JP5572983B2

JP5572983B2 - 着磁表示装置

Info

Publication number: JP5572983B2
Application number: JP2009097318A
Authority: JP
Inventors: 恭山本
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2009-04-13
Filing date: 2009-04-13
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2029-04-13
Also published as: JP2010249583A

Description

本発明は、溶接作業などによる着磁を表示する装置に関する。

従来より、例えば、図４に示すように、天井裏の鉄骨２００に耐火被覆を施すために鉄骨２００に耐火被覆シート材２１０等をピン止めのピン先を溶接で固着する場合、溶接機２５０を床上に設置し、この溶接機２５０から溶接ケーブル２３０を溶接箇所まで延ばして溶接作業を行う。このため、溶接機２５０として直流の溶接機を用いると、溶接時に溶接ケーブル２３０を流れる大きな直流電流により溶接ケーブル２３０の周囲に強い磁界が発生し、この磁界により付近の鉄骨や金属製の家具などが着磁することがある。

このような着磁が起きると、テレビやＣＲＴ、電子顕微鏡などの電子ビームを利用する機器に障害が発生してしまう。このため、溶接作業などを行った後に磁気センサを用いて着磁した部分を検出し、脱磁を行う必要がある。

なお、磁気センサを利用した発明としては、シリンダにおけるピストン位置を検出する装置（特許文献１〜３参照）や、壁材の裏面に隠蔽されてしまう配線用ボックスの位置を検知するための装置（特許文献４参照）などがある。

特開平１１−３１１２１４号公報特公平７−３９９２５号公報特公平６−１９１６４号公報特許第３８６６４４２号公報

しかしながら、上記の装置は何れも位置を検知すべき部材に磁石を埋め込み、この磁石による磁界を検知することで位置を把握するための装置であり、着磁による磁界の分布を検知するものではない。そこで、本発明は、溶接作業などの強い磁力を発生する作業により鋼材などに生じた着磁を検知するための装置を提供することを目的とする。

本発明の着磁表示装置は、着磁検出対象の着磁の状態を表示する着磁表示装置であって、地磁気を測定する地磁気センサと、前記地磁気センサにより測定された地磁気の強度を記録する記録手段と、筐体に収容され、縦横に格子状に又は一直線上に配列された複数のセンサユニットと、を備え、各センサユニットは、前記着磁検出対象が帯びる磁気を測定する磁気センサと、前記磁気センサにより測定された磁気の強度と、前記記録手段に記録された地磁気の強度とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じた色又は強度で発光する発光手段と、を一つずつ有し、前記磁気センサと前記発光手段とは前記筐体の対向面に設けられており、前記記録手段が前記地磁気センサに接続された状態と前記比較手段に接続された状態とを切り替えるスイッチを更に備えることを特徴とする。

本発明によれば、強い磁力が発生する作業前に地磁気センサにより測定した地磁気による磁界の強度を記録しておき、作業後に磁気センサにより測定した磁界の強度と比較することで、これらの磁界の強度が異なる場合には、着磁が生じていると判定することができる。

（Ａ）は、本実施形態の着磁検出装置の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は回路図である。（Ａ）は着磁が生じていない場合の着磁検出装置を示す図であり、（Ｂ）は着磁が生じている場合の着磁検出装置を示す図である。長尺な筐体に一列に複数のセンサユニットを設ける構成とした場合の着磁検出装置の構成を示す図である。溶接作業を行う様子を示す図である。

以下、本発明の着磁検出装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１（Ａ）は、本実施形態の着磁検出装置１０の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は回路図である。同図に示すように、本実施形態の着磁検出装置１０は、把持部１２を備えた筐体１１内に収容された縦横に格子状に配列された複数のセンサユニット２０と、地磁気センサ３０と、基準値保持回路３１と、スイッチ３２とにより構成される。

基準値保持回路３１から延びる配線にはスイッチ３２が設けられており、スイッチ３２を切り替えることで、基準値保持回路３１と地磁気センサ３０とが接続された状態と、基準値保持回路３１と後述する各センサユニット２０の基準値コンパレータ２２とが接続された状態とを切り替えることができる。

地磁気センサ３０は、例えば、ホール素子からなり、着磁検出装置１０の上下方向の磁界の強度に応じた電圧を出力する。

基準値保持回路３１は、スイッチ３２の切り替えにより、地磁気センサ３０に接続されると、地磁気センサ３０の出力電圧を検知してその値をメモリに記録する。また、基準値保持回路３１は、スイッチ３２の切り替えにより、センサユニット２０の基準値コンパレータ２２に接続されると、メモリに記録した値の電圧を発生する。上記の機能は、具体的には、例えば、地磁気センサ３０の出力電圧をＡＤ変換してデジタル値をメモリに記録し、この記録したデジタル値をＤＡ変換してアナログ出力することにより実現できる。

センサユニット２０は基準値コンパレータ２２と、磁界センサ２１と、ＬＥＤ表示部２３とにより構成される。磁界センサ２１は、筐体１１の下面に取り付けられており、ＬＥＤ表示部２３は筐体１１の上面に取り付けられている。

磁界センサ２１は、例えば、ホール素子からなり、着磁検出装置１０の上下方向の磁界の強度に応じた電圧を出力する。なお、磁界センサ２１と地磁気センサ３０の特性（磁界の強度に対する出力電圧の特性）は同一であるものとする。
スイッチ３２の切り替えにより、基準値コンパレータ２２と基準値保持回路３１とが接続されると、基準値コンパレータ２２は、磁界センサ２１が出力する電圧と基準値保持回路３１が発生する電圧との電圧差を示す信号をＬＥＤ表示部２３に送信する。

ＬＥＤ表示部２３は、例えば、三色（ＲＧＢ）のＬＥＤと、このＬＥＤを駆動制御する制御部とからなり、制御部がこれらＬＥＤを適宜発光させることで複数の色相で発光することができる。ＬＥＤ表示部２３の制御部は、上記の電圧差とその値に応じた色相との対応関係を示すテーブルを備えており、このテーブルを参照して、基準値コンパレータ２２から受信した信号が示す電圧差に対応する色相でＬＥＤを発光させる。具体的には、例えば、電圧差が０の場合には青色、電圧差が＋の場合には赤、電圧差が−の場合には緑のように異なる色相で発光させる。このように、電圧差に応じた色相でＬＥＤを発光させることで、地磁気の影響を除いて着磁により生じた磁界の強度を表示することができる。

以下、着磁検出装置１０を用いて、溶接作業を行うことによる着磁の発生の有無の判定及び着磁部位を検出する方法を説明する。なお、本実施形態では、溶接作業により床下の鋼材に生じた着磁の有無を判定する場合を例として説明する。
まず、溶接作業に先だって、着磁が生じていない状態での地磁気を測定する。すなわち、着磁検出装置１０を水平に保持した状態で、スイッチ３２を地磁気センサ３０と基準値保持回路３１とが接続された状態に切り替える。これにより、地磁気センサ３０は上下方向の地磁気に応じた電圧を発生し、基準値保持回路３１はこの電圧値を記録する。
そして、スイッチ３２を基準値コンパレータ２２と基準値保持回路３１とが接続された状態に切り替えると、基準値保持回路３１には、その時点、つまり、溶接作業の前の時点における地磁気に応じた値が記録された状態となる。
そして、この状態で溶接作業を行う。

溶接作業の終了後、床上の着磁を判定すべき位置に着磁検出装置１０を水平に設置する。ここで、着磁が生じていない場合には、室内の磁界が変化することはないため、各磁気センサ２１では、溶接作業前に地磁気センサ３０により測定された地磁気と同じ強度の磁界が検出される。また、着磁が生じている場合には、地磁気に加えて着磁による磁気が作用するため、各磁気センサ２１では、地磁気と着磁磁気が合成された磁界が検出され、この磁界の強度に応じた電圧を出力する。

上述のように各基準値コンパレータ２２は、磁気センサ２１が発生した電圧と、基準値保持回路３１に記録された電圧との差に応じた信号をＬＥＤ表示部２３に送信する。

そして、各ＬＥＤ表示部２３は、対応する基準値コンパレータ２２から受信した信号に応じて、予め設定された色相に発光する。このＬＥＤ表示部２３の発光する色及びその分布に基づき、地磁気の影響を除去した着磁の有無及び着磁部位を検知することができる。すなわち、図２（Ａ）に示すように、全てのＬＥＤ表示部２３が青色に発光している場合には、着磁検出装置１０により測定を行っている範囲内では、溶接作業前と溶接作業後の磁界が変化しておらず、着磁は生じていないと判定することができる。また、図２（Ｂ）に示すように、赤色又は緑色に発光するＬＥＤ表示部２３がある場合には、このＬＥＤ表示部２３に対応する磁気センサ２１の検出部位（すなわち、このＬＥＤ表示部２３の下方の部位）において、着磁が生じていると判定することができる。

このように着磁が生じていると判定された場合には、着磁が生じた鋼材に対して脱磁を行う。これにより、周辺の電子機器などへの影響を防ぐことができる。なお、着磁検出装置１０による測定範囲よりも広範囲で着磁を測定する場合には、着磁検出装置１０を移動させながら、ＬＥＤ表示部２３の発光状態を観察すればよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、溶接作業前に地磁気センサ３０で測定した地磁気の強度に応じた電圧を基準値保持回路３１で保持し、溶接作業後に磁気センサ２１で測定した磁界の強度に応じた電圧と比較することで、着磁の有無及び着磁部位を検知することができる。

また、センサユニット２０を水平方向に縦横に複数設けることにより、測定対象の範囲内の着磁が生じている箇所を特定することができる。

さらに、ＬＥＤ表示部２３がこの電圧の差に応じた色で発光するため、着磁部位を視覚的に確認することができる。

なお、本実施形態では、複数のセンサユニット２０を格子状に配列する構成としたが、これに限らず、図３に示すように長尺な筐体１１１に一列に複数のセンサユニット２０を設ける構成としてもよい。かかる構成の着磁検出装置１１０を用いる場合には、溶接作業前の地磁気の測定は上記の実施形態と同様に行う。そして、溶接作業後に、着磁の有無及び着磁箇所の検知を行う際には、着磁検出装置１１０を水平に保持した状態で、センサユニット２０が並ぶ方向と垂直方向に水平移動させる。着磁検出装置１１０が着磁が生じていない部位の上部を通過している際には、各ＬＥＤ表示部２３は赤色に発光するが、着磁が生じている部位の上部を通過すると、ＬＥＤ表示部２３が青色又は緑色に発光する。これにより、着磁の有無及び着磁箇所の検出を行うことができる。

また、本実施形態では、床下の鋼材の着磁の有無を検出する場合について説明したが、鉄製のデスクなど磁気を帯びる虞のある金属であれば、着磁の有無及び着磁箇所の検出の対象となる。

また、本実施形態では、溶接作業による着磁を検出する場合について説明したが、これに限らず、リフティングマグネットを用いた揚重作業などの強い磁力が発生する作業による建設部材への着磁を検出することも可能である。

また、本実施形態では、溶接作業の前後の上下方向の磁界の強度を比較し、床下の鋼材における着磁の有無を検出するものとしたが、これに限らず、水平方向の磁界の強度を比較し、梁や柱の鋼材の着磁の有無を検出することも可能である。
また、本実施形態では、ＬＥＤ表示部２３が対応付けられた色相により電圧差を表示するものとしたが、これに限らず、電圧差と発光強度とを対応付けておき、発光強度により電圧差を表示するものとしてもよい。

また、本実施形態では、磁気センサ２１及び地磁気センサ３０としてホール素子を用いたが、これに限らず、磁気抵抗素子、フラックスゲートなどを用いてもよく、要するに磁界の強度を測定し、測定結果に応じた物理量が出力されるセンサであれば用いることができる。また、本実施形態では、磁気センサ２１及び地磁気センサ３０における電圧を、基準値コンパレータ２２により比較することとしたが、これに限らず、例えば、電流値など磁界の強度に応じた物理量を比較するものとしてもよい。さらに、地磁気センサ３０で測定した磁界の強度の値と、溶接後、磁気センサ２１で測定した磁界の強度の値を直接比較してもよい。

また、本実施形態では、磁気センサ２１及び地磁気センサ３０として一方向（上下方向）のみの磁界を測定するものを用いたが、これに限らず、二次元的又は三次元的に磁界を測定する磁気センサ及び地磁気センサを用いてもよい。なお、このように、複数方向の磁界を観測する場合には、ＬＥＤ表示部２３を各方向の観測結果を表示できるように切り替え可能に構成するとよい。

１０、１１０着磁検出装置１１、１１１筐体
１２把持部２０センサユニット
２１磁気センサ２２基準値コンパレータ
２３ＬＥＤ表示部３０地磁気センサ
３１基準値保持回路３２スイッチ

Claims

着磁検出対象の着磁の状態を表示する着磁表示装置であって、
地磁気を測定する地磁気センサと、
前記地磁気センサにより測定された地磁気の強度を記録する記録手段と、
筐体に収容され、縦横に格子状に又は一直線上に配列された複数のセンサユニットと、を備え、
各センサユニットは、前記着磁検出対象が帯びる磁気を測定する磁気センサと、前記磁気センサにより測定された磁気の強度と、前記記録手段に記録された地磁気の強度とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較結果に応じた色又は強度で発光する発光手段と、を一つずつ有し、前記磁気センサと前記発光手段とは前記筐体の対向面に設けられており、
前記記録手段が前記地磁気センサに接続された状態と前記比較手段に接続された状態とを切り替えるスイッチを更に備えることを特徴とする着磁表示装置。