【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フレッシュコンクリートの打設時におけるコンクリートバイブレータの負荷状況を表示することで、コンクリートの締め固め状況をリアルタイムに作業者に知らしめ、加振不足による締め固め不良や加振し過ぎによる材料分離を抑制し、簡易に適切なコンクリート打設を行うことができるコンクリートバイブレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記課題を解決しようとするものとして、特開平５−１７９８０５号、 特開平１０−２５２２６９号の発明が提案されている。
前者は、バイブレータ本体の後端、または、防護部材の間に照明部を形成して構成したものであり、照明によりコンクリートの状態を確認しやすくするものである。
後者は、コンクリートバイブレータのモータの速度指令制御回路を、モータ電流に比例した電圧を検出し閾値電圧と比較し検出電圧が閾値電圧よりも大きいときは脱泡が短い締固め時間で終了し得るようにモータを高回転数させる速度指令信号を出力し、また検出電圧が閾値電圧よりも小さい時はモータを低回転させる速度指令信号を出力するように構成したものであり、コンクリートの状態に応じてバイブレータの振動数を変化させようとするものである。
【０００３】
上記従来技術は各々、次のような欠点を有している。
特開平５−１７９８０５号の発明は、コンクリートの締固め状況の判断は目視に頼っており、個人差が大きく安定性に欠け、比較的暗い現場にのみ有効な発明であり、かつ照明部の小型化が難しく、突起部を有し移動時の障害になりやすい。
特開平１０−２５２２６９号の発明は、振動数を制御するものであってコンクリート打設作業時、作業者に締固め状況を知らせる手段がない。自動制御できる点においては画期的であるが、ブラシレスモータと制御用の専用ドライバーが必要であり、コスト高で汎用性に欠ける。
すなわち、何れの発明においても、バイブレーターの運転状況に基づいて作業者が作業の過不足を判断することはできなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、作業者に作業の過不足を知らせることにより、コンクリート打設作業の効率アップと均質なコンクリート構造物を建造するための高品質打設を容易にするコンクリートバイブレータを提供しようとなされたものであり、コンクリート打設時の締固め状況を作業者がリアルタイムに把握できるようにすることを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決手段として、負荷検出回路と負荷状況に応じた表示手段をコンクリートバイブレータに追加した。
すなわち、この発明のコンクリートバイブレータは、コンクリートバイブレータ運転時の負荷を検出する負荷検出回路と、検出された値をしきい値と比較する比較回路と、負荷状況に連動する表示手段を有し、前記表示手段の作動によりコンクリートバイブレータの有効運転の終了を作業者に伝達できるようにして構成する。
【０００６】
表示手段は、作業者が作業中に容易に認識できるものが好ましく、視覚伝達装置、聴覚伝達装置又は触覚伝達装置の何れか又はこれらの組み合わせが一般的であるが、これらのに限定されるものではなく、作業者に微電流を印加するなど、上記以外の構成も考えられる。
【０００７】
前記視覚伝達装置としては、発光体を透明ホース内およびスイッチケース内の一方または両方に取付けた構成、聴覚伝達装置としては、音声アラームのための音源をスイッチケース内に取付けた構成、触覚伝達装置としては、把握部に振動体を取付けた構成などが考えられる。
更に、表示手段はコンクリートバイブレータ本体及びスイッチケースとは独立した装置とし、比較回路により検出される負荷状況に対応する無線信号を受信して作動するようにすることもできる。例えば、スイッチケース内に前記無線信号を発信する発信器を装着し、作業者に受信器に接続した表示手段をもたせる。表示手段としては、アラーム、小型のバイブレータなどが考えられる。
【０００８】
前記負荷検出回路は、コンクリートバイブレータの運転時の負荷と相関関係を有する電流、力率、振動数、音量などの運転状況データを検出するセンサーを有するものを用い、該負荷検出回路より発信する電圧信号を比較回路で比較し、負荷状況に応じた表示を行うようにする構成が好ましい。例えば、出願人が提案した特願２００２−０２１１７４号を用いることができる。
【０００９】
【作用】
フレッシュコンクリートの締固めにコンクリートバイブレータを用いる場合の基本概念は、一般的に、フレッシュコンクリートの性状によく一致するといった背景からビンガムモデルに当てはめて解析するのが一般的となっている。
【００１０】
ビンガムモデルの塑性流動とは、作用する力（せん断応力）と流速（ひずみ速度）が線形比例するニュートンモデルに対し、一定値のせん断応力を超えてからひずみが生じるという仮定を用いることで、粘性の大きい物質（ジェルや粘土など）の持つ力学的応答性が示すことができると言われている。この、ひずみが起きる瞬間のせん断応力が降伏点とよばれ、降伏点はフレッシュコンクリートを打設しようとするときに必要な応力とされている。
【００１１】
一方フレッシュコンクリートにせん断応力を与えるものはコンクリートバイブレータであり、与えるせん断力に相応した負荷がコンクリートバイブレータにもたらされる。一般的にコンクリートバイブレータは電動機により駆動されているため、負荷の変化に応じてモータ回転数、したがって電流、力率、振動数が変動する特性を有している。
【００１２】
本発明では、前記フレッシュコンクリートの塑性流動特性とコンクリートバイブレータの電動機特性からフレッシュコンクリートの締固め状況が検知され、しきい値を超えたときに表示手段が作動するので、作業者は有効運転の終了を知ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態を図１〜図５に示す。図において１はバイブレータ本体、２はスイッチケース、３は検知回路、４は電源プラグである。
【００１４】
【発明の実施の形態１】
図１は視覚伝達を基本とした実施形態である。
バイブレータ本体とスイッチケースとの間のホースを透明なものとし、この透明ホース５内を通る内部コード６の周囲に多数の緑色発光体７と黄色発光体８を交互に配置し、検知回路３で検知した状況に応じて有色発光を行うようにしてある。
例えばフレッシュコンクリートが有効に締固められている時（有効運転中）には緑色発光点滅、締固めが完了した時点（有効運転が終了したとき）で黄色発光点滅するようにする。また、スイッチ近傍の作業者への表示用としてスイッチケース２に発光体９を取付ければ、いっそう視認性が向上する。
【００１５】
発光体は単色のみでなく一つで複数色を発光するものでも良いし、色彩は視認性が良ければ何色でも構わない。また、上記においては透明ホース５内とスイッチケース２の双方に発光体を取付けたが、何れか一方のみとしてもよい。更に、発光体は一色とし、有効運転中のみ又は有効運転終了後のみ発光するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態２】
図２は聴覚伝達を基本とした実施形態である。この実施形態ではスイッチケース２の一端部に音源１０を取付ける。実施形態１と同様、検知回路３の検知状況に応じて音源１０よりアラーム音を発生させる。アラーム音は例えば、有効締固め時は「ピピッピピッ」の断続音、締固め完了時は「ピ―――」の連続音とする。なお、有効運転中のみ又は有効運転終了後のみアラーム音が発生するようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態３】
図３は触覚伝達を基本とした実施形態である。この実施形態ではホース１１内部にバイブレータ本体側より例えば５０センチおきに小型バイブレータ１２を配置し、検知回路の検知状況に応じて小型バイブレータ１２を振動させる。小型バイブレータの振動は例えば、有効締固め時は断続振動、締固め完了時は連続振動を発生させる。
この実施形態は、作業者がつかむホース１１から振動が伝達されるので、作業環境の明るさや騒音に紛れるおそれがなく、表示を確実に作業者へ伝達することができる。
【００１８】
上記実施形態１ないし３においては、いずれも一種類の表示手段を備えた装置として説明したが、二種類又は三種類の表示手段を組み合わせることもできる。なお、上記何れの実施形態においても、作業効率に支障をきたすような部品大型化や突起部がない。
【００１９】
実施例１から３の有効締固めと締固め完了の区別は、検知する設定電流値（しきい値）の設定により行う。有効締固めと締固め完了の区別は検知する設定電流値（しきい値）の設定により行う。本発明の設定の一例として、有効締固め時の設定電流値は前記降伏点に相当する電流値とし、締固め完了時の設定電流値は降伏点の電流値と無負荷電流値の中間程度にする。
以下負荷検出回路並びに比較回路につき説明する。
【００２０】
図４において、コンクリートバイブレータの運転状況データを検出し、バイブレータへの入力電流を電圧信号として出力する負荷検出回路のセンサー２１と、有効運転と判別される最低電圧を出力する基準電圧発生装置２２とが比較回路２３に接続してあり、前記センサー２１によって出力された電圧信号が基準電圧よりも大きいときに、比較回路２３から有効運転信号を表示装置に出力し、基準電圧よりも小さいときに有効運転終了信号を表示装置２４に出力するようにしてある。
上記においては、負荷の増大に伴い増加するバイブレータへの入力電流を検出するものとしたので、基準電圧発生装置２２は有効運転と判別される最低電圧を出力するものとしたが、周波数や音量などのように負荷の増大に伴いセンサー２１より出力される電圧信号が減少するものを検出するようにした場合は、基準電圧発生装置２２は有効運転と判別される最高電圧を出力するものとする。
このような回路構成とすることにより、普及している専用電源装置がそのまま使用できる。
【００２１】
この発明は、フレッシュコンクリートの締固め状況が表示されるので、実際のフレッシュコンクリート打設作業における使用方法は、次のような手順となる。
１ 締固めのためコンクリートバイブレータをフレッシュコンクリートに挿入し加振する。
２ 有効運転表示が出ている間、コンクリート中でバイブレータを保持する。
３ 有効運転終了表示が出たら、バイブレータを引き上げる。
尚、装置を簡素化する意味で、コンクリートの締固め状況の表示を締固め完了の表示のみ又は有効運転表示のみとしても良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明により、今まで確認が難しかったフレッシュコンクリートの締固め状況確認が、作業者の感に頼ることなく数値に基づいてリアルタイムに行えることとなり、以下の効果が得られる。
１．従来、経験と勘に頼る部分が多く、認識が難しかったフレッシュコンクリートの締固め完了が、誰にでも容易に確認できるようになり、作業に熟練が不要となる。その結果、個人差が激しかった打設作業の安定化が図れる。
１．均一なコンクリートの締固めが行えるため、強度不足によるコンクリート構造物の崩壊や強度不足による打ち直しを防止できる。
１．光／音／振動の表示方法を適材適所に選定することにより、打設場所の明るさ、騒音の有無等に係わらず、高い認識性が得られる。
以上の結果として、コンクリート構造物の品質向上並びに無駄な運転の排除による作業性の向上に大きく貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態１
【図２】この発明の実施形態２
【図３】この発明の実施形態３
【図４】負荷検出回路のブロック図
【図５】この発明実施形態の使用状態説明図
【符号の説明】
１ バイブレータ本体
２ スイッチケース
３ 検知回路
４ 電源プラグ
５ 透明ホース
６ 内部コード
７ 緑色発光体
８ 黄色発光体
９ 発光体
１０ 音源
１１ ホース
１２ 小型バイブレータ
２１ センサー
２２ 基準電圧発生装置
２３ 比較回路
２４ 表示装置[0001]
[Industrial applications]
The present invention displays the load condition of a concrete vibrator at the time of placing fresh concrete, thereby notifying the worker of the compaction state of concrete in real time to the worker, and insufficient compaction due to insufficient vibration or material due to excessive vibration. The present invention relates to a concrete vibrator that can suppress separation and easily perform appropriate concrete placement.
[0002]
[Prior art]
To solve the above problems, the inventions of JP-A-5-179805 and JP-A-10-252269 have been proposed.
The former is configured by forming a lighting section between the rear end of the vibrator main body and the protective member, and makes it easy to confirm the state of concrete by lighting.
The latter, the speed command control circuit of the motor of the concrete vibrator, detects a voltage proportional to the motor current, compares it with a threshold voltage, and when the detected voltage is larger than the threshold voltage, the defoaming can be completed in a short compaction time. It outputs a speed command signal to rotate the motor at a high speed, and outputs a speed command signal to rotate the motor at a low speed when the detected voltage is smaller than the threshold voltage, depending on the state of the concrete. The purpose is to change the frequency of the vibrator.
[0003]
Each of the above prior arts has the following disadvantages.
The invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-179805 relies on visual judgment of the compaction state of concrete, has large individual differences, lacks stability, is effective only in relatively dark sites, and has a small lighting unit. It is difficult to form a projection, and it has a protruding portion and is likely to become an obstacle during movement.
The invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-252269 is for controlling the frequency, and there is no means for informing the operator of the compaction state during the concrete placing operation. Although it is revolutionary in that it can be automatically controlled, it requires a brushless motor and a dedicated driver for control, and is expensive and lacks versatility.
That is, in any of the inventions, the worker could not judge whether the work was excessive or insufficient based on the operating state of the vibrator.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to provide a concrete vibrator that notifies a worker of excessive or insufficient work, thereby improving the efficiency of concrete placing work and facilitating high-quality placing for building a homogeneous concrete structure. It is an object of the present invention to enable a worker to grasp the compaction situation at the time of placing concrete in real time.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above problems, a load detection circuit and a display means according to the load condition are added to the concrete vibrator.
That is, the concrete vibrator of the present invention includes a load detection circuit that detects a load during operation of the concrete vibrator, a comparison circuit that compares the detected value with a threshold value, and a display unit that is linked to a load condition, The construction is such that the end of the effective operation of the concrete vibrator can be transmitted to the operator by operating the display means.
[0006]
The display means is preferably one that can be easily recognized by the worker during the work, and any one of a visual transmission device, an auditory transmission device, or a tactile transmission device, or a combination thereof is generally used, but is not limited thereto. Instead, a configuration other than the above, such as applying a small current to the operator, is also conceivable.
[0007]
As the visual transmission device, a configuration in which a luminous body is mounted in one or both of a transparent hose and a switch case, as an auditory transmission device, a configuration in which a sound source for an audio alarm is mounted in a switch case, a tactile transmission device For example, a configuration in which a vibrating body is attached to the grasping unit may be considered.
Further, the display means may be a device independent of the concrete vibrator main body and the switch case, and may operate by receiving a radio signal corresponding to the load condition detected by the comparison circuit. For example, a transmitter for transmitting the wireless signal is mounted in a switch case, and the operator is provided with display means connected to the receiver. The display means may be an alarm, a small vibrator, or the like.
[0008]
The load detection circuit uses a circuit having a sensor for detecting operation status data such as a current, a power factor, a vibration frequency, and a sound volume having a correlation with a load during operation of the concrete vibrator, and a voltage transmitted from the load detection circuit. It is preferable that the signals are compared by a comparison circuit and a display corresponding to the load condition is performed. For example, Japanese Patent Application No. 2002-021174 proposed by the applicant can be used.
[0009]
[Action]
The basic concept of using a concrete vibrator for compacting fresh concrete is generally applied to a Bingham model for analysis because of its good agreement with the properties of fresh concrete.
[0010]
The plastic flow of the Bingham model is based on the assumption that a strain occurs after a certain value of shear stress is exceeded for a Newton model in which the acting force (shear stress) and the flow velocity (strain rate) are linearly proportional. It is said that the mechanical responsiveness of substances with large particles (such as gels and clays) can be shown. The shear stress at the moment when the strain occurs is called a yield point, and the yield point is a stress necessary when placing fresh concrete.
[0011]
On the other hand, what gives shear stress to fresh concrete is a concrete vibrator, and a load corresponding to the applied shear force is applied to the concrete vibrator. Generally, a concrete vibrator is driven by an electric motor, and thus has a characteristic that the motor rotation speed, that is, the current, the power factor, and the vibration frequency change according to a change in load.
[0012]
In the present invention, the compaction state of the fresh concrete is detected from the plastic flow characteristics of the fresh concrete and the electric characteristics of the electric motor of the concrete vibrator, and the display means is activated when the threshold value is exceeded. You can know.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the figure, 1 is a vibrator body, 2 is a switch case, 3 is a detection circuit, and 4 is a power plug.
[0014]
Embodiment 1 of the present invention
FIG. 1 shows an embodiment based on visual transmission.
The hose between the vibrator body and the switch case is made transparent, and a number of green light emitters 7 and yellow light emitters 8 are alternately arranged around an internal cord 6 passing through the transparent hose 5. Colored light emission is performed according to the detected situation.
For example, when fresh concrete is being effectively compacted (during effective operation), green light emission is flickered, and when compaction is completed (when effective operation is completed), yellow light is blinked. Further, if the light emitter 9 is attached to the switch case 2 for display to an operator near the switch, the visibility is further improved.
[0015]
The luminous body may emit not only a single color but also a single color and a plurality of colors, and any color may be used as long as visibility is good. Further, in the above description, the luminous body is attached to both the inside of the transparent hose 5 and the switch case 2, but only one of them may be provided. Further, the luminous body may be one color and emit light only during the effective operation or only after the end of the effective operation.
[0016]
Embodiment 2 of the present invention
FIG. 2 shows an embodiment based on auditory transmission. In this embodiment, the sound source 10 is attached to one end of the switch case 2. As in the first embodiment, the sound source 10 generates an alarm sound according to the detection status of the detection circuit 3. The alarm sound is, for example, an intermittent sound of “pi-pi-pi-pi” during effective compaction and a continuous sound of “pi ----” when compaction is completed. Note that the alarm sound may be generated only during the effective operation or only after the end of the effective operation.
[0017]
Third Embodiment of the Invention
FIG. 3 shows an embodiment based on tactile transmission. In this embodiment, a small vibrator 12 is arranged inside the hose 11 at, for example, every 50 cm from the vibrator body side, and the small vibrator 12 is vibrated according to the detection state of the detection circuit. The vibration of the small vibrator generates, for example, intermittent vibration during effective compaction and continuous vibration when compaction is completed.
In this embodiment, since the vibration is transmitted from the hose 11 gripped by the worker, the display can be reliably transmitted to the worker without being mixed with the brightness and noise of the working environment.
[0018]
In the first to third embodiments, the apparatus is described as having one type of display means, but two or three types of display means may be combined. In any of the above embodiments, there is no increase in the size of the parts or any protrusions that would impair the work efficiency.
[0019]
The distinction between effective compaction and compaction completion in the first to third embodiments is made by setting a set current value (threshold) to be detected. The distinction between effective compaction and compaction completion is made by setting a set current value (threshold) to be detected. As an example of the setting of the present invention, the set current value at the time of effective compaction is a current value corresponding to the yield point, and the set current value at the time of compaction completion is about halfway between the current value of the yield point and the no-load current value. I do.
Hereinafter, the load detection circuit and the comparison circuit will be described.
[0020]
In FIG. 4, a sensor 21 of a load detection circuit that detects operating state data of a concrete vibrator and outputs an input current to the vibrator as a voltage signal, a reference voltage generator 22 that outputs a minimum voltage determined to be an effective operation, and Is connected to the comparison circuit 23, and outputs a valid operation signal from the comparison circuit 23 to the display device when the voltage signal output by the sensor 21 is larger than the reference voltage, and is valid when the voltage signal is smaller than the reference voltage. An operation end signal is output to the display device 24.
In the above description, since the input current to the vibrator that increases with an increase in the load is detected, the reference voltage generator 22 outputs the lowest voltage that is determined to be effective operation. As described above, when the voltage signal output from the sensor 21 decreases as the load increases, the reference voltage generator 22 outputs the highest voltage that is determined to be effective operation.
With such a circuit configuration, a widely used dedicated power supply device can be used as it is.
[0021]
According to the present invention, the state of compaction of fresh concrete is displayed, and the method of use in the actual fresh concrete placing operation is as follows.
1. Insert a concrete vibrator into fresh concrete and vibrate for compaction.
2 Hold the vibrator in the concrete while the valid operation display is displayed.
3. When the effective operation end display appears, raise the vibrator.
In addition, in order to simplify the apparatus, the compaction state of the concrete may be displayed only as the completion of compaction or only as the effective operation.
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, the state of compaction of fresh concrete, which has been difficult to confirm until now, can be confirmed in real time based on numerical values without depending on the feeling of an operator, and the following effects can be obtained.
1. Conventionally, the completion of compaction of fresh concrete, which has often relied on experience and intuition and was difficult to recognize, can be easily confirmed by anyone, and no skill is required for work. As a result, it is possible to stabilize the casting work, in which the individual differences are large.
1. Since the concrete can be compacted uniformly, it is possible to prevent collapse of the concrete structure due to insufficient strength and re-strike due to insufficient strength.
1. By selecting the display method of light / sound / vibration at the right place for the right material, high recognizability can be obtained regardless of the brightness of the driving place, the presence or absence of noise, and the like.
As a result, it is possible to greatly contribute to improving the quality of the concrete structure and improving the workability by eliminating unnecessary operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a load detection circuit. FIG. 5 is an explanatory diagram of a use state of the embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrator main body 2 Switch case 3 Detection circuit 4 Power plug 5 Transparent hose 6 Inner cord 7 Green light emitter 8 Yellow light emitter 9 Light emitter 10 Sound source 11 Hose 12 Small vibrator 21 Sensor 22 Reference voltage generator 23 Comparison circuit 24 Display device
