JP2018124064A - Hammering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ソレノイドコイルに強磁性体を挿入し、ソレノイドコイルに流す電気を制御することで強磁性体を可動させてコンクリート壁等を打音点検する打音装置に関する。 The present invention relates to a sounding device that inserts a ferromagnetic material into a solenoid coil and controls the electricity flowing through the solenoid coil to move the ferromagnetic material to inspect a concrete wall or the like.
打音装置は、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（以下、コンクリート壁等という）を打音点検するのに用いる。通常、コンクリート壁等の打音点検は、人がハンマー等によりコンクリート壁等を打ち叩いて、その反射音により行われている。コンクリート壁等は鉛直に立っているので、人がコンクリート壁等の壁表面を移動できるような対応（コンクリート壁等に足場を設置、クレーン車を使用等）が必要になっている。 The sound hitting device is used to check the sound of voids inside the concrete wall, peeling off of tiles, and floating state of mortar (hereinafter referred to as concrete walls). Usually, a sound inspection of a concrete wall or the like is performed by a person hitting the concrete wall or the like with a hammer or the like and reflecting the sound. Since concrete walls and the like are standing vertically, it is necessary to take measures that allow people to move on the surface of concrete walls and the like (install scaffolding on concrete walls, use cranes, etc.).
ソレノイドコイルを用いた打音装置は一定の速度で物体を叩く機能を有している。特許文献１に記載される打音装置は、ソレノイドコイルと打ち出し棒（打ち叩く部位）からなるが、打ち出し棒は鉛直方向へ加振移動が可能である。しかし、水平方向への加振は困難であり、加振方向は鉛直方向に限られる。すなわち、水平方向へ加振すると、自重により打ち出し棒がソレノイドコイル内壁に干渉し異音が発生する。更に、干渉により摩耗し精度悪化し、装置寿命が短くなる。よって、コンクリート壁等の打音装置として使用することはできない。 A sound hitting device using a solenoid coil has a function of hitting an object at a constant speed. The sound hitting device described in Patent Document 1 includes a solenoid coil and a hitting bar (a hitting part), and the hitting bar can be vibrated in the vertical direction. However, horizontal excitation is difficult, and the excitation direction is limited to the vertical direction. That is, when the vibration is applied in the horizontal direction, the launch bar interferes with the inner wall of the solenoid coil due to its own weight, and abnormal noise is generated. In addition, wear and interference are deteriorated due to interference, and the life of the apparatus is shortened. Therefore, it cannot be used as a sounding device for concrete walls or the like.
特許文献２には、車輪付きのドローンが記載されており、垂直の壁面上に車輪を接触回転させて移動することが記載されている。よって、コンクリート壁等の表面の移動が可能である。 Patent Document 2 describes a drone with wheels, and describes that a wheel rotates on a vertical wall surface by contact rotation. Therefore, the surface of a concrete wall or the like can be moved.
本発明の課題は、ソレノイドコイルと強磁性体（打ち叩く部位）で構成され、コンクリート壁等の水平方向の打音点検ができる打音装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a sounding device that is configured by a solenoid coil and a ferromagnetic material (a hitting portion) and that can check a sounding sound in a horizontal direction of a concrete wall or the like.
上記課題を解決する手段として、以下の発明がある。
発明１は、ソレノイドコイルに強磁性体を挿入し、ソレノイドコイルに流す電気を制御することで強磁性体を可動させてコンクリート壁等を打音点検する打音装置であって、弾性体によって、強磁性体が、ソレノイドコイルの中心軸位置に支持されていることを特徴とする打音装置である。
発明2は、弾性体は、２以上であり、強磁性体の貫通孔を通されていることを特徴とする発明1に記載される打音装置である。
発明３は、ソレノイドコイルの一方開孔端部に強磁性体を、他方の開孔端部の上方にマイクロフォンを設置したことを特徴とする発明１または２に記載される打音装置である。
発明４は、ドローンが搭載されていることを特徴とする発明１乃至３のいずれか１つに記載される打音装置である。
発明５は、強磁性体は、形状が球状であることを特徴とする発明１乃至４のいずれか１つに記載される打音装置である。
As means for solving the above problems, there are the following inventions.
Invention 1 is a sounding device for inspecting a concrete wall or the like by moving a ferromagnetic material by inserting a ferromagnetic material into a solenoid coil and controlling electricity flowing through the solenoid coil. The sound hitting device is characterized in that the ferromagnetic body is supported at the position of the central axis of the solenoid coil.
The invention 2 is the sound hitting device according to the invention 1, characterized in that the elastic body has two or more and is passed through a through hole of a ferromagnetic body.
A third aspect of the present invention is the sound hitting apparatus according to the first or second aspect of the present invention, wherein a ferromagnetic material is installed at one opening end of the solenoid coil, and a microphone is installed above the other opening end.
A fourth aspect of the present invention is a sound hitting device according to any one of the first to third aspects, wherein a drone is mounted.
A fifth aspect of the present invention is the sound striking device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the ferromagnetic material has a spherical shape.
本発明は以下の効果がある。
発明1は、コンクリート壁等の水平方向の打音点検ができる。強磁性体（打ち叩く部位）がソレノイドコイル内側を往復移動しても、弾性体によって強磁性体が、ソレノイドコイルの中心軸位置に支持されているので、ソレノイドコイルと強磁性体が干渉しない。
発明2は、強磁性体の穴に弾性体を通して支持できるので、ソレノイドコイルとの接続が容易である。また、２以上の弾性体で繋ぐことで中心軸位置への支持が容易である。
また、発明１または２の打音装置は部品点数が少ないので小型軽量化が可能である。
発明３は、ソレノイドコイルの開孔端部の上方にマイクロフォンが設置されているので、強磁性体がコンクリート壁等を叩いた打音がノイズを少なく集音できる。
発明４は、小型軽量な打音装置をドローンに搭載することにより、鉛直なコンクリート壁等の打音点検を容易行うことができる。
発明５は、強磁性体の形状が球状であるので、ソレノイドコイル１４の内壁面に当たりにくくなる。
The present invention has the following effects.
Invention 1 can check the sound of a concrete wall or the like in the horizontal direction. Even if the ferromagnetic body (part to be struck) moves back and forth inside the solenoid coil, the solenoid body and the ferromagnetic body do not interfere with each other because the ferromagnetic body is supported by the central axis position of the solenoid coil by the elastic body.
According to the second aspect of the present invention, since the elastic body can be supported through the hole of the ferromagnetic body, the connection with the solenoid coil is easy. Moreover, the support to a central-axis position is easy by connecting with two or more elastic bodies.
Further, since the sound hitting device of the invention 1 or 2 has a small number of parts, it can be reduced in size and weight.
According to the third aspect of the present invention, since the microphone is installed above the opening end portion of the solenoid coil, the hitting sound of the ferromagnetic material hitting the concrete wall can collect noise with less noise.
Invention 4 can carry out the sound-inspection of a vertical concrete wall etc. easily by mounting a small and light-weight sounding device in a drone.
In the fifth aspect of the invention, since the ferromagnetic material is spherical, it is difficult to hit the inner wall surface of the solenoid coil 14.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and changes, modifications, and improvements can be added without departing from the scope of the invention.
本研究におけるドローンとは、特許文献２に記載されたものを含め無人航空機に類するものをいう。 The drone in this research means things similar to unmanned aerial vehicles including those described in Patent Document 2.
（第１実施形態）
第１実施形態の打音装置１の矢視図を図１（ａ）に示す。板金または樹脂で形成されたケース２２の内部にソレノイドコイル１４が勘合して支持されている。ケース２２には、ソレノイドコイル１４の上下の開孔１５に対応する孔を有する。ソレノイドコイル１４の内側には球状の強磁性体１２が上下に移動可能に挿入されている。強磁性体１２は、弾性体１８にてソレノイドコイル１４の一方の端部に移動可能に取付られている。
(First embodiment)
An arrow view of the sound hitting device 1 of the first embodiment is shown in FIG. The solenoid coil 14 is fitted and supported inside a case 22 made of sheet metal or resin. The case 22 has holes corresponding to the upper and lower openings 15 of the solenoid coil 14. A spherical ferromagnetic body 12 is inserted inside the solenoid coil 14 so as to be movable up and down. The ferromagnetic body 12 is movably attached to one end of the solenoid coil 14 by an elastic body 18.
打音装置１は、寸法が幅Ｗ４５ｍｍ、奥行Ｄ３４ｍｍ、高さＨ４０ｍｍであり、重量３８６ｇと小型軽量に構成することができる。
よって、打音装置１は、後述するマイクロフォン３２を、ケース２４とケース３４とを接合することにより一体化させてドローン５０に取付け打音点検に用いることができる。
The sound hitting apparatus 1 has a width W of 45 mm, a depth of D 34 mm, and a height H of 40 mm, and can be configured to be small and light with a weight of 386 g.
Therefore, the sound hitting device 1 can be used to check the sound by attaching a microphone 32 described later to the drone 50 by joining the case 24 and the case 34 together.
図１（ａの断面Ａ−Ａを、図１（ｂ）断面Ａ−Ａとして示す。強磁性体１２は、ソレノイドコイル１４の下の開孔１５に、約半球体をソレノイドコイル１４の内側に、残りの半球体をソレノイドコイル１４の外側に突出して弾性体１８により、ソレノイドコイル中心軸１６に対称に取付られている。強磁性体１２は直径１６ｍｍであり、ソレノイドコイル１４外側への突出長さｈは８ｍｍである。 1 (a) is shown as a cross-section AA in FIG. 1 (b). The ferromagnetic body 12 is formed in the opening 15 under the solenoid coil 14, and the approximately hemisphere is placed inside the solenoid coil 14. The remaining hemisphere protrudes outside the solenoid coil 14 and is attached symmetrically to the solenoid coil central axis 16 by an elastic body 18. The ferromagnetic body 12 has a diameter of 16 mm and protrudes outward from the solenoid coil 14. The length h is 8 mm.
図１（ａ）のＢ視を、図２のＢ視で示す。強磁性体１２は断面を示す。強磁性体１２の貫通孔１３に弾性体１８を通して強磁性体１２は、ケース２２に取付られている。弾性体１８は輪ゴムの形状をしており、ゴム等の弾性体で均一な断面で形成されており、伸び量（変位）に対して荷重（力）が正比例する機械的特性を有する。よって、弾性体１８を中心線に対して左右対称に取付すれば、強磁性体１８が、ソレノイドコイル１４の中心軸１６の位置に支持される。なお、弾性体１８は輪ゴムの形状でなくとも良く、棒状のゴムをソレノイドコイル１４やケース２２など強磁性体１８の周囲の部品と接着し、貫通孔１３に通して強磁性体１２を取り付けても良い。 A view B in FIG. 1A is shown as a view B in FIG. The ferromagnetic body 12 shows a cross section. The ferromagnetic body 12 is attached to the case 22 through the elastic body 18 through the through hole 13 of the ferromagnetic body 12. The elastic body 18 has a shape of a rubber band, is formed of an elastic body such as rubber and has a uniform cross section, and has mechanical characteristics in which the load (force) is directly proportional to the amount of expansion (displacement). Therefore, if the elastic body 18 is attached symmetrically with respect to the center line, the ferromagnetic body 18 is supported at the position of the central axis 16 of the solenoid coil 14. The elastic body 18 does not have to be in the shape of a rubber band, and a stick-shaped rubber is bonded to the surrounding parts of the ferromagnetic body 18 such as the solenoid coil 14 and the case 22, and the ferromagnetic body 12 is attached through the through hole 13. Also good.
図３は、弾性体１８の打音装置１としての機械的特性（変位と張力特性）を示す。横軸の変位は、図１（ｂ）において強磁性体１２が中心軸１６に沿って下側（または上側）の移動長さである。縦軸はその際の張力である。変位５ｍｍ、１０ｍｍにおいて張力は、各々３．５Ｎ、５Ｎである。 FIG. 3 shows the mechanical characteristics (displacement and tension characteristics) of the elastic body 18 as the sounding device 1. The displacement on the horizontal axis is the movement length of the ferromagnetic body 12 on the lower side (or upper side) along the central axis 16 in FIG. The vertical axis represents the tension at that time. When the displacement is 5 mm and 10 mm, the tension is 3.5 N and 5 N, respectively.
強磁性体１２は、球状であるが、叩く部位を凸とした円柱状などソレノイドコイル１４に通電した際、加振できる形状ならよい。材質は強磁性体である鉄等が良い。 The ferromagnetic body 12 has a spherical shape, but may have any shape that can be vibrated when energized to the solenoid coil 14 such as a cylindrical shape with a convex portion to be hit. The material is preferably a ferromagnetic material such as iron.
打音装置１の作動は、図１（ｂ）においてソレノイドコイル１４に通電すると強磁性体１２は、ソレノイドコイル１４内側（図中の上側）に移動し、通電を止めるとソレノイドコイル１４外側（図中の下側）に弾性体１８の弾性力により移動する。ここで強磁性体１２の質量は約１７ｇである。また、強磁性体１２は直径１６ｍｍ、ソレノイドコイル１４の内径は１８ｍｍであり、強磁性体１２とソレノイドコイル１４の内には平均１ｍｍのギャップを有する。よって、打音装置１を水平方向に設置しても、弾性体１８の強磁性体１２の自重によるたわみは図３より０．１ｍｍ程度であり、弾性体１８の張力により強磁性体１２はソレノイドコイル１４の内側に支持され、強磁性体１２がソレノイドコイル１４の内側に干渉することがない。
また、強磁性体１２は、上方のみに移動させれば、下方へは弾性体１８の弾性力によって移動するので、制御が一方のみで足りる。
When the solenoid coil 14 is energized in FIG. 1B, the ferromagnetic member 12 moves to the inside of the solenoid coil 14 (upper side in the drawing), and when the energization is stopped, the operation of the sounding device 1 is performed. It moves to the lower side in the middle by the elastic force of the elastic body 18. Here, the mass of the ferromagnetic body 12 is about 17 g. The ferromagnetic body 12 has a diameter of 16 mm, and the solenoid coil 14 has an inner diameter of 18 mm. The ferromagnetic body 12 and the solenoid coil 14 have an average gap of 1 mm. Therefore, even when the sounding device 1 is installed in the horizontal direction, the deflection of the elastic body 18 due to the weight of the ferromagnetic body 12 is about 0.1 mm from FIG. The ferromagnetic body 12 is supported inside the coil 14 and does not interfere with the inside of the solenoid coil 14.
Further, if the ferromagnetic body 12 is moved only upward, it moves downward due to the elastic force of the elastic body 18, so that only one control is required.
（第２実施形態）
第２実施形態は、弾性体１８の別の実施形態を示す。図５は、図１（ａ）のＢ視に相当する。
同一の機械特性を有する３個の弾性体１８により、強磁性体１２がソレノイドコイル１４の内壁に支持されている。即ち、第１実施形態のように強磁性体１２に貫通孔１３が無くても良く、弾性体１８を強磁性体に接着するなどしてケース２２に取り付けても良い。
(Second Embodiment)
The second embodiment shows another embodiment of the elastic body 18. FIG. 5 corresponds to view B in FIG.
The ferromagnetic body 12 is supported on the inner wall of the solenoid coil 14 by three elastic bodies 18 having the same mechanical characteristics. That is, the through hole 13 may not be provided in the ferromagnetic body 12 as in the first embodiment, and the elastic body 18 may be attached to the case 22 by bonding it to the ferromagnetic body.
第１実施形態及び第２実施形態より、弾性体１８の要件は、無加力時の状態では、少なくとも強磁性体１２の一部がソレノイドコイル１４の内側に収まる。また、加力による変形への対応として、強磁性体１２の全部がソレノイドコイル１４の内側に収まるまで変形しても破損しないことである。このように、弾性体１８により強磁性体１２がソレノイドコイル１４の内壁に接触しないので、強磁性体１２がソレノイドコイル１４の内壁に接触して摺動する場合にくらべて摺動音は発生しない。また、強磁性体１２がコンクリート壁等６１を叩いた衝撃をソレノイドコイル１４の内壁に直接伝達する衝撃音を発生しない。即ち、弾性体１８により、強磁性体１２がコンクリート壁等６１を叩いた音を、ソレノイドコイル１４の内壁と接触することに起因する摺動音や衝撃音の影響を受けないで集音することができる。 According to the first embodiment and the second embodiment, the elastic body 18 has a requirement that at least a part of the ferromagnetic body 12 fits inside the solenoid coil 14 in a state where no force is applied. Further, as a countermeasure to the deformation due to the applied force, even if the ferromagnetic body 12 is deformed until it is entirely inside the solenoid coil 14, it is not damaged. As described above, since the ferromagnetic body 12 does not contact the inner wall of the solenoid coil 14 by the elastic body 18, no sliding noise is generated compared to when the ferromagnetic body 12 slides in contact with the inner wall of the solenoid coil 14. . Further, the impact sound that directly transmits the impact of the ferromagnetic body 12 hitting the concrete wall 61 to the inner wall of the solenoid coil 14 is not generated. That is, the elastic body 18 collects the sound of the ferromagnetic body 12 hitting the concrete wall 61 and the like without being affected by the sliding sound and impact sound resulting from the contact with the inner wall of the solenoid coil 14. Can do.
（第３実施形態）
第３実施形態は、打音装置１に、マイクロフォン３２を取付た場合であり、その状態を図４に示す。
マイクロフォン３２は、ケース３４に取付けられ打音装置１と一体化される。ソレノイドコイル１４の一方開孔端部１５に強磁性体１２を、他方の開孔端部１５の上方にマイクロフォン３２が設置される。よって、強磁性体がコンクリート壁等６１を叩いた打音がノイズを少なく集音できる。
(Third embodiment)
3rd Embodiment is a case where the microphone 32 is attached to the sound-striking apparatus 1, and the state is shown in FIG.
The microphone 32 is attached to the case 34 and integrated with the sounding device 1. The ferromagnetic body 12 is installed at one opening end 15 of the solenoid coil 14, and the microphone 32 is installed above the other opening end 15. Therefore, the hitting sound of the ferromagnetic material hitting the concrete wall 61 can collect noise with less noise.
（第４実施形態）
図６に、マイクロフォン３２付の打音装置１を搭載した特許文献２に記載される形式のドローン５０を示す。ロッド３６の一方の端部にマイクロフォン３２およびケース３４を取付、他方の端部にドローン５０を取り付けている。ドローン５０は車輪を有し、タイル６３が貼られた鉛直のコンクリート壁等６１の上を走行して、打音装置１によりタイル６３を叩き、その音をマイクロフォン３２で集音して打音点検を行うことができる
(Fourth embodiment)
FIG. 6 shows a drone 50 of the type described in Patent Document 2 in which the sounding device 1 with the microphone 32 is mounted. The microphone 32 and the case 34 are attached to one end of the rod 36, and the drone 50 is attached to the other end. The drone 50 has wheels, travels on a vertical concrete wall 61 or the like 61 on which the tile 63 is pasted, hits the tile 63 with the sound hitting device 1, collects the sound with the microphone 32, and checks the hitting sound. It can be performed
また、ドローン５０はコンクリート壁等６１を移動するが、搭載された打音装置１の強磁性体１２は、コンクリート壁等６１の表面近傍を移動し打音点検する。この際、コンクリート壁等６１の表面状態等により、強磁性体１２がコンクリート壁等６１の表面を撫でるように移動するが、強磁性体１２にはソレノイドコイル中心軸１６に対して垂直方向の摩擦力による引っかかりが発生する。このような場合、強磁性体１２の形状は球状が良い。円筒形の強磁性体１２では少しの引っかかりで傾いた時、容易にソレノイドコイル１４の内壁面に接触するが、形状が球状の場合は当たりにくくなるからである。 The drone 50 moves on the concrete wall 61 and the like, but the ferromagnetic body 12 of the mounted sounding device 1 moves near the surface of the concrete wall 61 and inspects the sound. At this time, depending on the surface state of the concrete wall 61 or the like, the ferromagnetic body 12 moves so as to stroke the surface of the concrete wall 61 or the like, but the ferromagnetic body 12 has friction in a direction perpendicular to the solenoid coil central axis 16. A catch by force occurs. In such a case, the shape of the ferromagnetic body 12 is preferably spherical. This is because the cylindrical ferromagnetic body 12 easily contacts the inner wall surface of the solenoid coil 14 when tilted with a slight catch, but is difficult to hit when the shape is spherical.
タイル用打音装置に活用できる。タイル用打音装置は人の聴覚に依存するものが主流であり、自動的に打音を判断して剥離検知ができるものはコストや技術の問題から十分に実用化できていない。当該技術はこれら問題を解決するための新たな打音装置として有効なものである。 It can be used as a sounding device for tiles. Most of the sounding devices for tiles depend on human hearing, and those that can automatically detect the sounding and detect the peeling are not sufficiently put into practical use due to cost and technical problems. This technique is effective as a new sounding device for solving these problems.
１ 打音装置
３ マイクロフォン付打音装置
５ ドローン（打音装置を搭載）
１０ 打音装置
１２ 強磁性体（ハンマー部）
１３ 貫通孔
１４ ソレノイドコイル
１５ 開孔
１６ ソレノイドコイル中心軸
１８ 弾性体
２２ ケース
２４ フランジ
３０ マイクロフォンユニト
３２ マイクロフォン
３４ ケース（マイクロフォン）
３６ ロッド
５０ ドローン
６１ コンクリート壁等
６３ タイル
1 Sounding device 3 Sounding device with microphone 5 Drone (equipped with sounding device)
10 Sounding device 12 Ferromagnetic material (hammer part)
13 Through-hole 14 Solenoid coil 15 Opening 16 Solenoid coil central axis 18 Elastic body 22 Case 24 Flange 30 Microphone unit 32 Microphone 34 Case (microphone)
36 Rod 50 Drone 61 Concrete wall etc. 63 tiles
Claims (5)
ソレノイドコイルに流す電気を制御することで前記強磁性体を可動させてコンクリート壁等を打音点検する打音装置であって、
弾性体によって、前記強磁性体が、前記ソレノイドコイルの中心軸位置に支持されていることを特徴とする打音装置。 Insert a ferromagnetic body into the solenoid coil,
A sounding device for inspecting a concrete wall or the like by moving the ferromagnetic body by controlling electricity flowing through a solenoid coil,
The sounding device according to claim 1, wherein the ferromagnetic body is supported by a central axis position of the solenoid coil by an elastic body.
The sound hitting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the ferromagnetic body has a spherical shape.
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2017
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