特許 6982709 構造物用検査装置及び構造物用検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6982709

(24)【登録日】2021年11月24日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】構造物用検査装置及び構造物用検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 29/265 20060101AFI20211206BHJP

   G01N 29/04 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   G01N29/265

   G01N29/04

【請求項の数】13

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2021-131515(P2021-131515)

(22)【出願日】2021年8月12日

(62)【分割の表示】特願2021-7927(P2021-7927)の分割

【原出願日】2018年7月23日

(65)【公開番号】特開2021-175988(P2021-175988A)

(43)【公開日】2021年11月4日

【審査請求日】2021年9月9日

(31)【優先権主張番号】特願2017-147190(P2017-147190)

(32)【優先日】2017年7月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】597165618

【氏名又は名称】株式会社ネクスコ東日本エンジニアリング

(73)【特許権者】

【識別番号】500293434

【氏名又は名称】インダストリーネットワーク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002697

【氏名又は名称】めぶき国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100104709

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 誠剛

(72)【発明者】

【氏名】赤木 琢也

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼櫻 裕一

(72)【発明者】

【氏名】大橋 俊夫

【審査官】 嶋田 行志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０２８５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１６６８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２０１４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３０４２５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００３−２５４９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０５８１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０５２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５４０４７５５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２０５８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２３２４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３４３３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４１７０１４５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２９／００−Ｇ０１Ｎ ２９／５２

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート構造物の検査を行う構造物用検査装置であって、
前記コンクリート構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、
前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有し、
前記検査具には前記コンクリート構造物の面部を転動する転動部材が取り付けられており、
前記転動部材は、リンク機構によって前記コンクリート構造物の面部を転動しつつ搖動し、
前記リンク機構は、リンク用モータと、前記リンク用モータと同軸で回転するリンク駆動輪と、前記リンク駆動輪によって作動する従動アームとを有し、
前記リンク駆動輪を右回りと左回りとを交互に繰り返すことにより前記転動部材を転動しつつ搖動させる構成を有することを特徴とする構造物用検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載の構造物用検査装置において、
前記移動体本体は、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部を有し、
前記音入力部と、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音の発生位置と、の距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ以下とすることを特徴とする構造物用検査装置。

【請求項3】

請求項１に記載の構造物用検査装置において、
前記移動体本体は、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部を有し、
前記音入力部で拾う衝撃音の最大値と最小値の差を１０ｄｂ以上、かつ、５０ｄｂ以下にすることを特徴とする構造物用検査装置。

【請求項4】

コンクリート構造物の検査を行う構造物用検査装置であって、
前記コンクリート構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、
前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有し、
前記検査具には前記コンクリート構造物の面部を転動する転動部材が取り付けられており、
前記移動体本体は、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部を有し
前記音入力部と、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音の発生位置と、の距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ以下とすることを特徴とする構造物用検査装置。

【請求項5】

コンクリート構造物の検査を行う構造物用検査装置であって、
前記コンクリート構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、
前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有し、
前記検査具には前記コンクリート構造物の面部を転動する転動部材が取り付けられており、
前記移動体本体は、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部を有し
前記音入力部で拾う衝撃音の最大値と最小値の差を１０ｄｂ以上、かつ、５０ｄｂ以下にすることを特徴とする構造物用検査装置。

【請求項6】

コンクリート構造物の検査を行う構造物用検査装置であって、
前記コンクリート構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、
前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有し、
前記検査具は、前記コンクリート構造物の面部に衝撃力を与える錘部材を有し、
前記錘部材は、リンク機構によって前記コンクリート構造物の面部を搖動し、
前記リンク機構は、リンク用モータと、リンク用モータと同軸で回転するリンク駆動輪と、リンク駆動輪によって作動する従動アームとを有し、
前記リンク駆動輪を右回りと左回りとを交互に繰り返すことにより前記錘部材を搖動させる構成を有することを特徴とする構造物用検査装置。

【請求項7】

請求項６に記載の構造物用検査装置において
前記錘部材の重量を１００ｇ以上、かつ、５００ｇ以下とすることを特徴とする構造物用検査装置。

【請求項8】

請求項６又は請求項７に記載の構造物用検査装置において、
前記検査具は、前記錘部材が前記コンクリート構造物の面部に衝突して跳ね返った際に前記面部との間に隙間を保持する保持手段を有していることを特徴とする構造物用検査装置。

【請求項9】

コンクリート構造物の検査を行う構造物用検査方法であって、
前記コンクリート構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有し、前記検査具にはリンク機構によって前記コンクリート構造物の面部を転動する転動部材が取り付けられており、前記リンク機構は、リンク用モータと、リンク用モータと同軸で回転するリンク駆動輪と、前記リンク駆動輪によって作動する従動アームとを有する構造物用検査装置を使用し、
前記リンク駆動輪を右回りと左回りとを交互に繰り返すことにより前記転動部材を転動しつつ搖動させることを特徴とする構造物用検査方法。

【請求項10】

請求項９に記載の構造物用検査方法において、
前記移動体本体は、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部を有し、前記音入力部と、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音の発生位置と、の距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ以下とした状態で前記移動体本体を稼働することを特徴とする構造物用検査方法。

【請求項11】

請求項９に記載の構造物用検査方法において、
前記移動体本体は、前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部を有し、
前記音入力部で拾う前記衝撃音の音量の最大値と最小値の差を１０ｄｂ以上、かつ、５０ｄｂ未満にして音を分析することを特徴とする構造物用検査方法。

【請求項12】

請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の構造物用検査方法において、
前記転動部材が前記コンクリート構造物の面部を転動しつつ搖動する前記転動部材の移動速度を、１０ｃｍ／秒以上、かつ、２００ｃｍ／秒以下とすることを特徴とする構造物用検査方法。

【請求項13】

コンクリート構造物の検査を行う構造物用検査方法であって、
前記コンクリート構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有し、前記検査具にはリンク機構によって前記コンクリート構造物の面部を搖動するとともに、前記コンクリート構造物の面部に衝突させる錘部材が取り付けられており、前記リンク機構は、リンク用モータと、リンク用モータと同軸で回転するリンク駆動輪と、前記リンク駆動輪によって作動する従動アームとを有する構造物用検査装置を使用し、
前記リンク駆動輪を右回りと左回りとを交互に繰り返すことにより前記錘部材を搖動させることを特徴とする構造物用検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物用検査装置及び構造物用検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

過去に建造された道路や鉄道の橋梁及びトンネルなどの土木構造物、並びにビルやマンションなどの大型構造物の外壁は、経年劣化や老朽化が進行してきており、これらの構造物の維持管理が急務となってきている。従来から、これら大型構造物の点検は、構造物のコンクリートの表面をハンマーなどで叩き、発生する打音の変化を作業者が聞き取って健全であるか否かを判定していた。例えば特許文献１には、操作棹の先端に回転自在な転動部材を取付け、この転動部材を構造物の表面に押圧しながら転動させ、この際に発生する衝撃音をマイクロフォンで拾い健全であるか否かを分析するという構造物用検査具が開示されている。

【0003】

また、特許文献２には、構造物の表面を摺動する接触部材を支持する棹状の支持体にマイクロフォンを取付け、接触部材が構造物の表面を摺動する際に発生する摺動音の変化をマイクロフォンで拾い健全であるか否かを判定する構造物用検査具が開示されている。

【0004】

上記特許文献１及び特許文献２による構造物検査具は共に、作業者が構造物検査具を手に持って構造物の表面に押し付けつつ転動させたり、摺動させたりするものであることから検査可能範囲は限られている。一方、特許文献３には、構造物の壁面などに吸着しつつ走行可能な移動体本体に、検査具を搭載して構造物が健全か否かを判定する構造物用検査装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−１３２７２０号公報

【特許文献2】特開２０１５−２３２４５４号公報

【特許文献3】特開２０１６−１０７８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１及び特許文献２に記載の構造物用検査具は共に、構造物用検査具を作業者が手に持って操作するものであり、検査可能範囲が限定されることと、構造物の表面に検査具を押し当てる際の押圧力がばらつくことがあり、その結果、集音される衝撃音や摺動音がばらつくことにより信頼性のある検査を行うことが困難であるという課題を有している。

【0007】

また、特許文献３に記載の構造物用検査装置は、移動体本体が構造物の表面に吸着しつつ移動可能であるから大型構造物にも対応可能である。しかしながら、搭載する検査具に対して移動体本体の吸着力が不足しているために、移動体本体を吸着停止したうえで、移動体本体に備えた吸着アームを伸ばして壁面に吸着し、検査具を展開して点検作業を行う。移動する際には、検査具を収納した後、吸着アームによる吸着を解除しなければ走行できないことから、作業効率が悪いという課題を有している。

【0008】

そこで、本発明は、このような課題の少なくとも一つを解決するためになされたもので、信頼性の高い検査を可能にし、大型の構造物の点検を高い作業効率で行うことを可能にする構造物用検査装置及び構造物用検査方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

［１］本発明の構造物用検査装置は、構造物の検査を行う構造物用検査装置であって、前記構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有し、前記検査具には前記構造物の面部を転動する転動部材が取り付けられており、前記構造物に対する前記転動部材の押圧力を、前記移動体本体の前記構造物に対する吸着力の１／３以下とし、前記転動部材が回転する際の押圧力の最小値を１Ｎ以上とすることを特徴とする。

【0010】

本発明の構造物用検査装置は、構造物の面部に転動部材を転動させて発生する衝撃音を分析して建造物が健全であるか否かを点検、判定するものである。このような構造物用検査装置によれば、転動部材の構造物に対する押圧力を、移動体本体の構造物に対する吸着力の１／３以下とすることにより、移動体本体に検査具を装備しても、前述した特許文献３に記載の構造物用検査装置のように吸着アームを装備せずに移動体本体が十分な吸着力を有して走行できることから大型の構造物の点検を高い作業効率で行うことが可能となる。また、転動部材が回転する際の押圧力の最小値を１Ｎ以上にすることにより、転動部材を構造物の面部に対して安定して転動させ、分析可能な衝撃音を拾うことができ、信頼性の高い検査を行うことが可能となる。

【0011】

［２］本発明の構造物用検査装置においては、前記移動体本体は、前記転動部材が前記構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部を有し、前記音入力部と、前記転動部材が前記構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音の発生位置と、の距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満とすることが好ましい。

【0012】

ここで、音入力部は、例えばマイクロフォンなどであって、音入力部と衝撃音の発生位置との距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満にすれば、衝撃音を音入力部で分析可能な音として拾うことが可能となる。

【0013】

［３］本発明の構造物用検査装置においては、前記音入力部で拾う衝撃音の最大値と最小値の差を１０ｄｂ以上、かつ、５０ｄｂ未満にすることが好ましい。

【0014】

衝撃音の音圧の差をこのようにすれば、転動部材が構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を分析可能な音として音入力部によって拾うことが可能となり、構造物が健全であるか否かを判定することが可能となる。

【0015】

［４］本発明の構造物用検査装置においては、前記転動部材が回転する際の前記構造物に対する押圧力の最大値を２０Ｎ未満とすることが好ましい。

【0016】

すなわち、構造物用検査装置においては、構造物に対する転動部材の押圧力を１Ｎ以上で、２０Ｎ未満とすることになり、構造物の面部に対して転動部材の滑りや跳ね返りを抑えつつ回転させることが可能となり、衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能となる。

【0017】

［５］本発明の構造物用検査装置は、構造物の検査を行う構造物用検査装置であって、前記構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有し、前記検査具は、前記構造物の面部に衝撃力を与える錘部材を有し、前記衝撃力を、前記移動体本体の前記構造物に対する吸着力の１／３以下とし、前記衝撃力の最小値を１Ｎ以上とすることを特徴とする。

【0018】

本発明の構造物用検査装置は、構造物の面部に錘部材を衝突させて発生する衝撃音を分析して建造物が健全であるか否かを点検、判定するものである。このような構造物用検査装置によれば、錘部材の構造物に対する衝撃力を、移動体本体の構造物に対する吸着力の１／３以下とすることにより、移動体本体に検査具を装備しても、前述した特許文献３に記載の構造物用検査装置のように吸着アームを装備せずに移動体本体が十分な吸着力を有して走行できることから大型の構造物の点検を高い作業効率で行うことが可能となる。また、錘部材が衝突する際の衝撃力の最小値を１Ｎ以上にすることにより分析可能な衝撃音として拾うことができ、信頼性の高い検査を行うことが可能となる。

【0019】

なお、本発明の構造物用検査装置においては、［２］及び［３］の項で説明した衝撃音発生源である転動部材と同じように、衝撃音を拾う音入力部を有する場合においては、音入力部と、錘部材による衝撃音の発生位置との距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満とすることが好ましい。又、音入力部で拾う衝撃音の最大値と最小値の差を１０ｄｂ以上、かつ、５０ｄｂ未満にすることが好ましい。このようにすれば、錘部材による衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能となる。

【0020】

さらに、本発明の構造物用検査装置においては、［４］の項で説明した転動部材が回転する際の構造物に対する押圧力と同じように、錘部材による衝撃力の最大値を２０Ｎ未満とすることが好ましい。このようにすれば、構造物に損傷を与えることなく検査を行うことが可能となる。

【0021】

［６］本発明の構造物用検査装置においては、前記錘部材の重量を１００ｇ以上、かつ、５００ｇ以下とすることが好ましい。

【0022】

錘部材は、旧来から作業者が手に持って構造物の打音検査に使用してきたハンマーに相当するものであり、錘部材の重量を１００ｇ以上５００ｇの範囲にすれば、従来からの打音検査の経験を生かして打音、すなわち衝撃音によって構造物が健全か否かを判定することが可能となる。

【0023】

［７］本発明の構造物用検査装置においては、前記検査具は、前記錘部材が前記構造物の面部に衝突して跳ね返った際に前記面部との間に隙間を保持する保持手段を有していることが好ましい。

【0024】

構造物の面部に錘部材を押し当てたままにすると、面部側が振動せずに衝撃音が減衰したり、振動が拡がらなかったりすることで面部の状態を正確に診断することができない。そこで、衝突直後に錘部材を構造物の面部から離れた位置に保持することによって構造物の正確な診断を行うことが可能となる。

【0025】

［８］本発明の構造物用検査方法は、構造物の検査を行う構造物用検査方法であって、前記構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有する構造物用検査装置を使用し、前記検査具に取付けられ、前記構造物の面部を転動する転動部材の前記構造物に対する押圧力を、前記移動体本体の前記構造物に対する吸着力の１／３以下とし、前記転動部材が回転する際の押圧力の最小値を１Ｎ以上とした状態で前記移動体本体を稼働することを特徴とする。

【0026】

本発明の構造物用検査方法は、構造物の面部に転動部材を転動させて発生する衝撃音を分析し、建造物が健全であるか否かを判定する検査方法である。このような構造物用検査方法では、転動部材の構造物に対する押圧力を、移動体本体の構造物に対する吸着力の１／３以下とすることにより、移動体本体に検査具を装備しても、特許文献３に記載の構造物用検査装置のように吸着アームを装備せずに移動体本体は十分な吸着力を有して走行できることから大型の構造物の点検を高い作業効率で行うことが可能となる。また、転動部材の回転する際の押圧力の最小値を１Ｎ以上とすれば、転動部材を安定して回転させ、分析可能な衝撃音を拾うことができ、信頼性の高い検査を行うことが可能となる。

【0027】

［９］本発明の構造物用検査方法においては、前記移動体本体は、前記転動部材が前記構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部を有し、前記音入力部と、前記転動部材が前記構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音の発生位置と、の距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満とした状態で前記移動体本体を稼働することが好ましい。

【0028】

移動体本体が稼働中であっても音入力部と衝撃音の発生位置との距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満にすれば、音入力部で衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能となる。ここで、音入力部は、例えばマイクロフォンなどである。

【0029】

［１０］本発明の構造物用検査方法においては、前記音入力部で拾う前記衝撃音の音量の最大値と最小値の差を１０ｄｂ以上、かつ、５０ｄｂ未満にして音を分析することが好ましい。

【0030】

衝撃音の音量の最大値と最小値の差をこのようにすれば、転動部材が構造物の面部を転動する際に生ずる衝撃音を分析可能な音として音入力部によって拾うことが可能となり、構造物が健全であるか否かを判定することが可能となる。

【0031】

［１１］本発明の構造物用検査方法においては、前記構造物に対する前記転動部材が回転する際の押圧力の最大値を２０Ｎ未満とすることが好ましい。

【0032】

すなわち、このような構造物用検査方法では、構造物に対する転動部材の押圧力を、１Ｎ以上で、２０Ｎ未満とすることになり、構造物の面部に対して転動部材を滑りや跳ね返りを抑えつつ回転させることが可能となり、衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能となる。

【0033】

［１２］本発明の構造物用検査方法においては、前記転動部材が前記構造物の面部を転動しつつ搖動する前記転動部材の移動速度を、１０ｃｍ／秒以上、かつ、２００ｃｍ／秒以下とすることが好ましい。

【0034】

構造物に対する転動部材の速度をこのようにすれば、構造物の面部に対して転動部材を滑りや跳ね返りを抑えつつ回転させることが可能となり、音入力部は衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能となる。

【0035】

［１３］本発明の構造物用検査方法は、構造物の検査を行う構造物用検査方法であって、前記構造物に吸着しつつ移動する移動体本体と、前記移動体本体の一部に設置される検査具と、を有する構造物用検査装置を使用し、前記検査具に取付けられて前記構造物の面部に衝突させる錘部材の前記構造物に対する衝撃力を、前記移動体本体の前記構造物に対する吸着力の１／３以下とし、前記衝撃力の最小値を１Ｎ以上とした状態で前記移動体本体を稼働することを特徴とする。

【0036】

本発明の構造物用検査方法は、構造物の面部に錘部材を衝突させて発生する衝撃音を分析し、建造物が健全であるか否かを判定する検査方法である。このような構造物用検査方法では、錘部材の構造物に対する衝撃力を、移動体本体の構造物に対する吸着力の１／３以下とすることにより、移動体本体に検査具を装備しても、特許文献３に記載の構造物用検査装置のように吸着アームを装備せずに移動体本体は十分な吸着力を有して走行できることから大型の構造物の点検を高い作業効率で行うことが可能となる。また、衝撃力の最小値を１Ｎ以上とすれば、分析可能な衝撃音として拾うことができ、信頼性の高い検査を行うことが可能となる。

【0037】

なお、本発明の構造物用検査方法においては、［９］、［１０］の項で説明した衝撃音発生源である転動部材と同じように、衝撃音を拾う音入力部を有する場合においては、音入力部と、錘部材による衝撃音の発生位置との距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満とすることが好ましい。又、音入力部で拾う衝撃音の最大値と最小値の差を１０ｄｂ以上、かつ、５０ｄｂ未満にすることが好ましい。このようにすれば、錘部材による衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能となる。

【0038】

さらに、本発明の構造物用検査方法においては、［１１］の項で説明した転動部材が回転する際の構造物に対する押圧力と同じように、錘部材による衝撃力の最大値を２０Ｎ未満とすることが好ましい。このようにすれば、構造物に損傷を与えることなく検査を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】実施の形態に係る構造物用検査装置１の構成の１実施例を示す斜視図である。

【図2】図１に示す検査具１１の動作を模式的に示す説明図である。

【図3】図１に示す移動体本体１０の吸着力に対する転動部材２７の押圧力の比（押圧力／吸着力）と、その評価を表す表である。

【図4】図１に示す転動部材２７の押圧力と衝撃音の発生に関する評価を表す表である。

【図5】図１に示す音入力部４８と衝撃音の発生位置との距離Ｌと、距離Ｌによって衝撃音が分析可能な音として拾えるか、否かの評価を表す表である。

【図6】実施の形態に係る構造物用検査装置１における衝撃音の最大値と最小値の差Ｓと、音分析の可否に関係について表す表である。

【図7】図１に示す転動部材２７の動作を模式的に示す説明図である。

【図8】図１に示す移動体本体１０の走行方向と転動部材２７の動作の関係を模式的に示す説明図である。

【図9】他の実施の形態に係る構造物用検査装置６０の構成の１実施例を示す正面図である。

【図10】構造物用検査装置６０の構成の１実施例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、本発明の実施形態に係る構造物検査用装置１及び構造物用検査装置１を使用した構造物用検査方法について図を参照しながら説明する。構造物検査用装置１及び構造物用検査方法は、構造物２が劣化したり異物が混入したりしていることなどの異常の有無を非破壊で検査する検査装置及び検査方法である。構造物２は、例えば、道路や鉄道の橋梁及びトンネルなどの土木構造物、並びにビルやマンションなどの大型構造物の外壁などである。

【0041】

［構造物用検査装置１の構成］
図１は、実施形態に係る構造物用検査装置１の構成の１実施例を示す斜視図である。構造物用検査装置１は、構造物２の傾斜面や垂直面、或いは天井面などに吸着しつつ走行する移動体本体１０と、移動体本体１０の一部に設置される検査具１１と、を有している。移動体本体１０は、本体ユニット１２を挟んで配置される軟弾性体を素材とする一対の無端走行帯１３，１３を有している。本体ユニット１２は、本体駆動部１４と、吸着駆動部１５と、を有している。本体駆動部１４は、二つのモータ１６（図１では上方側のモータ１６のみを図示）を有し、上方側のモータ１６は移動体本体１０の走行方向に対して左側の駆動輪１７（不図示）を駆動し、他方のモータ１６（不図示）は右方の駆動輪１７を駆動する。移動体本体１０の走行方向に対し後方側には一対の従動輪１８、１８（左方側は図示を省略）が配置されている。無端走行帯１３，１３は、駆動輪１７，１７および従動輪１８，１８に懸架されて駆動される。

【0042】

二つのモータ１６は、各々独立して自在に駆動制御することが可能となっているので、無端走行帯１３，１３を独立して駆動することが可能であり、移動体本体１０を前進させたり後進させたり、あるいは、進行方向を変化させたり、旋回させたりすることができる。

【0043】

無端走行帯１３、１３には、長辺方向に複数の吸着孔１９が配設されている。吸着孔１９は、無端走行帯１３，１３の全周に亘って同じ大きさで等間隔に形成され、厚み方向に貫通し、吸着駆動部１５の減圧室部２０に連通している。

【0044】

吸着駆動部１５は、図示は省略するが減圧室部２０内の空気を吸引するブロワポンプとブロワポンプを駆動するブロワモータとを有し、減圧室部２０内から吸引した空気を外部に排出する。ブロワポンプは、傘型ターボファンを有し減圧室部２０内から空気を吸引して減圧室部２０を減圧するものである。すなわち、吸着駆動部１５は、無端走行帯１３，１３に設けられた複数の吸着孔１９から空気を減圧室部２０を介して吸引することによって、構造物２の面部２ａ（壁面など）に強力に吸着することが可能となっており、構造物２の面部２ａに吸着しつつ走行することが可能である。なお、この種の移動体は、特開２１０６−８４１１８、特開２０１６−９７９５５、米国特許公開２０１５−３７５８１４などで知られている。

【0045】

検査具１１は、移動体本体１０の一部に取付けられている。検査具１１は、吸着駆動部１５を挟んで本体駆動部１４の反対側に配置される検査具取付け用フレーム２５上に配設されている。検査具１１は、移動体本体１０に検査具１１を取り付けるための取付け板２６と、構造物２の面部２ａを転動しつつ搖動する転動部材２７と、転動部材２７を回転可能に保持すると共に転動部材２７と一体的に搖動する支持軸２８と、支持軸２８を保持すると共に転動部材２７と一体的に搖動する支持軸固定板２９とを有している。支持軸固定板２９と取付け板２６とは、ヒンジ３０によって連結されており、転動部材２７と、支持軸２８と、支持軸固定板２９とは、構造物２の面部２ａに対して鉛直方向に移動可能となっている。転動部材２７は、球形のもの、又は回転方向の断面が円形のものや側面形状が楕円形のもの、あるいは多角形のものなどであり、いずれの形状においても回転外周に一定ピッチの稜線又は角部が突設されている。

【0046】

取付け板２６には、加圧用フレーム３１が取り付けられている。加圧フレーム３１は、取付け板２６に対して直交するように固定されるフレーム３２と、転動部材２７の配置方向に延在されるフレーム３３と、その両者を連結する連結具３４とによって構成されている。加圧用フレーム３１は、連結具３４によってフレーム３２とフレーム３３とのなす角度が変更可能であり、角度決定後はその状態を維持するように固定される。なお、加圧用フレーム３１は、フレーム３２とフレーム３３とを一体化した一つの部材で構成するようにしてもよい。フレーム３３の先端と支持軸固定板２９の間には加圧ばね３５が介在されている。加圧ばね３５は、いわゆる圧縮ばねであって転動部材２７を構造物２の面部２ａに所定の押圧力で押圧する。

【0047】

検査具１１は、取付け板２６によって検査具取付け用フレーム２５に搖動可能に取付けられる。詳しくは、取付け板２６の吸着駆動部１５側の端部を回転軸３６に勘合させることにより、回転軸３６を回転軸として検査具１１を搖動可能とするとともに、検査具１１の浮き上がりを防止している。検査具１１（転動部材２７）は、リンク機構４０によって搖動される。リンク機構４０は、リンク用モータ４１と、リンク用モータ４１と同軸で回転するリンク駆動輪４２と、リンク駆動輪４２によって作動する従動アーム４３とを有している。従動アーム４３の一端は、リンク駆動輪４２の外側周縁部にピンなどで回転可能に軸支されており、他端は取付け板２６に回転可能に軸支されている。この取付け板２６と従動アーム４３の連結部はリンク機構４０におけるスライドジョイント部４４である。

【0048】

リンク駆動輪４２の回転とリンク作用によって、取付け板２６は回転軸３６を回転中心として検査具取付け用フレーム２５上を搖動する。すなわち、転動部材２７を搖動する。なお、リンク駆動輪４２を一方向に回転させるようにしてもよく、右回りと左回りとを交互に繰り返すようにしてもよい。

【0049】

移動体本体１０は、転動部材２７が構造物２の面部２ａを転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部４８を有している。音入力部４８は、いわゆるマイクロフォンなどであって、位置調整アーム４９の先端部に取付けられている。位置調整アーム４９は、第１アーム５０と第２アーム５１と、第１アーム５０と第２アーム５１とを連結するアーム連結具５２とから構成されている。第１アーム５１の元部は、検査具取付け用フレーム２５に自在継手５３によって連結されている。

【0050】

位置調整アーム４９は、自在継手５３によって検査具取付けフレーム２５に連結されているので軸回りに回転したり、検査具取付け用フレーム２５に対して傾けたりすることが可能となっている。また、第１アーム５０と第２アーム５１とは、アーム連結具５２に連結され両者のなす角度を自在に変えることが可能となっている。

【0051】

［検査具１１の動作］
図２は、図１に示す検査具１１の動作を模式的に示す説明図である。取り付け板２６と支持軸固定板２９とはヒンジ３０で連結されているので、支持軸固定板２９、支持軸２８及び転動部材２７は、リンク用モータ４１を回転させると、リンク用モータ４１と同軸のリンク駆動輪４２が回転し、従動アーム４３が往復運動する（二点鎖線の矢印で示す）。従動アーム４３が往復運動することによって転動部材２７は回転軸３６を回転中心にして揺動する。支持固定板２９に支持された転動部材２７は、ヒンジ３０によって構造物２の面部２ａに対して鉛直方向（点線の矢印で示す）に揺動可能な構成となっているが、加圧ばね３５によって所定の押圧力で構造物２の面部２ａを押し付ける。転動部材２７は、構造物２の面部２ａを転動しつつ回転し、転動部材２７の稜線又は角部が面部２ａを叩いたときに発生する衝撃音を音入力部４８（図１参照）で拾う。

【0052】

音入力部４８で拾った衝撃音には、移動体本体１０が発生源となる音が含まれるが、構造物に異常がある場合、ない場合の所定の周波数帯域における音圧変化などから音分析装置（不図示）によって分析される。通常、構造物２に異常がある場合には、異常がない場合に比較して音圧が低く現れる傾向がある。その音圧の差（音圧の変化）によって異常のあるなし（健全か否か）を判定することが可能である。音分析装置は、構造物用検査装置１の内部に配置してもよい。また、通信装置を介して別の場所に配置するようにしてもよい。

【0053】

転動部材２７が面部２ａに加える押圧力は、移動体本体１０の吸着力に対しては反力となる。すなわち、吸着力に対する押圧力は、適切な範囲に規制されるべきものである。このことについて、図３を参照して説明する。

【0054】

図３は、構造物用検査装置１における移動体本体１０の吸着力に対する転動部材２７の押圧力の比（押圧力／吸着力）と、その評価を表す表である。図３に示す表において、縦列欄に吸着力に対する押圧力の比（押圧力／吸着力）を表し、横列欄に評価とコメントを表す。図３において、◎が最も好ましい範囲、○は好ましい範囲、×又は△は避けたい範囲を表している。押圧力／吸着力が１／３超の範囲においては、吸着できなくなる可能性があり、押圧力／吸着力を１／３以下にすれば、吸着できなくなる可能性はかなり低くなる。ここで、吸着できるとは、検査具を使用中において、移動体本体が十分な吸着力を有して走行可能であることであり、吸着できないとは、移動体本体１０が構造物用検査装置１を支えきれない状態をいう。

【0055】

転動部材２７を転動することによって発生する衝撃音を分析可能な音として拾うには、適切な押圧力で転動部材２７を面部２ａに押し付けなければならない。このことについて図４を参照して説明する。

【0056】

図４は、転動部材２７の押圧力と衝撃音の発生に関する評価を表す表である。なお、この表は、吸着力に対する押圧力の比を１／３以下にするという条件下において、加圧ばね３５による転動部材２７の面部２ａに対する押圧力を変化させたものである。図４に示す表では、縦列欄には押圧力の大きさ、横列欄に評価とコメントを表している。図４において、○が好ましい押圧力、△又は×は押圧力が不十分であることを表している。図４に示すように、押圧力が１Ｎ以上で、２０Ｎ未満においては、転動部材２７は良好に回転し衝撃音を分析に十分な音として拾うことが可能であり、１Ｎ未満においては十分な衝撃音が得られない。また、押圧力が２０Ｎ以上になると、転動部材２７は滑らかに回転しにくくなり、分析可能な衝撃音は発生しない。

【0057】

押圧力を１Ｎ以上、かつ２０Ｎ未満とし、分析可能な衝撃音を得るための方法としては、加圧ばね３５のばね定数を変更したり、フレーム３３と支持軸固定板２９との距離を調整したりすることで可能となる。なお、図示は省略するが、支持軸固定板２９とフレーム３３とは共に対向する位置に加圧ばね３５の位置がずれないようにする突起部または凹部を設けることが好ましい。

【0058】

図示は省略するが、転動部材２７を構造物２の面部２ａに押圧する手段としては、加圧ばね３５に替えて加圧アクチュエータ（一種のリニアアクチュエータ）を使用することが可能である。加圧アクチュエータには圧力センサを内蔵するものがより好ましいが、加圧アクチュエータと支持軸固定板２９の間に圧力センサを配設するようにしてもよい。あるいは、圧力センサを転動部材２７と支持軸２８の間に配設するようにしてもよい。

【0059】

移動体本体１０は、転動部材２７が構造物２の面部２ａを転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部４８を有している。音入力部４８は、位置調整用アーム４９によって転動部材２７に対する音入力部４８の位置を衝撃音が拾える最適位置に配置し維持することが求められる。このことについて図５を参照して説明する。

【0060】

図５は、音入力部４８と衝撃音の発生位置との距離Ｌと、距離Ｌによって衝撃音が分析可能な音として拾えるか、否かの評価を表す表である。図５に示す表において、縦列欄に音入力部４８と衝撃音の発生位置との距離Ｌを表し、横列欄に評価とコメントを表している。図５においては、◎は衝撃音を分析可能な音として十分拾える範囲、○は衝撃音を分析可能な音として拾える範囲、×又は△は衝撃音を分析可能な音として拾えない範囲を表している。距離Ｌが２ｃｍ未満においては、衝撃音は拾うことは可能であるが、衝撃音以外に転動部材２７の振動などを雑音として拾ってしまい分析ができない場合がある。また、距離Ｌが２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満の範囲においては、衝撃音を分析可能な音として十分拾うことが可能であるが、距離Ｌが２ｃｍ〜５ｃｍの範囲においては、衝撃音以外に転動部材２７の振動などを拾う場合があり、距離Ｌが５ｃｍ〜２００ｃｍ未満の範囲がより好ましい。また、Ｌが２００ｃｍ〜４００ｃｍ未満の範囲においては、衝撃音を分析可能な音として拾うことが困難となる。

【0061】

なお、転動部材２７と音入力部４８の距離を、２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満とする範囲内において、転動部材２７に対する音入力部４８の空間位置には自由度がある。このような場合には、音入力部２７が向く方向を適切に調整することが好ましい。また、音入力部２７を指向性マイクロフォンとすることが望ましい。位置調整アーム４９は、アーム連結具５２及び自在継手５３によって音入力部４８を転動部材２７に対して適切位置に調整可能であるが、構造物用検査装置１が稼働中に位置ずれがないように固定される。

【0062】

図１に示す構造物用検査装置１においては、位置調整アーム４９は、移動体本体１０（検査具取付けフレーム２５）に取付けられているが、検査具１１側の取付け板２６に取付けることが可能である。このようにすれば、転動部材２７を搖動する際に、音入力部４８が連動して搖動することになるため、転動部材２７と音入力部４８の相対的位置が変わらないので、転動部材２７と音入力部４８の相対的な位置変化による音圧の変化を抑制することが可能となる。

【0063】

なお、構造物用検査装置１を稼働する際に音入力部４８が拾う音は、転動部材２７が構造物２の面部２ａを回転しながら転動する際に生ずる衝撃音である。音圧の変化で構造物２が健全か否かを判断する検査方法においては、転動部材２７が転動している間に発生する音圧の差（最大値と最小値の差）を適切な範囲に抑えておくことが求められる。そのことについて図６を参照して説明する。

【0064】

図６は、衝撃音の最大値と最小値の差Ｓと、音分析の可否について表す表である。図６において、縦列欄に衝撃音の最大値と最小値の差Ｓを表し、横列欄に評価とコメントを表している。図６においては、○は分析が十分できる範囲、△は可能性を有するが不安定な範囲、×は分析不可能な範囲を表している。図６に示すように、差Ｓが１０ｄｂ未満になる場合においては分析不可能であり、差Ｓが１０ｄｂ〜５０ｄｂ未満では分析可能である。しかし、差Ｓが１０ｄｂ〜２０ｄｂ未満、４０ｄｂ〜５０ｄｂ未満では分析は可能であるが不安定になる恐れがあり、差Ｓが５０ｄｂ以上では、分析が不可能になる恐れがある。従って、最大値と最小値の差Ｓを２０ｄｂ〜４０ｄｂにすることがより好ましい。

【0065】

音入力部４８が拾った音を分析する際に、移動体本体１０（本体駆動部１４及び吸着駆動部１５）から発生する音の周波数帯を排除し、衝撃音の音圧変化などから構造物２が健全であるか否かを判定しうることが可能となる。このような検査を一般的に打音検査と呼ぶことがある。

【0066】

図７は、図１に示す転動部材２７の動作を模式的に示す説明図である。前述したように、移動体本体１０は、構造物２の面部２ａに吸着しつつ走行し、転動部材２７は、面部２ａを所定の押圧力を加えながら転動する。図７では、移動体本体１０の走行方向の逆側において転動部材２７が動作する例を表しているが、移動体本１０の走行方向は自在に変更可能なので、図７の図示とは逆方向に移動体本体１０が走行することもある。図７では、転動部材２７が面部２ａを転動する際の転動部材２７軌跡をＴで表し、転動部材２７が転動せず移動体本体１０と同じ方向に移動する際の転動部材２７の軌跡をｔで表している。

【0067】

図７（ａ）は、移動体本体１０が所定位置に走行し、そこで転動部材２７を動作させる例を示している。つまり、移動体本体１０が所定位置において転動部材２７を図の左方から右方へ転動させ、所定の距離を移動した後にその転動を止め、その状態で移動体本体１０を所定位置まで走行し、転動部材２７を図示右方から左方へ転動させるという動作であり、このような動作を繰り返すことによって無駄のない動作が可能となる。

【0068】

図７（ｂ）は、移動体本体１０を所定位置に走行し、転動部材２７を図の左右に往復させ、転動部材２７が図の左方に戻った状態とし、次の点検位置に移動体本体１０を走行させた後、再び転動部材２７を左右に往復させる動作である。このようにすれば、転動部材２７を同じ軌跡上で２回転動させる、すなわち同じ部分を２回検査することになるので、検査の信頼性を高めることが可能となる。

【0069】

図７（ｃ）は、移動体本体１０を走行させながら転動部材２７を図の左方から右方に、右方から左方にというように転動させる動作を表している。このようにすれば、移動体本体１０を停止させることなく検査を継続できるので、大型の構造物の点検をより高い作業効率で行うことが可能となる。なお、転動部材２７が左方から右方に転動する軌跡、あるいは右方から左方に転動する軌跡のピッチ（又は勾配）は、移動体本体１０の走行速度と転動部材２７の搖動速度によって密にしたり疎にしたり調整することが可能である。

【0070】

構造物２に、移動体本体１０又は転動部材２７の動作を妨げるような段部や終端など動作不適部２ｂ（図８参照）がある場合などには、移動体本体１０の走行方向を切り替えることによって対応可能となる。そのことについて図８を参照して説明する。

【0071】

図８は、図１に示す移動体本体１０の走行方向と転動部材２７の動作の関係を模式的に示す説明図である。図８では、構造物２の面部２ａが地面に対して垂直な壁であることを例として説明する。なお、図中、矢印が移動体本体１０の走行方向を示している。図８（ａ）は、移動体本体１０の下方側に動作不適部２ｂがある例を表し、図８（ｂ）は、移動体本地１０の左方に動作不適部２ｂがある例を表し、図８（ｃ）は、移動体本体１０の上方に動作不適部２ｂがある例を表し、図８（ｄ）は、移動体本体１０の右方に動作不適部２ｂがある例を表している。移動体本１０は、無端走行帯１３，１３を使用した、いわゆる無限軌道走行体であるため、前進、後退及び旋回等自在に走行方向を変換できる。

【0072】

図８（ａ）に示す例においては、下方側の動作不適部２ｂに転動部材２７を近づけてから移動体本体１０を上方に走行させて転動部材２７を搖動し点検を行う例である。逆に、上方側から下方側に転動部材２７を動作不適部２ｂに近づくまで移動体本体１０を走行させるようにしてもよい。図８（ｂ）に示す例においては、左方側の動作不適部２ｂに転動部材２７を右方から近づけてから移動体本体１０を右方に走行させつつ転動部材２７を搖動し点検を行う例である。逆に右方側から左方向に転動部材２７が動作不適部２ｂに近づくまで移動体本体１０を走行させるようにしてもよい。

【0073】

図８（ｃ）に示す例においては、上方側の動作不適部２ｂに転動部材２７を近づけてから移動体本体１０を下方に走行させて転動部材２７を搖動し点検を行う例である。逆に、下方側から上方側に転動部材２７を動作不適部２ｂに近づくまで移動体本体１０を走行させるようにしてもよい。図８（ｄ）に示す例においては、右方側の動作不適部２ｂに転動部材２７を近づけてから移動体本体１０を左方に走行させて転動部材２７を搖動し点検を行う。逆に、左方側から右方側に転動部材２７を動作不適部２ｂに近づくまで移動体本体１０を走行させるようにしてもよい。転動部材２７の動作は、図７で説明した各動作例を適用できる。このようにすれば、動作不適部２ｂの近傍の点検を行うことが可能となる。

【0074】

転動部材２７を転動させ、その回転による衝撃音を分析可能な音として拾うためには、転動部材２７を搖動する際の移動速度を適切に制御する必要がある。転動部材２７が構造物２の面部２ａを押圧しながら搖動する際の移動速度は、転動部材２７が面部２ａを押し付ける押圧力を１Ｎ以上、かつ、２０Ｎ未満とする条件下で、１０ｃｍ／秒以上、かつ、２００ｃｍ／秒未満とすることが好ましい。転動部材２７の移動速度を１０ｃｍ／秒未満、又は２００ｃｍ／秒以上にすると、転動部材２７が、面部２ａを滑ったり、跳ねたりすることがあり、分析可能な衝撃音が拾えないことがある。

【0075】

以上説明した構造物用検査装置１及び構造物用検査方法によれば、構造物２に吸着しつつ移動する移動体本体１０と、移動体本体１０の一部に設置される検査具１１と、を有し、検査具１１には構造物２の面部２ａを転動する転動部材２７が取り付けられており、構造物２に対する転動部材２７の押圧力を、移動体本体１０の構造物に対する吸着力の１／３以下で、転動部材２７の回転する際の押圧力の最小値を１Ｎ以上とした状態で移動体本体１０を稼働する。

【0076】

このような構造物用検査装置１及び構造物用検査方法によれば、転動部材の構造物に対する押圧力を、移動体本体の構造物に対する吸着力の１／３以下とすることにより、移動体本体１０に検査具１１を装備しても、前述した特許文献３に記載の構造物用検査装置のように吸着アームを装備せずに移動体本体が十分な吸着力を有して走行できることから大型の構造物の点検を高い作業効率で行うことが可能となる。また、転動部材が回転する際の押圧力の最小値を１Ｎ以上にすることにより、転動部材を構造物の面部に対して安定して転動させ、分析可能な衝撃音を拾うことができ、信頼性の高い検査を行うことが可能となる。

【0077】

また、移動体本体１０は、転動部材２７が構造物２の面部２ａを転動する際に生ずる衝撃音を拾う音入力部４８を有し、音入力部４８と、転動部材２７が構造物２の面部２ａを転動する際に生ずる衝撃音の発生位置と、の距離を２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満としている。このようにすれば、音入力部４８で衝撃音を分析可能な音として確実に拾うことが可能となる。なお、音入力部４８の衝撃音の発生位置に対する距離及び位置は、位置調整アーム４９によって最適に調整可能であり、その状態を維持することが可能である。

【0078】

実施形態に係る構造物用検査装置１及び構造物用検査方法においては、音入力部４８で拾う衝撃音の最大値と最小値の差を１０ｄｂ以上、かつ、５０ｄｂ未満としている。このようにすれば、転動部材２７が構造物２の面部２ａを転動する際に生ずる衝撃音を分析可能な音として音入力部４８によって拾うことが可能となり、構造物２が健全であるか否かを判定することが可能となる。

【0079】

また、実施の形態に係る構造物用検査装置１及び構造物用検査補法においては、転動部材２７が回転する際の構造物２に対する押圧力の最大値を２０Ｎ未満にしている。すなわち、構造物２に対する転動部材２７の押圧力の最小値を１Ｎ以上で、最大値を２０Ｎ未満とすることになり、転動部材２７を構造物２の面部２ａに対して滑りや跳ね返りを抑えつつ回転させることが可能となり、衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能となる。

【0080】

また、以上説明した構造物用検査方法においては、転動部材２７が構造物２の面部２ａを転動しつつ搖動する転動部材の移動速度を、１０ｃｍ／秒以上で、２００ｃｍ／秒未満とする。前述したような押圧力の範囲内で、このような移動速度にすれば、転動部材２７が構造物２の面部２ａに対して滑ることや跳ねることなどを抑えつつ回転させることが可能となり、音入力部４８は衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能となる。

【0081】

なお、構造物用検査装置１においては、転動部材２７を転動させて衝撃音を音入力部４８で拾って構造物の面部２ａが健全か否かを判定するというものである。しかし、転動部材２７に替えて錘部材を構造物の面部２ａに衝突させて分析可能な衝撃音を発生させることが可能であり、これを他の実施の形態として構造物用検査装置６０及びこの構造物用検査装置６０を使用する構造物用検査方法について以下に説明する。

【0082】

［構造物用検査装置６０の構成］
図９は、他の実施の形態に係る構造物用検査装置６０の構成の１実施例を示す正面図であり、検査具６１を図１０のＡ−Ａ切断線で切断した断面を表している。図１０は、構造物用検査装置６０の構成の１実施例を示す平面図である。なお、図９及び図１０は、各部の形状を簡略化して表す模式図である。

【0083】

図９及び図１０に示すように、構造物用検査装置６０は、移動体本体１０の進行方向（太い矢印で示す）に対して後部側に検査具６１が配設されている。移動体本体１０は、図１に示したものと同じ構成であり詳しい説明は省略する。図９及び図１０においては、図１と同じ部分には図１と同じ符号を付している。検査具６１は、検査具取付け用フレーム６２によって移動体本体１０に連結される。検査具６１は、構造物の面部２ａに衝突して衝撃音を発生させる錘部材６３と、錘部材６３を構造物の面部２ａに衝突させる電磁ソレノイド６４と、錘部材６３を構造物の面部２ａから離れた位置に保持する保持手段としてのばね６５を有している。

【0084】

錘部材６３は、柄部材６６の一方の先端部に固定されている。錘部材６３と柄部材６６の構成は１種のハンマーと言い換えることができる。柄部材６６の他方側は軸受け部材６７に接続されている。この軸受部材６７に錘回転軸６８が挿通され、錘部材６３は柄部材６６を介して錘回転軸６８の回りに軸部材６７を介して回動可能な構成である。錘回転軸６８は、検査具取付け用フレーム６２の図示左右両端の側壁部６２ａに固定されている（図１０参照）。錘部材６３の重量は、１００ｇ以上、かつ５００ｇ以下に設定される。図９において、点線で表す錘部材６３は面部２ａに衝突する前を表し、実線で表す錘部材６３は衝突時を表している。柄部材６６は、錘回転軸６８から移動体本体１０側に延長されている。ばね６５は、検査具取付け用フレーム６２と柄部材６６との間に懸架されている。ばね６５は、錘部材６３が面部２ａから常に離れる方向に引っ張り力を与えている。なお、図９に例示する錘部材６３は球体であるが、球体に限らず、いわゆるハンマー型でもよく、或いは盤状であってもよい。

【0085】

錘部材は、旧来から作業者が手に持って構造物の打音検査に使用してきたハンマーに相当するものであり、錘部材の重量を１００ｇ以上５００ｇの範囲にすれば、従来からの打音検査の経験を生かして打音、すなわち衝撃音によって構造物が健全か否かを判定することが可能となる。

【0086】

図９に示すように、電磁ソレノイド６４は、ソレノイドフレーム６９の錘部材６３側に向かって伸びる突出部７０に装着されている。ソレノイドフレーム６９は検査具取付け用フレーム６２に固定される。又、図１０に示すように、ソレノイドフレーム６９は錘回転軸６８の延長方向に一対の柱部６９ａを有し、一対の柱部６９ａの間の空間６９ｂ内において、柄部材６６が錘回転軸６８の回りに回動するように構成されている。電磁ソレノイド６４の押し力、スピード及び駆動ストロークは、ばね６５の弾性力を考慮したうえで錘部材６３の面部２ａに対する衝撃力が１Ｎ以上となるように設定される。さらに、電磁ソレノイド６４の駆動ストロークは、錘部材６３が衝突する前に柄部材６６から離れる程度とする。

【0087】

錘部材６３、ソレノイドフレーム６９、電磁ソレノイド６４及びばね６５などを含んでハンマーユニット７１と称する。図１０に示す例においては、ハンマーユニット７１は、錘回転軸６８の軸方向に６セット配設されている。なお、ハンマーユニット７１の数は６セットよりも多くても少なくてもよく、構造物の面部２ａにおいて検査対象の広さに対応して設置することが可能である。各ハンマーユニットは、１セットずつ衝撃音がかぶらない程度にタイミングをずらして駆動される。なお、図９及び図１０に例示した検査具６１は、移動体本体１０の進行方向に対して後端部側に配置されているが、進行方向の先端部側に配置してもよい。

【0088】

検査具６１は、錘部材６３が構造物の面部２ａに衝突する際に発生する衝撃音を拾う音入力部４８を有している。音入力部４８は、いわゆるマイクロフォンなどであって、位置調整アーム４９の先端部に取付けられている。図９に示すように、位置調整アーム４９は、第１アーム５０と第２アーム５１及び第１アーム５０と第２アーム５１とを連結するアーム連結具５２とから構成されている。アーム連結具５２は、音入力部４８を任意位置に移動させることが可能な自在継手にすることが好ましい。音入力部４８は、衝撃音の発生位置との距離を、２ｃｍ以上、かつ２００ｃｍ以下の範囲で適切な位置に調整される。

【0089】

なお、以上説明した構造物用検査装置６０は、錘部材６３を構造物の面部２ａに衝突させる駆動部として電磁ソレノイド６４を使用し、保持手段としてばね６５を使用する構成を例示して説明したが、駆動部及び保持手段の両機能を有するカム機構などで構成することが可能である。

【0090】

［検査具６１の動作及び検査方法］
次に検査具６１の動作及び検査具６１を使用した検査方法について図９、図１０を参照しながら説明する。錘部材６３は、錘回転軸６８回りに回動可能であるが、ばね６５によって構造物の面部２ａから離れた位置、すなわち、図９において点線で表す位置に保持される。電磁ソレノイド６４を駆動すると錘部材６３は面部２ａに向かって回動し面部２ａに衝突して衝撃音を発生する。この衝撃音を音入力部４８で拾って、その衝撃音の差から構造物２に損傷があるか健全であるかを判定する。

【0091】

例えば、構造物２がコンクリート構造物であるときには、衝撃音がキンキン又はコンコンといった清音の場合には健全と判定する。ドン或いはドスといった鈍い音の場合は面部２ａの劣化や面部２ａの表面近くに空洞があると判定することが可能である。又、ボコ、ペコぺコといった薄さを感じさせる濁音の場合には面部２ａが剥離していると判定することが可能である。これらのような音の判定は、聴覚によって経験的に判定可能であるが、構造物に異常がある場合又は異常がない場合において所定の周波数帯域における音圧変化などから音分析装置（不図示）によって分析することが可能である。なお、前述した転動部材２７による衝撃音による判定結果と、錘部材６３による衝撃音の判定結果とには差異がないことが確認されている。

【0092】

錘部材６３は、面部２ａに衝突した直後に、ばね６５によって面部２ａから離れた位置、すなわち、図９において点線で表される位置に引き戻される。このようにすれば、錘部材６３が面部２ａに接触していることによって面部２ａの振動が減衰してしまうことや面部２ａの振動の拡がりが抑制されることを防止できる。

【0093】

錘部材６３が面部２ａに加える衝撃力は、前述した転動部材２７が面部２ａに加える押圧力と同じように、移動体本体１０の吸着力に対しては反力となる。すなわち、吸着力に対する衝撃力は、適切な範囲に規制されるべきものである。このことについては、図３を参照して説明する。

【0094】

構造物用検査装置６０においては、図３に記載の押圧力を衝撃力に置き換えで説明できる。図３において、衝撃力と吸着力の比が１／３超の範囲においては、吸着できなくなる可能性があり、衝撃力と吸着力の比を１／３以下にすれば、吸着できなくなる可能性はかなり低くなることを示している。

【0095】

錘部材６３を面部２ａに衝突させることによって発生する衝撃音を分析可能な音として拾うには、適切な衝撃力を面部２ａに与えなければならない。このことについて図４を参照して説明する。構造物用検査装置６０においては、図４に記載の押圧力を衝撃力に置き換えることで説明できる。図４に示すように、衝撃力が１Ｎ以上、かつ、２０Ｎ未満においては、衝撃音を分析に十分な音として拾うことが可能である。例えば、構造物２がコンクリート構造物の場合には、衝撃力を２０Ｎ以上にすると錘部材６３の衝突部周囲に損傷を与える恐れがあることから避けるべきである。衝撃力を１Ｎ以上で、２０Ｎ未満とし、分析可能な衝撃音を得る方法としては、電磁ソレノイド６４の押し力及び電磁ソレノイド６４の駆動ストローク、又は錘部材６３と面部２ａとの距離を調整することによって可能である。

【0096】

また、音入力部４８は、錘部材６３が面部２ａに衝突する際に発生する衝撃音を拾う最適位置に配置し維持することが求められる。このことについて図５を参照して説明する。構造物用検査装置６０における衝撃音の発生位置との適切な距離Ｌは、検査具の構成に関わらず構造物用検査装置１と同じように説明できる。図５に示すように、距離Ｌが２ｃｍ以上、かつ、２００ｃｍ未満の範囲においては、衝撃音を分析可能な音として拾うことが可能である。音入力４８の位置は任意に調整可能であるが、構造物用検査装置６０を稼働中に位置ずれがないように固定される。

【0097】

なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、構造物用検査方法は、構造物用検査装置１又は構造物用検査装置６０を使用しないで、他の検査装置を使用して行ってもよい。

【0098】

また、前述の実施の形態の検査具１１は、転動部材２７を構造物２の面部２ａに転動しながら回転し、その際に発生する衝撃音を拾って分析しているが、転動部材２７を回転させずに構造物２の面部２ａに摺動し、その際に発生する摺動音を拾うようにしてもよい。

【0099】

また、前述の実施の形態においては、構造物用検査装置１は検査具１１を有し、構造物用検査装置６０は検査具６１を有しているが、構造物２の種類や面部２ａの状態によって検査具１１と検査具６１とを交換するようにしてもよく、移動体本体１０に検査具１１と検査具６１の両方を設置するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0100】

１，６０…構造物用検査装置、２…構造物、２ａ…構造物の面部、２ｂ…動作不適部、１０…移動体本体、１１，６１…検査具、１２…本体ユニット、１３…無端走行帯、１４…本体駆動部、１５…吸着駆動部、１９…吸着孔、２５，６２…検査具取付け用フレーム、２６…取付け板、２７…転動部材、３５…加圧ばね、３６…回転軸、４０…リンク機構、４１…リンク用モータ、４２…リンク駆動輪、４３…従動アーム、４４…スライドジョイント部、４８…音入力部、４９…位置調整アーム、５３…自在継手、６３…錘部材、６４…電磁ソレノイド、６５…ばね

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】