(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体の表面を摺動する接触部材と、
前記接触部材が間接的に設置されて支持する支持体と、
前記支持体に設置され、音波を含む振動を検出する第１のマイクロホンユニットと、前記第１のマイクロホンユニットに近接して並列に設置され、音波の検出が抑制された振動を検出する第２のマイクロホンユニットと、を有し、前記第１のマイクロホンユニットと前記第２のマイクロホンユニットとがそれぞれの集音部を同方向又は逆方向を向くように配置されている集音ユニットと、
前記接触部材と前記支持体との間に設置され、弾性変形可能な緩衝部材と、
前記第１のマイクロホンユニットの出力信号から、前記第２のマイクロホンユニットの出力信号をキャンセルするように加算又は減算する演算装置と、を備え、
前記緩衝部材がシリコーンゴムから形成されている、
ことを特徴とする構造体の点検具。
【請求項２】
前記第１のマイクロホンユニット及び前記第２のマイクロホンユニットが振動吸収部材を介して前記支持体に設置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の構造体の点検具。
【請求項３】
前記第１のマイクロホンユニットと前記第２のマイクロホンユニットがそれぞれの集音部を前記接触部材の方向に向けて配置されており、
前記第１のマイクロホンユニットの集音部が開口され、前記第２のマイクロホンユニットの集音部が閉口されており、
前記演算装置は、前記第１のマイクロホンユニットの出力信号から、前記第２のマイクロホンユニットの出力信号を減算する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の構造体の点検具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体の点検具に関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物の外壁や床等を形成するタイル、モルタル、コンクリート等に、剥離や劣化、膨張、空気・異物混入等が生じた場合、重大事故を誘発するおそれがある。事故を未然に防止すべく、建造物に剥離や劣化が生じているか否か定期的に検査が行われる。
【０００３】
一般的に、この検査は官能評価であり、人が構造体の表面を点検用ハンマーで叩き、打撃音の違いに基づいて、健全部と不健全部とを判別していた。しかし、隣り合った打撃部の打撃音の違いから判別するため広い範囲の不健全部を検出しにくい、官能評価であるため検査を行う人によって判別にばらつきが生じる、定量的データが残らないため経年劣化が把握できない等の問題があった。このため、定量的データに基づき、非破壊で構造体の剥離、劣化等を検査する手法が要求されている。
【０００４】
非破壊で検査する点検具として、例えば、特許文献１に開示されている点検具がある。この点検具は、支持部に回転自在に支持されて構造体等の表面に接当しながら転動する転打子と、転打子を点検対象物表面で転動させた際に発生する転打音を検出するためのマイクロホンを備えており、マイクロホンで検出される転打音に基づいて、健全部と不健全部とを判別するよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３２７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロホンは内部に具備している振動板が振動することで音を電気信号に変換する機器であるが、特許文献１の点検具では、マイクロホンが転打音だけでなく、支持部を伝導してきた転動時の振動をも検出してしまうため、構造体の不健全部の検出精度が低下する。
【０００７】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、検出精度が良好な構造体等の点検具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る構造体の点検具は、
構造体の表面を摺動する接触部材と、
前記接触部材が間接的に設置されて支持する支持体と、
前記支持体に設置され、音波を含む振動を検出する第１のマイクロホンユニットと、前記第１のマイクロホンユニットに近接して並列に設置され、音波の検出が抑制された振動を検出する第２のマイクロホンユニットと、を有し、前記第１のマイクロホンユニットと前記第２のマイクロホンユニットとがそれぞれの集音部を同方向又は逆方向を向くように配置されている集音ユニットと、
前記接触部材と前記支持体との間に設置され、弾性変形可能な緩衝部材と、
前記第１のマイクロホンユニットの出力信号から、前記第２のマイクロホンユニットの出力信号をキャンセルするように加算又は減算する演算装置と、を備え、
前記緩衝部材がシリコーンゴムから形成されている、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、前記第１のマイクロホンユニット及び前記第２のマイクロホンユニットが振動吸収部材を介して前記支持体に設置されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記第１のマイクロホンユニットと前記第２のマイクロホンユニットがそれぞれの集音部を前記接触部材の方向に向けて配置されており、
前記第１のマイクロホンユニットの集音部が開口され、前記第２のマイクロホンユニットの集音部が閉口されており、
前記演算装置は、前記第１のマイクロホンユニットの出力信号から、前記第２のマイクロホンユニットの出力信号を減算することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る構造体の点検具では、構造体等の劣化や剥離等の不健全部を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】点検具の斜視図である。
【図２】点検具の平面図である。
【図３】集音ユニットの内部構造図である。
【図４】点検具を用いて壁の劣化等の点検作業状況を説明する図である。
【図５】実施例に用いた緩衝部材を備える点検具の写真である。
【図６】実施例に用いた劣化していない外壁用タイルの写真である。
【図７】実施例に用いた劣化した外壁用タイルの写真である。
【図８】実施例に用いた緩衝部材を備えない点検具の写真である。
【図９】実施例において緩衝部材を備える点検具を用いて検出された健全部の出力データを示すグラフ（図９（Ａ））、不健全部の出力データを示すグラフ（図９（Ｂ））である。
【図１０】実施例において緩衝部材を備えない点検具を用いて検出された健全部の出力データを示すグラフ（図１０（Ａ））、不健全部の出力データを示すグラフ（図１０（Ｂ））である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本実施の形態に係る点検具１は、構造体の外壁や床等を形成するタイル、モルタル、コンクリート等に、剥離や劣化、膨張、空気・異物混入等が生じていないかどうか点検する際に用いられる。点検具１は、図１、２に示すように、支持体１０と、接触部材２０と、緩衝部材３０と、集音ユニット４０と、振動吸収部材５０を有する。
【００１５】
支持体１０は、接触部材２０、緩衝部材３０、集音ユニット４０を支持している。また、支持体１０は、検査する人が持つグリップとしての役割も果たす。支持体１０は、金属等の硬質な棒状体や管状体から構成される。
【００１６】
接触部材２０は、緩衝部材３０により、支持体１０に連結されている。また、緩衝部材３０と接触部材２０とは連結部材１１を介して連結されている。接触部材２０は、被検体である構造体の表面を摺動する部材であり、金属やセラミックス等の硬質材から構成される。接触部材２０は、球体や楕円体であることが好ましい。
【００１７】
緩衝部材３０は、シリコーンゴム等、弾性変形可能な部材から構成される。緩衝部材３０は、弾性変形によって接触部材２０が構造体の表面を摺動する際の接触圧を一定に保ち、点検具１の操作時における力の入れ具合のばらつきを吸収する。緩衝部材３０は、更に、支持体１０に伝導される接触部材２０で発生した摺動時の振動を低減する機能を有する。
【００１８】
集音ユニット４０は、振動吸収部材５０を介して支持体１０に設置されている。振動吸収部材５０は、スポンジやゴムなど、振動吸収性を備える素材から構成される。振動吸収部材５０は、支持体１０を介して集音ユニット４０に伝導される振動を吸収する機能を有する。
【００１９】
集音ユニット４０は、内部に２つのマイクロホンユニット４１、４２と演算装置４３を有する。マイクロホンユニット４１は、振動板４１ａと、振動板４１ａに空気振動を伝達するための集音部４１ｂとを有する。マイクロホンユニット４２も同様の構造であり、振動板４２ａ、集音部４２ｂを有する。
【００２０】
マイクロホンユニット４１の集音部４１ｂには接触部材２０に向けて開口部４１ｃが設けられ、接触部材２０が構造体の表面を摺動した際に発生する音波を検出するよう構成される。ただし、マイクロホンユニット４１は、支持体１０を介して伝導される振動も副次的に検出する。
【００２１】
一方、マイクロホンユニット４２の集音部４２ｂは密閉されており、接触部材２０が構造体の表面を摺動した際に発生する音波は検出しない。即ち、マイクロホンユニット４２は、支持体１０を介して伝導される振動のみを検出するよう構成される。
【００２２】
マイクロホンユニット４１とマイクロホンユニット４２は近接して並列に配置され、且つ、支持体１０の長手方向に同じ方向を向いている。これにより、マイクロホンユニット４１、４２は、支持体１０を介して集音ユニット４０に伝導される振動を周波数、振幅及び位相も含めて同様に検出する。
【００２３】
なお、マイクロホンユニット４１が音波を含む振動を感知し、マイクロホンユニット４２が音波に対して不感となる機能が形成できていれば、開口、密閉等の構成を取る必要はない。
【００２４】
マイクロホンユニット４１、４２と演算装置４３とは電気的に接続されている。マイクロホンユニット４１、４２で検出された周波数及び振幅に関する信号は、演算装置４３へ出力される。
【００２５】
演算装置４３は、マイクロホンユニット４１から入力された信号から、マイクロホンユニット４２から入力された信号を減算し、出力する。これにより、演算装置４３の出力信号は、振動に関する成分が除去され、接触部材２０が構造体の表面を摺動する際に発生する音波の成分のみとなる。
【００２６】
なお、集音ユニット４０は、不図示の有線或いは無線による通信機構にて外部のパーソナルコンピュータ等と通信可能に構成される。そして、演算装置４３で抽出された音波の成分の信号を外部のパーソナルコンピュータ等へ出力し、その信号をモニターで観察するように構成される。
【００２７】
続いて、上述した点検具１を用いた点検方法について説明する。図４の点検作業状況に示すように、点検者が点検具１の支持体１０を持ち、接触部材２０を壁Ｗａに押し付けつつ、接触部材２０が壁Ｗａを摺動するように、壁Ｗａに沿って動かしてゆく。緩衝部材３０の弾性変形によって、壁Ｗａの凹凸に応じ、接触部材２０は壁Ｗａに対して一定の接触圧を保ちつつ、壁Ｗａの表面を摺動してゆく。
【００２８】
凹凸がある壁Ｗａを接触部材２０が摺動していくため、摩擦や微小な打撃によって音波や振動が発生する。このうち、音波は集音ユニット４０の開口部４１ｃからマイクロホンユニット４１によって検出される。一方、マイクロホンユニット４２には開口部がないので、音波は検出されない。
【００２９】
また、マイクロホンユニット４１、４２は、それぞれ支持体１０を介して伝導される振動をも検出することになる。接触部材２０は緩衝部材３０で支持体１０に連結し、更に、集音ユニット４０は振動吸収部材５０を介して支持体１０に設置されているものの、接触部材２０が壁Ｗａを摺動する際に生じる振動は振動吸収部材５０で完全には吸収され難いこと、支持体１０の移動に伴い、集音ユニット４０も移動することでわずかな振動が生じることから、これらの振動がマイクロホンユニット４１、４２で検出される。
【００３０】
このように、マイクロホンユニット４１で検出された音波と振動の加算信号と、マイクロホン４２で検出された振動の信号が演算装置４３に入力される。演算装置４３は、マイクロホンユニット４１から入力された信号から、マイクロホンユニット４２から入力された信号を減算する。これにより、マイクロホンユニット４１で検出される音波の成分のみが抽出されることになる。
【００３１】
後述の実施例に示すように、上記形態による点検具１のデータから、劣化等が生じていない壁Ｗａ等については、抽出された音波の成分において低周波帯域の成分が現れず、劣化等が生じている壁Ｗａ等では全周波数帯域で音波の振幅が大きくなるとともに、低周波帯域の成分が現れる。このため、音波の振幅の大きさと低周波帯域の成分に着目することで健全部と不健全部とを判別することができる。
【００３２】
また、周波数に対して閾値を定めておき、閾値を下回る周波数が検出された場合に、構造体に劣化等が生じていると判別する判別部、更には、劣化等が生じていると判別された際に、映像や音で報知する報知部が設けられていてもよい。これらの判別部、報知部は、点検具１に取り付けられていてもよいし、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等に設置されていてもよい。
【００３３】
なお、上記の構成では、マイクロホンユニット４１、４２が同方向を向いて配置されているが、マイクロホンユニット４２が逆向きに配置されていてもよい。その場合、演算装置４３では、マイクロホンユニット４１で検出された信号とマイクロホンユニット４２で検出された信号とを加算して、支持体１０を介して検出される振動成分をキャンセルするよう構成される。
【実施例】
【００３４】
図５に示す支持体１０と接触部材２０との間に緩衝部材３０を設置した点検具を作製した。緩衝部材３０として、頂角がない円錐形状のシリコーンゴムを用いた。また、接触部材２０は鉄球である。集音ユニット４０は、振動吸収部材５０を介して支持体１０に設置されている。振動吸収部材５０はスポンジである。集音ユニット４０は、同じ構造の２つのマイクロホンユニットを備え、２つのマイクロホンユニットはそれぞれの集音部を接触部材２０に向けて並列に配置されており、一方のマイクロホンユニットは、集音部が密閉されて音波を検出できないようになっている。
【００３５】
そして、図６に示す劣化のない外壁用タイル（以下、健全部）、図７に示す劣化した外壁用タイル（以下、不健全部）を接触部材２０で摺動させた。
【００３６】
また、参照例として、図８に示す緩衝部材を有さず支持体１０に接触部材２０が直接連結されている以外、上記と同様の点検具を作製し、上記と同様に行った。
【００３７】
緩衝部材を備えた点検具を用いて行った健全部、不健全部の検査結果を図９（Ａ）、図９（Ｂ）にそれぞれ示す。また、緩衝部材を備えない点検具を用いて行った健全部、不健全部の検査結果を図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）にそれぞれ示す。図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、横軸が時間（秒）であり、縦軸が周波数（音質）である。そして、該当周波数において振幅（音量）が大きいほど濃く表示されている。
【００３８】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）を見比べると、図９（Ａ）では、健全部において、約３ｋＨｚ以下の周波数帯域に信号が現れていない。一方、図９（Ｂ）を見ると、不健全部においては、全周波数帯域で振幅が大きくなっていることに加え、約３ｋＨｚ以下の周波数帯域で信号が現れている。不健全部では現れる低周波帯域の信号が、健全部ではほとんど現れない。即ち、低周波帯域で信号が現れると、その摺動した箇所では剥離や劣化等が生じていると容易に判別することができる。
【００３９】
一方、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）を見ると、緩衝部材を備えない点検具では、いずれも３ｋＨｚ以下の周波数帯域に信号が現れており、健全部と不健全部とでは大きな差がないことがわかる。この結果から、緩衝部材を備えない点検具では、健全部であっても不健全部であっても、検出される信号がさほど変わらず、劣化しているか否かの判別が困難であることがわかる。
【符号の説明】
【００４０】
１    点検具
１０    支持体
１１    連結部材
２０    接触部材
３０    緩衝部材
４０    集音ユニット
４１    マイクロホンユニット
４１ａ  振動板
４１ｂ  集音部
４１ｃ  開口部
４２    マイクロホンユニット
４２ａ  振動板
４２ｂ  集音部
４３    演算装置
５０    振動吸収部材
Ｗａ    壁
【要約】
【課題】検出精度が良好な構造体等の点検具を提供する。
【解決手段】点検具１は、構造体の表面を摺動する接触部材２０と、接触部材２０が間接的に設置されて支持する支持体１０と、支持体１０に設置され、音波を含む振動を検出する第１のマイクロホンユニットと、第１のマイクロホンユニットに近接して並列に設置され、音波の検出が抑制され振動を検出する第２のマイクロホンユニットと、を有し、前記第１のマイクロホンユニットと前記第２のマイクロホンユニットとがそれぞれの集音部を同方向又は逆方向を向くように配置されている集音ユニット４０と、接触部材２０と支持体１０との間に設置され、弾性変形可能な緩衝部材３０と、第１のマイクロホンユニットの出力信号から、第２のマイクロホンユニットの出力信号をキャンセルするように加算又は減算する演算装置と、を備える。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005635715.tif 000008
【図８】
0005635715.tif 000009
【図９】
0005635715.tif 000010
【図１０】
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