JP2013545044A - 荷重表示ワッシャ - Google Patents

Abstract

本発明は、ベース部材（１１）と、ベース部材（１１）の上に配設されたカバー部材（１３）と、ベース部材（１１）とカバー部材（１３）との間に配設されて、ベース部材（１１）とカバー部材（１３）との間で作用する軸線方向の力を表示する少なくとも１つの表示部材（４）とを備えた荷重表示ワッシャ（２）に関する。本発明によれば、表示部材（４）がダイラタント物質からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は荷重表示ワッシャに関し、より具体的には請求項１の総括的な部分に示すとおり、ベース部材と、前記ベース部材の上に配設されたカバー部材と、前記ベース部材と前記カバー部材との間に配設されて、前記ベース部材と前記カバー部材との間で作用する軸線方向の力を表示する少なくとも１つの表示部材とを備えた荷重表示ワッシャに関する。

ボルトを所定位置に取り付ける場合、規定された荷重が加わるように調整しなければならない場合がよくある。このような調整は、例えばトルクレンチを用いて行うことが可能である。通常は、締め付けトルクと荷重との間に関連性があるので、そのときの締め付けトルクに基づき、そのときの荷重を確認することが可能である。

但し、荷重を直接的に測定することも可能であって、その場合には、荷重直接表示機構（ＤＴＩ）とも称されるいわゆる荷重表示ワッシャを用いることが可能である。このような荷重表示ワッシャは、例えば特許文献１に開示されている。当該特許文献１に開示された荷重表示ワッシャは、ボルトに設定された荷重をチェックするための表示機構を備えており、この表示機構は染料で満たされたカプセルを有している。軸線方向の荷重が所定の大きさに達すると、表示機構からの染料の出現、及び表示機構の縁部における染料の可視化の少なくとも一方が生じる。締め付けトルクに基づく直接的な判定と比較すると、締め付けトルクと荷重との関係が変動しやすいことから、荷重表示ワッシャを用いた荷重の直接的な測定の方がより正確である。

独国特許発明第１０３１６６３２号明細書

しかしながら、コンクリート用アンカーに用いた場合には、荷重表示ワッシャが確実には機能しない場合があることが判明した。

本発明の目的は、信頼性の高い荷重表示ワッシャを提供することにある。

このような目的は、請求項１に記載の特徴を有した本発明に係る荷重表示ワッシャによって達成される。また、好ましい態様は従属請求項に示される。

本発明に係る荷重表示ワッシャは、表示部材がダイラタント物質からなることを特徴とする。即ち、表示部材はダイラタント物質で形成することが可能である。

本発明は、荷重表示ワッシャをコンクリート用アンカーと共に用いる場合に直面することがある信頼性の問題が、コンクリート用アンカーに対して一般的に必要となる打撃作業に起因する可能性があるとの考察に基づいている。打撃作業の際、アンカーには強い衝撃力が加わるため、荷重表示ワッシャにも強い衝撃力が加わることになる。このような衝撃力により、従来の技術水準では、染料が充填されてセンサとして機能するカプセルが破損し、或いは少なくとも壊れやすくなる可能性がある。このため、染料が早めに排出されてしまう可能性があり、アンカーが締め付けられる際の荷重を正確に確認することがもはや不可能となる。

そこで、本発明では、ダイラタント物質からなる表示部材を備えることに注目した。このダイラタント物質は、例えば０．１秒未満といった短かい期間だけ力が加えられる場合には変形しにくい一方で、例えば３秒を超えるような比較的長い期間にわたって力が加えられる場合には変形しやすいという特性を有している。このため、ダイラタント物質からなる表示部材は、ハンマーの打撃により発生して変形による伝達損失を生じることなくカバー部材からベース部材へと伝達されるような短期間に加わる力に耐えることができる。一方、例えばボルトを締め付ける場合などのように長い期間にわたって力が作用する場合には、ダイラタント物質が力に屈して変形する。このような目に見える変形を、設定されている荷重に達したことの表示に用いることができる。

本発明によれば、表示機構のカプセルとは異なり、一方ではハンマーによる打撃によって不都合な影響を受けることなく表示の信頼性が極めて高くなり、他方ではハンマーによる打撃によって加えられた力を減損することなく十分に伝達することにより、コンクリート用アンカーを打ち込む際に高い信頼性が得られる。

本発明によれば、カバー部材及びベース部材はそれぞれ貫通開口を有し、これら２つの貫通開口は、ボルトを挿通することができるように同一直線上に配置されているのが好ましい。より具体的には、カバー部材及びベース部材の少なくとも一方がリング状に形成されていてもよい。

表示部材も同様に、リング状に形成されて２つの貫通開口と同軸状に配置されるのが好ましい。このようにすることで、極めて容易且つ確実に表示部材を装着することが可能となると共に、高い信頼性の表示が確保される。

本発明のもう１つの現実的な態様として、カバー部材及びベース部材の少なくとも一方が環状のディスクを有する。これにより、極めてコンパクトな構造が得られる。

更に、本発明によれば、ベース部材へ向けてのカバー部材の軸線方向への移動を規制すると共に、表示部材に対する軸線方向の荷重を規制するストッパを設けてもよい。このようなストッパにより、軸線方向の過大な荷重が加わった場合の表示部材の破損を防止することができる。

ベース部材またはカバー部材から軸線方向に突出する規制リングによってストッパを形成すると特に効果的である。このような規制リングは、ストッパとして機能するだけではなく、表示部材の位置決めとしても機能する。具体的には、表示部材の少なくとも一部がストッパ、具体的には規制リングを取り囲むようにしてもよい。従って、表示部材の少なくとも一部は、ストッパより径方向外方に位置している。例えば、規制リングを取り囲むようにリング状の表示部材を設けてもよい。これにより、極めてコンパクトな構成とすることができると共に、表示部材を見えやすくして機能上の信頼性を高めることができる。

また本発明は、本発明に係る荷重表示ワッシャを有したコンクリート用アンカーに関する。

本発明に係る荷重表示ワッシャを有したコンクリート用アンカーを、荷重のかからない状態で示す軸線方向断面図である。 本発明に係る荷重表示ワッシャを有した図１のコンクリート用アンカーを、荷重のかかった状態で示す軸線方向断面図である。

以下、添付の図面に概略を示した好ましい実施形態に基づき、本発明について更に詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明に係るコンクリート用アンカー１の実施形態を示しており、本発明に係る荷重表示ワッシャ２が設けられている。コンクリート用アンカー１は、穿孔４０内に挿入されるボルト４１を有する。穿孔４０内に位置するボルト４１の下部には、拡張スリーブ４５及び当該拡張スリーブ４５用の拡張コア４６が備えられている。ボルト４１の上端部には締め付けナット４９が設けられる。

本発明に係る荷重表示ワッシャ２は、締め付けナット４９と、固定対象部材８との間に配置され、締め付けナット４９に接している。荷重表示ワッシャ２は、リング状のベース部材１１と、同じくリング状のカバー部材１３とを有し、カバー部材１３と締め付けナット４９とが対向すると共に、ベース部材１１と固定対象部材８とが対向している。円盤状のベース部材１１は貫通開口１２を、また円盤状のカバー部材１３は貫通開口１４をそれぞれ有しており、これら貫通開口１２及び１４には、それぞれボルト４１が挿通される。

カバー部材１３には、貫通開口１２及び貫通開口１４に対して軸線方向に位置する、換言すればボルト４１の長手方向で、カバー部材１３からベース部材１１に向けて軸線方向に突出する規制リング１８が設けられる。この規制リング１８は、ベース部材１１に向けてのカバー部材１３の軸線方向の移動を規制する。

ベース部材１１とカバー部材１３との間には、ダイラタント物質からなるリング状の表示部材４が規制リング１８を取り囲むように設けられ、この表示部材４は、図１に示すように荷重がかからない状態において、規制リング１８よりも軸線方向に突出している。このような荷重のかからない状態において、表示部材４は、例えば図１に示すような円形断面を有している。

次に、図２に示すようにコンクリート用アンカー１を引っ張るべく締め付けナット４９が締め付けられると、締め付けナット４９と固定対象部材８との間で、ベース部材１１とカバー部材１３とが互いに軸線方向に押し付けられる。このような過程において、ベース部材１１とカバー部材１３との間にある表示部材４は軸線方向に圧迫される。比較的長い時間にわたって圧力が加わるので、ダイラタント物質からなる表示部材４は変形し、円形の断面形状を保持できずに、軸線方向の圧縮状態に応じて径方向に拡張する（図２）。本発明によれば、このような変形をボルト４１に作用する荷重の大きさとして利用することが可能である。表示部材４の変形を良好に視認可能とするため、ベース部材１１及びカバー部材１３の少なくとも一方に、少なくとも１つの確認窓を設けることが可能である。図示した実施形態では、リング状の確認窓１９がカバー部材１３の径方向外縁部に配設されている。

荷重が増大するにつれ、カバー部材１３の規制リング１８がベース部材１１に当接するまで、表示部材４は更に変形していく。従って、規制リング１８により、表示部材４が過剰な荷重から保護される。

ボルト４１が穿孔４０内に打ち込まれる際に、軸線方向の力が短期間に荷重表示ワッシャ２に作用すると、表示部材４のダイラタント物質の特性により、表示部材４は目に見えるほど変形せず、表示部材４の表示機能は、このときの打撃によって不都合な影響を受けない。

Claims (8)

1. ベース部材（１１）と、
   前記ベース部材（１１）の上に配設されたカバー部材（１３）と、
   前記ベース部材（１１）と前記カバー部材（１３）との間に配設されて、前記ベース部材（１１）と前記カバー部材（１３）との間で作用する軸線方向の力を表示する少なくとも１つの表示部材（４）とを備え、
   前記表示部材（４）は、ダイラタント物質からなる
   ことを特徴とする荷重表示ワッシャ。
2. 前記ベース部材（１１）及び前記カバー部材（１３）は、それぞれ貫通開口（１２，１４）を有し、
   ２つの前記貫通開口（１２，１４）は、ボルト（４１）を挿通することができるように同一直線上に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の荷重表示ワッシャ。
3. 前記表示部材（４）は、リング状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の荷重表示ワッシャ。
4. 前記ベース部材（１１）及び前記カバー部材（１３）の少なくとも一方は、環状のディスクを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の荷重表示ワッシャ。
5. 前記ベース部材（１１）へ向けての前記カバー部材（１３）の軸線方向の移動を規制すると共に、前記表示部材（４）に対する軸線方向の荷重を規制するストッパを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の荷重表示ワッシャ。
6. 前記ストッパは、前記ベース部材（１１）または前記カバー部材（１３）から軸線方向に突出する規制リング（１８）によって形成されることを特徴とする請求項５に記載の荷重表示ワッシャ。
7. 前記表示部材（４）の少なくとも一部が前記ストッパを取り囲むことを特徴とする請求項５または６に記載の荷重表示ワッシャ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の荷重表示ワッシャを有することを特徴とするコンクリート用アンカー。

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