JP2023040324A - アンカーボルト用引張試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】運搬が容易であって、比較的容易に設置することができ、ジャッキアップによる引張り試験を行うことで定着力を簡易に試験する。【解決手段】手廻しハンドル式のメカニカルシリンダ（２１）と、ストレート変位計（３０）と、中空位置の架台テーブル（１０）上にこれらを貫通保持した本体架台と、から組み合わせ構成される。架台テーブル下部には、テーブル中央の第一取付け孔（１０２）から貫通させたメカニカルシリンダのシリンダ下部を下方突出させ、その先に軸延長ソケットと、変位プレートのプレート基部と、ロードセルとを順に一軸上に連結して、変位プレート（４３）を上側の軸延長ソケット（４４４）と下側のロードセル（４０）とで上下に挟持してなる。【選択図】図１

Description

コンクリート等の母材に、あと施工アンカーによって、又は母材の打設時に埋設固定されたアンカーボルトを試験対象とし、この試験対象のアンカーボルトについて、母材への定着力を簡易確認するための、アンカーボルト用引張試験機に関する。特に、打設済みコンクリート等の既成の定着母材にあと施工アンカーによって定着固定されたアンカーボルトについて引張試験を行うことで、アンカーの定着力を確認するためのハンディ引っ張り試験機に関する。

従来、コンクリート等の母材にアンカー筋が埋め込まれた母材構造（接合母材）の表面部分ないし打継境界（接合面）部分に設置されるアンカー材として、デスクアンカー、鋼管コッタ―等が存在する。

コンクリート等の定着母材に定着固定されたアンカーボルト（アンカー）は、定着固定後、定期的に引っ張り試験を行って、規定以上の定着力を有することを確認する必要がある。従来の引っ張り試験機として、特開２００３－１３９６７３（アンカー試験装置および方法）、特開２００１－０５０８７７（耐震補強工事におけるアンカーボルト引張耐力検査工具）などが開示される。

特開２００４－１３９６７３号公報 特開２００１－０５０８７７

しかしながら、前記従来の引っ張り試験機はいずれも、試験装置をアンカーボルト（アンカー）周りに架台などを介して設置してジャッキアップを行うものであり、ジャッキアップ動力の運搬や設置が手間であって簡易に引っ張り試験を行うことができなかった。

そこで本発明は、運搬が容易であって、比較的容易に設置することができ、ジャッキアップなどの動力を有さずに手動による引張り試験を行うことで定着力を簡易に試験することができるハンディ式のアンカーボルト用引っ張り試験機を提供することを課題とする。

本発明のアンカーボルト用引張試験機は、下記の各手段を講じている。なお、構成名称に続けて記載する数字又はアルファベットの文字列は、実施例として示す各図における符号を参酌するための便宜上の符号であり、構成の名称又は構成の概念を限定するものではない。

本発明のアンカーボルト用引っ張り試験機は、少なくとも以下〔１〕〔２〕〔３〕の特徴を有する。

〔１〕
手廻しハンドル式のメカニカルシリンダ（２１、２２、２３）と、
ストレート変位計（３０）と、
アンカーボルトが定着された測定面上に載置して、測定面上方の中空位置の架台テーブル（１０）上に前記メカニカルシリンダ及びストレート変位計を互いに平行に貫通保持した本体架台と、から組み合わせ構成される引張試験機であって、
架台テーブル（１０）下部には、テーブル中央に設けた第一取付け孔（１０２）から貫通させたメカニカルシリンダのシリンダ下部（２１）と、第一取付け孔（１０２）近傍に設けた第二取付け孔（１０３）から貫通させたストレート変位計の測定ピン（３１）と、を下方突出させ、
シリンダ下部には少なくとも、軸延長ソケットと、変位プレートのプレート基部と、ロードセルとを順に一軸上に連結して、変位プレート（４３）を上側の軸延長ソケット（４４４）と下側のロードセル（４０）とで上下に挟持してなり、
さらに、前記ロードセルは、ロード部がアンカーボルトの定着部を向くように連結され、ロード部が箱状のカプラを介してアンカーボルトに連結されることを特徴とする、アンカーボルト用引張試験機。

〔２〕
本体架台は、中央の第一取付け孔とその近傍の第二取付け孔を有した剛体の架台テーブル（１０）と、前記第一取付け孔、第二取付け孔の各中央を通る軸線を対称軸として、架台テーブル面の対称軸上又は対称軸の左右対称位置に設けられた、複数本の脚部棒（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）とから構成され、複数の脚部棒（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）によって、架台テーブルの対称軸を中心とした左右対称の支持位置から、架台テーブル及び架台テーブル上の機器を中空支持する、請求項１に記載のアンカーボルト用引張試験機。

〔３〕
メカニカルシリンダは、架台テーブル１０の中央位置にて上下伸長方向に保持されたシリンダ軸２１と、シリンダ下部を除くシリンダ軸２１の上部周囲を筒状に囲ってシリンダの上下軸移動を規定するシリンダフレーム２２と、シリンダ軸２１の側部にギア接触して水平軸棒２３０に軸変換したシリンダボックス２３と、から構成され、
シリンダボックス２３は、平面視にて前記架台テーブル１０の対称軸を中心に左右対称配置され、対称軸と直交する水平軸棒２３０がシリンダボックス２３の左右側部からそれぞれ側部外方へ突出してなり、この左右の水平軸棒２３０の少なくともいずれかに、回転ハンドル２４を連結して取り付け可能である、請求項１又は２に記載のアンカーボルト用引張試験機。

コンクリート等の母材に埋設して定着固定されたアンカーボルト（あと施工アンカーを介して接続されたアンカーボルトを含む）を垂直に引き揚げることで正確な引張試験を簡易に行うことができ、しかも手動の回転ハンドルによってコンパクトな形態とすぐれた操作性を有する。天井、壁面などの定着力試験に用いることができる。

本発明の実施例１のアンカーボルト用引張試験機の構成例を示す斜視図。 実施例１のアンカーボルト用引張試験機の部品構成を示す分解斜視図。 図１に示す実施例１のアンカーボルト用引張試験機の側面図。 図１に示す実施例１のアンカーボルト用引張試験機及びヘッドカバーの平面図。 図３のＡ－Ａ断面図。 実施例１のアンカーボルト用引張試験機のヘッドカバー装着状態例を示す斜視図。 ヘッドカバー装着状態の実施例１のアンカーボルト用引張試験機の、側面視要部断面図。 本発明の実施例２のアンカーボルト用引張試験機の側面図。 実施例２のアンカーボルト用引張試験機の、側面視要部断面図。

以下、発明を実施するための形態例について実施例として示す各図とともに説明する。

本発明は、壁面や天井ボードなどの各種ボード材や、コンクリートなどの母材に埋め込んだアンカーボルトの定着強度を簡易に測定するための、測定器具である。

ボード材としては、木製ボード、ケイカルボード、樹脂ボードなどが挙げられる。母材としては、コンクリート材、レンガ材、石材、アスファルト面などの固化済の高圧縮強度材、ないし、固化前のコンクリート部材があげられる。アンカーボルトとしては、ボードを貫通してアンカー定着したボードアンカーなどが挙げられる。

本発明のアンカーボルト用引っ張り試験機は、基本的に以下の構成からなる。
＜構成＞
・手廻しハンドル式のメカニカルシリンダ（２１、２２、２３）と、
・ストレート変位計（３０）と、
・これらを中空位置の架台テーブル（１０）上に貫通保持した本体架台と、から組み合わせ構成
される。

架台テーブル（１０）下部には、テーブル中央に設けた第一取付け孔（１０２）から貫通させたメカニカルシリンダのシリンダ下部（２１）と、第一取付け孔（１０２）近傍に設けた第二取付け孔（１０３）から貫通させたストレート変位計の測定ピン（３１）と、を下方突出させる。

シリンダ下部（２１）には、共締めナット（４２）、軸延長ソケット（４４）、変位プレート（４３）のプレート基部、ロードセル（４０）、及びカプラ（５０）を順に一軸上に連結螺合して、変位プレート（４３）を上側の軸延長ソケット（４４４）と下側のロードセル（４０）とで上下に挟持してなり、
変位プレート（４３）のプレート先片がストレート変位計（３）側に側突出して、プレート先片の上面が測定ピン（３１）の球面先部（３１Ｓ）に接してセットされる。

（脚部棒の対称支持）
本体架台は、中央の第一取付け孔とその近傍の第二取付け孔を有した円形の架台テーブル（１０）と、前記第一取付け孔、第二取付け孔の各中央を通る軸線を対称軸として、架台テーブル面の対称軸上又は対称軸の左右対称位置に設けられた、複数本の脚部棒（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）とから構成され、複数の脚部棒（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）によって、架台テーブルの対称軸を中心とした左右対称の支持位置から、架台テーブル及び架台テーブル上の機器を中空支持する。

（対称位置の選択式ハンドル）
メカニカルシリンダは、架台テーブル１０の中央位置にて上下伸長方向に保持されたシリンダ軸２１と、シリンダ下部を除くシリンダ軸２１の上部周囲を筒状に囲ってシリンダの上下軸移動を規定するシリンダフレーム２２と、シリンダ軸２１の側部にギア接触して水平軸棒２３０に軸変換したシリンダボックス２３と、から構成される。

シリンダボックス２３は、平面視にて前記架台テーブル１０の対称軸を中心に左右対称配置され、対称軸と直交する水平軸棒２３０がシリンダボックス２３の左右側部からそれぞれ側部外方へ突出してなり、この左右の水平軸棒２３０の少なくともいずれかに、回転ハンドル２４を連結して取り付ける。左右の水平軸棒２３０の少なくともいずれかに取り付けた回転ハンドル２４を手動で回転操作することで、シリンダボックス２３内の複数のギヤにより方向変換及びトルク変換された回転トルクがシリンダ２１へ伝達され、シリンダ２１がシリンダ軸上方へ移動する。水平軸棒２３０を左右対称位置に突出してレイアウトし、左右のいずれかに回転ハンドルを選択して取りつけ、どちらからも回転操作できるようにしている。これにより、操作スペースに応じた取り回しが可能となり、操作性が向上する。

（シリンダ２１下部における変位プレートの挟み込み構造）
シリンダ２１下部は架台テーブル１０の中央の第一取付け孔（１０２）から貫通して下方へ突出した先部で、連結ナット４２を介して軸延長ソケット（４３）が取り付けられ、シリンダ２１と軸延長ソケット（４３）とで同軸一体構造をなしている。さらに、軸延長ソケット（４３）は下半部中央に挿入される中央ピン（図示では省略）及び左右の連結ピンを介して下部のロードセルの上固定面に同軸連結されるところ、本発明ではロードセルの上固定面と軸延長ソケット（４３）との間に、変位プレート（４３）の３点孔開け基部を挟み込んでいる。これにより、軸延長ソケット（４３）とロードセル検知面とで一体的な挟み込み構造が形成される。

一方、メカニカルシリンダとストレート変位計３０とは、厚手の架台プレートを貫通固定されることで架台プレートと共に剛体としての一体構造を形成し、互いに平行な位置関係を保った状態となっている。これにより、架台プレートと正確に直交するシリンダの軸移動量が、変位プレート（４３）を介して、同じく架台プレートと正確に直交する測定ピンにて正確に測定される。

（ロードセルとカプラとの連結構造）
挟み込み構造の下部ではさらに、固定面を上向きに、かつロード部４１Ｃを下向きに配向したロードセル４０（引張ロードセル）が、内部に収容空間を有した箱状カプラ５０を介して引張テンション状態でアンカーボルトのボルトキャップＡＣに連結される。シリンダ下部からロードセルまでは軸連結及びピン連結によって一体の連結構造をなし、カプラとアンカーボルトとで略一体構造をなしている。

一方、ロードセルのロッド部がカプラを介してアンカーボルトと連結することで、アンカーボルトのボルト方向とシリンダ軸方向とのズレをカプラ連結部分でアジャストしたものとなっている。これにより、ロードセルのロード部方向とアンカーボルトの軸方向にズレがあった場合でも検知方向のずれを最小限に抑え、かつ、アンカーボルトをカプラによってボルト軸方向へまっすぐ引っ張った、正確な検査状態を確保している。

（カプラ構造によるアンカーボルトとの一体化）
下部に係止スリットを有したボックス状のカプラ５０によって、アンカーボルトのボルトキャップＡＣを、対称方向の両側部から係止して、対向する２枚の係止片によってカプラ５０をボルトキャップＡＣと一体化させた状態で引き上げるものとしている。

実施例１では箱状のカプラ５０を介して対向する２つのカプラ先片５０Ｅにボルトキャップ下面両側部が中心方向へ挟まれて、ボルトキャップとカプラとが一体構造をなしている（図３参照）。

（ボールジョイントの介在連結）
一方、実施例２ではロードセルのロード部４１Ｃと箱状のカプラ５０との間にボールジョイント４５を介設して連結している（図８参照）。すなわち、ボールジョイント４５のジョイント上部である球面凹部４５１が、シリンダ下部、軸延長ソケット、変位プレート及びロードセルと一体構造をなしている。その一方で、ボールジョイント４５のジョイント下部である球体部４５２が、箱状のカプラ５０及びアンカーボルトＡと一体構造をなしており、各軸方向のズレをボールジョイント４５で調整し、これと共に各軸位置のオフセット方向を含むズレと、アンカーボルトの引っ張り方向を、カプラ５０で調整している。

実施例２では特に、アンカーボルトのボルト軸が固定面Ｂの法線に対して極端にずれているときに用いることで、それぞれの軸力のテンションを保ったまま、球面連結によって各軸方向の引張りを維持するものとなっている。

（回転量表示）
メカニカルシリンダの側面であって、水平軸棒２３０の突出部周囲には、水平軸棒の回転量すなわちこれに取り付けた回転ハンドルの回転操作の位相量を目視確認するための、回転量の目盛表示２３１Ｍが施される（図１、図２）。
また、ヘッドカバー６の左右に設けたハンドル遊挿孔周りにも、水平軸棒の回転量すなわちこれに取り付けた回転ハンドルの回転操作の位相量を目視確認するための、回転量の目盛表示６１Ｍが施される（図６）。回転量の目盛表示はヘッドカバー、メカニカルジョイントの少なくとも一方に付されていればよい。

回転量の目盛表示を施すことで、測定に必要なアンカーボルトの引き上げ量を確認しながらシリンダによる引張試験を行うことができ、正確な測定を可能とすると共に、過度の引張李事故を防止することができる。

（ヘッドカバー６）架台テーブル上に下端が開口した円筒状のヘッドカバーを取り付けて使用してもよい。ヘッドカバー６により、外部からの接触干渉による保持状態の歪みを回避することができる。

＜特徴と作用効果＞
ロードセルと変位プレートを、アンカーボルト頭部近傍に同軸連結（直結）し、
同軸連結したシリンダを、メカニカルシリンダの手動ハンドル操作のみによって機械的に引き上げ操作する点、を特徴とする。

これにより、油圧や電気モーターを使用せずに引き上げ操作するため、運搬、設置など取り
回しに優れるものとなる。

また、アンカーボルト頭部にカプラ、ロードセル、変位プレートを直付け連結するため、引っ張り装置構成自体の伸びを考慮する必要がなく、高精度の測定値が得られる。

＜使用方法＞
（セット状態Ｓ１）
本体架台をコンクリート面上に載置し、アンカーボルトの突出端をカプラで連結してセット状態Ｓ１とする。

（引き揚げ状態Ｓ２）
セット状態Ｓ１から、手回しハンドルをメカニカルシリンダのハンドル穴内に差し込み、ハンドルを手廻しすることで、シリンダ及びその連結器具からなる「シリンダ連結体」を一体的に引き上げた、引き上げ状態Ｓ２とする。

（測定）
この引き上げ状態Ｓ２における変位プレートの変位と、ロードセルでの引っ張り荷重を読み取る。

その他、本発明は上述ないし図示した実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜の形状変更、構成変更、部品点数の調整、公知の構造品や他の部品への置換、或いは、一部構成要素の抽出、各部品の一体化、ないし、実施例間の構成同士の組合せが可能である。

Claims (3)

1. 手廻しハンドル式のメカニカルシリンダ（２１、２２、２３）と、
   ストレート変位計（３０）と、
   アンカーボルトが定着された測定面上に載置して、測定面上方の中空位置の架台テーブル（１０）上に前記メカニカルシリンダ及びストレート変位計を互いに平行に貫通保持した本体架台と、から組み合わせ構成される引張試験機であって、
   架台テーブル（１０）下部には、テーブル中央に設けた第一取付け孔（１０２）から貫通させたメカニカルシリンダのシリンダ下部（２１）と、第一取付け孔（１０２）近傍に設けた第二取付け孔（１０３）から貫通させたストレート変位計の測定ピン（３１）と、を下方突出させ、
   シリンダ下部には少なくとも、軸延長ソケットと、変位プレートのプレート基部と、ロードセルとを順に一軸上に連結して、変位プレート（４３）を上側の軸延長ソケット（４４４）と下側のロードセル（４０）とで上下に挟持してなり、
   さらに、前記ロードセルは、ロード部がアンカーボルトの定着部を向くように連結され、ロード部が箱状のカプラを介してアンカーボルトに連結されることを特徴とする、アンカーボルト用引張試験機。
2. 本体架台は、中央の第一取付け孔とその近傍の第二取付け孔を有した剛体の架台テーブル（１０）と、前記第一取付け孔、第二取付け孔の各中央を通る軸線を対称軸として、架台テーブル面の対称軸上又は対称軸の左右対称位置に設けられた、複数本の脚部棒（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）とから構成され、複数の脚部棒（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ）によって、架台テーブルの対称軸を中心とした左右対称の支持位置から、架台テーブル及び架台テーブル上の機器を中空支持する、請求項１に記載のアンカーボルト用引張試験機。
3. メカニカルシリンダは、架台テーブル１０の中央位置にて上下伸長方向に保持されたシリンダ軸２１と、シリンダ下部を除くシリンダ軸２１の上部周囲を筒状に囲ってシリンダの上下軸移動を規定するシリンダフレーム２２と、シリンダ軸２１の側部にギア接触して水平軸棒２３０に軸変換したシリンダボックス２３と、から構成され、
   シリンダボックス２３は、平面視にて前記架台テーブル１０の対称軸を中心に左右対称配置され、対称軸と直交する水平軸棒２３０がシリンダボックス２３の左右側部からそれぞれ側部外方へ突出してなり、この左右の水平軸棒２３０の少なくともいずれかに、回転ハンドル２４を連結して取り付け可能である、請求項１又は２に記載のアンカーボルト用引張試験機。

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