引張試験は、チェーンの強度と品質を評価するうえで欠かせない試験項目です。ローラーチェーンやリーフチェーンに対して引張強度を測定することで、規格への適合性だけでなく、使用されている材料の品質、熱処理条件、部品加工精度、さらには組み立て工程における問題の有無を確認することが可能です。
本記事では、ISO 606に基づくチェーンの引張試験方法、測定時の注意点、そして破壊試験としての意味や活用方法について詳しく解説します。
一、引張試験の方法（ISO 606準拠）
チェーンの引張試験は、ISO 606（短ピッチ精密ローラーチェーンおよび付属スプロケット）に基づいて実施されます。主な測定条件と注意点は以下の通りです。
- 試験片の長さ:
引張強度を測定するチェーンは、少なくとも5ピッチの長さである必要があります。 - 固定方法 (マウンティング) :
チェーンと試験機の間は、チェーン中心線の両側が正常な関節平面内で自由に動くことができる固定具で接続する必要があります。 - 引張速度:
試験中、引張力は一定の速度で徐々に加えられ、引張速度は50.8mm/minを超えてはなりません。 - 最大引張強度の測定:
引張力が増加するとチェーンが伸び、最終的に破断します。このとき発生する**最大の引張力（Ultimate Tensile Strength）が測定対象です。これは応力-伸び曲線（ストレス-ストレインカーブ）**上のピーク点でも確認できます。 - 無効試験の判定:
チェーンと固定具の接合部で破断が発生した場合、その試験は無効と見なされます。 - 破壊試験であることの注意:
引張試験は破壊試験であり、外観に損傷が見られない場合でも、試験後のチェーンサンプルは再使用不可です。
二、引張試験の基準
溶接チェーンとプラスチックローラーチェーンを除いて、チェーンの国際基準はほとんど引張強度を規定しています。主な国際基準は下記の通りです。
- ローラーチェーン(Roller chain): ISO 606、ASME B29.1、JIS B1801。
- ダブルピッチローラーチェーン(Double pitch roller chain)：ISO 1275、ASME B29.100、JIS B1803。
- リーフチェーン(Leaf chain)：ISO 4347、ASME B29.8、JIS B1804。
- バイクチェーン(Motorcycle chain)：ISO 10190。
- ステンレスローラーチェーン(Stainless steel chain)：ASMEB29.21だけで ステンレスチェーンの引張強度を規定していますが、他の基準には炭素鋼/合金鋼のローラーチェーン、ダブルピッチローラーチェーン、リーフチェーンだけの引張強度を規定しています。同じサイズで比較するとステンレスチェーンの引張強度は一般的に炭素鋼/合金鋼のチェーンより低いとのことです。
- 以下は、ISO 606、JIB B 1801とASMEB29.1で基準されているローラーチェーンの引張強度基準とMCCチェーンの平均引張強度の比較表です。
| ISO 606、JIS B 1801、ASME B29.1ローラーチェーンで基準されている引張強度： | ||||||||||||||
| 単位 (kN) | 25 | 35 | 41 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 | 240 |
| ISO/JIS | 3.5 | 7.9 | 6.7 | 13.9 | 21.8 | 31.3 | 55.6 | 87.0 | 125.0 | 170.0 | 223.0 | 281.0 | 347.0 | 500.0 |
| ASME | 3.47 | 7.83 | 6.67 | 13.9 | 21.71 | 31.27 | 55.6 | 86.87 | 125.1 | 170.27 | 222.4 | 281.47 | 347.5 | 500.4 |
| MCCチェーンの平均引張強度 | 4.41 | 10.29 | 11.76 | 18.13 | 30.38 | 43.12 | 76.44 | 112.7 | 147.0 | 196.0 | 274.4 | 372.4 | 470.4 | 671.3 |
三、MCC引張試験機の紹介
- 引張試験機は油圧と電力で駆動します。 強度は油圧または荷重変換器(load cell)にてその引張強度を測定されます。 MCCには2台の新しい引張試験機を設置している。 1台は200トン（2000kn）の水平引張試験機で、もう1つは20トン（200kn）の垂直引張試験機です。 どちらにも、ローラーチェーンとリーフチェーンの一般的な機種を全部テストできます。
- 両方ともコンピューター制御の最新モデルです。試験する際は、張力と伸び（応力/伸びの図）、弾性限界、降伏点などのデータの関係を表示することもできます。また、テストの速度、変位、負荷率などを設定することもできます。すべての試験記録をデータベースファイルに保存することができる、品質管理と製品性能の向上には大幅に役立ちます。
四、引張試験の応用と利点
- チェーンの品質と強度を確保します。
- 引張試験結果に異常が見つかった場合は、原因を分析して改善することができます。一般的な原因は下記の通りです。
- 材料：標準に達しないの素材、間違った材料を使用しています。
- 熱処理：誤った熱処理条件、異常な熱処理装置。
- 部品：プレート穴の打ち抜き位置がずれており、ピンが短すぎます。
- 組み立て：部品の欠落、材料の混合。
- チェーンの強度向上：新しい材料と熱処理方法をテストすることにより、チェーンの強度を強めます。
- 新製品の開発：新しいチェーンの強度をテストして、関連する要件を満たしているかどうかを確認します。
