JP2010185814A - 携帯型硬度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防水シート材等の測定対象物の硬度測定を、現場で簡単に、しかも精度良く行うことができる携帯型硬度測定装置を提供する。
【解決手段】この携帯型硬度測定装置は、防水シート材Ｓの表面に押し付けた押針１２の食い込み量から防水シート材Ｓの硬度を検出するハンドル１５付き硬度計１と、防水シート材Ｓの表面に設置される脚２２・・付き基台２と、この基台２に取り付けられて、硬度計１を上下方向に移動自在に支持する支持部材３と、硬度計１を上方に付勢するバネ部材４、４とを備え、基台２を防水シート材Ｓの表面に設置して、ハンドル１５を把持しながら硬度計１をバネ部材４、４の付勢力に抗して押し込むことで、硬度計１の押針１２が基台２の貫通孔部２０を通して防水シート材Ｓの表面に押し付けられるようになっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば建物の屋上やバルコニーに露出状態で敷設された防水シート材の現場での硬度測定に適した携帯型硬度測定装置に関する。

一般に、戸建住宅やマンション等の陸屋根やバルコニーに露出状態で敷設される防水シート材としては、製造が簡単で見栄えが良く、しかも安価な塩化ビニル樹脂等の軟質合成樹脂からなるものが普及している。

このような塩化ビニル樹脂等からなる防水シート材は、紫外線、熱、雨水等の外部環境、さらには温度変化に伴う小さな伸び縮みの繰り返し疲労等の影響を受けて、徐々に柔軟性を失って硬くなり、その結果、シート表面に微細なクラックが発生して、最終的に破断してしまうことがある。このため、定期的に防水シート材の劣化度合を診断して、劣化が進行している場合には、補修や張替えといったメンテナンスを行うようにしている。

従来、防水シート材の劣化度合の診断にあたっては、例えばバーコル硬度計等のような携帯性に優れた硬度計を現場に持ち込んで、防水シート材の硬度を現場で測定して、その測定結果から劣化度合を把握するといった方法が採られていた（例えば、特許文献１参照）。なお、この種の硬度計は、測定対象物の表面に押針を押し付けて、そのときの押針の食い込み量から測定対象物の硬度を検出するようになっている。

しかしながら、バーコル硬度計は、硬い下地上に敷設された防水シート材の硬度測定には適した構造となっているが、ポリスチレンフォーム断熱材のような柔らかい下地上に敷設された防水シート材の硬度測定には不向きであった。

そこで、バーコル硬度計と同様に携帯性に優れながら、押圧力を受ける部分が比較的広くて、硬い下地上に敷設された防水シート材だけでなく、柔らかい下地上に敷設された防水シート材の硬度測定にも適したデュロメータが、現場での防水シート材の硬度測定に使用されることが多くなっている。

特開平６−２７０１０号公報

しかしながら、デュロメータは、外装ケースを手で掴んで保持しながら、外装ケースの下端面から突出した押針を測定対象物の表面に押し付けることで、硬度測定を行うようになっているので、安定した測定姿勢を確保することが困難で、測定者の技能や腕力の違いによって、測定結果にバラツキが生じ易いといった不具合があった。

そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、防水シート材等の測定対象物の硬度測定を、現場で簡単に、しかも精度良く行うことができる携帯型硬度測定装置の提供を目的とする。

上記の課題を解決するため、この発明の携帯型硬度測定装置は、例えば建物における断熱下地Ｇ上に施工された防水シート材等の測定対象物Ｓの硬度を測定するためのものであって、測定対象物Ｓの表面に押し付けた押針１２の食い込み量から前記測定対象物Ｓの硬度を検出するハンドル１５付き硬度計１と、前記測定対象物Ｓの表面に設置される脚２２・・付き基台２と、この基台２に取り付けられて、前記硬度計１を前記測定対象物Ｓの表面に対して近接離間する方向に移動自在に支持する支持部材３と、前記硬度計１を前記測定対象物Ｓの表面に対して離間する方向に付勢するバネ部材４、４とを備え、前記基台２を前記測定対象物Ｓの表面に設置して、前記ハンドル１５を把持しながら前記硬度計１を前記バネ部材４、４の付勢力に抗して押し込むことで、前記硬度計１の押針１２が前記基台２の貫通孔部２０を通して前記測定対象物Ｓの表面に押し付けられることを特徴とする。

具体的には、前記硬度計１に、前記押針１２が挿通された保護筒３６が固定され、この保護筒３６が、前記基台２の貫通孔部２０に摺動自在に嵌め込まれている。

また、前記硬度計１の押し込み時に、前記保護筒３６の先端面が前記基台２の脚２２・・の設置面よりも突出しないように、前記硬度計１の押し込み量が調整されている。さらに、前記保護筒３６に、その保護筒３６から突出した前記押針１２の針先を保護する針カバー５０が出没自在に設けられている。

さらにまた、前記基台２は、複数の脚２２・・を備え、これら脚２２・・は、前記貫通孔部２０を囲むようにして、前記貫通孔部２０から等間隔の位置に夫々配置されている。

さらに、前記支持部材３は、前記硬度計１を挟むようにして、前記基台２に立設された一対のガイドシャフト３０、３０と、これらガイドシャフト３０、３０に跨って取り付けられ、前記ガイドシャフト３０、３０に沿って移動自在とされた硬度計装着台３１とを備え、前記一対のガイドシャフト３０、３０が夫々挿通された前記バネ部材４、４が、前記基台２と前記硬度計装着台３１との間に介在されている。

この発明の携帯型硬度測定装置を使用することで、現場に手軽に持ち込んで簡単に硬度測定を行うことができる。しかも、脚付きの基台を測定対象物の表面に設置した状態で、ハンドルを把持しながらバネ部材の付勢力に抗して硬度計を押し込むようになっているので、常時安定した姿勢で、硬度計を一定の押圧力でふらつかせることなく真っ直ぐに押し込んで、押針を測定対象物の表面にしっかりと押し付けることができ、測定者の技能や腕力に左右されない再現性に優れた高精度な硬度測定を実現することができる。加えて、ハンドルから手を離すと、バネ部材の付勢力によって硬度計が初期位置に自動的に復帰することから、硬度測定を連続的に行うことができ、作業性の向上を図ることができる。

また、硬度計の押針が挿通されて、硬度計と一体化して連動する保護筒を、基台の貫通孔部においてガイドすることで、硬度計の押し込みに際して、押針の針先のブレを確実に抑えることができ、測定精度をより一層向上することができる。しかも、硬度計の押針を保護して、装置搬入時や測定時における押針の変形や破損を防止することができる。

さらに、保護筒の先端面が基台の脚の設置面よりも突出しないように、硬度計の押し込み量を調整することで、硬度計の押し込みに際して、保護筒の先端面によって測定対象物の表面を押し付けて、測定対象物の表面に対して基台が浮き上がるといった不具合をなくすことができ、安定した硬度測定を行うことがきる。

さらにまた、保護筒から突出した押針の針先を針カバーによって保護することで、押針の針先の変形や損傷までも確実に防止して、耐久性をより一層向上することができる。

また、基台における複数の脚を、硬度計の押針が挿通する貫通孔部を囲むようにして、貫通孔部から等間隔の位置にバランス良く配置することで、装置の設置安定性を高めることができ、これによって硬度計の押し込みに際して、硬度計のがたつきを抑えて、測定精度をより一層向上することができる。

さらに、硬度計を挟むようにして、一対のガイドシャフト及びバネ部材を配置することで、硬度計をスムーズに移動させながら押し込むことができ、測定精度をより一層向上することができる。

この発明の一実施形態に係る携帯型硬度測定装置の正面図である。 同じくその底面図である。 同じくその基台及び支持部材の縦断面図である。 同じくその保護筒付近の縦断面図である。 同じくそのガイド筒付近の縦断面図である。 同じくその硬度測定時の状態を示す縦断面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この発明の一実施形態に係る携帯型硬度測定装置は、戸建住宅やマンション等の陸屋根やバルコニーに露出状態で敷設された防水シート材Ｓの硬度測定を現場で行うためのものであって、図１に示すように、硬度計１と、防水シート材Ｓの表面に設置される基台２と、この基台２に取り付けられて、硬度計１を防水シート材Ｓの表面に対して近接離間する方向（上下方向）に移動自在に支持する支持部材３と、硬度計１を防水シート材Ｓの表面に対して離間する方向（上方）に付勢する一対のバネ部材４、４とを備えている。なお、防水シート材Ｓは、例えば塩化ビニル樹脂等の軟質合成樹脂からなり、発泡樹脂等からなる柔らかい断熱下地Ｇ上に敷設されている。

硬度計１は、日本工業規格「ＪＩＳ Ｋ ６２５３」準拠のタイプＤデュロメータを、防水シート材Ｓの硬度測定に適するように改良したもので、指示盤１０を有する外装ケース１１の下端中央部から図示しないバネによって付勢した押針１２を突出させた構造となっており、防水シート材Ｓの表面にバネの付勢力に抗して押し付けた押針１２の食い込み量（突出量）から防水シート材Ｓの硬度を検出するようになっている。具体的には、押針１２の食い込み量（突出量）に応じて、指示盤１０において指示針１０ａが防水シート材Ｓの硬度を０〜１００までの範囲で指示するようになっている。

そして、この硬度計１の外装ケース１１の上端部には、手で把持するハンドル１５が立設されている。ハンドル１５は、略門形に折曲形成された把持パイプ１６の両端部を、帯板状の水平プレート１７の両端部に連結してなり、水平プレート１７の略中央部が外装ケース１１の上端螺子部１３に固定されている。なお、ハンドル１５としては、このような構造のものに限定されるものではなく、手で把持して硬度計１に対して力をかけ易い構造であれば、どのような構造のものであっても良い。

基台２は、図２に示すように、固定プレート２１と、この固定プレート２１の下面４箇所に取り付けられた複数の脚２２・・とを備えている。固定プレート２１は、略長方形状に形成されていて、その中央部には貫通孔部２０が形成されている。なお、固定プレート２１の形状は、略長方形状に限定されるものではなく、例えば略円形状や略Ｈ形状にといったように、どのような形状であっても良い。

脚２２は、略短円柱状に形成されていて、その防水シートＳに対する設置面は、直径が約１６ｍｍで、広い面積を確保している。そして、複数の脚２２・・は、貫通孔部２０を囲むようにして、貫通孔部２０から等間隔の位置に夫々配置されており、固定プレート２１の長手方向に隙間をあけて配置されている脚２２、２２間の間隔Ｌ１が８０ｍｍ、固定プレート２１の短手方向に隙間をあけて配置されている脚２２、２２間の間隔Ｌ２が６０ｍｍに設定されており、硬度測定装置を、防水シートＳの表面に安定して設置することができるようになっている。なお、脚２２・・の個数や形状、設置面の直径や面積、脚２２、２２間の間隔Ｌ１、Ｌ２は、上記に限定されるものではなく、硬度測定装置を、防水シートＳの表面に安定して設置することができれば、どのように設定しても良い。

支持部材３は、図１及び図３に示すように、硬度計１を挟むようにして、基台２の固定プレート２１の２箇所に立設された一対のガイドシャフト３０、３０と、これらガイドシャフト３０、３０に跨って取り付けられ、ガイドシャフト３０、３０に沿って上下方向に移動自在とされた硬度計装着台３１とを備えている。

ガイドシャフト３０は、その下端部に形成されたボルト孔３２へ固定プレート２１を下方から貫通したボルト３３をねじ込むことによって、固定プレート２１の短手方向に隙間をあけて配置されている脚２２、２２間の略中央部において固定プレート２１に固定されている（図２参照）。また、ガイドシャフト３０の上端部には、ストッパー３４が取り付けられている。

硬度計装着台３１は、基台２の固定プレート２１の上方において固定プレート２１と平行に配された略長方形状の可動プレート３５と、この可動プレート３５の中央部から下方へ向けて突出した保護筒３６と、可動プレート３５の両端部から上方へ向けて突出した一対のガイド筒３７、３７とを備えている。

可動プレート３５には、その上面中央部に硬度計１の外装ケース１１の下端面がビス止めされており、これにより硬度計１が可動プレート３５上に立設された状態となっている。また、図３に示すように、可動プレート３５の中央部には、第１貫通孔３８が形成され、両端部には、第２貫通孔３９、３９が夫々形成されている。

保護筒３６は、図３及び図４に示すように、その上端小径部が可動プレート３５の第１貫通孔３８に嵌め込まれて、可動プレート３５に一体に取り付けられている。保護筒３６の内部には、段差部４０を有する挿通孔４１が形成されており、この挿通孔４１に硬度計１の押針１２が挿通されて、押針１２の針先が保護筒３６の先端面（下端面）から突出している。また、保護筒３６の挿通孔４１には、押針１２の針先を保護する針カバー５０が出没自在に内装されている。針カバー５０は、上端部にフランジ５１を有する筒状に形成され、そのフランジ５１が挿通孔４１の段差部４０に当接することで、挿通孔４１からの抜けが防止されている。さらに、保護筒３６の挿通孔４１には、押しバネ５２が内装されている。この押しバネ５２は、押針１２が挿通された状態で、硬度計１の外装ケース１１の下端面と針カバー５０のフランジ５１との間に介在されている。そして、この押しバネ５２によって、針カバー５０は、そのフランジ５１を挿通孔４１の段差部４０に押し付けるようにして下方へ付勢されて、その下端部が保護筒３６の下端面から突出した状態となっている。このようにして構成された保護筒３６は、基台２の固定プレート２１の貫通孔部２０に上下方向に摺動自在に嵌め込まれている。

ガイド筒３７は、図３及び図５に示すように、その下端部が可動プレート３５にビス止めされて、可動プレート３５に一体に取り付けられている。このガイド筒３７の内部には、可動プレート３５の第２貫通孔３９に連通するようにして、段差部６０を有する挿通孔６１が形成されており、この挿通孔６１に可動プレート３５の第２貫通孔３９を貫通したガイドシャフト３０が挿通されている。また、ガイド筒３７の挿通孔６１には、上述したバネ部材４が内装されている。

バネ部材４は、ガイドシャフト３０が挿通された状態で、基台２の固定プレート２１の上面とガイド筒３７の挿通孔６１の段差部６０との間に介在されている。そして、このバネ部材４によって、ガイド筒３７は、その上端部をガイドシャフト３０のストッパー３４に押し付けるようにして上方へ付勢されている。すなわち、一対のバネ部材４、４は、基台２と支持部材３の硬度計装着台３１との間に介在されて、硬度計１を上方に付勢している。

なお、上記の支持部材３において、ガイドシャフト３０、３０の本数は、２本に限定されるものではなく、１本或いは３本以上としても良く、この場合、硬度計装着台３１のガイド筒３７、３７及びバネ部材４、４も、ガイドシャフト３０、３０の本数に合わせて１本或いは３本以上とすれば良い。

次に、上記構成の硬度測定装置を使用した防水シート材Ｓの硬度測定について説明する。まず、基台２の脚２２・・を防水シートＳの表面に設置して、ハンドル１５付きの硬度計１を自立させた状態で、硬度測定装置を防水シートＳ上に配置する。

そして、ハンドル１５を手で把持しながら、硬度計１をバネ部材４、４の付勢力に抗して下方へ押し込む。すると、図６に示すように、硬度計１に対して固定状態にある硬度計装着台３１のガイド筒３７、３７が、ガイドシャフト３０、３０にガイドされて下方へ移動するとともに、同じく硬度計１に対して固定状態にある硬度計装着台３１の保護筒３６が、基台２の貫通孔部２０にガイドされて下方へ移動する。このとき、基台２の脚２２・・の面積及び間隔を上記のように設定していることで、押圧力を複数の脚２２・・に効果的に分散させて局部的な集中をなくすことができ、基台２の脚２２・・が防水シート材Ｓにめり込むことがない。

これにより、硬度計１は、防水シートＳの表面に向けて真っ直ぐに、一定の押圧力でスムーズに押し込まれる。特に、硬度計１の押針１２が挿通された保護筒３６をガイドすることで、押針１２の針先のブレを確実に抑えることができる。

硬度測定装置においては、硬度計１の押し込み時に、保護筒３６の下端面が基台２の脚２２・・の設置面よりも下方に突出しないように、硬度計１の押し込み量（ストローク）が調整されている。具体的には、所定の厚みを有する一対の帯板状のストッパー部材７０、７０を、基台２の固定プレート２１の上面に貫通孔部２０を挟むようにして取り付けて、硬度計装着台３１の可動プレート３５がストッパー部材７０、７０に当接したときに、保護筒３６の下端面と基台２の脚２２・・の設置面とが同一平面上に位置するように調整されている。なお、ストッパー部材７０、７０は、硬度計装着台３１の可動プレート３５の下面に取り付けても良く、またストッパー部材７０、７０に代えて、固定プレート２１や可動プレート３５の厚みを調節したり、固定プレート２１と可動プレート３５の配置間隔等を調節することで、硬度計１のストロークを調整するようにしても良い。

このように硬度計１の押し込み量を調整しているのは、硬度計１の押し込みに際して、保護筒３６の下端面が基台２の脚２２・・の設置面よりも下方に突出して、保護筒３６の下端面によって防水シート材Ｓの表面を押し付けてしまうと、防水シート材Ｓの表面に対して基台２が浮き上がって、硬度測定装置の安定した設置が困難となり、硬度測定に支障をきたすからである。

そして、硬度計装着台３１の可動プレート３５がストッパー部材７０、７０に当接するまで、硬度計１を押し込むと、押針１２の針先及び針カバー５０の下端部が防水シート材Ｓの表面に押し付けられて、押針１２の針先がバネの付勢力に抗して押し戻されながら防水シート材Ｓに食い込み、針カバー５０が押しバネ５２の付勢力に抗して押し戻されて、保護筒３６の挿通孔４１に没入される。なお、押針１２の針先は、防水シート材Ｓが非常に硬い（硬度１００）場合には、バネの付勢力に抗して押し戻されるだけで防水シート材Ｓに食い込むことはなく、防水シート材Ｓが非常に柔らかい（硬度０）場合には、バネの付勢力に抗して押し戻されることなく防水シート材Ｓに食い込むだけとなる。

この状態において、硬度計１では、押針１２の食い込み量に応じて、指示盤１０の指示針１０ａが防水シート材Ｓの硬度を０〜１００までの範囲で指示する。従って、このときの硬度を読み取って、予め検出されている初期状態の防水シート材Ｓの硬度と比較することで、防水シート材Ｓの劣化度合を把握することができる。

硬度測定後に、ハンドル１５から手を離すと、バネ部材４、４の付勢力によって硬度計１及び硬度計装着台３１が初期位置まで自動的に押し上げられる。これにより、複数回の硬度測定を連続的に行うことができる。

以下の表１は、測定者Ｘ、Ｙ、Ｚの３名が、本発明の硬度測定装置を使用して防水シート材の硬度測定を１０回行ったときの測定結果と、本発明の硬度測定装置に搭載しているものと同様の硬度計（デュロメータ）を手で保持して硬度測定を１０回行ったときの測定結果を示している。

この測定結果により、本発明の硬度測定装置を使用したとき（保持治具あり）の方が、硬度計を手で保持して使用したとき（保持治具なし）よりも、測定した硬度値が全体的に大きくなっていることが判る。また、測定結果により、本発明の硬度測定装置を使用したときの方が、硬度計を手で保持して使用したときよりも、各測定者Ｘ、Ｙ、Ｚにおける標準偏差値が夫々小さくなっていて、測定した硬度値のバラツキが少ないことが判る。これは、本発明の硬度測定装置を使用することで、ハンドリング性が向上して、常時安定した測定姿勢で硬度計を真上から一定の押圧力で押し込んで、押針を防水シート材の表面に真っ直ぐにしっかりと押し付けることができるからであると想定される。

この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。例えば、この発明の硬度測定装置は、防水シート材の硬度測定だけに使用されるものではなく、その他の比較的柔らかい下地上にある測定対象物の硬度測定に使用しても良い。

１・・硬度計、２・・基台、３・・支持部材、４・・バネ部材、１２・・押針、１５・・ハンドル、２０・・貫通孔部、２２・・脚、３０・・ガイドシャフト、３１・・硬度計装着台、３６・・保護筒、５０・・針カバー、Ｓ・・測定対象物（防水シート材）、Ｇ・・断熱下地

Claims (7)

1. 測定対象物（Ｓ）の表面に押し付けた押針（１２）の食い込み量から前記測定対象物（Ｓ）の硬度を検出するハンドル（１５）付き硬度計（１）と、前記測定対象物（Ｓ）の表面に設置される脚（２２）・・付き基台（２）と、この基台（２）に取り付けられて、前記硬度計（１）を前記測定対象物（Ｓ）の表面に対して近接離間する方向に移動自在に支持する支持部材（３）と、前記硬度計（１）を前記測定対象物（Ｓ）の表面に対して離間する方向に付勢するバネ部材（４）（４）とを備え、前記基台（２）を前記測定対象物（Ｓ）の表面に設置して、前記ハンドル（１５）を把持しながら前記硬度計（１）を前記バネ部材（４）（４）の付勢力に抗して押し込むことで、前記硬度計（１）の押針（１２）が前記基台（２）の貫通孔部（２０）を通して前記測定対象物（Ｓ）の表面に押し付けられることを特徴とする携帯型硬度測定装置。
2. 前記硬度計（１）に、前記押針（１２）が挿通された保護筒（３６）が固定され、この保護筒（３６）が、前記基台（２）の貫通孔部（２０）に摺動自在に嵌め込まれた請求項１記載の携帯型硬度測定装置。
3. 前記硬度計（１）の押し込み時に、前記保護筒（３６）の先端面が前記基台（２）の脚（２２）・・の設置面よりも突出しないように、前記硬度計（１）の押し込み量が調整された請求項２記載の携帯型硬度測定装置。
4. 前記保護筒（３６）に、その保護筒（３６）から突出した前記押針（１２）の針先を保護する針カバー（５０）が出没自在に設けられた請求項２又は３記載の携帯型硬度測定装置。
5. 前記基台（２）は、複数の脚（２２）・・を備え、これら脚（２２）・・は、前記貫通孔部（２０）を囲むようにして、前記貫通孔部（２０）から等間隔の位置に夫々配置された請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯型硬度測定装置。
6. 前記支持部材（３）は、前記硬度計（１）を挟むようにして、前記基台（２）に立設された一対のガイドシャフト（３０）（３０）と、これらガイドシャフト（３０）（３０）に跨って取り付けられ、前記ガイドシャフト（３０）（３０）に沿って移動自在とされた硬度計装着台（３１）とを備え、前記一対のガイドシャフト（３０）（３０）が夫々挿通された前記バネ部材（４）（４）が、前記基台（２）と前記硬度計装着台（３１）との間に介在された請求項１乃至５のいずれかに記載の携帯型硬度測定装置。
7. 前記測定対象物（Ｓ）は、建物における断熱下地（Ｇ）上に施工された防水シート材である請求項１乃至６のいずれかに記載の携帯型硬度測定装置。