脆性破壊するトルク感応表示体。
【課題】 構造物乃至部材の変形規模、トンネルなど壁面のひび割れの変化を簡易な構成で表示する歪感応表示体とナットの締付けトルクを目視で確認できるトルク感応表示体を得ること。
【解決手段】 構造物乃至部材の変形規模を脆性破壊する歪感応表示体の破断又はひび割れで表示し、又は塗料として所定形状に塗布乾燥させて形成し、また着色した着色歪感応表示体と異色の対比表示層を設け、また破壊点を変更可能な略Ｖ字状の切欠部又は溝部を設け、また破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設し、また導電性を有する導電性歪感応表示体とし、またトンネルなど壁面のひび割れに横断して設け、またＵボルトなど取付保持金具のナットによる締付けトルクを検知するトルク感応表示体とし、また側面側に設けるとし、それら各歪感応表示体で構造物又は該部材が変形する有無と規模を表示する、脆性破壊する歪感応表示体。
【解決手段】 構造物乃至部材の変形規模を脆性破壊する歪感応表示体の破断又はひび割れで表示し、又は塗料として所定形状に塗布乾燥させて形成し、また着色した着色歪感応表示体と異色の対比表示層を設け、また破壊点を変更可能な略Ｖ字状の切欠部又は溝部を設け、また破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設し、また導電性を有する導電性歪感応表示体とし、またトンネルなど壁面のひび割れに横断して設け、またＵボルトなど取付保持金具のナットによる締付けトルクを検知するトルク感応表示体とし、また側面側に設けるとし、それら各歪感応表示体で構造物又は該部材が変形する有無と規模を表示する、脆性破壊する歪感応表示体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物の撓み量の表示、又はトンネルなど壁面のひび割れの変化など大規模構造物の変形量の表示乃至小物単品部材の一対のボルト部を有するＵボルトなどの取付保持金具のナット締付けによる変形量をトルク値として検出して表示する、前記構造物から該部材まで規模に係わらず適用して使用する、予め設定する所定の弾性変形の変形量で、脆性破壊して塑性変形する歪感応表示体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加わる外力値を表示する変形量表示体において、大規模構造物から小物単品部材まで、そのものに附設して加わる圧力又は屈曲などの撓み量を検出するセンサー、又はその外力値又はそれによる変形量に比例して該表示体の色変化で変形状態を表示するものが知られている。
【０００３】
また、前記加わる外力値の管理に応用されるネジ締結力の締付けトルク値を設定表示すると共に締め付け管理をするトルクレンチが知られ、そのネジ締結力の管理は、一般的に使用される該トルクレンチにより作業者が一定のトルクにて締め付けの作業と、そのトルク確認用として用いられ、またＵボルトなど一対のボルト部を有する取付保持金具又は鉄筋などで格子状に組み立てる鉄筋篭に使用する一対のボルト部を有する取付保持金具であって、その使用するナット及びボルトの締結時の、該一対の締め付けバランスの確認及びその締め付けトルクの管理をするのに該トルクレンチが知られている。
【０００４】
而して、先行技術として、力が伝達される構造物表面に取付けられる固定部およびこの固定部から延び出した延長部より成る第１のブロツクと、前記構造物表面と同一表面に取付けられる固定部およびこの固定部から延び出し前記第１のブロツクの延長部と対向する延長部より成る第２のブロツクと、前記第１のブロツクおよび前記第２のブロツクの各延長ブロツク間を弾性的に結合する結合部材と、前記各延長部間に備えられこれら各延長部間の変位を検出する変位検出手段の実施例を示す「構造物の変形検出器」がある。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
また、他の先行技術として、高分子および染料からなるポリマー組成物を含む、外力による変形量を表示するための変形量表示体であって、該ポリマー組成物は、高分子中に染料が特定の分子分散状態で固定されたものであり、また、染料は、そのエキシマー状態とモノマー状態とで異なる蛍光波長を有する会合性の蛍光染料であり、該変形量表示体は、外力により一定量以上変形されたときに、初期の色相とは異なる色相に変色可能であり、外力により一定量以上の変形が加えられたポリマー成型体からなる物品における該変形またはその変形量の検知に用いられる実施例を示す「変形量表示体およびそれを用いた変型またはその変形量の検知方法」がある。（例えば、特許文献２参照）
【０００６】
さらに、他の先行技術として、締付けトルクの確認に関連する先行技術として、雄ねじを有するボルト２と、ボルト２の雄ねじに螺合される雌ねじをもち、被締着部材１００を締め付けるナット７と、ボルト２の頭部あるいはナット７と、被締着部材１００との間に挿入され、所定の締め付けトルクに達した時点で平坦化するように、互いに逆方向に湾曲した一対のトルク座金４，５とを設けたとする実施例を示す「ねじ締着具およびトルク座金」がある。（例えば、特許文献３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２７３０５９６号公報
【特許文献２】特開２００９−３００４１１号公報
【特許文献３】特開２００６−９８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、加わる外力値を表示する歪感応表示体は、大規模構造物から小物単品部材まで、それぞれ個別に対応する手段の歪みセンサーなど高価なもの、また大きく変形したとき、その変形に応じて色が変わるものがあるが、それは変形量が大きいものが対象で、微細な変形に対しては使用できなく、その微細な変形にも対応するものが求められ、またその歪感応表示体の構成のみで大規模構造物から小物単品部材まで、それぞれの変形量を知るものも求められ、またその変形の表示と変形量からトルクレンチに見られるようなトルク値を設定表示するものであって、そのトルク値の上限から下限値という所定範囲のトルク値を知るものもなく、またそのように変形量を応用することも提案されてなかった。
【０００９】
また、従来使用されているトルクレンチは、作業者自身が作業時、締付けトルクを設定し、そのトルクで締め付け作業をするもので、作業後に検査等で行われる締め付け確認は、実質、所定トルクの締め付けが確認できても、締め付けすぎである過大トルクの確認ができるものはなく、特にその過大トルクを目視で確認できるものがなく、よって作業者自身の確認とその作業後の締付けトルクの検査でも、適正及びその過大トルクの締め付けの確認ができるものが求められ、特に過大締め付けは、破損につながることから、目視で確認できる簡易手段のものが求められていた。
【００１０】
つまり、過大トルクの締め付けは、ボルトの破断に直接結びつくことが予想され、特にトルクレンチを使用しない、他の締め付け手段と、締め付け確認手段を有するもので、締結作業をしたとき、適正トルク値で締め付けられたとしても、後日のトルク検査において、過大締め付けの確認はできず、よって所定トルクから過大トルクまでの所定適正トルクの範囲を知る簡易手段のものが求められていた。
【００１１】
而して、開示される特許文献１の「構造物の変形検出器」は、変形検出器１０をフレーム１にボルト１１ｂ１，１１ｂ２で固定するひずみゲージであり、外力により平板１３ａ，１３ｂおよびせん断板１４が変形し、その変形により伸縮することで抵抗値が変化する該変化を、表裏４つのひずみゲージと、電子回路で構成される図示しないブリッジ回路で検出することが記載されており、その電子回路により連続する変化量を知るもので、このような高度な検出は高価となり、むしろ用途により所定値の変化が有るか無いかの簡易な検出で安価なものが求められ、またその取付もボルト１１ｂ１，１１ｂ２で固定するものであり、そのように固定できないものには使用できず、貼着など簡易に取り付けられるものが求められていた。
【００１２】
而して、開示される特許文献２の「変形量表示体およびそれを用いた変型またはその変形量の検知方法」は、「変形量表示体を当該物品に付着または貼着させ、変形量表示体の色相の変化に基づいて、当該物品の変形またはその変形量を検知し、当該物品に生じる変形の態様および程度は、伸び、やぶれ、折れ（折れ曲がり）、引き裂き、へこみ、ひずみ、膨れなどを挙げ、また変形量表示体の色相の変化の程度（変化量）を検知することにより、当該物品がどの程度物理的に劣化しているか、または、当該物品がその寿命に達したどうかの寿命センサーとして使用することもできる」とし、その変形量表示体の具体的形態およびその用途を、ボトル等のキャップ、シュリンクフィルム、包装体などの開封状体又は破損状態を知るものとしていることから、寿命センサーの経過変化による物理的に劣化派別として、一定以上の外力による変形を検知するもので、微少変形に対応する分野のものでなく、微少変形を表示するものには使用できなかった。
【００１３】
而して、開示される特許文献３の「ねじ締着具およびトルク座金」は、所定の締付けトルクに達した時点で平坦化するように湾曲したトルク座金を挿入しているので、締付けトルクが所定値に達していない状態では、目視できる隙間があり、ナットを所定の締付けトルクで締め付けることにより、トルク座金が平坦化して隙間がなくなり、作業者及びその作業後の締付けトルク検査でも所定トルクの締め付け確認はできるが、トルク座金が平坦化して隙間がなくなる手段では、過剰締め付けの確認はできず、よってその手段では、過剰締め付けによるネジ部の破損の恐れの確認ができず、これらのことから作業後の締め付け検査でも適正及び過剰締め付けの確認できるものが求められていた。
【００１４】
以上のように、変形検出を電子回路に置き換えて検出するもの、また大きく加わる変形量を色変化に置き換え破損状態を表示するもの、また経過による劣化を知るもの、その他部材の変形量から所定の外力が加わったことを知るものまで、先行技術が開示されているが、使用において、特定のものに対応して使用するもので、広く汎用性に欠け、本願の脆性破壊で塑性変形する歪感応表示体で歪みを検出表示することで、安価で簡便な多くの用途の課題を解決するものはなく、また単体での使用と電子回路との組合せで、所定の外力に対応して警報等を発するものも無く、長く待たれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題を有効に達成するために、第１の解決手段として、構造物又は該部材が変形する有無と、その変形規模を、破断又はひび割れで表示する歪感応表示体であって、その変形させる外力により、脆性破壊して塑性変形するようにセラミックスなどの脆性材料で、脆性破壊するその所望の破壊点の違いの外力に対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に形成し、又はその形成を、直接、前記構造物又は該部材の所定位置に塗料として所定形状に塗布乾燥させて歪感応表示体として形成することにより、
前記構造物又は該部材の所定位置に設けられる歪感応表示体を、その各構造物又は該部材に加わる外力で脆性破壊により塑性変形させることで、その加わる外力の大きさを検知して表示する。
【００１６】
また、第２の解決手段として、歪感応表示体を着色した着色歪感応表示体とし、該着色歪感応表示体を前記構造物又は該部材に設けると共に該構造物又は該部材に接する側の該着色歪感応表示体に、該着色歪感応表示体と同系色以外の色で着色した薄膜で延性を有する軟質の対比表示層を設けたことにより、
外力により歪感応表示体が脆性破壊した亀裂である隙間を通して下地である異色の対比表示層が目立って見えるようにして、脆性破壊が起きて一定以上の外力が加わったことを知る。
【００１７】
さらに、第３の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体を、略長方形板状の該長手方向の略中央近傍の側面側から略Ｖ字状の切欠部を設けると共に該切欠部の深さで、破壊点を変更可能に形成するとしたことで、
該略Ｖ字状の切欠部に応力集中させて、歪感応表示体の脆性破壊による塑性変形を起こさせ、また脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更して、任意に設定する歪感応表示体の破壊点で、一定以上の外力が加わったことを表示するとしている。
【００１８】
加えて、第４の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体を、略長方形板状の該長手方向の略中央近傍の平面を横断する略Ｖ字状の溝部を設けると共に該溝部の深さで、破壊点を変更可能に形成するとしたことで、
該略Ｖ字状の溝部に応力集中させて、歪感応表示体の脆性破壊による塑性変形を起こさせ、また脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更して、任意に設定する歪感応表示体の破壊点で、一定以上の外力が加わったことを表示するとしている。
【００１９】
さらに加えて、第５の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体が、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設するとしたことで、
複数枚の歪感応表示体が、それぞれ加わる外力に対応して当該する歪感応表示体が脆性破壊して塑性変形することで、その破壊点の違いにより加わる外力がどの程度か知り、そこから該構造物又は該部材に加わる外力を所定範囲で設定して、その上下限の範囲の加わる外力を知ると同時に、加わる外力に対してその対策管理をする
【００２０】
またさらに、第６の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体を、金属又は炭素などの導電性を有する材質を含有する導電性歪感応表示体とし、該導電性歪感応表示体を、断線を検出する電子回路の破断センサーとして設けるとしたことで、
外力が加わって導電性歪感応表示体が脆性破壊による塑性変形すると、断線を検出する電子回路により、破断センサーである該導電性歪感応表示体の断線を検出して、該破断センサーにより脆性破壊による塑性変形を検知して表示するとしている。
【００２１】
さらにまた、第７の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体が、高架橋又はトンネルなど壁面のひび割れに対して横断するように設けられるとしたことで、
歪感応表示体が高架橋又はトンネルなど壁面のひび割れの大、小及びずれなどの変化に対して脆性破壊による塑性変形することで、該ひび割れの大、小及びずれなどの変化を捉え表示する。
【００２２】
加えてまた、第８の解決手段として、Ｕボルトなど一対のボルト部を有する取付保持金具であって、該取付保持金具の保持板がナットで締結保持されるとき、その所定の締付けトルク値で保持板が撓むその撓みによる歪を利用して所定の締付けトルクが検知できるトルク感応表示体として、前記歪感応表示体を保持板に設けるとしたことで、
該トルク感応表示体の脆性破壊による塑性変形で、一対のボルト部を有する取付保持金具のナットにより締結保持するその締付けトルクを検知して表示するとしている。
【００２３】
加えてまた、第９の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体が、トルク感応表示体として保持板側面側の略中央近傍の撓み部に設けられるとしたことで、
該トルク感応表示体の脆性破壊による塑性変形で、一対のボルト部を有する取付保持金具のナットによる締結保持の締付けトルクを保持板の側面側で検知して表示するとしている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上述したそれぞれの手段によって有効な効果が得られるようにしたもので、特に、第１の解決手段の、鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物乃至取付金具又は保持板など小物単品部材が変形する有無と、その変形規模を、破断又はひび割れで表示する歪感応表示体であって、その変形させる外力により、脆性破壊して塑性変形するようにセラミックス、アルミナ、ガラス、プラスチックなどの脆性材料で、脆性破壊するその所望の破壊点の違いの外力に対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に形成し、又はその形成を、直接、前記構造物又は該部材の所定位置に塗料として所定形状に塗布乾燥させて歪感応表示体として形成することにより、 鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物乃至取付金具の保持板など小物単品部材に至る該構造物又は該部材の外力による変形量を簡易な構成で知ることができ、また脆性破壊する破壊点の違いに対応させて設けることで、その外力の大きさも容易に知ることができ、よってその加わる外力の大きさに対応して、該構造物又は該部材のメンテナンスなどの管理に利用して、その劣化対策の目安にできる。
【００２５】
また、第２の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、着色した着色歪感応表示体とし、該着色歪感応表示体を前記構造物又は該部材に設けると共に該構造物又は該部材に接する側の該着色歪感応表示体に、該着色歪感応表示体と同系色以外の色で着色した薄膜で延性を有する軟質の対比表示層を設けたことにより、
外力により脆性破壊したとき、該脆性破壊した亀裂である隙間が生じ、その隙間を通して異色である対比表示層が目立ってよく見え、例えば、着色歪感応表示体を白色に着色し、対比表示層を赤色に着色することで、着色歪感応表示体の白色の該隙間から下地の赤色が見えることで、脆性破壊が起きて一定以上の外力が加わったことを容易に知ることができる。
【００２６】
加えて、第３の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、略長方形板状であって、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更でき、且つ所定部位に応力が集中するように、該長手方向の略中央近傍の側面側から略Ｖ字状の切欠部を設けると共に該切欠部の深さで、破壊点を変更可能に形成することにより、
該歪感応表示体のＶ字状の狭小部に応力集中が起き、外力に対し敏感に反応して脆性破壊が起こることで、その分、外力に対する歪感応度合いの設定が精密にできると共に脆性破壊が起こる場所が切欠部と特定でき、その加わる外力の管理も容易となり、またその使用部位が平面又は側面側に貼着して使用し、特に側面側に用いることで、脆性破壊による塑性変形が、平面側表面より大きくなり、つまり平面側表面では歪感応表示体の厚みの量に対する歪み量で、側面側表面では歪感応表示体の幅の量に対する歪み量となり、その厚みと幅の距離差だけ、加わる外力が部分的に大きくなり、上記と同様の外力に対して歪感応度合いが良くなり、よってその加わる外力の管理も容易となる。
【００２７】
さらに加えて、第４の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、略長方形板状であって、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更でき、且つ所定部位に応力が集中するように、該長手方向の略中央近傍の平面を横断する略Ｖ字状の溝部を設けると共に該溝部の深さで、破壊点を変更可能に形成することにより、
該歪感応表示体のＶ字状の溝部の狭小部に掛かる応力集中により、外力による撓みに対し、微少な変形量でも脆性破壊が起こることで、微少な変形量に対して歪み感応度合いを良くすると共にその変形量に対応した破壊点を設定できるようＶ字状の溝部の深さを変えることで、簡易な構成で精密な所望のトルク設定ができ、その加わる外力の管理も容易となる。
【００２８】
さらに、第５の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設することにより、
それぞれ加わる外力により複数枚の歪感応表示体が、その外力に対応して脆性破壊して塑性変形するので、その破壊点の違いによる複数枚の歪感応表示体に加わる外力が、どの程度まで加わったのか知ることができ、よって予めその破壊点の違いをそれぞれ設定しておけば、上下限の範囲の加わる外力を知ると同時に加わる外力に対してその対策とその管理をすることができる。
【００２９】
またさらに、第６の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、金属又は炭素などの導電性を有する材質を含有する導電性歪感応表示体とし、該導電性歪感応表示体を、断線を検出する電子回路の破断センサーとして設けることにより、
外力により導電性歪感応表示体が脆性破壊して塑性変形すると、該導電性歪感応表示体を破断センサーとして電子回路により断線を検出して警報を発し、または無線又は有線通信で管理部署に知らせることにより破断の集中管理ができ、よって外力による該構造物又は該部材の変形管理又は遠隔による変形管理が容易にできる。
【００３０】
さらにまた、第７の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、高架橋又はトンネルなど壁面のひび割れに対して横断するように設けることにより、
高架橋又はトンネルなど壁面に加わる外力により小さなひび割れが進み、それにより歪感応表示体が脆性破壊して塑性変形することで、そのひび割れの危険度を知ることができ、また上記導電性歪感応表示体と電子回路により警報を発し又は無線又は有線通信で破断の集中管理をすることで、ひび割れの遠隔管理ができ、また歪感応表示体又は導電性歪感応表示体をひび割れの管理として、上記第５の解決手段の複数枚使用することで、そのひび割れの進む課程も管理ができ、補修などの管理も容易となる。
【００３１】
加えてまた、第８の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体が、一対のボルト部に保持板を橋架してナットで締結保持するＵボルトなど該一対のボルト部を有する取付保持金具であって、該取付保持金具の保持板がナットで締結保持されるとき、その所定の締付けトルク値で保持板が撓むその撓みによる歪を利用して所定の締付けトルクが検知できるトルク感応表示体として、該保持板平面側の略中央近傍の該撓み部に設けることにより、
ナットの締結の締付けトルクを作業者自身が、簡易な表示で知ることができるので、高価なトルクレンチを使用することなく一般工具のレンチなどで所定トルクを知ることができ、また後日、そのナットの締付けトルクが、基準範囲で行われているのかの締付けトルク検査などで、第５の解決手段の複数枚を用いることで、所定トルクから過大トルク直前の適正範囲、つまり上限値、下限値のトルク範囲を目視で知る手段が得られ、その簡易な構成で、締め付けの過不足によるトラブルの防止などの効果によりコストダウンができる。
【００３２】
加えてまた、第９の解決手段の、保持板に設けられる歪感応表示体を、トルク感応表示体として保持板側面側の略中央近傍の撓み部に設けることにより、
トルク検知表示体の脆性破壊による塑性変形が、平面側表面の歪みより大きくなり、つまり平面側表面ではトルク検知表示体の厚さのその距離に対する歪み量で、側面側表面ではトルク検知表示体の幅のその距離に対する歪み量となり、その厚さと幅の距離差だけ、加わる歪力が部分的に大きくなり、その分微少変形で脆性破壊が起こりやすくなり、合わせて上記歪感応表示体のＶ字状の切欠部のものとすると、その狭小部に掛かる応力集中が作用し、湾曲する歪力に対し、微少な変形で脆性破壊が起こることで、その分、精密なトルク値の設定ができ、その管理も容易となる。
よって、これらのことから本発明は、実用上著大な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】 本発明の第１実施例の歪感応表示体１の斜視図である。
【図２】 本発明の第２実施例の着色歪感応表示体１ａの斜視図である。
【図３】 本発明の第２実施例の着色歪感応表示体１ａの脆性破壊状態を示す正面図である。
【図４】 本発明の第３実施例の切欠部４を形成した歪感応表示体１ｂの斜視図である。
【図５】 本発明の第４実施例の溝部５を形成した歪感応表示体１ｃの斜視図である。
【図６】 本発明の第３実施例の使用例で、鉄骨大規模構造物に使用する要部の斜視図である。
【図７】 本発明の第５実施例の使用例で、壁面８のひび割れ９に使用する状態を示す要部の正面図である。
【図８】 本発明の第６実施例の使用例で、Ｕボルト１３に使用する要部の斜視図である。
【図９】 本発明の第６実施例の使用例で、交差状に保持する取付保持金具２０に使用する要部の斜視図である。
【図１０】 本発明の第６実施例のトルク感応表示体１ｅで、の使用状態を示す要部の正面断面図である。
【図１１】 本発明の第６実施例のトルク感応表示体ｇで、使用状態を示す要部の平面図である。
【図１２】 本発明の第６実施例のトルク感応表示体ｇで、他の使用状態を示す要部の平面図である。
【図１３】 本発明の第６実施例のトルク感応表示体ｇで、他の使用状態を示す要部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
構造物又は部材が変形する有無とその変形規模を破断又はひび割れで表示する歪感応表示体であって、その変形する歪力で、脆性破壊して塑性変形するようにセラミックスなどの脆性材料で、その所望の脆性破壊する破壊点の違いに対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に形成し、又はその形成を、塗料として所定形状に塗布乾燥させて形成した歪感応表示体とし、
また、歪感応表示体を着色した着色歪感応表示体として、該着色歪感応表示体と、その同系色以外の色で着色した延性を有する対比表示層を組み合わせて設けるとし、
また、歪感応表示体を長手方向の略中央近傍の側面側から略Ｖ字状の切欠部を設けると共に該切欠部の深さで、破壊点を変更可能とし、
また、歪感応表示体を長手方向の略中央近傍の平面を横断するように略Ｖ字状の溝部を設けると共に該溝部の深さで、破壊点を変更可能とし、
また、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設するとし、
また、導電性を有する材質を含有する導電性歪感応表示体とし、該導電性歪感応表示体を、断線を検出する電子回路の破断センサーとして設けるとし、
また、歪感応表示体が高架橋及びトンネルなど壁面のひび割れに対して横断するように設けるとし、
また、Ｕボルトなど一対のボルト部を有する取付保持金具であって、該取付保持金具の保持板がナットで締結保持されるとき、所定の締付けトルクで保持板が撓むその撓みによる歪み歪を利用して所定の締付けトルクが検知できるトルク感応表示体とし、
また、トルク感応表示体として保持板側面側の略中央近傍の撓み部に設けるとし、それら該各感応表示体で構造物又は該部材が変形する有無とその変形規模を、脆性破壊で表示する歪感応表示体の提供を実現させた。
【実施例】
【００３５】
本発明の第１実施例を図面に基づいて説明すると、図１において、１は歪感応表示体で、該歪感応表示体１は、セラミックス、アルミナ、ガラス、プラスチックなどの脆性材料で、その所望の脆性破壊する破壊点の違いに対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に脆性破壊するように形成し、又はその形成を、直接、所定位置に塗料として所定形状に塗布乾燥させて歪感応表示体とし、該歪感応表示体１が、脆性破壊による塑性変形で、特定部位が変形する有無と、その変形規模を表示できるようにしている。
【００３６】
なお、塗布材料は、乾燥時、所定形状を成し、且つ脆性破壊の起きやすい脆性材料であれば、上記以外の材料を使用しても良く、また、歪感応表示体１を使用するとき、その使用時の貼着するときの変形などの歪みで脆性破壊が生じやすいことから、貼着前は未乾燥の柔らかい延性を有する状態でシート状の密封材で乾燥しないように密封し、開封、貼着して乾燥すると脆性破壊が起きる使用状態となるように形成しても好ましいが、図示は省略した。
【００３７】
而して、図２は、本発明の第２実施例の着色歪感応表示体１ａで、該着色歪感応表示体１ａは、前記歪感応表示体１を着色してその下層部に薄膜で延性を有する軟質の対比表示層２を設け、該着色歪感応表示体１ａと対比表示層２の着色を、該着色歪感応表示体１ａと同系色以外の色で着色している。
【００３８】
そして、該着色歪感応表示体１ａが脆性破壊して塑性変形すると、図３に示すように、脆性破壊部３が形成され、該脆性破壊部３を通して下層の対比表示層２色が見え、その時着色歪感応表示体１ａと同系色以外の色で着色していることで、目立つように下層の対比表示層２の色を、例えば、着色歪感応表示体１ａを白色に着色し、対比表示層２を赤色に着色することで、着色歪感応表示体１ａの白色の該隙間から下層の赤色が見えることで、その脆性破壊部３の確認が容易となる。
【００３９】
而して、図４は本発明の第３実施例の切欠歪感応表示体１ｂで、該切欠歪感応表示体１ｂは、前記歪感応表示体１の一方の側面側から略Ｖ字状の切欠部４を形成したもので、その略Ｖ字状の切欠部４の深さ（歪感応表示体１の幅の距離）を調整することにより、脆性破壊して塑性変形する破壊点を変更可能に形成したものである。
【００４０】
而して、図５は本発明の第４実施例のＶ溝歪感応表示体１ｃで、該Ｖ溝歪感応表示体１ｃは、前記歪感応表示体１の長手方向の略中央近傍の平面を横断するように略Ｖ字状の溝部５を形成したもので、その略Ｖ字状の溝部５の深さ（歪感応表示体１の厚さの距離）を調整することにより、脆性破壊して塑性変形する破壊点を変更可能に形成したもので、該Ｖ溝歪感応表示体１ｃは、後述する壁面など比較的広い平面を対象に、またその平面側に設ける必要がある場合に有効で、そしてまたその平面側の小さく湾曲する歪力に対して検知する必要がある部分に使用するときに有効である。
【００４１】
而して、前記各実施例を使用するときにおいて、適宜、使用する対象物に合わせて選ばれ、図６に示す使用例は、鉄骨構造で構築される鉄塔６など大規模構造物に使用するもので、切欠歪感応表示体１ｂを鉄塔６の鉄骨７の所定位置に貼着して、鉄塔６全体の撓み状態を知るための使用例で、該鉄塔６は全体の撓みに対して部分的な撓みはごく小さく、よって通常より長い切欠歪感応表示体１ｂを使用すると共に略Ｖ字状の切欠部４の深さを大きくしてその撓み変形を捉えやすくし、また図示するように、略Ｖ字状の該切欠部４，４ａの深さの違う、切欠歪感応表示体１ｂ，１ｂを並設して、撓みの変形規模の変化を上限、下限として表示できるようにしたものである。
【００４２】
而して、図７に示す第５実施例の導電性歪感応表示体１ｄは、高架橋又はトンネルなど壁面８のひび割れ９が拡大する、変化を検知するもので、その使用例は、上記第１実施例の歪感応表示体１の脆性破壊で、そのひび割れ９が拡大する変化を検知できるように、導電性歪感応表示体１ｄを該壁面８のひび割れ９に対して横断させて設け、図示では略Ｖ字状の切欠部４，４ａの深さが違う、導電性歪感応表示体１ｄ，１ｄを並設し、壁面８のひび割れ９に加わる、外力による変形規模の大きさを表示できるようにしている。
【００４３】
そして、そのひび割れ９の拡大などの変化を無人監視させて検知するのに、第２実施例の切欠歪感応表示体１ｂの形状で、金属又は炭素などの導電性を有する材質を含有する第５実施例の導電性歪感応表示体１ｄとして形成したものを破断センサーとし、断線を検出する電子回路１０と共に使用し、図示では、ひび割れ９を横断するように並設する導電性歪感応表示体１ｄ，１ｄの各両端から電子回路１０にそれぞれ接続されて信号が印加され、導電性歪感応表示体１ｄ，１ｄが脆性破壊すると電子回路１０が断線を検出して送信装置１１にてひび割れ９が拡大など変化したことを送信する構成としている。
【００４４】
なお、送信装置１１の送信は、設置現場に対応して有線若しくは無線が選ばれ、また断線を検出する電子回路１０は、一般的に知られる断線を検出する電子回路１０であり、また上記第２実施例の切欠歪感応表示体１ｂとしているが、それに拘らず、他の実施例のものを使用した導電性を有するものとしても良く、また単に、第１実施例の歪感応表示体１として使用して、そのひび割れ９が拡大したなどの変化を脆性破壊で塑性変形する表示として、目視で確認するものとしても利用できる。
【００４５】
而して、図８及び図９に示す第６実施例の使用例は、前記歪感応表示体１をその脆性破壊による塑性変形で、特定部位が変形する有無と、その変形規模を表示するのに対して、その脆性破壊による塑性変形で、所定の力が加わったとする指標を締付けトルクに置き換え、それにより締付けトルクを知ることができる第６実施例のトルク感応表示体１ｅ，１ｆとして使用される。
【００４６】
そこで、まず図８に示す使用対象部材において、柱状に立設された棒状部材１２に、継ぎ足しの棒状部材１２ａを平行に連結する使用例で、一般的に併設する２本の棒状部材１２，１２ａを連結、保持固定する場合に一般市販されるＵボルト１３が使用され、該棒状部材１２，１２ａを該Ｕボルト１３及び保持板１４で狭持すると共にナット１５，１５で保持固定される。
【００４７】
そして、その一般市販されるＵボルト１３は、Ｕ字状の曲部１６とその両端から連続して平行する一対の直線部１７，１７と、該先端側にネジ部１８，１８を形成したもので、通常、上記した保持板１４と共に使用され、その使用は図８に示すように、保持板１４に形成された穴に該ネジ部１８，１８を挿通して該ナット１５，１５で螺着し、該曲部１６と保持板１４との間で棒状部材１２，１２ａを狭持状に保持固定して連結するように使用される。
【００４８】
また、図９に示す他の使用対象部材は、棒状部材をクロス状態に保持するとき一般的に使用されるもので、例えば橋脚等の耐震基礎などに使用される鉄筋篭の補強枠を組み立てるときに使用され、その取付保持金具の形状において、上述Ｕボルト１３の平行する一対の直線部１７，１７部分を略コの字状に折り曲げ形成し、その略コの字状の底部にあたる部分に棒状支持部１９，１９が形成され、上述Ｕボルト１３と同様、Ｕ字状の曲部１６と、ネジ部１８，１８を設けた取付保持金具２０として形成されている。
【００４９】
そして、図８及び図９に示す該Ｕボルト１３と取付保持金具２０の締付けトルク管理において、図８に示すＵボルト１３の使用例は、棒状部材１２，１２ａを保持板１４で狭持すると共にナット１５，１５で締結保持した該保持板１４表面略中央部にトルク感応表示体１ｅを貼着し、また図９図に示す取付保持金具２０の使用例は、棒状支持部１９，１９に、板状の補強枠２１を載置すると共に該補強枠２１に、丸棒状の主筋２２を曲部１６及び該ネジ部１８，１８に設ける保持板１４とで狭持するようにクロス状に重装して該主筋２２を支持して、ナット１５，１５で締結保持した該保持板１４表面略中央部にトルク感応表示体１ｅ，１ｆを並設して貼着し、その各締結保持による締付けトルク値の歪力量に対応してそれぞれ保持板１４，１４が湾曲する、その撓みによりトルク感応表示体１ｅ，１ｆが脆性破壊して塑性変形することで、所定の締付けトルク値を表示する。
【００５０】
また、図９に示す第６実施例のトルク感応表示体１ｅ，１ｆは、脆性破壊値の違いで並設して上限、下限値を知るもので、つまりトルク感応表示体１ｆが先に脆性破壊して所定のトルク値として設定し、それに対してトルク感応表示体１ｅが脆性破壊するときは過大トルク値となるように、トルク感応表示体１ｆより大きな撓みで脆性破壊するように設定し、このことでトルク値の上限、下限値を知ることができる。
【００５１】
それは、図９に示すトルク感応表示体１ｅ，１ｆの使用において、保持板１４表面に、長方形板状のトルク感応表示体１ｅと、それに併設して該長方形板状の中央部を狭窄させて形成したトルク感応表示体１ｆを貼着し、そして該トルク感応表示体１ｆは、前記切欠歪感応表示体１ｂとＶ溝歪感応表示体１ｃと略同様の機能を持たせるように、狭窄の幅に対応した歪力により脆性破壊が生じる締付けトルク値の設定が行えるようにしている。
【００５２】
そこで上述した、図８及び図９に示す保持板１４の湾曲により、トルク感応表示体１ｅ，１ｆで締付けトルク値の管理をすることについて、図８の実施例を代表例としてさらに詳述すると、図８に示すように、Ｕボルト１３のネジ部１８，１８の間に該棒状部材１２，１２ａを挿入すると共に保持板１４を挿入してナット１５，１５で螺着することで、曲部１６と保持板１４及びナット１５，１５で該棒状部材１２，１２ａが保持固定される。
【００５３】
そして、図１０に示すように、そのナット１５，１５を所定のトルク値まで締め付けたとき、保持板１４がフラットな状態からその締結力により湾曲し、その撓みによりトルク感応表示体１ｅの一部（図示ではトルク感応表示体１ｅの略中央部）が、図示すように脆性破壊して脆性破壊部３が形成され、その塑性変形により、所定の締付けトルクに達したことを知ることができる。
【００５４】
なお、上記脆性破壊に達する値は、使用される保持板１４の要求される設計上の仕様の材質及び寸法上の厚さ、長さなどによって設定され、またその所定トルクの値も同様に各仕様によって設定される。
【００５５】
さらに、他の第６実施例の使用例を示す図１１のトルク感応表示体１ｇ，１ｇは、締結力による歪力の強さに各対応して脆性破壊の起きるように、その側面側の一方にそれぞれ略Ｖ字状で深さの違う大小それぞれ２種類の切欠部４，４ａを形成して保持板１４の平面上に貼着して使用し、それは所定トルク値の該締結力の強さで、切り欠きの深い切欠部４が最初に脆性破壊し、また過大締付けトルク値で脆性破壊するように設定される切り欠きの浅い切欠部４ａが次に脆性破壊し、このように予め設定された締付けトルクで、最初に切欠部４が脆性破壊して、図示する脆性破壊部３が現れ、所定の締付けトルク値で締結されたことを知ることができ、また過大締結があると切欠部４ａが脆性破壊して知ることができる。
【００５６】
その上述、使用例の切り欠きの深さの違うトルク感応表示体１ｇ，１ｇにより、切り欠きの深い切欠部４を所定トルクの値と、切り欠きの浅い切欠部４ａを過大トルクの値とすることで、一定の範囲内で締め付けられたことを表示することができ、また該脆性破壊は、塑性変形であることから、作業後の締め付け検査であっても確認することができる。
【００５７】
つまり、図１０に示すナット５，５を所定トルクの値まで締め付けたとき、その歪力により保持板１４が湾曲することで、上述した切欠部４が脆性破壊して所定トルクに達したことを知ることができ、このことは一般的に使用されるトルクレンチを使うことなく、通常工具のレンチを使用しても、所定トルクで締め付けることができる。
【００５８】
また、そのＶ字状の切り欠きは、該Ｖ字状の狭小部に応力集中が起こるため、歪力が起こると、必ずそのＶ字状の狭小部から脆性破壊し、またそのＶ字状の狭小部に応力集中させることで、延性を少なくし、よって該締結の歪力により正確に脆性破壊を起こさせ、その所定トルクを知ることができる。
【００５９】
また、図１２及び図１３に示す使用例は、保持板１４の側面側に貼着して使用するものを示し、それぞれ切欠部４，４ａの深さの違うトルク感応表示体１ｇ，１ｇを該両側面に貼着し、上述した締め付けの歪力により保持板１４が湾曲することで、トルク感応表示体１ｇ，１ｇの幅側から切欠部４，４ａを開くように歪力が掛かり、そのことで脆性破壊が起き、図１３に示す脆性破壊部３が形成され、この開くように歪力が掛かることで小さい歪力でも脆性破壊が起きやすく、その分、精密なトルク値の設定ができる。
【００６０】
つまり、この側面側に設ける実施例では、平面側に設ける実施例より湾曲する歪力に敏感に反映して脆性破壊が起こり、それは平面側では、該Ｖ字状の狭小部に掛かる応力集中が小さく、また側面側では、該Ｖ字状の狭小部に掛かる応力集中が大きく作用し、その保持板１４の湾曲に対応した撓みに対し、平面側の場合では、トルク感応表示体１ｇ，１ｇの厚み方向の歪みで、対する側面側の場合では、幅方向の歪みであるから撓みに対して曲げ幅が大きく、その厚みの差の分だけ歪力が大きく、このことからナット５，５による締結が小さく、また撓みが少ない場合は、側面側に設けることで撓みが少ないときでも敏感に脆性破壊の反応が起き、その平面側で対応しきれないほど歪力が小さいときは側面側で対応でき、また精密なトルク値の設定もできる。
【００６１】
また、Ｕボルト１３及び取付保持金具２０に限らず、一対の直線部１７，１７と、該先端側にネジ部１８，１８を有し、該ネジ部１８，１８にナット１５，１５で締結して保持板１４を保持固定する、ボルトなど一対のネジ部材で保持板１４を締結保持し、且つ湾曲して歪力が生じる位置に使用するものであれば特にこだわらないが、図示は省略した。
【００６２】
さらに、上記各使用例は、それぞれ一実施例を特定して示めしているが、この各使用例に囚われることなく、各実施例を相互に変更し、また第１から第６の各実施例のものを組み合わせて使用するようにしても良いが、図示は省略した。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の脆性破壊する各歪感応表示体は、鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物の撓み変形量の表示、又はトンネルなど壁面のひび割れの変化など大規模構造物の変形量の表示乃至小物単品部材のＵボルト又は鉄筋などで組み立てる鉄筋篭に使用する一対のボルト部を有する取付保持金具の取付のトルクの確認及びその点検管理として利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 歪感応表示
１ａ 着色歪感応表示体
１ｂ 切欠歪感応表示体
１ｃ Ｖ溝歪感応表示体
１ｄ 導電性歪感応表示体
１ｅ，１ｆ，１ｇ トルク感応表示体
２ 対比表示層
３ 脆性破壊部
４ 切欠部
５ 溝部
６ 鉄塔
８ 壁面
９ ひび割れ
１０ 電子回路
１３ Ｕボルト
１４ 保持板
１５ ナット
１８ ネジ部
２０ 取付保持金具。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物の撓み量の表示、又はトンネルなど壁面のひび割れの変化など大規模構造物の変形量の表示乃至小物単品部材の一対のボルト部を有するＵボルトなどの取付保持金具のナット締付けによる変形量をトルク値として検出して表示する、前記構造物から該部材まで規模に係わらず適用して使用する、予め設定する所定の弾性変形の変形量で、脆性破壊して塑性変形する歪感応表示体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、加わる外力値を表示する変形量表示体において、大規模構造物から小物単品部材まで、そのものに附設して加わる圧力又は屈曲などの撓み量を検出するセンサー、又はその外力値又はそれによる変形量に比例して該表示体の色変化で変形状態を表示するものが知られている。
【０００３】
また、前記加わる外力値の管理に応用されるネジ締結力の締付けトルク値を設定表示すると共に締め付け管理をするトルクレンチが知られ、そのネジ締結力の管理は、一般的に使用される該トルクレンチにより作業者が一定のトルクにて締め付けの作業と、そのトルク確認用として用いられ、またＵボルトなど一対のボルト部を有する取付保持金具又は鉄筋などで格子状に組み立てる鉄筋篭に使用する一対のボルト部を有する取付保持金具であって、その使用するナット及びボルトの締結時の、該一対の締め付けバランスの確認及びその締め付けトルクの管理をするのに該トルクレンチが知られている。
【０００４】
而して、先行技術として、力が伝達される構造物表面に取付けられる固定部およびこの固定部から延び出した延長部より成る第１のブロツクと、前記構造物表面と同一表面に取付けられる固定部およびこの固定部から延び出し前記第１のブロツクの延長部と対向する延長部より成る第２のブロツクと、前記第１のブロツクおよび前記第２のブロツクの各延長ブロツク間を弾性的に結合する結合部材と、前記各延長部間に備えられこれら各延長部間の変位を検出する変位検出手段の実施例を示す「構造物の変形検出器」がある。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
また、他の先行技術として、高分子および染料からなるポリマー組成物を含む、外力による変形量を表示するための変形量表示体であって、該ポリマー組成物は、高分子中に染料が特定の分子分散状態で固定されたものであり、また、染料は、そのエキシマー状態とモノマー状態とで異なる蛍光波長を有する会合性の蛍光染料であり、該変形量表示体は、外力により一定量以上変形されたときに、初期の色相とは異なる色相に変色可能であり、外力により一定量以上の変形が加えられたポリマー成型体からなる物品における該変形またはその変形量の検知に用いられる実施例を示す「変形量表示体およびそれを用いた変型またはその変形量の検知方法」がある。（例えば、特許文献２参照）
【０００６】
さらに、他の先行技術として、締付けトルクの確認に関連する先行技術として、雄ねじを有するボルト２と、ボルト２の雄ねじに螺合される雌ねじをもち、被締着部材１００を締め付けるナット７と、ボルト２の頭部あるいはナット７と、被締着部材１００との間に挿入され、所定の締め付けトルクに達した時点で平坦化するように、互いに逆方向に湾曲した一対のトルク座金４，５とを設けたとする実施例を示す「ねじ締着具およびトルク座金」がある。（例えば、特許文献３参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２７３０５９６号公報
【特許文献２】特開２００９−３００４１１号公報
【特許文献３】特開２００６−９８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、加わる外力値を表示する歪感応表示体は、大規模構造物から小物単品部材まで、それぞれ個別に対応する手段の歪みセンサーなど高価なもの、また大きく変形したとき、その変形に応じて色が変わるものがあるが、それは変形量が大きいものが対象で、微細な変形に対しては使用できなく、その微細な変形にも対応するものが求められ、またその歪感応表示体の構成のみで大規模構造物から小物単品部材まで、それぞれの変形量を知るものも求められ、またその変形の表示と変形量からトルクレンチに見られるようなトルク値を設定表示するものであって、そのトルク値の上限から下限値という所定範囲のトルク値を知るものもなく、またそのように変形量を応用することも提案されてなかった。
【０００９】
また、従来使用されているトルクレンチは、作業者自身が作業時、締付けトルクを設定し、そのトルクで締め付け作業をするもので、作業後に検査等で行われる締め付け確認は、実質、所定トルクの締め付けが確認できても、締め付けすぎである過大トルクの確認ができるものはなく、特にその過大トルクを目視で確認できるものがなく、よって作業者自身の確認とその作業後の締付けトルクの検査でも、適正及びその過大トルクの締め付けの確認ができるものが求められ、特に過大締め付けは、破損につながることから、目視で確認できる簡易手段のものが求められていた。
【００１０】
つまり、過大トルクの締め付けは、ボルトの破断に直接結びつくことが予想され、特にトルクレンチを使用しない、他の締め付け手段と、締め付け確認手段を有するもので、締結作業をしたとき、適正トルク値で締め付けられたとしても、後日のトルク検査において、過大締め付けの確認はできず、よって所定トルクから過大トルクまでの所定適正トルクの範囲を知る簡易手段のものが求められていた。
【００１１】
而して、開示される特許文献１の「構造物の変形検出器」は、変形検出器１０をフレーム１にボルト１１ｂ１，１１ｂ２で固定するひずみゲージであり、外力により平板１３ａ，１３ｂおよびせん断板１４が変形し、その変形により伸縮することで抵抗値が変化する該変化を、表裏４つのひずみゲージと、電子回路で構成される図示しないブリッジ回路で検出することが記載されており、その電子回路により連続する変化量を知るもので、このような高度な検出は高価となり、むしろ用途により所定値の変化が有るか無いかの簡易な検出で安価なものが求められ、またその取付もボルト１１ｂ１，１１ｂ２で固定するものであり、そのように固定できないものには使用できず、貼着など簡易に取り付けられるものが求められていた。
【００１２】
而して、開示される特許文献２の「変形量表示体およびそれを用いた変型またはその変形量の検知方法」は、「変形量表示体を当該物品に付着または貼着させ、変形量表示体の色相の変化に基づいて、当該物品の変形またはその変形量を検知し、当該物品に生じる変形の態様および程度は、伸び、やぶれ、折れ（折れ曲がり）、引き裂き、へこみ、ひずみ、膨れなどを挙げ、また変形量表示体の色相の変化の程度（変化量）を検知することにより、当該物品がどの程度物理的に劣化しているか、または、当該物品がその寿命に達したどうかの寿命センサーとして使用することもできる」とし、その変形量表示体の具体的形態およびその用途を、ボトル等のキャップ、シュリンクフィルム、包装体などの開封状体又は破損状態を知るものとしていることから、寿命センサーの経過変化による物理的に劣化派別として、一定以上の外力による変形を検知するもので、微少変形に対応する分野のものでなく、微少変形を表示するものには使用できなかった。
【００１３】
而して、開示される特許文献３の「ねじ締着具およびトルク座金」は、所定の締付けトルクに達した時点で平坦化するように湾曲したトルク座金を挿入しているので、締付けトルクが所定値に達していない状態では、目視できる隙間があり、ナットを所定の締付けトルクで締め付けることにより、トルク座金が平坦化して隙間がなくなり、作業者及びその作業後の締付けトルク検査でも所定トルクの締め付け確認はできるが、トルク座金が平坦化して隙間がなくなる手段では、過剰締め付けの確認はできず、よってその手段では、過剰締め付けによるネジ部の破損の恐れの確認ができず、これらのことから作業後の締め付け検査でも適正及び過剰締め付けの確認できるものが求められていた。
【００１４】
以上のように、変形検出を電子回路に置き換えて検出するもの、また大きく加わる変形量を色変化に置き換え破損状態を表示するもの、また経過による劣化を知るもの、その他部材の変形量から所定の外力が加わったことを知るものまで、先行技術が開示されているが、使用において、特定のものに対応して使用するもので、広く汎用性に欠け、本願の脆性破壊で塑性変形する歪感応表示体で歪みを検出表示することで、安価で簡便な多くの用途の課題を解決するものはなく、また単体での使用と電子回路との組合せで、所定の外力に対応して警報等を発するものも無く、長く待たれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記課題を有効に達成するために、第１の解決手段として、構造物又は該部材が変形する有無と、その変形規模を、破断又はひび割れで表示する歪感応表示体であって、その変形させる外力により、脆性破壊して塑性変形するようにセラミックスなどの脆性材料で、脆性破壊するその所望の破壊点の違いの外力に対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に形成し、又はその形成を、直接、前記構造物又は該部材の所定位置に塗料として所定形状に塗布乾燥させて歪感応表示体として形成することにより、
前記構造物又は該部材の所定位置に設けられる歪感応表示体を、その各構造物又は該部材に加わる外力で脆性破壊により塑性変形させることで、その加わる外力の大きさを検知して表示する。
【００１６】
また、第２の解決手段として、歪感応表示体を着色した着色歪感応表示体とし、該着色歪感応表示体を前記構造物又は該部材に設けると共に該構造物又は該部材に接する側の該着色歪感応表示体に、該着色歪感応表示体と同系色以外の色で着色した薄膜で延性を有する軟質の対比表示層を設けたことにより、
外力により歪感応表示体が脆性破壊した亀裂である隙間を通して下地である異色の対比表示層が目立って見えるようにして、脆性破壊が起きて一定以上の外力が加わったことを知る。
【００１７】
さらに、第３の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体を、略長方形板状の該長手方向の略中央近傍の側面側から略Ｖ字状の切欠部を設けると共に該切欠部の深さで、破壊点を変更可能に形成するとしたことで、
該略Ｖ字状の切欠部に応力集中させて、歪感応表示体の脆性破壊による塑性変形を起こさせ、また脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更して、任意に設定する歪感応表示体の破壊点で、一定以上の外力が加わったことを表示するとしている。
【００１８】
加えて、第４の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体を、略長方形板状の該長手方向の略中央近傍の平面を横断する略Ｖ字状の溝部を設けると共に該溝部の深さで、破壊点を変更可能に形成するとしたことで、
該略Ｖ字状の溝部に応力集中させて、歪感応表示体の脆性破壊による塑性変形を起こさせ、また脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更して、任意に設定する歪感応表示体の破壊点で、一定以上の外力が加わったことを表示するとしている。
【００１９】
さらに加えて、第５の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体が、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設するとしたことで、
複数枚の歪感応表示体が、それぞれ加わる外力に対応して当該する歪感応表示体が脆性破壊して塑性変形することで、その破壊点の違いにより加わる外力がどの程度か知り、そこから該構造物又は該部材に加わる外力を所定範囲で設定して、その上下限の範囲の加わる外力を知ると同時に、加わる外力に対してその対策管理をする
【００２０】
またさらに、第６の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体を、金属又は炭素などの導電性を有する材質を含有する導電性歪感応表示体とし、該導電性歪感応表示体を、断線を検出する電子回路の破断センサーとして設けるとしたことで、
外力が加わって導電性歪感応表示体が脆性破壊による塑性変形すると、断線を検出する電子回路により、破断センサーである該導電性歪感応表示体の断線を検出して、該破断センサーにより脆性破壊による塑性変形を検知して表示するとしている。
【００２１】
さらにまた、第７の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体が、高架橋又はトンネルなど壁面のひび割れに対して横断するように設けられるとしたことで、
歪感応表示体が高架橋又はトンネルなど壁面のひび割れの大、小及びずれなどの変化に対して脆性破壊による塑性変形することで、該ひび割れの大、小及びずれなどの変化を捉え表示する。
【００２２】
加えてまた、第８の解決手段として、Ｕボルトなど一対のボルト部を有する取付保持金具であって、該取付保持金具の保持板がナットで締結保持されるとき、その所定の締付けトルク値で保持板が撓むその撓みによる歪を利用して所定の締付けトルクが検知できるトルク感応表示体として、前記歪感応表示体を保持板に設けるとしたことで、
該トルク感応表示体の脆性破壊による塑性変形で、一対のボルト部を有する取付保持金具のナットにより締結保持するその締付けトルクを検知して表示するとしている。
【００２３】
加えてまた、第９の解決手段として、脆性破壊する歪感応表示体が、トルク感応表示体として保持板側面側の略中央近傍の撓み部に設けられるとしたことで、
該トルク感応表示体の脆性破壊による塑性変形で、一対のボルト部を有する取付保持金具のナットによる締結保持の締付けトルクを保持板の側面側で検知して表示するとしている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、上述したそれぞれの手段によって有効な効果が得られるようにしたもので、特に、第１の解決手段の、鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物乃至取付金具又は保持板など小物単品部材が変形する有無と、その変形規模を、破断又はひび割れで表示する歪感応表示体であって、その変形させる外力により、脆性破壊して塑性変形するようにセラミックス、アルミナ、ガラス、プラスチックなどの脆性材料で、脆性破壊するその所望の破壊点の違いの外力に対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に形成し、又はその形成を、直接、前記構造物又は該部材の所定位置に塗料として所定形状に塗布乾燥させて歪感応表示体として形成することにより、 鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物乃至取付金具の保持板など小物単品部材に至る該構造物又は該部材の外力による変形量を簡易な構成で知ることができ、また脆性破壊する破壊点の違いに対応させて設けることで、その外力の大きさも容易に知ることができ、よってその加わる外力の大きさに対応して、該構造物又は該部材のメンテナンスなどの管理に利用して、その劣化対策の目安にできる。
【００２５】
また、第２の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、着色した着色歪感応表示体とし、該着色歪感応表示体を前記構造物又は該部材に設けると共に該構造物又は該部材に接する側の該着色歪感応表示体に、該着色歪感応表示体と同系色以外の色で着色した薄膜で延性を有する軟質の対比表示層を設けたことにより、
外力により脆性破壊したとき、該脆性破壊した亀裂である隙間が生じ、その隙間を通して異色である対比表示層が目立ってよく見え、例えば、着色歪感応表示体を白色に着色し、対比表示層を赤色に着色することで、着色歪感応表示体の白色の該隙間から下地の赤色が見えることで、脆性破壊が起きて一定以上の外力が加わったことを容易に知ることができる。
【００２６】
加えて、第３の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、略長方形板状であって、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更でき、且つ所定部位に応力が集中するように、該長手方向の略中央近傍の側面側から略Ｖ字状の切欠部を設けると共に該切欠部の深さで、破壊点を変更可能に形成することにより、
該歪感応表示体のＶ字状の狭小部に応力集中が起き、外力に対し敏感に反応して脆性破壊が起こることで、その分、外力に対する歪感応度合いの設定が精密にできると共に脆性破壊が起こる場所が切欠部と特定でき、その加わる外力の管理も容易となり、またその使用部位が平面又は側面側に貼着して使用し、特に側面側に用いることで、脆性破壊による塑性変形が、平面側表面より大きくなり、つまり平面側表面では歪感応表示体の厚みの量に対する歪み量で、側面側表面では歪感応表示体の幅の量に対する歪み量となり、その厚みと幅の距離差だけ、加わる外力が部分的に大きくなり、上記と同様の外力に対して歪感応度合いが良くなり、よってその加わる外力の管理も容易となる。
【００２７】
さらに加えて、第４の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、略長方形板状であって、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更でき、且つ所定部位に応力が集中するように、該長手方向の略中央近傍の平面を横断する略Ｖ字状の溝部を設けると共に該溝部の深さで、破壊点を変更可能に形成することにより、
該歪感応表示体のＶ字状の溝部の狭小部に掛かる応力集中により、外力による撓みに対し、微少な変形量でも脆性破壊が起こることで、微少な変形量に対して歪み感応度合いを良くすると共にその変形量に対応した破壊点を設定できるようＶ字状の溝部の深さを変えることで、簡易な構成で精密な所望のトルク設定ができ、その加わる外力の管理も容易となる。
【００２８】
さらに、第５の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設することにより、
それぞれ加わる外力により複数枚の歪感応表示体が、その外力に対応して脆性破壊して塑性変形するので、その破壊点の違いによる複数枚の歪感応表示体に加わる外力が、どの程度まで加わったのか知ることができ、よって予めその破壊点の違いをそれぞれ設定しておけば、上下限の範囲の加わる外力を知ると同時に加わる外力に対してその対策とその管理をすることができる。
【００２９】
またさらに、第６の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、金属又は炭素などの導電性を有する材質を含有する導電性歪感応表示体とし、該導電性歪感応表示体を、断線を検出する電子回路の破断センサーとして設けることにより、
外力により導電性歪感応表示体が脆性破壊して塑性変形すると、該導電性歪感応表示体を破断センサーとして電子回路により断線を検出して警報を発し、または無線又は有線通信で管理部署に知らせることにより破断の集中管理ができ、よって外力による該構造物又は該部材の変形管理又は遠隔による変形管理が容易にできる。
【００３０】
さらにまた、第７の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体を、高架橋又はトンネルなど壁面のひび割れに対して横断するように設けることにより、
高架橋又はトンネルなど壁面に加わる外力により小さなひび割れが進み、それにより歪感応表示体が脆性破壊して塑性変形することで、そのひび割れの危険度を知ることができ、また上記導電性歪感応表示体と電子回路により警報を発し又は無線又は有線通信で破断の集中管理をすることで、ひび割れの遠隔管理ができ、また歪感応表示体又は導電性歪感応表示体をひび割れの管理として、上記第５の解決手段の複数枚使用することで、そのひび割れの進む課程も管理ができ、補修などの管理も容易となる。
【００３１】
加えてまた、第８の解決手段の、脆性破壊する歪感応表示体が、一対のボルト部に保持板を橋架してナットで締結保持するＵボルトなど該一対のボルト部を有する取付保持金具であって、該取付保持金具の保持板がナットで締結保持されるとき、その所定の締付けトルク値で保持板が撓むその撓みによる歪を利用して所定の締付けトルクが検知できるトルク感応表示体として、該保持板平面側の略中央近傍の該撓み部に設けることにより、
ナットの締結の締付けトルクを作業者自身が、簡易な表示で知ることができるので、高価なトルクレンチを使用することなく一般工具のレンチなどで所定トルクを知ることができ、また後日、そのナットの締付けトルクが、基準範囲で行われているのかの締付けトルク検査などで、第５の解決手段の複数枚を用いることで、所定トルクから過大トルク直前の適正範囲、つまり上限値、下限値のトルク範囲を目視で知る手段が得られ、その簡易な構成で、締め付けの過不足によるトラブルの防止などの効果によりコストダウンができる。
【００３２】
加えてまた、第９の解決手段の、保持板に設けられる歪感応表示体を、トルク感応表示体として保持板側面側の略中央近傍の撓み部に設けることにより、
トルク検知表示体の脆性破壊による塑性変形が、平面側表面の歪みより大きくなり、つまり平面側表面ではトルク検知表示体の厚さのその距離に対する歪み量で、側面側表面ではトルク検知表示体の幅のその距離に対する歪み量となり、その厚さと幅の距離差だけ、加わる歪力が部分的に大きくなり、その分微少変形で脆性破壊が起こりやすくなり、合わせて上記歪感応表示体のＶ字状の切欠部のものとすると、その狭小部に掛かる応力集中が作用し、湾曲する歪力に対し、微少な変形で脆性破壊が起こることで、その分、精密なトルク値の設定ができ、その管理も容易となる。
よって、これらのことから本発明は、実用上著大な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】 本発明の第１実施例の歪感応表示体１の斜視図である。
【図２】 本発明の第２実施例の着色歪感応表示体１ａの斜視図である。
【図３】 本発明の第２実施例の着色歪感応表示体１ａの脆性破壊状態を示す正面図である。
【図４】 本発明の第３実施例の切欠部４を形成した歪感応表示体１ｂの斜視図である。
【図５】 本発明の第４実施例の溝部５を形成した歪感応表示体１ｃの斜視図である。
【図６】 本発明の第３実施例の使用例で、鉄骨大規模構造物に使用する要部の斜視図である。
【図７】 本発明の第５実施例の使用例で、壁面８のひび割れ９に使用する状態を示す要部の正面図である。
【図８】 本発明の第６実施例の使用例で、Ｕボルト１３に使用する要部の斜視図である。
【図９】 本発明の第６実施例の使用例で、交差状に保持する取付保持金具２０に使用する要部の斜視図である。
【図１０】 本発明の第６実施例のトルク感応表示体１ｅで、の使用状態を示す要部の正面断面図である。
【図１１】 本発明の第６実施例のトルク感応表示体ｇで、使用状態を示す要部の平面図である。
【図１２】 本発明の第６実施例のトルク感応表示体ｇで、他の使用状態を示す要部の平面図である。
【図１３】 本発明の第６実施例のトルク感応表示体ｇで、他の使用状態を示す要部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
構造物又は部材が変形する有無とその変形規模を破断又はひび割れで表示する歪感応表示体であって、その変形する歪力で、脆性破壊して塑性変形するようにセラミックスなどの脆性材料で、その所望の脆性破壊する破壊点の違いに対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に形成し、又はその形成を、塗料として所定形状に塗布乾燥させて形成した歪感応表示体とし、
また、歪感応表示体を着色した着色歪感応表示体として、該着色歪感応表示体と、その同系色以外の色で着色した延性を有する対比表示層を組み合わせて設けるとし、
また、歪感応表示体を長手方向の略中央近傍の側面側から略Ｖ字状の切欠部を設けると共に該切欠部の深さで、破壊点を変更可能とし、
また、歪感応表示体を長手方向の略中央近傍の平面を横断するように略Ｖ字状の溝部を設けると共に該溝部の深さで、破壊点を変更可能とし、
また、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設するとし、
また、導電性を有する材質を含有する導電性歪感応表示体とし、該導電性歪感応表示体を、断線を検出する電子回路の破断センサーとして設けるとし、
また、歪感応表示体が高架橋及びトンネルなど壁面のひび割れに対して横断するように設けるとし、
また、Ｕボルトなど一対のボルト部を有する取付保持金具であって、該取付保持金具の保持板がナットで締結保持されるとき、所定の締付けトルクで保持板が撓むその撓みによる歪み歪を利用して所定の締付けトルクが検知できるトルク感応表示体とし、
また、トルク感応表示体として保持板側面側の略中央近傍の撓み部に設けるとし、それら該各感応表示体で構造物又は該部材が変形する有無とその変形規模を、脆性破壊で表示する歪感応表示体の提供を実現させた。
【実施例】
【００３５】
本発明の第１実施例を図面に基づいて説明すると、図１において、１は歪感応表示体で、該歪感応表示体１は、セラミックス、アルミナ、ガラス、プラスチックなどの脆性材料で、その所望の脆性破壊する破壊点の違いに対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に脆性破壊するように形成し、又はその形成を、直接、所定位置に塗料として所定形状に塗布乾燥させて歪感応表示体とし、該歪感応表示体１が、脆性破壊による塑性変形で、特定部位が変形する有無と、その変形規模を表示できるようにしている。
【００３６】
なお、塗布材料は、乾燥時、所定形状を成し、且つ脆性破壊の起きやすい脆性材料であれば、上記以外の材料を使用しても良く、また、歪感応表示体１を使用するとき、その使用時の貼着するときの変形などの歪みで脆性破壊が生じやすいことから、貼着前は未乾燥の柔らかい延性を有する状態でシート状の密封材で乾燥しないように密封し、開封、貼着して乾燥すると脆性破壊が起きる使用状態となるように形成しても好ましいが、図示は省略した。
【００３７】
而して、図２は、本発明の第２実施例の着色歪感応表示体１ａで、該着色歪感応表示体１ａは、前記歪感応表示体１を着色してその下層部に薄膜で延性を有する軟質の対比表示層２を設け、該着色歪感応表示体１ａと対比表示層２の着色を、該着色歪感応表示体１ａと同系色以外の色で着色している。
【００３８】
そして、該着色歪感応表示体１ａが脆性破壊して塑性変形すると、図３に示すように、脆性破壊部３が形成され、該脆性破壊部３を通して下層の対比表示層２色が見え、その時着色歪感応表示体１ａと同系色以外の色で着色していることで、目立つように下層の対比表示層２の色を、例えば、着色歪感応表示体１ａを白色に着色し、対比表示層２を赤色に着色することで、着色歪感応表示体１ａの白色の該隙間から下層の赤色が見えることで、その脆性破壊部３の確認が容易となる。
【００３９】
而して、図４は本発明の第３実施例の切欠歪感応表示体１ｂで、該切欠歪感応表示体１ｂは、前記歪感応表示体１の一方の側面側から略Ｖ字状の切欠部４を形成したもので、その略Ｖ字状の切欠部４の深さ（歪感応表示体１の幅の距離）を調整することにより、脆性破壊して塑性変形する破壊点を変更可能に形成したものである。
【００４０】
而して、図５は本発明の第４実施例のＶ溝歪感応表示体１ｃで、該Ｖ溝歪感応表示体１ｃは、前記歪感応表示体１の長手方向の略中央近傍の平面を横断するように略Ｖ字状の溝部５を形成したもので、その略Ｖ字状の溝部５の深さ（歪感応表示体１の厚さの距離）を調整することにより、脆性破壊して塑性変形する破壊点を変更可能に形成したもので、該Ｖ溝歪感応表示体１ｃは、後述する壁面など比較的広い平面を対象に、またその平面側に設ける必要がある場合に有効で、そしてまたその平面側の小さく湾曲する歪力に対して検知する必要がある部分に使用するときに有効である。
【００４１】
而して、前記各実施例を使用するときにおいて、適宜、使用する対象物に合わせて選ばれ、図６に示す使用例は、鉄骨構造で構築される鉄塔６など大規模構造物に使用するもので、切欠歪感応表示体１ｂを鉄塔６の鉄骨７の所定位置に貼着して、鉄塔６全体の撓み状態を知るための使用例で、該鉄塔６は全体の撓みに対して部分的な撓みはごく小さく、よって通常より長い切欠歪感応表示体１ｂを使用すると共に略Ｖ字状の切欠部４の深さを大きくしてその撓み変形を捉えやすくし、また図示するように、略Ｖ字状の該切欠部４，４ａの深さの違う、切欠歪感応表示体１ｂ，１ｂを並設して、撓みの変形規模の変化を上限、下限として表示できるようにしたものである。
【００４２】
而して、図７に示す第５実施例の導電性歪感応表示体１ｄは、高架橋又はトンネルなど壁面８のひび割れ９が拡大する、変化を検知するもので、その使用例は、上記第１実施例の歪感応表示体１の脆性破壊で、そのひび割れ９が拡大する変化を検知できるように、導電性歪感応表示体１ｄを該壁面８のひび割れ９に対して横断させて設け、図示では略Ｖ字状の切欠部４，４ａの深さが違う、導電性歪感応表示体１ｄ，１ｄを並設し、壁面８のひび割れ９に加わる、外力による変形規模の大きさを表示できるようにしている。
【００４３】
そして、そのひび割れ９の拡大などの変化を無人監視させて検知するのに、第２実施例の切欠歪感応表示体１ｂの形状で、金属又は炭素などの導電性を有する材質を含有する第５実施例の導電性歪感応表示体１ｄとして形成したものを破断センサーとし、断線を検出する電子回路１０と共に使用し、図示では、ひび割れ９を横断するように並設する導電性歪感応表示体１ｄ，１ｄの各両端から電子回路１０にそれぞれ接続されて信号が印加され、導電性歪感応表示体１ｄ，１ｄが脆性破壊すると電子回路１０が断線を検出して送信装置１１にてひび割れ９が拡大など変化したことを送信する構成としている。
【００４４】
なお、送信装置１１の送信は、設置現場に対応して有線若しくは無線が選ばれ、また断線を検出する電子回路１０は、一般的に知られる断線を検出する電子回路１０であり、また上記第２実施例の切欠歪感応表示体１ｂとしているが、それに拘らず、他の実施例のものを使用した導電性を有するものとしても良く、また単に、第１実施例の歪感応表示体１として使用して、そのひび割れ９が拡大したなどの変化を脆性破壊で塑性変形する表示として、目視で確認するものとしても利用できる。
【００４５】
而して、図８及び図９に示す第６実施例の使用例は、前記歪感応表示体１をその脆性破壊による塑性変形で、特定部位が変形する有無と、その変形規模を表示するのに対して、その脆性破壊による塑性変形で、所定の力が加わったとする指標を締付けトルクに置き換え、それにより締付けトルクを知ることができる第６実施例のトルク感応表示体１ｅ，１ｆとして使用される。
【００４６】
そこで、まず図８に示す使用対象部材において、柱状に立設された棒状部材１２に、継ぎ足しの棒状部材１２ａを平行に連結する使用例で、一般的に併設する２本の棒状部材１２，１２ａを連結、保持固定する場合に一般市販されるＵボルト１３が使用され、該棒状部材１２，１２ａを該Ｕボルト１３及び保持板１４で狭持すると共にナット１５，１５で保持固定される。
【００４７】
そして、その一般市販されるＵボルト１３は、Ｕ字状の曲部１６とその両端から連続して平行する一対の直線部１７，１７と、該先端側にネジ部１８，１８を形成したもので、通常、上記した保持板１４と共に使用され、その使用は図８に示すように、保持板１４に形成された穴に該ネジ部１８，１８を挿通して該ナット１５，１５で螺着し、該曲部１６と保持板１４との間で棒状部材１２，１２ａを狭持状に保持固定して連結するように使用される。
【００４８】
また、図９に示す他の使用対象部材は、棒状部材をクロス状態に保持するとき一般的に使用されるもので、例えば橋脚等の耐震基礎などに使用される鉄筋篭の補強枠を組み立てるときに使用され、その取付保持金具の形状において、上述Ｕボルト１３の平行する一対の直線部１７，１７部分を略コの字状に折り曲げ形成し、その略コの字状の底部にあたる部分に棒状支持部１９，１９が形成され、上述Ｕボルト１３と同様、Ｕ字状の曲部１６と、ネジ部１８，１８を設けた取付保持金具２０として形成されている。
【００４９】
そして、図８及び図９に示す該Ｕボルト１３と取付保持金具２０の締付けトルク管理において、図８に示すＵボルト１３の使用例は、棒状部材１２，１２ａを保持板１４で狭持すると共にナット１５，１５で締結保持した該保持板１４表面略中央部にトルク感応表示体１ｅを貼着し、また図９図に示す取付保持金具２０の使用例は、棒状支持部１９，１９に、板状の補強枠２１を載置すると共に該補強枠２１に、丸棒状の主筋２２を曲部１６及び該ネジ部１８，１８に設ける保持板１４とで狭持するようにクロス状に重装して該主筋２２を支持して、ナット１５，１５で締結保持した該保持板１４表面略中央部にトルク感応表示体１ｅ，１ｆを並設して貼着し、その各締結保持による締付けトルク値の歪力量に対応してそれぞれ保持板１４，１４が湾曲する、その撓みによりトルク感応表示体１ｅ，１ｆが脆性破壊して塑性変形することで、所定の締付けトルク値を表示する。
【００５０】
また、図９に示す第６実施例のトルク感応表示体１ｅ，１ｆは、脆性破壊値の違いで並設して上限、下限値を知るもので、つまりトルク感応表示体１ｆが先に脆性破壊して所定のトルク値として設定し、それに対してトルク感応表示体１ｅが脆性破壊するときは過大トルク値となるように、トルク感応表示体１ｆより大きな撓みで脆性破壊するように設定し、このことでトルク値の上限、下限値を知ることができる。
【００５１】
それは、図９に示すトルク感応表示体１ｅ，１ｆの使用において、保持板１４表面に、長方形板状のトルク感応表示体１ｅと、それに併設して該長方形板状の中央部を狭窄させて形成したトルク感応表示体１ｆを貼着し、そして該トルク感応表示体１ｆは、前記切欠歪感応表示体１ｂとＶ溝歪感応表示体１ｃと略同様の機能を持たせるように、狭窄の幅に対応した歪力により脆性破壊が生じる締付けトルク値の設定が行えるようにしている。
【００５２】
そこで上述した、図８及び図９に示す保持板１４の湾曲により、トルク感応表示体１ｅ，１ｆで締付けトルク値の管理をすることについて、図８の実施例を代表例としてさらに詳述すると、図８に示すように、Ｕボルト１３のネジ部１８，１８の間に該棒状部材１２，１２ａを挿入すると共に保持板１４を挿入してナット１５，１５で螺着することで、曲部１６と保持板１４及びナット１５，１５で該棒状部材１２，１２ａが保持固定される。
【００５３】
そして、図１０に示すように、そのナット１５，１５を所定のトルク値まで締め付けたとき、保持板１４がフラットな状態からその締結力により湾曲し、その撓みによりトルク感応表示体１ｅの一部（図示ではトルク感応表示体１ｅの略中央部）が、図示すように脆性破壊して脆性破壊部３が形成され、その塑性変形により、所定の締付けトルクに達したことを知ることができる。
【００５４】
なお、上記脆性破壊に達する値は、使用される保持板１４の要求される設計上の仕様の材質及び寸法上の厚さ、長さなどによって設定され、またその所定トルクの値も同様に各仕様によって設定される。
【００５５】
さらに、他の第６実施例の使用例を示す図１１のトルク感応表示体１ｇ，１ｇは、締結力による歪力の強さに各対応して脆性破壊の起きるように、その側面側の一方にそれぞれ略Ｖ字状で深さの違う大小それぞれ２種類の切欠部４，４ａを形成して保持板１４の平面上に貼着して使用し、それは所定トルク値の該締結力の強さで、切り欠きの深い切欠部４が最初に脆性破壊し、また過大締付けトルク値で脆性破壊するように設定される切り欠きの浅い切欠部４ａが次に脆性破壊し、このように予め設定された締付けトルクで、最初に切欠部４が脆性破壊して、図示する脆性破壊部３が現れ、所定の締付けトルク値で締結されたことを知ることができ、また過大締結があると切欠部４ａが脆性破壊して知ることができる。
【００５６】
その上述、使用例の切り欠きの深さの違うトルク感応表示体１ｇ，１ｇにより、切り欠きの深い切欠部４を所定トルクの値と、切り欠きの浅い切欠部４ａを過大トルクの値とすることで、一定の範囲内で締め付けられたことを表示することができ、また該脆性破壊は、塑性変形であることから、作業後の締め付け検査であっても確認することができる。
【００５７】
つまり、図１０に示すナット５，５を所定トルクの値まで締め付けたとき、その歪力により保持板１４が湾曲することで、上述した切欠部４が脆性破壊して所定トルクに達したことを知ることができ、このことは一般的に使用されるトルクレンチを使うことなく、通常工具のレンチを使用しても、所定トルクで締め付けることができる。
【００５８】
また、そのＶ字状の切り欠きは、該Ｖ字状の狭小部に応力集中が起こるため、歪力が起こると、必ずそのＶ字状の狭小部から脆性破壊し、またそのＶ字状の狭小部に応力集中させることで、延性を少なくし、よって該締結の歪力により正確に脆性破壊を起こさせ、その所定トルクを知ることができる。
【００５９】
また、図１２及び図１３に示す使用例は、保持板１４の側面側に貼着して使用するものを示し、それぞれ切欠部４，４ａの深さの違うトルク感応表示体１ｇ，１ｇを該両側面に貼着し、上述した締め付けの歪力により保持板１４が湾曲することで、トルク感応表示体１ｇ，１ｇの幅側から切欠部４，４ａを開くように歪力が掛かり、そのことで脆性破壊が起き、図１３に示す脆性破壊部３が形成され、この開くように歪力が掛かることで小さい歪力でも脆性破壊が起きやすく、その分、精密なトルク値の設定ができる。
【００６０】
つまり、この側面側に設ける実施例では、平面側に設ける実施例より湾曲する歪力に敏感に反映して脆性破壊が起こり、それは平面側では、該Ｖ字状の狭小部に掛かる応力集中が小さく、また側面側では、該Ｖ字状の狭小部に掛かる応力集中が大きく作用し、その保持板１４の湾曲に対応した撓みに対し、平面側の場合では、トルク感応表示体１ｇ，１ｇの厚み方向の歪みで、対する側面側の場合では、幅方向の歪みであるから撓みに対して曲げ幅が大きく、その厚みの差の分だけ歪力が大きく、このことからナット５，５による締結が小さく、また撓みが少ない場合は、側面側に設けることで撓みが少ないときでも敏感に脆性破壊の反応が起き、その平面側で対応しきれないほど歪力が小さいときは側面側で対応でき、また精密なトルク値の設定もできる。
【００６１】
また、Ｕボルト１３及び取付保持金具２０に限らず、一対の直線部１７，１７と、該先端側にネジ部１８，１８を有し、該ネジ部１８，１８にナット１５，１５で締結して保持板１４を保持固定する、ボルトなど一対のネジ部材で保持板１４を締結保持し、且つ湾曲して歪力が生じる位置に使用するものであれば特にこだわらないが、図示は省略した。
【００６２】
さらに、上記各使用例は、それぞれ一実施例を特定して示めしているが、この各使用例に囚われることなく、各実施例を相互に変更し、また第１から第６の各実施例のものを組み合わせて使用するようにしても良いが、図示は省略した。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の脆性破壊する各歪感応表示体は、鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物の撓み変形量の表示、又はトンネルなど壁面のひび割れの変化など大規模構造物の変形量の表示乃至小物単品部材のＵボルト又は鉄筋などで組み立てる鉄筋篭に使用する一対のボルト部を有する取付保持金具の取付のトルクの確認及びその点検管理として利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 歪感応表示
１ａ 着色歪感応表示体
１ｂ 切欠歪感応表示体
１ｃ Ｖ溝歪感応表示体
１ｄ 導電性歪感応表示体
１ｅ，１ｆ，１ｇ トルク感応表示体
２ 対比表示層
３ 脆性破壊部
４ 切欠部
５ 溝部
６ 鉄塔
８ 壁面
９ ひび割れ
１０ 電子回路
１３ Ｕボルト
１４ 保持板
１５ ナット
１８ ネジ部
２０ 取付保持金具。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物乃至取付金具又は保持板など小物単品部材が変形する有無と、その変形規模を、破断又はひび割れで表示する歪感応表示体であって、その変形させる外力により、脆性破壊して塑性変形するようにセラミックス、アルミナ、ガラス、プラスチックなどの脆性材料で、脆性破壊するその所望の破壊点の違いの外力に対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に形成し、又はその形成を、直接、前記構造物又は該部材の所定位置に塗料として所定形状に塗布乾燥させて歪感応表示体として形成することを特徴とした脆性破壊する歪感応表示体。
【請求項２】
請求項１記載の脆性破壊する歪感応表示体が、着色した着色歪感応表示体とし、該着色歪感応表示体を前記構造物又は該部材に設けると共に該構造物又は該部材に接する側の該着色歪感応表示体に、該着色歪感応表示体と同系色以外の色で着色した薄膜で延性を有する軟質の対比表示層を設けるとした歪感応表示体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の脆性破壊する歪感応表示体が、略長方形板状であって、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更でき、且つ所定部位に応力が集中するように、該長手方向の略中央近傍の側面側から略Ｖ字状の切欠部を設けると共に該切欠部の深さで破壊点を変更可能に形成するとした歪感応表示体。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の脆性破壊する歪感応表示体が、略長方形板状であって、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更でき、且つ所定部位に応力が集中するように、該長手方向の略中央近傍の平面を横断する略Ｖ字状の溝部を設けると共に該溝部の深さで破壊点を変更可能に形成するとした歪感応表示体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の脆性破壊する歪感応表示体が、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設されるとした歪感応表示体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の脆性破壊する歪感応表示体が、金属又は炭素などの導電性を有する材質を含有する導電性歪感応表示体とし、該導電性歪感応表示体を、断線を検出する電子回路の破断センサーとして設けられるとした歪感応表示体。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の脆性破壊する歪感応表示体が、高架橋又はトンネルなど壁面のひび割れに対して横断するように設けられるとした歪感応表示体。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の脆性破壊する歪感応表示体が、一対のボルト部に保持板を橋架してナットで締結保持するＵボルトなど該一対のボルト部を有する取付保持金具であって、該取付保持金具の保持板がナットで締結保持されるとき、その所定の締付けトルク値で保持板が撓むその撓みによる歪を利用して所定の締付けトルクが検知できるトルク感応表示体として、該保持板平面側の略中央近傍の該撓み部に設けられるとした歪感応表示体。
【請求項９】
請求項８記載の保持板に設けられる歪感応表示体が、トルク感応表示体として保持板側面側の略中央近傍の撓み部に設けられるとした歪感応表示体。
【請求項１】
鉄骨構造又はコンクリートなどで構築される大規模構造物乃至取付金具又は保持板など小物単品部材が変形する有無と、その変形規模を、破断又はひび割れで表示する歪感応表示体であって、その変形させる外力により、脆性破壊して塑性変形するようにセラミックス、アルミナ、ガラス、プラスチックなどの脆性材料で、脆性破壊するその所望の破壊点の違いの外力に対応させて所定長さ、幅及び厚さの各寸法を組み合わせて所定形状の板状体に形成し、又はその形成を、直接、前記構造物又は該部材の所定位置に塗料として所定形状に塗布乾燥させて歪感応表示体として形成することを特徴とした脆性破壊する歪感応表示体。
【請求項２】
請求項１記載の脆性破壊する歪感応表示体が、着色した着色歪感応表示体とし、該着色歪感応表示体を前記構造物又は該部材に設けると共に該構造物又は該部材に接する側の該着色歪感応表示体に、該着色歪感応表示体と同系色以外の色で着色した薄膜で延性を有する軟質の対比表示層を設けるとした歪感応表示体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の脆性破壊する歪感応表示体が、略長方形板状であって、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更でき、且つ所定部位に応力が集中するように、該長手方向の略中央近傍の側面側から略Ｖ字状の切欠部を設けると共に該切欠部の深さで破壊点を変更可能に形成するとした歪感応表示体。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の脆性破壊する歪感応表示体が、略長方形板状であって、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が変更でき、且つ所定部位に応力が集中するように、該長手方向の略中央近傍の平面を横断する略Ｖ字状の溝部を設けると共に該溝部の深さで破壊点を変更可能に形成するとした歪感応表示体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の脆性破壊する歪感応表示体が、脆性破壊して塑性変形するその破壊点が相違する複数枚の歪感応表示体を並設されるとした歪感応表示体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の脆性破壊する歪感応表示体が、金属又は炭素などの導電性を有する材質を含有する導電性歪感応表示体とし、該導電性歪感応表示体を、断線を検出する電子回路の破断センサーとして設けられるとした歪感応表示体。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の脆性破壊する歪感応表示体が、高架橋又はトンネルなど壁面のひび割れに対して横断するように設けられるとした歪感応表示体。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の脆性破壊する歪感応表示体が、一対のボルト部に保持板を橋架してナットで締結保持するＵボルトなど該一対のボルト部を有する取付保持金具であって、該取付保持金具の保持板がナットで締結保持されるとき、その所定の締付けトルク値で保持板が撓むその撓みによる歪を利用して所定の締付けトルクが検知できるトルク感応表示体として、該保持板平面側の略中央近傍の該撓み部に設けられるとした歪感応表示体。
【請求項９】
請求項８記載の保持板に設けられる歪感応表示体が、トルク感応表示体として保持板側面側の略中央近傍の撓み部に設けられるとした歪感応表示体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−７３２１４（Ｐ２０１２−７３２１４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１９７４（Ｐ２０１０−２３１９７４）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（５０８２８３８７５）株式会社恵信工業 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（５０８２８３８７５）株式会社恵信工業 (7)
【Ｆターム（参考）】
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