JP4074845B2

JP4074845B2 - 墨出し方法および墨出し装置

Info

Publication number: JP4074845B2
Application number: JP2003330350A
Authority: JP
Inventors: 浩一鈴木; 昭高橋; 栄作新井
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2023-09-22
Also published as: JP2005098750A

Description

本発明は、建物の施工に際して基準レベルを墨出しするための方法およびそのための装置に関する。

周知のように建物の施工に際しては各所に基準レベルを墨出しする必要がある。図７は型枠工事および仕上げ工事に際して作業階に基準レベルＬを墨出しする場合の作業手順の一例を示す。この場合、型枠工事に先立ってまず（ａ）に示すように下階に設定されている基準レベルＬ_０から当階の基準レベルＬを測り出し、オートレベル１を用いて鉄筋２（柱主筋）にマーキングを行う。その基準レベルＬに基づいて型枠工事を行い、（ｂ）に示すようにコンクリートを打設する。そして、型枠を解体して仕上げ工事に着手する段階では、（ｃ）に示すようにあらためて下階の基準レベルＬ_０から当階の基準レベルを測り出し、オートレベル１やレーザ回転レベルを用いてコンクリート表面にマーキングを行う。

このように、従来一般の墨出し作業は、型枠工事と仕上げ工事の際に同様の測り出し作業を２回繰り返して行う必要があり、しかもその作業をいずれも墨出し大工が２人１組となって行う必要があるので、そのような墨出し作業の効率向上、省力化を測る必要があるとされていた。

なお、上記のような墨出し作業を１人でも行うことを可能とするために、たとえば特許文献１には、壁面に装着したスケールを遠隔操作により上下動させるというリモートコントロール式のオートスケールが提案されている。
特開２０００−１１１３４１号公報

しかし、いずれにしても従来における墨出し作業は手間のかかる面倒な作業であるので、その効率向上、省力化を充分に実現し得る有効適切な手法の開発が望まれていた。

上記事情に鑑み、本発明の墨出し方法は、型枠工事に際して鉄筋に対して磁石を取り付けてその磁石の中心位置を基準レベルに合致させておき、コンクリート打設に際しては磁石をそのままコンクリート中に埋設し、仕上げ工事に際してはコンクリート表面から磁石の中心位置を検出してその検出位置を基準レベルとしてコンクリート表面にマーキングするようにしたものである。

また、本発明の墨出し装置は、中心位置を基準レベルに合致させた状態で鉄筋に対して取り付けられてそのままコンクリート中に埋設される磁石と、コンクリート中に埋設された磁石の中心位置をコンクリート表面から検出する検出器からなり、検出器は、コンクリート表面に沿って走査される対の磁気センサと、それら磁気センサが検出した磁束密度をそれぞれ電圧信号に変換する検出回路と、双方の検出回路からの電圧信号の差を演算する演算回路と、演算値が最小となる位置を磁石の中心位置として表示する表示回路および表示器を具備したものである。

さらに本発明の墨出し装置においては、磁性体からなる磁気遮蔽材を磁石に固定し、その磁気遮蔽材を磁石と鉄筋との間に介装した状態で磁石を鉄筋に取り付ける構成とすることが好ましい。

本発明の墨出し方法によれば、型枠工事に際して鉄筋に対して磁石を取り付けてその磁石をそのままコンクリート中に埋設してしまい、コンクリート打設後にはコンクリート表面から磁石の中心位置を磁気的に検出することのみで、あらためて測り出しを行うことなく基準レベルを直ちにコンクリート表面にマーキングすることができるし、その作業を１人で容易に行うことが可能であるので、従来に較べて充分な効率向上と省力化、コスト削減を実現し得る。

本発明の墨出し装置によれば、対の磁気センサをコンクリート表面に沿って走査してそれらの出力電圧の差から磁石の中心位置すなわち基準レベルを求める構成であるから、鉄筋に取り付けられてコンクリート中に埋設されている磁石の中心位置を容易に検出することができるし、地磁気の影響を受けることもないので高精度の検出が可能である。また、磁石と鉄筋との間に磁性遮蔽材を介装することにより、磁石周辺の鉄筋その他の磁性体による影響を排除して磁力線の乱れを軽減でき、それにより位置検出精度をより向上させることができる。

図７に示したように型枠工事および仕上げ工事に際して作業階に基準レベルＬを墨出しするに際して本発明を適用する場合の実施形態を図１〜図２に示す。

まず、図１（ａ）に示すように従来と同様にして型枠工事に先立って下階に設定されている基準レベルＬ_０から当階の基準レベルＬを測り出したら、図２に示すように鉄筋２に対して磁石３を取り付けてその磁石３の中心位置を基準レベルＬに合致させておく。鉄筋２に対する磁石３の取り付けは適宜の手法で行えば良く、磁石３を鉄筋２に直接的に取り付けることでも良いが、適宜の装着具を用いて間接的に取り付けることでも良い。ただし、いずれにしてもコンクリート打設に際して磁石３の位置がずれてしまうことのないように確実に固定する必要がある。図２に示す例では、鉄板を折り曲げ加工してその中央部に磁石３を接着して保持する構成の磁気遮蔽材４を用い、その磁気遮蔽材４を固定バンド５により鉄筋２に固定することで、磁気遮蔽材４を介して磁石３を鉄筋２に対して取り付けるとともに、磁石３と鉄筋２との間に磁気遮蔽材４を介装することでそれらを磁気的に遮蔽して検出精度を高めるようにしている。

上記のように、鉄筋２に取り付けた磁石３の中心位置を基準レベルＬとして型枠工事を行い、図１（ｂ）に示すようにコンクリートを打設する際には磁石３をそのままコンクリート中に埋設してしまう。そして、型枠を解体して仕上げ工事に着手する段階では、（ｃ）に示すように作業員が検出器１１（詳細後述）を用いてコンクリート表面から磁石３の中心位置を検出し、検出した磁石３の中心位置を基準レベルＬとしてコンクリート表面にマーキングする。これにより、従来のようにあらためて下階の基準レベルＬ_０からの測り出しを行う必要がなく、当階における基準レベルＬを速やかにコンクリート表面に墨出しでき、しかもその作業を１人で容易に行うことができるから、従来に較べて充分な効率向上と省力化、コスト削減を実現し得る。

上記の墨出し作業を行うための墨出し装置の具体的な構成例を図３に示す。本実施形態の墨出し装置は、上記のように鉄筋２に取り付けられてコンクリート中に埋設される磁石３と、コンクリート中の磁石３の位置を検出するための検出器１１からなり、その検出器１１は、対の磁気センサ１２、検出回路１３、ＡＤ変換回路１４、演算回路１５、表示回路１６、表示器１７とが組み込まれたハンディタイプのものとして構成されている。

磁石３としては一般的なフェライト磁石を用いれば良いが、その着磁方向は位置検出面に対して垂直として、磁束密度分布は（ｂ）に示すように中心位置においてピークとなるようにする。なお、磁石３の寸法はたとえば幅１０ｍｍ×長さ（高さ）４０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ程度の小さなもので良い。

磁気センサ１２は、コンクリート表面に沿って走査されることで磁石３の検出面に対して垂直方向の磁束密度を検出するものであり、磁石３の長さ寸法（走査方向に沿う寸法）に対して２倍程度の間隔をおいて対をなして配置されている。この磁気センサ１２としては、ホール素子、磁気抵抗素子、フラックスゲート磁気センサ、ＭＩ素子、スクイッド、可飽和コイル等が採用可能であり、特に可飽和コイルによるものが好適に採用可能である。

検出回路１３は各磁気センサ１２が検出した磁束密度をそれぞれ電圧信号に変換するものであり、その検出回路１３としては一般的な構成のものを任意に採用可能であるが、磁気センサ１２として可飽和コイルによるものを採用した場合にはたとえば特開２００１−１５３８９５号公報に開示されているものが好適に採用可能である。

検出回路１３からの出力信号はＡＤ変換回路１４によりＡＤ変換されて演算回路１５に入力され、演算回路１５は２つの磁気センサ１２の出力電圧の差を演算する。演算回路１５からの出力電圧は、（ｃ）に示すように磁石３の中心位置においてゼロとなり、磁石３の端部の位置において最小値または最大値（正負いずれかの最大値）となるから、磁気センサ１２を磁石３の近傍位置において走査することでその出力電圧から磁石３の位置を検出できるものである。なお、地磁気は双方の磁気センサ１２に同じ方向と強さで作用し、演算回路１５は双方の磁気センサ１２の出力電圧の差を演算することから、地磁気の影響はキャンセルされてしまって検出精度に悪影響を及ぼすことはない。

演算回路１５による上記の演算結果は表示回路１６により表示器１７により表示され、その表示によって磁石３の位置を確認できるようになっている。表示回路１６および表示器１７は、演算回路１５の出力電圧をたとえばバーグラフ等により視覚的に表示するもの（たとえば中心位置を検出したらバーグラフがゼロとなるように表示するもの）が好適に採用可能であるが、それに代えて、あるいはそれに加えて、音により表示するもの（たとえば中心位置を検出したら音を発したり、音の大きさや音程を変化させるもの）や、振動により表示するもの（中心位置を検出したら検出器１１全体を振動させるもの）等も採用可能である。

なお、上記のように対の磁気センサ１２により磁石３の位置を検出する検出器１１の原理は、特開昭６２−１７４６０３号公報に開示されている磁気検出器と基本的に同様である。また、検出器１１における各回路はそれぞれ個別に構成することでも良いが、ＡＤ変換回路１４、演算回路１５、表示回路１６（図３（ａ）に破線で囲んだ範囲）はワンチップマイコンとして構成することも可能であり、そのようにすることが好ましい。さらに、検出器１１には、検出した磁石３の中心位置にマーキングするための機構、たとえばサインペン等のペン先を差し込むことでマーキングするためのペン穴や、インクを吹き付けたりシールを転写することでマーキングするような機構を設けておくと良い。

上記の墨出し装置によれば、コンクリート中に埋設した磁石３の近傍において検出器１１をコンクリート表面に沿って走査することのみで、その磁石３の中心位置すなわち検出するべき基準レベルＬを高精度でしかも作業員が１人で容易に検出することができ、本発明の墨出し方法を実施するものとして最適である。

上記の墨出し装置による位置検出精度についての試験結果を以下に示す。図４は柱主筋を想定した鉄筋２に対して磁石３を直接的に取り付けた場合の例である。この場合は、磁石３から出る磁力線の密度はフープ筋６との距離に応じて変化し、（ａ）に示すようにフープ筋６が磁石３に近い位置にあると磁力線が密になるので、それが検出精度に影響を及ぼすと考えられる。そこで、（ｂ）に示すように磁石３と両側のフープ筋６との間隔ＤＬ、ＤＲを様々に変化させ、また検出距離（フープ筋６と検出器１１との間の距離）を段階的に変化させて試験を行った。

その結果、（ｃ）に示すように、ＤＬ＝ＤＲの場合、つまり磁石３が両側のフープ筋６から等距離にある場合に最も精度が高く、たとえば検出距離が５５ｍｍの場合にはわずか１ｍｍの偏差しかなく、充分な測定精度が得られている。また、磁石３がいずれかのフープ筋６の側に偏位していたり、フープ筋６に接触している場合（ＤＬ＝０、あるいはＤＲ＝０の場合）には、偏差は幾分大きくなるが、最大でも５ｍｍ程度である。

図５は、図２に示したような磁気遮蔽材４を用いて磁石３を鉄筋２に対して間接的に取り付けた場合について同様の試験を行った結果を示す。磁気遮蔽材４としては厚み０．８ｍｍ程度のＳＰＣＣ等の通常の鉄板を用い、その中央部に磁石３を保持するための凹部を折り曲げ加工してそこに磁石３を接着している。磁石３の寸法は幅１０ｍｍ×長さ（高さ）４０ｍｍ×厚さ１０ｍｍ程度であるので、磁気遮蔽材４の幅は２０ｍｍとし、その長さはフープ筋６の間隔よりも大きくして１９０ｍｍ程度とし、磁気遮蔽材４の両端部をフープ筋６に接触させて磁石３をそれらフープ筋６の間に落とし込んだ状態で配置している。

この場合の検出位置偏差は、（ｃ）に示すように検出距離５５ｍｍにおいて１〜１．５ｍｍ程度であり、磁気遮蔽材４を用いることなく磁石３を直接的に取り付けた場合よりも検出精度が向上している。これは、磁気遮蔽材４が磁石３と鉄筋２との間に介装されることで磁石３周辺の磁力線の乱れが少なくなり、また鉄筋２やその溶接部における残留磁気が遮蔽されることでそれらの影響が軽減されたためと考えられる。

なお、磁気遮蔽材４としては図６に示すように単なる平板状のものでも良く、それによっても同様の効果が得られる。また、磁気遮蔽材４の素材としては単なる鉄板でも良いが、透磁率が大きく磁気の残留が少ない軟鉄や珪素鋼板が好ましく、パーマロイ等の軟磁性材料が最も好ましい。

本発明の実施形態である墨出し方法の作業手順を示す図である。同、磁石を鉄筋に対して取り付けた状態を示す図である。本発明の実施形態である墨出し装置の構成を示す図である。同、検出精度を示す図である。同、磁気遮蔽材を用いた場合の検出精度を示す図である。同、他の磁気遮蔽材を用いる場合の例を示す図である。従来の墨出し方法の作業手順を示す図である。

符号の説明

Ｌ基準レベル
２鉄筋
３磁石
４磁気遮蔽材
１１検出器
１２磁気センサ
１３検出回路
１４ＡＤ変換回路
１５演算回路
１６表示回路
１７表示器

Claims

建物の施工に際して基準レベルを墨出しする方法であって、
型枠工事に際して鉄筋に対して磁石を取り付けてその磁石の中心位置を基準レベルに合致させておき、コンクリート打設に際しては磁石をそのままコンクリート中に埋設し、仕上げ工事に際してはコンクリート表面から磁石の中心位置を検出してその検出位置を基準レベルとしてコンクリート表面にマーキングすることを特徴とする墨出し方法。
請求項１記載の墨出し方法において用いる墨出し装置であって、
中心位置を基準レベルに合致させた状態で鉄筋に対して取り付けられてそのままコンクリート中に埋設される磁石と、コンクリート中に埋設された磁石の中心位置をコンクリート表面から検出する検出器からなり、
検出器は、コンクリート表面に沿って走査される対の磁気センサと、それら磁気センサが検出した磁束密度をそれぞれ電圧信号に変換する検出回路と、双方の検出回路からの電圧信号の差を演算する演算回路と、演算値が最小となる位置を磁石の中心位置として表示する表示回路および表示器を具備してなることを特徴とする墨出し装置。
請求項２記載の墨出し装置であって、
磁性体からなる磁気遮蔽材を磁石に固定し、その磁気遮蔽材を磁石と鉄筋との間に介装した状態で磁石を鉄筋に取り付ける構成としたことを特徴とする墨出し装置。