JP2018145690A - 開蓋操作力測定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】開蓋操作力を簡単な構成で直接的に測定できる開蓋操作力測定装置を提供する。【解決手段】地下構造物用蓋の蓋本体を梃子作用により開蓋するための蓋開閉用バールの操作力を測定する開蓋操作力測定装置であって、梃子力点となる蓋開閉用バール300の基端部を保持可能なバール保持部111を有する装置本体110と、装置本体110に対して変位可能に取り付けられた変位体130と、装置本体110または変位体130に取り付けられ、変位体130の変位により蓋開閉用バール300の基端部、装置本体110または変位体130に当接可能な受圧部141を有するロードセル140とを備える開蓋操作力測定装置である。【選択図】図3

Description

本発明は、地下構造物用蓋の蓋本体を梃子作用により開蓋するための蓋開閉用バールの操作力を測定する開蓋操作力測定装置に関する。
なお、本願明細書でいう「地下構造物用蓋」とは、下水道における地下埋設物,地下構造施設等と地上とを通じる開口部を開閉可能に閉塞するマンホール蓋,大型鉄蓋,汚水桝蓋、電力・通信における地下施設機器や地下ケーブル等を保護する開閉可能な共同溝用鉄蓋,送電用鉄蓋,配電用鉄蓋、上水道やガス配管における路面下の埋設導管およびその付属機器と地上とを結ぶ開閉扉としての機能を有する消火栓蓋,制水弁蓋,仕切弁蓋,空気弁蓋,ガス配管用蓋,量水器蓋等を総称する。
従来、地下構造物用蓋としては、蓋本体の外周部に形成した勾配面を受枠の内周部に形成した勾配面に食い込ませることにより蓋本体を受枠に嵌合支持する勾配受構造のものが一般的である。このような勾配受構造の地下構造物用蓋にあっては、車両の通行等による蓋本体のがたつき、振動、騒音の発生を顕著に抑えることができるとともに、蓋本体のずり上がりをほとんど起こさないという効果を奏することができる。しかしその一方で、車両の通行等により蓋本体が受枠に食い込み過ぎて蓋本体が開蓋しにくくなることがある。開蓋に必要な操作力が過大になると、作業者の肉体的負担が増し、かつまた、余分な時間を費やすことにもつながり、例えば消火栓蓋の場合には、それだけ消火活動にてこずることにもなる。このため、受枠に食い込んだ蓋本体を開蓋するために必要な操作力(開蓋操作力)がどの程度かということを、予め把握しておく必要が生じる。
地下構造物用蓋において蓋本体の開蓋は、通常、蓋開閉用バールを用いて梃子作用により行うが、その蓋開閉用バールの操作力を測定する開蓋操作力測定装置として、特許文献1、2に開示された装置が知られている。
このうち特許文献1の装置はひずみセンサを利用したもので、具体的には梃子力点となる蓋開閉用バールの基端部に加えた操作力を梃子作用点となる蓋開閉用バールの先端部に作用させたときに当該蓋開閉用バールに生じる微少な変形量をひずみセンサによって検出し、その変形量から開蓋操作力を演算するというものである。しかし、この特許文献1の装置により得られる開蓋操作力は、あくまで蓋開閉用バールの材質の機械的性質や力点、支点、作用点とひずみセンサとの距離(位置関係)を考慮し演算処理した結果である。すなわち、特許文献1の装置は直接的に梃子力点となる蓋開閉用バールの基端部の開蓋操作力を測定するものではないので、必然的に精度の面で問題がある。また、特許文献1の装置では蓋開閉用バールにひずみセンサを取り付ける必要があり、そのために蓋開閉用バールに加工を施すことが必要であるので、多くの手間がかかるという問題もある。
一方、特許文献2の装置は荷重計(引張秤)により直接的に開蓋操作力を測定するもので、具体的には荷重計の入力軸に線材の一端を掛止し、その線材の他端を蓋開閉用バールに掛止している。しかし、この特許文献2の装置では、荷重計に掛止された線材の一端側を当該荷重計の入力軸線と略同一軸線で移動案内するための第1の案内部材、蓋開閉用バールに掛止された線材の他端側を当該蓋開閉用バールの梃子力点における作用方向と略同一方向に移動案内するための第2の案内部材、さらには、これら第1の案内部材と第2の案内部材との間で蓋開閉用バールを引下げるべく線材に張力を付与する張力付与部材を有し、当該張力付与部材を進退移動させる移動操作機構が必要であることから、装置構成が大変複雑で、装置も大型となり、実際に地下構造物用蓋が設置されている道路まで持ち運んで開蓋操作力を測定することは容易ではないという問題がある。
特許第4857144号公報 特開2008−102034号公報
本発明が解決しようとする課題は、持ち運びが容易で、通常使用している蓋開閉用バールを用いることができ、開蓋操作力を簡単な構成で直接的に測定できる開蓋操作力測定装置を提供することにある。
本発明の一観点によれば次の開蓋操作力測定装置が提供される。
「地下構造物用蓋の蓋本体を梃子作用により開蓋するための蓋開閉用バールの操作力を測定する開蓋操作力測定装置であって、
梃子力点となる蓋開閉用バールの基端部を保持可能なバール保持部を有する装置本体と、
前記装置本体に対して変位可能に取り付けられた変位体と、
前記装置本体または前記変位体に取り付けられ、前記変位体の変位により前記蓋開閉用バールの基端部、前記装置本体または前記変位体に当接可能な受圧部を有するロードセルと、
を備える開蓋操作力測定装置。」
本発明の開蓋操作力測定装置によれば、ロードセルにより力点に作用する開蓋操作力を直接的に測定することができる。また、ロードセルは、蓋開閉用バールの基端部に保持される装置本体、または装置本体に取り付けられた変位体に取り付けられるので、装置構成が簡単となり装置を小型化でき、持ち運びが容易である。さらに蓋開閉用バールを加工する必要がなく、通常使用している蓋開閉用バールを用いることができる。
本発明の開蓋操作力測定装置は、前記変位体を前記装置本体に対して、梃子力点における作用方向と略同一方向に直線変位するようにガイドするガイド手段を有することが好ましい。これにより、開蓋操作力をより直接的かつ正確に測定することができる。
また、本発明の開蓋操作力測定装置において前記ロードセルの受圧部が当接する部分は平面状に形成することが好ましい。これにより、開蓋操作力をロードセルの受圧部に確実に伝達することができるので、開蓋操作力をより正確に測定することができる。
本発明の開蓋操作力測定装置によれば、持ち運びが容易で、通常使用している蓋開閉用バールを用いることができ、開蓋操作力を簡単な構成で直接的に測定できる。
本発明の第1実施例の開蓋操作力測定装置を蓋開閉用バールの基端部に取り付けた状態を示す斜視図である。 図1の開蓋操作力測定装置の使用状態を示す斜視図である。 図1の開蓋操作力測定装置自体を示し、(a)は斜視図、(b)は平面図、(c)は正面図である。 図1の開蓋操作力測定装置自体の分解斜視図である。 図1の開蓋操作力測定装置の一部品(上部変位体)を示す斜視図である。 図1の開蓋操作力測定装置を取り付けた部分の縦断面図である。 本発明の第2実施例の開蓋操作力測定装置を蓋開閉用バールの基端部に取り付けた状態を示し、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は右側面図である。 本発明の第3実施例の開蓋操作力測定装置を蓋開閉用バールの基端部に取り付けた状態を示し、(a)は開蓋操作力測定装置部分の斜視図、(b)は開蓋操作力測定装置部分の縦断面図である。
以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。
<第1実施例>
図1は本発明の第1実施例の開蓋操作力測定装置を蓋開閉用バールの基端部に取り付けた状態を示す斜視図、図2は図1の開蓋操作力測定装置の使用状態を示す斜視図である。図1および図2に示すように、開蓋操作力測定装置100は、地下構造物用蓋200の蓋本体210を梃子作用により開蓋するときに梃子力点となる蓋開閉用バール300の基端部302に取り付けられて使用される。
図3は図1の開蓋操作力測定装置自体を示し、(a)は斜視図、(b)は平面図、(c)は正面図であり、図4はその分解斜視図、図5はその一部品(上部変位体)を示す斜視図である。また、図6は図1の開蓋操作力測定装置を取り付けた部分の縦断面図である。以下、これらの図面を参照して開蓋操作力測定装置100の構成を説明する。
開蓋操作力測定装置100は、装置本体110と変位体130とロードセル140と備える。
まず、装置本体110について説明すると、装置本体110は、蓋開閉用バール300の基端部302を保持可能なバール保持部111を有する。このバール保持部111は保持孔111aを有し、この保持孔111aに蓋開閉用バール300の基端部302を挿入することで、蓋開閉用バール300の基端部302がバール保持部111に着脱可能に装着(保持)される。なお、保持孔111aの直径(孔径)は蓋開閉用バール300の基端部302の円柱状部分の直径(外径)と略同一であり、これにより蓋開閉用バール300の基端部302がバール保持部111に確実に保持される。
本実施例においてバール保持部111の基端側および先端側には、基端側側壁部112および先端側側壁部113が互いに対向するように設けられている。このうち基端側側壁部112はバール保持部111と一体的に設けられ、その上部に水平器114が取り付けられている。また、基端側側壁部112には、蓋開閉用バール300の最基端部303を保持するバール最基端部保持部材115がネジ116によって着脱可能に取り付けられている。このバール最基端部保持部材115は、蓋開閉用バール300の最基端部303を嵌合して保持可能なバール最基端部保持部115aを有し、このバール最基端部保持部115aがバール保持部111の保持孔111a内に位置するように基端側側壁部112に取り付けられる。また、バール最基端部保持部材115には保持ピン115bが進退可能に取り付けられており、この保持ピン115bの先端がバール最基端部保持部115a内で蓋開閉用バール300の最基端部303と当接可能となっており、これにより蓋開閉用バール300の最基端部303の位置が適宜調整可能となっている。
先端側側壁部113は、バール保持部111の基端側の大径部111bは挿通できないがバール保持部111の先端側の小径部111cは挿通できる大きさの保持部挿通孔113cを有し、この保持部挿通孔113cにバール保持部111の小径部111cを挿通後、その小径部111cにナット117をねじ込むことで、バール保持部111と一体化される。すなわち、先端側側壁部113は、バール保持部111の大径部111bと小径部111cとの間の段差部111dで位置決めされ、この段差部111dとナット117とで挟持されてバール保持部111に対して固定される。また、先端側側壁部113はその上部にロードセル140用の信号ケーブル150を挿通するケーブル挿通孔113dを有する。
さらに、先端側側壁部113の上面側にはL字板118が取り付けられている。このL字板118の作用等については後述するが、L字板118は、先端側側壁部113の上面に固定される基板部118aと、この基板部118aから垂直に立ち上がる立上り部118bを有する。そして基板部118aは、バール保持部111の長手方向に沿って伸びる一対の長孔118cを有し、この一対の長孔118cにそれぞれボルト119を挿通して先端側側壁部113の上面に形成したねじ孔にボルト119をねじ込むことで、先端側側壁部113の上面にL字板118が固定される。このとき、一対の長孔118cの長さ分だけ、前記長手方向の位置が調整可能である。
一方、バール保持部111の上面側には、ロードセル140の受圧部141が当接する部分として、円板状の与圧部材120が取り付けられている。これにより、ロードセル140の受圧部141が当接する部分が平面状に形成されている。なお、ロードセル140の受圧部141が当接する部分は与圧部材120によらず、バール保持部111の上面を加工することにより平面状に形成してもよい。
次に、変位体130について説明すると、変位体130は、上部変位体131と下部変位体132とを組み合わせた構造を有する。このうち上部変位体131は、ロードセル140の本体部142を取り付けるための凹状のロードセル取付部131aと、ロードセル140用の信号ケーブル150を収容可能な溝状のケーブル収容部131bとを有する(図5参照)。ロードセル140の本体部142は、ロードセル取付部131aに取り付けた後、3本のボルト133により上部変位体131に対して固定される。また、上部変位体131の基端側および先端側の各側面には、それぞれ2個、合計4個のガイドピン134が取り付けられている。さらに、上部変位体131の上面には十文字状に凹溝131cが形成されている。この十文字状の凹溝131cは、作業者が変位体130を把持するときの滑り止めのために形成したもので、その他の滑り止め模様や滑り止め手段に置き換えることができる。
一方、下部変位体132はU字状の形状を有し、前述した装置本体110のバール保持部111を下方から覆うように配置される。下部変位体132の基端側および先端側の各側面にも上部変位体131と同様に、それぞれ2個、合計4個のガイドピン134が取り付けられている。各ガイドピン134の先端は曲面状に形成されている。
そして、この下部変位体132と前述の上部変位体131とを組み合わせることで変位体130が構成される。具体的には下部変位体132を前述のとおり装置本体110のバール保持部111を下方から覆うように配置するとともに、ロードセル140を取り付けた上部変位体131をその上方に配置し、両者を4本のボルト135で連結することで上部変位体131と下部変位体132とが一体となって変位体130が構成される。
ここで、本実施例ではU字状の下部変位体132の内部空間の大きさは装置本体110のバール保持部111の外形より大きく形成しており、変位体130は、装置本体110に対して変位可能である。ただし、本実施例では変位体130の基端側および先端側の各側面にそれぞれ4個、合計8個のガイドピン134が取り付けられており、これら8個のガイドピン134の先端が、基端側側壁部112および先端側側壁部113の対向面にそれぞれ形成された第1のガイド面112a,113aに当接してガイドされ、かつ各ガイドピン134の側部が、第1のガイド面112a,113aから垂直に伸びる第2のガイド面112b,113bに当接してガイドされる。したがって、本実施例において変位体130は、図3(c)において上下方向にのみ、言い換えれば梃子力点における作用方向と略同一方向にのみ、直線変位が可能である。すなわち、本実施例では、ガイドピン134、第1のガイド面112a,113aおよび第2のガイド面112b,113bが、変位体130を装置本体110に対して、蓋開閉用バール300の梃子力点における作用方向と略同一方向に直線変位するようにガイドするガイド手段となっている。
以下、本実施例の開蓋操作力測定装置100の使用方法、すなわち開蓋操作力の測定方法を説明する。
まず、図6に示すように蓋開閉用バール300の基端部302をバール保持部111の保持孔111aに挿入し保持させることで、開蓋操作力測定装置100を蓋開閉用バール300の基端部302に取り付ける(図1参照)。次に、図2に示すように蓋開閉用バール300の先端部301を蓋本体210に開口する主バール孔211に差し込み、開蓋操作力測定装置100の変位体130を把持したうえで、下向きに操作力を加えて梃子作用により開蓋する。このとき、蓋開閉用バール300の先端部301が主バール孔211の蓋本体中心側の下面に当接して梃子作用点となり、蓋開閉用バール300の前記梃子作用点より基端側が受枠220と当接して梃子支点となり、さらに、開蓋操作力測定装置100を装着した蓋開閉用バール300の基端部302が梃子力点となる。この梃子力点に作用する開蓋操作力は変位体130を介して加えられる。これに伴い、変位体130は装置本体110に対して下方に変位し、図6に示すように変位体130に取り付けられたロードセル140の受圧部141が、バール保持部111の上面側に取り付けられた与圧部材120に当接し、開蓋操作力が梃子力点となる蓋開閉用バール300の基端部302に伝達されるとともに、その開蓋操作力がロードセル140によって測定される。
なお、図6では、ロードセル140の受圧部141が与圧部材120に当接した状態を示しているが、開蓋操作力を測定する前は、変位体130を装置本体110に対して上方に変位させて、ロードセル140の受圧部141が与圧部材120から離れた状態とすることが好ましい、この離れた状態で、ロードセル140のゼロ点調整を行うことができるからである。ゼロ点調整後、変位体130を介して下向きの開蓋操作力を加えて図3に示すようにロードセル140の受圧部141を与圧部材120に当接させるようにすれば、開蓋操作力の絶対値をロードセル140の表示値(測定値)として直接的に測定できる。
以上のように本実施例の開蓋操作力測定装置100によれば、ロードセル140により開蓋操作力を直接的に測定することができる。また、ロードセル140は、装置本体110に対して変位可能に取り付けられた変位体130に取り付けられるので、装置構成が簡単となり装置を小型化できる。
さらに本実施例の開蓋操作力測定装置100は、変位体130を装置本体110に対して、梃子力点における作用方向と略同一方向に直線変位するようにガイドするガイド手段(ガイドピン134、第1のガイド面112a,113aおよび第2のガイド面112b,113b)を有するので、開蓋操作力をより直接的かつ正確に測定することができる。また、本実施例の開蓋操作力測定装置100においてロードセル140の受圧部141が当接する部分(与圧部材120)は平面状であるので、開蓋操作力をロードセル140の受圧部141に確実に伝達することができ、開蓋操作力をより正確に測定することができる。
また、本実施例の開蓋操作力測定装置100は、変位体130を把持して開蓋操作力を加え、この変位体130を装置本体110に対して下方に変位させることで開蓋操作力を測定する構成であるところ、先端側側壁部113の上面側にはL字板118が取り付けられているので、このL字板118の立上り部118bによって、作業者が誤って変位体130とともにバール保持部111に固定された先端側側壁部113を把持することを防止できる。また、本実施例の開蓋操作力測定装置100は、基端側側壁部112の上部に水平器114を有するので、開蓋操作力測定装置100を蓋開閉用バール300の基端部302に対して適切な姿勢(向き)となるように装着することができる。これらによっても、開蓋操作力をより正確に測定することができる。
<第2実施例>
図7は、本発明の第2実施例の開蓋操作力測定装置を蓋開閉用バールの基端部に取り付けた状態を示し、(a)は平面図、(b)は縦断面図、(c)は右側面図である。
本実施例の開蓋操作力測定装置400も、装置本体410と変位体430とロードセル440と備え、基本構成は第1実施例の開蓋操作力測定装置100と同じであるので、以下、第1実施例の開蓋操作力測定装置100との相違点を中心に説明する。
装置本体410は、蓋開閉用バール300の基端部302を保持可能なバール保持部411を、基端側と先端側の2箇所に有する。各バール保持部411は保持孔411aを有し、この保持孔411aに蓋開閉用バール300の基端部302を挿入することで、蓋開閉用バール300の基端部302がバール保持部411に着脱可能に装着(保持)される。なお、本実施例において各バール保持部411には保持ピン412が進退可能に取り付けられており、この保持ピン412の先端が保持孔411a内で蓋開閉用バール300の基端部302と当接可能となっており、これにより蓋開閉用バール300の基端部302がバール保持部411に確実に保持される。
変位体430は、基端側のバール保持部411と先端側のバール保持部411との間に配置され、装置本体410に対して変位可能に取り付けられている、具体的には、基端側のバール保持部411と先端側のバール保持部411にそれぞれガイド爪413を設けるとともに、変位体430にガイド爪413を受け入れるガイド溝431を設けている。これにより、変位体430は、そのガイド溝431がバール保持部411のガイド爪413にガイドされることで、図7(b)において上下方向にのみ、言い換えれば梃子力点における作用方向と略同一方向にのみ、直線変位が可能となっている。すなわち、本実施例では、ガイド爪413およびガイド溝431が、変位体430を装置本体410に対して、梃子力点における作用方向と略同一方向に直線変位するようにガイドするガイド手段となっている。
ロードセル440は、その受圧部441が図7(b)において下向きとなる姿勢で、3本のボルト432により変位体430に対して固定されている。本実施例においてロードセル440の受圧部441は、梃子力点となる蓋開閉用バール300の基端部302の上面に直接当接可能である。
以上の構成を有する本実施例の開蓋操作力測定装置400においても、変位体430を把持したうえで、下向きに操作力を加えて梃子作用により開蓋することで、ロードセル440の受圧部441が梃子力点となる蓋開閉用バール300の基端部302の上面に当接するので、開蓋操作力を直接的に測定することができる。本実施例の開蓋操作力測定装置400も、変位体430を装置本体410に対して、梃子力点における作用方向と略同一方向に直線変位するようにガイドするガイド手段(ガイド爪413およびガイド溝431)を有するので、開蓋操作力をより直接的かつ正確に測定することができる。
<第3実施例>
図8は、本発明の第3実施例の開蓋操作力測定装置を蓋開閉用バールの基端部に取り付けた状態を示し、(a)は開蓋操作力測定装置部分の斜視図、(b)は開蓋操作力測定装置部分の縦断面図である。
本実施例の開蓋操作力測定装置500も、装置本体510と変位体530とロードセル540と備え、基本構成は第1実施例の開蓋操作力測定装置100と同じであるので、以下、第1実施例の開蓋操作力測定装置100との相違点を中心に説明する。
装置本体510は、蓋開閉用バール300の基端部302を保持可能なバール保持部511を、基端側と先端側の2箇所に有する。各バール保持部511は保持孔511aを有し、この保持孔511aに蓋開閉用バール300の基端部302を挿入することで、蓋開閉用バール300の基端部302がバール保持部511に着脱可能に装着(保持)される。なお、本実施例においてバール保持部511は上下に2分割されており、上下から挟み込むようにして蓋開閉用バール300の基端部302を保持する。
変位体530は、先端側のバール保持部511の上部に設けた回転支軸512に回転可能に軸支されており、回転支軸512周りに回転可能である。すなわち、本実施例において、変位体530は装置本体510に対して回転支軸512を中心とする円周方向に変位可能に取り付けられている。
ロードセル540は、その受圧部541が上向きとなる姿勢で、ボルト532により装置本体510(基端側のバール保持部511の上部)に対して固定されている。すなわち、本実施例においてロードセル540の受圧部541は、変位体530の下面に当接可能である。
以上の構成を有する本実施例の開蓋操作力測定装置500においても、変位体530を把持したうえで、下向きに操作力を加えて梃子作用により開蓋することで、ロードセル540の受圧部541が変位体530の下面に当接するので、開蓋操作力を直接的に測定することができる。ただし、本実施例において、変位体530は装置本体510に対して直線変位するのではなく、回転支軸512を中心とする円周方向に変位する。開蓋操作力をより正確に測定する点からは、ロードセルの受圧部には直線的に力を作用させることが好ましいので、本発明において変位体は、第1実施例および第2実施例のように、装置本体に対して直線変位するように取り付けることが好ましい。
100,400,500 開蓋操作力測定装置
110,410,510 装置本体
111,411,511 バール保持部
111a,411a,511a 保持孔
111b 大径部
111c 小径部
111d 段差部
112 基端側側壁部
112a 第1のガイド面
112b 第2のガイド面
113 先端側側壁部
113a 第1のガイド面
113b 第2のガイド面
113c 挿通孔
113d ケーブル挿通孔
114 水平器
115 バール最基端部保持部材
115a バール最基端部保持部
115b 保持ピン
116 ネジ
117 ナット
118 L字板
118a 基板部
118b 立上り部
118c 長孔
119 ボルト
120 与圧部材
130,430,530 変位体
131 上部変位体
131a ロードセル取付部
131b ケーブル収容部
131c 凹溝
132 下部変位体
133 ボルト
134 ガイドピン
135 ボルト
140,440,540 ロードセル
141,441,541 受圧部
142 本体部
150 信号ケーブル
200 地下構造物用蓋
210 蓋本体
211 主バール孔
220 受枠
300 蓋開閉用バール
301 先端部
302 基端部
303 最基端部
412 保持ピン
413 ガイド爪
431 ガイド溝
432,532 ボルト
512 回転支軸

Claims (3)

  1. 地下構造物用蓋の蓋本体を梃子作用により開蓋するための蓋開閉用バールの操作力を測定する開蓋操作力測定装置であって、
    梃子力点となる蓋開閉用バールの基端部を保持可能なバール保持部を有する装置本体と、
    前記装置本体に対して変位可能に取り付けられた変位体と、
    前記装置本体または前記変位体に取り付けられ、前記変位体の変位により前記蓋開閉用バールの基端部、前記装置本体または前記変位体に当接可能な受圧部を有するロードセルと、
    を備える開蓋操作力測定装置。
  2. 前記変位体を前記装置本体に対して、梃子力点における作用方向と略同一方向に直線変位するようにガイドするガイド手段を有する、請求項1に記載の開蓋操作力測定装置。
  3. 前記ロードセルの受圧部が当接する部分が平面状に形成されている、請求項1または2に記載の開蓋操作力測定装置。
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