| 【発明の名称】 |
コンクリート供試体の測定装置とこれを用いた測定方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】橋田 長一
【氏名】田代 浩明
【氏名】小沢 昌昭
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| 【要約】 |
【課題】供試体の寸法を短時間で効率よく測定する。
【解決手段】コンクリート供試体21を縦向きにして回転駆動する回転テーブル２を設ける。この回転テーブル２の回転位置を検出するエンコーダー７を設ける。回転テーブル２の上方に配置されコンクリート供試体21の上面21Ｂまでの距離を測定する上面側センサ22を設け、また、回転テーブル２に載置したコンクリート供試体21の側方に配置され該コンクリート供試体21の側面21Ｃまでの距離を測定する側面側センサ14を設ける。回転テーブル２を回転しながら、上面側センサ22により供試体21の上面21Ｂまでの距離を測定し、同時に側面側センサ14により供試体21の側面21Ｃまでの距離を測定し、これにより供試体21の高さＨや直径Ｄなどの測定を短時間で効率よく行うことができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コンクリート供試体を縦向きにして回転駆動する回転テーブルと、この回転テーブルの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転テーブルの上方に配置され前記コンクリート供試体の上面までの距離を測定する上面側センサと、前記回転テーブルに載置したコンクリート供試体の側方に配置され該コンクリート供試体の側面までの距離を測定する側面側センサと、この側面側センサを上下に昇降する昇降駆動手段と、前記側面側センサの高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、前記上面側センサの測定値により前記コンクリート供試体の高さを算出すると共に、前記側面側センサの測定値により前記コンクリート供試体の直径を算出する演算手段とを備えることを特徴とするコンクリート供試体の測定装置。
【請求項２】 前記上面側センサを水平移動可能に設けたことを特徴とする請求項１記載のコンクリート供試体の測定装置。
【請求項３】 請求項１記載のコンクリート供試体の測定装置を用い、前記回転テーブルを回転すると共に、前記昇降駆動手段により前記側面側センサを上下に昇降しながら、該側面側センサによりコンクリート供試体の側面までの距離を測定することを特徴とするコンクリート供試体の測定装置を用いた測定方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート供試体の高さや直径などを測定するコンクリート供試体の測定装置とこれを用いた測定方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】コンクリートの圧縮強度試験，引張強度試験等に用いられる供試体は、有底で筒状をなす金属製の型枠を用いて製作され、その供試体は日本工業規格（ＪＩＳＡ １１３２）により直径の２倍の高さを持つ円筒形に定められており、その供試体を製造する型枠には、例えば直径１０センチ，高さ２０センチのものや、直径１２．５センチ，高さ２５センチのもの等が用いられている。そして、供試体には所定の寸法精度が要求されるため、供試体を成形する前記型枠は、高さや直径や上下面の平面度において、所定の寸法精度を満たす必要があった。
【０００３】このように型枠の寸法精度により供試体を所定の寸法に仕上げる方法では、実際に成形された供試体の寸法を直接的に確認することができない。
【０００４】そこで、成形後の供試体の寸法をノギスやダイヤルゲージなどの測定器により直接測定することが考えられる。しかし、このような測定器を用いる方法では、測定に時間が掛り効率が悪い。そして、従来のように型枠寸法を基準とする方法では、型枠から多数の供試体を形成し、その型枠の寸法を測定すれば済むが、供試体を測定する方法では、多数の供試体あるいは抽出した多数のサンプルとしての供試体を測定する必要があるため、ノギスやダイヤルゲージなどの測定器を用いた測定では、手間がかかり、測定時間の短縮は難しい。
【０００５】そこで、本発明は、供試体の寸法を効率よく測定することができるコンクリート供試体の測定装置とこれを用いた測定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、コンクリート供試体を縦向きにして回転駆動する回転テーブルと、この回転テーブルの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転テーブルの上方に配置され前記コンクリート供試体の上面までの距離を測定する上面側センサと、前記回転テーブルに載置したコンクリート供試体の側方に配置され該コンクリート供試体の側面までの距離を測定する側面側センサと、この側面側センサを上下に昇降する昇降駆動手段と、前記側面側センサの高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、前記上面側センサの測定値により前記コンクリート供試体の高さを算出すると共に、前記側面側センサの測定値により前記コンクリート供試体の直径を算出する演算手段とを備えるものである。
【０００７】この請求項１の構成によれば、回転テーブルを回転しながら、上面側センサにより供試体の上面までの距離を測定し、同時に側面側センサにより供試体の側面までの距離を測定する。これにより前記上面側センサの測定値と既知の回転テーブルの高さより、供試体の高さを算出でき、前記側面側センサの測定値と既知の回転テーブル位置より、供試体の直径を測定することができる。また、供試体の直径を複数箇所で測定する場合は、昇降駆動手段により側面側センサの位置を変えて測定できる。
【０００８】また、請求項２の発明は、前記上面側センサを水平移動可能に設けたものである。
【０００９】この請求項２の構成によれば、上面側センサを水平移動することにより、供試体の上面の任意の位置で高さを測定し、平面度等を測定することができる。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１記載のコンクリート供試体の測定装置を用い、前記回転テーブルを回転すると共に、前記昇降駆動手段により前記側面側センサを上下に昇降しながら、該側面側センサによりコンクリート供試体の側面までの距離を測定する測定方法である。
【００１１】この請求項３の構成によれば、回転テーブルを回転すると共に側面側センサを上下に昇降しながら測定することにより、供試体の側面を螺旋状に連続して測定し、該供試体の側面形状を三次元的に測定することができる。
【００１２】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。図１ないし図７は本発明の第１実施例を示し、同図に示すように、測定装置本体は、機体１に円盤上の回転テーブル２を３６０度に渡って回転可能に設け、この回転テーブル２の上面２Ａは水平面をなす。前記回転テーブル２の回転中心軸３は、回転モータ等の回転駆動手段４により回転駆動される。前記回転中心軸３には、回転伝達手段などの伝達ギヤ５が固設され、この伝達ギヤ５に従動ギヤ６が噛合し、この従動ギヤ６の回転を検出するエンコーダー７が、従動軸６Ａにより従動ギヤ６に連結されている。したがって、前記回転駆動手段４により回転テーブル２を回転し、この回転がギヤ５，６によりエンコーダー７に伝達され、このエンコーダー７からの角度に対応した検出信号により後述する演算手段が前記回転テーブル２の回転角度が演算し、このように前記エンコーダー７が前記回転テーブル２の回転角度を検出する回転角度検出手段を構成している。
【００１３】前記機体１には、前記回転テーブル２の側方に位置して雌螺子棒11が垂直に立設され、この雌螺子棒11は回転モータなどの昇降駆動手段12により、同一高さ位置で回転する。前記雌螺子棒11には、該雌螺子棒11に沿って昇降する昇降体13を設け、この昇降体13は前記雌螺子棒11に螺合すると共に、図示しない水平方向回り止め手段により、水平方向同一向きで昇降し、該昇降体13には、非接触式の側面側センサ14が設けられている。前記雌螺子棒11の上部には、該雌螺子棒11の回転を検出するエンコーダー15が設けられ、このエンコーダー15からの前記センサ14の高さ位置に対応した検出信号により、後述する演算手段が前記センサ14の高さ位置を検出し、このようにエンコーダー15により前記側面側センサ14の高さ位置を検出する高さ検出手段を構成している。尚、回転テーブル２の上面Ａの高さ位置は既知であるから、センサ14の高さ位置から、センサ14の測定高さ位置を後述する演算手段が算出する。
【００１４】前記回転テーブル２には、コンクリート供試体21が縦向きに固定され、この供試体21の中心Ｓを前記回転中心軸３の中心に合わせて該供試体21の底面21Ａを前記回転テーブル２の上面２Ａに載置し、前記底面21Ａを水平にしてセットされる。前記供試体21の上面21Ｂの上方には、非接触式の上面側センサ22が配置され、前記機本体１に、前記上面側センサ22を水平に案内する案内部材23と、この案内部材23に沿って前記上面側センサ22を水平移動させる移動手段24とを設け、この移動手段24は、ラックピニオン機構などを駆動して前記上面側センサ22を水平移動させるものであり、該上面側センサ22は、少なくとも、前記回転テーブル２の回転中心から前記供試体21の側面21Ｃ位置まで移動できるようになっている。さらに、前記機体１には、前記上面側センサ22の位置を検出するセンサなどからなる位置検出手段25が設けられている。尚、回転テーブル２の中心Ｓの位置は既知であるから、中心Ｓから側方への水平距離を後述する演算手段が算出する。尚、前記供試体21の上面21Ｂは、圧縮強度試験を行う際に荷重が供試体21の軸心に沿って正確に加わるように、所謂キャッピングが行われており、このキャッピングの作業においては、型枠内の上部にセメントペーストを充填し、このセメントペーストの上から平滑なガラス板等からなる圧縮板を被せ、余剰のセメントペーストをすり切るようにして上面21Ｂを平滑に仕上げている。
【００１５】前記側面側センサ14と上面側センサ22とは、非接触式のセンサであって、レーザーを照射してその反射により距離を測定するセンサや、光電センサや、超音波を照射してその反射により距離を測定するセンサなどを用いられる。
【００１６】コンピュータなどからなる制御装置31は、制御手段32と、演算手段33と、出力手段34，34Ａとを備え、前記制御手段32には、前記センサ14，22、エンコーダー７，15、位置検出手段25、回転駆動手段４、昇降駆動手段12及び移動手段24が電気的に接続され、制御手段32からの駆動信号により前記回転駆動手段４、昇降駆動手段12及び移動手段24が駆動し、センサ14，22、エンコーダー７，15、位置検出手段25の検出信号が前記制御手段32に入力する。また、この制御手段32には図示しない操作入力部32Ａが設けられ、この操作入力部32Ａにより前記センサ14，22の位置や動作、前記回転テーブル２の動作を操作できるようになっている。また、前記制御手段32に入力した検出信号により、前記演算手段33は、前記供試体21の高さＨと中心Ｓから側面21Ｃまでの距離等の測定値を算出し、かつ、それら測定値の測定位置を算出する。さらに、前記出力手段34は、前記測定位置における測定値をディスプレーやプリンターなどの表示器に表示し、この表示は数値であったり、供試体21の外径を立体図として表示したりする。尚、図３においては、出力手段34はディスプレーであって、供試体21の立体図を表示しており、出力手段34Ａはプリンターである。
【００１７】次に、前記測定装置本体と制御装置31の使用方法につき説明すると、操作入力部32Ａにより、上面21Ｂの中心Ｓに対する上面側センサ22の位置を決め、かつエンコーダー７の検出信号に基づいて演算手段33により検出される供試体21の角度位置から、所定角度位置ごとに前記上面21Ｂまでの距離を検出するように設定する。例えば、図４においては、上面21Ａの中心Ｓから距離Ｌ１の位置で所定の角度位置θである９０度毎の測定点41で上面側センサ22による測定を行い、この後、移動手段24の駆動により、上面側センサ22を上面21Ｂの中心Ｓから距離Ｌ２の位置まで移動し、この位置で所定角度位置である９０度毎の測定点42で上面側センサ22による測定を行うように、前記操作入力部32Ａにより設定する。また、エンコーダー15の検出信号により、側面側センサ14の高さ位置が算出され、エンコーダー７の検出信号により、側面側センサ14の供試体21における円周方向の測定位置すなわち回転角度が得られるから、側面側センサ14の測定位置とこの測定位置における側面21Ｂまでの距離とが得られる。例えば、前記操作部32Ａの設定により、供試体21の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３の３箇所で側面21Ｃまでの距離を複数検出し、この検出信号により、供試体21の直径Ｄを演算手段33が算出する。このように回転テーブル２を回転しながら、上面側センサ22と制御装置31とにより、測定点41，42における供試体21の高さＨを算出し、これにより、上面21Ｂの平面度や上面21Ｂの垂線に対する角度Ｋｂなどを算出する。また、同時に、回転テーブル２を回転しながら、側面側センサ14と制御装置31とにより、供試体21の任意の高さＨ１，Ｈ２，Ｈ３位置における直径Ｄを算出し、この直径Ｄの値から直径の平均誤差等を算出する。
【００１８】また、回転テーブル２を回転しながら、側面側センサ22を上下に昇降し、供試体21の側面21Ｃの任意の位置で、該側面21Ｃまでの距離を測定し、図６に示すように、その測定箇所43が螺旋状にほぼ連続するように測定を行い、さらに、図７に示すように、連続する測定箇所43の角度位置をずらして測定を密に行い、これら測定箇所43…における測定値はそれぞれ前記エンコーダー７，15により供試体21における高さ位置と角度位置が既知であるから、測定値とその測定位置から、フーリエ変換やスムージングなどを用いた演算処理を行い、この演算値により、供試体21の外形を立体化し、側面21Ｃと水平面である上面２Ａとのなす角度Ｋｃなどを算出する。さらに、供試体21の上面21Ｂ及び側面21Ｃに係わる測定を行った後、今度は、上面21Ｂを下にして供試体21を回転テーブル２にセットし、底面21Ａの平面度等を上面側センサ14により測定して算出する。尚、本実施例に記載の「算出」は前記演算手段33により全て行うことが可能である。
【００１９】このように本実施例では、請求項１に対応して、コンクリート供試体21を縦向きにして回転駆動する回転テーブル２と、この回転テーブル２の回転位置を検出する回転位置検出手段たるエンコーダー７と、回転テーブル２の上方に配置されコンクリート供試体21の上面21Ｂまでの距離を測定する上面側センサ22と、回転テーブル２に載置したコンクリート供試体21の側方に配置され該コンクリート供試体21の側面21Ｃまでの距離を測定する側面側センサ14と、この側面側センサ14を上下に昇降する昇降駆動手段たる昇降駆動手段12と、側面側センサ15の高さ位置を検出する高さ位置検出手段たるエンコーダー15と、上面側センサ22の測定値によりコンクリート供試体21の高さＨを算出すると共に、側面側センサ14の測定値によりコンクリート供試体21の直径Ｄを算出する演算手段33とを備えるものであるから、回転テーブル２を回転しながら、上面側センサ22により供試体21の上面21Ｂまでの距離を測定し、同時に側面側センサ14により供試体21の側面21Ｃまでの距離を測定し、これにより上面側センサ22の測定値と既知の回転テーブル２の高さより、供試体21の高さＨを検出でき、側面側センサ14の測定値と既知の回転テーブル２の中心Ｓ位置より、供試体21の直径Ｄを測定することができ、供試体21の高さＨや直径Ｄなどの測定を短時間で効率よく行うことができる。また、供試体21の直径Ｄを複数箇所で測定する場合は、昇降駆動手段12により側面側センサ14の位置を変えて測定することができる。
【００２０】また、このように本実施例では、請求項２に対応して、上面側センサ22を水平移動可能に設けたものであるから、上面側センサ22を水平移動することにより、供試体21の上面21Ｂの任意の位置で高さＨを測定し、平面度等の測定をすることができる。また、供試体21を反転して回転テーブル２にセットすれば、底面21Ａの高さＨと平面度等を測定できる。
【００２１】さらに、このように本実施例では、請求項３に対応して、請求項１記載のコンクリート供試体の測定装置を用い、回転テーブル２を回転すると共に、昇降駆動手段たる昇降駆動手段12により側面側センサ14を上下に昇降しながら、該側面側センサ14によりコンクリート供試体21の側面21Ｃまでの距離を測定する測定方法であるから、回転テーブル２を回転すると共に側面側センサ14を上下に昇降しながら測定することにより、供試体21の側面21Ｃをほぼ螺旋状に連続して測定し、該供試体21の側面21Ｃの形状を三次元的に測定することができる。
【００２２】また、実施例上の効果として、前記制御装置31は、側面側センサ14の測定値に基づき供試体21の回転テーブル２に対する角度Ｋｃを算出するものであるから、回転テーブル２を回転し、側面側センサ14を上下動しながら該側面側センサ14により測定を行い、この測定値により供試体21の回転テーブル２に対する角度Ｋｃを算出できる。また、この例のセンサ14，22は非接触式であるから、供試体21に摺動する部分がない。
【００２３】図７は本発明の第２実施例を示し、この例では、側面側センサ14及び上面側センサ22は接触式のセンサであり、それぞれ供試体21の側面21Ｃ及び上面21Ｂに接触して摺動するゲージ14Ａ，22Ａを有し、これらゲージ14Ａ，22Ａの変異により、距離を測定し、検出信号を出力するものである。
【００２４】このように本実施例では、請求項１に対応して、コンクリート供試体21を縦向きにして回転駆動する回転テーブル２と、この回転テーブル２の回転位置を検出する回転位置検出手段たるエンコーダー７と、回転テーブル２の上方に配置されコンクリート供試体21の上面21Ｂまでの距離を測定する上面側センサ22と、回転テーブル２に載置したコンクリート供試体21の側方に配置され該コンクリート供試体21の側面21Ｃまでの距離を測定する側面側センサ14と、この側面側センサ14を上下に昇降する昇降駆動手段たる昇降駆動手段12と、側面側センサ15の高さ位置を検出する高さ位置検出手段たるエンコーダー15と、上面側センサ22の測定値によりコンクリート供試体21の高さＨを算出すると共に、側面側センサ14の測定値によりコンクリート供試体21の直径Ｄを算出する演算手段33とを備えるものであり、また、上面側センサ22を水平移動可能に設けたものであり、請求項１，２に対応して上記第１実施例と同様な作用，効果を有し、また、請求項３の測定方法を行うことができる。
【００２５】尚、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、本発明の容易の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、回転位置検出手段は、回転テーブルの回転位置を検出するものであれば、各種のものを用いることができ、また、高さ位置検出手段は、側面側センサの高さ位置を検出するものであれば、各種のものを用いることができる。さらに、センサは距離を測定できるものであれば各種のものを用いることができる。
【００２６】
【発明の効果】請求項１の発明は、コンクリート供試体を縦向きにして回転駆動する回転テーブルと、この回転テーブルの回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転テーブルの上方に配置され前記コンクリート供試体の上面までの距離を測定する上面側センサと、前記回転テーブルに載置したコンクリート供試体の側方に配置され該コンクリート供試体の側面までの距離を測定する側面側センサと、この側面側センサを上下に昇降する昇降駆動手段と、前記側面側センサの高さ位置を検出する高さ位置検出手段と、前記上面側センサの測定値により前記コンクリート供試体の高さを算出すると共に、前記側面側センサの測定値により前記コンクリート供試体の直径を算出する演算手段とを備えるものであり、供試体の寸法を効率よく測定することができるコンクリート供試体の測定装置を提供することができる。
【００２７】また、請求項２の発明は、前記上面側非接触センサを水平移動可能に設けたものであり、供試体の寸法を効率よく測定することができるコンクリート供試体の測定装置を提供することができる。
【００２８】請求項３の発明は、請求項１記載のコンクリート供試体の測定装置を用い、前記回転テーブルを回転すると共に、前記昇降駆動手段により前記側面側センサを上下に昇降しながら、該側面側センサによりコンクリート供試体の側面までの距離を測定する測定方法であり、供試体の寸法を効率よく測定することができるコンクリート供試体の測定方法を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１２４３１４７
【氏名又は名称】吉川産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年８月２７日（１９９８．８．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８００８９
【弁理士】
【氏名又は名称】牛木 護
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| 【公開番号】 |
特開２０００−７４６５１（Ｐ２０００−７４６５１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月１４日（２０００．３．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２４２３７７ |
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