(57)【要約】【課題】打撃手段と集音手段の両方を備えることにより打撃位置と集音位置との関係のバラつきを抑えることのできる打音検査装置を提供すること。【解決手段】打音検査装置は、ベースと、ベース上に設けられた第１支持部及び第２支持部と、第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトと、ハンマヘッドと、前後方向においてハンマヘッドとシャフトの前端との間に挟まれた前側センサと、第２支持部に支持されたマイクとを備える。ソレノイドコイルに通電すると、シャフトは前後方向において前方に移動させられる。ハンマヘッドは、シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突する。前側センサは、少なくとも圧電素子を有しており、ハンマヘッドが対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する。マイクは、ハンマヘッドが対象物に衝突したときに対象物から生じる音を集音する。【選択図】図７
2018017730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベース上に設けられた第１支持部及び第２支持部と、
前記第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトであって、前記ソレノイドコイルに通電することにより前後方向において前方に移動させられるシャフトと、
前記シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記第２支持部に支持されたマイクであって、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクと
を備える打音検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の打音検査装置であって、
前記マイクは、前記前後方向と直交する横方向において前記ハンマヘッドと並んで配置されており、前記前後方向において前方に向いている
打音検査装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の打音検査装置であって、
前記ハンマヘッドには、前記前後方向において前方に向かって凹んだ収容部が形成されており、
前記前側センサは、前記収容部内において、前記シャフトと前記ハンマヘッドに挟まれている
打音検査装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の打音検査装置であって、
前記シャフトには、前記前後方向に沿って延びる貫通孔が形成されており、
前記前側センサは、圧電素子と、前記圧電素子の後側に設けられた第１電極と、前記圧電素子の前側に設けられた第２電極とを少なくとも備えており、
前記第１電極に接続された第１ケーブルと前記第２電極に接続された第２ケーブルとは、前記貫通孔を通り、前記シャフトの外部まで延びている
打音検査装置。
【請求項５】
請求項４記載の打音検査装置であって、
前記シャフトの後端に取り付けられる端部ブロックを更に有しており、
前記端部ブロックには、前記シャフトの前記貫通孔と連通した開口部が形成されており、
前記第１ケーブルと前記第２ケーブルとは、前記開口部を通って前記シャフトの外部まで延びている
打音検査装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の打音検査装置であって、
前記シャフトの後端に取り付けられる端部ブロックを更に有しており、
前記端部ブロックには、後側センサとして振動センサが取り付けられている
打音検査装置。
【請求項７】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の打音検査装置であって、
前記シャフトの後端に取り付けられる端部ブロックを更に有しており、
前記第１支持部は、前側支持部と、後側支持部とを有しており、
前記後側支持部は、前記前側支持部の後方に位置しており、
前記シャフトは、前記前側支持部及び前記後側支持部に挿通されており、
前記前側支持部は、前記ハンマヘッドの後方に位置している
打音検査装置。
【請求項８】
請求項７記載の打音検査装置であって、
前側ショック吸収部材を更に有しており、
前記前側ショック吸収部材の少なくとも一部は、前記前後方向において前記前側支持部と前記ハンマヘッドとの間に位置している
打音検査装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８記載の打音検査装置であって、
後側ショック吸収部材を更に有しており、
前記シャフトが後方に移動したとき、前記後側ショック吸収部材は、前記ハンマヘッドが前記前側支持部と突き当たる前に、前記端部ブロックを受け止める
打音検査装置。
【請求項１０】
請求項９記載の打音検査装置であって、
前記ベースは、立設部を有しており、
前記立設部は、前記端部ブロックの後方に位置しており、
前記後側ショック吸収部材の少なくとも一部は、前記前後方向において前記端部ブロックと前記立設部との間に位置している
打音検査装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の打音検査装置であって、
前記シャフトは、前側限界位置と後側限界位置との間で移動可能であり、
前記シャフトは、非磁性部材と、前記前後方向において前記非磁性部材の後方に位置する磁性部材とを有しており、
前記シャフトが前記後側限界位置に位置しているとき、前記非磁性部材と前記磁性部材との境界は、前記ソレノイドコイル内部に位置している
打音検査装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の打音検査装置であって、
前記シャフトに対して前記後側限界位置に位置するようにバイアスをかけるバイアス部材を更に備える打音検査装置。
【請求項１３】
請求項１１又は請求項１２記載の打音検査装置の使用方法であって、
前記非磁性部材の全体が前記ソレノイドコイルの前方に出た後に、前記対象物に対して前記ハンマヘッドを衝突させる
打音検査装置の使用方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の打音検査装置の使用方法であって、
前記シャフトを前方に移動させた後であって前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突する前に、前記ソレノイドコイルに対する通電を切る
打音検査装置の使用方法。
【請求項１５】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の打音検査装置の使用方法であって、
前記ソレノイドコイルに対して第１時間の間だけ第１通電を行った後、所定条件に応じて、前記ソレノイドコイルに対して前記第１時間よりも短い第２時間の間だけ第２通電を行う
打音検査装置の使用方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の使用方法であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後に、所定時間が経過することである
打音検査装置の使用方法。
【請求項１７】
請求項１５記載の使用方法であって、
前記所定条件は、前記第１通電の開始後に、所定時間が経過することである
打音検査装置の使用方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の使用方法であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記前側センサからの信号によって検知することである
打音検査装置の使用方法。
【請求項１９】
請求項１５記載の使用方法であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記マイクからの信号によって検知することである
打音検査装置の使用方法。
【請求項２０】
請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の打音検査装置であって、
前記ソレノイドコイルに対して通電を行う駆動部を更に有しており、
前記駆動部は、前記ソレノイドコイルに対して通電を行う場合、前記ソレノイドコイルに対して第１時間の間だけ第１通電を行った後、所定条件に応じて、前記ソレノイドコイルに対して前記第１時間よりも短い第２時間の間だけ第２通電を行う
打音検査装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後に、所定時間が経過することである
打音検査装置。
【請求項２２】
請求項２０記載の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の開始後に、所定時間が経過することである
打音検査装置。
【請求項２３】
請求項２０記載の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記前側センサからの信号によって検知することである
打音検査装置。
【請求項２４】
請求項２０記載の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記マイクからの信号によって検知することである
打音検査装置。
【請求項２５】
ベースと、
前記ベース上に設けられた第１支持部及び第２支持部と、
前後方向において前側限界位置と後側限界位置との間で移動可能となるように前記第１支持部に支持されたシャフトと、
前記シャフトを前記前側限界位置に向かうようにバイアスをかけるバイアス部材と
前記シャフトが前記前側限界位置に向かって移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記第２支持部に支持されたマイクであって、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクと
を備える打音検査装置。
【請求項２６】
ベースと、
前記ベース上に設けられた第１支持部と、
前記第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトであって、前記ソレノイドコイルに通電することにより前後方向において前方に移動させられるシャフトと、
前記シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記ソレノイドコイルに対して通電を行う駆動部と
を備える打音検査装置。
【請求項２７】
請求項２６記載の打音検査装置であって、
前記駆動部は、前記ソレノイドコイルに対して通電を行う場合、前記ソレノイドコイルに対して第１時間の間だけ第１通電を行った後、所定条件に応じて、前記ソレノイドコイルに対して前記第１時間よりも短い第２時間の間だけ第２通電を行う
打音検査装置。
【請求項２８】
請求項２７記載の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後に、所定時間が経過することである
打音検査装置。
【請求項２９】
請求項２７記載の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の開始後に、所定時間が経過することである
打音検査装置。
【請求項３０】
請求項２７記載の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記前側センサからの信号によって検知することである
打音検査装置。
【請求項３１】
請求項２７記載の打音検査装置であって、
前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクを更に有しており、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記マイクからの信号によって検知することである
打音検査装置。
【請求項３２】
請求項２６から請求項３１までのいずれかに記載の打音検査装置であって、
前記シャフトの後端に取り付けられる端部ブロックを更に有しており、
前記第１支持部は、前側支持部と、後側支持部とを有しており、
前記後側支持部は、前記前側支持部の後方に位置しており、
前記シャフトは、前記前側支持部及び前記後側支持部に挿通されており、
前記前側支持部は、前記ハンマヘッドの後方に位置している
打音検査装置。
【請求項３３】
請求項３２記載の打音検査装置であって、
前側ショック吸収部材を更に有しており、
前記前側ショック吸収部材の少なくとも一部は、前記前後方向において前記前側支持部と前記ハンマヘッドとの間に位置している
打音検査装置。
【請求項３４】
請求項３２又は請求項３３記載の打音検査装置であって、
後側ショック吸収部材を更に有しており、
前記シャフトが後方に移動したとき、前記後側ショック吸収部材は、前記ハンマヘッドが前記前側支持部と突き当たる前に、前記端部ブロックを受け止める
打音検査装置。
【請求項３５】
請求項３４記載の打音検査装置であって、
前記ベースは、立設部を有しており、
前記立設部は、前記端部ブロックの後方に位置しており、
前記後側ショック吸収部材の少なくとも一部は、前記前後方向において前記端部ブロックと前記立設部との間に位置している
打音検査装置。
【請求項３６】
ベースと、
前記ベース上に設けられた第１支持部及び第２支持部と、
前記第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトであって、前記ソレノイドコイルに通電することにより前後方向において前方に移動させられるシャフトと、
前記シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記第２支持部に支持されたマイクであって、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクと
を備える打音検査装置であって、
前記第１支持部及び前記第２支持部の少なくとも一方は、前記ベースの一部である
打音検査装置。
【請求項３７】
ボビン部材からなるベースと、
前記ベースに設けられた第１支持部及び第２支持部と、
前記第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトであって、前記ソレノイドコイルに通電することにより前後方向において前方に移動させられるシャフトと、
前記シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記第２支持部に支持されたマイクであって、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクと
を備える打音検査装置であって、
前記第１支持部及び前記第２支持部の少なくとも一方は、前記ボビン部材の一部である
打音検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートなどの構造物の欠陥を打音によって検査する打音検査装置及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の検査方法は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１の検査方法では、コンクリート系構造物を被測定対象とし、その被測定対象にインパクトハンマーのような打撃手段により打撃を加えた後、打撃手段から得られる加振力と被測定対象から生じた音とを計測して、被測定対象の品質を診断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５６６６３３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
打撃位置と集音位置との関係にバラつきがあると、診断方法が複雑になる可能性がある。従って、打撃位置と集音位置との関係のバラつきを抑えたいという要請がある。
【０００５】
そこで、本発明は、打撃手段と集音手段の両方を備えることにより打撃位置と集音位置との関係のバラつきを抑えることのできる打音検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１の打音検査装置として、
ベースと、
前記ベース上に設けられた第１支持部及び第２支持部と、
前記第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトであって、前記ソレノイドコイルに通電することにより前後方向において前方に移動させられるシャフトと、
前記シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記第２支持部に支持されたマイクであって、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクと
を備える打音検査装置を提供する。
【０００７】
また、本発明は、第２の打音検査装置として、第１の打音検査装置であって、
前記マイクは、前記前後方向と直交する横方向において前記ハンマヘッドと並んで配置されており、前記前後方向において前方に向いている
打音検査装置を提供する。
【０００８】
また、本発明は、第３の打音検査装置として、第１又は第２の打音検査装置であって、
前記ハンマヘッドには、前記前後方向において前方に向かって凹んだ収容部が形成されており、
前記前側センサは、前記収容部内において、前記シャフトと前記ハンマヘッドに挟まれている
打音検査装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、第４の打音検査装置として、第１から第３までのいずれかの打音検査装置であって、
前記シャフトには、前記前後方向に沿って延びる貫通孔が形成されており、
前記前側センサは、圧電素子と、前記圧電素子の後側に設けられた第１電極と、前記圧電素子の前側に設けられた第２電極とを少なくとも備えており、
前記第１電極に接続された第１ケーブルと前記第２電極に接続された第２ケーブルとは、前記貫通孔を通り、前記シャフトの外部まで延びている
打音検査装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、第５の打音検査装置として、第４の打音検査装置であって、
前記シャフトの後端に取り付けられる端部ブロックを更に有しており、
前記端部ブロックには、前記シャフトの前記貫通孔と連通した開口部が形成されており、
前記第１ケーブルと前記第２ケーブルとは、前記開口部を通って前記シャフトの外部まで延びている
打音検査装置を提供する。
【００１１】
また、本発明は、第６の打音検査装置として、第１から第４までのいずれかの打音検査装置であって、
前記シャフトの後端に取り付けられる端部ブロックを更に有しており、
前記端部ブロックには、後側センサとして振動センサが取り付けられている
打音検査装置を提供する。
【００１２】
また、本発明は、第７の打音検査装置として、第１から第４までのいずれかの打音検査装置であって、
前記シャフトの後端に取り付けられる端部ブロックを更に有しており、
前記第１支持部は、前側支持部と、後側支持部とを有しており、
前記後側支持部は、前記前側支持部の後方に位置しており、
前記シャフトは、前記前側支持部及び前記後側支持部に挿通されており、
前記前側支持部は、前記ハンマヘッドの後方に位置している
打音検査装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、第８の打音検査装置として、第７の打音検査装置であって、
前側ショック吸収部材を更に有しており、
前記前側ショック吸収部材の少なくとも一部は、前記前後方向において前記前側支持部と前記ハンマヘッドとの間に位置している
打音検査装置を提供する。
【００１４】
また、本発明は、第９の打音検査装置として、第７又は第８の打音検査装置であって、
後側ショック吸収部材を更に有しており、
前記シャフトが後方に移動したとき、前記後側ショック吸収部材は、前記ハンマヘッドが前記前側支持部と突き当たる前に、前記端部ブロックを受け止める
打音検査装置を提供する。
【００１５】
また、本発明は、第１０の打音検査装置として、第９の打音検査装置であって、
前記ベースは、立設部を有しており、
前記立設部は、前記端部ブロックの後方に位置しており、
前記後側ショック吸収部材の少なくとも一部は、前記前後方向において前記端部ブロックと前記立設部との間に位置している
打音検査装置を提供する。
【００１６】
また、本発明は、第１１の打音検査装置として、第１から第１０までのいずれかの打音検査装置であって、
前記シャフトは、前側限界位置と後側限界位置との間で移動可能であり、
前記シャフトは、非磁性部材と、前記前後方向において前記非磁性部材の後方に位置する磁性部材とを有しており、
前記シャフトが前記後側限界位置に位置しているとき、前記非磁性部材と前記磁性部材との境界は、前記ソレノイドコイル内部に位置している
打音検査装置を提供する。
【００１７】
また、本発明は、第１２の打音検査装置として、第１１の打音検査装置であって、
前記シャフトに対して前記後側限界位置に位置するようにバイアスをかけるバイアス部材を更に備える打音検査装置を提供する。
【００１８】
また、本発明は、第１の使用方法として、上述した第１１又は第１２の打音検査装置の使用方法であって、
前記非磁性部材の全体が前記ソレノイドコイルの前方に出た後に、前記対象物に対して前記ハンマヘッドを衝突させる
打音検査装置の使用方法を提供する。
【００１９】
また、本発明は、第２の使用方法として、上述した第１から第１２までのいずれかの打音検査装置の使用方法であって、
前記シャフトを前方に移動させた後であって前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突する前に、前記ソレノイドコイルに対する通電を切る
打音検査装置の使用方法を提供する。
【００２０】
また、本発明は、第３の使用方法として、上述した第１から第１２までのいずれかの打音検査装置の使用方法であって、
前記ソレノイドコイルに対して第１時間の間だけ第１通電を行った後、所定条件に応じて、前記ソレノイドコイルに対して前記第１時間よりも短い第２時間の間だけ第２通電を行う
打音検査装置の使用方法を提供する。
【００２１】
また、本発明は、第４の使用方法として、第３の使用方法であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後に、所定時間が経過することである
打音検査装置の使用方法を提供する。
【００２２】
また、本発明は、第５の使用方法として、第３の使用方法であって、
前記所定条件は、前記第１通電の開始後に、所定時間が経過することである
打音検査装置の使用方法を提供する。
【００２３】
また、本発明は、第６の使用方法として、第３の使用方法であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記前側センサからの信号によって検知することである
打音検査装置の使用方法を提供する。
【００２４】
また、本発明は、第７の使用方法として、第３の使用方法であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記マイクからの信号によって検知することである
打音検査装置の使用方法を提供する。
【００２５】
また、本発明は、第１３の打音検査装置として、第１から第１２までのいずれかの打音検査装置であって、
前記ソレノイドコイルに対して通電を行う駆動部を更に有しており、
前記駆動部は、前記ソレノイドコイルに対して通電を行う場合、前記ソレノイドコイルに対して第１時間の間だけ第１通電を行った後、所定条件に応じて、前記ソレノイドコイルに対して前記第１時間よりも短い第２時間の間だけ第２通電を行う
打音検査装置を提供する。
【００２６】
また、本発明は、第１４の打音検査装置として、第１３の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後に、所定時間が経過することである
打音検査装置を提供する。
【００２７】
また、本発明は、第１５の打音検査装置として、第１３の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の開始後に、所定時間が経過することである
打音検査装置を提供する。
【００２８】
また、本発明は、第１６の打音検査装置として、第１３の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記前側センサからの信号によって検知することである
打音検査装置を提供する。
【００２９】
また、本発明は、第１７の打音検査装置として、第１３の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記マイクからの信号によって検知することである
打音検査装置を提供する。
【００３０】
また、本発明は、第１８の打音検査装置として、
ベースと、
前記ベース上に設けられた第１支持部及び第２支持部と、
前後方向において前側限界位置と後側限界位置との間で移動可能となるように前記第１支持部に支持されたシャフトと、
前記シャフトを前記前側限界位置に向かうようにバイアスをかけるバイアス部材と
前記シャフトが前記前側限界位置に向かって移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記第２支持部に支持されたマイクであって、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクと
を備える打音検査装置を提供する。
【００３１】
また、本発明は、第１９の打音検査装置として、
ベースと、
前記ベース上に設けられた第１支持部と、
前記第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトであって、前記ソレノイドコイルに通電することにより前後方向において前方に移動させられるシャフトと、
前記シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記ソレノイドコイルに対して通電を行う駆動部と
を備える打音検査装置を提供する。
【００３２】
また、本発明は、第２０の打音検査装置として、第１９の打音検査装置であって、
前記駆動部は、前記ソレノイドコイルに対して通電を行う場合、前記ソレノイドコイルに対して第１時間の間だけ第１通電を行った後、所定条件に応じて、前記ソレノイドコイルに対して前記第１時間よりも短い第２時間の間だけ第２通電を行う
打音検査装置を提供する。
【００３３】
また、本発明は、第２１の打音検査装置として、第２０の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後に、所定時間が経過することである
打音検査装置を提供する。
【００３４】
また、本発明は、第２２の打音検査装置として、第２０の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の開始後に、所定時間が経過することである
打音検査装置を提供する。
【００３５】
また、本発明は、第２３の打音検査装置として、第２０の打音検査装置であって、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記前側センサからの信号によって検知することである
打音検査装置を提供する。
【００３６】
また、本発明は、第２４の打音検査装置として、第２０の打音検査装置であって、
前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクを更に有しており、
前記所定条件は、前記第１通電の終了後の所定時間内に、前記駆動部が前記ハンマヘッドと前記対象物との間の衝突を前記マイクからの信号によって検知することである
打音検査装置を提供する。
【００３７】
また、本発明は、第２５の打音検査装置として、第１９から第２４までのいずれかの打音検査装置であって、
前記シャフトの後端に取り付けられる端部ブロックを更に有しており、
前記第１支持部は、前側支持部と、後側支持部とを有しており、
前記後側支持部は、前記前側支持部の後方に位置しており、
前記シャフトは、前記前側支持部及び前記後側支持部に挿通されており、
前記前側支持部は、前記ハンマヘッドの後方に位置している
打音検査装置を提供する。
【００３８】
また、本発明は、第２６の打音検査装置として、第２５の打音検査装置であって、
前側ショック吸収部材を更に有しており、
前記前側ショック吸収部材の少なくとも一部は、前記前後方向において前記前側支持部と前記ハンマヘッドとの間に位置している
打音検査装置を提供する。
【００３９】
また、本発明は、第２７の打音検査装置として、第２５又は第２６の打音検査装置であって、
後側ショック吸収部材を更に有しており、
前記シャフトが後方に移動したとき、前記後側ショック吸収部材は、前記ハンマヘッドが前記前側支持部と突き当たる前に、前記端部ブロックを受け止める
打音検査装置を提供する。
【００４０】
また、本発明は、第２８の打音検査装置として、第２７の打音検査装置であって、
前記ベースは、立設部を有しており、
前記立設部は、前記端部ブロックの後方に位置しており、
前記後側ショック吸収部材の少なくとも一部は、前記前後方向において前記端部ブロックと前記立設部との間に位置している
打音検査装置を提供する。
【００４１】
また、本発明は、第２９の打音検査装置として、
ベースと、
前記ベース上に設けられた第１支持部及び第２支持部と、
前記第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトであって、前記ソレノイドコイルに通電することにより前後方向において前方に移動させられるシャフトと、
前記シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記第２支持部に支持されたマイクであって、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクと
を備える打音検査装置であって、
前記第１支持部及び前記第２支持部の少なくとも一方は、前記ベースの一部である
打音検査装置を提供する。
【００４２】
また、本発明は、第３０の打音検査装置として、
ボビン部材からなるベースと、
前記ベースに設けられた第１支持部及び第２支持部と、
前記第１支持部に支持されたソレノイドコイルと、
前記ソレノイドコイル内に挿通されたシャフトであって、前記ソレノイドコイルに通電することにより前後方向において前方に移動させられるシャフトと、
前記シャフトが前方に移動したときに、対象物に衝突するハンマヘッドと、
前記前後方向において前記ハンマヘッドと前記シャフトの前端との間に挟まれた前側センサであって、少なくとも圧電素子を有すると共に、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに当該衝突により受ける圧縮応力を検知する前側センサと、
前記第２支持部に支持されたマイクであって、前記ハンマヘッドが前記対象物に衝突したときに前記対象物から生じる音を集音するマイクと
を備える打音検査装置であって、
前記第１支持部及び前記第２支持部の少なくとも一方は、前記ボビン部材の一部である
打音検査装置を提供する。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、打撃手段としてのハンマヘッドと集音手段としてのマイクとを一つの装置上に設けたことから、ハンマヘッドが対象物に衝突する衝突位置と、その衝突により対象物から生じる音を集音する集音位置との関係を少なくとも所定の範囲内に抑えることができる。
【００４４】
また、単一の装置上にハンマヘッドやソレノイドコイルなどの駆動装置、マイクを設けることとしたので、ドローンや比較的小型のカート上に搭載した状態で打音検査することも可能となる。
【００４５】
更に、ハンマヘッドの取り付けられたシャフトをソレノイドコイルで駆動することとしたので、ハンマヘッドの対象物への衝突による振動がマイクへ伝達されることを抑制できる。そのため、測定した音に基づく検査の信頼性をより高めることができる。
【００４６】
加えて、ハンマヘッドの対象物への衝突を圧電素子において圧縮応力としても測定していることから、音の測定結果と圧縮応力とを用いて対象物の欠陥の有無の評価を行うことができるため、評価精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態による打音検査装置を示す斜視図である。シャフトは後側限界位置にある。
【図２】図１の打音検査装置を示す正面図である。
【図３】図２の打音検査装置をIII−III線に沿って示す断面図である。併せて、前側センサとその近傍を拡大して示してある。
【図４】図１の打音検査装置を示す側面図である。
【図５】図４の打音検査装置に対応する図であって、制御基板などを省略した図である。
【図６】図５に対応する図であって、シャフトが前側限界位置にあるときの図である。
【図７】図１の打音検査装置を示す一部分解斜視図である。シャフトは前側限界位置にあり、シャフトの前側からハンマヘッドまでの部材が分解されている。
【図８】図１の打音検査装置を示す斜視断面図である。併せて、前側センサとその近傍を拡大して示してある。なお、シャフトは前側限界位置にある。また、バイアス部材は省略されている。
【図９】図６の打音検査装置の変形例を示す図である。
【図１０】図９の打音検査装置を示す図であって、図５に対応する図である。
【図１１】図１から図１０までの打音検査装置におけるソレノイドコイルへの通電回路の一例を示す図である。
【図１２】図１１の通電回路のタイミングチャートを示す図である。
【図１３】図５の打音検査装置の変形例を示す図である。
【図１４】図６の打音検査装置の変形例を示す図である。
【図１５】図５の打音検査装置の別の変形例を示す図である。
【図１６】図５の打音検査装置の更に別の変形例を示す図である。ボビン部材の内部に形成された孔の輪郭を破線で描画している。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１から図８を参照すると、本発明の実施の形態による打音検査装置１は、ベース１０と、第１支持部１２と、第２支持部１４と、制御基板１６と、ソレノイドコイル２０と、ボビン部材２２と、シャフト３０と、ハンマヘッド４０と、前側センサ５０と、端部ブロック７０と、バイアス部材８０と、マイク９０とを備えている。
【００４９】
本実施の形態のベース１０は、水平面内（又は、ＸＹ平面内）に延びる金属製の平板からなる。具体的には、ベース１０には、垂直方向（又は、Ｚ方向）に貫通する複数の孔を形成されている。孔は、ネジ孔や、軽量化のための開口である。但し、本発明はこれに限定されるわけではなく、孔の有無や材料、主たる形状に関しては特に制限はない。
【００５０】
図１及び図３に示されるように、本実施の形態の第１支持部１２は、前側支持部１２Ａと、後側支持部１２Ｂの２つの部材からなる。図５及び図６から理解されるように、前側支持部１２Ａ及び後側支持部１２Ｂ並びに第２支持部１４は、いずれも金属製の板をＬ字状に曲げて形成されたものである。前側支持部１２Ａは、ベース１０に対してネジ止めされており、後側支持部１２Ｂと第２支持部１４は、ベース１０に対して溶着されている。但し、本発明はこれに限定されるわけではなく、第１支持部１２及び第２支持部１４の形状や材質については特に制限はない。
【００５１】
図１に示されるように、制御基板１６は、ベース１０上に取り付けられており、打音検査装置１の制御を行う。制御基板１６には、各種ＩＣや検査結果判定用のＬＥＤ１８などが搭載されている。
【００５２】
本実施の形態のソレノイドコイル２０は、ボビン部材２２上に巻回されている。ボビン部材２２は、前後方向（又は、Ｘ方向）において、第１支持部１２の前側支持部１２Ａと後側支持部１２Ｂとに挟まれるようにして支持されている。換言すると、ソレノイドコイル２０は、ボビン部材２２を介して第１支持部１２に支持されている。これにより、ソレノイドコイル２０は、ベース１０に対して相対的に位置決め固定されている。ソレノイドコイル２０の巻軸は、前後方向と平行である。
【００５３】
図３、図７及び図８に示されるように、本実施の形態のシャフト３０は、非磁性部材３４と、磁性部材３６とを有している。詳しくは、非磁性部材３４の後端には雄ネジが形成されており、磁性部材３６の前端には雌ネジが形成されている。これらの雄ネジ及び雌ネジを利用して、非磁性部材３４は、磁性部材３６に対して螺合されており、図３及び図８に示されるように、一本のシャフト３０を構成している。また、この螺合により、磁性部材３６は、前後方向において非磁性部材３４の後方に位置している。非磁性部材３４及び磁性部材３６には、夫々、前後方向に延びる孔が形成されており、これらの孔は連結された際に１つの貫通孔３２を構成している。貫通孔３２は、シャフト３０の前端から後端まで前後方向に沿ってシャフト３０を貫通している。
【００５４】
図３及び図８に示されるように、本実施の形態のシャフト３０は、ソレノイドコイル２０の巻回されたボビン部材２２内に挿通されている。即ち、シャフト３０は、ソレノイドコイル２０内に挿通されている。具体的には、シャフト３０は、前後方向に沿って前側限界位置（図８参照）と後側限界位置（図３参照）との間で移動可能となるようにボビン部材２２に保持されている。ボビン部材２２が第１支持部１２に支持されていることを考慮すると、シャフト３０は、前後方向において前側限界位置と後側限界位置との間で移動可能となるように第１支持部１２に支持されているとも言える。ソレノイドコイル２０の巻軸の方向とシャフト３０の長手方向は、いずれも前後方向である。本実施の形態のシャフト３０は、ソレノイドコイル２０に通電することにより前後方向において前方（又は、−Ｘ方向）に移動させられる。ソレノイドコイル２０の通電によるシャフト３０の動きについては、後述する。
【００５５】
ハンマヘッド４０は、シャフト３０が前方に移動したときに、対象物に衝突するものである。ここで、対象物は、例えば、特許文献１における「コンクリート系構造物」である。図３及び図８に示されるように、本実施の形態のハンマヘッド４０は、若干丸まった先端を有しており、また、ハンマヘッド４０には、前後方向において前方に向かって凹んだ収容部４２が形成されている。収容部４２の後半部には雌ネジが切られており、非磁性部材３４の前端には雄ネジが形成されている。ハンマヘッド４０は、これらの雌ネジ及び雄ネジを利用して、シャフト３０の非磁性部材３４の前端に螺合されて固定されている。そのため、シャフト３０の前後方向に沿った移動に伴い、ハンマヘッド４０も移動する。
【００５６】
図３及び図８に示されるように、前側センサ５０は、前後方向においてハンマヘッド４０とシャフト３０の前端との間に挟まれている。特に、本実施の形態の前側センサ５０は、ハンマヘッド４０の収容部４２内に収容されており、収容部４２内においてハンマヘッド４０の収容部４２の奥壁とシャフト３０の前端とに挟まれている。
【００５７】
前側センサ５０は、圧電素子５２と、圧電素子５２の後側に設けられた第１電極５４と、第１電極５４の後側に設けられた第１絶縁体６０と、圧電素子５２の前側に設けられた第２電極６２と、第２電極６２の前側に設けられた第２絶縁体６８とを備えている。圧電素子５２は、リング状の形状を有している。第１電極５４は、リング状の第１主部５６と、第１主部５６の内側に突出した第１端子５８とを有している。第１絶縁体６０は、リング状の形状を有している。第２電極６２は、リング状の第２主部６４と、第２主部６４の内側に突出した第２端子６６とを有している。第２絶縁体６８は、リング状の形状を有している。本実施の形態において、圧電素子５２、第１電極５４の第１主部５６、第１絶縁体６０、第２電極６２の第２主部６４及び第２絶縁体６８は、対応する形状を有している。このため、前側センサ５０は全体として前後方向に貫通する孔を有している。この前側センサ５０の孔は、シャフト３０の貫通孔３２と対応している。このような構成を備える前側センサ５０は、ハンマヘッド４０が対象物に衝突すると、圧電素子５２を利用して当該衝突に起因した圧縮応力を検知する。圧縮応力は、第１電極５４と第２電極６２との間に生じた電圧により確認できる。これらの電圧は、第１端子５８と第２端子６６に夫々接続された第１ケーブル及び第２ケーブル（図示せず）を通じて測定される。
【００５８】
図１、図３及び図８に示されるように、端部ブロック７０は、シャフト３０の後端に取り付けられている。本実施の形態の端部ブロック７０は、ナット７２と、ナット７２の後端に取り付けられた後側センサ７６とを備えている。ナット７２には、雌ネジが切られており、シャフト３０の磁性部材３６の後端には雄ネジが形成されている。ナット７２は、これらの雌ネジと雄ネジを利用してシャフト３０の後端に螺合されて固定されている。更にナット７２には、開口部７４が形成されている。この開口部７４は、雌ねじまで達するスリットであり、シャフト３０にナット７２が固定された状態において、シャフト３０の貫通孔３２と連通している。本実施の形態においては、この開口部７４とシャフト３０の貫通孔３２を通してて、第１電極５４に接続された第１ケーブル（図示せず）と第２電極６２に接続された第２ケーブル（図示せず）とをシャフト３０の外部に引き出している。このように、シャフト３０の内部を通してケーブルを引き出すことにより、シャフト３０を駆動する際にケーブルが何かに引っかかって断線してしまうといった問題を避けることができると共に、ケーブルをシールディングすることができる。
【００５９】
本実施の形態の後側センサ７６は、振動センサである。具体的には、振動センサは、片持ち支持された圧電体板を備えており、シャフト３０の移動の加速度を検知することができる。
【００６０】
バイアス部材８０は、シャフト３０に対して後側限界位置に位置するようにバイアスをかけるためのものである。図１や図３から図６に示されるように、バイアス部材８０は、後側支持部１２Ｂと端部ブロック７０との間に取り付けられている。具体的には、バイアス部材８０は、コイルばねやヤング率の小さいウレタンフォームなどのクッション材のような弾性体からなる。本実施の形態においては、初期状態においてバイアス部材８０の弾性体が少し圧縮されており、そのため、バイアス部材８０は、端部ブロック７０を後側支持部１２Ｂから遠ざけるように端部ブロック７０に対して力を加えている。但し、本発明はこれに限定されない。例えば、バイアス部材８０の弾性体が伸びきった状態のときにシャフト３０が後側限界位置に位置するように構成されている場合、初期状態においては、バイアス部材８０からシャフト３０には力は加えられない。
【００６１】
図１及び図２に示されるように、マイク９０は、第２支持部１４に支持されている。具体的には、マイク９０は、第２支持部１４に支持された基板に取り付けられている。このマイク９０は、ハンマヘッド４０が対象物に衝突したときに対象物から生じる音を集音するためのものである。本実施の形態のマイク９０は、前後方向と直交する横方向（又は、Ｙ方向）においてハンマヘッド４０と並んで配置されている。また、マイク９０は、前後方向において前方に向いている。ハンマヘッド４０が前後方向のみに移動可能なシャフト３０に取り付けられているので、マイク９０とハンマヘッド４０の横方向における相対位置は、一定である。そのため、ハンマヘッド４０が対象物に衝突するときのマイク９０とハンマヘッド４０の相対位置のバラつきを抑えることができる。
【００６２】
図３から図５に示されるように、ソレノイドコイル２０に通電する前、シャフト３０は、バイアス部材８０から後方（＋Ｘ方向）に向かう力を受けており、後側限界位置に位置している。このとき、図３に示されるように、非磁性部材３４と磁性部材３６との境界は、前後方向において、ソレノイドコイル２０内部に位置している。この状態で、ソレノイドコイル２０に通電すると、磁界が生じ、それにより、磁性部材３６がボビン部材２２内部（ソレノイドコイル２０内部）に引き込まれ、非磁性部材３４が前方に押し出される。即ち、ソレノイドコイル２０に通電すると、シャフト３０は前方に移動させられる。このとき、対象物がハンマヘッド４０の前方にあれば、ハンマヘッド４０が対象物に衝突することとなる。特に、非磁性部材３４の全体がソレノイドコイル２０の前方に出た後に、対象物に対してハンマヘッド４０を衝突させることとすると、衝突による反力がベース１０に伝達されることを抑制することができることから、衝突のマイク９０への影響を低減することができ、マイク９０における集音の信頼性を高めることができる。同様の効果を得るため、ソレノイドコイル２０に通電してシャフト３０を前方に移動させた後、ハンマヘッド４０が対象物に衝突する前に、ソレノイドコイル２０に対する通電を切ることとしてもよい。
【００６３】
更に、本実施の形態の形態においては、衝突前後のシャフト３０の加速度の変化を後側センサ（振動センサ）７６にて検知している。即ち、本実施の形態の打音検査装置１は、圧縮応力を検知する前側センサ５０と衝突時の音を集音するマイク９０に加えて、後側センサ（振動センサ）７６を備えていることから、検査精度の信頼性をより高めることができる。マイク９０を省略して、シャフト３０と後側センサ（振動センサ）７６とを備える装置を構成してもよい。このような装置の場合もソレノイドコイル２０をシャフト３０の駆動に利用していることから、衝突時の反力がベース１０に伝わらないので、ドローン等への搭載に向いている。
【００６４】
図５及び図６に示されるように、上述した実施の形態において、バイアス部材８０は、第１支持部１２の後側支持部１２Ｂと端部ブロック７０との間に位置していたが、このバイアス部材を前側支持部１２Ａの前側に設けることとしてもよい。
【００６５】
具体的には、図９及び図１０に示されるように、変形例による打音検査装置１Ａのバイアス部材８０Ａは、第１支持部１２の前側支持部１２Ａとハンマヘッド４０との間に位置している。バイアス部材８０Ａは、上述した実施の形態のバイアス部材８０と同様のものであり、例えば、コイルばねのような弾性体からなる。
【００６６】
このバイアス部材８０Ａの位置の変更に伴い、シャフト３０Ａの構成も変更される。詳しくは、上述した実施の形態においては、非磁性部材３４が磁性部材３６の前側に位置していたが、本変形例においては、逆である。即ち、シャフト３０Ａにおいては、非磁性部材３４Ａが磁性部材３６Ａの後側に位置しており、ハンマヘッド４０は磁性部材３６Ａの前端に取り付けられている。シャフト３０Ａは、上述した実施の形態と同様に、前後方向において前側限界位置と後側限界位置との間で移動可能となるように第１支持部１２に支持されている。
【００６７】
バイアス部材８０Ａは、シャフト３０Ａに対して前側限界位置に向かうようにバイアスをかけている。即ち、図９の状態が常態である。この状態において、ソレノイドコイル２０に通電すると、シャフト３０Ａの磁性部材３６Ａがソレノイドコイル２０内に引き込まれ、図１０に示されるように、シャフト３０Ａは、バイアス部材８０のバイアスに抗って後側限界位置まで移動する。この状態において、ソレノイドコイル２０に対する通電を切ると、バイアス部材８０によりシャフト３０Ａは前側限界位置に向かって移動する。この移動時にハンマヘッド４０を対象物に衝突させることができる。このような構成を採用すると、バイアス部材８０Ａの選定により、ハンマヘッド４０の対象物に対する打撃力（衝突力）を容易に強くすることができる。
【００６８】
以下、上述した実施の形態及び変形例におけるソレノイドコイル２０の通電制御について詳細に説明する。
【００６９】
本実施の形態の打音検査装置１、１Ａ（図１から図１０まで参照）は、図１１に例示した通電回路を有している。図１１を参照すると、制御基板１６には、駆動部１６２が設けられている。駆動部１６２は、例えば、マイクロコンピュータ及び動作電源を含む電子回路である。駆動部１６２は、ソレノイドコイル２０に接続されている。駆動部１６２は、駆動指示信号Ｓｄに応じて、ソレノイドコイル２０に駆動電流Ｉｄを供給し、これによりソレノイドコイル２０を駆動する。
【００７０】
駆動指示信号Ｓｄは、例えば、ハンマヘッド４０が対象物に接近したときに、打音検査装置１、１Ａ（図１から図１０まで参照）の操作者が操作機器（図示せず）を操作することによって生成できる。操作機器の操作による操作者の指示は、打音検査装置１、１Ａに対して有線伝送してもよいし、無線伝送してもよい。但し、本発明は、これに限られない。例えば、打音検査装置１、１Ａは、ハンマヘッド４０と対象物との間の距離を測定するセンサ（図示せず）を備えていてもよい。この場合、このセンサは、ハンマヘッド４０と対象物との間の距離が所定値以下になったときに、駆動部１６２に対して駆動指示信号Ｓｄを出力すればよい。また、駆動指示信号Ｓｄは、時間をあけて複数回繰り返し生成してもよい。この場合、駆動指示信号Ｓｄの生成回数や生成間隔を、ハンマヘッド４０を対象物に衝突させる際に変更できるようにしてもよい。
【００７１】
上述したように、打音検査装置１、１Ａ（図１から図１０まで参照）は、駆動指示信号Ｓｄを受けた際にソレノイドコイル２０に対して通電を行う駆動部１６２を備えている。本実施の形態において、駆動部１６２は、制御基板１６に設けらた電子回路の一部である。但し、本発明は、これに限られず、駆動部１６２は、制御基板１６以外の部材に設けられていてもよい。
【００７２】
図１１及び図１２を参照すると、駆動部１６２は、ソレノイドコイル２０に対して通電を行う場合、まず、ソレノイドコイル２０に対して第１時間（Ｔ１）の間だけ第１通電を行う。即ち、第１時間（Ｔ１）の間だけソレノイドコイル２０に駆動電流Ｉｄを供給する。図６及び図９を参照すると、この結果、ソレノイドコイル２０が駆動され、シャフト３０、３０Ａは、対象物に向かって前方に移動する。
【００７３】
図１１及び図１２を参照すると、駆動部１６２は、第１時間（Ｔ１）が経過すると、第１通電を終了する。図５及び図１０を参照すると、この結果、シャフト３０、３０Ａは、バイアス部材８０、８０Ａが加えるバイアス力によって後方に移動する。このとき、シャフト３０、３０Ａに、設計値よりも大きなバイアス力が加わる場合がある。加えて、ハンマヘッド４０が対象物と衝突すると、ハンマヘッド４０は、対象物から後方に向かう反力を受ける。このときの反力は、ハンマヘッド４０と対象物との間の距離や、対象物の材質等の様々な条件によって異なり、予め大きさを想定し難い。
【００７４】
上述のバイアス力や反力によって、シャフト３０、３０Ａが後側限界位置（図５及び図１０に示された位置）を越えて後方に移動し、ハンマヘッド４０の後端が前側支持部１２Ａと衝突するおそれがある。この衝突による衝撃によって、ハンマヘッド４０内部の前側センサ５０（図３参照）の誤動作や、前側支持部１２Ａの破損といった様々な障害が生じるおそれがある。
【００７５】
図１１及び図１２を参照すると、駆動部１６２は、上述の障害の発生を防止するため、第１通電を行った後、所定の駆動条件（以下、単に「所定条件」という。）に応じて、ソレノイドコイル２０に対して第１時間（Ｔ１）よりも短い第２時間（Ｔ２）の間だけ第２通電を行う。即ち、第２時間（Ｔ２）の間だけソレノイドコイル２０に駆動電流Ｉｄを再び供給する。図５、図６、図９及び図１０を参照すると、この結果、シャフト３０、３０Ａは、前側限界位置（図６及び図９に示された位置）から後側限界位置（図５及び図１０に示された位置）まで移動する途中で、前方に向かう力を受ける。即ち、シャフト３０、３０Ａの後方移動に対してブレーキがかかり、ハンマヘッド４０と前側支持部１２Ａとの間の衝突が防止又は軽減される。
【００７６】
図１１及び図１２を参照すると、第２通電を開始するタイミングは、様々な方法で決定できる。即ち、第２通電は、様々な所定条件に応じて行うことができる。
【００７７】
例えば、第２通電は、第１通電の終了後に、所定時間（Ｔｉ：但し、Ｔｉ＞０）が経過したときに行ってもよい。即ち、この場合の所定条件は、第１通電の終了後に、所定時間（Ｔｉ）が経過することである。一方、第２通電は、第１通電の開始後に、所定時間（Ｔｂ：但し、Ｔｂ＞Ｔ１）が経過したときに行ってもよい。即ち、この場合の所定条件は、第１通電の開始後に、所定時間（Ｔｂ）が経過することである。上述の所定時間（Ｔｉ）や所定時間（Ｔｂ）は、バイアス部材８０、８０Ａ（図５及び図１０参照）のバイアス力や対象物から受ける反力等の様々な要因を考慮して設定すればよい。
【００７８】
図６、図９、図１１及び図１２を参照すると、ハンマヘッド４０の前方に対象物が存在しない場合でも、例えば操作者の誤操作によって、駆動部１６２が駆動指示信号Ｓｄを受ける場合がある。この場合、前方に移動したハンマヘッド４０は、対象物に衝突せず、対象物から反力を受けない。従って、シャフト３０、３０Ａを後方に移動させる力は、バイアス部材８０、８０Ａのバイアス力のみであり、所定の誤差範囲内において予め想定可能である。即ち、ハンマヘッド４０が対象物に衝突しない場合にシャフト３０、３０Ａが後側限界位置を越えて後方に移動しないように、バイアス力を設定可能である。従って、駆動部１６２は、ハンマヘッド４０が対象物に衝突しない場合に、無駄な第２通電を行わないように設定してもよい。
【００７９】
例えば、図１１を参照すると、駆動部１６２を前側センサ５０と接続して、衝突に起因する圧縮応力を駆動部１６２に通知してもよい。より具体的には、駆動部１６２を、圧電素子５２の第１電極５４及び第２電極６２と接続して、ハンマヘッド４０が対象物と衝突した際に第１電極５４と第２電極６２との間に生じる電圧信号（以下、単に「信号」という。）を駆動部１６２に通知してもよい。図１１及び図１２を参照すると、この場合、駆動部１６２は、前側センサ５０からの信号の大きさが、第１通電の終了後の所定時間（Ｔｉ）内に所定値を超えたときに、第２通電を行えばよい。即ち、この場合の所定条件は、第１通電の終了後の所定時間（Ｔｉ）内に、駆動部１６２がハンマヘッド４０と対象物との間の衝突を前側センサ５０からの信号によって検知することである。
【００８０】
図１１を参照すると、駆動部１６２をマイク９０と接続して、ハンマヘッド４０が対象物と衝突した際にマイク９０が集音した音を電圧信号（以下、単に「信号」という。）に変換して駆動部１６２に通知してもよい。図１１及び図１２を参照すると、この場合、駆動部１６２は、マイク９０からの信号の大きさが、第１通電の終了後の所定時間（Ｔｉ）内に所定値を超えたときに、第２通電を行えばよい。即ち、この場合の所定条件は、第１通電の終了後の所定時間（Ｔｉ）内に、駆動部１６２がハンマヘッド４０と対象物との間の衝突をマイク９０からの信号によって検知することである。
【００８１】
上述のように、前側センサ５０やマイク９０からの信号に応じて第２通電を行う場合、無駄な第２通電を行わないようにできる。この場合、第２通電は、前側センサ５０からの信号及びマイク９０からの信号のいずれか一方に応じて行ってもよいし、両方の信号を参照して行ってもよい。即ち、駆動部１６２は、前側センサ５０及びマイク９０の一方に接続してもよいし、両方に接続してもよい。
【００８２】
図１１及び図１２を参照すると、上述したように、本実施の形態においてハンマヘッド４０を対象物と衝突させる場合、まず、ソレノイドコイル２０に対して第１時間（Ｔ１）の間だけ第１通電を行う。その後、所定条件（所定の駆動条件）に応じて、ソレノイドコイル２０に対して第１時間（Ｔ１）よりも短い第２時間（Ｔ２）の間だけ第２通電を行う。ソレノイドコイル２０の駆動条件は、前述した４つの条件に限定されず、様々に変形可能である。
【００８３】
更に、打音検査装置１、１Ａ（図１から図１０まで参照）を使用する際に、対象物の材質等の様々な条件に応じて、ソレノイドコイル２０の駆動条件を変更できるようにしてもよい。詳しくは、ハンマヘッド４０を対象物と衝突させる際、ソレノイドコイル２０の駆動条件を、上述した４つの条件を含む様々な条件から選択可能にしてもよい。更に、ハンマヘッド４０を対象物と衝突させる際、第１時間（Ｔ１）、第２時間（Ｔ２）、所定時間（Ｔｉ）、所定時間（Ｔａ）及び所定時間（Ｔｂ）の夫々の長さを変更可能にしてもよい。
【００８４】
上述した駆動条件の選択や変更を可能にする場合、例えば、駆動部１６２に駆動条件の変更機能を設けてもよい。この場合、操作者は、駆動部１６２の変更機能を使用して、例えば手動で駆動条件を変更すればよい。一方、制御基板１６に、操作者がリモートコントロール可能な駆動制御部（図示せず）を設けて、駆動部１６２と接続してもよい。この場合、駆動制御部は、操作者からの駆動条件の選択指示や変更指示を有線又は無線で受信して、駆動部１６２の設定を選択又は変更すればよい。
【００８５】
図１３及び図１４を参照すると、ハンマヘッド４０と前側支持部１２Ａとの間の衝突は、駆動部１６２（図１１参照）による制御に加えて、又は、駆動部１６２による制御を行うことなく、別の方法によって防止できる。例えば、変形例による打音検査装置１Ｃ、１Ｄの夫々は、以下に説明するように、ハンマヘッド４０と前側支持部１２Ａとの間の衝突を防止可能な構造を有している。
【００８６】
図１３を参照すると、打音検査装置１Ｃは、前側ショック吸収部材８２を備えていることを除き、打音検査装置１（図５参照）と同じ構造を有している。例えば、打音検査装置１Ｃにおいて、後側支持部１２Ｂは、打音検査装置１と同様に、前側支持部１２Ａの後方に位置している。また、前側支持部１２Ａは、前後方向と直交する平板形状の前側挿通部１２２Ａを有しており、後側支持部１２Ｂは、前後方向と直交する平板形状の後側挿通部１２２Ｂを有している。前側支持部１２Ａは、全体として、ハンマヘッド４０の後方に位置しており、且つ、ボビン部材２２の前方に位置している。特に、前側挿通部１２２Ａは、ハンマヘッド４０から離れて後方に位置しており、且つ、ボビン部材２２の直前に位置している。後側支持部１２Ｂは、全体として、ボビン部材２２の後方に位置している。特に、後側挿通部１２２Ｂは、ボビン部材２２の直後に位置している。
【００８７】
前側挿通部１２２Ａ及び後側挿通部１２２Ｂの夫々には、垂直面（又は、ＹＺ平面）においてシャフト３０よりも僅かに大きな孔が形成されている（図３参照）。シャフト３０は、前側挿通部１２２Ａの孔及び後側挿通部１２２Ｂの孔を通過して、前後方向に延びている。即ち、シャフト３０は、前側支持部１２Ａの前側挿通部１２２Ａ及び後側支持部１２Ｂの後側挿通部１２２Ｂに挿通されている。
【００８８】
前側ショック吸収部材８２は、スポンジやゴムなどの弾性体からなる。本変形例による前側ショック吸収部材８２は、前後方向と直交する平板形状を有している。前側ショック吸収部材８２は、前側挿通部１２２Ａの前面に取り付けられている。前側ショック吸収部材８２には、垂直面においてシャフト３０よりも僅かに大きな孔が形成されている（図示せず）。シャフト３０は、前側ショック吸収部材８２の孔を通過して、前後方向に延びている。
【００８９】
本変形例による前側ショック吸収部材８２は、前後方向において前側挿通部１２２Ａとハンマヘッド４０との間に位置している。詳しくは、シャフト３０が後側限界位置（図１３に示された位置）にあるとき、ハンマヘッド４０の後端は、前側ショック吸収部材８２と接触又は近接している。シャフト３０が後側限界位置を越えて後方に移動した場合、ハンマヘッド４０は、前側ショック吸収部材８２に衝突し、前側ショック吸収部材８２は、衝突による衝撃を吸収する。即ち、前側ショック吸収部材８２は、前側支持部１２Ａの破損といった様々な障害を防止する。
【００９０】
上述の衝撃吸収効果を得るという観点から、前側ショック吸収部材８２の構造や配置は、本変形例に限られない。例えば、前側ショック吸収部材８２は、複数の部材から構成されていてもよい。また、前側ショック吸収部材８２の少なくとも一部が、前後方向において前側支持部１２Ａとハンマヘッド４０との間に位置していればよい。
【００９１】
図１４を参照すると、打音検査装置１Ｄは、後側ショック吸収部材８４を備えていること、及び、ベース１０（図１０参照）と異なるベース１０Ｄを備えていることを除き、打音検査装置１Ａ（図１０参照）と同じ構造を有している。例えば、打音検査装置１Ｄは、打音検査装置１Ａと同じ前側支持部１２Ａ及び後側支持部１２Ｂを有している。シャフト３０Ａは、前側支持部１２Ａの前側挿通部１２２Ａ及び後側支持部１２Ｂの後側挿通部１２２Ｂによって、打音検査装置１Ａと同様に支持されている。
【００９２】
本変形例によるベース１０Ｄは、端部ブロック７０を越えて後方に延びている。詳しくは、ベース１０Ｄは、立設部１０２を有している。立設部１０２は、前後方向と直交する平面上を延びている。立設部１０２は、シャフト３０Ａが後側限界位置（図１４に示された位置）に位置しているときにも、端部ブロック７０の後方に位置している。
【００９３】
後側ショック吸収部材８４は、スポンジやゴムなどの弾性体からなる。本変形例による後側ショック吸収部材８４は、前後方向と直交する平板形状を有している。後側ショック吸収部材８４は、立設部１０２の前面に取り付けられている。
【００９４】
本変形例による後側ショック吸収部材８４は、前後方向において端部ブロック７０と立設部１０２との間に位置している。また、端部ブロック７０と後側ショック吸収部材８４との間の前後方向における距離は、ハンマヘッド４０の後端と前側挿通部１２２Ａとの間の前後方向における距離よりも小さい。従って、ハンマヘッド４０が後方に移動した場合、端部ブロック７０は、ハンマヘッド４０が前側挿通部１２２Ａと突き当たる前に、後側ショック吸収部材８４に衝突し、後側ショック吸収部材８４は、衝突による衝撃を吸収する。即ち、後側ショック吸収部材８４は、前側支持部１２Ａの破損といった様々な障害を防止する。
【００９５】
上述の衝撃吸収効果を得るという観点から、後側ショック吸収部材８４の構造や配置は、本変形例に限られない。例えば、後側ショック吸収部材８４は、複数の部材から構成されていてもよい。また、後側ショック吸収部材８４の少なくとも一部が、前後方向において端部ブロック７０と立設部１０２との間に位置していればよい。即ち、シャフト３０Ａが後方に移動したとき、後側ショック吸収部材８４は、ハンマヘッド４０が前側支持部１２Ａと突き当たる前に、端部ブロック７０を受け止めればよい。後側ショック吸収部材８４が、このように配置できる限り、立設部１０２を設けなくてもよい。
【００９６】
図１３及び図１４を参照すると、前側ショック吸収部材８２及び後側ショック吸収部材８４の構造や配置は、更に様々に変形可能である。例えば、打音検査装置１Ｃは、前側ショック吸収部材８２及び後側ショック吸収部材８４の両方を備えていてもよい。
【００９７】
上述した打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ（図１から図１４まで参照）は、以下に説明するように、更に様々に変形可能である。
【００９８】
図１５を参照すると、打音検査装置１Ｅは、打音検査装置１（図５参照）のベース１０（図５参照）と異なる金属製のベース１０Ｅを備えている。ベース１０Ｅは、横方向に沿って見たとき、Ｕ字形状を有している。詳しくは、ベース１０Ｅは、１枚の金属板をＵ字状に折り曲げて形成されており、前側立設部（第１支持部、第２支持部）１０２Ｅと、後側立設部（第１支持部）１０４Ｅと、基部１０６Ｅとを有している。基部１０６Ｅは、水平面内に延びる平板形状を有している。前側立設部１０２Ｅは、基部１０６Ｅの前端に位置しており、前後方向と直交する垂直面内に延びる平板形状を有している。後側立設部１０４Ｅは、基部１０６Ｅの後端に位置しており、垂直面内に延びる平板形状を有している。
【００９９】
前側立設部１０２Ｅは、ボビン部材２２の前端に固定されており、後側立設部１０４Ｅは、ボビン部材２２の後端に固定されている。このように固定された前側立設部１０２Ｅ及び後側立設部１０４Ｅは、ソレノイドコイル２０が巻回されたボビン部材２２を、前後方向において挟むようにして支持している。換言すると、ソレノイドコイル２０は、ボビン部材２２を介して前側立設部１０２Ｅ及び後側立設部１０４Ｅに支持されている。これにより、ソレノイドコイル２０は、ベース１０Ｅに対して相対的に位置決め固定されている。この構造から理解されるように、本変形例において、前側立設部１０２Ｅ及び後側立設部１０４Ｅは、ソレノイドコイル２０を支持する第１支持部として機能する。
【０１００】
前側立設部１０２Ｅ及び後側立設部１０４Ｅの夫々には、シャフト３０に対応する孔（図示せず）が形成されている。シャフト３０は、前側立設部１０２Ｅの孔を通過して前方に延びており、且つ、後側立設部１０４Ｅの孔を通過して後方に延びている。本変形例において、マイク９０は、前側立設部１０２Ｅに支持されている。具体的には、マイク９０は、前側立設部１０２Ｅの前面に取り付けられており、マイク９０とハンマヘッド４０の横方向における相対位置は、一定である。この構造から理解されるように、本変形例において、前側立設部１０２Ｅは、マイク９０を支持する第２支持部として機能する。
【０１０１】
上述したように、本変形例による打音検査装置１Ｅは、打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ（図１から図１４まで参照）と同様に、ベース１０Ｅ上に設けられた第１支持部（前側立設部１０２Ｅ及び後側立設部１０４Ｅからなる構造体）及び第２支持部（前側立設部１０２Ｅ）を備えている。但し、打音検査装置１Ｅの第１支持部及び第２支持部は、打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄと異なり、ベース１０Ｅの一部である。この相違点を除き、打音検査装置１Ｅは、打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄと同じ構造を有しており、打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄと同様に機能する。
【０１０２】
打音検査装置１Ｅの第１支持部及び第２支持部は、その一方のみがベース１０Ｅの一部であってもよい。例えば、ベース１０Ｅに、前側立設部１０２Ｅを設けず、代わりに前側支持部１２Ａ（図５参照）及び第２支持部１４（図５参照）を設けてもよい。また、ベース１０Ｅに、前側立設部１０２Ｅ及び後側立設部１０４Ｅを設けず、代わりに第１支持部１２（図５参照）を設けてもよい。この場合、マイク９０をベース１０Ｅの基部１０６Ｅの一部によって直接的に支持してもよい。即ち、第１支持部及び第２支持部の少なくとも一方が、ベース１０Ｅの一部であってもよい。
【０１０３】
図１６を参照すると、打音検査装置１Ｆは、打音検査装置１のベース１０、第１支持部１２及び第２支持部１４（図５参照）を備えていない。一方、打音検査装置１Ｆは、打音検査装置１と同様に、樹脂等の絶縁体からなるボビン部材２２Ｆを備えている。例えば、制御基板１６（図１参照）等の部材は、ボビン部材２２Ｆに取り付ければよい。また、打音検査装置１Ｆをドローンに搭載する場合、ボビン部材２２Ｆの下面をドローンに固定すればよい。
【０１０４】
ボビン部材２２Ｆは、打音検査装置１のボビン部材２２（図１及び図３参照）と同じ基本構造を有している。詳しくは、ボビン部材２２Ｆは、ボビン部材２２と同様に、中間部（第１支持部）２２２Ｆと、前側部（第２支持部）２２４Ｆと、後側部２２６Ｆとを有している。中間部２２２Ｆは、前後方向に沿って延びている。前側部２２４Ｆは、中間部２２２Ｆの前端に位置しており、垂直面内に延びる平板形状を有している。後側部２２６Ｆは、中間部２２２Ｆの後端に位置しており、垂直面内に延びる平板形状を有している。ボビン部材２２Ｅの内部には、ボビン部材２２と同様に、中間部２２２Ｆ、前側部２２４Ｆ及び後側部２２６Ｆを前後方向に貫通する孔が形成されている。シャフト３０は、前側部２２４Ｆの孔を通過して前方に延びており、且つ、後側部２２６Ｆの孔を通過して後方に延びている。
【０１０５】
ボビン部材２２Ｆの中間部２２２Ｆには、ボビン部材２２（図３参照）と同様に、ソレノイドコイル２０が巻回されている。換言すれば、ソレノイドコイル２０は、中間部２２２Ｆによって直接的に支持されている。これにより、ソレノイドコイル２０は、ボビン部材（ベース）２２Ｆに対して相対的に位置決め固定されている。この構造から理解されるように、本変形例において、中間部２２２Ｆは、ソレノイドコイル２０を直接的に支持する第１支持部として機能する。
【０１０６】
本変形例において、マイク９０は、前側部２２４Ｆに支持されている。具体的には、マイク９０は、前側部２２４Ｆの前面に取り付けられており、マイク９０とハンマヘッド４０の横方向における相対位置は、一定である。この構造から理解されるように、本変形例において、前側部２２４Ｆは、マイク９０を支持する第２支持部として機能する。
【０１０７】
上述したように、本変形例による打音検査装置１Ｆは、打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ（図１から図１４まで参照）と同様に、基台として機能するベース２２Ｆを備えている。加えて、打音検査装置１Ｆは、ベース２２Ｆに設けられた第１支持部（中間部２２２Ｆ）及び第２支持部（前側部２２４Ｆ）を備えている。但し、打音検査装置１Ｆにおいては、ボビン部材２２Ｆがベースとして機能する。換言すれば、打音検査装置１Ｆは、ボビン部材２２Ｆからなるベースを備えている。また、第１支持部及び第２支持部は、打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄと異なり、ボビン部材２２Ｆの一部である。上述の相違点を除き、打音検査装置１Ｆは、打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄと同じ構造を有しており、打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄと同様に機能する。
【０１０８】
打音検査装置１Ｆの第１支持部及び第２支持部は、その一方のみがボビン部材２２Ｆ（ベース２２Ｆ）の一部であってもよい。例えば、ボビン部材２２Ｆとは別体の第２支持部をボビン部材２２Ｆの前側部２２４Ｆに固定してもよい。この場合、マイク９０を、この第２支持部によって支持してもよい。即ち、第１支持部及び第２支持部の少なくとも一方が、ボビン部材２２Ｆの一部であってもよい。
【０１０９】
以上に説明した打音検査装置１、１Ａ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ（図１から図１６まで参照）の構造は、様々に組み合わせることができる。例えば、打音検査装置１Ｅは、打音検査装置１Ｃの前側ショック吸収部材８２を備えていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明による打音検査装置は、ドローンや比較的小型のカートなどに搭載して使用することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ    打音検査装置
１０，１０Ｄ，１０Ｅ                ベース
１０２                              立設部
１０２Ｅ                            前側立設部（第１支持部、第２支持部）
１０４Ｅ                            後側立設部（第１支持部）
１０６Ｅ                            基部
１２                                第１支持部
１２Ａ                              前側支持部
１２２Ａ                            前側挿通部
１２Ｂ                              後側支持部
１２２Ｂ                            後側挿通部
１４                                第２支持部
１６                                制御基板
１６２                              駆動部
１８                                ＬＥＤ
２０                                ソレノイドコイル
２２                                ボビン部材
２２Ｆ                              ボビン部材（ベース）
２２２Ｆ                            中間部（第１支持部）
２２４Ｆ                            前側部（第２支持部）
２２６Ｆ                            後側部
３０，３０Ａ                        シャフト
３２                                貫通孔
３４，３４Ａ                        非磁性部材
３６，３６Ａ                        磁性部材
４０                                ハンマヘッド
４２                                収容部
５０                                前側センサ
５２                                圧電素子
５４                                第１電極
５６                                第１主部
５８                                第１端子
６０                                第１絶縁体
６２                                第２電極
６４                                第２主部
６６                                第２端子
６８                                第２絶縁体
７０                                端部ブロック
７２                                ナット
７４                                開口部
７６                                後側センサ（振動センサ）
８０，８０Ａ                        バイアス部材
８２                                前側ショック吸収部材
８４                                後側ショック吸収部材
９０                                マイク
Ｓｄ                                駆動指示信号
Ｉｄ                                駆動電流
【図１】
2018017730.tif 000003
【図２】
2018017730.tif 000004
【図３】
2018017730.tif 000005
【図４】
2018017730.tif 000006
【図５】
2018017730.tif 000007
【図６】
2018017730.tif 000008
【図７】
2018017730.tif 000009
【図８】
2018017730.tif 000010
【図９】
2018017730.tif 000011
【図１０】
2018017730.tif 000012
【図１１】
2018017730.tif 000013
【図１２】
2018017730.tif 000014
【図１３】
2018017730.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2018017730.tif 000017
【図１６】
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