JP2016166819A - 打音機 - Google Patents

Abstract

【課題】点検対象物の面積が広い場合でも、効率よく構造物を打撃することのできる打音機を提供する。【解決手段】構造物の点検面１を打撃して構造物の劣化状態を点検する打音検査に用いられる打音機１０を、外周に構造物の表面に衝突する複数の突起部１１ｑが形成された回転ヘッド１１ａ及び回転ヘッド１１ａを回転自在に支持するヘッド支持棒１１ｂを備え、構造物の点検面１を打撃する打診棒１１と、この打診棒１１を保持する保持棒１２と、打診棒１１を、保持棒の軸周りに回転させる打診棒回転手段１３とから構成した。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、トンネルや橋梁、建物などのコンクリート構造物の劣化状態を点検する打音検査に用いられる打音機に関するものである。

従来、トンネルの天井面や橋桁に下面の打音検査を行う際には、ハンマーを持った作業者が、足場や高所作業車を使用して点検箇所の真下に立ち、首をほぼ９０°上向きに曲げて、手でハンマーを上向きに打撃していたが、このような不自然な姿勢での作業は、作業者の負担が大きく、作業効率が悪いだけでなく、作業者による打撃力にバラツキが出易いといった問題点があった。
一方、断面が多角形のヘッド（以下、回転ヘッドという）を回転自在に取付けたハンマー部を、コンクリート構造物の壁面に当てて回転させることで、コンクリート表面に衝撃を連続して与えて音を発生させる打診棒が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
上記の打診棒は、作業者が片手に持って、棒を点検面とほぼ平行になるように構え、回転ヘッドを点検面に沿って転がすことにより、表面に衝撃を連続して与えて、音を発生させるもので、作業者は、このときの発生音を聞き分けて、点検箇所が健全部であるか、浮きなどのある非健全部であるかを判断する。

特開２００７−１３２７２０号公報 実用新案登録第３１８８５４３号公報

しかしながら、打診棒を用いた点検でも、作業姿勢が不自然な姿勢に変わりはなく、ハンマーを用いた場合に比較して改善されているとはいえなかった。
また、天井が高い場合、棒を長くすれば点検面には届くが、棒と点検面とが垂直に近くなり、回転ヘッドを効果的に動かすことが困難であった。
そこで、回転ヘッドを取付けた棒を、保持棒に垂直に取付け、この保持棒を前後左右に倒す操作をすることで、回転ヘッドを点検面に転がすようにすることは可能であるが、広い面積を点検するには長い棒を振り回す必要があるので、作業効率が悪いといった問題点があった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、点検対象物の面積が広い場合でも、効率よく構造物を打撃することのできる打音機を提供することを目的とする。

本発明は、構造物の点検面を打撃して前記構造物の劣化状態を点検する打音検査に用いられる打音機であって、前記構造物の点検面を打撃する打診棒と、前記打診棒を保持する保持棒と、前記打診棒を、前記保持棒の軸周りに回転させる打診棒回転手段とを備え、前記打診棒が、外周に前記構造物の表面に衝突する複数の突起部が形成された回転ヘッドと、前記回転ヘッドを、回転自在に支持するヘッド支持棒とを備えることを特徴とする。
本発明の打音機を用いれば、回転ヘッドを回転させながら構造物の点検面に沿って移動させることができるので、点検対象物の面積が広い場合でも、構造物の表面を効率よく打撃することができる。

また、前記打診棒の、前記回転ヘッドとは反対側に、前記打診棒と一体に回転するカウンターウェイトを取付けて、保持棒の先端に作用する遠心力の影響を低減するようにしたので、保持棒を安定して移動させることができる。
また、前記打診棒の、前記回転ヘッドとは反対側に、前記回転ヘッドの外径と同じ外径を有する車輪を取付けたので、保持棒を点検面に対して垂直に保ちながら移動させることができる。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本発明の実施の形態に係る打音機の構成を示す図である。 回転ヘッドの動作を説明するための図である。 回転ヘッドの軌跡を示す模式図である。 打音機の他の形態を示す図である。 本発明による簡易型打音機の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、打音機１０の構成を示す図で、同図において、１１は打診棒、１２は保持棒、１３は打診棒回転手段、１４はカウンターウェイト、１５は車輪、１６はキャンセラー、１７は回転芯、１８は操作スイッチ、１９はバッテリーである。
打診棒１１は、外周に点検対象物の表面（点検面１）に衝突する複数の突起部１１ｑが形成された回転ヘッド１１ａと、回転ヘッド１１ａを回転自在に支持するヘッド支持棒１１ｂとを備え、保持棒１２の軸周りに回転する。ヘッド支持棒１１ｂの回転ヘッド１１ａとは反対側には、カウンターウェイト１４と車輪１５とが装着される。
本例では、突起部１１ｑの形状を、中央が膨らんだ太鼓状とした。
なお、本例のように、点検面１をトンネルの天井面とした場合には、回転ヘッド１１ａは、水平面内で回転する。
保持棒１２は、点検作業者２が手で持って保持する伸縮可能な棒で、アルミニウム、アルミニウム合金、もしくは、ＣＦＲＰ（カーボンファイバー）などの軽量の素材から構成される。保持棒１２には、打診棒１１、打診棒回転手段１３、キャンセラー１６、回転芯１７、及び、操作スイッチ１８が取付けられている。
打診棒回転手段１３は、打診棒保持部材１３ａと保持部材支持棒１３ｂと第１のモータ１３Ｍと第１のギア１３Ｇとを備え、打診棒１１を保持棒１２の軸周りに回転させる。
打診棒保持部材１３ａは、水平回転ベアリングが内蔵されたブロック状の部材で、ヘッド支持棒１１ｂのカウンターウェイト１４側を保持する。
保持部材支持棒１３ｂは、打診棒保持部材１３ａと水平回転ベアリングにより連結された棒状の部材で、外周側に第１のモータ１３Ｍが取付けられている。
第１のモータ１３Ｍと打診棒保持部材１３ａとは、第１のギア１３Ｇにより連結される。これにより、第１のモータ１３Ｍを回転させることで、打診棒保持部材１３ａに固定された打診棒１１を、保持部材支持棒１３ｂの軸周り、すなわち、保持棒１２の軸周りに回転させることができる。

カウンターウェイト１４は、ヘッド支持棒１１ｂの回転ヘッド１１ａとは反対側に装着される錘である。カウンターウェイト１４を取付けることで、打診棒１１の回転により生じる遠心力により、保持棒１２の先端が水平方向（ヘッド支持棒１１ｂの回転ヘッド１１ａ側の延長方向）に振られるのを防止することができるので、点検作業者２が保持棒１２を安定して移動させることができる。
車輪１５は、外径が回転ヘッド１１ａの外径とほぼ同じ大きさの円環状の部材で、ヘッド支持棒１１ｂの回転ヘッド１１ａとは反対側の端部側（カウンターウェイト１４よりも端部側）に装着される。車輪１５は、ゴムなどの弾性体から構成される。回転ヘッド１１ａの外径と車輪１５の外径とをほぼ同じ大きさとすることで、ヘッド支持棒１１ｂは、ほぼ水平（点検面１に平行）に保たれる。すなわち、保持棒１２の点検面１に対する垂直性を保つことができるので、点検面１を同じ強さで確実に打撃することができる。

キャンセラー１６は、回転手段保持部材１６ａと回転棒１６ｂとウェイト部材１６ｃと第２のモータ１６Ｍと第２のギア１６Ｇとを備え、保持部材支持棒１３ｂを保持棒１２の軸周りに、打診棒１１とは逆向きに回転させる。
回転手段保持部材１６ａは、水平回転ベアリングが内蔵されたブロック状の部材で、両端側にウェイト部材１６ｃが取付けられた回転棒１６ｂを保持するとともに、保持棒１２と水平回転ベアリングにより連結される。
第２のモータ１６Ｍは、保持棒１２の外周側に取付けられ、第２のモータ１６Ｍと回転手段保持部材１６ａとが、第２のギア１６Ｇにより連結される。これにより、第２のモータ１６Ｍを回転させることで、回転手段保持部材１６ａに固定された回転棒１６ｂを、保持棒１２の軸周りに、打診棒１１とは逆向きに回転させることができる。
これにより、打診棒１１及びカウンターウェイト１４の回転により生じる保持棒１２のねじりを防止することができる。

回転芯１７は、打診棒１１が水平回転する際の中心位置がずれないようにするための部材で、打診棒保持部材１３ａの上部中央、すなわち、保持棒１２の延長方向の先端に取付けられる。回転芯１７の、少なくとも点検面１に当接する部分はゴム部材などの弾性体から構成される。
操作スイッチ１８は、第１及び第２のモータ１３Ｍ，１６Ｍを駆動もしくは停止させるためのスイッチで、保持棒１２の下部側に設けられる。
バッテリー１９は、第１及び第２のモータ１３Ｍ，１６Ｍを駆動する電源で、点検作業者２が、手で持つ部分を軽量化するため、保持棒１２とは分離して、点検作業者２の腰ベルト等に装着される。
なお、第１及び第２のモータ１３Ｍ，１６Ｍへの電源供給線及び制御用配線は、保持棒１２の中空部に配置される。

次に、本発明の打音機１０を用いたトンネルの天井面の打音検査について説明する。
始めに、点検作業者２は、保持棒１２を伸張させて、回転ヘッド１１ａと車輪１５とを点検面１に当接させる。これにより、打診棒１１を水平に保持することができる。このとき、回転芯１７を点検面１に押付けるようにすれば、打診棒１１の回転中心を安定させることができる。
次に、操作スイッチ１８を操作して、第１及び第２のモータ１３Ｍ，１６Ｍを駆動し、打診棒１１と回転棒１６ｂとを回転させるとともに、保持棒１２を、前後方向（図１の左右方向）もしくは左右方向（図１の紙面に垂直な方向）に移動させる。
図２に示すように、保持棒１２を水平面内で移動させると、回転ヘッド１１ａが、点検面１と突起部１１ｑとの摩擦により回転するとともに、突起部１１ｑが間欠的に点検面１に衝突して点検面１に衝撃を与えて打音を発生させる。
図３（ａ）は、打診棒１１を回転させながら、保持棒１２を同図の右方向である前方に移動させたときの回転ヘッド１１ａの軌跡を示す模式図で、回転ヘッド１１ａは、点検面１上で円弧を描きながら前方に移動する。その結果、打診棒１１が半回転を超えて１回転するまでの間、回転ヘッド１１ａは、保持棒１２の移動方向とは逆の後方（同図の左方向）に移動し、１回転後には、また、前方に移動する。
従来の打診棒１１を回転させない形態の打音機では、図３（ｂ）に示すように、まず、打診棒１１を前方に移動させた後、左右方向に所定距離ずらし、次に、後方に移動させるようにしているので作業効率が悪い。これに対して、本発明の打音機１０を用いた場合には、前方への移動させただけで、左右方向に所定距離ずらした位置も打撃できるので、点検対象物の面積が広い場合でも、構造物の表面を効率よく打撃することができる。
点検作業者２は、突起部１１ｑの衝突により発生する発生音を聞き分けて、点検箇所が健全部であるか、浮きなどのある非健全部であるかを判断する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

例えば、前記実施の形態では、打診棒１１を回転させながら保持棒１２を連続的に移動させたが、例えば、打診棒１１が１回転する毎に保持棒１２を移動させるなど、保持棒１２を間欠的に移動させてもよい。
また、前記実施の形態では、点検作業者２が、打診音を耳で聞いて、点検箇所が健全部であるか否かを判断したが、保持棒１２の先端近くにマイクロフォンを設置し、ヘッドフォン等で打診音を聞くようにすれば、打診音をより正確に捉えることができる。また、同時に、ＩＣレコーダ等に打診音を記録してもよい。

また、前記実施の形態では、トンネルの天井面を点検面１としたが、図４(ａ)に示すように、保持棒１２にヒンジ等の角度調整手段２０を設けて、保持棒１２と打診棒１１との角度を調整可能とすれば、図４（ｂ）に示すように、壁３などの垂直な打診面や、アーチ状のトンネルの天井面のような傾斜面の点検についても、容易に行うことができる。

また、前記実施の形態では、トンネルの天井面のように、点検する対象面との距離が大きな場合について説明したが、坑道のように狭い空間で作業する場合には、図５に示すような、簡易型の打音機１０Ｚを用いることが効果的である。
簡易型の打音機１０Ｚは、打診棒１１と、保持棒１２と、打診棒回転手段１３と、図示しない操作スイッチ及びバッテリーとから構成される。
すなわち、狭い空間などのように、保持棒１２が短くてよい場合、もしくは、ヘッド支持棒１１ｂの長さが保持棒１２に比較して短い場合には、保持棒１２に作用する遠心力によるモーメントが小さいので、カウンターウェイト１４やキャンセラー１６がなくても、保持棒１２を安定して移動させることができる。
また、回転ヘッド１１ａが壁面に当接していることが容易に確認できるので、車輪１５や回転芯１７を省略してもよい。
なお、回転ヘッド１１ａの形態としては、実施の形態に挙げた、中央が膨らんだ太鼓状のの突起部１１ｑを有するものに限らず、図５に示すような、断面が多角形のものであってもよいし、突起部１１ｑの形状が板状のものであってもよい。

１ 点検面、２ 点検作業者、
１０ 打音機、１１ 打診棒、１１ａ 回転ヘッド、１１ｂ ヘッド支持棒、
１１ｑ 突起部、１２ 保持棒、１３ 打診棒回転手段、１３ａ 打診棒保持部材、
１３ｂ 保持部材支持棒、１３Ｍ 第１のモータ、１３Ｇ 第１のギア、
１４ カウンターウェイト、１５ 車輪、１６ キャンセラー、
１６ａ 回転手段保持部材、１６ｂ 回転棒、１６ｃ ウェイト部材、
１６Ｍ 第２のモータ、１６Ｇ 第２のギア、１７ 回転芯、１８ 操作スイッチ、
１９ バッテリー。

Claims (3)

1. 構造物の点検面を打撃して前記構造物の劣化状態を点検する打音検査に用いられる打音機であって、
   前記構造物の点検面を打撃する打診棒と、
   前記打診棒を保持する保持棒と、
   前記打診棒を、前記保持棒の軸周りに回転させる打診棒回転手段とを備え、
   前記打診棒が、
   外周に前記構造物の表面に衝突する複数の突起部が形成された回転ヘッドと、前記回転ヘッドを、回転自在に支持するヘッド支持棒とを備えることを特徴とする打音機。
2. 前記打診棒の、前記回転ヘッドとは反対側に取付けられて、前記打診棒と一体に回転するカウンターウェイトを備えることを特徴とする請求項１に記載の打音機。
3. 前記打診棒の、前記回転ヘッドとは反対側に取付けられる、前記回転ヘッドの外径と同じ外径を有する車輪を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の打音機。

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