JP2010085361A - 壁面打撃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 マイクに集音される音波の雑音をできる限り少なくして、ハンマで壁面を打撃した際の、壁面内部からの反射波を確実に集音できるようにする。
【解決手段】 台車１によって壁面Ｈの所望する位置に移動させる移動部Ａと、該台車１の枠体２に回転自在に設けられるハンマ１５によって壁面Ｈを打撃する打撃部Ｂと、該ハンマ１５による打撃をソレノイド３０によって駆動制御する駆動制御部Ｃと、ハンマ１５の打撃による壁面Ｈ及び壁面内部からの反射波Ｘ〜Ｚをマイク４２で集音する集音部Ｄと、該集音部Ｄで集音される反射波Ｘ〜Ｚを解析する解析部Ｅとを備えた壁面打撃装置において、ハンマ１５が壁面Ｈを打撃した際の壁面内部からの反射波Ｙ，Ｚを伝達させるための伝達媒体７を、打撃点Ｐ近傍の壁面Ｈに当接させると共に、該伝達媒体７にマイク４２の受信部を接触させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート製の壁面内部の空隙、タイルの剥がれ、モルタルの浮き状態を、これら壁面を打ち叩いて、その反射波を集音する壁面打撃装置に関する。

従来のこの種の壁面打撃装置としては、例えばソレノイドによってハンマを進出させると共に、スプリングによってハンマを後退させる駆動部と、該ハンマの進出動作によって、壁面が打ち叩かれる打撃音を収集する集音部と、該打撃音の音圧を電気信号に変換し、該信号と予め設定されている基準信号とを照合して、該両信号の音圧差を求める解析部とを本体に内装し、さらに、該音圧差に応じて発光ダイオードを点灯させたり、ブザーを鳴らしたりして、壁面内部の空隙の有無を表示する表示手段を、外部から目視できるように本体に取り付けたものが公知になっている（特許文献１）。

また、他の壁面打撃装置としては、中心部が回転自在に支持されたアーム、及び該アームの両端部に設けられた鉄塊部を有するハンマと、アームの回動を直流電圧で駆動制御するソレノイドとを備えたものも公知になっている（特許文献２）。
特開昭６１−１６９７６１号公報 特開平０２−６２９６０号公報

しかしながら、従来の上記前者の壁面打撃装置の場合、スプリングを使用しているため、打撃音にスプリングの伸縮する音が雑音として含まれるようになり、壁面内部の欠陥を正確に調査するのが困難であると考えられる。しかも、マイクが本体に内装されているため、打撃音が空気を伝達媒体として集音されるという問題がある。

また、上記後者の壁面打撃装置の場合、アームの軸受け部における回動摩擦が雑音としてマイクに集音されてしまう。また、前記と同様に、壁面内部からの反射波が空気を介してマイクに集音されてしまう。このため、壁面内部の欠陥の有無を探査する精度が低いと考えられる。

そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、マイクに集音される音波の雑音をできる限り少なくして、ハンマで壁面を打撃した際の、壁面内部からの反射波を確実に集音できる壁面打撃装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る壁面打撃装置は、ハンマ１５によって壁面Ｈを打撃する打撃部Ｂと、該ハンマ１５による打撃をソレノイド３０によって駆動制御する駆動制御部Ｃと、ハンマ１５の打撃による壁面Ｈ及び壁面内部からの反射波Ｘ〜Ｚをマイク４２で集音する集音部Ｄと、該集音部Ｄで集音される反射波Ｘ〜Ｚを解析する解析部Ｅとを備えた壁面打撃装置において、ハンマ１５が壁面Ｈを打撃した際の壁面内部からの反射波Ｙ，Ｚを伝達させるための伝達媒体７を、打撃点Ｐ近傍の壁面Ｈに当接させることを特徴とする。

この場合、伝達媒体７を壁面Ｈに当接させているので、壁面Ｈを打撃した際の、壁面Ｈを伝達する反射波Ｘ及び壁面内部からの反射波Ｙ，Ｚ、即ちデシベルの高い領域から低い領域の反射波Ｘ〜Ｚを集音部Ｄに確実に伝達できる。

また、本発明によれば、前記伝達媒体７にマイク４２の受信部を接触させるような構成を採用することもできる。

この場合、伝達媒体７にマイク４２の受信部を当接しているので、伝達媒体７で伝達される反射波Ｘ〜Ｚを確実に集音できる。

また、本発明によれば、前記ハンマ１５を、壁面Ｈの所望する位置に移動させる台車１の枠体２に設け、さらに、前記伝達媒体７を、台車１の車輪６のうち、少なくとも一つに設けられた鉄輪７で構成するようにしてもよい。

この場合、伝達媒体として固有振動数の高い鉄製のものを使用しているので、壁面Ｈを打撃した際の音波を確実に伝達できる。また、壁面Ｈに接触する車輪６の一部に伝達媒体鉄輪７を設けるようにしているので、構成が簡素化され、組み立て作業の効率化も図れる。

また、本発明によれば、前記ハンマ１５を回動自在に設けて、さらに、該ハンマ１５を回転自在に支持するための軸１６ａ，１６ａ及びその軸受け２０に、銅、砲金、セラミック、プラスチックのうちいずれかを使用するような構成を採用することもできる。

この場合、軸１６ａ，１６ａと軸受け２０に吸音性を有する材料を使用しているので、ハンマ１５を回動させる際、軸１６ａ，１６ａと軸受け２０の回動摩擦によって生じる雑音を解消できるようになり、解析精度が向上する。

また、本発明によれば、前記ソレノイド３０に直流電源を供給するような構成を採用することもできる。

この場合、ソレノイドに直流電源を供給するようにしているので、交流成分が含まれない分、ハンマで打撃する際のソレノイド３０における雑音を除去できるようになり、解析精度をより向上させることができる。

以上説明したように、本発明によれば、ハンマが壁面を打撃した際の壁面及び壁面内部からの反射波を伝達させるための伝達媒体を、打撃点近傍の壁面に当接させるようにしたので、壁面及び壁面内部からの反射波を確実に伝達できるようになり、コンクリート製の壁面内部の空洞、タイルの剥がれ、モルタルの浮き状態を正確に探査することができる。

以下、本発明の実施形態に係る壁面打撃装置につき図１〜図４を参照して説明する。なお、これらの図においては、図面を正面視した状態で、上側を前側、下側を後側、左右を左側及び右側とする。
本実施形態に係る壁面打撃装置の構成は、図１及び図３に示すように、該装置を、打撃しようとする壁面Ｈの位置に移動する移動部Ａと、該移動部Ａに設けられた打撃部Ｂと、該打撃部Ｂを駆動制御する駆動制御部Ｃと、打撃部Ｂによって壁面内部から反射される反射波を集音する集音部Ｄと、該集音部Ｄにより集音したデータを解析する解析部Ｅとから構成されている。

移動部Ａは、前後方向に細長く骨組みされた枠体２と、該枠体２の前部の両側に回動支持された一対のゴム製の車輪６，６と、枠体２の後部中央に回動支持された伝達媒体としての鉄輪（鉄製の車輪）７とを備えた台車１より構成されている。そして、枠体２は、左右の両側に断面Ｌ字形状の側枠３，３が配置されると共に、前端部及び後端部にそれぞれ平板状の前枠４及び後枠５が溶着されている。また、両側枠３，３の中途部に、前記打撃部Ｂ及び前記駆動制御部Ｃが設置される平面視略正方形状の受板１０が架設されている。また、図１の一点鎖線に示すように、両側枠３，３に、該駆動制御部Ｃを保護するためのカバー１１，１１が立設されている。該カバー１１，１１は、略台形状を呈しており、前側及び後側が低く、前側及び後側から駆動制御部Ｃの側方に向かうにしたがって高くなるように作製されている。また、鉄輪７は、車輪６，６よりも径が大きく、その両側に突設された軸８，８が、両側枠３，３の後部下面に固着された軸受け９によって回動自在に支持されている。

打撃部Ｂは、鉄製のハンマ１５で構成されており、角柱状に形成された基端部１６、及び該基端部１６の一端面の中央部から軸方向に沿って前方に延出された棒状の柄部１７と、該柄部１７の先端部に固着された球体からなる鉄塊部１８とを備えている。そして、図１及び図２に示すように、上述した受板１０に、その後側の両側部に断面Ｌ字形状の一対の支持板１９，１９が固着されている。該両支持板１９，１９には、銅、砲金、セラミック、プラスチックの材料、即ち吸音性を有する材料で構成された軸受け２０が設けられている。該軸受け２０には、ハンマ１５の基端部１６に突設された軸１６ａ，１６ａが挿通されて、該基端部１６が軸１６ａ，１６ａを支点にして回動するようになっている。また、ハンマ１５は、基端部１６の軸１６ａ，１６ａが両支持板１９，１９に支持されることにより、台車１の前後方向の中心線に沿って位置するように配されている。また、ハンマ１５の鉄塊部１８は、受板１０と前枠４との間の開口１２よりも内側に位置する場合、所定の角度を持って壁面Ｈを打ち叩ける待機位置Ｓに位置することになる。一方、この待機位置Ｓから、前記開口１２よりも外側（壁面Ｈ側）に位置する場合、図３に示すように、壁面Ｈを打ち叩く打撃位置Ｔに位置することになる。

駆動制御部Ｃは、受板１０の支持板１９，１９の両外側にそれぞれ立設された側板２６，２６、及び該両側板２６，２６の上端部に架設された上板２７を有する取付体２５と、該取付体２５の上板２７に吊設された、ハンマ１５の基端部１６を押し引きするソレノイド３０とから構成されている。該ソレノイド３０は、直流電源によって進退するプランジャ３１が下向きになるように吊設されており、該プランジャ３１の先端部がハンマ１５の基端部１６を押し引きできるように連結されている。具体的に説明すると、ハンマ１５の基端部１６の上面に一対の断面コ字形状の支持板３５が固設され、該支持板３５の両折曲片３５ａ，３５ａの間にプランジャ３１の先端部が挿入されて、両折曲片３５ａ，３５ａとプランジャの先端部をピン３６が貫通している。この連結によって、プランジャ３１の上下方向の進退動作がハンマ１５の基端部１６の回動動作に変換されることになる。即ち、図３に示すように、プランジャ３１の進出位置（下降位置）においては、ハンマ１５の基端部１６が押し下げられて、ハンマ１５の鉄塊部１８が壁面Ｈから離間して、前記待機位置Ｓに位置する。一方、図４に示すように、プランジャ３１の後退位置（上昇位置）においては、ハンマ１５の基端部１６が引き上げられて、ハンマ１５の鉄塊部１８が壁面Ｈを打ち叩く。なお、壁面Ｈに対するハンマ１５の打撃力は、直流電圧のパルス幅や振幅、或いはハンマ１５の傾斜角度を制御することによって適宜変更できるものとする。

集音部Ｄは、台車１の後枠５の中央部に立設された支持台４０と、その基端部が支持台４０に水平支持された板バネ４１と、該板バネ４１における鉄輪７との接触部位に接触するように設けられたマイク４２とを備えている。そして、板バネ４１が鉄輪７の周面に対して接線方向に接触すると共に、反射波を受信するマイク４２の受信部が板バネ４１に接触し、ハンマ１５で打ち叩いた壁面内部からの反射音を、鉄輪７、板バネ４１を伝達媒体として集音するようになっている。

解析部Ｅは、マイク４２によって集音されたデータを、例えば本願出願人が鋭意研究を重ねて発明された解析方法によって壁面内部の空洞部の有無を探査する。即ち、集音された音波をウェーブレット変換してスケーログラムを作成し、視覚を通じて客観的に壁面内部の欠陥の有無を判定する（特許登録番号第２６１０３７８号参照）。

つぎに本実施形態に係る壁面打撃装置の使用態様について図３〜図５を参照して説明する。まず、図３に示すように、ソレノイド３０のプランジャ３１を進出、即ちハンマ１５の基端部１６を押し下げて、待機位置Ｓに位置させておいて、壁面Ｈの所望する位置、即ちハンマ１５で壁面Ｈを打ち叩く打撃位置Ｔに台車１を移動させて停止させる。

この状態において、ソレノイド３０に直流電圧を印加すると、図４に示すように、プランジャ３１が後退して、ハンマ１５の基端部１６が引き上げられて、ハンマ１５の鉄塊部１８が台車１の開口１２を通って外側（壁面Ｈ側）に回動し壁面Ｈを打ち叩く。

そして、打ち叩いた直後に、ソレノイド３０の直流電圧の印加を停止すると、プランジャ３１が進出して、ハンマ１５の基端部１６が押し下げられて、ハンマ１５の鉄塊部１８が台車１の開口１２を通って内側に移動し、ハンマ１５が待機位置Ｓに戻って停止する。

ハンマ１５の鉄塊部１８が壁面Ｈを打撃した際、図５に示すように、ハンマ１５の鉄塊部１８で打撃した打撃点Ｐから、壁面Ｈを伝達媒体にして伝達される伝達波Ｘは、デシベルの高い領域にあり、最も早くマイク４２の受信部に伝達される。一方、壁面内部の空洞部Ｇに反射されてマイク４２の受信部に伝達される伝達波（反射波）Ｙ，Ｚは、デシベルの低い領域にあり、伝達波Ｘよりも遅れて伝達される。このような音質（周波数、振幅、周期、到達時間など）を、上述した解析手法（ウェーブレット変換を用いた打音調査方法）で解析することによって、壁面内部の状態、即ち空洞部Ｇの有無を判定する。

なお、前記実施形態においては、台車１が移動可能な壁面Ｈとしては、直立した壁面、水平な壁面、傾斜を有する壁面の何れにも適用可能であることは言うまでもない。また、台車１の走行及びハンマ１５の駆動制御部Ｃの操作を遠隔操作するようにしてもよい。

また、前記実施形態の場合、伝達媒体として鉄輪７を用いたが、これに限定されるものではなく、壁面Ｈに当接する接触面を有し、且つ固有振動数の高い金属製の中実体であればよい。例えばステンレス製の柱状体を台車１の枠体２に取り付けるようにしてもよい。要は、ハンマ１５によって壁面Ｈを打撃した際の、デシベルの低い領域にある壁面内部の反射波Ｙ，Ｚを減衰することなく伝達できるものであれば何でもよい。

本発明の実施形態に係る壁面打撃装置を示す斜視図。 図１のハンマの基端部の支持構造を示した拡大図。 ハンマが壁面から離間して待機している状態を示した概略側面図。 ハンマが壁面を打ち叩いた状態を示した概略側面図。 ハンマの打撃による壁面及び壁面内部の反射波がマイクの受信部に伝達される状態を示した説明図。

符号の説明

１…台車、２…枠体、３…側枠、４…前枠、５…後枠、６…車輪、７…鉄輪、８，１６ａ…軸、１０…受板、１１…カバー、１２…開口、１５…ハンマ、１６…基端部、１７…柄部、１８…鉄塊部、１９，３５…支持板、２５…取付体、２６…側板、２７…上板、３０…ソレノイド、３１…プランジャ、３５ａ…折曲片、３６…ピン、４０…支持台、４１…板バネ、４２…マイク、Ａ…移動部、Ｂ…打撃部、Ｃ…駆動制御部、Ｄ…集音部、Ｅ…解析部、Ｇ…空洞部、Ｈ…壁面、Ｐ…打撃点、Ｓ… 待機位置、Ｔ… 打撃位置、Ｘ… 伝達波、Ｙ，Ｚ…反射波

Claims (5)

1. ハンマ（１５）によって壁面（Ｈ）を打撃する打撃部（Ｂ）と、該ハンマ（１５）による打撃をソレノイド（３０）によって駆動制御する駆動制御部（Ｃ）と、ハンマ（１５）の打撃による壁面（Ｈ）及び壁面内部からの反射波（Ｘ〜Ｚ）をマイク（４２）で集音する集音部（Ｄ）と、該集音部（Ｄ）で集音される反射波（Ｘ〜Ｚ）を解析する解析部（Ｅ）とを備えた壁面打撃装置において、ハンマ（１５）が壁面（Ｈ）を打撃した際の壁面内部からの反射波（Ｙ，Ｚ）を伝達させるための伝達媒体（７）を、打撃点（Ｐ）近傍の壁面（Ｈ）に当接させることを特徴とする壁面打撃装置。
2. 前記伝達媒体（７）にマイク（４２）の受信部を接触させることを特徴とする請求項１に記載の壁面打撃装置。
3. 前記ハンマ（１５）は、壁面（Ｈ）の所望する位置に移動させる台車（１）の枠体（２）に設けられ、さらに、前記伝達媒体（７）は、台車（１）の車輪（６）のうち、少なくとも一つに設けられた鉄輪（７）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の壁面打撃装置。
4. 前記ハンマ（１５）は回動自在に設けられ、さらに、該ハンマ（１５）を回転自在に支持するための軸（１６ａ，１６ａ）及びその軸受け（２０）に、銅、砲金、セラミック、プラスチックのうちいずれかが使用されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の壁面打撃装置。
5. 前記ソレノイド（３０）は、直流電源が供給されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の壁面打撃装置。

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