JP2005201676A - コンクリートの打音検査用打撃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量で作動音の小さい打音検査用打撃装置を提供する。
【解決手段】フレーム3にソレノイド2を装着し、ハンマーヘッド6を備えたハンマーシャフト5をスライド自在に装着する。ソレノイドのアクチュエータシャフト10にシリンダ形のバネホルダ11を連結し、バネホルダ内に収容したストッパー13にハンマーシャフトを結合する。ストッパーはバネホルダ内の圧縮コイルバネ15によって後方へ付勢され、ハンマーシャフトは収縮位置に保持されている。ソレノイドを駆動すると、ハンマーシャフトとハンマーヘッドはアクチュエータシャフトと一体に前進し、可動鉄心及びアクチュエータシャフトが前進端に達した後にハンマーシャフトとハンマーヘッドは圧縮コイルバネ15を圧縮しつつさらに前進し、検査対象物に衝突して打音を発生させ、衝突時の反撥力によって初期位置へ戻る。
【選択図】図1

Description

この発明は、コンクリートの打音検査用打撃装置に関するものであり、特に、機構部の作動音の低下を図ったコンクリートの打音検査用打撃装置に関するものである。

コンクリート構造物の内部の剥離や空洞やジャンカなどの検査方法のひとつに打音検査法がある。最も一般的な打音検査法は、検査者が手持ち型のハンマーを用いてコンクリート構造物の表面を打撃し、その打音を聴いて空洞の有無や剥離のおそれを判断している。しかし、この検査方法においては検査者の肉体的労力が大きく、また、打撃力を一定に制御することが難しいという問題がある。

そこで、上記の問題を解消するために、人力によらずモータや油圧、空気圧などを動力源としてハンマーを駆動する打音検査用打撃装置が提案されている。例えば、特許文献１記載のモータ駆動式の打音検査用打撃装置は、レバーの先端にハンマーヘッドを取付け、レバーにバネを介装してレバー及びハンマーヘッドを一方向に付勢するとともに、モータ駆動カムによりレバーを回して、バネの圧縮と解除を行う構造としている。カムが回転してレバーを押すことによりレバーはバネを圧縮して待機位置へ回動し、さらにカムが回転してレバーの押圧が解除されたときに、レバー及びハンマーヘッドがバネ力により急激に回動してハンマーヘッドを検査対象壁面へ衝突させるように構成されている。

また、特許文献２記載の打音検査用打撃装置は、バネオフセット型エアシリンダのピストンロッドの先端にハンマーヘッドを取付け、エアシリンダ内に高圧空気を供給すると、ピストンロッド及びハンマーヘッドが圧縮コイルバネを圧縮して、エアシリンダ側へ収縮するように構成されていて、制御弁を開放してエアシリンダ内の高圧空気を排出することにより、ピストンロッド及びハンマーヘッドが圧縮コイルバネのバネ力により伸長してハンマーヘッドを検査対象壁面へ衝突させるものである。

また、打音検査用打撃装置とは使用目的が異なるものであるが、構造物の振動特性を検査するための加振装置には電磁石を用いたものがある。特許文献３記載の加振装置は、ソレノイドアクチュエータの先端部に圧力センサを取付け、ソレノイドに通電して圧力センサを検査対象壁面へ衝突させて、このときの圧力センサの出力信号から検査対象の振動特性を測定するものである。

特許文献４記載の加振装置は、スライド自在なハンマー軸の先端部に圧力センサを取付けるとともにハンマー軸に慣性マスを取付け、ハンマー軸にコイルバネを介装してハンマー軸を中立位置に保持している。そして、電磁石により慣性マスを吸着してハンマー軸を収縮位置に引込み、電磁石への通電を解除することによりハンマー軸がコイルバネのバネ力によって突出方向へ伸長し、先端の圧力センサを検査対象壁面へ衝突させるように構成している。
特開2003-254948号公報 特開2002-340871号公報 特開平10-221199号公報 実開昭63-183540号公報

打音検査法においては、ハンマーの打音以外の機械的騒音を可及的に抑制することが望ましいが、特許文献１記載の打音検査用打撃装置のようにモータとカムによって駆動する構成では、モータおよびギヤが回転する際に発生する駆動音が大きいという欠点がある。また、装置が大型であって手持ち作業には不適であり、車載用などに限定されるものである。

特許文献２記載の打撃装置は、エアシリンダ内の高圧空気を排出してピストンロッド及びハンマーヘッドを突出させる際に、エアシリンダの排気音が発生するという欠点がある。

また、特許文献３記載の加振装置のようにソレノイドを用いれば、機械的騒音は極めて小さくなるが、ハンマーの衝突のタイミングにソレノイドのオフタイミングを同期させることが難しく、手持ちハンマーによる検査法のようにハンマーを自然に反撥させて適切な打音を発生させることが容易ではないという問題がある。

また、特許文献４記載の加振装置は、慣性マスを備えたハンマー軸をバネの力に抗して電磁石に吸着して圧力センサを待機位置に保持するので、消費電力が大きく電源部の大型化を招くことになる。

そこで、機構部の作動音を可及的に低減し、且つ打音発生性能の良好な打音検査用打撃装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、ハンマーヘッドを備えたハンマーシャフトをフレームへスライド自在に装着し、ソレノイドのアクチュエータシャフトに前記ハンマーシャフトを一定範囲スライド自在に連結して、前記アクチュエータシャフトの前進時に前記ハンマーシャフト及びハンマーヘッドが一体に前進し、且つアクチュエータシャフトが前進端に達した後に、前記ハンマーシャフトとハンマーヘッドがさらに前進して打音検査対象物へ衝突するように構成したコンクリートの打音検査用打撃装置を提供するものである。

上記の構成においては、ソレノイドのアクチュエータシャフトに押されたハンマーシャフト及びハンマーヘッドが慣性によって打音検査対象物へ衝突して撥ね返り、手でハンマーを打ちつけたときと同様な打音が発生する。

また、ハンマーヘッドを備えたハンマーシャフトをフレームへスライド自在に装着し、ソレノイドのアクチュエータシャフトに前記ハンマーシャフトを一定範囲スライド自在に連結し、圧縮コイルバネにより前記ハンマーシャフトを収縮位置へ付勢することにより、前記アクチュエータシャフトの前進時に前記ハンマーシャフト及びハンマーヘッドが一体に前進し、且つアクチュエータシャフトが前進端に達した後に、前記ハンマーシャフトとハンマーヘッドが前記圧縮コイルバネを圧縮しつつ、さらに前進して打音検査対象物へ衝突するように構成したコンクリートの打音検査用打撃装置を提供するものである。

このように、ハンマーシャフト及びハンマーを圧縮コイルバネによって収縮位置へ付勢することにより、打音検査用打撃装置の保持角度にかかわらず、ハンマーシャフト及びハンマーを初期収縮位置に保持でき、下向き、横向き、上向きなど種々の作業姿勢に対応できる。

また、上記ソレノイドのアクチュエータシャフトとハンマーシャフトの連結部に衝撃緩衝材を介装し、前記ハンマーシャフト及びハンマーヘッドが収縮位置へ復帰する際の衝突音を防止したコンクリートの打音検査用打撃装置提供するものである。

また、上記ソレノイドの可動鉄心の前面ならびに背面に衝撃緩衝材を介装し、前記可動鉄心が前進端ならびに後退端へ達する際の衝突音を防止したコンクリートの打音検査用打撃装置を提供するものである。

上記のように、作動時に衝突音を発生する箇所に衝撃緩衝材を介装することにより、打音聴取の妨害となる雑音音量が低減される。

この発明のコンクリートの打音検査用打撃装置は、ハンマー駆動にソレノイドを用いているので、モータや空気シリンダを動力とする構成に比較して機構部の作動音が極めて小さい。また、ソレノイドのアクチュエータシャフトにハンマーシャフトを一定範囲スライド自在に連結しているので、ソレノイドを駆動してアクチュエータシャフトが前進端に達した後に、ハンマーシャフトとハンマーヘッドがさらに前進し、検査対象物体へ衝突して撥ね返り、手でハンマーを検査対象物体へ打ち付けて反撥させるときと同様に、ハンマーを瞬間的に撥ね返らせることができて響きのよい打音が発生する。

また、上記ハンマーシャフト及びハンマーを圧縮コイルバネによって収縮位置へ付勢することにより、下向き、横向き、上向きなど、ハンマーの保持角度にかかわらず、ハンマーを目的の面へ打撃及び反撥させることができ、使用姿勢の自由度が向上する。

また、ソレノイドのアクチュエータシャフトとハンマーシャフトの連結部や、ソレノイドの可動鉄心の前後両面に衝撃緩衝材を介装することにより、機構部の作動音がさらに抑制され、ハンマー打音対雑音の比率が良好であるので、打音検査の正確性及び能率が向上する。

この発明のコンクリートの打音検査用打撃装置は、ハンマー駆動にソレノイドを用い、ソレノイドのアクチュエータシャフトにハンマーシャフトを一定範囲スライド自在に連結することにより、機構部の作動音の低減と打音発生性能の向上という目的を達成した。

図１は、打音検査用打撃装置1を示し、2はDCソレノイドであり、DCソレノイド2の前面に凹形側面形状のフレーム3がボルト4によって取付けられていて、フレーム3の前部縦壁3aを貫通しているハンマーシャフト5の先端にハンマーヘッド6が取付けられている。

図２はフレーム3を示し、前部縦壁3aに前後方向へ貫通する軸受け穴7が形成されており、図１に示すように軸受け穴7に挿入したナイロンブッシュ8を介してハンマーシャフト5をスライド自在に支持している。後部縦壁3bには円形の穴9が形成されていて、DCソレノイド2のアクチュエータシャフト10は、穴9を通じて前方へ突出している。

図１に示すように、アクチュエータシャフト10の前端にはシリンダ形のバネホルダ11が結合されていて、ハンマーシャフト5の後部はバネホルダ11の中心を貫通し、後端部はバネホルダ11の後部の軸受け穴12へ挿入されている。バネホルダ11内に収容されている円盤形のストッパー13はハンマーシャフト5に固定されていて、バネホルダ11内の前端に設けたバネ受け座14とストッパー13との間に圧縮コイルバネ15を介装し、この圧縮コイルバネ15によりハンマーシャフト5はバネホルダ11に対する可動範囲の後退端へ押し下げられている。バネホルダ11の後端内壁面にはフェルトリング16が装着されており、ハンマーシャフト5が後退したときにストッパー13がバネホルダ11の後端壁面に直接衝突しないようにして衝突音を抑制している。尚、フェルトリング16に代えて発泡ゴムやその他の衝撃吸収性素材のリングを装着してもよい。

図３は、DCソレノイド2を示し、21は円筒型の前部フレーム、22は同じく円筒型の後部フレーム、23は固定鉄心、24は可動鉄心、25は励磁用コイルである。圧縮コイルバネ26によって後退位置にオフセットされている可動鉄心24にはアクチュエータシャフト10が固定されていて、アクチュエータシャフト10は固定鉄心23の中心穴23aを通じて前方へ突出している。可動鉄心24の後端にはリング形のストッパー27が取付けられており、後部フレーム22内をストッパー27が前後に移動することができ、この範囲が可動鉄心24の可動行程となっている。ストッパー27の前面側にはＯリング28を装着し、背面側にはリング形のゴムワッシャ29を装着してあり、可動鉄心24が前進端へ移動したときにＯリング28が後部フレーム22の前端内壁面22aに当たり、これにより可動鉄心24が固定鉄心23へ直接衝突しないようにして衝突音の発生を防止している。また、可動鉄心24が後退端へ復帰したときもゴムワッシャ29により衝突音の発生が防止される消音構造になっている。尚、Ｏリング28とゴムワッシャ29も、バネホルダ11の緩衝材と同様にフェルトや発泡ゴムやその他の衝撃吸収性素材のものであってもよいことは言うまでもない。

続いて、打音検査用打撃装置1の動作を説明する。図４は初期状態を示し、DCソレノイド2の可動鉄心24は後退位置にあり、アクチュエータシャフト10へ結合されているバネホルダ11も後退位置にある。バネホルダ11内のストッパー13は圧縮コイルバネ15に押されて後退しており、これによりストッパー13に結合されているハンマーシャフト5及びハンマーヘッド6も後退している。

圧縮コイルバネ15を介装することにより、打音検査用打撃装置1を下に向けてもハンマーシャフト5及びハンマーヘッド6は初期位置である後退位置に維持されるので、打音検査用打撃装置1の保持姿勢に制約はなく、手持ち型ハンマーでの検査と同様に床面や壁面下部などの検査も可能である。

次に、DCソレノイド2の励磁用コイル25に通電すると、図５に示すように可動鉄心24が可動範囲の前端まで急速に前進移動し、バネホルダ11、ハンマーシャフト5及びハンマーヘッド6も一体に前進する。可動鉄心24が可動範囲の前端へ達して停止すると、図６に示すようにハンマーシャフト5及びハンマーヘッド6は運動慣性により前方へさらに突出し、ハンマーシャフト5の後部に取付けたストッパー13は圧縮コイルバネ15を圧縮しつつバネホルダ11内を前進する。

そして、ハンマーヘッド6が検査対象壁面に衝突すると同時に、手持ち型ハンマーを手で打ちつけたときと同様に検査対象壁面の反撥力によって瞬間的に撥ね返されて、検査対象壁面が響きのよい打音を発生する。

そして、ハンマーシャフト5及びハンマーヘッド6は、衝突時の反撥力及び圧縮コイルバネ15のばね力によって後退し、バネホルダ11内のストッパー13がバネホルダ11内の後端のフェルトリング16に当たるが、フェルトリング16の緩衝作用により衝突音は発生しない。

続いて、励磁用コイル25への通電を停止することにより、可動鉄心24、バネホルダ11、ハンマーシャフト5及びハンマーヘッド6が一体に後退して図１、図4の初期位置へ復帰する。また、可動鉄心24が後退端に達したときも、可動鉄心24の背面に装着したゴムワッシャ29の緩衝作用により殆ど騒音は生じない。

尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の打音検査用打撃装置の側面図。 打音検査用打撃装置のフレームを示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図、(d)は底面図である。 打音検査用打撃装置のDCソレノイドを示し、(a)は側面図、(b)は正面図である。 打音検査用打撃装置の作動行程解説図。 打音検査用打撃装置の作動行程解説図。 打音検査用打撃装置の作動行程解説図。

符号の説明

1 打音検査用打撃装置
2 DCソレノイド
3 フレーム
5 ハンマーシャフト
6 ハンマーヘッド
10 アクチュエータシャフト
11 バネホルダ
13 ストッパー
14 バネ受け座
15 圧縮コイルバネ
16 フェルトリング

Claims (4)

1. ハンマーヘッドを備えたハンマーシャフトをフレームへスライド自在に装着し、ソレノイドのアクチュエータシャフトに前記ハンマーシャフトを一定範囲スライド自在に連結して、前記アクチュエータシャフトの前進時に前記ハンマーシャフト及びハンマーヘッドが一体に前進し、且つアクチュエータシャフトが前進端に達した後に、前記ハンマーシャフトとハンマーヘッドがさらに前進して打音検査対象物へ衝突するように構成したコンクリートの打音検査用打撃装置。
2. ハンマーヘッドを備えたハンマーシャフトをフレームへスライド自在に装着し、ソレノイドのアクチュエータシャフトに前記ハンマーシャフトを一定範囲スライド自在に連結し、圧縮コイルバネにより前記ハンマーシャフトを収縮位置へ付勢することにより、前記アクチュエータシャフトの前進時に前記ハンマーシャフト及びハンマーヘッドが一体に前進し、且つアクチュエータシャフトが前進端に達した後に、前記ハンマーシャフトとハンマーヘッドが前記圧縮コイルバネを圧縮しつつさらに前進して打音検査対象物へ衝突するように構成したコンクリートの打音検査用打撃装置。
3. 上記ソレノイドのアクチュエータシャフトとハンマーシャフトの連結部に衝撃緩衝材を介装し、前記ハンマーシャフト及びハンマーヘッドが収縮位置へ復帰する際の衝突音を防止した請求項１または２記載のコンクリートの打音検査用打撃装置。
4. 上記ソレノイドの可動鉄心の前面ならびに背面に衝撃緩衝材を介装し、前記可動鉄心が前進端ならびに後退端へ達する際の衝突音を防止した請求項１または２記載のコンクリートの打音検査用打撃装置。

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