JP2006275898A

JP2006275898A - 固着具の引張荷重検査装置

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Publication number: JP2006275898A
Application number: JP2005097913A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Tsumura; 裕介津村; Ryoji Iida; 亮司飯田
Original assignee: Japan Drive It Co Ltd
Current assignee: Japan Drive It Co Ltd
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】アンカーボルト等の引張荷重を容易に検査できる検査装置の提供。
【解決手段】検査治具本体３にレンチ嵌着部２を設け、そこにトルクレンチ本体１の先端部を着脱自在に嵌着する。あるいは検査治具本体３にアーム部22を突設する。そして、検査治具本体３の外周に支点部４を突出させ、その支点部４側外面に軸体挿通孔５を設け、その軸体挿通孔５に被検査用固着具８の軸体６を挿通して、その先端部を検査治具本体３に保持させる。次いで、トルクレンチまたはアーム部22にモーメントを加える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンディタイプ（携帯用）の市販のトルクレンチまたは荷重検出器を用いて、コンクリートに取り付けたアンカー等の引張荷重（取り付け強度）を簡易に検査することができる引張荷重検査装置に関する。

コンクリート基面等に埋設されたアンカーボルトやアンカーナット或いは母材表面に溶接固定されたスタッド等（以下、これらを総称して固着具という）の取付け強度を検査するには次のようにして行っていた。

図９に示す様に、ロードセル31、油圧ジャッキ30、計測表示器37からなる計測機器と計測機器を載置すると共に手動油圧ポンプ36等で発生させる加力を受ける反力台32や加力を固着具に伝えるテンションバー33やカップリング34からなる検査治具により構成されている。
これら計測機器と検査治具により引張荷重検査装置とするのが一般的である。
これらを固着具にセットして手動油圧ポンプ36により加力すると測定装置のロードセル31を押圧し、その押圧力を持って固着具８の引張り強度とするものである。

この他の方法として、固着具を計測機器のボルト挿通孔に挿入し、固着具の上端にナット29を締結してレンチでそのナット29を締め付ける。それにより、計測機器内のロードセル31を押圧し、その押圧力を持ってボルトの引張り強度（軸カ）を測定することが知られている。

(１) 従来の引張荷重検査装置は、複数の計測機器および検査治具を必要とし、しかも計測機器としては特殊もしくは専用のものを使用しなければならず、検査装置として専用とならざるを得なく、汎用性に欠けるという欠点があった。
また、計測機器を直接螺着締結するタイプにおいては、取扱いは簡便であるが、ねじを有する固着具しか使用できないという欠点を有していた。
本発明は、検査治具の部品点数が少なく、ねじの有無に関係なく固着具の引張荷重検査ができ、更に計測機器として市販のトルクレンチ等を利用するため、安価でしかも計測機器は他の用途にも使用できるという検査装置を提供することを課題とする。

(２) 従来の固着具の引張荷重検査装置は、そのセッティングが面倒であり、一つの固着具の測定に長時間を要する欠点があった。また装置が大型化し、他の固着具が近接する場合、壁ぎわや狭小な場所での測定が困難である。更に取付け物を取付けて数年を経年した後の固着状態を検査する場合にも取付け物が邪魔になり、測定が困難である等の欠点がある。
本発明は、迅速に取り付けることができると共に、コンパクトで狭小な場所でも簡易に引張荷重を検査することができる検査装置を提供することを課題とする。

(３) 従来の引張荷重検査装置は、固着具が天井面に取り付けられた場合、検査装置を固着具にセットするまでの間、作業者が装置を保持しておかなければならず、落下の危険があり、その作業手順や対応措置を考えながら作業しなければならなかった。
また、検査装置をセットした時には計測機器と検査治具の重量が固着具に作用する結果となる。
本発明は、天井下面に取り付けられた固着具であっても、固着具に簡便に検査治具をセットでき、しかも固着具には軽量の検査治具の重量しか作用しない検査装置を提供することを課題とする。

（４）従来の検査装置は、複数の固着具を検査する場合、計測機器が高価であり、また検査治具の部品点数も多く大がかりであることから、固着具１個毎に検査装置を固着具にセットし、続いて検査を行い、検査終了後に検査装置を取り外して１つの固着具の検査が終了する。次に他の固着具の場所に移動してという具合に１セットの検査装置を持ち回りで検査していたので、検査にかなりの時間を要していた。
本発明は、簡単な構造で安価で有り、しかも持ち運びが容易な検査治具であるため、固着具１個毎にセットしても検査時間を短縮できる。また、事前に複数の検査治具を準備して、検査前に予め複数の固着具に検査治具をセットしておくことができて検査時間を大幅に短縮できる検査装置を提供することを課題とする。

（５）従来の検査装置は固着具の強度（検査荷重）に応じて、検査機器の一つである高価なロードセルや検査治具の一つである反力台を必要としている剛性を有するものに交換する必要がある。すなわち、ロードセルには荷重計測の範囲があり、強度の高い固着具にはその強度を計測するのに相応しいロードセルが必要であり、またそれに合わせて、検査機器を保持するための剛性を有する反力台が必要となる。
本発明は、固着具と検査機器の取付け距離を変えることにより、または必要とする測定容量を有する機種に検査機器のみを変えるだけで測定範囲を種々の強度に対応できる検査装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の本発明は、棒状体の先端部が着脱自在に嵌着されるレンチ嵌着部(2) を有しまたは、棒状のアーム部(22)が突出した検査治具本体(3) と、
その検査治具本体(3)の外周に突設固定される支点部(4) と、
その検査治具本体(3)の前記支点部(4)からその軸線が離間して設けられ、軸体(6) が挿通される軸体挿通孔(5) と、
を具備し、
前記軸体(6) が、被検査用固着具(8)またはそれに連結したものであり、
その軸体(6) を前記軸体挿通孔(5)に保持させると共に、先端部が検査治具本体(3) のレンチ嵌着部(2) に嵌着された棒状体に、または前記アーム部(22)に、荷重を加えて前記支点部(4) の回りに作用させて、そのモーメントが検査または測定され、
そのモーメントの検査または測定は、前記棒状体がモーメントを直接検知できる検出部を有し、あるいはアーム部22に圧縮または引張の荷重測定器を連結して行われ、
前記支点部(4) と前記軸体(6)との距離ａで、前記モーメントを除算した値を基準として固着具の引張荷重を検知または測定する固着具の引張荷重検査装置である。

請求項２に記載の本発明は、棒状のトルクレンチ本体(1) の先端部が着脱自在に嵌着される嵌着部(2) を有する検査治具本体(3)と、
その検査治具本体(3)の外周に突設固定される支点部(4) と、
その検査治具本体(3)の前記支点部(4)からその軸線が離間して設けられ、軸体(6) が挿通される軸体挿通孔(5) と、
を具備し、
前記軸体(6) が、被検査用固着具(8)またはそれに連結したものであり、
その軸体(6) を前記軸体挿通孔(5)に保持すると共に、前記トルクレンチ本体(1) の先端部が検査治具本体(3) のレンチ嵌着部(2) に嵌着されて、そのトルクレンチ本体(1)が前記支点部(4) の回りに回動されるように構成され、
前記支点部(4) と前記軸体(6)との距離ａで、前記トルクレンチ本体(1) の表示または設定値を除算した値を基準として固着具の引張荷重を検知または測定するトルクレンチを用いた固着具の引張荷重検査装置である。

請求項３に記載の本発明は、請求項２において、
レンチ嵌着部(2) の軸線上に前記支点部(4)の先端が位置し、前記軸体挿通孔(5) の軸線が前記レンチ嵌着部(2) の軸線に平行に形成されるトルクレンチを用いた固着具の引張荷重検査装置である。

請求項４に記載の本発明は、請求項３において、
前記軸体挿通孔(5) の孔縁部で、その軸体挿通孔(5) の軸線とレンチ嵌着部(2) の軸線との両軸線を通る仮想平面に平行な断面が、円弧状に湾曲された曲面座部(9)をなし、その曲面座部(9) の各断面の曲率の中心は、その軸体挿通孔(5) の軸線を通り前記仮想平面に直交する面上に位置し、
その曲面座部(9) の曲面に整合する整合曲面(10)を有する座板(11)が、その曲面座部(9) に摺接自在に着座され、その座板(11)に前記軸体(6) が着脱自在に接続されるトルクレン
チを用いた固着具の引張荷重検査装置である。

請求項５に記載の本発明は、請求項２において、
前記トルクレンチ本体(1) のと前記検査治具本体(3) の嵌着部(2) との間に、棒状の延長部材を着脱自在に介装し、
トルクレンチ本体(1) の長さに対して、延長部材とトルクレンチ本体(1) の長さの和の割合分だけ、トルクレンチ本体(1)の前記設定値または表示値を増大したトルク値を、被除算値とする固着具の引張荷重検査装置である。

本発明の引張荷重検査装置は、検査治具本体３に取り付けた棒状体または、本体３のアーム部22に加えたモーメントを直接または間接に市販の携帯型測定器で測定または検査し、それを支点部４と軸体６との距離ａで除算することにより、簡易に求めることができる。そして、本発明の前述の課題を全て解決することができる。

請求項２に記載の本発明の引張荷重検査装置は、そのトルクレンチ本体１の先端部を検査治具本体３のレンチ嵌着部２に嵌着して、それをトルクレンチ本体１の周りに回動できるように構成したから、被検査用固着具８の引張荷重を既存のトルクレンチを利用して直接且つ容易に検査することができる。即ち、所定モーメント（トルクと同一の意味、以下同じ）を予め設定できるトルクレンチ又は、モーメントを直接測定できる市販のトルクレンチの機能を利用し、簡単な構成で引張荷重を検査することができる。

上記構成において、レンチ嵌着部２の軸線上に支点部４の先端を位置し、軸体挿通孔５の軸線をレンチ嵌着部２の軸線に平行にした場合には、コンパクトで、作業性のよい検査装置となりうる。それと共に、引張荷重をより正確に検査しうる。

上記構成において、曲面座部９に座板11を着座させ、座板11に軸体６を着脱自在に接続した場合には、軸体６を検査治具本体３に容易に保持することができる。それと共に、引張荷重をより正確に検査しうる。
請求項５に記載の発明によれば、より大きな引張荷重の検査が可能である。

次に図面に基づいて本発明の実施の形態につき説明する。図１（Ａ）は本発明の引張荷重検査装置の一部縦断面説明図であり、（Ｂ）はそのトルクレンチ本体１の一例の後端部の斜視略図である。また図２は、本発明の引張荷重検査装置の要部拡大縦断面図であり、図３は図２の分解斜視図である。

この引張荷重検査装置は、各種市販されているトルクレンチを用いるものであり、そのトルクレンチ本体に、交換ヘッドを取り付ける代わりに、検査治具本体３を着脱自在に取り付けるものである。この検査治具本体３は、全体がＬ字状に形成され、Ｌ字状の一方の端面（図において上面）にレンチ嵌着部２が形成されている。このレンチ嵌着部２はトルクレンチ本体１の先端部が着脱自在に嵌着されるものであり、そのトルクレンチ本体１の先端部に整合する。そして、検査治具本体３の嵌着部２の軸線上で、嵌着部２側と反対側の面（下面）に支点部４が突出されている。この支点部４の先端は一例として球状に形成されている。

検査治具本体３の下端面の一部（図２の右側）には平坦欠切部19が形成されると共に、その隅部にコーナ欠切部19ａが形成され、その平坦欠切部19の右端部に支点部４が突設されている。また同図において、検査治具本体３の母材接触面は支点部４の先端と一致する高さの平坦面に形成されている。そして、支点部４の軸線から距離ａだけ離間し、検査治具本体３に軸体挿通孔５が貫通されている。図において、軸体挿通孔５の上端縁部は図２及び図３に示す如く、横断面円弧状の曲面座部９が形成されている。この曲面座部９の曲率の中心は、紙面に直交し軸体挿通孔５の軸線を通る面上にある。言い換えると、軸体挿通孔５の軸線と支点部４の軸線を通る平面に直交し且つ、軸体挿通孔５の軸線を通る面上に曲面座部９の各断面の曲率の中心が存在する。そして曲面座部９に座板11が着座する。図において、座板11の下面は曲面座部９に整合する縦断面円弧状に形成されている。また、座板11の中心にボルト挿通孔が穿設されている。なお、曲面座部９と座板11は、被検査用固着具８を母材に対して正確に垂直に引っ張るためである。この曲面座部９を無くし、軸体挿通孔５の周縁部をフラットなものとし、前記座板11を使用しなくても本発明の目的をある程度以上達することは勿論である。

なお、この例で検査治具本体３は、図３に示す如く、第１部材3aと第２部材3bとからなり、第１部材3aの右端部に形成された段付孔に支点部４のフランジ部が着座し、その先端が下面に突出した状態で、第１部材3a上に第２部材3bがビス18を介して固定されるものである。なお、本発明は第１部材3a、第２部材3b及び支点部４を一体化することもできる。

（作用）
次に、本発明の引張荷重検査装置の使用方法につき述べる。先ず図１及び図２に示す如く、一例として、被検査用固着具８がコンクリート基部よりなる母材12に埋設固定されたアンカーナットの場合には、検査治具本体３の軸体挿通孔５の軸線と被検査用固着具８の軸線とを整合させる。次いで、検査治具本体３の曲面座部９に座板11を図のように着座させ、座板11のボルト挿通孔にボルトからなる軸体６を挿通し、その先端部を被検査用固着具８に螺着する。このとき、座板11の上面とボルト頭部との間に隙間が生じないようにする。次いで、検査治具本体３のレンチ嵌着部２にトルクレンチ本体１先端を嵌着する。

このような状態で、被検査用固着具８の引張荷重が目標値以上であることを検査するには、トルクレンチ本体１の目盛ダイヤル14を回転して、その目標値の換算トルク（換算モーメント以下トルクとモーメントは同じ意味として扱う）に設定する。換算トルクは、被検査用固着具８の引張荷重の設定値をＮとすると、その被検査用固着具８の軸線と支点部４との距離ａとＮの積として求められる。

この例のトルクレンチ本体１は、図１（Ｂ）の如くトルクレンチ本体１の上部の窓に主目盛13ａが表示され、目盛ダイヤル14の下面に副目盛14ａが表示され、両者の和として設定トルク（上記換算トルク）が表示される。そこで、トルクレンチ本体１の把持部15を支点部４の回りに図１の状態から右回転する方向に力を加える。すると、設定トルクに達したとき到達音（例えば、カチャッという音）が発せられる。それにより、被検査用固着具８の固着力（引張荷重）が目標値以上であることがわかる。仮に被検査用固着具８の取り付けが不良である場合は、設定トルクに達する前に被検査用固着具８が母材12から抜け出すことになる。

また、被検査用固着具８の最大引張荷重を測定するには、トルクレンチ本体１として、そのトルクがディジタルで表示されるタイプのものを用いればよい。そして、その測定トルクを距離ａで除算すればよい。

図６は、図１〜図３における実施例の検査装置を用いた時の引張荷重とトルクレンチの設定トルクとの関係を直線で示すと共に、現実の測定トルクと引張荷重との関係をプロットしたものである。この図では、図２において支点部４と被検査用固着具８の軸線との距離ａを５cmとした場合である。従って設定トルクは、Ｎ×５/１００（ｍ）である。

図６から明らかなように、実際の実測トルクの引張荷重は換算（設定）トルクの引張荷重に近接している。このように設定引張荷重と実際の測定引張荷重との間に僅かのずれが生じる原因は、母材12表面の硬さや座板11と曲面座部９との摩擦力、その他に基づくものであると思われる。しかしながら、実用上は測定トルクを距離ａで除算した値を引張荷重としても差し支えない。より正確には、予め実験により設定トルクに基づく実際の測定引張荷重と、換算引張荷重との誤差を求めておき、測定値に補正を加えてもよい。

なお、支点部４の先端は、各トルクレンチ本体１における交換ヘッドの中心位置になるように位置される。何故ならば、市販のトルクレンチは、そのトルクレンチ本体の先端に交換ヘッドを取付け、その交換ヘッドをボルト頭部に嵌着して、ボルト頭部（交換ヘッドの嵌着部の中心）の回りに回転したとき、所定のトルクで作動または所定トルクを表示するように構成されているからである。

また、トルクレンチ本体１と検査治具本体３のレンチ嵌着部２との間に、棒状の延長部材を着脱自在に介装し、トルクレンチの腕部分を長くすることができる。この場合には、トルクレンチ本体１の長さに対して、延長部材とトルクレンチ本体１の長さの和の長さの割合分だけ、トルクレンチ本体１の設定値または表示値を増大したトルク値を、前記距離ａの被除算値とすることができる。それにより大きな引張荷重を測定できる。

次に、図４は被検査用固着具８として溶接型のスタッドを検査する場合である。この場合、直接被検査用固着具８を軸体挿通孔５及び座板11のボルト挿通孔に挿通し、その端部にナットを螺回して、それにより座板11を保持すればよい。そして、トルクレンチ本体１を図において右回転する方向に力を加えればよい。

次に図５は、樹脂材等からなる母材12に後付け式のプラスチック用インサート21が埋設されたものであり、その固着力を検査するため、プラスチック用インサート21にボルトからなる軸体６を螺着し図１同様に検査するものである。

次に図７は、本発明の検査治具本体３の他の実施の形態を示し、圧縮荷重を測定する荷重測定器を用いて異形鉄筋の取り付け強度を測定する説明図である。この例の検査治具本体３は、全体がカギ形に形成され、その一端に軸体挿通孔５が形成され、その孔縁部で他端側（右縁）にのみ支点部４が突設されている。検査治具本体３の支点部４の右側は、その支点部４より上方に位置し、アーム部22がカギ状に延在する。

また、座板11には、Ｕ字座金40が載置され、その上に（Ｂ）に示す筒状体39が載置される。筒状体39は内面が先細りのテーパに形成されている。そして、Ｕ字座金40及び筒状体39を披検査用固着具８に挿通し、次いで、二つ割りした楔38をその外周に被嵌し、それを筒状体39の内部に嵌着する。これにより、披検査用固着具８を検査治具本体３に保持させることができる。このようにセットされた検査治具本体３のアーム部22の右端にハンディータイプの圧縮力測定器23の圧接部25を上面側から下面側にむけて押圧する。このときの押圧力がディジタル表示部27に表示される。

このときの披検査用固着具８の引張りの反力Ｎは略次の通りになる。Ｎ＝Ｆ・ｂ／ａ（ここにＦは圧縮力測定器23のディジタル表示部27に表れた押圧力であり、ｂはその力点である圧接部25と支点部４との距離である。またａは披検査用固着具８の軸線と支点部４との距離である。

次に図８は、本発明の引張荷重検査器の検査治具本体の他の例を示し、この例が図７のそれと異なる点は、アーム部22がＬ字状に形成されている点である。そして、アーム部22の端部に複数の係止金具41が予め設けられ、その係止金具41に引張力及び圧縮力測定器24の引張部26を係合させ、その測定器を図において右方に引っ張ることにより、その引張力Ｆをアナログ表示部28に表示させることができるものである。

この例において、披検査用固着具８の引張力Ｎは略次の式になる。Ｎ＝Ｆ・ｂ₁／ａ（ここにｂ_１は母材表面から係止金具41までの高さである。なお、高さｂ_２にある係止金具41を引っ張る場合には、上式ｂ_１の代わりにｂ_２を入れ替えればよい。）

本発明の引張荷重検査装置の使用状態を示す一部縦断面説明図及びその後端部拡大斜視図。同検査装置の要部拡大縦断面図。同検査装置の分解斜視図。

同検査装置により被検査用固着具８としてスタッドボルトを用いた場合の要部拡大図。同検査装置で被検査用固着具８としてプラスチック用インサート21を対象とした場合の使用状態を示す要部拡大図。本発明の検査装置の実際のトルク（モーメント）と引張荷重との関係を示すグラフ。

本発明の引張荷重検査器の検査治具本体の他の例を示す説明図。本発明の引張荷重検査装置の更に他の検査治具本体の説明図。従来型引張荷重検査装置の説明図。

符号の説明

１トルクレンチ本体
２レンチ嵌着部
３検査治具本体
3a 第１部材
3b 第２部材

４支点部
５軸体挿通孔
６軸体
７保持手段
８被検査用固着具

９曲面座部
10 整合曲面
11 座板
12 母材
13 主目盛ダイヤル
13ａ主目盛

14 目盛ダイヤル
14ａ副目盛
15 把持部
16 ロック
17 ストッパ

18 ビス
19 平坦欠切部
19ａコーナ欠切部
20 基点
21 プラスチック用インサート

22 アーム部
23 圧縮力測定器
24 引張力および圧縮力測定器
25 圧接部
26 引張部

27 ディジタル表示部
28 アナログ表示部
29 ナット
30 油圧ジャッキ
31 ロードセル

32 反力台
33 テンションバー
34 カップリング
35 圧力計
36 手動油圧ポンプ
37 荷重指示計

38 楔
39 筒状体
40 Ｕ字座金
41 係止金具

Claims

棒状体の先端部が着脱自在に嵌着されるレンチ嵌着部(2) を有しまたは、棒状のアーム部(22)が突出した検査治具本体(3) と、
その検査治具本体(3)の外周に突設固定される支点部(4) と、
その検査治具本体(3)の前記支点部(4) からその軸線が離間して設けられ、軸体(6) が挿通される軸体挿通孔(5)を具備し、
前記軸体(6) が、被検査用固着具(8)またはそれに連結したものであり、
その軸体(6) が前記軸体挿通孔(5)に保持されると共に、先端部が検査治具本体(3) のレンチ嵌着部(2) に嵌着された棒状体に、または前記アーム部(22)に、荷重を加えて前記支点部(4) の回りに作用させて、そのモーメントが検査または測定され、
そのモーメントの検査または測定は、前記棒状体がモーメントを直接検知できる検出部を有し、あるいはアーム部(22)に圧縮または引張の荷重測定器を連結して行われ、
前記支点部(4) と前記軸体(6)との距離ａで、前記モーメントを除算した値を基準として固着具の引張荷重を検知または測定する固着具の引張荷重検査装置。
棒状のトルクレンチ本体(1) の先端部が着脱自在に嵌着されるレンチ嵌着部(2) を有する検査治具本体(3)と、
その検査治具本体(3)の外周に突設固定される支点部(4) と、
その検査治具本体(3)の前記支点部(4) からその軸線が離間して設けられ、軸体(6) が挿通される軸体挿通孔(5)を具備し、
前記軸体(6) が、被検査用固着具(8)またはそれに連結したものであり、
その軸体(6) を前記軸体挿通孔(5)に保持すると共に、前記トルクレンチ本体(1) の先端部が検査治具本体(3) のレンチ嵌着部(2) に嵌着されて、そのトルクレンチ本体(1) が前記支点部(4) の回りに回動可能に構成され、
前記支点部(4) と前記軸体(6)との距離ａで、前記トルクレンチ本体(1) の表示または設定値を除算した値を基準として固着具の引張荷重を検知または測定するトルクレンチを用いた固着具の引張荷重検査装置。
請求項２において、
レンチ嵌着部(2) の軸線上に前記支点部(4)の先端が位置し、前記軸体挿通孔(5) の軸線が前記レンチ嵌着部(2) の軸線に平行に形成されるトルクレンチを用いた固着具の引張荷重検査装置。
請求項３において、
前記軸体挿通孔(5) の孔縁部で、その軸体挿通孔(5) の軸線とレンチ嵌着部(2) の軸線との両軸線を通る仮想平面に平行な断面が、円弧状に湾曲された曲面座部(9) をなし、その曲面座部(9) の各断面の曲率の中心は、その軸体挿通孔(5) の軸線を通り前記仮想平面に直交する面上に位置し、
その曲面座部(9) の曲面に整合する整合曲面(10)を有する座板(11)が、その曲面座部(9) に摺接自在に着座され、その座板(11)に前記軸体(6) が着脱自在に接続されるトルクレンチを用いた固着具の引張荷重検査装置。
請求項２において、
前記トルクレンチ本体(1) のと前記検査治具本体(3) のレンチ嵌着部(2) との間に、棒状の延長部材を着脱自在に介装し、
トルクレンチ本体(1) の長さに対して、延長部材とトルクレンチ本体(2) の長さの和の割合分だけ、トルクレンチ本体(1)の前記設定値または表示値を増大したトルク値を、被除算値とする固着具の引張荷重検査装置。