JP2009236538A - Reinforcing bar sensing method at time of cutting of cutting target containing reinforcing bar and cutter with reinforcing bar sensing means - Google Patents

Reinforcing bar sensing method at time of cutting of cutting target containing reinforcing bar and cutter with reinforcing bar sensing means Download PDF

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Kiyokazu Toiyama
清和 問山
Noriyuki Sasaguchi
法之 笹口
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SHIBUYA KK
Hiroshima Prefecture
Shibuya Co Ltd
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Hiroshima Prefecture
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reinforcing bar sensing method capable of executing construction without breaking a reinforcing bar even when the position of the reinforcing bar in a reinforced concrete structure is unclear, and to provide a cutter with a reinforcing bar sensing means. <P>SOLUTION: In the method for cutting the reinforcing bar in the cutting target when the cutting target containing the reinforcing bar is cut by a cutting means, a first electrode is electrically connected to the cutting means, at least one second electrode is installed on the cutting target, an AC current is passed across the first and second electrodes to measure the impedance between the first and second electrodes and the contact of the cutting part of the cutting means with the reinforcing bar is sensed by a change in impedance. This reinforcing bar sensing method is used to perform construction without breaking the reinforcing bar in the reinforced concrete structure. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、鉄筋を含む被切削物を切削する際の鉄筋感知方法,及び鉄筋感知手段を備えた切削装置に関するものである。   The present invention relates to a reinforcing bar sensing method and a cutting apparatus provided with a reinforcing bar sensing means when a workpiece including a reinforcing bar is cut.

鉄筋コンクリート構造物の補修工事や改修工事では、コアドリルによる穿孔やウォールソーによる壁面の切断等が行われる。これらの工事においては、鉄筋コンクリート構造物全体の強度の低下を招くおそれがあるため、構造物中に既設の鉄筋を破壊しないように施工することが望まれる。   In repair work and repair work on reinforced concrete structures, drilling with a core drill or cutting of a wall surface with a wall saw is performed. In these constructions, there is a possibility that the strength of the entire reinforced concrete structure may be lowered. Therefore, it is desired to perform the construction so as not to destroy the existing reinforcing bars in the structure.

鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋の位置が、図面等により明確にわかっている場合には、鉄筋を避けて工事を行うことが可能である。例えば、特許文献1に示す切削装置を用いて、鉄筋を的確に把握しながら施工することができる。   When the position of a reinforcing bar in a reinforced concrete structure is clearly known from a drawing or the like, it is possible to perform the work while avoiding the reinforcing bar. For example, using the cutting apparatus shown in Patent Document 1, it is possible to perform construction while accurately grasping the reinforcing bars.

特開2000−354904号公報JP 2000-354904 A

しかし、図面が保管されていないことにより鉄筋コンクリート構造物中に既設の鉄筋の位置が明確に把握できない場合や、図面があっても必ずしも設計図通りに鉄筋が配筋されていない場合がある。このようなケースでは、補修工事や改修工事において誤って鉄筋を破壊してしまう場合や、鉄筋を破壊することを想定した施工をする場合もある。   However, there is a case where the position of the existing reinforcing bar cannot be clearly grasped in the reinforced concrete structure because the drawing is not stored, or the reinforcing bar is not necessarily arranged according to the design drawing even if there is a drawing. In such a case, there is a case where the reinforcing bar is accidentally destroyed in the repair work or the renovation work, or the construction is assumed to destroy the reinforcing bar.

本発明は、以上のような背景のもとになされたものであり、鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋の位置が不明な場合であっても鉄筋を破壊することなく工事を施工することが可能な鉄筋感知方法,及び鉄筋感知手段を備えた切削装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the background as described above. Reinforcing bars that can be constructed without destroying the reinforcing bars even when the position of the reinforcing bars in the reinforced concrete structure is unknown. An object of the present invention is to provide a sensing method and a cutting device provided with a reinforcing bar sensing means.

上記課題を解決するために、本発明者等は、施行の対象となる鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋の位置が不明な状態のままであっても、鉄筋を破壊することなく感知可能な方法について種々の検討を重ねた結果、切削手段と鉄筋コンクリート構造物表面とを通電したときに測定されるインピーダンスの変化を検出することにより鉄筋を感知しうることを見出し、本発明を想到するに至った。   In order to solve the above problem, the present inventors have various methods for sensing without destroying the reinforcing bar even if the position of the reinforcing bar in the reinforced concrete structure to be enforced remains unknown. As a result of repeated studies, the present inventors have found that the reinforcing bar can be sensed by detecting a change in impedance measured when the cutting means and the surface of the reinforced concrete structure are energized, and the present invention has been conceived.

即ち、本発明は、鉄筋を含む被切削物を切削手段により切削する際に、前記被切削物中の鉄筋を感知する方法であって、前記切削手段に第一電極を電気的に接続させ、前記被切削物に少なくとも1つの第二電極を設置し、前記第一電極と前記第二電極との間に交流電流を通電すると共に、第一電極と第二電極との間のインピーダンスを測定し、前記インピーダンスの変化により切削手段の切削部分が鉄筋に接触したことを感知することを特徴とする鉄筋感知方法である。   That is, the present invention is a method for sensing a reinforcing bar in the workpiece when cutting a workpiece including a reinforcing bar by a cutting means, and electrically connecting a first electrode to the cutting means, At least one second electrode is installed on the workpiece, an alternating current is passed between the first electrode and the second electrode, and an impedance between the first electrode and the second electrode is measured. The reinforcing bar detecting method of detecting that the cutting portion of the cutting means is in contact with the reinforcing bar due to the change in impedance.

以下、本発明に係る方法について詳細に説明する。図1(A)には、切削手段及び被切削物に第一電極及び第二電極を配して交流を通電することにより、第一電極と第二電極との間のインピーダンスを測定する手段を示している。ここで、切削作業で用いられる切削手段は、通常、鋼等の通電材料からなり、また、鉄筋も通電材料である。他方、コンクリート等の被切削物は、絶縁材料からなるものが多い。本発明は、これら材質の通電性の有無に着目し、適宜に電極を配することにより、コンデンサを構成した回路を形成し、その系でのインピーダンスを測定するものである。   Hereinafter, the method according to the present invention will be described in detail. FIG. 1 (A) shows a means for measuring the impedance between the first electrode and the second electrode by arranging the first electrode and the second electrode on the cutting means and the workpiece and energizing the alternating current. Show. Here, the cutting means used in the cutting operation is usually made of a current-carrying material such as steel, and a reinforcing bar is also a current-carrying material. On the other hand, many objects to be cut such as concrete are made of an insulating material. The present invention pays attention to the presence or absence of the electrical conductivity of these materials, forms a circuit constituting a capacitor by appropriately arranging electrodes, and measures the impedance in the system.

即ち、被切削物に通電材料を接触させて電極を配することにより交流回路を形成させた場合、被切削物は絶縁材料であることから、かかる回路中においてコンデンサとしての役割を担う。図1(C)に示す等価回路は、図1(A)を交流回路と想定して表したものである。通電材料たる切削手段と鉄筋までの間に存在する被切削物、第二電極と鉄筋までの間に存在する被切削物、及び切削手段と被切削物とが接触する点と、第二電極の中心部との間に存在する被切削物は、各々コンデンサ(C1、C2、C3)となる。   In other words, when an AC circuit is formed by placing an electrode in contact with a current-carrying material, the material to be cut is an insulating material, and therefore serves as a capacitor in the circuit. The equivalent circuit shown in FIG. 1C is expressed assuming that FIG. 1A is an AC circuit. The workpiece that exists between the cutting means that is the energized material and the reinforcing bar, the workpiece that exists between the second electrode and the reinforcing bar, the point where the cutting means and the workpiece are in contact, and the second electrode The workpieces existing between the center portion are capacitors (C1, C2, C3), respectively.

ここで、インピーダンス(Z)とコンデンサ(C)とは、以下の式1に示すような関係が成立する。式1中のjは虚数単位、ωは交流の角振動数である。   Here, the relationship as shown in the following formula 1 is established between the impedance (Z) and the capacitor (C). In Equation 1, j is an imaginary unit, and ω is an alternating angular frequency.

Z=1/(j・ω・C) ・・・式1         Z = 1 / (j · ω · C) Equation 1

図1(B)に示すように、切削が進行して切削手段が鉄筋に接触すると、それまでコンデンサとして存在していた切削手段の切削部分と鉄筋までの間に存在する被切削物(C1)は、図1(D)に示すように消滅する。これにより、残りのコンデンサ(C2)の静電容量が増加して上記式1の分母が大きくなることから、結果としてインピーダンスが低下することとなる。   As shown in FIG. 1B, when cutting progresses and the cutting means comes into contact with the reinforcing bar, the workpiece (C1) existing between the cutting portion of the cutting means and the reinforcing bar that has existed as a capacitor until then. Disappears as shown in FIG. As a result, the capacitance of the remaining capacitor (C2) is increased and the denominator of the above equation 1 is increased, and as a result, the impedance is lowered.

具体的には、切削作業中に切削部分が鉄筋に接触すると、図2に示すようにインピーダンスが低下して切削部分が鉄筋に接触したことを感知する。従って、かかる時点で切削作業を中断することにより、鉄筋を破壊することなく切削作業が可能となる。   Specifically, when the cutting part comes into contact with the reinforcing bar during the cutting operation, as shown in FIG. 2, the impedance is lowered and it is detected that the cutting part has come into contact with the reinforcing bar. Therefore, by interrupting the cutting operation at such time, the cutting operation can be performed without destroying the reinforcing bars.

以上説明した原理に基づく本発明に係る方法において、鉄筋を感知する感度は第二電極の設置位置等により影響を受けることとなる。   In the method according to the present invention based on the principle described above, the sensitivity for detecting the reinforcing bar is affected by the installation position of the second electrode and the like.

即ち、切削手段の切削部分と被切削物とが接触する点と、第二電極の中心部との距離は、基本的には電極間のインピーダンスの低下により鉄筋感知が出来る距離があればよく、被切削物のかぶり厚さ以上であれば良好に鉄筋を感知することができる。ここで、切削部分とは、上記切削手段が被切削物を切削する部分のことをいう。また、切削手段の切削部分と被切削物とが接触する点と第二電極の中心部との距離とは、切削手段の切削部分と被切削物とが接触する点のうち、第二電極の中心部から最も近い点から第二電極の中心部までの距離をいう。かかる距離が十分にとられていない場合、切削部分と被切削物が接触する点と第二電極との間をつなぐ被切削物がコンデンサとなることが考えられ(図1DのC3)、インピーダンスの検出感度が低下して鉄筋が感知出来ないこととなる。従って、かかる距離は被切削物のかぶり厚さ以上であることが好ましく、少なくとも10cm以上の距離をとることにより、コンデンサ(C3)はインピーダンスの変化に影響せず、その作用を無視することができる。ここで、かぶり厚さとは被切削物の表面から鉄筋までの深さに相当する。また、かかる距離は、長くなるほどコンデンサ(C3)の作用を無視することができ好ましいものとなるが、切削現場の作業性を考慮して10m以下であることが好ましい。   That is, the distance between the point of contact between the cutting part of the cutting means and the object to be cut and the center of the second electrode should basically be a distance that enables rebar detection due to a decrease in impedance between the electrodes. Reinforcing bars can be sensed satisfactorily as long as the thickness of the workpiece is greater than the cover thickness. Here, the cutting portion refers to a portion where the cutting means cuts the workpiece. In addition, the distance between the point where the cutting part of the cutting means and the object to be cut contact and the center of the second electrode is the distance between the cutting part of the cutting means and the object to be cut. The distance from the point closest to the center to the center of the second electrode. If this distance is not sufficient, it is conceivable that the workpiece to be connected between the point where the cutting portion and the workpiece are in contact with the second electrode becomes a capacitor (C3 in FIG. 1D), The detection sensitivity is lowered and the reinforcing bars cannot be detected. Therefore, the distance is preferably equal to or greater than the cover thickness of the workpiece, and by taking a distance of at least 10 cm, the capacitor (C3) does not affect the change in impedance, and its action can be ignored. . Here, the cover thickness corresponds to the depth from the surface of the workpiece to the reinforcing bar. In addition, the longer the distance, the more preferable it is that the action of the capacitor (C3) can be ignored, but it is preferably 10 m or less in consideration of workability at the cutting site.

そして、第二電極は、被切削物との接触面積が少なくとも0.001m以上10m以下であることが好ましい。かかる接触面積が上記範囲内であることにより、インピーダンス変化の検出が容易となるからである。かかる接触面積が0.001mよりも小さいと、コンデンサ(C2)のインピーダンスが過度に高くなることによって外来ノイズの影響を受けやすくなり、インピーダンス変化の検出が困難となる。逆に接触面積が10mよりも大きいと、コンデンサ(C2)のインピーダンスが過度に低くなり鉄筋接触に伴うインピーダンス変化の検出が困難となるからである。 Then, the second electrode is preferably a contact area between the object to be cut is at least 0.001 m 2 more 10 m 2 or less. This is because, when the contact area is within the above range, the impedance change can be easily detected. When the contact area is smaller than 0.001 m 2, the impedance of the capacitor (C2) becomes excessively high, so that it is easily affected by external noise, and it is difficult to detect a change in impedance. Conversely, when the contact area is larger than 10 m 2, the impedance of the capacitor (C2) becomes excessively low, and it becomes difficult to detect the impedance change accompanying the reinforcing bar contact.

また、本発明に係る鉄筋感知方法は、少なくとも1つの第二電極を要する。図3(A)に示すように、被切削物を切削する部位に対して鉄筋が一方向にのみ配置されている場合は、第二電極は1つあれば足りる。一方、図3(B)に示すように、被切削物を切削する部位に対して鉄筋が二方向に配置されて重なり合っている場合は、切削部分がいずれの鉄筋に接触するか不明であることから、鉄筋に対応させるために第二電極も2つ必要となる。また、被切削物を切削する部位に対して鉄筋が複数配置されて重なり合っている場合は、図3(B)と同様に切削部分がいずれの鉄筋に接触するか不明である。加えて、切削物中の鉄筋の位置が明確に把握できない場合もある。これらの場合は、鉄筋に対応させるために第二電極を複数用いてもよいが、図4(C)、図4(D)に示すように、円状又は弓形の第二電極を用いてもよい。   The reinforcing bar sensing method according to the present invention requires at least one second electrode. As shown in FIG. 3 (A), when the reinforcing bars are arranged in only one direction with respect to the site where the workpiece is cut, only one second electrode is sufficient. On the other hand, as shown in FIG. 3 (B), when the reinforcing bars are arranged in two directions with respect to the part where the workpiece is cut, it is unclear which reinforcing bar the cutting part contacts. Therefore, two second electrodes are required to correspond to the reinforcing bars. In addition, when a plurality of reinforcing bars are arranged and overlapped with respect to a part where the workpiece is cut, it is unclear which reinforcing bar the cutting part contacts in the same manner as in FIG. In addition, the position of the reinforcing bar in the cut object may not be clearly understood. In these cases, a plurality of second electrodes may be used in order to correspond to the reinforcing bars, but as shown in FIGS. 4C and 4D, a circular or arcuate second electrode may be used. Good.

次に、本発明における第一電極は、交流回路を形成してインピーダンスが測定できるように切削手段と電気的に接続されているものであればよく、物理的に接触していることを要しない。例えば形状がブラシ状の通電材料からなる第一電極が切削手段の回転駆動軸と接触するように任意に設置される。   Next, the first electrode in the present invention may be any electrode as long as it is electrically connected to the cutting means so that an impedance can be measured by forming an AC circuit, and does not require physical contact. . For example, the first electrode made of a brush-like current-carrying material is arbitrarily installed so as to come into contact with the rotational drive shaft of the cutting means.

そして、第一電極と第二電極との間には交流電源、およびインピーダンス検出器が設けられる。交流を通電し、両電極間のインピーダンスを検出して、その変化により鉄筋を感知するためである。本発明において、交流電源は、交流周波数を10kHz〜1000kHzの間で制御可能であることが好ましい。交流周波数は、被切削物の材質や施工現場の状況等に応じて適宜調節されるものであり、上記範囲内で交流周波数を制御できる交流電源であればよいが、切削現場の作業性を考慮すると、20kHz〜200kHzであることがより好ましい。   An AC power source and an impedance detector are provided between the first electrode and the second electrode. This is because AC is energized, the impedance between both electrodes is detected, and the rebar is sensed by the change. In the present invention, the AC power source is preferably capable of controlling the AC frequency between 10 kHz and 1000 kHz. The AC frequency is appropriately adjusted according to the material of the workpiece and the situation at the construction site, and any AC power source that can control the AC frequency within the above range may be used. Then, it is more preferable that it is 20 kHz-200 kHz.

また、本発明に係る切削装置に適用可能な切削手段の代表としては、コアドリルが挙げられるが、被切削物を切削するものであればドリルやウォールソー、ワイヤーソー等であってもよく、電動式であっても手動式であってもよい。かかる切削手段の切削部分は、インピーダンスが検出できるような材料、例えば通電性のある金属材料であることが望ましい。   In addition, as a representative of the cutting means applicable to the cutting device according to the present invention, a core drill can be mentioned, but a drill, a wall saw, a wire saw, etc. may be used as long as it cuts an object to be cut. It may be an expression or a manual expression. The cutting portion of the cutting means is desirably a material that can detect impedance, for example, a metal material having electrical conductivity.

一方、切削対象である被切削物としては、鉄筋コンクリート構造物が代表として挙げられるが、被切削物が交流回路中のコンデンサとしての機能を発揮し、かつ鉄筋が被切削物中に埋設されているものであれば、コンクリートに限定されず木材やウレタンフォーム、セラミック、レンガ、ガラス等の材料でもよい。   On the other hand, as a workpiece to be cut, a reinforced concrete structure is representatively exemplified, but the workpiece exhibits a function as a capacitor in an AC circuit, and the reinforcing bar is embedded in the workpiece. As long as it is a thing, it is not limited to concrete but may be a material such as wood, urethane foam, ceramic, brick, or glass.

以上説明した鉄筋感知方法のために用いられる装置としては、被切削物を切削する切削手段を有する切削装置において、前記切削手段に電気的に接続された第一電極と、前記被切削物の表面に設置可能な少なくとも1つの第二電極と、前記第一電極と第二電極との間に設けられた交流電源と、前記第一電極と第二電極との間のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段とから構成されている鉄筋感知手段を備えることを特徴とする切削装置がある。本発明に係る切削装置の各構成について以下に説明する。   As an apparatus used for the reinforcing bar sensing method described above, in a cutting apparatus having a cutting means for cutting an object to be cut, a first electrode electrically connected to the cutting means, and a surface of the object to be cut And at least one second electrode that can be installed on the AC power supply provided between the first electrode and the second electrode, and impedance detection means for detecting an impedance between the first electrode and the second electrode There is a cutting device characterized by comprising a reinforcing bar sensing means comprising: Each configuration of the cutting apparatus according to the present invention will be described below.

まず、本発明に係る切削装置に適用可能な切削手段の代表としては、コアドリルが挙げられるが、被切削物を切削するものであればドリルやウォールソー、ワイヤーソー等であってもよく、電動式であっても手動式であってもよい。かかる切削手段の切削部分は、インピーダンスが検出できるような材料、例えば通電性のある金属材料であることが望ましい。   First, as a representative of the cutting means applicable to the cutting apparatus according to the present invention, a core drill can be cited, but a drill, a wall saw, a wire saw, etc. may be used as long as it cuts an object to be cut. It may be an expression or a manual expression. The cutting portion of the cutting means is desirably a material that can detect impedance, for example, a metal material having electrical conductivity.

次に、本発明における第一電極は、交流回路を形成してインピーダンスが測定できるように切削手段と電気的に接続されているものであればよく、物理的に接触していることを要しない。例えば形状がブラシ状の通電材料からなる第一電極が切削手段の回転駆動軸と接触するように任意に設置される。   Next, the first electrode in the present invention may be any electrode as long as it is electrically connected to the cutting means so that an impedance can be measured by forming an AC circuit, and does not require physical contact. . For example, the first electrode made of a brush-shaped energizing material is arbitrarily installed so as to be in contact with the rotational drive shaft of the cutting means.

そして、本発明に係る切削装置に適用可能な第二電極としては、インピーダンスの検出が容易となるよう被切削物に密着するような構造の通電性材料であればよい。また、第二電極は、被切削物との接触面積が少なくとも0.001m以上10m以下であることが好ましい。かかる接触面積が上記範囲内であることにより、インピーダンス変化の検出が容易となるからである。かかる接触面積が0.001mよりも小さいと、コンデンサ(C2)のインピーダンスが過度に高くなることによって外来ノイズの影響を受けやすくなり、インピーダンス変化の検出が困難となる。逆に接触面積が10mよりも大きいと、コンデンサ(C2)のインピーダンスが過度に低くなり鉄筋接触に伴うインピーダンス変化の検出が困難となるからである。尚、本発明に係る切削装置は、少なくとも1つの第二電極を要し、その形状はインピーダンスが容易に検出しうるものであればよく、円状又は弓形であってもよい。 And as a 2nd electrode applicable to the cutting device which concerns on this invention, what is necessary is just an electroconductive material of a structure which closely_contact | adheres to a to-be-cut object so that the detection of an impedance may become easy. The second electrode is preferably a contact area between the object to be cut is at least 0.001 m 2 more 10 m 2 or less. This is because, when the contact area is within the above range, the impedance change can be easily detected. When the contact area is smaller than 0.001 m 2, the impedance of the capacitor (C2) becomes excessively high, so that it is easily affected by external noise, and it is difficult to detect a change in impedance. Conversely, when the contact area is larger than 10 m 2, the impedance of the capacitor (C2) becomes excessively low, and it becomes difficult to detect the impedance change accompanying the reinforcing bar contact. Note that the cutting device according to the present invention requires at least one second electrode, and its shape may be circular or arcuate as long as the impedance can be easily detected.

更に、切削手段の切削部分と被切削物とが接触する点と、第二電極の中心部との距離は、基本的には電極間のインピーダンスの低下により鉄筋感知が出来る距離があればよく、被切削物のかぶり厚さ以上であれば良好に鉄筋を感知することができる。かかる距離が十分にとられていない場合、切削部分と被切削物が接触する点と第二電極との間をつなぐ被切削物がコンデンサとなることが考えられ(図1DのC3)、インピーダンスの検出感度が低下して鉄筋が感知出来ないこととなる。従って、かかる距離は被切削物のかぶり厚さ以上であることが好ましく、少なくとも10cm以上の距離をとることにより、コンデンサ(C3)はインピーダンスの変化に影響せず、その作用を無視することができる。また、かかる距離は、長くなるほどコンデンサ(C3)の作用を無視することができるものの、切削現場の作業性を考慮して10m以下であることが好ましい。   Furthermore, the distance between the point of contact between the cutting part of the cutting means and the workpiece and the center part of the second electrode basically needs to be a distance that enables rebar detection due to a decrease in impedance between the electrodes. Reinforcing bars can be sensed satisfactorily as long as the thickness of the workpiece is greater than the cover thickness. If this distance is not sufficient, it is conceivable that the workpiece to be connected between the point where the cutting portion and the workpiece are in contact with the second electrode becomes a capacitor (C3 in FIG. 1D), The detection sensitivity is lowered and the reinforcing bars cannot be detected. Therefore, the distance is preferably equal to or greater than the cover thickness of the workpiece, and by taking a distance of at least 10 cm, the capacitor (C3) does not affect the change in impedance, and its action can be ignored. . In addition, the longer the distance, the more the action of the capacitor (C3) can be ignored. However, in consideration of workability at the cutting site, the distance is preferably 10 m or less.

本発明に係る切削装置に適用可能な交流電源としては、交流周波数を10kHz〜1000kHzの間で制御可能であることが好ましい。交流周波数は、被切削物の材質や施工現場の状況等に応じて適宜調節されるものであり、上記範囲内で交流周波数を制御できる交流電源であればよいが、切削現場の作業性を考慮すると、20kHz〜200kHzであることがより好ましい。   As an AC power source applicable to the cutting apparatus according to the present invention, it is preferable that the AC frequency can be controlled between 10 kHz and 1000 kHz. The AC frequency is appropriately adjusted according to the material of the workpiece and the situation at the construction site, and any AC power source that can control the AC frequency within the above range may be used. Then, it is more preferable that it is 20 kHz-200 kHz.

本発明に係る切削装置に適用可能なインピーダンス検出手段としては、代表的なものとしてLCRメータが挙げられる。また、分圧することで、より安価なVモニタを用いることもできる。更に、インピーダンスの変化を明確にして鉄筋感知を容易とするべく、デジタル信号処理回路やソフトウェア処理等により、インピーダンスのノイズを除去することもできる。   A typical example of the impedance detection means applicable to the cutting apparatus according to the present invention is an LCR meter. Moreover, a cheaper V monitor can be used by dividing the pressure. Furthermore, in order to clarify the change in impedance and facilitate rebar detection, impedance noise can be removed by a digital signal processing circuit, software processing, or the like.

また、本発明においては、インピーダンス変化を監視し手動で切削作業を停止しても良いが、本発明に係る切削装置に、デジタル信号化処理されたインピーダンス変化に基づき、装置を自動的に停止させる自動制御手段を付加することもできる。   Further, in the present invention, the impedance change may be monitored and the cutting operation may be manually stopped. However, the cutting apparatus according to the present invention automatically stops the apparatus based on the impedance change subjected to the digital signal processing. Automatic control means can also be added.

本発明の鉄筋感知方法と鉄筋感知手段を備えた切削装置によれば、対象となる被切削物の鉄筋の位置が不明な場合であっても、鉄筋を破壊することがなく補修工事や改修工事を施工することができる。   According to the reinforcing bar detecting method and the cutting apparatus provided with the reinforcing bar detecting means of the present invention, even when the position of the reinforcing bar of the object to be cut is unknown, the repairing or repairing work is not performed without destroying the reinforcing bar. Can be constructed.

第1実施形態:本発明についての特徴をより明確にするべく、以下に実施形態を示す。ここでは、図5に示すコアドリル装置1を用いて鉄筋コンクリート構造物の穿孔作業を行った場合について説明する。コアドリル装置1は、モータ本体2と、コアドリルを穿孔する面に対し垂直配置できるようモータ本体2を係止すると共にスライド移動自在とする支持軸3を備えた台座4からなるものである。 First Embodiment: In order to clarify the features of the present invention, an embodiment will be described below. Here, the case where the drilling operation | work of a reinforced concrete structure is performed using the core drill apparatus 1 shown in FIG. 5 is demonstrated. The core drill apparatus 1 includes a motor main body 2 and a base 4 provided with a support shaft 3 that locks the motor main body 2 so that the motor main body 2 can be arranged vertically with respect to a surface for drilling the core drill and is slidable.

このとき、アンカーボルト11によりコンクリート12に固定された台座4から支持軸3は垂直に延びており、モータ本体2と連結した係合部5に、支持軸3を通し、ハンドル6を回転させることでラックアンドピニオン方式にてモータ本体2自体が上下動自在となるようにした。   At this time, the support shaft 3 extends vertically from the pedestal 4 fixed to the concrete 12 by the anchor bolt 11, and the handle 6 is rotated by passing the support shaft 3 through the engaging portion 5 connected to the motor body 2. Thus, the motor body 2 itself can be moved up and down by a rack and pinion method.

そして、モータ本体2より延びる回転駆動軸7には、コアドリル8と第一電極9を取り付けた。回転駆動軸7とコアドリル8は金属性で通電性があり、コアドリル8と第一電極9は電気的に接続している。   A core drill 8 and a first electrode 9 were attached to the rotary drive shaft 7 extending from the motor body 2. The rotary drive shaft 7 and the core drill 8 are metallic and conductive, and the core drill 8 and the first electrode 9 are electrically connected.

ここで、第一電極9は、図6に示すように回転駆動軸7に取り付けた。図6(A)は、第一電極9と回転駆動軸7との関係を、コンクリート12と水平の方向に切断した断面図として示している。第一電極9の本体60はドーナツ形の形状となっており、回転駆動軸7に捲着している。図6(B)は、第一電極9と回転駆動軸7との関係を、コンクリート12と垂直の方向に切断した断面図として示している。本体60は、止め輪61により回転駆動軸7に定着させ、第一電極9を設置しても回転駆動軸7を滑らかに回転させるために転がり軸受62を捲着させている。第一電極9は、ブラシホルダー63内にあるブラシ64により回転駆動軸7と電気的に接続することで交流回路を形成する。ブラシ64は電線14と接続しており、交流回路を形成する。   Here, the first electrode 9 was attached to the rotary drive shaft 7 as shown in FIG. FIG. 6A shows the relationship between the first electrode 9 and the rotary drive shaft 7 as a cross-sectional view cut in the horizontal direction with the concrete 12. The main body 60 of the first electrode 9 has a donut shape and is attached to the rotary drive shaft 7. FIG. 6B shows the relationship between the first electrode 9 and the rotary drive shaft 7 as a cross-sectional view cut in a direction perpendicular to the concrete 12. The main body 60 is fixed to the rotary drive shaft 7 by a retaining ring 61, and a rolling bearing 62 is attached to smoothly rotate the rotary drive shaft 7 even if the first electrode 9 is installed. The first electrode 9 forms an AC circuit by being electrically connected to the rotary drive shaft 7 by a brush 64 in the brush holder 63. The brush 64 is connected to the electric wire 14 and forms an AC circuit.

一方、第二電極10は、図5に示すようにコンクリート12の表面に接触するように設置し、コアドリル8とコンクリート12とが接触する点から第二電極10の中心部までの距離が、コンクリートのかぶり厚さ5cm以上となるように90cmとした。   On the other hand, the second electrode 10 is installed so as to contact the surface of the concrete 12 as shown in FIG. 5, and the distance from the point where the core drill 8 and the concrete 12 contact to the center of the second electrode 10 is equal to the concrete. The cover thickness was set to 90 cm so as to be 5 cm or more.

第二電極10は、コンクリート12の表面に接触しやすいように銅箔の裏面に接着剤が付いた、幅5cm、長さ30cmの帯状の銅テープとなっているものを使用した。   The second electrode 10 used was a strip-like copper tape having a width of 5 cm and a length of 30 cm, with an adhesive attached to the back surface of the copper foil so that the surface of the concrete 12 could be easily contacted.

電線14は、第一電極9と第二電極10とを電気的に接続するものであり、図5に示すように両電極間のインピーダンスを測定するための検出器15(ヒューレットパッカード社製LCRメータ4284A、測定周波数範囲20Hz〜1MHz)と、交流を通電するための交流電源16(上記LCRメータ4284Aに内蔵、周波数範囲20Hz〜1MHz)が接続されている。   The electric wire 14 electrically connects the first electrode 9 and the second electrode 10, and as shown in FIG. 5, a detector 15 (LCR meter manufactured by Hewlett-Packard Company) for measuring the impedance between both electrodes. 4284A, a measurement frequency range of 20 Hz to 1 MHz) and an AC power supply 16 for energizing AC (built in the LCR meter 4284A, frequency range of 20 Hz to 1 MHz) are connected.

以上のようにコアドリル装置1および第二電極10をコンクリート表面に設置した後、交流周波数100kHzの条件下で交流電源16により交流を通電し、かつ第一電極9と第二電極10とのインピーダンスを測定しつつ、コアドリル装置1により、鉄筋コンクリート構造物の切削作業を行った。   After the core drill device 1 and the second electrode 10 are installed on the concrete surface as described above, an alternating current is passed by the alternating current power source 16 under the condition of an alternating frequency of 100 kHz, and the impedance between the first electrode 9 and the second electrode 10 is set. While measuring, the core drill device 1 was used to cut the reinforced concrete structure.

図2に示すように、切削作業を開始してから一定の間は、第一電極9と第二電極10とのインピーダンスの値は、一定の幅で上下を繰り返しつつも、大きな変化は認められない。かかる状態は、コアドリル8がコンクリート12を切削しているものの、鉄筋にコアドリル8が接触していないことを示している。   As shown in FIG. 2, the impedance value between the first electrode 9 and the second electrode 10 repeats up and down with a certain width for a certain period after the cutting operation is started, but a large change is recognized. Absent. This state indicates that the core drill 8 is cutting the concrete 12, but the core drill 8 is not in contact with the reinforcing bar.

インピーダンスの値は、切削を開始してから約180秒後に減少した。そこで、切削作業を停止したところ、切削により生じた空洞の底部から鉄筋が目視にて確認された。すなわち、インピーダンスの値の減少は、コアドリル8の切削部分が鉄筋に接触したことに対応したものである。以上の結果より、本発明によれば、インピーダンスの値が変化することで、鉄筋コンクリート構造物中の鉄筋を感知することができることを確認した。   The impedance value decreased about 180 seconds after the start of cutting. Therefore, when the cutting operation was stopped, the reinforcing bars were visually confirmed from the bottom of the cavity generated by the cutting. That is, the decrease in the impedance value corresponds to the cutting portion of the core drill 8 coming into contact with the reinforcing bar. From the above results, according to the present invention, it was confirmed that the reinforcing bar in the reinforced concrete structure can be sensed by changing the impedance value.

第2実施形態:ここでは、第1実施形態と同様の装置を用い、交流周波数を50kHz、80kHz、100kHzとする切削条件により鉄筋コンクリート構造物の切削作業を行い、交流周波数を変化させた場合における鉄筋感知の可否を検討した。交流周波数以外の切削条件は、第1実施形態と同様である。 Second Embodiment: Here, the same apparatus as that of the first embodiment is used, and the reinforcing steel in the case where the AC frequency is changed by cutting the reinforced concrete structure under the cutting conditions of 50 kHz, 80 kHz, and 100 kHz. The possibility of sensing was examined. Cutting conditions other than the AC frequency are the same as in the first embodiment.

図7に示すように、本実施形態においては、交流周波数が80kHz、100kHzの条件において鉄筋に接触したことによるインピーダンス変化が明確に認められた。交流周波数が50kHzの条件では、交流周波数を除くその他の実施条件の影響をうけたことによりインピーダンス変化はやや小さくなったものの、鉄筋は破壊されることなく切削作業には何ら問題は生じなかった。   As shown in FIG. 7, in this embodiment, the impedance change by having contacted the reinforcing bar on the conditions with an alternating frequency of 80 kHz and 100 kHz was clearly recognized. Under the condition where the AC frequency was 50 kHz, the impedance change was slightly reduced due to the influence of the other implementation conditions except the AC frequency, but the rebar was not broken and no problem occurred in the cutting operation.

第3実施形態:次に、第1実施形態と同様の装置を用い、交流周波数を80kHz、コアドリル8とコンクリート12とが接触する点から第二電極10の中心部までの距離(図8においては電極間距離と記す)を65cm、80cm、90cmとする切削条件により、鉄筋コンクリート構造物の切削作業を行い、鉄筋感知の可否を検討した。上記以外の切削条件は、第1実施形態と同様である。 Third Embodiment: Next, using the same apparatus as in the first embodiment, the AC frequency is 80 kHz, the distance from the point where the core drill 8 and the concrete 12 contact to the center of the second electrode 10 (in FIG. 8) The cutting operation of the reinforced concrete structure was performed under the cutting conditions of 65 cm, 80 cm, and 90 cm as the distance between the electrodes), and the possibility of rebar detection was examined. Other cutting conditions are the same as those in the first embodiment.

図8に示すように、本実施形態においては、コアドリル8とコンクリート12とが接触する点から第二電極10の中心部までの距離が長くなることに応じて、鉄筋に接触した際のインピーダンス変化も大きくなる傾向が認められた。65cmの条件では、その他の実施条件の影響をうけたことによりインピーダンス変化はやや小さくなったものの、鉄筋は破壊されることなく切削作業には何ら問題は生じなかった。   As shown in FIG. 8, in this embodiment, the impedance change when contacting the rebar according to the increase in the distance from the point where the core drill 8 and the concrete 12 contact to the center of the second electrode 10 increases. A tendency to increase was also observed. Under the condition of 65 cm, although the impedance change was slightly reduced due to the influence of the other implementation conditions, the rebar was not broken and no problem occurred in the cutting operation.

本発明に係る切削装置の概要及び本発明とコンデンサとの関係を示す図。The figure which shows the outline | summary of the cutting device which concerns on this invention, and the relationship between this invention and a capacitor | condenser. 切削中のインピーダンスの変化を示す図。The figure which shows the change of the impedance during cutting. 本発明の第二電極について説明する図。The figure explaining the 2nd electrode of this invention. 本発明の第二電極について説明する図。The figure explaining the 2nd electrode of this invention. 本発明に係る鉄筋感知手段を備えたコアドリル装置の概略図。Schematic of the core drill apparatus provided with the reinforcing bar sensing means according to the present invention. 本発明の第一電極について説明する図。The figure explaining the 1st electrode of this invention. 交流周波数に対応したインピーダンスの変化を示す図。The figure which shows the change of the impedance corresponding to AC frequency. 電極間距離に対応したインピーダンスの変化を示す図。The figure which shows the change of the impedance corresponding to the distance between electrodes.

符号の説明Explanation of symbols

1 コアドリル装置
2 モータ本体
3 支持軸
4 台座
5 係合部
6 ハンドル
7 回転駆動軸
8 コアドリル
9 第一電極
10 第二電極
11 アンカーボルト
12 コンクリート
13 鉄筋
14 電線
15 インピーダンス検出器
16 交流電源
60 本体
61 止め輪
62 転がり軸受
63 ブラシホルダー
64 ブラシ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core drill apparatus 2 Motor main body 3 Support shaft 4 Base 5 Engagement part 6 Handle 7 Rotation drive shaft 8 Core drill 9 First electrode 10 Second electrode 11 Anchor bolt 12 Concrete 13 Rebar 14 Electric wire 15 Impedance detector 16 AC power supply 60 Main body 61 Retaining ring 62 Rolling bearing 63 Brush holder 64 Brush

Claims (10)

鉄筋を含む被切削物を切削手段により切削する際に、前記被切削物中の鉄筋を感知する方法であって、
前記切削手段に第一電極を電気的に接続させ、前記被切削物に少なくとも1つの第二電極を設置し、
前記第一電極と前記第二電極との間に交流電流を通電すると共に、第一電極と第二電極との間のインピーダンスを測定し、
前記インピーダンスの変化により切削手段の切削部分と鉄筋との接触を感知することを特徴とする鉄筋感知方法。
A method of sensing a reinforcing bar in the workpiece when cutting the workpiece including the reinforcing bar with a cutting means,
Electrically connecting a first electrode to the cutting means, and installing at least one second electrode on the workpiece;
While passing an alternating current between the first electrode and the second electrode, and measuring the impedance between the first electrode and the second electrode,
Reinforcing bar detection method, wherein contact between the cutting portion of the cutting means and the reinforcing bar is detected by the change in impedance.
切削手段の切削部分と被切削物とが接触する点と、第二電極の中心部との距離が、被切削物のかぶり厚さ以上10m以下である請求項1に記載の鉄筋感知方法。   The reinforcing bar detection method according to claim 1, wherein a distance between a point at which the cutting portion of the cutting means and the workpiece are in contact with a center portion of the second electrode is equal to or greater than a cover thickness of the workpiece and 10 m or less. 第一電極と第二電極との間に通電する交流電流の周波数を、10〜1000kHzとする請求項1又は請求項2に記載の鉄筋感知方法。   The reinforcing bar sensing method according to claim 1 or 2, wherein a frequency of an alternating current passed between the first electrode and the second electrode is 10 to 1000 kHz. 第二電極と被切削物との接触面積を0.001m以上10m以下とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の鉄筋感知方法。 The second electrode and the rebar sensing method according to any one of claims 1 to 3, the contact area between the object to be cut to 0.001 m 2 more 10 m 2 or less. 被切削物を切削する切削手段を有する切削装置において、
前記切削手段に電気的に接続された第一電極と、
前記被切削物の表面に設置可能な少なくとも1つの第二電極と、
前記第一電極と第二電極との間に設けられた交流電源と、
前記第一電極と第二電極との間のインピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、
から構成されている鉄筋感知手段を備えることを特徴とする切削装置。
In a cutting apparatus having a cutting means for cutting a workpiece,
A first electrode electrically connected to the cutting means;
At least one second electrode that can be placed on the surface of the workpiece;
AC power source provided between the first electrode and the second electrode;
Impedance detection means for detecting impedance between the first electrode and the second electrode;
A cutting apparatus comprising a reinforcing bar sensing means comprising:
切削手段の切削部分と被切削物とが接触する点と、第二電極の中心部との距離が、被切削物のかぶり厚さ以上である請求項5に記載の切削装置。   The cutting device according to claim 5, wherein a distance between a point where the cutting portion of the cutting means and the workpiece are in contact with a center portion of the second electrode is equal to or greater than a cover thickness of the workpiece. 交流電源は、交流周波数を10kHz〜1000kHzの間で制御可能である請求項5又は請求項6に記載の切削装置。   7. The cutting apparatus according to claim 5, wherein the AC power source can control the AC frequency between 10 kHz and 1000 kHz. 第二電極は、被切削物との接触面積が0.001m以上10m以下である請求項5〜請求項7のいずれかに記載の切削装置。 The second electrode, the cutting device according to any one of claims 5 to 7 the contact area between the object to be cut is 0.001 m 2 or more 10 m 2 or less. 切削手段はコアドリルである請求項5〜請求項8のいずれかに記載の切削装置。   The cutting device according to any one of claims 5 to 8, wherein the cutting means is a core drill. 第一電極は、コアドリルを回転させる軸部分に電気的に接続される請求項9に記載の切削装置。   The cutting apparatus according to claim 9, wherein the first electrode is electrically connected to a shaft portion that rotates the core drill.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019030200A (en) * 2017-08-04 2019-02-21 株式会社シブヤ Power transformer for electric power tool

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