。ロードセルにはクランパー１が接続されている。ロードセルが上方へ移動する際に剥離力をクランパーに与える。クランパー１の先端は被検体を掴むような形状にされており、被検体を上方向へ剥離力で引っ張り上げる。剥離力の大きさはロードセルにより検出されロードセルから出力される。またクランパーの変位量は変位計１１の出力により出力される。
【００２５】
図１に示す接着力測定機の渡り部材９の正面に出ているのが回転軸に固定された羽部材１２である。この羽部材は回転軸の回転に伴い回転する。そして駆動軸の移動部より上の部分が軸の半径の半分ほどが削られていて、駆動軸の削られている部分では羽部材１２が駆動軸へ当たることはない。駆動軸が回転軸の回転に伴って移動して駆動軸の削られていない部分へ羽部材１２が当たるとそこで回転が止まるので、駆動軸の削られた部分の長さがクランパーの移動可能範囲となる。駆動軸の削られた部分は回転する羽部材１２と共に移動部の移動量が所定の可動範囲に制限されるリミッターを形成している。
【００２６】
図２を用いて接着力測定機と接着力測定機からの出力を処理するパソコンなどの処理機による接着力測定システムの説明をする。接着力測定機からは、ロードセル２及びクランパー１の変位を測定する変位計測手段である変位計１１からの出力が得られる。この出力をパソコンなどの情報処理機へ取り込み両出力の関係についてデータ処理を行うことで、現場の床に接着された固定具の接着力を知ることができる。また、ロードセルの出力から被検体へ印加される剥離力を算出できるので、その値が所定の値を超えるときに回転力を与える電動ドライバなどを停止させるなどの制御を行うことで移動部の動きを止めることができる。
【００２７】
図３は、得られるデータをグラフ化して表示した例である。横軸は変位、縦軸は被検体へ印加される引き剥がし方向の力（剥離力）である。所定の変位量を得るための力の大きさは接着部材の弾性限界の範囲ではフックの法則に従ってほぼ比例する。弾性限界を超えて塑性変形の領域へ入ると剥離力の少しの増加で変位が大きく増えて剥離に至る。図３の特性を得ることで、地震の震度から計算される固定具に対する引き剥し力に対しての安全係数を得ることができる。
【００２８】
図４に装置を床へ固定する固定具を示す。固定具の接着面が図４（Ａ）のハッチ部で示される。図４（Ｂ）に示すようにこの固定具は設置される装置の脚部を挟み込んで床へ固定する。接着力測定機で図４（Ａ）のハッチ部分を被検体として装置の固定を行う床へ接着して接着力を測定することで実際の使用状態での接着力を知ることができる。
【００２９】
ここまで、本発明の実施例を説明してきたが、本発明の応用範囲は広く本発明の技術思想により実現される実施例は本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００３０】
１  クランパー
２  ロードセル
３  移動部
４  回転軸
５  駆動軸
６  支柱
７  土台部
８、９  渡り部材
１０  接着力測定機
１１  変位計
１２  羽部材
１３  ロードセルの出力
１４  変位計の出力
【図１】
2017026404.tif 000003
【図２】
2017026404.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017026404.tif 000006