JP2021085464A - 金属製アンカーおよびアンカーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】アンカーボルトに、顕著な伸びを生ずるような荷重が作用したときに、これを視認可能に検知することができる金属製アンカー等を提供する。【解決手段】コンクリート躯体Ｃに定着される金属製アンカー１０であって、基端から軸方向に穿孔した遊嵌孔１２を有するアンカーボルト１１と、遊嵌孔１２に遊嵌されると共に、遊嵌孔１２の奥部において先端部をアンカーボルト１１に固定されたロッド状部材１５と、外部側からアンカーボルト１１の基端部に当接した状態で、ロッド状部材１５の基端部に設けられた荷重検知機構部１６と、を備え、荷重検知機構部１６は、アンカーボルト１１に、アンカーボルト１１の降伏点強度以下の所定の荷重が作用したときに、アンカーボルト１１の伸びを受けて視認可能に状態変化する。【選択図】 図１

Description

本発明は、先付けおよび後付け（あと施工）を問わず、コンクリート躯体に定着される金属製アンカーおよびアンカーシステムに関する。

従来、この種の金属製アンカーとして、コンクリート基部等の基台に形成された前ボアおよび拡大ボアから成る固定ボアに固定されることで、基台に工作物を固着させるための合くぎ、すなわち金属拡張アンカー（あと施工アンカー）が知られている（特許文献１参照）。
この合くぎは、ボルト頭部を有する固定ボルトと、固定ボルトの先端部に螺合した係止部品と、固定ボルトが挿通する間隙スリーブ、スリーブ部品および係合部品と、を備えている。係止部品は、固定ボルトに螺合する先端部材と、周回溝を存して先端部材に連なる４分割のロック要素と、を有している。４つのロック要素の端部には、先端部が円錐状に先細りになった係合部品が接触している。
ボルト頭部に添設した座金を介して間隙スリーブを打ち込むと、スリーブ部品を介して係合部品が軸方向に前進し、４つのロック要素を押し広げる。これにより、４つのロック要素は、周回溝を中心に外方に向かって、すなわち拡大ボアに向かって揺動する。次に、固定ボルトを回転させて係止部品を引き付けるようにすると、４つのロック要素は、拡大ボアの背向面に突き当たってロックされる一方、スリーブ部品がつぶれるように変形し、固定ボルトにより工作物が基台上に固定圧着される。

特表昭６０−５００９６６号公報

このような、従来の合くぎ（金属拡張アンカー）では、拡大ボアが精度良く形成され、且つ合くぎの有効埋込み深さが十分に執れる場合には、合くぎの引張り耐力は、コンクリート等のコーン状破壊により決まる耐力ではなく、合くぎ自体の引張り耐力で決まる。すなわち、合くぎの引張り耐力は、固定ボルトの降伏点強度に基づいて、決定されることとなる。具体的には、固定ボルトの降伏点強度の数十％を許容引張り強度とし、この許容引張り強度に基づいて設計が為される。
かかる場合において、地震等により、工作物を介して固定ボルトに想定を越える荷重、すなわち許容引張り強度を越える荷重が作用した場合、経時的にボルト破断となる可能性があることは元より、固定ボルトの機能に何らかの支障が生ずる可能性がある。このため、管理者は、合くぎの点検・管理上、固定ボルトに想定を越える荷重が作用したことを知り、且つ荷重の原因を究明しておくことが好ましい。
しかし、従来の合くぎでは、想定を越える荷重が作用しても、固定ボルトの破断や極端な伸び（破断直前の永久ひずみ）が発生しない限り、これを知り得る手段はなかった。

本発明は、アンカーボルトに、伸びを生ずるような荷重が作用したときに、これを視認可能に且つ履歴的に検知することができる金属製アンカーおよびアンカーシステムを提供することを課題としている。

本発明の金属製アンカーは、固定対象物を支持固定するために、コンクリート躯体に定着される金属製アンカーであって、基端から先端に向かって軸方向に穿孔した遊嵌孔を有し、基端部において固定対象物が支持固定されるアンカーボルトと、遊嵌孔に遊嵌されると共に、遊嵌孔の奥部において先端部をアンカーボルトに固定されたロッド状部材と、外部側からアンカーボルトの基端部に当接した状態で、ロッド状部材の基端部に設けられた荷重検知機構部と、を備え、荷重検知機構部は、アンカーボルトに、アンカーボルトの降伏点強度以下の所定の荷重が作用したときに、アンカーボルトの伸びを受けて視認可能に状態変化することを特徴とする。

この構成によれば、アンカーボルトに組み込んだロッド状部材は、その先端部を遊嵌孔の奥部に固定されると共に、ロッド状部材の基端部に設けられた荷重検知機構部を介して、アンカーボルトの基端部に当接している。このため、固定対象物からの引張り荷重によりアンカーボルトに伸びが生ずると、これを受けて荷重検知機構部は、状態変化する。この状態変化により、アンカーボルトに降伏点強度以下の所定の荷重が作用したことが、外部から視認可能に且つ履歴的に検知される。したがって、アンカーボルトに、伸びを生ずるような荷重、例えば想定を越える荷重が作用したことを、自己発信的に検知することができる。これにより、固定対象物を支持固定した金属製アンカーの点検・管理を適切に行うことができ、金属製アンカーの健全性を担保することができる。
なお、金属製アンカーには、あと施工アンカー（後付け）は元より先付けのアンカーも含まれる。

この場合、荷重検知機構部は、外部に露出した状態で、アンカーボルトの基端部に当接する視認頭部と、ロッド状部材の基端部に取り付けられた機構本体と、視認頭部と機構本体との間に介設され、所定の荷重が作用したときに破断するネック部と、を有していることが好ましい。

この構成によれば、アンカーボルトに所定の荷重が作用すると、視認頭部と機構本体との間に介設されネック部が破断する。すなわち、ネック部の破断により、外部に露出した視認頭部は、機構本体から離脱する。したがって、視認頭部が離脱することにより、アンカーボルトに伸びを生ずるような荷重が作用したことを、視覚を通じて明確に確認することができる。

この場合、機構本体は、ロッド状部材の基端部に螺合し、視認頭部および機構本体には、螺合のための工具掛け部がそれぞれ設けられていることが好ましい。

この構成によれば、ネック部が破断した荷重検知機構部を、新たな荷重検知機構部に付け替えることができる。例えば、アンカーボルトに想定を越える荷重が作用しても、アンカーボルトの健全性が確認でき、且つ想定を越える荷重の原因を取り除くことができた場合には、新たな荷重検知機構部に付け替えにより、自己発信的な金属製アンカーに容易に復旧させることができる。

また、荷重検知機構部は、外部に露出した状態で、アンカーボルトの基端部に当接する板状の視認体と、視認体を貫通してロッド状部材の基端部に取り付けられ、視認体をアンカーボルトの基端部に当接させる破壊体と、を有し、視認体は、所定の荷重が作用したときに破壊することが好ましい。

この構成によれば、アンカーボルトに所定の荷重が作用すると、ロッド状部材を介して、破壊体が視認体を相対的に押圧しこれを破壊する。すなわち、外部に露出した視認体は、割れを生ずるこことなる。したがって、視認体の割れにより、アンカーボルトに伸びを生ずるような荷重が作用したことを、視覚を通じて明確に確認することができる。

この場合、視認体は、破壊体が貫通する貫通孔を有し、破壊体は、ロッド状部材の基端部に取り付けられ、貫通孔と同径に形成された破壊体本体と、外部に露出し、貫通孔よりも太径に形成されたヘッド部と、破壊体本体とヘッド部との間に介設された先細りのテーパー部と、を有することが好ましい。

この構成によれば、アンカーボルトに所定の荷重が作用すると、破壊体のテーパー部が、視認体の貫通孔に食い込むようにして、視認体を破壊する。すなわち、破壊体は、貫通孔を強く押し広げるようにして視認体が破壊する。このため、割れを生じた視認体は、周囲に飛び散るようにして破壊体から離脱する。したがって、アンカーボルトに伸びを生ずるような荷重が作用したことを、視覚を通じてより明確に確認することができる。

また、荷重検知機構部は、外部に露出した状態でロッド状部材の基端部に固定されると共に、アンカーボルトの基端部に当接する視認片部と、視認片部のアンカーボルト側に隣接してロッド状部材に設けられ、所定の荷重が作用したときに破断する脆弱部と、を有することが好ましい。

この構成によれば、アンカーボルトに所定の荷重が作用すると、ロッド状部材に設けられた脆弱部が破断する。すなわち、脆弱部の破断により、外部に露出した視認片部は、ロッド状部材から離脱する。したがって、視認片部が離脱することにより、アンカーボルトに伸びを生ずるような荷重が作用したことを、視覚を通じて明確に確認することができる。

同様に、荷重検知機構部は、外部に露出した状態で、ロッド状部材の基端部に取り付けられた透光性の受圧片部と、受圧片部とアンカーボルトの基端部との間に介設され、所定の荷重が作用したときに変色する加圧変色体と、を有することが好ましい。

この構成によれば、アンカーボルトに所定の荷重が作用すると、受圧片部とアンカーボルトの基端部との間に介設された加圧変色体が変色する。すなわち、外部に露出した透光性の受圧片部を介して、加圧変色体が変色したことを視認することができる。したがって、加圧変色体が変色することにより、アンカーボルトに伸びを生ずるような荷重が作用したことを、視覚を通じて明確に確認することができる。

同様に、荷重検知機構部は、外部に露出した状態でロッド状部材の基端部に装着されると共に、アンカーボルトの基端部に当接する視認コマを有し、視認コマは、所定の荷重が作用したときに、ロッド状部材の基端から抜け落ちることが好ましい。

この構成によれば、アンカーボルトに所定の荷重が作用すると、視認コマがロッド状部材の基端から抜け落ちる。すなわち、外部に露出した視認コマが抜け落ちることにより、アンカーボルトに伸びを生ずるような荷重が作用したことを、視覚を通じて明確に確認することができる。

この場合、視認コマは、ロッド状部材の基端部に螺合すると共に、ロッド状部材よりも軟質の材料で形成され、ネジ山が破損することでロッド状部材から抜け落ちることが好ましい。

この構成によれば、ロッド状部材の基端部から抜け落ちた視認コマを、新たな視認コマに付け替えることができる。例えば、アンカーボルトに想定を越える荷重が作用しても、アンカーボルトの健全性が確認でき、且つ想定を越える荷重の原因を取り除くことができた場合には、新たな視認コマに付け替えにより、自己発信的な金属製アンカーに容易に復旧させることができる。

また、視認コマは、ロッド状部材の基端部に装着した止め輪であることが好ましい。

この構成によれば、ロッド状部材の基端部から抜け落ちた止め輪（視認コマ）を、新たな視認コマに付け替えることができる。例えば、アンカーボルトに想定を越える荷重が作用しても、アンカーボルトの健全性が確認でき、且つ想定を越える荷重の原因を取り除くことができた場合には、新たな視認コマに付け替えにより、自己発信的な金属製アンカーに容易に復旧させることができる。

一方、所定の荷重が、アンカーボルトにおける降伏点強度の２０〜１００％の荷重であることが好ましい。

この構成によれば、所定の荷重が降伏点強度に近い高い値に設定された場合（永久ひずみ）には、荷重検知機構部の状態変化を受けて、アンカーボルトの付け替えや金属製アンカーの再施工が必要となる。一方、所定の荷重が降伏点強度から遠い低い値に設定された場合（弾性ひずみ）には、荷重検知機構部の状態変化を受けて、上記のように、アンカーボルトの健全性を確認した後、原因の究明を含め適切な対応策を執ることができる。
なお、所定の荷重は、金属製アンカーの設計を考慮して、長期許容引張り荷重（降伏点強度の２５〜３０％程度）或いは短期許容引張り荷重（降伏点強度の４０〜５０％程度）とすることが好ましい。

本発明のアンカーシステムは、上記した金属製アンカーと、金属製アンカーに隣接しコンクリート躯体に穿孔した下穴に設けられ、金属製アンカーによるコンクリート躯体のコーン状破壊を検知するコーン状破壊検知装置と、を備えたアンカーシステムであって、コーン状破壊検知装置は、下穴に遊嵌されると共に、下穴の最奥部において先端部がコンクリート躯体に定着される棒状アンカーと、下穴の開口部側においてコンクリート躯体に定着されるスリーブ部と、外部側からスリーブ部に当接した状態で、棒状アンカーの基端部に設けられた破壊検知機構部と、を有し、破壊検知機構部は、コーン状破壊が発生したときに、スリーブ部の外方への微小移動を受けて視認可能に状態変化することを特徴とする。

金属製アンカーの引張り耐力は、コンクリート躯体のコーン状破壊に至る耐力、或いはアンカーボルトの引張り耐力で決定される。すなわち、金属製アンカーに過大な引張り荷重が作用すると、コーン状破壊が生ずるかまたはボルト破断となる。
この構成によれば、金属製アンカーにおける荷重検知機構部の状態変化により、アンカーボルトに所定の荷重が作用したこと、すなわち、アンカーボルトに伸びを生ずるような荷重が作用したことが、外部から視認可能に且つ履歴的に検知される。一方、金属製アンカーに隣接しコンクリート躯体に設けられたコーン状破壊検知装置により、コンクリート躯体内でコーン状破壊が発生したことが検知される。
コーン状破壊検知装置では、下穴に遊嵌された棒状アンカーはその先端部をコンクリート躯体に定着されると共に、棒状アンカーの基端部に設けられた破壊検知機構部を介して、下穴の開口部側に定着されたスリーブ部に当接している。このため、固定対象物からの引張り荷重によりコーン状破壊が発生すると、コンクリート躯体の表面に膨らみが生ずる。この膨らみによるスリーブ部の外方への微小移動を受けて、破壊検知機構部が状態変化する。この状態変化により、コンクリート躯体にコーン状破壊が発生したこと、より具体的には破壊の前段階となるコーン状のひび割れが発生したことが、外部から視認可能に且つ履歴的に検知される。

この場合、破壊検知機構部は、外部に露出した状態で、スリーブ部の基端部に当接する視認ピースと、棒状アンカーの基端部に取り付けられた機構ボディと、視認ピースと機構ボディとの間に介設され、スリーブ部の外方への微小移動により破断する破断部と、を有していることが好ましい。

この構成によれば、スリーブ部が外方に微小移動すると、視認ピースと機構ボディとの間に介設され破断部が破断する。すなわち、破断部の破断により、外部に露出した視認ピースは、機構ボディから離脱する。したがって、視認ピースが離脱することにより、コンクリート躯体にコーン状破壊が発生したことを、視覚を通じて明確に確認することができる。

第１実施形態に係る金属製アンカーの構造図である。 金属製アンカーのアンカーボルト廻りの分解図である。 金属製アンカーにおける荷重検知機構部の機能について説明する説明図であって、定常状態の図（ａ）、および想定を越える引張り荷重を検知した状態の図（ｂ）である。 第１実施形態の第１変形例に係る金属製アンカーの構造図（ａ）、および第２変形例に係る金属製アンカーの構造図（ｂ）である。 第１実施形態の第３変形例に係る金属製アンカーの構造図である。 第２実施形態に係る金属製アンカーの構造図であって、定常状態の図（ａ）、および想定を越える引張り荷重を検知した状態の図（ｂ）である。 第３実施形態に係る金属製アンカーの構造図であって、定常状態の図（ａ）、および想定を越える引張り荷重を検知した状態の図（ｂ）である。 第３実施形態の第１変形例に係る金属製アンカーの構造図（ａ）、および第２変形例に係る金属製アンカーの構造図（ｂ）である。 第４実施形態に係る金属製アンカーの構造図であって、定常状態の図（ａ）、および想定を越える引張り荷重を検知した状態の図（ｂ）である。 第４実施形態の第１変形例に係る金属製アンカーの構造図（ａ）、および第２変形例に係る金属製アンカーの構造図（ｂ）である。 第５実施形態に係る金属製アンカーの構造図である。 実施形態のアンカーシステムの構造図である。 アンカーシステムにおけるコーン状破壊検知装置の分解図である。 アンカーシステムにおいて、コーン状のひび割れを検知した状態の図である。 アンカーシステムにおいて、想定を越える引張り荷重を検知した状態の図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る金属製アンカーおよびアンカーシステムについて説明する。この金属製アンカーは、固定対象物をコンクリート躯体に支持固定するためにコンクリート躯体に定着される、先付け或いは後付け（あと施工）のアンカーである。また、この金属製アンカーは、主体を為すアンカーボルトに想定を越える引張り荷重が作用したときに、これを視認可能に検知する機能を有するものである。

一方、アンカーシステムは、上記の金属製アンカーと、金属製アンカーに隣接して配置したコーン状破壊検知装置とから成り、アンカーボルトのボルト破断に至る想定外の荷重を検知する機能、およびコンクリート躯体のコーン状破壊に至るコーン状のひび割れを検知する機能を有するものである。以下、金属製アンカーについて説明し、その後アンカーシステムについて説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る金属製アンカーの構造図であり、図２は、金属製アンカーのアンカーボルト廻りの分解図である。両図に示すように、金属製アンカー１０は、いわゆるあと施工アンカーにおける金属拡張アンカー（メカニカルアンカー）であり、アンカーボルト１１を始めとする主要部品が、スチールやステンレススチール等で形成されている。

コンクリート躯体Ｃには、奥部に拡径部ＡＨａを形成したアンカー穴ＡＨが穿孔されており、金属製アンカー１０は、このアンカー穴ＡＨに打ち込まれるようにして定着される。アンカー穴ＡＨ（コンクリート躯体Ｃ）に定着された金属製アンカー１０は、そのアンカーボルト１１の基端部がコンクリート躯体Ｃの表面から突出しており、ワッシャーＷを介してこの部分に螺合した固定ナットＮにより、固定対象物ＳのベースプレートＳａが締結される。

金属製アンカー１０は、基端から先端に向かって軸方向に穿孔した遊嵌孔１２を有するアンカーボルト１１と、アンカーボルト１１の先端部をアンカー穴ＡＨの拡径部ＡＨａに定着させる定着機構部１３と、を備えている。また、金属製アンカー１０は、遊嵌孔１２に遊嵌されると共に、遊嵌孔１２の奥部において先端部をアンカーボルト１１に固定されたロッド状部材１５と、外部側からアンカーボルト１１の基端面１１ａに当接した状態でロッド状部材１５の基端部に螺合した荷重検知機構部１６と、を備えている。

アンカーボルト１１と定着機構部１３とは、コンクリート躯体Ｃに固定対象物Ｓを支持固定する金属製アンカー１０の本来のアンカー機能を有している。一方、ロッド状部材１５と荷重検知機構部１６とは、アンカーボルト１１に想定を越える荷重（所定の荷重）が作用したこと検知する、本実施形態特有の機能を有している。

アンカーボルト１１は、金属製アンカー１０の呼び径となる全ネジボルトで構成されている。アンカーボルト１１の軸心部には、基端から先端に向かって延びる遊嵌孔１２が形成されている（図２参照）。遊嵌孔１２は、アンカーボルト１１の全長の１／４〜１／２程度の深さを有している。また、遊嵌孔１２は、ロッド状部材１５が遊嵌される孔本体１２ａと、孔本体１２ａよりも大径に形成され、荷重検知機構部１６が収容される基端側の収容孔部１２ｂと、孔本体１２ａよりも小径に形成され、ロッド状部材１５の先端部が螺合する先端側のネジ孔部１２ｃ（雌ネジ）と、を有している。

なお、遊嵌孔１２は、アンカーボルト１１を軸方向に貫通するものであってもよい。また、アンカーボルト１１は、基端部および先端部にのみ雄ネジが形成されているものであってもよい。

定着機構部１３は、アンカーボルト１１の先端部に螺合した拡開ナット２１と、アンカーボルト１１を囲繞するように配設された打込みスリーブ２２と、を有している。拡開ナット２１は、アンカーボルト１１に螺合する図示下半部のナット本体２４と、スリット２５ａにより４分割された図示上半部の拡開部２５と、で一体に形成されている。打込みスリーブ２２の先端部には、コーン部２６が形成されており、打込みスリーブ２２を打ち込むことにより拡開ナット２１の拡開部２５が径方向外方に拡開する。拡開した拡開部２５は、拡径部ＡＨａの周壁に向かって広がり、拡径部ＡＨａに定着される。そして、この拡開部２５と拡径部ＡＨａの協働により、アンカーボルト１１がクサビ効果を発揮する。

ロッド状部材１５は、アンカーボルト１１よりも十分に細径の全ネジボルトで構成されている。ロッド状部材１５の先端部は、上記遊嵌孔１２のネジ孔部１２ｃに螺合し、アンカーボルト１１に固定されている。また、ロッド状部材１５の基端部は、遊嵌孔１２の収容孔部１２ｂに臨み、この部分には荷重検知機構部１６が螺合している。詳細は後述するが、荷重検知機構部１６の一部は、外部側からアンカーボルト１１の基端面１１ａに突き当てられおり、ロッド状部材１５は、基端側において荷重検知機構部１６の一部をアンカーボルト１１に当接すると共に、先端部においてアンカーボルト１１に固定されている。

なお、ロッド状部材１５は、基端部および先端部にのみ雄ネジが形成されているものであってもよい。また、ロッド状部材１５は、主要部を太いワイヤー等で形成されたものであってもよい。

荷重検知機構部１６は、外部側からアンカーボルト１１の基端面１１ａに当接する円板状の視認頭部３１と、ロッド状部材１５の基端部に螺合した機構本体３２と、視認頭部３１と機構本体３２との間に介設されたネック部３３と、を有している。また、視認頭部３１、機構本体３２およびネック部３３は、アルミニウム等の比較的脆い金属材料、脆いプラスチック、セラミック等、で一体に形成されている。そして、ネック部３３は、アンカーボルト１１に想定を越える荷重が作用したときに、アンカーボルト１１の伸びを受けて破断するようになっている。

視認頭部３１は、アンカーボルト１１の径よりもわずかに小さい径に形成され、アンカーボルト１１の基端部と共に外部に露出し、且つアンカーボルト１１の基端面１１ａに当接している。したがって、外部に露出した視認頭部３１は、アンカーボルト１１の基端に添設されるようにして視認可能となっている。なお、アンカーボルト１１における遊嵌孔１２（収容孔部１２ｂ）の開口部分に浅い環状の溝を設け、これにアンカーボルト１１の基端と面一となるように視認頭部３１を収容且つ当接するようにしてもよい。

視認頭部３１には、１８０°点対称位置においてＤカットされた主工具掛け部３５が形成されている（図２参照）。そして、荷重検知機構部１６は、機構本体３２の部分でロッド状部材１５にネジ止めされるが、この主工具掛け部３５に係合したトルクレンチにより、最終の締付け調整が為されるようになっている。これにより、ロッド状部材１５に微小なテンションが付与され、視認頭部３１は、所定の圧力をもってアンカーボルト１１に当接する。なお、視認頭部３１は、目立つように蛍光色等で着色されていることが好ましい。

機構本体３２は、いわゆる袋ナットの形態を有し、上記遊嵌孔１２の収容孔部１２ｂ内において、ロッド状部材１５の基端部に螺合している。この螺合は、荷重検知機構部１６をロッド状部材１５に取り付けるものであると共に、視認頭部３１をアンカーボルト１１の基端面１１ａに当接させるものである。そして、ロッド状部材１５に螺合した機構本体３２の端は、遊嵌孔１２の収容孔部１２ｂと孔本体１２ａとの間の段部１２ｄに対し、十分なクリアランスを有し、ネック部３３の破断に支障が生じないようになっている。

また、機構本体３２にも、視認頭部３１と同様にＤカットの副工具掛け部３６が形成されている（図２参照）。この場合の副工具掛け部３６は、ネック部３３の破断により視認頭部３１が機構本体３２から離脱したときに、ロッド状部材１５に残った機構本体３２を取り去るためのものである。詳細は後述するが、これにより、ロッド状部材１５に対する荷重検知機構部１６の付け替えを可能にしている。

ネック部３３は、アンカーボルト１１に想定を越える荷重が作用したときに破断する部位であり、視認頭部３１と機構本体３２との境界部分において断面略「Ｖ」字状に切削されている。すなわち、ネック部３３は、想定を越える荷重が作用したアンカーボルト１１の伸びを受けて破断するように、その切込み深さが調整されている。言い換えれば、設定された引張り荷重（例えば許容引張り荷重）に合わせて、ネック部３３の切込み深さが調整される。

ところで、この種の金属製アンカー１０（拡底アンカー）では、その引張り耐力が、アンカーボルト１１の降伏点強度を踏まえた引張り強度（耐力）に基づいて設計される。すなわち、降伏点強度に達する荷重がアンカーボルト１１に作用しても、アンカーボルト１１が破断するわけではないが、繰り返し大きな荷重が作用する場合（例えば振動）や、常時吊り下げ荷重が作用する場合等では、適宜安全率を加味する必要がある。そこで、固定対象物Ｓ別に、降伏点強度の２０〜１００％をアンカーボルト１１の引張り強度とし、これに基づいてアンカーボルト１１（金属製アンカー１０）の設計が為されることが好ましい。

設計上用いられる引張り強度には、長期許容引張り強度（降伏点強度の２５〜３０％程度）や短期許容引張り強度（降伏点強度の４０〜５０％程度）がある。例えば、固定対象物Ｓが駆動部を有するもの、固定対象物Ｓが風圧や振動を受けるもの、或いは固定対象物Ｓを吊るものである場合には、長期許容引張り強度を考慮することが好ましい。また、固定対象物Ｓとの関係でアンカーボルト１１に金属疲労の可能性がある場合には、降伏点強度の２０％を引張り強度とすることが好ましい。

本実施形態の金属製アンカー１０は、長期許容引張り強度を越える荷重、すなわち、長期許容引張り荷重（以下、単に「許容引張り荷重」という。）を越える荷重を、想定を越える荷重（想定外の荷重）としている。

これを受けて、荷重検知機構部１６のネック部３３は、アンカーボルト１１に許容引張り荷重（許容引張り強度）を越える荷重が作用したときに、破断するようになっている。ネック部３３の破断は、同時に視認頭部３１が機構本体３２から離脱することであり、アンカーボルト１１の基端から視認頭部３１がなくなってしまうことで、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重、すなわち、想定を越える荷重が作用したことが、視覚を通じて検知されることとなる。

ここで、図３を参照して、金属製アンカー１０の施工手順について簡単に説明すると共に、荷重検知機構部１６の機能について説明する。
この金属製アンカー１０では、先ずロッド状部材１５を組み込んだアンカーボルト１１をアンカー穴ＡＨに挿入し、打込みスリーブ２２を打ち込んで、アンカーボルト１１をコンクリート躯体Ｃに定着させる。次に、ロッド状部材１５の基端部に荷重検知機構部１６をネジ込み、トルクレンチを用いて、アンカーボルト１１の基端面１１ａに対する視認頭部３１の当接圧を調整する。ここで、固定対象物Ｓを持ち込み、そのベースプレートＳａを固定ナットＮによりコンクリート躯体Ｃの表面に固定する。これにより、固定対象物Ｓは、金属製アンカー１０を介してコンクリート躯体Ｃに支持固定される（図３（ａ）参照）。

このようにして、固定対象物Ｓをコンクリート躯体Ｃに支持固定した状態において、アンカーボルト１１に想定を越える引張り荷重が作用した場合、すなわち、固定対象物Ｓに想定を越える風圧や振動が作用し、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用した場合、荷重検知機構部１６のネック部３３が破断する。具体的には、アンカーボルト１１は、スチールやステンレススチール等で形成されており、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用すると、アンカーボルト１１に微小な伸びが生ずる。

アンカーボルト１１が伸びると、アンカーボルト１１に内蔵されているロッド状部材１５に、軸方向の引張り力が作用し、視認頭部３１が強く押圧されてネック部３３が破断する。ネック部３３が破断すると、視認頭部３１は弾き飛ばされるようにして機構本体３２から離脱する（図３（ｂ）参照）。この視認頭部３１の離脱により、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重（想定外の荷重）が作用したことが、視覚を通じて検知される。

一方、この検知に基づいて管理者は、例えば以下のような対応策を講ずる。先ず、この想定外の荷重の原因を究明し、これを解消するよう努める。原因が解消でき、且つ想定外の荷重がアンカーボルト１１の弾性限界以内のものであった場合には、ロッド状部材１５から機構本体３２を取り去り、新たに荷重検知機構部１６を取り付ける。また、原因が解消でき、且つ想定外の荷重が、アンカーボルト１１の弾性限界を越えるものであった場合には、金属製アンカー１０を付け替える。一方、原因が解消できない場合には、生じた荷重に合わせて、金属製アンカー１０の付け替えおよび追加を行う。

［変形例］
次に、図４および図５を参照して、本来のアンカー機能を中心とする金属製アンカー１０の変形例について説明する。
図４（ａ）は、第１変形例に係る金属製アンカー１０であり、この金属製アンカー１０も、いわゆる金属拡張アンカー（メカニカルアンカー）で構成されている。この場合、アンカーボルト１１の先端部には、テーパー形状のコーンナット４１が螺合する一方、打込みスリーブ２２Ａの先端部には、拡開スリーブ部４２が一体に形成されている。打込みスリーブ２２Ａを打ち込むと、コーンナット４１により拡開スリーブ部４２が径方向外方に拡開する。拡開した拡開スリーブ部４２は、拡径部ＡＨａの周壁に向かって広がり、拡径部ＡＨａに定着される。

図４（ｂ）は、第２変形例に係る金属製アンカー１０であり、この金属製アンカー１０は、いわゆる接着系アンカー（ケミカルアンカー）で構成されている。この場合、アンカーボルト１１Ａは、ボルト本体４５と、ボルト本体４５の先端部に設けられた太径部４６と、で構成されている。また、ボルト本体４５の周囲には、先端部を太径部４６に溶着した保護スリーブ４７が設けられている。そして、金属製アンカー１０とアンカー穴ＡＨとの間隙には、接着剤が４８充填されている。この場合、接着剤４８は、太径部４６および保護スリーブ４７に直接接触しており、ボルト本体４５の伸びを許容した状態で、金属製アンカー１０がコンクリート躯体Ｃに接着により定着される。

図５は、第３変形例に係る金属製アンカー１０であり、この金属製アンカー１０は、コンクリート躯体Ｃを打設するときに埋め込まれる、いわゆる先付けのアンカーである。この場合、アンカーボルト１１Ｂは、埋込みボルト５１と、埋込みボルト５１の先端に連なる埋込みヘッド５２と、を有している。この金属製アンカー１０（アンカーボルト１１Ｂ）では、仮枠にアンカーボルト１１Ｂを支持した状態でコンクリートが打設され、これにより金属製アンカー１０がコンクリート躯体Ｃに定着される。

そして、先付けおよび後付け（あと施工）を問わず、これら変形例の金属製アンカー１０には、アンカーボルト１１，１１Ａ，１１Ｂにロッド状部材１５および荷重検知機構部１６が組み込まれている。
したがって、変形例を含む本実施形態（第１実施形態）の金属製アンカー１０では、固定対象物Ｓを支持固定している状態で、アンカーボルト１１，１１Ａ，１１Ｂに想定を越える荷重、すなわち、許容引張り荷重を越える荷重が作用したときに、重検知機構部１６の視認頭部３１が離脱するため、アンカーボルト１１，１１Ａ，１１Ｂに許容引張り荷重を越える荷重が作用したことを、視覚を通じて検知することができる。

また、この検知を受けて、適宜想定外荷重の原因究明や対応策を講ずることができるため、金属製アンカー１０の点検・管理を適切に行うことができ、金属製アンカー１０の破壊（アンカーボルト１１，１１Ａ，１１Ｂの破断）を有効に防止することができる。

［第２実施形態］
次に、図６を参照して、第２実施形態に係る金属製アンカー１０Ａについて説明する。この金属製アンカー１０Ａでは、アンカーボルト１１を始めとする本来のアンカー機能を奏する部分は、第１実施形態と同様であるが、荷重検知機構部１６Ａ廻りの構造が、第１実施形態とは異なるものとなっている。この荷重検知機構部１６Ａは、ロッド状部材１５の基端部に固定されると共に、アンカーボルト１１の基端面１１ａに当接する視認片部６１と、視認片部６１のアンカーボルト１１側に隣接してロッド状部材１５に設けられた脆弱部６２と、を有している。

視認片部６１は、第１実施形態の視認頭部３１と同様の形態を有し、外部に露出した状態で、アンカーボルト１１の基端面１１ａに当接している。視認片部６１とロッド状部材１５とは、一体に形成されていてもよいが、実施形態のものは、視認片部６１の中心にロッド状部材１５と同径の孔を形成し、これにロッド状部材１５の先端を挿入、溶着して形成されている。第２実施形態では、視認片部６１を固定したロッド状部材１５を、アンカーボルト１１の遊嵌孔１２に挿入しネジ込んだ後、トルクレンチを用いて、アンカーボルト１１の基端面１１ａに対する視認片部６１の当接圧を調整する。

脆弱部６２は、視認片部６１のアンカーボルト１１側に隣接してロッド状部材１５に形成されている。この場合の脆弱部６２は、ロッド状部材１５を断面半円状に切削したものであり、上記のネック部３３と同様に、許容引張り荷重を越える荷重が作用したアンカーボルト１１の伸びを受けて破断する。なお、この場合も、視認片部６１は、目立つように蛍光色等で着色されていることが好ましい。

このように、第２実施形態の金属製アンカー１０Ａでも、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したときに、視認片部６１が離脱するため、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したことを、視覚を通じて検知することができる。
また、この検知により、金属製アンカー１０Ａの点検・管理を適切に行うことができ、金属製アンカー１０Ａの破壊（アンカーボルト１１の破断）を有効に防止することができる。

［第３実施形態］
次に、図７を参照して、第３実施形態に係る金属製アンカー１０Ｂについて説明する。この金属製アンカー１０Ｂでも、荷重検知機構部１６Ｂ廻りの構造が、第１実施形態とは異なるものとなっている。この荷重検知機構部１６Ｂは、外部に露出した状態で、アンカーボルト１１の基端面１１ａに当接する視認体６４と、視認体６４を貫通してロッド状部材１５の基端部に螺合し、視認体６４をアンカーボルト１１の基端面１１ａに当接させる破壊体６５と、を有している。そして、視認体６４は、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したときに破壊する。この場合、ロッド状部材１５および破壊体６５は、スチールやステンレススチール等で形成されており、これに対し視認体６４は、脆弱なセラミック等で形成されている。

視認体６４は、円板状に形成され、軸心部に破壊体６５が貫通する貫通孔６４ａを有している。視認体６４に作用する許容引張り荷重（押圧力）に対し、視認体６４における破壊の誘発は、その厚みで調整されるようになっている。また、アンカーボルト１１の基端面１１ａには、その中心部に円形の浅溝１１ａａが形成され、この基端面１１ａに当接する視認体６４の破壊が促進されるようになっている。

破壊体６５は、ロッド状部材１５の基端部に取り付けられ、貫通孔６４ａと同径に形成された破壊体本体６６と、外部に露出し、貫通孔６４ａよりも太径に形成されたヘッド部６７と、破壊体本体６６とヘッド部６７との間に介設された先細りのテーパー部６８とを有し、これらは一体に形成されている。ロッド状部材１５に螺合する破壊体本体６６は、袋ナットの形態を有している。ヘッド部６７には、一文字或いは十字の工具掛け溝６７ａが形成されており、この工具掛け溝６７ａを利用して、アンカーボルト１１の基端面１１ａに着座（当接）した視認体６４を軽く押圧するように、破壊体６５がロッド状部材１５に螺合している。

この状態で、破壊体６５のテーパー部６８は、その先端側が、視認体６４の貫通孔６４ａにわずかに食い込むようにして当接している（７（ａ）参照）。アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用し、アンカーボルト１１に伸びが生ずると、視認体６４がアンカーボルト１１の基端面１１ａと破壊体６５とにより、強い挟持力を受ける。これにより、破壊体６５のテーパー部６８が、視認体６４の貫通孔６４ａに強く食い込んで、貫通孔６４ａを押し広げるようにしてこれを破壊する（７（ｂ）参照）。破壊された視認体６４は、複数の断片に分割され、破壊体６５の部分から離脱する。なお、この場合も、視認体６４は、目立つように蛍光色等で着色されていることが好ましい。

［変形例］
次に、図８を参照して、第３実施形態の金属製アンカー１０Ｂにおける変形例について説明する。
図８（ａ）は、第１変形例に係る金属製アンカー１０Ｂであり、この金属製アンカー１０Ｂでは、破壊体６５にテーパー部６８はなく、破壊体６５は破壊体本体６６とヘッド部６７とので一体に形成されている。一方、視認体６４の貫通孔６４ａは、先細りのテーパー形状に形成されている。そして、破壊体６５は、その下端が、アンカーボルト１１の基端面１１ａに着座（当接）した視認体６４を軽く押圧するように、ロッド状部材１５に螺合している。この場合も、視認体６４は、許容引張り荷重を越える荷重が作用したアンカーボルト１１の伸びを受け、破壊体６５が、テーパー形状の貫通孔６４ａに強く食い込むことで破壊される。

図８（ｂ）は、第２変形例に係る金属製アンカー１０Ｂであり、この金属製アンカー１０Ｂでは、破壊体６５は、テーパー部６８を有するナットの形態を有しており、アンカーボルト１１の基端面１１ａから突出したロッド状部材１５の基端部に螺合している。一方、視認体６４は、第３実施形態のものと同一の形態を有している。この場合も、視認体６４は、許容引張り荷重を越える荷重が作用したアンカーボルト１１の伸びを受け、破壊体６５のテーパー部６８が、貫通孔６４ａに強く食い込むことで破壊される。

このように、変形例を含む第３実施形態の金属製アンカー１０Ｂでは、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したときに、視認体６４が破壊され飛び散ってしまうため、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したことを、視覚を通じて検知することができる。
また、この検知により、金属製アンカー１０Ｂの点検・管理を適切に行うことができ、金属製アンカー１０Ｂの破壊（アンカーボルト１１の破断）を有効に防止することができる。

［第４実施形態］
次に、図９を参照して、第４実施形態に係る金属製アンカー１０Ｃについて説明する。この金属製アンカー１０Ｃでも、荷重検知機構部１６Ｃ廻りの構造が、第１実施形態とは異なるものとなっている。この荷重検知機構部１６Ｃは、ロッド状部材１５の基端部に螺合すると共に、アンカーボルト１１の基端面１１ａに当接する視認コマ７１を有している。ロッド状部材１５は、スチールやステンレススチール等で形成されており、これに対し視認コマ７１は、ロッド状部材１５よりも軟質の材料、例えば砲金やプラスチックで形成されている。そして、視認コマ７１は、中心部に雌ネジ７１ａを形成した円板状の板ナットの形態を有している。

第４実施形態のアンカーボルト１１には、遊嵌孔１２において収容孔部１２ｂが無く、孔本体１２ａがアンカーボルト１１の基端面１１ａまで達している。そして、ロッド状部材１５の基端部は、アンカーボルト１１の基端面１１ａからわずかに突出し、この突出部分において、アンカーボルト１１の基端面１１ａに当接するように視認コマ７１が螺合している。この場合には、ロッド状部材１５の基端部がアンカーボルト１１の基端面１１ａからわずかに突出するように、ロッド状部材１５のネジ孔部１２ｂへの螺合調整をしておいて、この突出部分に視認コマ７１を螺合する。

これにより、外部に露出した視認コマ７１は、アンカーボルト１１の基端に添設されるようにして視認可能となっている（図９（ａ）参照）。この状態から、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用すると、アンカーボルト１１は伸びを生じ、視認コマ７１は、ロッド状部材１５の基端から抜け落ちる（図９（ｂ）参照）。すなわち、視認コマ７１は、許容引張り荷重を越える荷重が作用したアンカーボルト１１の伸びを受け、そのネジ山が破損することでロッド状部材１５の基端から抜け落ちる。なお、この場合も、視認コマ７１は、目立つように蛍光色等で着色されていることが好ましい。

［変形例］
次に、図１０を参照して、第４実施形態の金属製アンカー１０Ｃにおける変形例について説明する。
図１０（ａ）は、第１変形例に係る金属製アンカー１０Ｃであり、この金属製アンカー１０Ｃでは、アンカーボルト１１の基端面１１ａから突出したロッド状部材１５の基端部に、カップ状視認コマ７３が螺合している。カップ状視認コマ７３は、カップを伏せたような形態で、アンカーボルト１１の基端面１１ａに当接し、その底板部分でロッド状部材１５に螺合している。このカップ状視認コマ７３は、上記の視認コマ７３と同様に砲金やプラスチックで形成されているが、上記の視認コマ７３よりも大型で見易いものとなっている。この場合も、カップ状視認コマ７３は、許容引張り荷重を越える荷重が作用したアンカーボルト１１の伸びを受け、そのネジ山が破損することでロッド状部材１５の基端から抜け落ちる。

図１０（ｂ）は、第２変形例に係る金属製アンカー１０Ｃであり、この金属製アンカー１０Ｃでは、アンカーボルト１１の基端面１１ａから突出したロッド状部材１５の基端部に、視認コマ７１に代えて止め輪７５が装着されている。止め輪７５は、薄手の金属やプラスチックで構成されている。この場合、止め輪７５は、許容引張り荷重を越える荷重が作用したアンカーボルト１１の伸びを受け、ロッド状部材１５の基端から抜け落ちる。

このように、変形例を含む第４実施形態の金属製アンカー１０Ｃでは、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したときに、視認コマ７１、カップ状視認コマ７３或いは止め輪７５がロッド状部材１５の基端から抜け落ちるため、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したことを、視覚を通じて検知することができる。
また、この検知により、金属製アンカー１０Ｃの点検・管理を適切に行うことができ、金属製アンカー１０Ｃの破壊（アンカーボルト１１の破断）を有効に防止することができる。

［第５実施形態］
次に、図１１を参照して、第５実施形態に係る金属製アンカー１０Ｄについて説明する。この金属製アンカー１０Ｄでも、荷重検知機構部１６Ｄ廻りの構造が、第１実施形態とは異なるものとなっている。この荷重検知機構部１６Ｄは、ロッド状部材１５の基端部に螺合した受圧片部７７と、受圧片部７７とアンカーボルト１１の基端面１１ａとの間に介設した加圧変色体７８と、を有している。

受圧片部７７は、透光性（実施形態のものは透明）の硬質プラスチック等で形成され、アンカーボルト１１の基端面１１ａとの間に加圧変色体７８を挟み込むようにして、ロッド状部材１５に螺合している。一方、加圧変色体７８は、圧力を受けて、例えば白色から赤色に変色するフィルムやプラスチック片で構成されている。変色後の加圧変色体７８は、色見本と比較することで、受けた圧力の大きさが確認される。

図示では省略したが、実施形態のものは、ロッド状部材１５の基端やアンカーボルト１１の基端周面に色見本が貼着されており、受圧片部７７越しに視認される加圧変色体７８の色と、この色見本とが比較される。この場合の色見本の色は、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したときに、加圧変色体７８が受圧片部７７から受ける圧力に対応している。すなわち、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用すると、アンカーボルト１１の伸びを受けた受圧片部７７が、加圧変色体７８をアンカーボルト１１の基端面１１ａに相対的に押圧することで、加圧変色体７８が所定の色に変色する。

このように、第５実施形態の金属製アンカー１０Ｄでは、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したときに、加圧変色体７８が所定の色に変色するため、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したことを、視覚を通じて検知することができる。
また、この検知により、金属製アンカー１０Ｄの点検・管理を適切に行うことができ、金属製アンカー１０Ｄの破壊（アンカーボルト１１の破断）を有効に防止することができる。

ところで、金属製アンカー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）の破壊には、アンカーボルト１１の破断と、コンクリート躯体Ｃのコーン状破壊と、の２パターンが知られている。上記一連の実施形態の金属製アンカー１０では、アンカー穴ＡＨの拡径部ＡＨａと定着機構部１３等の協働（いわゆる「拡底アンカー」）により、アンカーボルト１１がクサビ効果を発揮し、金属製アンカー１０の破壊は、アンカーボルト１１の破断が主なものとなる。しかし、コンクリート躯体Ｃが密度の低いコンクリートである場合、コンクリート躯体Ｃ内にジャンカが生じている場合、いわゆる「へりあき寸法」が十分でない場合等では、アンカーボルト１１の破断に優先してコーン状破壊が生ずる場合がある。そこで、金属製アンカー１０の２種類の破壊パターンを未然に防止するものとして、以下に説明するアンカーシステム８０が構成されている。

［アンカーシステム］
図１２は、本実施形態のアンカーシステム８０の構造図であり、図１３は、コーン状破壊検知装置の分解図である。両図に示すように、このアンカーシステム８０は、上記した金属製アンカー１０（第１実施形態を例に図示）と、金属製アンカー１０に隣接しコンクリート躯体Ｃに設けられたコーン状破壊検知装置９０と、を備えている。このコーン状破壊検知装置９０は、金属製アンカー１０により、コンクリート躯体Ｃにコーン状破壊が発生したこと、具体的には、破壊の前段階となるコーン状のひび割れが発生したことを検知するものである。なお、金属製アンカー１０の説明は上記に譲り、ここでは、主にコーン状破壊検知装置９０について説明する。

コーン状破壊検知装置９０は、金属製アンカー１０に隣接しコンクリート躯体Ｃに穿孔した下穴ＢＨに設けられている。上記のアンカー穴ＡＨに隣接するように且つ平行に穿孔された下穴ＢＨは、上記の遊嵌孔１２と略同径であって、アンカー穴ＡＨと略同長に形成されている。また、下穴ＢＨは、主体を為す長いストレート穴部ＢＨａと、開口部ＢＨｃ側の短い定着孔部ＢＨｂとから成り、同軸上においてストレート穴部ＢＨａと定着孔部ＢＨｂとは、環状段部ＢＨｄを存して連通している。

一方、固定対象物ＳのベースプレートＳａには、後述するコーン状破壊検知装置９０のスリーブ部９２が遊挿される円形開口Ｓａａが形成されている。そして、コーン状破壊検知装置９０は、金属製アンカー１０におけるロッド状部材１５および荷重検知機構部１６と類似の形態を有しており、その主要部品は、スチールやステンレススチール等で形成されている。

図１２および図１３に示すように、コーン状破壊検知装置９０は、下穴ＢＨに挿入された状態でコンクリート躯体Ｃに定着される棒状アンカー９１と、下穴ＢＨの定着孔部ＢＨｂにおいてコンクリート躯体Ｃに定着されるスリーブ部９２と、外部側からスリーブ部９２に当接した状態で棒状アンカー９１の基端部に設けられた破壊検知機構部９３と、を備えている。

棒状アンカー９１は、上記のロッド状部材１５と同様に、全ネジボルトで構成されたアンカー本体９５と、アンカー本体９５の先端部を、下穴ＢＨ（ストレート穴部ＢＨａ）の最奥部においてコンクリート躯体Ｃに定着させるアンカー定着部９６と、を有している。アンカー本体９５の先端部には、アンカー定着部９６が螺合し、基端部には、スリーブ部９２内に位置する破壊検知機構部９３が螺合している。

アンカー定着部９６は、先端側に拡張部１０１ａを有し、基端側がアンカー本体９５に螺合する筒状本体１０１と、筒状本体１０１に挿入される拡張カラー１０２と、打ち込みにより拡張カラー１０２を介して拡張部１０１ａを拡開させる拡張コーン１０３と、を有している（図１２参照）。このアンカー定着部９６では、拡張カラー１０２および拡張コーン１０３を組み込んだ筒状本体１０１を、下穴ＢＨの最奥部に挿入し、打込み棒を用いて拡張コーン１０３を打ち込むようにする。

拡張コーン１０３を打ち込むと、拡張カラー１０２が拡開し、拡開した拡張カラー１０２により筒状本体１０１の拡張部１０１ａが拡開する。外方に広がった拡張部１０１ａは、下穴ＢＨの周面に圧接され、筒状本体１０１が下穴ＢＨの最奥部に定着される。そして、定着された筒状本体１０１（アンカー定着部９６）に、アンカー本体９５の先端部が螺合されるようになっている。なお、筒状本体１０１の定着を確実なものとし、且つアンカー本体９５の先端部が筒状本体１０１に接着される（緩み止め）ように、予め下穴ＢＨの最奥部に接着剤（図示省略）を注入しておくことが好ましい。

スリーブ部９２は、スチールやステンレススチール等で形成され、内部に、後述する破壊検知機構部９３の機構ボディ１１２を収容した状態で、下穴ＢＨの定着孔部ＢＨｂに定着されている。スリーブ部９２の外周面には、雄ネジ９２ａ或いはリング状の凹凸が形成されており（図示のものは雄ネジ９２ａ：図１３参照）、その図示下半部を定着孔部ＢＨｂに打ち込むようにして、スリーブ部９２がコンクリート躯体Ｃに定着される。また、この状態でスリーブ部９２は、円形開口Ｓａａの部分でベースプレートＳａを貫通し、ベースプレートＳａの表面から突出している。

破壊検知機構部９３は、上記の荷重検知機構部１６と同様の形態を有している。すなわち、破壊検知機構部９３は、外部側からスリーブ部９２の基端面９２ｂに当接する円板状の視認ピース１１１と、棒状アンカー９１の基端部に螺合した機構ボディ１１２と、視認ピース１１１と機構ボディ１１２との間に介設された破断部１１３と、を有している。また、視認ピース１１１、機構ボディ１１２および破断部１１３は、荷重検知機構部１６と同様にアルミニウム等の比較的脆い材料で一体に形成されている。そして、破断部１１３は、コンクリート躯体Ｃにコーン状破壊（コーン状のひび割れ）が発生すると、コンクリート躯体Ｃの表面に生ずる膨らみ（盛り上がり）を受けて破断するようになっている。

視認ピース１１１は、スリーブ部９２と同径に形成され、スリーブ部９２の基端部と共に外部に露出し、且つスリーブ部９２の基端面９２ｂに当接している。したがって、外部に露出した視認ピース１１１は、スリーブ部９２の基端に添設されるようにして視認可能となっている。この場合も、視認ピース１１１には、Ｄカットされた主工具掛け部１１５が形成されている（図１２参照）。そして、破壊検知機構部９３は、この主工具掛け部１１５に係合したトルクレンチにより、棒状アンカー９１に対する最終の締付け調整が為される。

機構ボディ１１２は、袋ナットの形態を有し、スリーブ部９２内において棒状アンカー９１の基端部に螺合している。この螺合により、視認ピース１１１がスリーブ部９２の基端面９２ｂに当接する。そして、棒状アンカー９１に螺合した機構ボディ１１２の端は、上記下穴ＢＨの環状段部ＢＨｄに対し、十分なクリアランスを有し、破断部１１３の破断に支障が生じないようになっている。

破断部１１３は、コンクリート躯体Ｃにコーン状破壊が発生したときに破断する部位であり、視認ピース１１１と機構ボディ１１２との境界部分において断面略「Ｖ」字状に切削されている。すなわち、破断部１１３は、コーン状のひび割れの発生により、コンクリート躯体Ｃの表面が盛り上がり、スリーブ部９２の外方への微小移動を受けて破断するように、その切込み深さが調整されている。そして、破断部１１３が破断することにより、コンクリート躯体Ｃにコーン状破壊が発生したこと、より具体的には破壊の初期段階となるコーン状のひび割れが発生したことが、外部から視認可能に検知される。

ここで、図１４および図１５を参照して、アンカーシステム８０における、コーン状破壊が発生したことを検知する機能、およびアンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したことを検知する機能について説明する。なお、前者の機能が発揮される場合と、後者の機能が発揮される場合とは通常択一的であるが、両機能が同時に発揮される可能性があることを付記しておく。

図１４は、コンクリート躯体Ｃにコーン状破壊が発生した状態を表している。すなわち、金属製アンカー１０（アンカーボルト１１）に大きな引張り荷重が作用し、アンカーボルト１１の引張り耐力に対しコンクリート躯体Ｃの耐力が負けた状態である。この状態では、コンクリート躯体Ｃの内部において、アンカー穴ＡＨの拡径部ＡＨａを起点にコーン状のひび割れが生ずる。このひび割れは、徐々にコンクリート躯体Ｃの表面に向かって進行するが、一方でこのひび割れにより、コンクリート躯体Ｃの表面に盛り上がりが生ずる。

コンクリート躯体Ｃの表面に盛り上がると、コンクリート躯体Ｃに定着されているスリーブ部９２が外方に移動し、先端部を下穴ＢＨの最奥部に定着されている棒状アンカー９１に引張り力が作用する。この状態では、スリーブ部９２により、破壊検知機構部９３の視認ピース１１１が首つり状態となって破断部１１３が破断する。破断部１１３が破断すると視認ピース１１１が機構ボディ１１２から離脱し、コーン状破壊（コーン状のひび割れ）の発生が視覚を通じて検知される。

図１５は、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用した状態を表している。何らかの原因で固定対象物Ｓに想定を越える荷重が発生し、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用した状態である。この引張り荷重を受けたアンカーボルト１１は、荷重に見合った軸方向の伸びを生ずる。アンカーボルト１１が伸びると、先端部を遊嵌孔１２のネジ穴部１２ｃに固定されているロッド状部材１５に引張り力が作用する。この状態では、アンカーボルト１１により、荷重検知機構部１６の視認頭部３１が首つり状態となってネック部３３が破断する。ネック部３３が破断すると視認頭部３１が機構本体３２から離脱し、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したことが、視覚を通じて検知される。

このように、本実施形態のアンカーシステム８０によれば、アンカーボルト１１に想定を越える荷重、すなわち、許容引張り荷重を越える荷重が作用したときに、荷重検知機構部１６の視認頭部３１が離脱するため、アンカーボルト１１に許容引張り荷重を越える荷重が作用したことを、視覚を通じて検知することができる。一方で、コンクリート躯体Ｃ内にコーン状のひび割れが発生したときに、コーン状破壊検知装置９０における破壊検知機構部９３の視認ピース部１１１が離脱するため、コンクリート躯体Ｃ内にコーン状破壊が発生したことを、視覚を通じて検知することができる。

また、これらの検知を受けて、適宜対応策を講ずることができるため、金属製アンカー１０の点検・管理を適切に行うことができ、金属製アンカー１０の破壊（アンカーボルト１１の破断およびコンクリート躯体Ｃのコーン状破壊）を有効に防止することができる。

なお、上述のように、破壊検知機構部９３と荷重検知機構部１６とが同様の形態を有していることから、破壊検知機構部９３として、荷重検知機構部１６の第２実施形態以降の各種の構造を適用可能であることは、言うまでもない。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…金属製アンカー、１１，１１Ａ，１１Ｂ…アンカーボルト、１１ａ…基端面、１２…遊嵌孔、１３…定着機構部、１５…ロッド状部材、１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ…荷重検知機構部、３１…視認頭部、３２…機構本体、３３…ネック部、３５…主工具掛け部、３６…副工具掛け部、６１…視認片部、６２…脆弱部、６４…視認体、６４ａ…貫通孔、６５…破壊体、６６…破壊体本体、６７…ヘッド部、６８…テーパー部、７１…視認コマ、７３…カップ状視認コマ、７５…止め輪、７７…受圧片部、７８…加圧変色体、８０…アンカーシステム、９０…コーン状破壊検知装置、９１…棒状アンカー、９２…スリーブ部、９２ｂ…基端面、９３…破壊検知機構部、９５…アンカー本体、９６…アンカー定着部、１１１…視認ピース、１１２…機構ボディ、１１３…破断部、ＡＨ…アンカー穴、ＡＨａ…拡径部、ＢＨ…下穴、ＢＨａ…ストレート穴部、ＢＨｂ…定着穴部、Ｃ…コンクリート躯体、Ｓ…固定対象物、Ｓａ…ベースプレート

Claims (13)

1. 固定対象物を支持固定するために、コンクリート躯体に定着される金属製アンカーであって、
   基端から先端に向かって軸方向に穿孔した遊嵌孔を有し、基端部において前記固定対象物が支持固定されるアンカーボルトと、
   前記遊嵌孔に遊嵌されると共に、前記遊嵌孔の奥部において先端部を前記アンカーボルトに固定されたロッド状部材と、
   外部側から前記アンカーボルトの基端部に当接した状態で、前記ロッド状部材の基端部に設けられた荷重検知機構部と、を備え、
   前記荷重検知機構部は、前記アンカーボルトに、前記アンカーボルトの降伏点強度以下の所定の荷重が作用したときに、前記アンカーボルトの伸びを受けて視認可能に状態変化することを特徴とする金属製アンカー。
2. 前記荷重検知機構部は、
   前記外部に露出した状態で、前記アンカーボルトの基端部に当接する視認頭部と、
   前記ロッド状部材の基端部に取り付けられた機構本体と、
   前記視認頭部と前記機構本体との間に介設され、前記所定の荷重が作用したときに破断するネック部と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の金属製アンカー。
3. 前記機構本体は、前記ロッド状部材の基端部に螺合し、
   前記視認頭部および前記機構本体には、前記螺合のための工具掛け部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の金属製アンカー。
4. 前記荷重検知機構部は、
   前記外部に露出した状態で、前記アンカーボルトの基端部に当接する板状の視認体と、
   前記視認体を貫通して前記ロッド状部材の基端部に取り付けられ、前記視認体を前記アンカーボルトの基端部に当接させる破壊体と、を有し、
   前記視認体は、前記所定の荷重が作用したときに破壊することを特徴とする請求項１に記載の金属製アンカー。
5. 前記視認体は、前記破壊体が貫通する貫通孔を有し、
   前記破壊体は、前記ロッド状部材の基端部に取り付けられ、前記貫通孔と同径に形成された破壊体本体と、前記外部に露出し、前記貫通孔よりも太径に形成されたヘッド部と、破壊体本体とヘッド部との間に介設された先細りのテーパー部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の金属製アンカー。
6. 前記荷重検知機構部は、
   前記外部に露出した状態で前記ロッド状部材の基端部に固定されると共に、前記アンカーボルトの基端部に当接する視認片部と、
   前記視認片部の前記アンカーボルト側に隣接して前記ロッド状部材に設けられ、前記所定の荷重が作用したときに破断する脆弱部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の金属製アンカー。
7. 前記荷重検知機構部は、
   前記外部に露出した状態で、前記ロッド状部材の基端部に取り付けられた透光性の受圧片部と、
   前記受圧片部と前記アンカーボルトの基端部との間に介設され、前記所定の荷重が作用したときに変色する加圧変色体と、を有することを特徴とする請求項１に記載の金属製アンカー。
8. 前記荷重検知機構部は、
   前記外部に露出した状態で前記ロッド状部材の基端部に装着されると共に、前記アンカーボルトの基端部に当接する視認コマを有し、
   前記視認コマは、前記所定の荷重が作用したときに、前記ロッド状部材の基端から抜け落ちることを特徴とする請求項１に記載の金属製アンカー。
9. 前記視認コマは、前記ロッド状部材の基端部に螺合すると共に、前記ロッド状部材よりも軟質の材料で形成され、ネジ山が破損することで前記ロッド状部材から抜け落ちることを特徴とする請求項８に記載の金属製アンカー。
10. 前記視認コマは、前記ロッド状部材の基端部に装着した止め輪であることを特徴とする請求項８に記載の金属製アンカー。
11. 前記所定の荷重は、前記アンカーボルトにおける降伏点強度の２０〜１００％の荷重であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の金属製アンカー。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の金属製アンカーと、
    前記金属製アンカーに隣接し前記コンクリート躯体に穿孔した下穴に設けられ、前記金属製アンカーによる前記コンクリート躯体のコーン状破壊を検知するコーン状破壊検知装置と、を備えたアンカーシステムであって、
    前記コーン状破壊検知装置は、
    前記下穴に遊嵌されると共に、前記下穴の最奥部において先端部が前記コンクリート躯体に定着される棒状アンカーと、
    前記下穴の開口部側において前記コンクリート躯体に定着されるスリーブ部と、
    外部側から前記スリーブ部に当接した状態で、前記棒状アンカーの基端部に設けられた破壊検知機構部と、を有し、
    前記破壊検知機構部は、前記コーン状破壊が発生したときに、前記スリーブ部の外方への微小移動を受けて視認可能に状態変化することを特徴とするアンカーシステム。
13. 前記破壊検知機構部は、
    前記外部に露出した状態で、前記スリーブ部の基端部に当接する視認ピースと、
    前記棒状アンカーの基端部に取り付けられた機構ボディと、
    前記視認ピースと前記機構ボディとの間に介設され、前記コーン状破壊が発生したときに破断する破断部と、を有していることを特徴とする請求項１２に記載のアンカーシステム。
    

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