JP6302105B1 - 打音装置およびこれを用いた点検方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、横向きの場合はモータの回転数を小さくする必要があるため打撃の間隔が大きくなり、点検速度が著しく低下してしまうおそれがある。
本願の第2発明は、第1発明の打音装置において、前記支持体は、前記クランクの回転軸位置を上下動して、前記スライドローラーの前記スライド溝内のスライド位置を調節するスライドモータと連結することを特徴とする、打音装置を提供する。
本願の第3発明は、第1発明または第2発明の打音装置において、前記モータの回転軸に取り付ける第一歯車と、前記第一歯車と噛み合う第二歯車と、を有し、前記第一歯車と前記第二歯車は略楕円形状であり、前記クランクを前記第二歯車の回転軸に取り付けることを特徴とする、打音装置を提供する。
本願の第4発明は、第1乃至第3発明のいずれかの打音装置において、前記ハンマーが打撃した点周辺を撮影するためのカメラと、打音を集音するためのマイクを有することを特徴とする、打音装置を提供する。
本願の第5発明は、第1乃至第4発明のいずれかの打音装置を用いて構造物表面を点検する、点検方法を提供する。
(1)揺動スライダクランク機構にハンマーを揺動可能に軸支することによって、ハンマーが加速し、大きな打撃力が得られる。
(2)揺動スライダクランク機構にハンマーを揺動可能に軸支することによって、ハンマーが打撃後にコンクリート面から打撃の反発力により離れるため、二度叩きが発生しない。
(3)ハンマーが打撃後にコンクリート面から打撃の反発力により離れるため、打撃によって生じるコンクリートの振動を阻害しない
(4)揺動スライダクランク機構に略楕円形状の歯車を組み合わせることによって、加速したハンマーを打撃の直前に急減速することにより打撃時に大きな打撃力を得られる。
(5)揺動スライダクランク機構のスライドローラーのスライド位置を調節することでハンマーによる打撃エネルギーを調節可能であるため、打撃間隔が変わることなく、正確な点検が可能となる。
(6)ハンマーがコンクリート面を打撃した点周辺を撮影するためのカメラと、打音を集音するためのマイクを有することで、有線または無線を用いた遠隔操作によって点検を行うことができる。
<1>打音装置の構成。
本発明の打音装置は、モータ1と、モータ1の回転によって揺動運動する揺動スライダクランク機構2と、揺動スライダクランク機構2の揺動運動に合わせて揺動するハンマー3と、モータ1を支持する支持体4と、揺動スライダクランク機構2を支持する基台5からなる。(図1、2)
揺動スライダクランク機構2は、モータ1の回転によっててこ21を揺動するものである。
揺動スライダクランク機構2は、てこ21、モータ1の回転軸に取り付ける第一歯車22、第一歯車22と噛み合う第二歯車23、第二歯車23の回転軸(クランク回転軸241)に取り付けるクランク24、およびクランク24に取り付けるスライドローラー25を有する。
てこ21は、てこ回転軸211によって一方の端部付近を軸支する。他方の端部にはハンマー3をハンマー揺動回転軸31によって軸支する。
てこ21には、長さ方向に沿ってスライド溝212を形成し、スライド溝212内部にスライドローラー25を配置する。
クランク24をクランク回転軸241を中心に回転させると、クランク24に固定したスライドローラー25がスライド溝212内をスライドし、てこ21が揺動する(図3)。
ハンマー3は、てこ21の揺動に追従して揺動する。
ハンマー揺動回転軸31は自由回転であり、てこ21にはハンマー3の回転する角度を制限するためのストッパー26を設ける。
ストッパー26には衝撃吸収材261を取り付ける。
支持体4は2枚の板体41を保持材42によって平行に保持して構成する。
支持体4にはモータ1を取り付けるとともに、2枚の板体41の間に第一歯車22と第二歯車23を収容する。
基台5は、てこ21をてこ回転軸211で支持する部材である。
基台5は、スライドモータ6を介して支持体4と連結して一体となる。
<6.1>復帰状態。
ハンマー3はストッパー26によって一定角度以上回転しないように支えられる(図4a)。
ストッパー26に衝撃吸収材261を取り付けることにより、ハンマー3とストッパー26の接触音は低減される。
モータ1を回転すると第一歯車22、第二歯車23が回転し、第二歯車23に取り付けたクランク24が回転する。
第一歯車22と第二歯車23はいずれも略楕円形状であり(図5)、クランク24は一回転する間に連続的に減速比が変化する(図6)
クランク24が回転することで、クランク24に固定したスライドローラー25がスライド溝212内をスライドしててこ21を揺動する。
てこ21は、復帰位置から打撃に向けて加速し打撃前に急減速するため、てこ21の揺動のエネルギーがてこ21からハンマー3に遷移し、ハンマー3の揺動が速くなる(図4b)。
てこ21は減速し上死点でてこ21が止まることで、ハンマー3がハンマー揺動回転軸31を中心として回転して打撃を行う(図4c)。
この打撃時にハンマー3の速度が最大となるように、復帰状態(図4a)でのストッパー26の高さを設定して、てこ21とハンマー3のなす角度を決定する。例えば、100gのハンマー3を使用する際には、復帰状態でのてこ21とハンマー3のなす角度は20°で、クランク回転軸241の回転角は290°である。
このように、揺動スライダクランク機構2にハンマー3を揺動可能に取り付けることによって、ハンマー3が加速して大きな打撃力を得られる。
打撃後は、打撃の反発力によりハンマー3が打撃面から離れるためハンマー3による二度叩きが発生しない。また、ハンマー3が打撃面に押し付けられることによるコンクリートの振動の阻害もない。
また、打撃後にはてこ21が打撃面と逆方向に回転を始めるため、打撃による反発力が小さい場合でも二度叩きは発生しない。
そして、クランク24が回転することで、てこ21が復帰状態にもどる(図4a)。
ストッパー26には衝撃吸収材261を取り付けるため、ストッパー26とハンマー3の接触音は低減される。また、繰り返し動作に対応するため、衝撃吸収材261は交換可能とする。
そして、ハンマー3を揺動可能に軸支した揺動スライダクランク機構2に略楕円形状の第一歯車22、第二歯車23を組み合わせることにより、人の打撃動作に近い動きで、長時間繰り返して点検作業を行うことができる。
点検する面は壁面や天井などであるが、天井を叩く動作になるほど、重力の影響により打撃エネルギーが小さくなる。
このため、スライドモータ6により、てこ21やハンマー3に対するクランク回転軸241の位置を調節する。
揺動スライダクランク機構2は、クランク回転軸241を中心に一定の速度で回転するスライドローラー25によっててこ21をてこ回転軸211を中心に揺動させる。
クランク回転軸241の位置をてこ回転軸211に近づけると、てこ21の揺動角度が大きくなる。てこ21が一往復するのにかかる時間は一定であるため、てこ21の先端速度が大きくなり、打撃間隔が変わることなく、ハンマー3による打撃エネルギーを大きくすることができる(図7)。
具体的には、上向きになるほど重力の影響を受けて打撃エネルギーが小さくなるため、クランク回転軸241をてこ回転軸211に近づけることで重力の影響を補正し、打撃エネルギーを維持することができる。
本発明の打音装置は、スライドモータ6により支持体4により支持されているモータ1、第一歯車22、第二歯車23、クランク24およびスライドローラー25の全体を上下動させることにより、クランク回転軸241の位置を調節する(図8)。
クランク回転軸241の位置は手動で設定してもよいし、装置に角度センサを設けて角度センサにより打撃方向を検知して自動で変更してもよい。
高所作業では、移動機構に本発明の装置を取り付けて、遠隔操作によって壁面を移動しながら打撃を行うことができる。
このとき、本発明の打音装置は、ハンマー3がコンクリート表面を打撃した点周辺を確認できるカメラ71と、打音を集音するマイク72を取り付けた打音点検ユニット7に取り付け(図9)、有線または無線により点検員がカメラ71による映像とマイク72からの打音によって点検を行う。
打音点検ユニット7に水平移動機構を設けることにより、打音点検ユニット7内部で打音装置が移動可能であり、打音点検ユニット7を移動することなく所定範囲の点検することができる。
<1>本発明の打音装置の適用。
上記実施例においては、本発明の打音装置をコンクリートの状態を検査に適用して説明したが、コンクリートに限らず、例えばタイルの浮きやボルトの締め付けなど、打音検査の対象物に合わせたハンマー3を用いることで、あらゆる打音検査に適用することができる。
2 揺動スライダクランク機構
21 てこ
211 てこ回転軸
22 第一歯車
23 第二歯車
24 クランク
25 スライドローラー
26 ストッパー
261 衝撃吸収材
3 ハンマー
31 ハンマー揺動回転軸
4 支持体
41 板体
42 保持材
5 基台
6 スライドモータ
7 打音点検ユニット
71 カメラ
72 マイク
Claims (5)
- モータと、
前記モータの回転によって駆動する揺動スライダクランク機構と、
前記モータを支持する支持体と、
前記揺動スライダクランク機構を支持する基台と、からなり、
前記揺動スライダクランク機構は、
前記モータにより回転するクランクと、
前記基台に軸支するてこと、
前記てこに揺動可能に軸支するハンマーと、
前記クランクに連結し、前記てこに沿って形成したスライド溝内をスライドするスライドローラーと、
を有する、打音装置。 - 請求項1に記載の打音装置において、
前記支持体は、
前記クランクの回転軸位置を上下動して、前記スライドローラーの前記スライド溝内のスライド位置を調節するスライドモータと連結することを特徴とする、打音装置。 - 請求項1または請求項2に記載の打音装置において、
前記モータの回転軸に取り付ける第一歯車と、
前記第一歯車と噛み合う第二歯車と、を有し、
前記第一歯車と前記第二歯車は略楕円形状であり、
前記クランクを前記第二歯車の回転軸に取り付けることを特徴とする、打音装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の打音装置において、
前記ハンマーが打撃した点周辺を撮影するためのカメラと、
打音を集音するためのマイクを有することを特徴とする、打音装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の打音装置を用いて構造物表面を点検する、点検方法。
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