JP2015045611A - 引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブや引抜試験器のねじ部に負荷がかからず、引き抜きに際してロードセルに対して均一に荷重することのできる簡単な構成の、引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具を実現する。
【解決手段】主軸ねじ９は、駆動用長ナット１０と螺合し駆動用長ナット１０が回転することで、本体フレーム７の橋絡部８に対して上下方向にのみ移動可能に設けられており、主軸ねじ９の下端には、自在継手体１１を介してロードセル１２及び吊持具１３が取り付けられており、プローブ装着具３は、プローブ４を取り付け、プローブ４を測定対象物２４にねじ込むことができるとともに、吊持具１３に着脱自在に取り付け、プローブ４を引抜試験器本体２で引き抜くことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、主として木材、木質ボード類、土壁、石こう、モルタル等の部材の強度を測定するための引抜試験器に関する。より詳しくは、先端ねじ部を有するプローブを測定対象部材中にねじ込んだ後、プローブの引き抜き抵抗（荷重）を測定することで、部材の強度や劣化程度を調べることのできる引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具に関する。

部材の強度は、従来、主として、元の材料から成型した小試験体に対して、曲げ、圧縮、剪断等の力を加えることによって測定している。既存の構造物の劣化程度や健全性を診断しようとする場合、従来の方法では、構造物を構成する部材から小試験体を取り出す必要があり、構造体に損傷が生じていた。

そこで、従来、木材等の内部の劣化程度を調べる手段として、木ねじ状のプローブの引き抜き抵抗を測定する引抜試験が知られている。例えば、木材にねじ込まれたビスをレバー操作される油圧ポンプによって油圧を利用して引き抜き、その引抜力を測定するものが知られている（特許文献１参照）。さらに、木材等にねじ込んだビスをトルクレンチで引き抜く際に加えられる検出トルク（引き抜き力）を表示する試験器（特許文献２参照）が用いられる。

このような従来の引抜試験器は、いずれも装置が複雑で上部の重量が大きく転倒しやすい。横向きや上向きに使用したり、片手で操作することも困難であった。特に、上記従来の装置は可搬型ではあるが、引き抜き強度の分布を測定する用途に対しては、木造住宅の狭い床下や、足下の不安定な小屋裏では、これらの既存の装置は、使用することが困難である。

また、従来の試験器では、木ねじ状のプローブと引抜試験器がそれぞれ独立していたために、木ねじ状のプローブを木材等の中にねじ込んだ後に、引抜試験器を装着して、それから引き抜き抵抗を測定する必要があった。

また、１つの測定位置（１つの穴）に対して、複数回（４〜８回）、木ねじ状のプローブのねじ込みと、引抜試験器の装着と、引き抜き抵抗の測定を繰り返し実施することは、極めて煩雑で効率が悪く、引抜試験器の引っ張り軸と木ねじ状プローブの軸が、各測定毎に微妙にずれるため、測定結果の精度が低下する原因にもなっていた。

このような問題を解決するために、本発明者らは、構造が簡単で、既存のドライバ及び電動ドライバ等の工具を利用して簡単な操作で使用可能であり、木造住宅の狭い床下や、足下の不安定な小屋裏等でもしかも測定精度の低下しない、木材等の内部の劣化程度を容易に調べることができる携行型引抜試験器を提案した（特許文献３参照）。

また、木ねじの引抜強度を測定する携帯型引抜試験器について、本発明者らは、木ねじの刃長を短くする方法が提案し、木ねじプローブと呼んでいる。さらに、本発明者らは、木材の断面内の引抜強度の分布を測定する方法を提案している（非特許文献１、２参照）。

また、本発明者らは、木ねじの代わりに、ミリネジを使用する方法も提案し、メートルねじプローブと呼んでいる。プローブの引抜強度から、部材のせん断強度を推定する方法も提案されている。さらに、本発明者らは、メートルねじプローブのねじ山を削除した軸部の表面にマークを施すことにより、プローブのねじ込み深さを管理できる方法を提案している（非特許文献３参照）。

特開平１０−２６７９２２号公報 特開２００５−２８３２９５号公報 特許第４９２７８８３号公報

佐久間博文、山口修由、中島史郎、２００７年度日本建築学会大会、既存発表原稿、「既存木造建築物の木質部位の強度安全診断（１）、木ねじプローブを用いた引き抜き・曲げ実験」 山口修由、佐久間博文、中島史郎、２００７年度日本建築学会大会、既存発表原稿、「既存木造建築物の木質部位の強度健全診断（２）、木ねじプローブの引抜強度と木材密度・曲げ強度との関係」 山口修由、中島史郎、布田健、２０１２年度日本建築学会大会、既存発表原稿、「既存木造建築物の物理的耐用年数評価のための劣化診断手法（１）、木材のせん断強度を用いた診断法」

本発明者らが発明した特許文献３記載の携行型引抜試験器は、携行して、既設の建物の木材の劣化度を簡単に引抜試験する試験器としてきわめて便利である。

しかしながら、測定対象物である木材にプローブを挿入するため予め形成した先穴が木材表面に対して傾斜されて穿孔されている等の理由で、プローブが木材表面に傾斜してねじ込まれると、次のような問題が生じる。

即ち、プローブは駆動用のねじ頭、駆動用のねじ部及びプローブの軸部が一体で剛体として形成されているために、プローブに曲げ方向の負荷がかかるとともに、プローブは引抜用長ナットのねじ部との螺合が滑らかにならず、スムースな引出しができない等の問題が生じる。さらに、引抜用長ナットを介してロードセルに対して不均一に荷重する等の問題が生じる。

また、プローブは測定対象物の部材の材質や試験目的にに応じて、適宜、ねじ部の形状、径等の異なったものを、適宜、取り換えて使用することが好ましい。また、プローブが損傷した際には、簡単にプローブの取り換えられることが好ましい。しかしながら、特許文献３記載の携行型引抜試験器は、携行型引抜試験器の台座にすでに装着されているために、プローブの取り換えが、必ずしも簡単ではない。

ところで、測定対象物を引抜試験器で測定し、引き抜き強度分布を得るために、プローブのねじ込み深さを変えて複数回測定する場合がある。このような場合には、プローブの引き抜き開始の高さ（引抜開始高さ）がねじ込み深さに応じて変化する。このような引抜開始高さに応じて、引抜試験器を調節することは面倒であるという問題がある。

さらに、引抜試験器でプローブの引き抜き作業を行う際に、電動ドライバを利用するが、引き抜き速度を適切な速度にするためには、減速用装置を介して行うことが好ましい。このような場合に、減速用装置が、回転反力を受けて作業しにくいという問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決することを目的とし、プローブが、若干、測定対象物に傾斜してねじ込まれていても、引抜試験器においてプローブを引抜いて引抜き試験を行う際にも、プローブや引抜試験器のねじ部に負荷がかからず、引き抜きに際してロードセルに対して均一に荷重することのできる簡単な構成の、引抜試験器を実現することを課題とする。

本発明では、引抜試験の際に、プローブを引抜試験器に装着するタイプの従来の試験器の課題であった、プローブを引抜試験器に装着する面倒さを解決するために、プローブを簡単に引抜試験器に装着することのできるプローブ装着具を実現することを課題とする。

また、本発明は、プローブのねじ込み深さを変えて複数回測定する場合に、プローブの引抜開始高さを簡単に調節できる引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具を実現することを課題とする。

さらに、本発明は、電動ドライバの駆動力を減速機構を介し引き抜き作業等に利用する際に、減速機構の回転反力を阻止して、引き抜き作業がし易いようにする本体フレームに簡単に固定可能な減速用装置を付設した引抜試験器を実現することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するために、引抜試験器本体、プローブ装着具及びプローブを備えた引抜試験器であって、引抜試験器本体は、本体フレーム、主軸ねじ、駆動用長ナット、自在継手体、ロードセル及び吊持具を備えており、本体フレームは、脚部と橋絡部を有し、橋絡部は、主軸ねじを上下方向に移動可能に挿通する挿通孔が形成されており、駆動用長ナットは、橋絡部上において挿通孔と一致する位置において、上下方向に移動することなく回転可能に設けられており、主軸ねじは、挿通孔に挿通され、駆動用長ナットと螺合し駆動用長ナットが回転することで上下方向にのみ移動可能に設けられており、主軸ねじの下端には、自在継手体を介して吊持具が取り付けられており、プローブ装着具は、プローブを取り付け、回転することでプローブを測定対象物にねじ込むとともに、吊持具に着脱自在に取り付けることでプローブを引抜試験器本体に装着するものであることを特徴とする引抜試験器を提供する。

プローブ装着具は、首頭部及び胴部を備えており、胴部は、その外形は平面視で角形であり、その下部にプローブ取付け固定部を有し、首頭部の平面視で最大部分の寸法は、胴部の内接円の直径より、小さい。

吊持具は下端部に溝孔を有し、該溝孔は、吊持具の下面及び一側面に開口し、その側面視の開口形状は、プローブ装着具の首頭部を側方から溝孔内に挿入可能な形状である。

駆動用長ナット及びプローブ装着具は、それぞれ工具を嵌合することで、電動ドライバ又は手動で回転される構成である。

自在継手体は、その両側において本体フレームの脚部に上下方向に摺動可能に案内される構成である。

本体フレームの橋絡部は、脚部に対する取付位置を上下方向に調節可能に取り付けられる構成である。

本体フレームの橋絡部には平面視で矩形の凸部を有し、橋絡部には、矩形筒から成る減速ギア固定ケース、減速ギア機構及びソケットを備えた減速用装置が設けられており、減速ギア機構は、減速ギア固定ケースに設けられており、減速ギア固定ケースは矩形の凸部に嵌合させて回転しないように橋絡部上に設けられる構成である。

本発明は上記課題を解決するために、プローブを取り付け、回転することで、プローブを測定対象物にねじ込むとともに、引抜試験器の引抜試験器本体に設けられた吊持具に着脱自在に取り付ることで、プローブを引抜試験器本体に装着するプローブ装着具であって、プローブ装着具は、首頭部及び胴部を備えており、胴部は、その外形は平面視で角形であり、その下部にプローブ取付け固定部を有し、平面視で首頭部の最大部分の寸法は、胴部の内接円の直径より小さい構成であることを特徴とするプローブ装着具を提供する。

プローブ装着具の首頭部の側面視の形状は、吊持具の下面及び側面に開口するように形成されている吊持具の溝孔内に側方から挿入可能であり、挿入後は吊持具で吊持される形状である。

プローブ装着具によってプローブを装着する引抜試験器本体は、本体フレーム、主軸ねじ、駆動用長ナット、自在継手体、ロードセル及び吊持具を備えており、本体フレームは、脚部と橋絡部とを有し、橋絡部には、主軸ねじを上下方向に移動可能に挿通する挿通孔が形成されており、駆動用長ナットは、橋絡部上において挿通孔と一致する位置において、上下方向に移動することなく回転可能に設けられており、主軸ねじは、挿通孔に挿通され、駆動用長ナットと螺合し駆動用長ナットが回転することで上下方向にのみ移動可能に設けられており、主軸ねじの下端には、自在継手体を介して吊持具が取り付けられている構成である。

本発明に引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具によると、次のような効果生じる。
（１）引抜試験器に着脱できるプローブ装着具を設けたので、プローブを引抜試験器に面倒なく簡単に着脱することができる。特に、プローブ装着具を吊持する吊持具を上下動可能な主軸ねじに、ロードセル及び自在継手体を介して取り付ける構成としたので、プローブ装着具を吊持具に着脱し易くなり、また、プローブが、若干、測定対象物に傾斜してねじ込まれていても、引抜試験器においてプローブを引抜いて引抜き試験を行う際にも、プローブや引抜試験器に負荷がかからず損傷を防止し、さらに、引き抜きに際してロードセルに対して均一に荷重することができる。

（２）プローブ装着具の首頭部の最大直径は、胴部の角形の内径より小さく形成されているので、角孔を有するソケットレンチを備えた電動ドライバのソケットレンチを、プローブ装着具の上方から胴部に嵌合することが可能であり、＋穴や−穴でねじ込む構成に比較して、プローブのねじ込む作業が容易となり、繰り返しの使用による損傷も低減可能となる。

（３）引抜試験器本体のフレームの橋絡部を、脚部に対して上下動可能にすれば、引抜開始位置を簡単に調節することができるので、プローブのねじ込み深さが、複数回の試験で予め段階的に決められている場合は、その段階的な深さに対応して引抜開始位置を簡単に調節することができ、測定作業の効率も向上させることができる。

（４）引抜試験器の本体フレームの橋絡部に、減速用装置の減速ギア固定ケースを回転反力を受けても回転しないように装着できる構成とすることで、電動ドライバで減速ギア機構を介して、所望の回転速度（例えば、所定の低速度）かつ定速で、確実にプローブの引き抜き作業を行うことができるので、測定精度を向上することが可能となる。

本発明に係る引抜試験器の実施例１を説明する図であり、（ａ）は引抜試験器の全体構成を示す図であり、（ｂ）はプローブを装着したプローブ装着具を吊持具に掛けた状態を示す図である。 （ａ）は本発明の実施例のプローブ装着具の構成を説明する平面図、正面図及び底面図であり、（ｂ）はプローブを説明する図であり、（ｃ）は深さ管理用円筒部材を示す図であり、（ｄ）はプローブ装着具にプローブを装着した状態を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、吊持具の具体的な構成を示す正面側の断面図及び側面側の断面図であり、（ｃ）はローブの変形例を示す図であり、（ｄ）はプローブを抜き抜く際にせん断抵抗力が生じる状態を説明する図である。 上記実施例の作用を説明する図であり、（ａ）はプローブをねじ込む状態を示す図であり、（ｂ）はプローブを引き抜く状態を説明する図である。 本発明に係る引抜試験器の実施例２の全体構成を説明する図である。 （ａ）は、図４のＡ−Ａ平面図であり、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明に係る引抜試験器の実施例２の作用を説明する図である。 本発明に係る引抜試験器の実施例３の全体構成を示す図である。 上記実施例３の各部の断面図を示す図であり、（ａ）は図８のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図８のＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は図８のＣ−Ｃ断面図である。

本発明に係る引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具を実施するための実施の形態を実施例に基づき図面を参照して、以下説明する。

本発明に係る引抜試験器では、測定対象物である部材は、木材、木質ボード類、土壁、石こう、モルタル、プラスチック等の部材である。これらの部材は、既設の構造物の一部としてすでに使用されている状態であっても、これから使用する材料状態であってもよい。

（実施例１）
本発明に係る引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具の実施例１を図１〜４において説明する。本発明に係る引抜試験器１は、引抜試験器本体２と、プローブ装着具３と、プローブ４と、を備えている。

引抜試験器本体：
本発明に係る引抜試験器本体２は、図１に示すように、本体フレーム７と、台座８と、上下動のみする主軸ねじ９と、駆動用長ナット１０と、自在継手体１１と、ロードセル１２と、吊持具１３と、を備えている。

本体フレーム７は、全体として略門型に形成されており、上下方向に延びる一対の脚部１７と、上面が平坦な橋絡部１８と、を備えている。脚部１７の下端には水平な固定部１９が形成されており、台座８にねじで固定されている。橋絡部１８には、その中央に、上下方向に貫通され、主軸ねじ９をその軸方向に移動可能に挿通する挿通孔２３が形成されている。

台座８は、測定対象物である部材（測定対象部材２４、図４等参照）に当接するように、下面が平坦面に形成され、中央に開口２５を有する。

主軸ねじ９は、その外側面にはねじ部２６が形成されており、後記する駆動用長ナット１０内に螺着され、本体フレーム７の橋絡部１８の挿通孔２３を通し、上下方向に移動可能に設けられている。

主軸ねじ９の下端には、自在継手体１１を介してロードセル１２が取り付けられている。自在継手体１１は、本実施例では、主軸ねじ９の下端部のねじに螺着されてナット３０で締結されるＵ字型部材３１と、Ｕ字型部材３１に取り付けられた水平ピン３２と、水平ピン３２にユニバーサルジョイント３３を介して設けられたロードセル取付部材３７と、から構成される。

ユニバーサルジョイント３３は、いろいろな構成が考えられるが、本実施例１では、水平ピン３２に形成されたボール部３８を、ロードセル取付部材３７の上部に形成されたソケット部３９内で全方向に回転可能に抱持する構成とした。これによって、主軸ねじ９に対して、ロードセル１２、吊持具１３、プローブ４装着具３及びプローブ４が、全方位に傾動可能になっている。

水平ピン３２の左右の両端部４１は、本体フレーム７の左右の脚部１７の内側面に上下方向に形成された案内溝４２に嵌合され、摺動可能であり、しかも水平面内での回転が拘束される。この構成によって、主軸ねじ９はその軸心を中心に回転しないように拘束されている。

駆動用長ナット１０は、主軸ねじ９のねじ部２６に螺着され、本体フレーム７の橋絡部１８上に、スラストベアリング４３等を介して、上下方向に移動することなく回転可能に設けられている。

駆動用長ナット１０の外形は平面視で六角形に形成されており、六角孔を有するソケットレンチ４６を装着した電動ドライバ４７（図４（ｂ）等参照）によって、又は六角孔を有するソケットレンチ工具（図示せず）を使用して手動で回転可能である。駆動用長ナット１０が回転すると、主軸ねじ９が上下方向に移動する。

なお、電動ドライバ４７に減速用装置を介してソケットレンチを取り付けると、定速かつ低速で安定した、正確な引き抜き動作を行わせて、測定精度を向上させることが可能となる。このような減速用装置を引抜試験器本体２のフレームの橋絡部１８に設ける構成については、実施例３において説明するが、このような減速用装置を備えた構成については、本実施例１においても適用可能である。

ロードセル１２は周知の構成のものが使用され、ロードセル１２を上下方向に引っ張る力を加えると、その力を検知しその力に応答する出力を、ロードセル１２に接続されたアンプ表示計４８に送る。ロードセル１２の下部に吊持具１３が取り付けられている。

吊持具１３は、円柱体から成り、図１（ｂ）に示すように、その上部が、ロードセル１２の下部に取付ねじ５１を介して取り付けられる。吊持具１３の下部には、半径方向の一方の側面に貫通するとともに下面に開口する溝孔５２が形成されている。なお、溝孔５２は、半径方向の一方の側面だけでなく、両方の側面を貫通する構成（図示せず）であってもよい。

この溝孔５２の貫通方向に対して垂直な断面形状（側面視した形状）は、後記するプローブ装着具３の首頭部５７が側方から嵌合可能であり、しかも首頭部５７が下方に抜け落ちないように吊持できるような形状である。

特に、図１（ｂ）に示すように、溝孔５２における下面に開口する部分を、下方に溝孔５２が狭くなるようなテーパ面５３で形成すると、このテーパ面５３にプローブ装着具３の首頭部５７が当接して支持され、プローブ装着具３は安定して吊持されることとなる。

吊持具１３は、上部に取付ねじ５１を螺着するねじ孔５４が形成されているが、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、このねじ孔５４が上下方向において溝孔５２に貫通するように形成されていることが好ましい。このような構成とすると、図３（ｂ）に示すように、ねじ孔５４からテーパ面５３を加工するドリル５９が挿通できるので、製造上、都合が良い。

プローブ装着具：
本発明の引抜試験器１では、例えば、図４（ａ）に示すように、ソケットレンチ４６を装着した電動ドライバ４７を使用して、プローブ４を測定対象部材２４に予め穿孔された先孔５５にねじ込んでから、プローブ４を引抜試験器本体２によって引き抜き、その引き抜き抵抗力をロードセル１２で測定するが、このような測定をする際に、プローブ４を引抜試験器本体２に装着する手段としてプローブ装着具３が使用される。

プローブ装着具３は、図２（ａ）に示すように、プローブ装着用の角柱状（本実施例では平面視で六角柱状）の胴部５６及び首頭部５７とから一体に形成されている。胴部５６の下面中央には、プローブ４の上端部を螺着するプローブ取付孔５８が形成されている。首頭部５７は、胴部５６の中心から上方に向けて形成されている。

首頭部５７は、本実施例では釘頭状の部分が形成されており、上記したとおり、吊持具１３の溝孔５２内に側方から嵌合可能であり、しかも吊持具１３の溝孔５２内に嵌合すると吊持具１３の溝孔５２から落下するようなことはない。そのために、プローブ装着具３は、吊持具１３によって吊られた状態に吊持されることとなる。

首頭部５７の上端面における直径ｄ１（首頭部５７の平面視で最大部分の寸法である）は、胴部５６の六角形の内接円の直径ｄ２より小さく形成されている（図２（ａ）の平面図参照）。これによって、電動ドライバ４７に装着した六角孔を有するソケットレンチ４６を、首頭部５７でつっかかることなく、プローブ装着具３の上方から胴部５６に嵌合することが可能である。

プローブ：
プローブ４は、図２（ｂ）に示すように、全体的には長細い杆状に形成されており、その基端には、プローブ装着具３のプローブ取付孔５８に螺着する装着用ねじ部６１が形成されている。プローブ４の先端には、測定対象部材２４に予め穿孔された先孔５５（図４等参照）にねじ込む先端ねじ部６２が形成されている。

プローブ４には、ねじ込み深さを管理するための深さ管理用円筒部材６３（図２（ｃ）参照）が嵌合され、図２（ｄ）に示すように、止めねじ６４でプローブ４に固定されている。深さ管理用円筒部材６３は、図４（ａ）に示すように、プローブ４が先孔５５にねじ込まれる際に、深さ管理用円筒部材６３が先孔５５の周縁で停止されるので、プローブ４が先孔５５内へねじ込まれる深さが管理され、正確に所定の深さにねじ込まれる。

プローブ４は、材質、先端ねじ部６２の形状、ねじのピッチ等の異なるいくつかの種類（例えば、木ねじ、ミリねじ等）のプローブ４を用意しておけば、測定対象部材２４の材質等に対応して、適宜、取り換えてプローブ装着具３に装着して使用可能となる。図２（ｂ）は、先端ねじ部６２は木ねじの例を示す。

また、先端ねじ部をミリねじとする場合については、図２（ｂ）のような構成としてもよいが、プローブを、図３（ｃ）に示すような変形例の構成としてもよい。即ち、この変形例のプローブ６５は、長ねじの中間部分（両端以外の部分）のねじ山を削除して、上端側に残されたねじ部がプローブの装着用ねじ部６６として機能し、下端側に残されたねじ部がプローブの先端ねじ部６７として機能する。このプローブ６５では、プローブの装着用ねじ部６６とプローブの先端ねじ部６７が、同じねじ寸法（山径、谷径、ピッチ）に形成されている。

（作用）
以上の構成から成る実施例１の引抜試験器１及び引抜試験器１におけるプローブ装着具３の作用について、測定過程を通して説明する。測定にあたっては、引抜試験器本体２は、図１（ａ）に示す状態にセットしておく。一方、プローブ４には、深さ管理用円筒部材６３を取り付けて、図２（ｄ）に示すように、装着用ねじ部６１をプローブ取付孔５８に螺着して、プローブ４をプローブ装着具３に取り付ける。

そして、六角孔を有するソケットレンチ４６を備えた電動ドライバ４７を使用して、図４（ａ）に示すように、ソケットレンチ４６をプローブ装着具３の胴部５６に嵌合して、プローブ装着具３とともにプローブ４を回転して、その先端ねじ部６２を、測定対象部材２４に予め穿孔された先孔５５にねじ込む。

このねじ込み深さは、深さ管理用円筒部材６３の下面が先孔５５の周囲の表面に当接することで、所定の深さになるように管理される。なお、このねじ込みは、図示はしないが
、六角孔を有するソケットレンチ工具を使用して、手動でプローブ装着具３とともにプローブ４を回転して行ってもよい。

プローブ４をねじ込んだ測定対象部材２４の表面に、引抜試験器の台座８を当接し、主軸ねじ９を本体フレーム７に対して適宜、出没させ、図１（ｂ）に示すように、プローブ装着具３の首頭部５７を吊持具１３の溝孔５２に側方から挿入して嵌合する。

この場合、ユニバーサルジョイント３３を中心にして、ロードセル１２及び吊持具１３は、適宜、角度に変えられるのでプローブ装着具３の首頭部５７を吊持具１３の溝孔５２に側方から挿入し易い。

上記のとおり、吊持具１３の溝孔５２は、プローブ装着具３の首頭部５７より若干大きく形成されているが、プローブ装着具３の首頭部５７を吊持具１３の溝孔５２に嵌合させると、首頭部５７は、その釘頭状のテーパ面に沿って、駆動用長ナット１０を回転させた場合、吊持具１３が上に引き上げられることによって相対的に溝孔５２内に保持される。これによって、図４（ｂ）に示すように、吊持具１３は、首頭部５７を把持してプローブ装着具３を吊持した状態とする。

この状態で、駆動用長ナット１０を、六角孔を有するソケットレンチ４６を備えた電動ドライバ４７を使用して、回転する。すると、主軸ねじ９を、本体フレーム７から引き抜く方向である上方に移動させることができる。これによって、自在継手体１１、ロードセル１２、吊持具１３及びプローブ装着具３を介して、プローブ４を測定対象部材２４から引き抜くようにする。

この際、プローブ４とプローブ先端ねじ部６２が先孔５５の孔側面にめり込んだ状態にあり、プローブ先端ねじ部６２が引き抜かれた場合に、プローブ先端ねじが部６２がめり込んだ測定対象部材２４（木材等）の三角形の底辺部６８が、円筒状にせん断破壊する。この円筒状のせん断破壊した面を、図３（ｄ）において点線でせん断破壊面６９として示す。

上記円筒状にせん断破壊した時、測定対象部材２４のせん断抵抗力が生じ、これに対応したする力が負荷としてロードセル１２に作用する。ロードセル１２は、この負荷を計測してその計測信号をアンプ表示計４８に出力する。

ところで、プローブ４と先孔５５のせん断によって生じるせん断抵抗力は、測定対象部材２４の強度、材質等に応じて異なる。例えば、劣化し脆く、強度が低下している測定対象部材２４については、せん断抵抗力は小さく、ロードセル１２で計測される負荷は小さい。これに対して、劣化しておらず強度が低下している測定対象部材２４については、せん断抵抗力は大きく、ロードセル１２で計測される負荷は大きい。

従って、ロードセル１２で計測される負荷を計測すれば、測定対象部材２４のせん断強度、劣化度合いが測定可能となる。引抜試験器１及び引抜試験器１におけるプローブ装着具３による測定過程は以上のとおりであるが、次のような作用効果が生じる。

本発明の引抜試験器１おいては、主軸ねじ９は自在継手体１１を介してプローブ装着具３及びプローブ４に連結される構成であるから、測定対象部材２４に対して若干傾斜してプローブ４がねじ込まれている場合でも、主軸ねじ９からプローブ４まで一体で形成された構成において引き抜きの際に生じる主軸ねじ９、本体フレーム７、ロードセル１２等に対する部分的を負荷、加圧、曲げ等を低減することができる。

その結果、引抜試験器１が損傷するようなことが防止され、また、ロードセル１２に対して不均一な状態で負荷を与えることがないので、精度の良い引抜試験が可能となる。

また、プローブ装着具３は、上方に釘頭状の首頭部５７を有し引抜試験器本体２の吊持具１３に簡単に着脱して吊持することができ、しかも、下面にプローブ４をねじ込むプローブ取付孔５８が形成されているので、測定対象部材２４に応じて、異なる種類のプローブ４を適宜、選択的に、装着具を介して、簡単に引抜試験器本体２に装着することができる。

そして、プローブ装着具３の首頭部５７の最大直径は、胴部５６の六角形の内径より小さく形成されているので、電動ドライバ４７のソケットレンチ４６を、首頭部５７に接触して邪魔されることなく、プローブ装着具３の上方から胴部５６に嵌合することが可能となる。

（実施例２）
本発明に係る引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具の実施例２を図５〜７において説明する。実施例２の引抜試験器７１は、実施例１の引抜試験器１と同様に、引抜試験器本体７２と、プローブ装着具と、プローブと、を備えている。実施例２のプローブ装着具３及びプローブ４は、実施例１のプローブ装着具３及びプローブ４と同じであるので、引抜試験器本体を中心に、以下説明する。

実施例２の引抜試験器本体７２は、実施例１の引き抜き試験器本体２と比較して、基本的な構成、作用は同じであるが、主に本体フレーム７３の構成において、引抜き高さを調節できるように橋絡部の高さを調節できるようにした点において異なる。以下、実施例２の引抜試験器本体７２について、実施例１の引抜試験器本体２と相違する構成を中心に説明し、同じ構成については、同じ符号を付す。

実施例２の引抜試験器本体７２は、本体フレーム７３と、上下方向にのみ移動する主軸ねじ９と、駆動用長ナット１０と、自在継手体１１と、ロードセル１２と、吊持具１３と、を備えている。

本体フレーム７３は、全体として略門型に形成されており、一対の脚部７６と橋絡部７６を備えている。脚部７６の下端部には、ねじが形成された固定部７８を有し、上部には橋絡部７７を上下位置を調節自在に取り付けるための上部ねじ部７９が形成されている。

台座８は、左右に脚部固定用のねじ孔１０４が形成されており、中央には開口２５が形成されている。脚部７６は、その固定部７８が台座８のねじ孔１０４に螺着され、台座８上に起立して固定されている。

橋絡部７７には、その中央部に、上下方向に貫通され、主軸ねじ９をその軸方向に移動可能に挿通する挿通孔１０５が形成されており、左右に脚部７６を通す通し孔１０６が形成されている。

なお、橋絡部７７は、図５及び図６（ａ）に示すように、その中央部に平坦な上面を有する平面視で矩形の凸部１０７が形成されているが、これは、後記する実施例３で減速ギア固定ケース１２３（図８、図９（ｂ）参照）に嵌合し、そのズレ止めを行うものであり、凸部１０７に替えて減速ギア固定ケース１２３に嵌合する溝等でもよいし、駆動用長ナット１０を回転する工具によっては、橋絡部７７は、凸部１０７を設けることなく、その上面が全面的に平坦であってもよい。

脚部７６の上部ねじ部７９に、図５及び図６（ｂ）に示すように、補強板１１１が挿通されて水平に配設され、上下から高さ調節用固定ナット１１２で締着されている。橋絡部７７は、その通し孔１０６に脚部７６を通し、高さ調節用固定ナット１１２の上に、高さ調節用スペーサ１１３を介して載置されている。

高さ調節用スペーサ１１３は、平面視でコの字型であり、その厚さについては、後記するが、同じ厚さのものを複数枚使用してもよいし、厚さの異なるものを使用してもよいし、或いは両方適宜選択して使用してもよい。

高さ調節用スペーサ１１３を適宜枚数、側方から橋絡部７７と高さ調節用固定ナット１１２の間において脚部７６に装着し、橋絡部７７の上方から橋絡部固定ナット用１１６（図５、図６（ａ）参照）を上部ねじ部７９に螺着して橋絡部７７を上下から締着することで、橋絡部７７は高さを調節して脚部７６に固定することが可能である。

主軸ねじ９は、実施例１と同様に、そのねじ部２６が駆動用長ナット１０に螺着され、本体フレーム７３の橋絡部７７の挿通孔１０５を通し、橋絡部７７に対して上下方向に移動可能に設けられている。

主軸ねじ９の下端には、自在継手体１１を介してロードセル１２が取り付けられている。自在継手体１１は、実施例１と同様に、主軸ねじ９の下端部のねじに螺着されてナット３０で締結されて固定されるＵ字型部材３１と、Ｕ字型部材に取り付けられた水平ピン３２と、水平ピン３２にユニバーサルジョイント３３を介して設けられたロードセル取付部材３７と、から構成される。

ユニバーサルジョイント３３の構成についても実施例１と同様であり、主軸ねじ９に対して、ロードセル１２、吊持具１３、プローブ装着具３及びプローブ４が、全方位に傾動可能になっている。

水平ピン３２の左右の両端部は、実施例１と同様に、本体フレーム７３の左右の脚部７６で案内され上下方向に移動可能な構成であるが、具体的には、実施例１と異なる構成を採用している。

即ち、水平ピン３２の左右の両端部には、それぞれパイプ１１７が固定されており、この左右のパイプ１１７は、それぞれ左右の脚部７６に案内されるように、左右の脚部７６に嵌合されている。この構成によって、主軸ねじ９はその軸心を中心に回転しないように拘束されている。

実施例１と同様に、駆動用長ナット１０を回転させることで、主軸ねじ９が上下方向に移動可能である。ところで、駆動用長ナット１０は、実施例１の場合と同様に、六角孔を有するソケットレンチ工具を用いて手動で行ってもよい。

しかしながら、実施例２の引抜試験器本体７２では、橋絡部７７が脚部７６に対して移動し調節できる構成であるので、橋絡部７７から上方に突出した脚部７６がソケットレンチ工具に当接して、作業がしにくい。

そこで、図７（ａ）に示すように、ソケットレンチ４６を装着した電動ドライバ４７を利用する方が、容易にプローブ４の引き抜き測定ができる。なお、電動ドライバ４７の駆動回転数を減速させる減速機構を橋絡部７７に設ける構成については、実施例３において説明する。

ロードセル１２と、ロードセル１２の下部に取り付けられている吊持具１３は、実施例１と同様の構成である。ロードセル１２に上下方向に引っ張る力を加わると、その力を検知しその力に応答する出力をアンプ表示計４８に送る。吊持具１３は、実施例１と同様に、プローブ装着具１３の首頭部５７が嵌合可能な溝孔５２が形成されており、プローブ４を装着したプローブ装着具１３を吊持することができる。

（作用）
以上の構成から成る実施例２の作用について、以下説明する。なお、実施例２については、引抜試験器７１におけるプローブ装着具３は、実施例１と全く同じ構成であるから、ここでは、実施例２の引抜試験器７１の作用を中心に説明する。

プローブ装着具３にプローブ４を装着して測定対象部材２４にねじ込む点は、実施例１と同じである。図７（ａ）は、引抜試験器７１により、測定対象部材２４の先孔５５にねじ込まれたプローブ４を引き抜く状態を示す図である。

図７（ａ）は、測定対象部材２４の１回目の引き抜き試験であって、先孔５５に深さｈ１で浅くプローブ４をねじ込んだ状態を示している。図７（ｂ）は、測定対象部材２４の２回目の引き抜き試験であって、1回目と同じ先孔５５に、１回目の測定の場合に比べて、深さｈ２で深くプローブ４をねじ込んだ状態を示している。

このように、プローブ４をねじ込む深さが異なる場合、主軸ねじ９を本体フレーム７３に対して適宜移動し、吊持具１３を、台座８に対する高さを調節して、引抜を開始する位置（引抜開始位置）に調節する必要がある。そして、この引抜を開始する位置において、プローブ装着具３の首頭部５７を、吊持具１３の溝孔５２に側方から挿入し、引き抜きを開始する。

この主軸ねじ９を本体フレーム７３に対して適宜移動し、吊持具１３を引抜開始位置に調節するには、駆動用長ナット１０を、適宜、正転又は逆転して主軸ねじ９を本体フレーム７３に対して上下させる必要があり、その調節は面倒である。

そこで、実施例２は、高さ調節用スペーサ１１３を複数枚、予め用意しておいて、その装着枚数を調節して、高さ調節用スペーサ１１３を橋絡部７７と高さ調節用固定ナット１１２の間において脚部１７に側方から装着することで、台座８に対する橋絡部７７の高さ及び吊持具１３の高さを変えて、引抜開始位置を簡単に調節することができる。

特に、プローブ４のねじ込み深さが、図７（ａ）、（ｂ）のような１回目の試験、２回目の試験等、各回の試験毎に予め段階的に決められている場合は、その段階的に変化する深さに対応し、高さ調節用スペーサ１１３を予め複数枚用意しておき、高さ調節用スペーサ１１３の枚数を適宜調節して、橋絡部７７と高さ調節用固定ナット１１２の間に装着することで、引抜開始位置を簡単に調節することができ、測定作業の効率を向上させることができる。

ちなみに、図７（ａ）では、高さ調節用スペーサ１１３を２枚、橋絡部７７と高さ調節用固定ナット１１２の間に装着することで、１回目の試験のプローブ４のねじ込み深さｈ１及びプローブ装着具３の首頭部５７の高さ位置に対応して、吊持具１３の引き抜き開始位置を調節した状態を示している。

また、図７（ｂ）に示すように、プローブ４のねじ込み深さｈ２が図７（ａ）に比べて深い場合には、図示はしないが、例えば、高さ調節用スペーサ１１３を１枚に減らすことで、橋絡部７７の高さを下げて、２回目の試験のプローブ４のねじ込み深さｈ２及びプローブ装着具３の首頭部５７の高さ位置に対応して、吊持具１３の引き抜き開始位置を調節することができる。

なお、高さ調節用スペーサ１１３の装着枚数を調節して、引抜開始位置を大まかに調節しておいてから、さらに駆動用長ナット１０を工具等で回転して、主軸ねじ９を上下させて、吊持具１３の高さを微調整してもよい。

また、複数の高さ調節用スペーサ１１３は、互いに同じ厚さにして枚数のみで、橋絡部７７と高さ調節用固定ナット１１２の間の高さを調節してもよいし、異なる厚さのグループを設けて、異なる厚さのグループから適宜選択して、橋絡部７７と高さ調節用固定ナット１１２の間の高さを調節してもよい。

（実施例３）
本発明に係る引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具３の実施例３を図８及び図９において説明する。実施例３の引抜試験器１２１は、実施例２の引抜試験器７１と同じ構成である引抜試験器本体７２、プローブ装着具３及びプローブ４を備えており、構成、作用は、略同じである。従って、同じ構成の部分については同じ符号を使用し、ここでは、実施例２と相違する特徴的な構成を説明する。

実施例３の引抜試験器１２１の特徴的な構成は、実施例２の引抜試験器７１の引抜試験器本体７２において、図８に示すように、橋絡部７７の上に、駆動用長ナット１０を覆うように、減速用装置１２２を設けた構成を特徴とする。減速用装置１２２は、減速ギア固定ケース１２３、減速ギア機構１２４及びソケット１２５を備えている。

図８及び図９（ｂ）に示すように、減速ギア固定ケース１２３は矩形筒に形成され、橋絡部７７の上面の凸部１０７に外側からぴったりと嵌合して橋絡部７７上に設けられている。減速ギア固定ケース１２３の上部に減速ギア機構１２４が設けられている。

減速ギア機構１２４は、減速歯車（図示せず）、入力軸１２９及び出力軸１３０を有し、その入力軸１２９を介して電動ドライバ４７から回転力を受け回転速度を減速し、出力軸１３０でソケット１２５を回転するものである。ソケット１２５の回転によって、駆動用長ナット１０を回転させて、主軸ねじ９を上下方向に移動可能とする。

ところで、引き抜き試験では精度のよい測定を行うために、定速で安定した引き抜き速度で行う必要がある。そのために、駆動用長ナット１０の回転速度は、測定対象部材２４の材質、種類、プローブ４のねじ込み深さ、プローブ４の先端ねじ部６２の形状等に応じて、適宜の回転速度で定速となるように設定されるべきである。理想的には、回転速度が簡単に調整でき、定速かつ低速で回転可能な引抜試験器専用の電動ドライバを使用することが好ましい。

しかし、専用の電動ドライバは、コストが高くなるので、市販の電動ドライバを、減速用装置を介して使用する方が好ましい。しかし、引抜試験器に減速用装置を設ける場合に、減速ギア機構を電動ドライバで駆動すると、減速ギア機構のフレームが全体的に回転しようとする回転反力が生じてしまう。

実施例３では、減速用装置１２２を、上記のとおり、減速ギア機構１２４を矩形筒の減速ギア固定ケース１２３に取付け、減速ギア固定ケース１２３を橋絡部７７の平面視で矩形の凸部１０７に外側からぴったりと嵌合して橋絡部７７上に装着できる構成としたので、上記回転反力を受けて止めて、減速ギア機構１２４を取り付けた減速ギア固定ケース１２３が全体的に回転することを防止することが可能となる。

このため、実施例３の引抜試験器１２１によれば、電動ドライバ４７で減速用装置１２２を介して、所望の回転速度（例えば、所定の低速度）かつ定速で、安定したプローブ４の引抜測定を行うことができるので、測定精度を向上することが可能となる。

以上、本発明に係る引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具を実施するための実施の形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもない。

本発明に係る引抜試験器及び該引抜試験器におけるプローブ装着具は、上記のような構成であるから、建築物、プラント、その他各種の装置等の各部の材料として使用されている木材、樹脂、その他の部材の劣化度合いのチェックにも利用可能である。そして、測定すべき建築物、プラント、装置等の現場に持ち運ぶことのできる携帯用の引抜試験器として利用可能である。

特に、本発明に係る引抜試験器は、構造が簡単で、電動ドライバ、ソケットレンチ工具等の既存の工具を利用して簡単な操作で使用可能であるので、木造住宅の狭い床下や、足下の不安定な小屋裏等で、しかも測定精度の低下することなく、木材等の内部の劣化程度を容易に調べることのできる携帯用の引抜試験器として最適である。

１ 引抜試験器
２ 引抜試験器本体
３ プローブ装着具
４ プローブ
７ 本体フレーム
８ 台座
９ 主軸ねじ
１０ 駆動用長ナット
１１ 自在継手体
１２ ロードセル
１３ 吊持具
１７ 本体フレームの脚部
１８ 本体フレームの橋絡部
１９ 脚部の下端の固定部
２３ 橋絡部の挿通孔
２４ 測定対象部材
２５ 台座の開口
２６ 主軸ねじのねじ部
３０ U字型部材を固定するナット
３１ 自在継手体のU字型部材
３２ U字型部材の水平ピン
３３ ユニバーサルジョイント
３７ ロードセル取付部材
３８ ボール部
３９ ソケット部
４１ 水平ピンの両端部
４２ 脚部の案内溝
４３ スラストベアリング
４６ ソケットレンチ
４７ 電動ドライバ
４８ アンプ表示計
５１ 吊持具の取付ねじ
５２ 吊持具の溝孔
５３ テーパ面
５４ ねじ孔
５５ 測定対象部材に予め形成された先孔
５６ プローブ装着具の胴部
５７ プローブ装着具の首頭部
５８ プローブ装着具のプローブ取付孔
５９ ドリル
６１ プローブの装着用ねじ部
６２ プローブの先端ねじ部
６３ 深さ管理用円筒部材
６４ 深さ管理用円筒部材の止めねじ
６５ プローブ
６６ プローブの装着用ねじ部
６７ プローブの先端ねじ部
６８ 測定対象部材（木材等）の先孔の周囲の三角形の底辺部
６９ 測定対象部材（木材等）の先孔の周囲のせん断破壊面
７１ 引抜試験器
７２ 引抜試験器本体
７３ 本体フレーム
７６ 本体フレームの脚部
７７ 本体フレームの橋絡部
７８ 脚部の下端の固定部
７９ 脚部の上部ねじ部
１０４ 台座の脚部固定用のねじ孔
１０５ 橋絡部の挿通孔
１０６ 橋絡部の通し孔
１０７ 橋絡部上面の凸部
１１１ 補強板
１１２ 高さ調節用固定ナット
１１３ 高さ調節用スペーサ
１１６ 橋絡部固定用ナット
１１７ 水平ピンの端部のパイプ
１２１ 引抜試験器
１２２ 減速用装置
１２３ 減速ギア固定ケース
１２４ 減速ギア機構
１２５ ソケット
１２９ 減速ギア機構の入力軸
１３０ 減速ギア機構の出力軸

Claims (10)

1. 引抜試験器本体、プローブ装着具及びプローブを備えた引抜試験器であって、
   引抜試験器本体は、本体フレーム、主軸ねじ、駆動用長ナット、自在継手体、ロードセル及び吊持具を備えており、
   本体フレームは、脚部と橋絡部を有し、橋絡部は、主軸ねじを上下方向に移動可能に挿通する挿通孔が形成されており、
   駆動用長ナットは、橋絡部上において挿通孔と一致する位置において、上下方向に移動することなく回転可能に設けられており、
   主軸ねじは、挿通孔に挿通され、駆動用長ナットと螺合し駆動用長ナットが回転することで上下方向にのみ移動可能に設けられており、主軸ねじの下端には、自在継手体を介して吊持具が取り付けられており、
   プローブ装着具は、プローブを取り付け、回転することでプローブを測定対象物にねじ込むとともに、吊持具に着脱自在に取り付けることでプローブを引抜試験器本体に装着するものであることを特徴とする引抜試験器。
2. プローブ装着具は、首頭部及び胴部を備えており、胴部は、その外形は平面視で角形であり、その下部にプローブ取付け固定部を有し、首頭部の平面視で最大部分の寸法は、胴部の内接円の直径より、小さいことを特徴とする請求項１に記載の引抜試験器。
3. 吊持具は下端部に溝孔を有し、該溝孔は、吊持具の下面及び一側面に開口し、その側面視の開口形状は、プローブ装着具の首頭部を側方から溝孔内に挿入可能な形状であることを特徴とする請求項２に記載の引抜試験器。
4. 駆動用長ナット及びプローブ装着具は、それぞれ工具を嵌合することで、電動ドライバ又は手動で回転される構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の引抜試験器。
5. 自在継手体は、その両側において本体フレームの脚部に上下方向に摺動可能に案内される構成であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の引抜試験器。
6. 本体フレームの橋絡部は、脚部に対する取付位置を上下方向に調節可能に取り付けられる構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の引抜試験器。
7. 本体フレームの橋絡部には平面視で矩形の凸部を有し、橋絡部には、矩形筒から成る減速ギア固定ケース、減速ギア機構及びソケットを備えた減速用装置が設けられており、 減速ギア機構は、減速ギア固定ケースに設けられており、減速ギア固定ケースは矩形の凸部に嵌合させて回転しないように橋絡部上に設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の引抜試験器。
8. プローブを取り付け、回転することで、プローブを測定対象物にねじ込むとともに、引抜試験器の引抜試験器本体に設けられた吊持具に着脱自在に取り付ることで、プローブを引抜試験器本体に装着するプローブ装着具であって、
   プローブ装着具は、首頭部及び胴部を備えており、胴部は、その外形は平面視で角形であり、その下部にプローブ取付け固定部を有し、平面視で首頭部の最大部分の寸法は、胴部の内接円の直径より小さい構成であることを特徴とするプローブ装着具。
9. プローブ装着具の首頭部の側面視の形状は、吊持具の下面及び側面に開口するように形成されている吊持具の溝孔内に側方から挿入可能であり、挿入後は吊持具で吊持される形状であることを特徴とする請求項８に記載のプローブ装着具。
10. プローブ装着具によってプローブを装着する引抜試験器本体は、本体フレーム、主軸ねじ、駆動用長ナット、自在継手体、ロードセル及び吊持具を備えており、
    本体フレームは、脚部と橋絡部とを有し、橋絡部には、主軸ねじを上下方向に移動可能に挿通する挿通孔が形成されており、
    駆動用長ナットは、橋絡部上において挿通孔と一致する位置において、上下方向に移動することなく回転可能に設けられており、
    主軸ねじは、挿通孔に挿通され、駆動用長ナットと螺合し駆動用長ナットが回転することで上下方向にのみ移動可能に設けられており、主軸ねじの下端には、自在継手体を介して吊持具が取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載のプローブ装着具。

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