硬度測定用引っかき傷生成装置
【課題】たとえ対象物が円柱状のものであっても、常に一定した引っかき操作をもって同じ圧力で安定して対象物の表面を引っかくことができるようにする。
【解決手段】尖頭部３１を有する引っかき部材３と、引っかき部材３に対して尖頭部３１が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材３４と、対象物９の表面に引っかき部材３の尖頭部３１が当接するように引っかき部材３に向けて対象物９を支持する支持台２０を変位させる変位機構５と、上下方向へ引っかき部材３を移行させる移動機構２とから成る。移動機構２は、引っかき部材３を保持するホルダー８と、ホルダー８の両端部と接してホルダー８を上下方向へ摺動させるガイド機構部４０と、ホルダー８を前記ガイド機構部４０によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部７とを備えて成る。
【解決手段】尖頭部３１を有する引っかき部材３と、引っかき部材３に対して尖頭部３１が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材３４と、対象物９の表面に引っかき部材３の尖頭部３１が当接するように引っかき部材３に向けて対象物９を支持する支持台２０を変位させる変位機構５と、上下方向へ引っかき部材３を移行させる移動機構２とから成る。移動機構２は、引っかき部材３を保持するホルダー８と、ホルダー８の両端部と接してホルダー８を上下方向へ摺動させるガイド機構部４０と、ホルダー８を前記ガイド機構部４０によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部７とを備えて成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建造物や物体の構成材料の硬度を測定するために、測定すべき対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するのに用いられる引っかき傷生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、既存の建造物の耐震診断を行うのに、その建造物を構成するコンクリートの強度を調査することが不可欠である。従来は、耐震診断の対象とする建造物の壁や柱などよりコンクリートを円柱状に切り出し、その採取物をサンプルとして外部の試験機関へ送り、コンクリート強度の測定試験を行っていた。しかし、外部の試験機関へ強度測定を委託するという方法では、現場でのサンプル採取から強度試験結果の報告を受け取るまでにかなりの日数を必要とする。
【０００３】
そのような実情から、耐震診断の対象とする建造物のおよそのその強度を現場で推定し得る簡易な装置の出現が要望されていたところ、先般、採取したコンクリートのサンプルの表面を一定圧で引っかいて引っかき傷を一直線状に生成した後、その引っかき傷の溝幅をスケールなどで測定し、その測定値をコンクリートの硬度に換算して建造物の凡その強度を推定するという方法が提案された。
【０００４】
上記した方法において、コンクリートのサンプルの表面に引っかき傷を生成するのに、筆記具状のものが用いられていたが、同じ筆圧で引っかき操作を行うのが容易でなく、測定値の信頼性が低いという問題があった。
この問題を解消するために、コイルばねで弾発された引っかき用の圧子を、この圧子とコイルばねとを内蔵する厚板状のボディの下面から先細の先端部が突き出た状態に保持するようにした引っかき傷生成具が提案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０３６０６７号公報
【０００６】
この引っかき傷生成具によると、対象物の表面にボディの下面を押し付けて圧子の先端部を介して被測定面に定荷重を作用させ、この状態でボディを摺動させることで圧子の先端部で対象物の表面に引っかき傷を生成するので、ボディを対象物の表面に押し付けて摺動させる、という簡単な操作により、対象物の表面を引っかくことが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、対象物の表面にボディの下面を押し付けた状態でボディをゆっくりかつ定速度で摺動させないと、同じ圧力で安定して引っかくことができず、そのような引っかき操作は必ずしも容易でなく、操作状態のばらつきにより引っかき傷の溝幅に誤差が生じ、測定値の信頼性を十分に高めることは困難である。しかも、対象物が平板状のものであれば引っかき操作も比較的容易であるが、対象物が円柱状のものでは、円柱の外周面にボディの下面を押し付けた状態で軸方向へ真っ直ぐに摺動させることは容易でなく、引っかき操作に熟練を要する。
【０００８】
この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、ボディを手に持って対象物の表面を摺動させるような操作を必要とせず、たとえ対象物が円柱状のものであっても、常に一定した引っかき操作をもって同じ圧力で安定して対象物の表面を引っかくことができる硬度測定用引っかき傷生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による硬度測定用引っかき傷生成装置は、対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するためのものであり、尖頭部を有する引っかき部材と、引っかき部材に対して尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材と、対象物の表面に引っかき部材の尖頭部が当接するように尖頭部が向く方向へ引っかき部材を変位させるか又はその逆方向へ対象物を支持する支持台を変位させる変位機構と、尖頭部が向く方向と直交する方向へ引っかき部材を移行させる移動機構とから成る。
前記移動機構は、引っかき部材を保持するホルダーと、ホルダーの両端部と接してホルダーを引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ摺動させるガイド機構部と、ホルダーを前記ガイド機構部によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部とを備えている。
【００１０】
この発明による引っかき傷生成装置により対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、まず、ホルダーに引っかき部材を保持させた後、変位機構を動作させて尖頭部が向く方向へ引っかき部材を変位させるか又はその逆方向へ対象物を支持する支持台を変位させる。これにより引っかき部材の尖頭部が対象物の表面にばね部材によるばね圧が作用した状態で当接して食い込み状態となる。
つぎに、移動機構の駆動機構部を駆動すると、ホルダーはその両端部がガイド機構部によりガイドされて摺動し、引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ移動する。このホルダーと一体に引っかき部材が移動し、対象物の表面に引っかき傷が一直線状に生成される。この場合、駆動機構部によってホルダーに保持された引っかき部材をガイド機構部によるガイド方向へゆっくりかつ定速度で移動させることが可能であるから、たとえ対象物が円柱状のものであっても、引っかき部材により同じ圧力で安定して対象物の表面を真っ直ぐに引っかくことができ、引っかき傷の溝幅に誤差が生じるのを防止でき、測定値の信頼性が大幅に高められる。
なお、駆動機構部の駆動源は、手操作のためのハンドルであってもよく、モーターやシリンダのような動力であってもよい。
【００１１】
この発明による引っかき傷生成装置は、コンクリート、合成樹脂材、金属材、木材など、種々の材料について、また、円柱状、角柱状、平板状など、種々の形状のサンプルについて、硬度測定のための引っかき傷の生成に用いることができる。また、硬度測定の対象物は、建造物などから採取されたサンプルに限らず、建造物や物体そのものであってもよい。
【００１２】
建造物などからの採取物を硬度測定の対象物とする場合は、対象物の表面が前記ガイド機構によるガイド方向と平行となるように対象物を支持することが可能な支持機構をさらに備えたものであることが望ましい。
好ましい実施態様の前記支持機構は、対象物を支持する支持台と、支持台上に対象物の表面が前記ガイド機構によるガイド方向と平行となるように対象物を位置決め固定する位置決め機構部とを備えたものであり、前記支持台に前記変位機構が接続されている。
【００１３】
建造物や物体そのものを硬度測定の対象物とする場合、好ましい実施態様の前記変位機構は、ガイド機構部の両端部に先端部を対象物の表面に突き当てることが可能な突き当て部材を備え、各突き当て部材は、引っかき部材を尖頭部が向く方向へ変位させて尖頭部を対象物の表面に当接させることが可能なように長さ調節が可能に構成されている。
この実施態様によると、各突き当て部材の先端部を対象物の表面に突き当てた後、各突き当て部材の長さを調節することにより、引っかき部材を尖頭部が向く方向へ変位させ、ばね部材によるばね圧が作用した状態で尖頭部を対象物の表面に当接させ、食い込み状態とする。つぎに、移動機構の駆動機構部を駆動し、ホルダーと一体に引っかき部材を移動させ、対象物の表面に引っかき傷を一直線状に生成する。
【００１４】
好ましい実施態様においては、前記移動機構の駆動機構部にはボールネジが用いられ、ボールネジのナット部にホルダーが一体に設けられるとともに、ナット部が噛み合うネジ軸に回動操作が可能なハンドルが取り付けられている。
この実施態様では、ハンドルの回動操作によりネジ軸が回動し、この回動に伴ってナット部と一体のホルダーがネジ軸に沿って移動する
【００１５】
この発明による他の引っかき傷生成装置は、尖頭部を有する引っかき部材と、引っかき部材に対して尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材と、引っかき部材を保持するホルダーと、対象物の表面が尖頭部が向く方向と直交する方向となるように対象物を支持する支持台と、対象物の表面に引っかき部材の尖頭部が当接するように尖頭部が向く方向へホルダーを変位させる変位機構と、尖頭部が向く方向と直交する方向へ支持台を移行させる移動機構とから成る。
前記移動機構は、支持台を引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ摺動させるガイド機構部と、支持台を前記ガイド機構部によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部とを備えている。
【００１６】
上記した構成の引っかき傷生成装置により対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、まず、ホルダーに引っかき部材を保持させ、一方、支持台上に対象物の表面が尖頭部が向く方向と直交する方向となるように対象物を支持した後、変位機構を動作させて尖頭部が向く方向へホルダーを変位させる。これにより引っかき部材の尖頭部は対象物の表面にばね部材によるばね圧が作用した状態で当接して食い込み状態となる。
つぎに、移動機構の駆動機構部を駆動すると、支持台はガイド機構部によってガイドされて摺動し、引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ移動する。支持台と一体に対象物が移動し、対象物の表面に引っかき傷が一直線状に生成される。この場合、駆動機構部によって支持台をガイド機構によるガイド方向へゆっくりかつ定速度で移動可能であるから、たとえ対象物が円柱状のものであっても、引っかき部材により同じ圧力で安定して対象物の表面を真っ直ぐに引っかくことができ、引っかき傷の溝幅に大きな誤差が生じるのを防止でき、測定値の信頼性が大幅に高められる。
【００１７】
前記引っかき部材として、尖頭部を有する軸状の圧子と、前記圧子を摺動自由に支持する支持穴を有するハウジングとから成り、前記支持穴には、尖頭部が支持穴の開口部より突出するよう圧子に尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材が配備されたものを用いることができるが、必ずしもハウジング内にばね部材が組み込まれたものである必要はない。
【００１８】
すなわち、他の好ましい実施態様の前記引っかき部材は、尖頭部を有する軸状の圧子と、尖頭部が突出するよう圧子を支持するハウジングとから成るものであり、前記ハウジングに前記尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材が連繋されている。
なお、ばね部材としてコイルばねや板ばねなどを用いることができる他、ゴムなどの弾性体を用いることも可能である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、従来例のように、ボディを手に持って対象物の表面を摺動させるような操作は必要とせず、たとえ対象物が円柱状のものであっても、常に一定した引っかき操作をもって同じ圧力で安定して対象物の表面を引っかくことができ、操作状態のばらつきによって引っかき傷の溝幅に誤差が生じるおそれがなく、測定値の信頼性を十分に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図３は、この発明の一実施例である硬度測定用引っかき傷生成装置の外観および構成を示している。
図示例の引っかき傷生成装置は、図４に示すような円柱形状の対象物９の硬度を測定するのに好適なものであり、対象物９の外周面に軸方向（長さ方向）に沿って引っかき傷９１を一直線状に生成するのに用いられる。
既存の建造物の耐震診断を行うに際して、建造物の柱や壁を円柱状にくり抜いてコンクリートを切り出し、その採取物を硬度測定の対象物９として、後述する支持台２０上にセットし、引っかき傷９１の生成作業を行うものである。
【００２１】
引っかき傷９１は、対象物９の表面に当接させた引っかき部材３の尖頭部３１に所定の荷重をかけた状態で、引っかき部材３を移行させることで生成される。対象物９が硬いものであれば引っかき傷９１の溝幅ｄは小さくなり、柔らかいものであれば引っかき傷９１の溝幅ｄは大きくなるので、引っかき傷９１の溝幅ｄの大小によって対象物９の硬度を推定し得る。
図示例のような円柱状の対象物９では、外周面９０の軸方向（長さ方向）に沿って直線状の引っかき傷９１を生成することが可能である。対象物が角柱状の場合は外周の平坦な面に、また、対象物が板状の場合は表面の平坦な面に、それぞれ任意の方向へ直線状の引っかき傷を生成し得る。
【００２２】
この実施例では、対象物９の外周面９０に生成された引っかき傷９１の溝幅ｄを光学的に測定し、その測定値の大小によって対象物９の硬度を推定する。
対象物９の外周面９０にはあらかじめ適当な範囲Ｓにわたって黒色の塗料を塗布し、前記領域Ｓに引っかき傷生成装置により引っかき傷９１を生成した後、引っかき傷９１を含む周辺の領域を図示しないカメラで撮像する。撮像して得られた画像は、引っかき傷９１の部分は白く、その背景は黒く現れるので、その濃淡画像を適当なしきい値で２値化処理した後、傷の方向と直交する方向に沿って白画素の数を計測することで、引っかき傷９１の溝幅ｄを測定し得る。
【００２３】
図示例の引っかき傷生成装置は、全体が金属製であり、平面形状が矩形状の基台１を有している。基台１の下面の４隅には同一高さの脚１０が設けられ、基台１の水平な上面には、円柱状の対象物９を縦向きに支持する支持台２０と、対象物９の外周面９０に引っかき傷を上下方向ｙに一直線状に生成する尖頭部３１を有する引っかき部材３と、引っかき部材３を保持したホルダー８を水平姿勢を保った状態で、ガイド機構部４０によってガイドされる上下方向ｙへ移行させる移動機構４と、支持台２０を引っかき部材３の尖頭部３１に向けて変位させる変位機構５とが搭載されている。
【００２４】
前記支持台２０は、平面形状が矩形状のベース板２１上に円筒状をなす支持枠２２が縦向きに一体形成されたものである。支持枠２２はベース板２１の上面に対して垂直をなし、支持枠２２の引っかき部材３と対向する面が切り欠かれて、対象物９の外周面９０を臨ませる開放部２３になっている。前記ベース板２１は、水平な姿勢の状態で、基台１とその基台１上に固定された左右のガイド板５１との間に両端縁が摺動自由に係合しており、これにより支持台２０は引っかき部材３に対して進退可能となっている。なお、左右のガイド板５１は後述する往復動機構５０や止め固定機構５２とともに変位機構５を構成するものである。
【００２５】
前記支持台２０は、位置決め機構部６とともに支持機構２を構成する。位置決め機構部６は、支持枠２２の開放部２３より臨ませた対象物９の外周面９０が前記ガイド機構部４０によるガイド方向ｙ（上下方向）と平行となるように、つまり、対象物９の外周面９０が垂直となるように、対象物９を支持台２０上に位置決め固定するためのものであり、支持枠２２の前記開放部２３と反対側の部分に上下一対のネジ孔２４，２５が形成されるとともに、各ネジ孔２４，２５にネジ軸６１，６２がネジ込まれて成る。各ネジ軸６１，６２はネジ送りされるに従って先端部が支持枠２２内に突出し、対象物９を開放部２３の側へ変位させて押し付ける。対象物９の外周面９０が支持枠２２に突き当たった状態のとき、円柱状の対象物９はその軸芯並びに外周面９０が垂直となる。
【００２６】
前記引っかき部材３は、図５に示すように、直方体形状のハウジング３２に形成された支持穴３３の内部に、尖頭部３１を有する軸状の圧子３０が摺動自由に配備されたものである。前記支持穴３３はハウジング３２の前端面３２ａに開口し、圧子３０の尖頭部３１が支持穴３３の開口部３３ａよりハウジング３２の前端面３２ａの前方へ突出している。尖頭部３１は、円錐形状をなし、その先端部３１ａには半球状の小さな丸みがつけてある。この実施例では、尖頭部３１がなす角度は９０度に設定されているが、これに限られるものではない。
【００２７】
支持穴３３の後端部の内周面にはねじ部３５が形成され、そのねじ部３５にねじ３６がねじ込まれている。支持穴３３にはコイルばねより成るばね部材３４が挿入されている。ばね部材３４の後端部はねじ３６に支持され、ばね部材３４の前端部は圧子３０の基端部に形成されたフランジ部３７に当たって圧子３０を押す。ばね部３４材は、圧縮された状態で支持穴３３に挿入されており、フランジ部３７が支持穴３３に設けられた段部３３ｂに当たるように圧子３０を押圧する。この押圧状態で尖頭部３１は支持穴３３の開口部３３ａより突出する。ばね部材３４は、圧子３０に一定のばね圧を作用させるもので、尖頭部３１が対象物９の外周面９０に当接して押し込まれたとき、ばね部材３４によるばね圧に応じた荷重が対象物９に作用する。
なお、引っかき部材３として、ばね部材３４のばね圧が異なるものを予め複数個用意しておき、対象物９が硬ければばね圧の大きなものを、対象物９がそれほど硬くなければばね圧の小さなものを、それぞれ選択して使用する。
【００２８】
前記変位機構５は、対象物９の外周面９０に引っかき部材３の尖頭部３１を前記ばね部材３４のばね圧が作用した状態で当接させるために、引っかき部材３の尖頭部３１に向けて支持台２０を変位させるためのものであり、引っかき部材３に対して支持台２０のベース板２１を往復動自由に支持する左右一対のガイド板５１，５１と、支持台２０をガイド板５１に沿って往復動させる往復動機構５０と、支持台２０を任意の位置に定位させる止め固定機構５２とを含んでいる。
【００２９】
前記の各ガイド板５１は、基台１上に複数個のネジ５３によりそれぞれ止め固定されており、下面にガイド溝が全長にわたり形成されている。各ガイド板５１のガイド溝上の位置には、上下に貫通するネジ孔が形成され、各ネジ孔に止め固定機構５２を構成する止めネジ５８がねじ込まれている。各止めネジ５８はねじ込まれることで下端がガイド溝内に突出して支持台２０のベース板２１に当接し、支持台２０を止め固定する。
【００３０】
変位機構５の往復動機構５０は、基端にハンドル５５を備えた送りネジ５４と、送りネジ５４と噛み合い送りネジ５４をネジ送りするネジ受け部５６とで構成されている。ネジ受け部５６は基台１上に設けられており、送りネジ５４が貫通する貫通孔の内周面にネジが切られている。送りネジ５４の先端部は支持台２０のベース板２１上に設けられた連結部５７に連結されている。連結部５７は送りネジ５４の先端部を回動自由に支持する。ハンドル５５を回すと、送りネジ５４が一体に回動し、ネジ受け部５６によりネジ送されることにより、支持台２０は引っかき部材３に向けて進む。ハンドル５５を前記と逆方向へ回すと、送りネジ５４はネジ受け部５６により前記と逆方向へネジ送りされ、支持台２０は引っかき部材３から離れる。なお、駆動源として、ハンドル５５に代えて正逆回転が可能なモーターを用いることもできる。
【００３１】
前記移動機構４は、引っかき部材３の尖頭部３１が向く方向と直交する方向、すなわち、上下方向に引っかき部材３を移行させるもので、これにより対象物９の外周面９０に当接した尖頭部３１により引っかき傷を一直線状に生成する。引っかき部材３はホルダー８により保持されるもので、このホルダー８と、ホルダー８を上下方向へ摺動させるガイド機構部４０と、ホルダー８を上下方向へ移動させる駆動機構部７とで移動機構４が構成される。
【００３２】
ホルダー８は、平面形状がともに矩形状をなす上部保持板８１と下部保持板８２とで構成されており、上下の両保持板８１，８２間で引っかき部材３のハウジング３２を挟み、複数箇所をネジ８３によって保持板８１，８２間を締め付けるものである。なお、各保持板８１，８２の外周の端面は上面および下面に対して直角をなしている。
【００３３】
前記ガイド機構部４０は、基台１上に垂直に縦設された左右一対の側板４１，４２を備え、両側板４１，４２の上端間および下端間には側板４１，４２間が全長のわたって均一の間隔となるように上板４３および下板４４が設けられている。
各側板４１，４２の対向する内面は第１のガイド面４１ａ，４２ａとなし、各側板４１，４２の対象物９の側の端面は第２のガイド面４１ｂ，４２ｂとなしている。第１のガイド面４１ａ，４２ａおよび第２のガイド面４１ｂ，４２ｂは鉛直面であり、第１のガイド面４１ａ，４２ａにはホルダー８の下部保持板８２の外側の端面８２ａ、８２ｂが、第２のガイド面４１ｂ，４２ｂにはホルダー８の上部保持板８１の後側の端面８１ａが、それぞれ摺動する。したがって、ホルダー８の下部保持板８２は側板４１，４２の内面間の距離に一致する幅に形成され、一方、上部保持板８１は側板４１，４２の外面間の距離に一致するかそれ以上の幅に形成されるとともに、下部保持板８２は上部保持板８１より大きな長さに形成される。
【００３４】
前記移動機構４の駆動機構部７にはボールネジ７０が用いられている。ボールネジ７０を構成するネジ軸７１は、鉛直となるようにその上端部および下端部が上板４３および下板４４に設けられた軸受（図示せず。）により回動自由に支持されている。ネジ軸７１の上端は上板４３の上方へ突出し、ハンドル７３が取り付けられている。ボールネジ７０を構成するナット部７２とホルダー８の下部保持板８２とは一体になっており、ナット部７２がネジ軸７１に噛み合っている。なお、駆動源として、ハンドル７３に代えて正逆回転が可能なモーターを用いることもできる。
ハンドル７３によりネジ軸７１を回動させると、ネジ軸７１に噛み合うナット部７２が上方へ移動し、ナット部７２と一体のホルダー８およびホルダー８と一体の引っかき部材３がナット部７２とともに上方へ移動する。ネジ軸７２を逆方向へ回動させると、ネジ軸７１に噛み合うナット部７２、ナット部７２と一体のホルダー８、およびホルダー８と一体の引っかき部材３がともに下方へ移動する。
【００３５】
なお、上記した図１〜図３の実施例は、対象物９の外周面９０に引っかき部材３の尖頭部３１が当接するように引っかき部材３に向けて対象物９を支持する支持台２０を変位させているが、これに限らず、図６に示す他の実施例のように、引っかき部材３の方をホルダー８により対象物９に向けて変位させるようにしてもよい。
また、図１〜図３の実施例は、対象物９を定位させた状態で引っかき部材３を尖頭部３１が向く方向と直交する方向（上下方向）へ移行させているが、これに限らず、図６に示す実施例のように、引っかき部材３を定位させた状態で対象物９を支持する支持台２０を尖頭部３１が向く方向と直交する方向（図示例では紙面と直交する方向）へ移行させるようにしてもよい。
また、図１〜図３の実施例では、円柱状の対象物９を支持台２０上に縦向きに支持して、引っかき部材３を上下方向に移行させているが、これに限らず、図６に示す実施例のように、円柱状の対象物９を支持台２０に横向きに支持して、支持台２０を水平方向に移行させるようにしてもよい。
なお、図６に示す実施例において、４０は断面Ｌ字形状の支持台２０を水平方向（図の紙面と直交する方向）へ摺動させるガイド機構部、７は支持台２０をガイド機構部４０によってガイドされる方向へハンドル７３の操作によって移動させる駆動機構部（例えばボールネジ）である。
【００３６】
上記の各実施例は、建造物から採取したコンクリートのサンプルを硬度測定の対象物９としているが、図７に示す実施例は、建造物そのものを硬度測定の対象物９とするものである。
図７に示す実施例は、前記変位機構５を、移動機構４のガイド機構部４０の両端部に先端部が対象物９の表面に突き当てることが可能な突き当て部材１００，１００を備えたものとして構成したものである。各突き当て部材１００は、引っかき部材３を尖頭部３１が向く方向へ変位させて尖頭部３１をばね部材（図示せず。）のばね圧が作用した状態で対象物９の表面に当接させることが可能なように伸縮可能な構成となっている。なお、図中、１０１は回動操作により突き当て部材１００を伸縮させるためのリング状の操作具であり、１０２は手持ち操作のためのグリップである。
また、移動機構４や引っかき部材３の構成は、図１〜図３に示した実施例と同様であり、ここでは対応する構成に同じ符号そ付することで説明を省略する。
【００３７】
なお、上記の各実施例の引っかき部材３は、ハウジング３２の内部にばね部材３４を組み込んだ構成のものであるが、必ずしもそのような構成である必要はなく、図８に示すように、尖頭部３１を有する圧子３０と、尖頭部３１が突出するよう圧子３０を固定的に支持するハウジング３２とで引っかき部材３を構成し、ハウジング３２に対して尖頭部３１が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材３４を連繋するようにしてもよい。この場合、引っかき部材３は、ホルダー８に摺動変位可能な状態で支持される。
【００３８】
図１〜図３に示した引っかき傷生成装置により対象物９の外周面９０に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、まず、ホルダー８に引っかき部材３を保持させる。この場合、上下の保持板８１，８２は水平状態となるようにネジ固定される。つぎに、変位機構５を動作させて引っかき部材３の尖頭部３１に向けて対象物９を支持する支持台２０を変位させる。これにより引っかき部材３の尖頭部３１が対象物９の外周面９０にばね部材３４によるばね圧が作用した状態で当接して食い込み状態となる。
【００３９】
つぎに、ハンドル７３の回動操作によりボールネジ７０のネジ軸７１を回動させると、ナット部７２の移動と一体にホルダー８はその両端部がガイド機構部４０の側板４１，４２によりガイドされて第１、第２の各ガイド面４１ａ，４２ａ、４１ｂ、４２ｂを摺動し、引っかき部材３の尖頭部３１が向く方向と直交する方向、すなわち、上下方向へ移動する。このホルダー８と一体に引っかき部材３が移動し、対象物９の外周面９０の軸方向に引っかき傷が一直線状に生成される。この場合、ハンドル操作によりホルダー８をガイド機構部４０によるガイド方向へゆっくりかつ定速度で移動させることが可能であるから、円柱状の対象物９であっても、引っかき部材３により同じ圧力で安定して対象物９の外周面９０の軸方向に真っ直ぐに引っかくことができる。
【００４０】
図６に示した実施例の引っかき傷生成装置により対象物９の外周面９０に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、支持台２０上に対象物９を横向きに支持した後、引っかき部材３を保持したホルダー８を対象物９に向けて変位させ、尖頭部３１を対象物９の表面にばね圧が作用した状態で当接させて食い込み状態とする。
つぎに、移動機構４の駆動機構部７を駆動すると、支持台２０はガイド機構部４０によりガイドされて摺動し、水平方向へ移動する。支持台２０と一体に対象物９が移動し、対象物９の外周面９０の軸方向に引っかき傷が一直線状に生成される。
【００４１】
図７に示した実施例の引っかき傷生成装置により対象物９の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、グリップ１０２を把持して装置全体を支えながら各突き当て部材１００の先端部を対象物９の表面に突き当てた後、操作具１０１を回動操作して各突き当て部材１００の長さを調節することにより、引っかき部材３を対象物９に向けて変位させ、ばね圧が作用した状態で尖頭部３１を対象物９の表面に当接させて食い込み状態とする。つぎに、移動機構４の駆動機構部７を駆動し、ホルダー８と一体に引っかき部材３を対象物９の表面に沿って移動させ、対象物９の表面に引っかき傷を一直線状に生成する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施例である引っかき傷生成装置を示す側面図である。
【図２】この発明の一実施例である引っかき傷生成装置を示す平面図である。
【図３】この発明の一実施例である引っかき傷生成装置を示す正面図である。
【図４】引っかき傷が生成された対象物の斜視図である。
【図５】引っかき部材の構成を示す断面図である。
【図６】他の実施例を示す側面図である。
【図７】他の実施例を示す側面図である。
【図８】引っかき部材の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
２ 支持機構
３ 引っかき部材
４ 移動機構
５ 変位機構
６ 位置決め機構
７ 駆動機構部
８ ホルダー
２０ 支持台
３１ 尖頭部
３４ ばね部材
４０ ガイド機構部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建造物や物体の構成材料の硬度を測定するために、測定すべき対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するのに用いられる引っかき傷生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、既存の建造物の耐震診断を行うのに、その建造物を構成するコンクリートの強度を調査することが不可欠である。従来は、耐震診断の対象とする建造物の壁や柱などよりコンクリートを円柱状に切り出し、その採取物をサンプルとして外部の試験機関へ送り、コンクリート強度の測定試験を行っていた。しかし、外部の試験機関へ強度測定を委託するという方法では、現場でのサンプル採取から強度試験結果の報告を受け取るまでにかなりの日数を必要とする。
【０００３】
そのような実情から、耐震診断の対象とする建造物のおよそのその強度を現場で推定し得る簡易な装置の出現が要望されていたところ、先般、採取したコンクリートのサンプルの表面を一定圧で引っかいて引っかき傷を一直線状に生成した後、その引っかき傷の溝幅をスケールなどで測定し、その測定値をコンクリートの硬度に換算して建造物の凡その強度を推定するという方法が提案された。
【０００４】
上記した方法において、コンクリートのサンプルの表面に引っかき傷を生成するのに、筆記具状のものが用いられていたが、同じ筆圧で引っかき操作を行うのが容易でなく、測定値の信頼性が低いという問題があった。
この問題を解消するために、コイルばねで弾発された引っかき用の圧子を、この圧子とコイルばねとを内蔵する厚板状のボディの下面から先細の先端部が突き出た状態に保持するようにした引っかき傷生成具が提案された（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３０３６０６７号公報
【０００６】
この引っかき傷生成具によると、対象物の表面にボディの下面を押し付けて圧子の先端部を介して被測定面に定荷重を作用させ、この状態でボディを摺動させることで圧子の先端部で対象物の表面に引っかき傷を生成するので、ボディを対象物の表面に押し付けて摺動させる、という簡単な操作により、対象物の表面を引っかくことが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、対象物の表面にボディの下面を押し付けた状態でボディをゆっくりかつ定速度で摺動させないと、同じ圧力で安定して引っかくことができず、そのような引っかき操作は必ずしも容易でなく、操作状態のばらつきにより引っかき傷の溝幅に誤差が生じ、測定値の信頼性を十分に高めることは困難である。しかも、対象物が平板状のものであれば引っかき操作も比較的容易であるが、対象物が円柱状のものでは、円柱の外周面にボディの下面を押し付けた状態で軸方向へ真っ直ぐに摺動させることは容易でなく、引っかき操作に熟練を要する。
【０００８】
この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、ボディを手に持って対象物の表面を摺動させるような操作を必要とせず、たとえ対象物が円柱状のものであっても、常に一定した引っかき操作をもって同じ圧力で安定して対象物の表面を引っかくことができる硬度測定用引っかき傷生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による硬度測定用引っかき傷生成装置は、対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するためのものであり、尖頭部を有する引っかき部材と、引っかき部材に対して尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材と、対象物の表面に引っかき部材の尖頭部が当接するように尖頭部が向く方向へ引っかき部材を変位させるか又はその逆方向へ対象物を支持する支持台を変位させる変位機構と、尖頭部が向く方向と直交する方向へ引っかき部材を移行させる移動機構とから成る。
前記移動機構は、引っかき部材を保持するホルダーと、ホルダーの両端部と接してホルダーを引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ摺動させるガイド機構部と、ホルダーを前記ガイド機構部によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部とを備えている。
【００１０】
この発明による引っかき傷生成装置により対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、まず、ホルダーに引っかき部材を保持させた後、変位機構を動作させて尖頭部が向く方向へ引っかき部材を変位させるか又はその逆方向へ対象物を支持する支持台を変位させる。これにより引っかき部材の尖頭部が対象物の表面にばね部材によるばね圧が作用した状態で当接して食い込み状態となる。
つぎに、移動機構の駆動機構部を駆動すると、ホルダーはその両端部がガイド機構部によりガイドされて摺動し、引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ移動する。このホルダーと一体に引っかき部材が移動し、対象物の表面に引っかき傷が一直線状に生成される。この場合、駆動機構部によってホルダーに保持された引っかき部材をガイド機構部によるガイド方向へゆっくりかつ定速度で移動させることが可能であるから、たとえ対象物が円柱状のものであっても、引っかき部材により同じ圧力で安定して対象物の表面を真っ直ぐに引っかくことができ、引っかき傷の溝幅に誤差が生じるのを防止でき、測定値の信頼性が大幅に高められる。
なお、駆動機構部の駆動源は、手操作のためのハンドルであってもよく、モーターやシリンダのような動力であってもよい。
【００１１】
この発明による引っかき傷生成装置は、コンクリート、合成樹脂材、金属材、木材など、種々の材料について、また、円柱状、角柱状、平板状など、種々の形状のサンプルについて、硬度測定のための引っかき傷の生成に用いることができる。また、硬度測定の対象物は、建造物などから採取されたサンプルに限らず、建造物や物体そのものであってもよい。
【００１２】
建造物などからの採取物を硬度測定の対象物とする場合は、対象物の表面が前記ガイド機構によるガイド方向と平行となるように対象物を支持することが可能な支持機構をさらに備えたものであることが望ましい。
好ましい実施態様の前記支持機構は、対象物を支持する支持台と、支持台上に対象物の表面が前記ガイド機構によるガイド方向と平行となるように対象物を位置決め固定する位置決め機構部とを備えたものであり、前記支持台に前記変位機構が接続されている。
【００１３】
建造物や物体そのものを硬度測定の対象物とする場合、好ましい実施態様の前記変位機構は、ガイド機構部の両端部に先端部を対象物の表面に突き当てることが可能な突き当て部材を備え、各突き当て部材は、引っかき部材を尖頭部が向く方向へ変位させて尖頭部を対象物の表面に当接させることが可能なように長さ調節が可能に構成されている。
この実施態様によると、各突き当て部材の先端部を対象物の表面に突き当てた後、各突き当て部材の長さを調節することにより、引っかき部材を尖頭部が向く方向へ変位させ、ばね部材によるばね圧が作用した状態で尖頭部を対象物の表面に当接させ、食い込み状態とする。つぎに、移動機構の駆動機構部を駆動し、ホルダーと一体に引っかき部材を移動させ、対象物の表面に引っかき傷を一直線状に生成する。
【００１４】
好ましい実施態様においては、前記移動機構の駆動機構部にはボールネジが用いられ、ボールネジのナット部にホルダーが一体に設けられるとともに、ナット部が噛み合うネジ軸に回動操作が可能なハンドルが取り付けられている。
この実施態様では、ハンドルの回動操作によりネジ軸が回動し、この回動に伴ってナット部と一体のホルダーがネジ軸に沿って移動する
【００１５】
この発明による他の引っかき傷生成装置は、尖頭部を有する引っかき部材と、引っかき部材に対して尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材と、引っかき部材を保持するホルダーと、対象物の表面が尖頭部が向く方向と直交する方向となるように対象物を支持する支持台と、対象物の表面に引っかき部材の尖頭部が当接するように尖頭部が向く方向へホルダーを変位させる変位機構と、尖頭部が向く方向と直交する方向へ支持台を移行させる移動機構とから成る。
前記移動機構は、支持台を引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ摺動させるガイド機構部と、支持台を前記ガイド機構部によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部とを備えている。
【００１６】
上記した構成の引っかき傷生成装置により対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、まず、ホルダーに引っかき部材を保持させ、一方、支持台上に対象物の表面が尖頭部が向く方向と直交する方向となるように対象物を支持した後、変位機構を動作させて尖頭部が向く方向へホルダーを変位させる。これにより引っかき部材の尖頭部は対象物の表面にばね部材によるばね圧が作用した状態で当接して食い込み状態となる。
つぎに、移動機構の駆動機構部を駆動すると、支持台はガイド機構部によってガイドされて摺動し、引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ移動する。支持台と一体に対象物が移動し、対象物の表面に引っかき傷が一直線状に生成される。この場合、駆動機構部によって支持台をガイド機構によるガイド方向へゆっくりかつ定速度で移動可能であるから、たとえ対象物が円柱状のものであっても、引っかき部材により同じ圧力で安定して対象物の表面を真っ直ぐに引っかくことができ、引っかき傷の溝幅に大きな誤差が生じるのを防止でき、測定値の信頼性が大幅に高められる。
【００１７】
前記引っかき部材として、尖頭部を有する軸状の圧子と、前記圧子を摺動自由に支持する支持穴を有するハウジングとから成り、前記支持穴には、尖頭部が支持穴の開口部より突出するよう圧子に尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材が配備されたものを用いることができるが、必ずしもハウジング内にばね部材が組み込まれたものである必要はない。
【００１８】
すなわち、他の好ましい実施態様の前記引っかき部材は、尖頭部を有する軸状の圧子と、尖頭部が突出するよう圧子を支持するハウジングとから成るものであり、前記ハウジングに前記尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材が連繋されている。
なお、ばね部材としてコイルばねや板ばねなどを用いることができる他、ゴムなどの弾性体を用いることも可能である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、従来例のように、ボディを手に持って対象物の表面を摺動させるような操作は必要とせず、たとえ対象物が円柱状のものであっても、常に一定した引っかき操作をもって同じ圧力で安定して対象物の表面を引っかくことができ、操作状態のばらつきによって引っかき傷の溝幅に誤差が生じるおそれがなく、測定値の信頼性を十分に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図３は、この発明の一実施例である硬度測定用引っかき傷生成装置の外観および構成を示している。
図示例の引っかき傷生成装置は、図４に示すような円柱形状の対象物９の硬度を測定するのに好適なものであり、対象物９の外周面に軸方向（長さ方向）に沿って引っかき傷９１を一直線状に生成するのに用いられる。
既存の建造物の耐震診断を行うに際して、建造物の柱や壁を円柱状にくり抜いてコンクリートを切り出し、その採取物を硬度測定の対象物９として、後述する支持台２０上にセットし、引っかき傷９１の生成作業を行うものである。
【００２１】
引っかき傷９１は、対象物９の表面に当接させた引っかき部材３の尖頭部３１に所定の荷重をかけた状態で、引っかき部材３を移行させることで生成される。対象物９が硬いものであれば引っかき傷９１の溝幅ｄは小さくなり、柔らかいものであれば引っかき傷９１の溝幅ｄは大きくなるので、引っかき傷９１の溝幅ｄの大小によって対象物９の硬度を推定し得る。
図示例のような円柱状の対象物９では、外周面９０の軸方向（長さ方向）に沿って直線状の引っかき傷９１を生成することが可能である。対象物が角柱状の場合は外周の平坦な面に、また、対象物が板状の場合は表面の平坦な面に、それぞれ任意の方向へ直線状の引っかき傷を生成し得る。
【００２２】
この実施例では、対象物９の外周面９０に生成された引っかき傷９１の溝幅ｄを光学的に測定し、その測定値の大小によって対象物９の硬度を推定する。
対象物９の外周面９０にはあらかじめ適当な範囲Ｓにわたって黒色の塗料を塗布し、前記領域Ｓに引っかき傷生成装置により引っかき傷９１を生成した後、引っかき傷９１を含む周辺の領域を図示しないカメラで撮像する。撮像して得られた画像は、引っかき傷９１の部分は白く、その背景は黒く現れるので、その濃淡画像を適当なしきい値で２値化処理した後、傷の方向と直交する方向に沿って白画素の数を計測することで、引っかき傷９１の溝幅ｄを測定し得る。
【００２３】
図示例の引っかき傷生成装置は、全体が金属製であり、平面形状が矩形状の基台１を有している。基台１の下面の４隅には同一高さの脚１０が設けられ、基台１の水平な上面には、円柱状の対象物９を縦向きに支持する支持台２０と、対象物９の外周面９０に引っかき傷を上下方向ｙに一直線状に生成する尖頭部３１を有する引っかき部材３と、引っかき部材３を保持したホルダー８を水平姿勢を保った状態で、ガイド機構部４０によってガイドされる上下方向ｙへ移行させる移動機構４と、支持台２０を引っかき部材３の尖頭部３１に向けて変位させる変位機構５とが搭載されている。
【００２４】
前記支持台２０は、平面形状が矩形状のベース板２１上に円筒状をなす支持枠２２が縦向きに一体形成されたものである。支持枠２２はベース板２１の上面に対して垂直をなし、支持枠２２の引っかき部材３と対向する面が切り欠かれて、対象物９の外周面９０を臨ませる開放部２３になっている。前記ベース板２１は、水平な姿勢の状態で、基台１とその基台１上に固定された左右のガイド板５１との間に両端縁が摺動自由に係合しており、これにより支持台２０は引っかき部材３に対して進退可能となっている。なお、左右のガイド板５１は後述する往復動機構５０や止め固定機構５２とともに変位機構５を構成するものである。
【００２５】
前記支持台２０は、位置決め機構部６とともに支持機構２を構成する。位置決め機構部６は、支持枠２２の開放部２３より臨ませた対象物９の外周面９０が前記ガイド機構部４０によるガイド方向ｙ（上下方向）と平行となるように、つまり、対象物９の外周面９０が垂直となるように、対象物９を支持台２０上に位置決め固定するためのものであり、支持枠２２の前記開放部２３と反対側の部分に上下一対のネジ孔２４，２５が形成されるとともに、各ネジ孔２４，２５にネジ軸６１，６２がネジ込まれて成る。各ネジ軸６１，６２はネジ送りされるに従って先端部が支持枠２２内に突出し、対象物９を開放部２３の側へ変位させて押し付ける。対象物９の外周面９０が支持枠２２に突き当たった状態のとき、円柱状の対象物９はその軸芯並びに外周面９０が垂直となる。
【００２６】
前記引っかき部材３は、図５に示すように、直方体形状のハウジング３２に形成された支持穴３３の内部に、尖頭部３１を有する軸状の圧子３０が摺動自由に配備されたものである。前記支持穴３３はハウジング３２の前端面３２ａに開口し、圧子３０の尖頭部３１が支持穴３３の開口部３３ａよりハウジング３２の前端面３２ａの前方へ突出している。尖頭部３１は、円錐形状をなし、その先端部３１ａには半球状の小さな丸みがつけてある。この実施例では、尖頭部３１がなす角度は９０度に設定されているが、これに限られるものではない。
【００２７】
支持穴３３の後端部の内周面にはねじ部３５が形成され、そのねじ部３５にねじ３６がねじ込まれている。支持穴３３にはコイルばねより成るばね部材３４が挿入されている。ばね部材３４の後端部はねじ３６に支持され、ばね部材３４の前端部は圧子３０の基端部に形成されたフランジ部３７に当たって圧子３０を押す。ばね部３４材は、圧縮された状態で支持穴３３に挿入されており、フランジ部３７が支持穴３３に設けられた段部３３ｂに当たるように圧子３０を押圧する。この押圧状態で尖頭部３１は支持穴３３の開口部３３ａより突出する。ばね部材３４は、圧子３０に一定のばね圧を作用させるもので、尖頭部３１が対象物９の外周面９０に当接して押し込まれたとき、ばね部材３４によるばね圧に応じた荷重が対象物９に作用する。
なお、引っかき部材３として、ばね部材３４のばね圧が異なるものを予め複数個用意しておき、対象物９が硬ければばね圧の大きなものを、対象物９がそれほど硬くなければばね圧の小さなものを、それぞれ選択して使用する。
【００２８】
前記変位機構５は、対象物９の外周面９０に引っかき部材３の尖頭部３１を前記ばね部材３４のばね圧が作用した状態で当接させるために、引っかき部材３の尖頭部３１に向けて支持台２０を変位させるためのものであり、引っかき部材３に対して支持台２０のベース板２１を往復動自由に支持する左右一対のガイド板５１，５１と、支持台２０をガイド板５１に沿って往復動させる往復動機構５０と、支持台２０を任意の位置に定位させる止め固定機構５２とを含んでいる。
【００２９】
前記の各ガイド板５１は、基台１上に複数個のネジ５３によりそれぞれ止め固定されており、下面にガイド溝が全長にわたり形成されている。各ガイド板５１のガイド溝上の位置には、上下に貫通するネジ孔が形成され、各ネジ孔に止め固定機構５２を構成する止めネジ５８がねじ込まれている。各止めネジ５８はねじ込まれることで下端がガイド溝内に突出して支持台２０のベース板２１に当接し、支持台２０を止め固定する。
【００３０】
変位機構５の往復動機構５０は、基端にハンドル５５を備えた送りネジ５４と、送りネジ５４と噛み合い送りネジ５４をネジ送りするネジ受け部５６とで構成されている。ネジ受け部５６は基台１上に設けられており、送りネジ５４が貫通する貫通孔の内周面にネジが切られている。送りネジ５４の先端部は支持台２０のベース板２１上に設けられた連結部５７に連結されている。連結部５７は送りネジ５４の先端部を回動自由に支持する。ハンドル５５を回すと、送りネジ５４が一体に回動し、ネジ受け部５６によりネジ送されることにより、支持台２０は引っかき部材３に向けて進む。ハンドル５５を前記と逆方向へ回すと、送りネジ５４はネジ受け部５６により前記と逆方向へネジ送りされ、支持台２０は引っかき部材３から離れる。なお、駆動源として、ハンドル５５に代えて正逆回転が可能なモーターを用いることもできる。
【００３１】
前記移動機構４は、引っかき部材３の尖頭部３１が向く方向と直交する方向、すなわち、上下方向に引っかき部材３を移行させるもので、これにより対象物９の外周面９０に当接した尖頭部３１により引っかき傷を一直線状に生成する。引っかき部材３はホルダー８により保持されるもので、このホルダー８と、ホルダー８を上下方向へ摺動させるガイド機構部４０と、ホルダー８を上下方向へ移動させる駆動機構部７とで移動機構４が構成される。
【００３２】
ホルダー８は、平面形状がともに矩形状をなす上部保持板８１と下部保持板８２とで構成されており、上下の両保持板８１，８２間で引っかき部材３のハウジング３２を挟み、複数箇所をネジ８３によって保持板８１，８２間を締め付けるものである。なお、各保持板８１，８２の外周の端面は上面および下面に対して直角をなしている。
【００３３】
前記ガイド機構部４０は、基台１上に垂直に縦設された左右一対の側板４１，４２を備え、両側板４１，４２の上端間および下端間には側板４１，４２間が全長のわたって均一の間隔となるように上板４３および下板４４が設けられている。
各側板４１，４２の対向する内面は第１のガイド面４１ａ，４２ａとなし、各側板４１，４２の対象物９の側の端面は第２のガイド面４１ｂ，４２ｂとなしている。第１のガイド面４１ａ，４２ａおよび第２のガイド面４１ｂ，４２ｂは鉛直面であり、第１のガイド面４１ａ，４２ａにはホルダー８の下部保持板８２の外側の端面８２ａ、８２ｂが、第２のガイド面４１ｂ，４２ｂにはホルダー８の上部保持板８１の後側の端面８１ａが、それぞれ摺動する。したがって、ホルダー８の下部保持板８２は側板４１，４２の内面間の距離に一致する幅に形成され、一方、上部保持板８１は側板４１，４２の外面間の距離に一致するかそれ以上の幅に形成されるとともに、下部保持板８２は上部保持板８１より大きな長さに形成される。
【００３４】
前記移動機構４の駆動機構部７にはボールネジ７０が用いられている。ボールネジ７０を構成するネジ軸７１は、鉛直となるようにその上端部および下端部が上板４３および下板４４に設けられた軸受（図示せず。）により回動自由に支持されている。ネジ軸７１の上端は上板４３の上方へ突出し、ハンドル７３が取り付けられている。ボールネジ７０を構成するナット部７２とホルダー８の下部保持板８２とは一体になっており、ナット部７２がネジ軸７１に噛み合っている。なお、駆動源として、ハンドル７３に代えて正逆回転が可能なモーターを用いることもできる。
ハンドル７３によりネジ軸７１を回動させると、ネジ軸７１に噛み合うナット部７２が上方へ移動し、ナット部７２と一体のホルダー８およびホルダー８と一体の引っかき部材３がナット部７２とともに上方へ移動する。ネジ軸７２を逆方向へ回動させると、ネジ軸７１に噛み合うナット部７２、ナット部７２と一体のホルダー８、およびホルダー８と一体の引っかき部材３がともに下方へ移動する。
【００３５】
なお、上記した図１〜図３の実施例は、対象物９の外周面９０に引っかき部材３の尖頭部３１が当接するように引っかき部材３に向けて対象物９を支持する支持台２０を変位させているが、これに限らず、図６に示す他の実施例のように、引っかき部材３の方をホルダー８により対象物９に向けて変位させるようにしてもよい。
また、図１〜図３の実施例は、対象物９を定位させた状態で引っかき部材３を尖頭部３１が向く方向と直交する方向（上下方向）へ移行させているが、これに限らず、図６に示す実施例のように、引っかき部材３を定位させた状態で対象物９を支持する支持台２０を尖頭部３１が向く方向と直交する方向（図示例では紙面と直交する方向）へ移行させるようにしてもよい。
また、図１〜図３の実施例では、円柱状の対象物９を支持台２０上に縦向きに支持して、引っかき部材３を上下方向に移行させているが、これに限らず、図６に示す実施例のように、円柱状の対象物９を支持台２０に横向きに支持して、支持台２０を水平方向に移行させるようにしてもよい。
なお、図６に示す実施例において、４０は断面Ｌ字形状の支持台２０を水平方向（図の紙面と直交する方向）へ摺動させるガイド機構部、７は支持台２０をガイド機構部４０によってガイドされる方向へハンドル７３の操作によって移動させる駆動機構部（例えばボールネジ）である。
【００３６】
上記の各実施例は、建造物から採取したコンクリートのサンプルを硬度測定の対象物９としているが、図７に示す実施例は、建造物そのものを硬度測定の対象物９とするものである。
図７に示す実施例は、前記変位機構５を、移動機構４のガイド機構部４０の両端部に先端部が対象物９の表面に突き当てることが可能な突き当て部材１００，１００を備えたものとして構成したものである。各突き当て部材１００は、引っかき部材３を尖頭部３１が向く方向へ変位させて尖頭部３１をばね部材（図示せず。）のばね圧が作用した状態で対象物９の表面に当接させることが可能なように伸縮可能な構成となっている。なお、図中、１０１は回動操作により突き当て部材１００を伸縮させるためのリング状の操作具であり、１０２は手持ち操作のためのグリップである。
また、移動機構４や引っかき部材３の構成は、図１〜図３に示した実施例と同様であり、ここでは対応する構成に同じ符号そ付することで説明を省略する。
【００３７】
なお、上記の各実施例の引っかき部材３は、ハウジング３２の内部にばね部材３４を組み込んだ構成のものであるが、必ずしもそのような構成である必要はなく、図８に示すように、尖頭部３１を有する圧子３０と、尖頭部３１が突出するよう圧子３０を固定的に支持するハウジング３２とで引っかき部材３を構成し、ハウジング３２に対して尖頭部３１が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材３４を連繋するようにしてもよい。この場合、引っかき部材３は、ホルダー８に摺動変位可能な状態で支持される。
【００３８】
図１〜図３に示した引っかき傷生成装置により対象物９の外周面９０に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、まず、ホルダー８に引っかき部材３を保持させる。この場合、上下の保持板８１，８２は水平状態となるようにネジ固定される。つぎに、変位機構５を動作させて引っかき部材３の尖頭部３１に向けて対象物９を支持する支持台２０を変位させる。これにより引っかき部材３の尖頭部３１が対象物９の外周面９０にばね部材３４によるばね圧が作用した状態で当接して食い込み状態となる。
【００３９】
つぎに、ハンドル７３の回動操作によりボールネジ７０のネジ軸７１を回動させると、ナット部７２の移動と一体にホルダー８はその両端部がガイド機構部４０の側板４１，４２によりガイドされて第１、第２の各ガイド面４１ａ，４２ａ、４１ｂ、４２ｂを摺動し、引っかき部材３の尖頭部３１が向く方向と直交する方向、すなわち、上下方向へ移動する。このホルダー８と一体に引っかき部材３が移動し、対象物９の外周面９０の軸方向に引っかき傷が一直線状に生成される。この場合、ハンドル操作によりホルダー８をガイド機構部４０によるガイド方向へゆっくりかつ定速度で移動させることが可能であるから、円柱状の対象物９であっても、引っかき部材３により同じ圧力で安定して対象物９の外周面９０の軸方向に真っ直ぐに引っかくことができる。
【００４０】
図６に示した実施例の引っかき傷生成装置により対象物９の外周面９０に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、支持台２０上に対象物９を横向きに支持した後、引っかき部材３を保持したホルダー８を対象物９に向けて変位させ、尖頭部３１を対象物９の表面にばね圧が作用した状態で当接させて食い込み状態とする。
つぎに、移動機構４の駆動機構部７を駆動すると、支持台２０はガイド機構部４０によりガイドされて摺動し、水平方向へ移動する。支持台２０と一体に対象物９が移動し、対象物９の外周面９０の軸方向に引っかき傷が一直線状に生成される。
【００４１】
図７に示した実施例の引っかき傷生成装置により対象物９の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するには、グリップ１０２を把持して装置全体を支えながら各突き当て部材１００の先端部を対象物９の表面に突き当てた後、操作具１０１を回動操作して各突き当て部材１００の長さを調節することにより、引っかき部材３を対象物９に向けて変位させ、ばね圧が作用した状態で尖頭部３１を対象物９の表面に当接させて食い込み状態とする。つぎに、移動機構４の駆動機構部７を駆動し、ホルダー８と一体に引っかき部材３を対象物９の表面に沿って移動させ、対象物９の表面に引っかき傷を一直線状に生成する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施例である引っかき傷生成装置を示す側面図である。
【図２】この発明の一実施例である引っかき傷生成装置を示す平面図である。
【図３】この発明の一実施例である引っかき傷生成装置を示す正面図である。
【図４】引っかき傷が生成された対象物の斜視図である。
【図５】引っかき部材の構成を示す断面図である。
【図６】他の実施例を示す側面図である。
【図７】他の実施例を示す側面図である。
【図８】引っかき部材の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
２ 支持機構
３ 引っかき部材
４ 移動機構
５ 変位機構
６ 位置決め機構
７ 駆動機構部
８ ホルダー
２０ 支持台
３１ 尖頭部
３４ ばね部材
４０ ガイド機構部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するための引っかき傷生成装置であって、尖頭部を有する引っかき部材と、引っかき部材に対して尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材と、対象物の表面に引っかき部材の尖頭部が当接するように尖頭部が向く方向へ引っかき部材を変位させるか又はその逆方向へ対象物を支持する支持台を変位させる変位機構と、尖頭部が向く方向と直交する方向へ引っかき部材を移行させる移動機構とから成り、前記移動機構は、引っかき部材を保持するホルダーと、ホルダーの両端部と接してホルダーを引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ摺動させるガイド機構部と、ホルダーを前記ガイド機構部によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部とを備えて成る硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、対象物の表面が前記ガイド機構によるガイド方向と平行となるように対象物を支持することが可能な支持機構をさらに備えている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記支持機構は、対象物を支持する支持台と、支持台上に対象物の表面が前記ガイド機構によるガイド方向と平行となるように対象物を位置決め固定する位置決め機構部とを備え、前記支持台に前記変位機構が接続されている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項４】
請求項１に記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記変位機構は、ガイド機構部の両端部に先端部を対象物の表面に突き当てることが可能な突き当て部材を備え、各突き当て部材は、引っかき部材を尖頭部が向く方向へ変位させて尖頭部を対象物の表面に当接させることが可能なように長さ調節が可能に構成されて成る硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記移動機構の駆動機構部にはボールネジが用いられ、ボールネジのナット部にホルダーが一体に設けられるとともに、ナット部が噛み合うネジ軸に回動操作が可能なハンドルが取り付けられている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項６】
対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するための引っかき傷生成装置であって、尖頭部を有する引っかき部材と、引っかき部材に対して尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材と、引っかき部材を保持するホルダーと、対象物の表面が尖頭部が向く方向と直交する方向となるように対象物を支持する支持台と、対象物の表面に引っかき部材の尖頭部が当接するように尖頭部が向く方向へホルダーを変位させる変位機構と、尖頭部が向く方向と直交する方向へ支持台を移行させる移動機構とから成り、前記移動機構は、支持台を引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ摺動させるガイド機構部と、支持台を前記ガイド機構部によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部とを備えて成る硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記引っかき部材は、尖頭部を有する軸状の圧子と、前記圧子を摺動自由に支持する支持穴を有するハウジングとから成り、前記支持穴には、尖頭部が支持穴の開口部より突出するよう圧子に尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材が配備されている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記引っかき部材は、尖頭部を有する軸状の圧子と、尖頭部が突出するよう圧子を支持するハウジングとから成り、前記ハウジングには前記尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材が連繋されている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項１】
対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するための引っかき傷生成装置であって、尖頭部を有する引っかき部材と、引っかき部材に対して尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材と、対象物の表面に引っかき部材の尖頭部が当接するように尖頭部が向く方向へ引っかき部材を変位させるか又はその逆方向へ対象物を支持する支持台を変位させる変位機構と、尖頭部が向く方向と直交する方向へ引っかき部材を移行させる移動機構とから成り、前記移動機構は、引っかき部材を保持するホルダーと、ホルダーの両端部と接してホルダーを引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ摺動させるガイド機構部と、ホルダーを前記ガイド機構部によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部とを備えて成る硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、対象物の表面が前記ガイド機構によるガイド方向と平行となるように対象物を支持することが可能な支持機構をさらに備えている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記支持機構は、対象物を支持する支持台と、支持台上に対象物の表面が前記ガイド機構によるガイド方向と平行となるように対象物を位置決め固定する位置決め機構部とを備え、前記支持台に前記変位機構が接続されている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項４】
請求項１に記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記変位機構は、ガイド機構部の両端部に先端部を対象物の表面に突き当てることが可能な突き当て部材を備え、各突き当て部材は、引っかき部材を尖頭部が向く方向へ変位させて尖頭部を対象物の表面に当接させることが可能なように長さ調節が可能に構成されて成る硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記移動機構の駆動機構部にはボールネジが用いられ、ボールネジのナット部にホルダーが一体に設けられるとともに、ナット部が噛み合うネジ軸に回動操作が可能なハンドルが取り付けられている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項６】
対象物の表面に硬度測定用の引っかき傷を一直線状に生成するための引っかき傷生成装置であって、尖頭部を有する引っかき部材と、引っかき部材に対して尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材と、引っかき部材を保持するホルダーと、対象物の表面が尖頭部が向く方向と直交する方向となるように対象物を支持する支持台と、対象物の表面に引っかき部材の尖頭部が当接するように尖頭部が向く方向へホルダーを変位させる変位機構と、尖頭部が向く方向と直交する方向へ支持台を移行させる移動機構とから成り、前記移動機構は、支持台を引っかき部材の尖頭部が向く方向と直交する方向へ摺動させるガイド機構部と、支持台を前記ガイド機構部によってガイドされる方向へ移動させる駆動機構部とを備えて成る硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記引っかき部材は、尖頭部を有する軸状の圧子と、前記圧子を摺動自由に支持する支持穴を有するハウジングとから成り、前記支持穴には、尖頭部が支持穴の開口部より突出するよう圧子に尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材が配備されている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載された硬度測定用引っかき傷生成装置であって、前記引っかき部材は、尖頭部を有する軸状の圧子と、尖頭部が突出するよう圧子を支持するハウジングとから成り、前記ハウジングには前記尖頭部が向く方向へ一定のばね圧を作用させるばね部材が連繋されている硬度測定用引っかき傷生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２９２２９３（Ｐ２００８−２９２２９３Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３７９６０（Ｐ２００７−１３７９６０）
【出願日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【出願人】（３０７０１２３４４）株式会社構造総研 (6)
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【出願人】（３０７０１２３４４）株式会社構造総研 (6)
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