(57)【要約】【課題】楽な姿勢で安全に打音検査できると共に、打音検査の作業効率を向上可能な打音検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】使用者の背中に装着可能な背負子部と、背負子部の上端側から使用者の頭上前方に延びる延長部と、延長部の先端側に設けられた打撃手段と、打撃手段と接続手段を介して接続され、打撃手段を操作可能な打撃操作部とを備えた構成とした。【選択図】図１
2016080569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の背中に装着可能な背負子部と、
前記背負子部の上端側から前記使用者の頭上前方に延びる延長部と、
前記延長部の先端側に設けられた打撃手段と、
前記打撃手段と接続手段を介して接続され、前記打撃手段を操作可能な打撃操作部と、
を備えた打音検査装置。
【請求項２】
前記打撃操作部が、前記背負子部の下端側から前記使用者の腹部前方に延びるアーム部に配設された請求項１記載の打音検査装置。
【請求項３】
前記延長部の延長方向に沿って防護ネットが設けられた請求項１又は請求項２記載の打音検査装置。
【請求項４】
前記打撃操作部に、前記打撃手段の使用者に対する高さ位置を変化させる高さ可変機構が接続された請求項１乃至請求項３いずれかに記載の打音検査装置。
【請求項５】
前記打撃操作部に、前記打撃手段の使用者に対する前後位置を変化させる前後伸縮機構が接続された請求項１乃至請求項４いずれかに記載の打音検査装置。
【請求項６】
前記打撃操作部に、前記打撃手段の使用者に対する水平角度を変化させる角度可変機構が接続された請求項１乃至請求項５いずれかに記載の打音検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルや橋梁等のコンクリート構造物に生じる亀裂や空洞等をハンマー打音に基づいて検査するための打音検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネルの天井面や橋梁下面の打音検査を行う際には、作業者が足場や高所作業車を使用して点検個所の真下に立ち、首をほぼ９０度上向きに曲げた状態で手作業によりハンマーを上向きに打撃する作業が行われている。また、特許文献１には上記打音検査をロボットにより行う構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
打音検査を作業者によって行う場合、作業者が首をほぼ９０度上向きに曲げて、振り上げた手でハンマーを上向きに打撃するという身体的に苦渋の姿勢を余儀なくされる。また、点検の記録を残す際には、身体に吊り下げたホルダー等にハンマーを格納した後に、両手を使って点検簿への記録を行う必要があるため、打音検査の一連の動作として非効率であった。また、打音検査をロボットにより行う場合にあっては、打音，集音，位置移動等に関する制御が複雑化するとともにコスト増が見込まれる。
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、作業者によって楽な姿勢で打音検査できると共に、打音検査の作業効率を向上可能な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】
【０００５】
上記課題を解決するための打音検査装置に係る構成として、使用者の背中に装着可能な背負子部と、背負子部の上端側から使用者の頭上前方に延びる延長部と、延長部の先端側に設けられた打撃手段と、打撃手段と接続手段を介して接続され、打撃手段を操作可能な打撃操作部とを備えた構成とした。
本構成によれば、使用者が背負子部を背負った状態で、使用者の頭上前方に延びる延長部の先端側に設けられた打撃手段を楽な姿勢で目視することができる。また、打撃手段と接続手段を介して接続された打撃操作部の操作により打撃装置を操作できることから、打撃検査の効率を向上させることができる。
また、打撃操作部が背負子部の下端側から使用者の腹部前方に延びるアーム部に配設された構成とすれば、打撃操作部の位置が概ね使用者の腕部と対応するため、打撃操作部を手元で操作することができる。
また、延長部の延長方向に沿って防護ネットを設けた構成とすれば、使用者の頭上に落下物が落ちる危険を防止できる。
また、打撃操作部に、打撃手段の使用者に対する高さ位置を変化させる高さ可変機構、前後位置を変化させる前後伸縮機構、水平角度を変化させる角度可変機構のいずれか又は複数を接続した構成とすれば、打撃操作部の操作によって打撃手段の使用者に対する位置を一元的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】打音検査装置の概略斜視図（実施形態１）である。
【図２】打音検査装置の概略側面図（実施形態１）である。
【図３】打音検査装置の概略側面図（実施形態２）である。
【図４】高さ可変機構の概略斜視図である。
【図５】前後伸縮機構及び角度可変機構の概略斜視図である。
【図６】打音検査装置の制御系を示すブロック図である。
【図７】打音検査装置の概略斜視図（実施形態３）である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１，図２を参照して、本発明の第１実施形態に係る打音検査装置１の構成について説明する。図１において打音検査装置１は、背負子部１０と、当該背負子部１０の下部から延長する左アーム部５１、右アーム部５２と、背負子部１０の上部から延長する延長部２０と、当該延長部２０の先端側に配設された打撃装置３０とを主たる構成として備える。上記各部は軽量化を図るため、例えばアルミ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：carbon-fiber-reinforced plastic）所謂カーボンファイバーなどの中空体により構成される。
【０００８】
背負子部１０は、使用者Ｐの背中に対応して装着可能な部分であって、上下方向に延長する左右一対のフレーム１１；１２と、フレーム１１；１２間に渡って延長するフレーム１３；１４；１５とにより構成される。フレーム１１；１２と、フレーム１３；１４；１５は、直線的、或いは使用者Ｐの背中にフィットするように、例えば僅かな湾曲を有して延長する。上下に延長するフレーム１１；１２には、それぞれ背負いベルト６１；６２が取り付けられる。
【０００９】
背負いベルト６１；６２は、フレーム１１；１２の上下に隔てて設けられる図外の係止部を介して不動に取り付けられる。また、フレーム１１；１２の下部には、腰ベルト６３；６４が取り付けられている。一方の腰ベルト６３の端部には、他方の腰ベルト６４との長さ調節及び係合が可能なバックル６３ａが設けられている。図２に示すように、使用者Ｐが打音検査装置１を装着する際には、背負いベルト６１；６２に両腕を通して背負子部１０を背中で担ぎ挙げる。次に、腰ベルト６３及び腰ベルト６４をバックル６３ａを介して腹部の前で係合させる。これにより、図２に示す如く打音検査装置１が使用者Ｐの動作に追従可能な状態で装着される。
【００１０】
図１に示すように、左アーム部５１及び右アーム部５２はそれぞれ、フレーム１１；１２の下端側から湾曲部を介して使用者Ｐの腹部前方に向って延長する。図２に示すように、左アーム部５１及び右アーム部５２の延長長さは、背負子部１０を背負った使用者Ｐの左右の腕部の長さと概ね対応する長さに設定されている。左アーム部５１の先端部には、打撃操作部４０が設けられる。打撃操作部４０は、左アーム部５１の先端部に設けられたケース体５３によって前後方向に傾動可能に支持されるレバー４０ａにより構成される。レバー４０ａは、ケース体５３に形成された軸部５３ａを中心として回転する回転部４０ｂの周面上から上方に延出する。また、回転部４０ｂの周面にはワイヤー４２の一端側が巻き付けられている。なお、打撃操作部４０は、右アーム部５２の先端部に設けられてもよい。
【００１１】
各図に示すように、ワイヤー４２は、左アーム部５１、フレーム１１、延長フレーム２１及び後述のケース体３２内を経由して打撃装置３０と接続されており、レバー４０ａを後方に傾動させることにより、打撃装置３０を打撃動作させることが可能である。また、右アーム部５２の先端部には、打音検査の結果を記入するための記録簿やタブレット端末等の機器を脱落不能に搭載可能な支持板５５が設けられる。このように、使用者Ｐの左右の腕部の長さと概ね対応する左アーム部５１及び右アーム部５２のそれぞれに、打撃操作部４０と支持板５５が設けられたことにより、打撃装置３０の打撃動作と当該動作による打音検査の結果等に関する情報の記録とを手元で同時に行うことができ、作業効率が向上する。
【００１２】
延長部２０は背負子部１０の上端側から使用者Ｐの頭上を通って前方に向って延長する。具体的には、延長部２０は、左右一対のフレーム１１；１２の上端側から連続して、使用者Ｐの頭上前方に向って延長する左右一対の延長フレーム２１；２２により構成される。延長フレーム２１；２２は、僅かに上方に傾斜しつつ、頭上前方に向かうにつれて互いの距離が近づくように屈曲し、その先端部に打撃装置３０が配設される。また、一対の延長フレーム２１；２２の間には、防護ネット２６が架設される。防護ネット２６は、背負子部１０を構成するフレーム１１；１２の上端側から、延長フレーム２１；２２の先端側にかけて連続して延長する網状体であって、使用者Ｐの背中及び頭部を落下物から保護する。
【００１３】
次に、延長フレーム２１；２２の先端側に設けられる打撃装置３０について説明する。図１に示すように、打撃装置３０は、延長フレーム２１；２２と接続されるケース体３２によって回転可能に支持される打撃体３４から構成される。ケース体３２内には、打撃体３４の回転部３４ａが収容される。打撃体３４は、当該回転部３４ａと、回転部３４ａの周面から径方向外側に延長する柄部３４ｂと、当該柄部３４ｂの先端部に形成された打撃部３４ｃとを有する。回転部３４ａは、ケース体３２内において、ケース体３２に形成された軸部３２ａを介して回転可能に支持される。また、回転部３４ａの周面上には、打撃操作部４０側から延長するワイヤー４２の他端部が巻き付けられており、打撃操作部４０の傾動操作に応じて回転可能となっている。柄部３４ｂは、回転部３４ａの周面から前方に向って延長し、回転部３４ａの回転動作に応じてその傾斜角度が変化する。打撃部３４ｃは、柄部３４ｂの先端に形成されたハンマーであり、その上端部が打撃面３５として形成される。このように、打撃装置３０は、使用者Ｐの手元での操作が可能な打撃操作部４０とワイヤー４２を介して接続されており、図２に示す如く、打撃操作部４０の傾動操作に伴って回転する回転部３４ａによって柄部３４ｂが自在に傾動し、当該柄部３４ｂの先端部に形成された打撃部３４ｃの打撃面３５が、延長部２０よりも上方に位置するコンクリート等の天井面Ｈを打撃することが可能である。
【００１４】
以上のとおり、本実施形態に係る打音検査装置１では、使用者Ｐが装着可能な背負子部１０の上端側から延長部２０が頭上前方に向けて延長し、延長部２０の先端部に左アーム部５１に設けられた打撃操作部４０の操作によって駆動する打撃装置３０が設けられたことにより、打撃装置３０の位置が使用者Ｐの前方視野の範囲に収まることとなる。よって、使用者Ｐは、首を上方に曲げて直上を見上げる姿勢をとることなく打撃位置を目視しながら楽な姿勢で打音調査を行うことが可能となる。
【００１５】
図２に示すように、打撃装置３０の具体的位置としては、背負いベルト６１；６２の背負子部１０に対する上端側固定位置Ｐ１と、打撃装置３０動作後の打撃面３５の打撃点Ｐ２とを結んだ仮想線Ｌ１と、水平線Ｌ２との為す角度が、概ね４５度から５０度等の所定角度範囲に収まるように設定するのが好ましい。このような設定とすれば、使用者Ｐの体格によらず、首を曲げる動作を極力低減することができ、身体の移動及び視線の移動のみで打撃対象となる位置を確認しつつ、適切に打撃することができる。
【００１６】
次に、図３乃至図５を参照して、他の実施形態（実施形態２）に係る打音検査装置１について説明する。本実施形態においては、上述の実施形態との比較において、打撃装置３０が電磁ピストン式ハンマー（以下、電磁ハンマーという）により構成され、さらに打撃装置３０の高さ可変機構７０、前後伸長機構８０及び角度可変機構９０が設けられ、これらの各機構を一元的に操作可能な打撃操作部１００が設けられた点で相違する。なお、上記各機構は、それぞれ単独、或いは、組み合わせて採用することが可能であり、図示の形態に限定されるものではない。また、以下の説明において、上述の実施形態と同様の構成には同一符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【００１７】
まず、図３，図４を参照して、高さ可変機構７０について説明する。
各図に示すように高さ可変機構７０は、背負子部１０を構成する第１フレーム１１；１２と、当該第１フレーム１１；１２に対して上下に移動可能に設けられた第２フレーム７１；７２と、第１フレーム１１；１２及び第２フレーム７１；７２同士を接続し、モーターＭ１；Ｍ２の駆動により第２フレーム７１；７２を上下動作させる可動ユニット７６とにより構成される。各図に示すように、第２フレーム７１；７２には、可動ユニット７６のブラケット７７の長さと略対応する範囲にラック部７１ａ；７２ａが形成されている。ラック部７１ａ；７２ａは、ブラケット７７内において回転するピニオンギアＧ１と噛み合っており、モーターＭ１；Ｍ２が同期して回転することにより、第２フレーム７１；７２が上下に移動する。ブラケット７７は、第１フレーム１１；１２の上端側において固定される筒状体である。ブラケット７７の内部には、第２フレーム７１；７２の上下方向への動作をガイドする図外のガイド部が形成されており、第２フレーム７１；７２は、モーターＭ１；Ｍ２の回転によってガイド部にガイドされつつ上下移動する。モーターＭ１；Ｍ２はブラケット７７の側面に固定されており、その出力軸がブラケット７７の内部に貫通している。前述のとおり、モーターＭ１；Ｍ２の出力軸には、ピニオンギアＧ１が取着されており、モーターＭ１；Ｍ２の正逆方向への回転によって、第２フレーム７１；７２が上下方向に移動可能となる。このような構成により、使用者Ｐ側から見た場合の打撃装置３０の上下位置を自在に変化させることができる。
【００１８】
次に、図３，図５を参照して、前後伸長機構８０について説明する。前後伸長機構８０は、第２フレーム７１；７２と連続して延長する延長部２０を構成する延長フレーム２１；２２の先端部に設けられる。前後伸長機構８０は、可動ユニット８２と、当該可動ユニット８２内において前後方向に伸長動作するスライダ８４とを備える。可動ユニット８２は、延長フレーム２１；２２を互いに接続するとともに、前後方向に延長する上方開口のケーシング８３を有する。ケーシング８３の先端側の側面には、モーターＭ３が固定されており、その出力軸は、ケーシング８３の内部に貫通する。また、出力軸には、ピニオンギアＧ２が取着されており、スライダ８４の下面に形成されたラック部８４ａと噛み合う。図５に示すように、ケーシング８３の上方開口部には、スライダ８４の長さ方向に連続して形成された溝部８５と対応するガイド部８３ａが形成されており、スライダ８４の前後方向への移動をガイドする。
【００１９】
スライダ８４は、その上面が上記ケーシング８３の上方開口部から突出した状態で、前後方向に延長する柱状体である。スライダ８４の下面には、ケーシング８３の長さと略対応してラック部８４ａが形成されており、モーターＭ３の正逆方向への回転によって、スライダ８４がケーシング８３から突出又は没入するように前後方向に伸長動作可能となる。このような構成により、使用者Ｐ側から見た場合の打撃装置３０の前後位置を自在に変化させることができる。
【００２０】
次に、図３，図５を参照して角度可変機構９０について説明する。角度可変機構９０は、スライダ８４の先端部に設けられる。角度可変機構９０は、スライダ８４の先端部に設けられた円筒状のケーシング９２と、ケーシング９２内において回転可能に支持された傾動体９４とを備える。ケーシング９２の周面には、周方向の所定角度に渡って切り欠かれた開口部９２ａが形成されている。開口部９２ａからは、傾動体９４の傾動軸部９４ｂが前方に向けて突出するように延長する。
【００２１】
傾動体９４は、ケーシング９２内に収容され、ケーシング９２の下面に配設されたモーターＭ４の駆動によって回転する回転部９４ａと、当該回転部９４ａの周面から突出し、上記開口部９２ａを介して前方に延長する傾動軸部９４ｂとを有する。モーターＭ４の出力軸は、ケーシング９２の下面を貫通して回転部９４ａの下部と接続されており、回転部９４ａは、モーターＭ４の正逆方向への回転に応じてケーシング９２内を所定の角度で回転可能である。そして、回転部９４ａの所定角度に渡る回転動作に応じて傾動軸部９４ｂが所定角度に渡って傾動する。このような構成により、図５（ｂ）に示す如く、使用者Ｐ側から見た場合の傾動体９４の先端側に配設された打撃装置３０の左右角度（水平角度）を自在に変化させることができる。
【００２２】
次に、電磁ハンマーとして構成された打撃装置３０について説明する。打撃装置３０は、傾動軸部９４ｂの先端部に配設される。打撃装置３０は、例えば励磁によって図外のプランジャを押し出すプッシュ型のソレノイドにより構成されており、プランジャの先端部に打撃部３６が取り付けられている。打撃部３６の上端面は、天井面Ｈを打撃する打撃面３６ａとして形成されている。詳細については後述するが、上記構成からなる打撃装置３０は、使用者Ｐによる打撃操作部１００の操作によって、天井面Ｈを繰り返し打撃することが可能とされる。
【００２３】
以上のとおり、本実施形態に係る打音検査装置１においては、電磁ハンマーにより構成された打撃装置３０の使用者Ｐに対する高さ位置、前後位置、水平角度をそれぞれ変化させることが可能な機構が設けられており、これらの機構の操作は以下に説明する打撃操作部１００によって一元的に行うことが可能である。
【００２４】
図３に示すように、打撃操作部１００はコントロールボックス１０２と、当該コントロールボックス１０２から上方に延出するジョイスティック１０４とを備える。コントロールボックス１０２の内部には、図６に示すコントローラー基板Ｃ１や、当該コントローラー基板Ｃ１及び各モーターＭ１〜Ｍ４に電力を供給する電源基板等が収容されている。コントローラー基板Ｃ１はいわゆるコンピュータとして構成されており、ジョイスティック１０４に設けられた各種のセンサからの入力信号に応じて、各モーターＭ１〜Ｍ４及びソレノイドを備えた打撃装置３０を駆動制御する。なお、ジョイスティック１０４、コントローラー基板Ｃ１、各モーターＭ１〜Ｍ４及び打撃装置３０、或いは、位置検出センサ等の機器は図外の配線によって電気的に接続されている。
【００２５】
ジョイスティック１０４は、コントロールボックス１０２を平面視した場合、上下，前後，左右に操作可能である。また、ジョイスティック１０４の上端部には、押し込み式のプッシュボタン１０５が配設されている。例えば、使用者Ｐがジョイスティック１０４を上方に引き上げ操作した場合、コントローラー基板Ｃ１はモーターＭ１；Ｍ２を同期して一方向に回転駆動させ、上述の第２フレーム７１；７２を上方に移動させる。これに対して使用者Ｐがジョイスティック１０４を下方に押し込み操作した場合、コントローラー基板Ｃ１はモーターＭ１；Ｍ２を同期して逆方向に回転駆動させ、上述の第２フレーム７１；７２を下方に移動させる。
また、例えば、使用者Ｐがジョイスティック１０４を中立位置から前方に向けて傾動操作した場合、コントローラー基板Ｃ１はモーターＭ３を一方向に回転駆動させ、上述のスライダ８４を前方に向けて移動させる。これに対して使用者Ｐがジョイスティック１０４を中立位置から後方に向けて傾動操作した場合、コントローラー基板Ｃ１はモーターＭ３を逆方向に回転駆動させ、上述のスライダ８４を後方に向けて移動させる。
また、例えば、使用者Ｐがジョイスティック１０４を中立位置から左方に向けて傾動操作した場合、コントローラー基板Ｃ１はモーターＭ４を一方向に回転駆動させ、上述の傾動体９４を左方に傾動させる。これに対して使用者Ｐがジョイスティック１０４を中立位置から右方に向けて傾動操作した場合、コントローラー基板Ｃ１はモーターＭ４を逆方向に回転駆動させ、上述の傾動体９４を右方に傾動させる。さらに、上記各操作によって打撃装置３０を任意の位置に移動させた後、使用者Ｐがジョイスティック１０４のプッシュボタン１０５を押下操作した場合、コントローラー基板Ｃ１は、ソレノイドを備えた電磁ハンマーとして構成された打撃装置３０に対して励磁信号を繰り返し出力し、打撃部３６の打撃面３６ａによって、天井面Ｈを繰り返し打撃させる。
【００２６】
このように本実施形態に係る打撃操作部１００によれば、打撃装置３０による打撃制御や打撃装置３０の位置制御を使用者Ｐの手元で一元的に行うことができるため、使用者Ｐは、打音検査装置１を装着した状態で過度に進退を動作させることなく打音検査を行うことが可能となる。
【００２７】
次に、図７を参照して、他の実施形態（実施形態３）に係る打音検査装置１について説明する。本例に係る打音検査装置１は、上述の実施形態に係るものと比較して構造を簡易化した点で異なる。同図に示すように、本例においては、打撃装置３０と接続されるワイヤー４２が延長フレーム２１の途中に開設された引出し孔２１ａを介して下方に垂下しており、使用者Ｐの左腕により引っ張り操作可能とされている。このような簡便な構成であっても、使用者Ｐが、ワイヤー４２の下端部に設けられた打撃操作部としての把持部４３を下方に引っ張り操作することにより、ワイヤー４２の他端側と接続された打撃体３４が回転し、上方に位置するコンクリート等の天井面Ｈを打撃することが可能となる。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に多様な変更、改良を加え得ることは当業者にとって明らかであり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、打撃装置３０の位置に近い延長フレーム２１；２２の先端部側にマイク等の集音機器や照明機器を付加してもよい。
また、使用者Ｐが集音機器により採取した打撃音を聴取可能なヘッドフォンや、録音可能なＩＣレコーダを装備すれば、打音検査の効率を一層高めることが可能となる。
【符号の説明】
【００２９】
１  打音検査装置，１０  背負子部，１１乃至１５  フレーム，２０  延長部，
２１；２２  延長フレーム，３０  打撃装置，４０  打撃操作部，５１  左アーム部，
５２  右アーム部，６１；６２  背負いベルト，６３；６４  腰ベルト，
７０  高さ可変機構，８０  前後伸長機構，９０  角度可変機構，１００  打撃操作部，
Ｍ１乃至Ｍ４  モーター。
【図１】
2016080569.tif 000003
【図２】
2016080569.tif 000004
【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】
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