JP2020143965A - 測定ピン - Google Patents

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克彦 横田
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定樹 兼久
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Kazuma Nishio
一真 西尾
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Abstract

【課題】建築物の壁等に設けられる断熱材の厚さを測定するための測定ピンを提供する。【解決手段】対象面に施工した断熱材の厚さを計測するためのものであって、鋭利な先端15aを有し、中心線Cに沿って延びる支持部11と、支持部11の頭部に設けられた押圧部12とを備えた測定ピン10。測定ピン10を支持部11の中心線Cが対象面に対して垂直となるように刺したとき、支持部11の先端15aが円線状に当接する。【選択図】図1

Description

本発明は、吹付け工法等によって建築物の壁等の対象面に施工される断熱材の厚さを測定するための測定ピンに関する。
建築物の壁等に断熱材を設ける方法として、現場で作業者が発泡機を用いて、建築物の壁部、床部、屋根部や天井部等の対象面に、主原料に発泡材を加えた発泡原液を直接吹き付けて、発泡固化させる方法が知られている。このような断熱材は、その厚さによって断熱効果が大きく左右されるため、均等な厚さにすることが求められている。特に、ビルや集合住宅等では、均一な品質の提供が求められており、厚さの誤差が0〜20mm、厳しいもので0〜5mmでの施工が求められている。そのため、対象面に発泡材を吹き付けて発泡固化させた後、その厚さを確認し、厚すぎる部位については余剰分を切削し、薄すぎる部位については追加する仕上げ処理を必要とする。詳しくは、施工現場において、吹き付け作業をしながら、発泡固化した断熱材の各所に針状の測定ゲージを刺し、その厚さを計測し、各所に仕上げ処理が必要かを確認しながら行っている。
特許文献1には、ウレタン断熱工事の施工に用いるウレタン厚さ表示ピンであって、鋲の裏面が湾曲凹状に形成されているものが開示されている。これにより表示ピンをウレタン断熱層に差し込んだとき、鋲の湾曲凹状の裏面に、断熱層の表面が隙間なく入り込み、正確に取り付けることができる。
特許文献2には、現場発泡ウレタンを吹き付けてなる断熱層の厚さを確認するために、断熱層に差し込んで使用するウレタン厚さ確認ピンであって、ピン先端を非鋭利に形成したものが開示されている。これにより、透湿防水シートや、ダンボールを主材とする通気層確保用部材などの軟質な材料に設けた断熱層の厚さを、その軟質材料を傷つけることなく確認することがきる。
実用新案登録第3073534号公報 特開2016−197073号公報
しかし、特許文献1も特許文献2も、1本のピンを断熱材に差し込むことになるため、ピンを断熱材に差し込んだ際、正確にピンが対象面に対して垂直に差し込めたか使用者は判断できない。よって、傾いて差し込んでしまった場合、正確な厚さを測定することができない。
本発明は、建築物の壁等に設けられる断熱材の厚さを測定するための測定ピンを提供することを目的としている。
本発明の測定ピンは、対象面に施工した断熱材の厚さを計測するため測定ピンであって、中心線に沿って延びる支持部と、前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、前記支持部が前記中心線と平行な3本以上の脚部を含むことを特徴としている。
本発明の測定ピンは、支持部が脚部を3本有しているため、測定ピンを断熱材に差し込んだとき、支持部は対象面と、少なくとも一直線にない3点で当接することになり、作業者は測定ピンが対象面に対して垂直に差し込めたことを容易に認識できる。
本発明の測定ピンの第2の態様は、対象面に施工した断熱材の厚さを計測するため測定ピンであって、中心線に沿って延びる支持部と、前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、前記支持部が前記中心線と平行な2枚のプレートを含むことを特徴としている。ここで「2枚のプレート」は、一平面上にある2枚のプレートを除いたものをいう。
本発明の測定ピンの第2の態様は、支持部が2枚のプレートを有しているため、測定ピンを断熱材に差し込んだとき、支持部と対象面とは一直線上にない2本の線で当接することになり、作業者は測定ピンが対象面に対して垂直に差し込めたことを容易に認識できる。
本発明の測定ピンの第3の態様は、対象面に施工した断熱材の厚さを計測するため測定ピンであって、中心線に沿って延びる支持部と、前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、前記支持部は筒体であることを特徴としている。
本発明の測定ピンの第3の態様は、支持部が筒体であるため、測定ピンを断熱材に差し込んだとき、支持部と対象面とは環状の線で当接することになり、作業者は測定ピンが対象面に対して垂直に差し込めたことを容易に認識できる。
本発明の測定ピンの第4の態様は、対象面に施工した断熱材の厚さを計測するための測定ピンであって、中心線に沿って延びる支持部と、前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、前記支持部が前記中心線と平行な2本の脚部を含み、前記少なくとも1本の脚部が前記中心線と平行なプレートを含むことを特徴としている。
本発明の測定ピンの第4の態様は、支持部が2本の脚部を有しており、少なくとも一方の脚部がプレートであるため、測定ピンを断熱材に差し込んだとき、支持部と対象面とは少なくとも1本の線と、その線状にない点とで当接することになり、作業者は測定ピンが対象面に対して垂直に差し込めたことを容易に認識できる。
本発明の測定ピンの第5の態様は、対象面に施工した断熱材の厚さを計測するための測定ピンであって、中心線に沿って延びる支持部と、前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、前記支持部が前記中心線と平行な断面が湾曲している湾曲プレートを含んでいることを特徴としている。
本発明の測定ピンの第5の態様は、支持部が湾曲プレートを有しているため、測定ピンを断熱材に差し込んだとき、支持部と対象面とは湾曲線で当接することになり、作業者は測定ピンが対象面に対して垂直に差し込めたことを容易に認識できる。
本発明の測定ピンは、支持部の先端と対象面とを当接させることにより、支持部の中心線が対象面に対して垂直になるため、押圧部は対象面に対して所定の距離に位置する。そのため、押圧部に応じて断熱材の厚さを正確に判断することができる。つまり、本発明の測定ピンは、施工した断熱材の厚さを簡単に、かつ、正確に計測することができる。
また本出願人は、対象面に施工した断熱材の厚さを計測する方法であって、断熱材上に対象面から所定の距離だけ離れた基準マーカーを設置する工程と、断熱材および基準マーカーの表面の三次元形状を含む施工形状を取得する工程と、取得した基準マーカーの表面の三次元形状に基づいて仮想平面を算出する工程と、断熱材の表面の三次元形状とその仮想平面に基づいて断熱材の厚さを算出する工程とを有する被覆材の厚さ計測方法(以下、計測方法1)を提案している。この計測方法1は、1または複数(好ましくは3個以上)の基準マーカーから対象面から所定の距離に位置する3点以上の基準三次元座標を施工形状から取得し、これらの複数の基準三次元座標を含む対象面と平行な仮想平面を算出し、仮想平面に対する断熱材の表面の各距離を計算することにより、断熱材全体の厚さを算出する方法である。この計測方法1は、断熱材を対象面に施工した後、1回の計測で、断熱材全体の厚さを計ることができる。本発明の測定ピンは、この計測方法1に好ましく使用できる。つまり、本発明の測定ピンの押圧部は、正確に対象面から所定の距離にあるため、この押圧部を計測方法1の基準マーカーとすることにより、対象面から所定の距離の仮想平面が正確に算出できる。
図1aは本発明の測定ピンの第1の実施形態を示す斜視図であり、図1b、図1cはそれぞれ図1aのA1−A1線断面図、A2−A2線断面図である。 図2aは本発明の測定ピンの第2の実施形態を示す斜視図であり、図2b、図2cはそれぞれ図2aのB1−B1線断面図、B2−B2線断面図であり、図2dは本発明の測定ピンの第3の実施形態を示す斜視図である。 図3aは本発明の測定ピンの第4の実施形態を示す斜視図であり、図3b、図3cはそれぞれ図3aのD1−D1線断面図、D2−D2線断面図である。 図4aは本発明の測定ピンの第5の実施形態を示す斜視図であり、図4bは図4aのE−E線断面図である。 図5a、図5b、図5c、図5dは、それぞれ本発明の測定ピンの第6、第7、第8、第9の実施形態を示す斜視図である。
初めに、本発明の測定ピンによって測定する断熱材について説明する。断熱材としては、軟質または硬質ウレタンフォーム、ロックウール、セルロースファイバー等が挙げられる。特に、吹き付け工法によって施工される現場発泡型の硬質ウレタンフォーム(例えばJISA9526に規定される硬質ウレタンフォーム)が好ましい。オクチル酸カリウムやオクチル酸鉛を用いた反応速度の速い吹付ウレタンフォームは、施工面に吹き付けた発泡原液が、発泡倍率20倍〜120倍程度に不規則に膨張するため、熟練者であっても均一な厚さ(10〜200mm程度)に施工するのが難しいうえ、施工厚さが断熱性能に直接影響するからである。
施工方法については、吹き付け(スプレー)または塗布が挙げられる。特に、吹き付けで施工する被覆材は、施工後の厚さが塗布に比べて均一な厚さにすることが難しいため、本発明の測定ピンに適している。
次に、測定ピンの実施形態について説明する。
図1aの測定ピン10は、対象面に施工した被覆材の厚さを計測するためのものであって、一方向に延びる支持部11と、支持部11の頭部に設けられた押圧部12とを備えている。
支持部11は、図1b、図1cに示すように、中心線Cを軸とした円筒体である。支持部11は、一端(頭部側)に押圧部12を備え、他端(先端側)に断熱材に挿入する先端部15を有する。そして、先端部15は、先端15aに向かって薄くなるように形成されている。そして、先端部15の先端15aは環状の円となっている。
押圧部12は、円板状のプレートである。押圧部12の裏面の縁には、先端に向かって筒状の縁部12aが形成されている。このように縁部12aを設けることにより、支持部11を断熱材に挿入していき、押圧部12が断熱材に到達したとき、押圧部12も真っ直ぐ挿入することができる。また押圧部12の表面には、後述する測定ピンの長さを表示してもよい。
測定ピン10は、先端部15の先端15aから押圧部12までが所定の距離L(測定ピン10の長さ)となるように構成されている。それにより、測定ピン10を断熱材に差し込んで先端15aの全体を対象面と当接させたとき、先端15aと対象面とは円状に接触し、中心線Cが対象面と垂直となり、押圧部12が対象面から所定の距離Lとなり、その押圧部12の位置によって断熱材の厚さがわかる。なお、測定ピン10の長さとしては、断熱材によって異なるが、例えば、10mm〜200mmの範囲である。
測定ピン10の材質は、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS等の合成樹脂又はスチール、ステンレス等の金属が挙げられる。
このように構成されているため、測定ピン10を断熱材に取り付けるとき、先端部15を施工されている断熱材に対して刺し込み、先端部15の環状の先端15aの全体が対象面と当接するように支持部11の刺し込み角度を調整することにより、支持部11の中心線が対象面に対して垂直となる。つまり、先端部15の先端15aの少なくとも一直線上にない3点が対象面と当接することになり、支持部11の中心線Cが対象面に対して垂直となる。これにより、押圧部12は対象面に対して所定の長さとなり、この押圧部12と断熱材との間の距離を測ることにより、断熱材の厚さを測定することができる。特に、断熱材が所定の距離である押圧部12より厚いか、薄いかを正確に判断することができる。
また押圧部12も、対象面に対して平行になるため、断熱材の表面が押圧部12と平行であるかを確認することにより、断熱材が均一に設けられているかを確認できる。
また、対象面に施工した断熱材の厚さを計測する方法であって、断熱材上に対象面から所定の距離だけ離れた基準マーカーを設置する工程と、断熱材および基準マーカーの表面の三次元形状を含む施工形状を取得する工程と、取得した基準マーカーの表面の三次元形状に基づいて仮想平面を算出する工程と、断熱材の表面の三次元形状とその仮想平面に基づいて断熱材の厚さを算出する工程とを有する断熱材の厚さ計測方法(計測方法1)に、測定ピン10は好ましく使用できる。つまり、測定ピン10の押圧部12は、対象面から正確に所定の距離に位置し、かつ、押圧部12は対象面に対して平行であるため、断熱材に取り付けた測定ピン10の押圧部12を計測方法1の基準マーカーとすることができる。
なお、施工形状を取得する工程は、断熱材および基準マーカーの表面を三次元計測装置で測定することによって行う。三次元計測装置としては、例えば、三次元スキャナーやステレオカメラ等が挙げられる。
取得した基準マーカーの表面の三次元形状に基づいて仮想平面を算出する工程は、基準マーカー(押圧部12)上の点を少なくとも3点の基準三次元座標を施工形状内に設定し、その3点の基準三次元座標を含む平面を求めて、対象面から所定の距離に位置する仮想平面を算出する。なお、3つの測定ピン10を断熱材上に設け、各測定ピン10の押圧部12に基準三次元座標を設定し、仮想平面を求めるのが好ましい。
断熱材の表面の三次元形状とその仮想平面に基づいて断熱材の厚さを算出する工程は、仮想平面に対する断熱材の表面の各距離を計算することにより、断熱材全体の厚さを算出することができる。
この計測方法1は、断熱材を対象面に施工した後、1回の計測で、断熱材全体の厚さを計ることができる。そのため、施工不良箇所を見つけることも簡単にできる。つまり、断熱材の吹き付け、および、施工不良箇所への仕上げ処理を含む断熱材の施工が容易になる。
測定ピン10では、円筒状の支持部11を挙げたが、筒体であれば断面形状は特に限定されず、例えば、断面が三角形や四角形等の多角形や楕円等の筒体であってもよい。
測定ピン10の押圧部は断熱材と区別しやすい色であってもよい。例えば赤、青又は緑色が好ましい。計測方法1において、三次元計測装置で取得した画像から画像処理で基準マーカー(押圧部)を抽出しやすくなるからである。
次に他の実施形態を示す。
図2aの測定ピン20は、一方向に延びる支持部21と、その支持部の頭部に設けられた押圧部22とを備えている。
支持部21は、図2b、図2cに示すように、中心線Cに沿って延びる脚部25を2本備えている。そして、2本の脚部25の一端(頭部側)に押圧部22を備え、他端(先端側)に先端部26を有する。
脚部25は、支持部21の中心線と平行な3枚のプレート25aを断面コ字状に連結したものである。脚部25の先端部26は、図1の測定ピン10の先端部15と同様に、先端に向かって薄くなるように形成され、先端26aが鋭利(図1の先端15aと同様の厚さ)となっている。先端26aはコ字状に対象面と当接する。2本の脚部25は、同じ高さとなっている。
押圧部22は、正方形状のプレートであること以外は、図1の測定ピン10の押圧部12と実質的に同じであり、裏面に縁部22aが形成されている。なお、押圧部22の対向する辺の中心から先端に向かって脚部25が設けられている。
このように構成されているため、測定ピン20を断熱材に刺し込み、2本の脚部25の先端26aを対象面と同時に当接させることにより、図1の測定ピン10と同様に、支持部21の中心線Cが対象面に対して垂直となり、測定ピン20の押圧部22は対象面から所定の距離Lに位置することになる。なお、脚部25自体が中心線と平行で同一平面にない少なくとも2枚のプレート25aを有しており、脚部25と対象面とはコ字状に当接(少なくとも一直線上にない3点で当接)するため、1本の脚部25の先端の全部が対象面と当接すると、他の脚部25も同時に対象面と当接し、使用者は測定ピン20が対象面に対して垂直であることがわかりやすい。つまり、操作性が高くなる。また測定ピン20も計測方法1に好ましく用いられる。
なお、図2dの測定ピン20aのように、脚部25がそれぞれ一枚のプレート25aからなり、脚部25が押圧部22を挟むように相対して設けられてもよく、図2aの測定ピン20において、3枚のプレート25aからなる脚部25を1本だけとしてもよい。
図3aの測定ピン30は、一方向に延びる支持部31と、その支持部31の頭部に設けられた押圧部32とを備えている。
支持部31は、図3b、図3cに示すように、中心線Cに沿って延びる脚部35を3本備えている。脚部35は、断面V字状に中心線Cと平行な2枚のプレート35aを連結させた同じ高さのものである。そして、3本の脚部35の一端(頭部側)に押圧部32を備え、他端(先端側)に先端部36を有する。先端部36は、図1の測定ピン10の先端部15と同様に、先端に向かって薄くなるように形成され、先端36aが鋭利(図1の先端15aと同様の厚さ)となっている。先端36aはV字状に対象面と当接する。
押圧部32は、正三角形状のプレートであること以外は、図1の測定ピン10の押圧部12と実質的に同じであり、裏面に縁部32aが形成されている。そして、押圧部32の3つの角から先端に向かって脚部35が設けられている。
このように構成されているため、測定ピン30を断熱材に刺し込み、3本の脚部35の先端36aを同時に対象面と当接させることにより、図1の測定ピン10と同様に、支持部31の中心線Cが対象面と垂直になり、押圧部32を対象面から所定の距離に位置させることができる。なお、脚部35と対象面とはV字状に当接(少なくとも一直線上にない3点で当接)するため、図2の測定ピン20と同様に、1本の脚部35の先端全体が対象面と当接すると、他の2本の脚部も同時に対象面と当接する。そのため、支持部31が適切に対象面と当接したことを感知でき、図2の測定ピン20より一層操作性が良い。また、測定ピン30も計測方法1に好ましく用いられる。
図4の測定ピン40は、一方向に延びる支持部41と、その支持部の頭部に設けられた押圧部42とを備えている。
支持部41は、断面V字状に2枚のプレートを連結させた脚部45を4本備えている。そして、4本の脚部45の一端(頭部側)に押圧部42を備え、他端(先端側)に先端部46を有する。先端部46は、図1の測定ピン10の先端部15と同様に、先端に向かって薄くなるように形成され、先端46aが鋭利(図1の先端15aと同じ厚さ)となっている。そして、脚部45の先端部46の先端46aはV字状になっている。
押圧部42は、図2の測定ピン20の押圧部22と実質的に同じものである。そして、押圧部42の4つの角から先端に向かって脚部45が設けられている。
このように構成されているため、4本の脚部45の先端を同時に対象面と当接させることにより、図1の測定ピン10と同様に、押圧部42が対象面から所定の距離Lに位置することになる。そして、図2の測定ピン20と同様に、脚部45と対象面とはV字状に当接(少なくとも一直線上にない3点で当接)するため、1本の脚部45の先端46aの全体が対象面と当接すると、他の3本の脚部45も同時に対象面と当接し、操作性が一層高い。また、測定ピン40も計測方法1に好ましく用いられる。
図5aの測定ピン50は、一方向に延びる支持部51と、その支持部の頭部に設けられた押圧部52と備えている。
支持部51は、中心線と平行な3本のロッド状の脚部55を備えている。脚部55の先端55aは鋭利になっている。また、脚部55は、先端55aに向かって細くなるように形成されている。つまり、この脚部55は、対象面と実質的に点で当接する。
押圧部52は、球体である。また押圧部52を水平に切断した円の外周から同一間隔で3本の脚部55が先端に向かって設けられている。しかし、脚部55が設けられている部位は、3本の脚部55の先端55aからなる平面が脚部55に対して垂直であれば、特に限定されない。その場合、脚部55の高さも押圧部52の位置に応じて適宜設定される。
このように構成されているため、この測定ピン50を断熱材に差し込み、支持部51の3本の脚部55の先端55aを対象面と同時に当接させることにより、つまり、少なくとも一直線上にない3点(3本の脚部55の先端55a)を対象面と当時に当接させることにより、支持部51の中心線が対象面と垂直となり、測定ピン50の押圧部52を対象面から所定の距離に位置させることができる。
なお、測定ピン50は、押圧部52が球状であるが、計測方法1にも適している。つまり、複数の測定ピン50を断熱材に設け、それぞれの押圧部52の頂点を計測方法1の基準マーカーとし、複数の測定ピン50の押圧部52の頂点を結合することによって仮想平面を算出できる。
また支持部に脚部を用いた測定ピンの他の実施形態として、図5bのような測定ピン60が挙げられる。この測定ピン60は、3本の脚部65からなる支持部61と、正方形状のプレートからなる押圧部62とを備えており、図5aの測定ピン50と同様の効果を奏する。
図5cの測定ピン70は、支持部71が2本の脚部75a、75bからなっており、脚部75aは支持部71の中心線と平行で断面矩形のロッドであり、脚部75bが支持部71の中心線と平行なプレートである。脚部75aは、先端に向かって細くなるように形成されており、対象面と実質的に点で当接する。脚部75bも、先端に向かって薄くなるように形成されており、対象面と実質的に線で当接する。
図5dの測定ピン80は、支持部71が断面半円状の湾曲板(脚部)85からなっている。この脚部85も先端に向かって薄くなるように形成されており、対象面と湾曲線状に当接する。
これらの場合も、これまでの実施形態と同様に、支持部の先端を対象面と当接させることにより、支持部の中心線を対象面と垂直にし、押圧部を対象面から所定の距離に位置させることができる。そして、計測方法1にも好ましく用いられる。
なお、それぞれの実施形態において、押圧部の形状について特定しているが、それぞれ形状は特に限定されない、いずれにおいても三角形や四角形等の多角形や楕円等の板であってもよく、球状や半球状のものであってもよい。
10 測定ピン
11 支持部
12 押圧部
12a 縁部
15 先端部
15a 先端
20 測定ピン
20a 測定ピン
21 支持部
21a 脚部
22 押圧部
22a 縁部
25 脚部
25a プレート
26 先端部
26a 先端
30 測定ピン
31 支持部
32 押圧部
32a 縁部
35 脚部
35a プレート
36 先端部
36a 先端
40 測定ピン
41 支持部
42 押圧部
45 脚部
45a プレート
46 先端部
46a 先端
50 測定ピン
51 支持部
52 押圧部
55 脚部
55a 先端
60 測定ピン
61 支持部
62 押圧部
65 脚部
70 測定ピン
71 支持部
75 脚部
80 測定ピン
81 支持部
85 脚部

Claims (5)

  1. 対象面に施工した断熱材の厚さを計測するための測定ピンであって、
    中心線に沿って延びる支持部と、
    前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、
    前記支持部が前記中心線と平行な3本以上の脚部を含む、
    測定ピン。
  2. 対象面に施工した断熱材の厚さを計測するための測定ピンであって、
    中心線に沿って延びる支持部と、
    前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、
    前記支持部が前記中心線と平行な2枚のプレートを含む、
    測定ピン。
  3. 対象面に施工した断熱材の厚さを計測するための測定ピンであって、
    中心線に沿って延びる支持部と、
    前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、
    前記支持部は筒体である、
    測定ピン。
  4. 対象面に施工した断熱材の厚さを計測するための測定ピンであって、
    中心線に沿って延びる支持部と、
    前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、
    前記支持部が前記中心線と平行な2本の脚部を含み、
    前記少なくとも1本の脚部が前記中心線と平行なプレートを含む、
    測定ピン。
  5. 対象面に施工した断熱材の厚さを計測するための測定ピンであって、
    中心線に沿って延びる支持部と、
    前記支持部の頭部に設けられた押圧部とを備え、
    前記支持部が前記中心線と平行な断面が湾曲している湾曲プレートを含む、
    測定ピン。
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