JPH0746141B2

JPH0746141B2 - 壁の支柱検知装置

Info

Publication number: JPH0746141B2
Application number: JP61200660A
Authority: JP
Inventors: 幹弘山下; 薫古川; 片悟田舎; 敏治大橋
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1986-08-26
Filing date: 1986-08-26
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPS6355486A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は、壁（天井を含む）を形成する合板や石膏ボー
ド等の壁パネルを取り付けるために壁パネルの背部に配
設された胴縁、間柱、野縁等の支柱を壁パネルの表面側
から検知する壁の支柱検知装置に関するものである。

［背景技術］一般に合板や石膏ボード等の壁パネルにより壁（天井を
含む）が形成されている場合に、壁に時計や額を取り付
けたり、天井や壁に照明を取り付けたりするには、壁パ
ネルを取り付けるために壁パネルの背部に設けられた支
柱（間柱、胴縁、野縁等）を探し出し、釘やフックを支
柱に挿入することが必要である。しかしながら、一般に
壁パネルの表面は化粧シートを貼着したり塗装を施すこ
とによって表面仕上げがなされているから、支柱の位置
を目視によって探し出すのは困難である。

したがって、ハンマー等で壁パネルの表面をたたき、生
じる音が支柱の有無により変化することを利用して支柱
の位置を検知する方法が一般に用いられている。しかし
ながら、石膏ボードでは支柱の有無による音の変化が少
ないものであるから、熟練した人でなければこの方法に
よる支柱の検知は困難である。

このような問題を解決するものとして米国特許第409911
8号に開示された間柱センサが知られている。これは、
壁パネルの背部における支柱の有無に応じて誘電率が変
化することを利用し、静電容量（浮遊容量）の変化によ
って壁パネルの背部に配設された支柱を検知するもので
ある。すなわち、第18図に示すようにケーシング３の一
面に電極板11を備えた装置を、第15図に矢印で示すよう
に、壁パネル１の表面に沿って移動させ、電極板11に第
16図に示すように生じている電界が誘電率の変化に伴な
って変化することを利用して静電容量の変化を検出する
のである。ここで、静電容量は第17図に示すように、支
柱２の中心位置で最大となるように変化する。この原理
に基づいて、上記米国特許では静電容量が所定値以上で
あるときに発光ダイオード等の表示素子５が点灯（第16
図中黒丸で示す）するように設定されている。したがっ
て、支柱２の中心位置を求めるには、表示素子５の点灯
開始位置と点灯終了位置との２点に印を付け、その後両
点の中間位置を目視または定規で測って求めればよいの
である。しかしながら、目視による方法では正確な位置
決めができないという問題があり、また定規を用いて測
る方法では手間がかかるという問題がある。

［発明の目的］本発明は上述の点に鑑みて為されたものであって、その
目的とするところは、壁（天井を含む）を形成する壁パ
ネルの背部に設けられた支柱の中心位置を自動的に検知
できるようにした壁の支柱検知装置を提供することにあ
る。

［発明の開示］（実施例１）第１図に示すように、基本的には、壁（天井を含む）を
形成する壁パネル１の表面に対面させられる電極板11
と、電極板11により検知される静電容量を検出する静電
容量検出部12と、静電容量が所定値以上であると点灯す
る発光ダイオードを備えた表示部13と、支柱２の中心位
置を計測する中心計測手段と、中心計測手段により支柱
の中心位置が検知されたことを表示する表示手段とから
構成される。

静電容量検出部12は、一対の単安定マルチバイブレータ
21,22と、一方の単安定マルチバイブレータ22の時定数
を設定する基準時定数決定回路23と、両単安定マルチバ
イブレータ21,22の出力パルスのパルス幅の差に相当す
るパルスを出力する時間差検出回路24と、時間差検出回
路24の出力パルスを積分する積分回路25とにより構成さ
れる。電極板11は一端がスイッチSWを介して直流電源Ｂ
に接続された抵抗R₁の他端に接続されており、電極板11
と抵抗R₁とにより単安定マルチバイブレータ21の時定数
回路が構成されている。したがって、電極板11により検
出される静電容量と抵抗R₁とによる時定数（第２図
（ａ））に対応したパルス幅のパルス（第２図（ｃ））
が単安定マルチバイブレータ21の出力として得られるの
である。また、単安定マルチバイブレータ22は基準時定
数決定回路23により予め設定された時定数（第２図
（ｂ））に対応したパルス幅のパルス（第２図（ｄ））
を出力するのである。ここに、単安定マルチバイブレー
タ21の出力は正論理、単安定マルチバイブレータ22の出
力パルスは負論理となっている。また、単安定マルチバ
イブレータ21の出力の立ち下がりと、単安定マルチバイ
ブレータ22の出力の立ち上がりとは同時に行なわれるよ
うに設定されている。両単安定マルチバイブレータ21,2
2の出力は時間差検出回路24に入力されるのであり、時
間差検出回路24では、単安定マルチバイブレータ22の出
力の立ち下がりから単安定マルチバイブレータ21の出力
の立ち上がりまでの時間差に相当するパルス幅のパルス
（第２図（ｅ））を出力する。時間差検出回路24の出力
は積分回路25により積分されてパルス幅に比例した直流
電圧Ｖの出力（第２図（ｆ））となるのであり、電極板
11により検出される静電容量が大きいと単安定マルチバ
イブレータ21の出力パルスが立ち上がるまでの時間が長
くなるから、時間差検出回路24の出力パルスのパルス幅
が大きくなり、その結果、積分回路25の出力電圧Ｖが大
きくなるのである。つまり、積分回路25の出力電圧Ｖ
は、支柱２が有る位置のほうが支柱２が無い位置よりも
大きくなるのである。ところで、基準時定数決定回路23
は支柱２が無い場所で電極板11により検出される壁パネ
ル１の静電容量と抵抗R₁とによる時定数に相当する時定
数に設定されている。したがって、支柱２が無い場所で
積分回路25の出力電圧Ｖは略０となり、支柱２が有る場
所でのみ適宜大きさの出力電圧Ｖが得られるのである。

なお、基準時定数決定回路24はスイッチSWを投入したと
きに、その時点の電極板11と抵抗R₁とによる時定数と同
じ時定数に自動的に設定されており、使用にあたっては
支柱２が無いと考えられる部分で壁パネル１の表面に当
接させた状態でスイッチSWを投入し、その後、装置を移
動させて支柱２の検知を行なうのである。

表示部30は、積分回路25の出力電圧Ｖが所定値以上とな
ると表示ランプ27が点灯するように、適宜しきい値を有
した表示回路26を備えている。

中心計測手段は、電極板11を壁パネル１の表面に沿って
移動させるときにその移動距離に対応した個数のパルス
を出力する光学式のエンコーダ41a,41bと、エンコーダ4
1a,41bの出力に基づいて移動方向を検知する方向判別回
路42と、表示ランプ27が点灯している期間のエンコーダ
41a,41bの出力パルス数を計数するカウンタ43と、カウ
ンタ43の出力値の最大値を保持するピーク検出回路44
と、ピーク検出回路44の出力値を２分の１に分圧する分
圧回路45とを備え、表示手段は分圧回路45の出力値とカ
ウンタ43の出力値とが一致すると中心表示ランプ58を点
灯させる中心表示回路46から成る。

光学式のエンコーダ41a,41bは第４図および第５図に示
すように、円盤状に形成され周方向において等間隔に多
数のスリット53が穿設されたコードホイール51a,51b
と、発光部および受光部が対設されたフォトインタラプ
タ52a,52bとにより構成されたロータリエンコーダであ
って、フォトインタラプタ52a,52bの発光部と受光部と
の間にコードホイール51a,51bのスリット53が挿入され
ている。エンコーダ41a,41bは２個設けられている。両
エンコーダ41a,41bの各コードホイール51a,51bの一部は
それぞれ電極板11が配設されたケーシング３の一面から
突出しており、ケーシング３を壁パネル１の表面に沿っ
て移動させると、コードホイール51a,51bが壁パネル１
の表面に当接して回転するようになっている。両エンコ
ーダ41a,41bのコードホイール51a,51bは位相が90度ずれ
た位置関係となるように機械的に結合されており、した
がって、第６図（ａ）（ｂ）に示すように、右方向に移
動するときには第１のエンコーダ41aの出力位相が第２
のエンコーダ41bの出力位相よりも遅れ（左半部）、左
方向に移動するときには位相関係が逆になるのである
（右半部）。

方向判別回路42は一対のＤフリップフロップ53a,53b
と、一対のアンド回路54a,54bとから構成されている。
各Ｄフリップフロップ53a,53bのクロック端子とデータ
端子Ｄとには、それぞれ第１のエンコーダ41aの出力と
第２のエンコーダ41bの出力とのいずれか一方が入力さ
れるのであり、両Ｄフリップフロップ53a,53bでは互い
に接続関係が逆になっている。またアンド回路54a,54b
では、各Ｄフリップフロップ53a,53bのクロック端子へ
の入力と非反転出力Ｑとの論理積が得られるようになっ
ている。

したがって、アンド回路54a,54bの出力はそれぞれ第６
図（ｃ）（ｄ）に示すようなパルスとなるのであり、ケ
ーシング３が右方向に移動するときには第１のアンド回
路54aのみが第１のエンコーダ41aの出力パルスを通過さ
せ、ケーシング３が左方向に移動するときには第２のア
ンド回路54bのみが第２のエンコーダ41bの出力パルスを
通過させるのである。

カウンタ43は２桁のアップダウンカウンタ55a,55bと、
各アップダウンカウンタ55a,55bの出力をアナログ信号
に変換するデジタル／アナログ変換回路56とにより構成
され、表示回路26の出力の立ち上がりを検出するリセッ
ト回路47によりアップダウンカウンタ55a,55bがリセッ
トされるようになっている。アップダウンカウンタ55a,
55bはケーシング３の右方向への移動を正として設定さ
れており、第１のアンド回路54aの出力がアップ端子UP
に入力され、また第２のアンド回路54bの出力がダウン
端子DOWNに入力されている。したがって、ケーシング３
が右方向に移動するとアップダウンカウンタ55a,5bの出
力値が増大し、逆に左方向に移動すると出力値が減少す
るのである。アップダウンカウンタ55a,55bの出力値は
ラダー抵抗よりなるデジタル／アナログ変換回路56によ
りアナログ信号に変換される。また、リセット回路47で
は表示回路26の出力の立ち上がり時、すなわち、表示ラ
ンプ27が点灯すると同時にアップダウンカウンタ55a,55
bのリセット端子にリセット信号を送出してアップダウ
ンカウンタ55a,55bの出力値を０にするようになってい
る。アップダウンカウンタ55a,55bは第７図（ａ）に示
すように、電極板11が支柱２付近を通過すると、第７図
（ｂ）のように出力値を次第に増加させるのであり、表
示ランプ27の点灯終了時点でリセット回路47より出力さ
れるリセット信号によりリセットされるのである。

カウンタ43の出力はピーク検出回路44に入力されてお
り、ピーク検出回路44ではカウンタ43出力の最大値を記
憶するから、アップダウンカウンタ55a,55bがリセット
される直前の出力値がピーク検出回路44に保持されるこ
とになる。ピーク検出回路44にはリセットスイッチSW₁
が設けられ、リセットスイッチSW₁が閉成されるまでの
最大値を保持する。ピーク検出回路４の出力は一対の抵
抗R₂,R₃よりなる分圧回路45により２分の１に分圧され
る。

カウンタ43の出力と分圧回路45の出力とは中心表示回路
46に入力されるのであって、中心表示回路46は分圧回路
45の出力値のカウンタ43の出力電圧とを比較する比較回
路57を備え、比較回路57の両入力が一致すると発光ダイ
オードよりなる中心表示ランプ58を点灯させる。

以上の構成であるから、本装置の使用にあたっては、ケ
ーシング３を壁パネル１の表面に密着させた状態でエン
コーダ41a,41bのコードホイール51a,51bが回転するよう
にゆっくりと移動させ、第７図（ｃ）のように、表示ラ
ンプ27が消灯（白丸）している状態から一旦点灯（黒
丸）して再度消灯するまで移動を続ける。この操作によ
りピーク検出回路44には支柱２の幅に対応した値が保持
される。次に、ケーシング３を元の位置に戻してもう一
度ケーシング３を壁パネル１の表面に密着させた状態で
移動させると、第７図（ｄ）に示すように、中心表示ラ
ンプ58が点灯し、支柱２の中心位置が示されるのであ
る。

なお、両エンコーダ41a,41bの出力端と方向判別回路42
との間に表示回路27の出力値との論理積を出力するアン
ド回路を設ければ、表示回路27の出力レベルが“H"とな
っている期間にのみエンコーダ41a,41bの出力パルスが
カウンタ43に入力され好都合である。

ところで、ケーシング３には、第８図に示すように、マ
ーキング手段が設けられている。マーキング手段は、ケ
ーシング３の表面側（表示ランプ側）に突出した操作釦
61と、操作釦61をケーシング３の表面側に突出する向き
に付勢する復帰ばね62と、ケーシング３の裏面側（電極
板側）において電極板11の左右の中央位置に進退自在に
突出するマーカ63とにより構成されており、マーカ63と
しては、押しピンのように壁パネル１の表面に小さい傷
をつけるものや、鉛筆のように壁パネル１の表面に印を
表記できるものなどが用いるれる。

（実施例２）本実施例では実施例１のピーク検出回路44、分圧回路4
6、および中心表示回路46に代えてカウンタ43の出力を
液晶表示素子等のデジタル表示素子よりなる表示部48に
入力している。すなわち、カウンタ43は３桁のアップダ
ウンカウンタ55a,55b,55cのみからなり、各アップダウ
ンカウンタ55a,55b,55cの出力をそれぞれ表示部48に入
力することにより、エンコーダ41a,41b出力のパルス数
を表示部48に表示するようにしているのである。他の構
成については実施例１と同様であるから省略する。

以上の構成により、表示回路26の出力の立ち上がりから
エンコーダ41a,41bの出力パルスが計数され、ケーシン
グ３の移動距離に対応した数値が表示部48に表示される
ことになる。このようにして、表示ランプ27が消灯する
位置における表示部48の数値を読み、その後ケーシング
３を逆向きに移動させて上記数値の半分の値が表示され
る位置までケーシング３を戻せば、その位置が中心位置
となるのである。つまり、表示ランプ27が消灯した時点
の数値が「11」であれば、「５」もしくは「６」の数値
が表示される位置までケーシング３を戻せばよいのであ
る。また、エンコーダ41a,41bのスリット53の周期とケ
ーシング３の移動距離との関係（つまりエンコーダ41a,
41bの出力パルスの１周期でケーシング３がどれだけの
距離移動するか）がわかっていれば、その移動距離と表
示部48の表示値との積を求めれば支柱２の幅や支柱２の
端部から中心までの距離が数値として得られるのであ
る。この装置においても第10図に示すように、マーキン
グ手段の操作釦61がケーシング３の表面側に突出してお
り、中心位置で壁パネル１の表面に印を付けることがで
きるようになっている。

（実施例３）本実施例では、第13図に示すように、電極板11の左右の
中心位置に対応してケーシング３にステープラ64を配設
することにより、マーキング手段としている。このステ
ープラ64により略コ形に形成された針65を壁パネル１に
挿入できるようになっている。つまり、第12図に示すよ
うに、ステープラ64内に装着された針65をステープラ64
の操作部66を押圧することで壁パネル１に打入するので
ある。

マーキング手段の簡易な実現方法としては、電極板11の
左右の中心位置に対応して第13図に示すように、ケーシ
ング３の一所に直径８〜10mmのくぼみ67を設けたり、第
14図に示すように、直径８〜10mmの挿通孔68を有する突
部69を形成してもよい。壁パネル１に印を付けるには、
これらのくぼみ67や挿通孔68に鉛筆等の筆記具を差し込
めばよいのである。

［発明の効果］特定発明は上述のように、支柱が検知されている期間に
アウンタの出力により求めた支柱の幅から支柱の中心位
置に相当する中心値を求めて記憶し、次に支柱の幅を計
測する際に上記中心値とカウンタの出力値とが一致する
と中心表示ランプを点灯させるので、１本の支柱につい
て２回の測定を行なうようにし、１回目にその支柱の中
心値を求めて記憶させた後に、２回目に中心表示ランプ
の点灯した位置を支柱の中心値として決定することがで
き、壁（天井を含む）を形成する壁パネルの背部に設け
られた支柱の中心位置を正確かつ容易に検出できるとい
う利点を有するものである。

併合発明は、支柱が検出されている期間にカウンタの出
力値を表示するデジタル表示式の表示部を備えているか
ら、特定発明と同様に１本の支柱について２回の測定を
行なうようにし、１回目に表示部の値を読み取ってその
支柱の幅に相当する表示値を得るようにし、２回目には
表示部の表示値が１回目の２分の１になる位置を支柱の
中心位置として決定することができ、特定発明と同様
に、壁パネルの背部に設けられた支柱の中心位置を正確
かつ容易に検出できるという効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は特定発明の実施例を示す回路図、第２図は第１
図中の各部の信号を示す動作説明図、第３図は同上の外
観斜視図、第４図は同上の縦断面図、第５図は同上の横
断面図、第６図および第７図は同上の動作説明図、第８
図（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上に用いるマーキング手段
の一例を示す要部斜視図および要部断面図、第９図は併
合発明の実施例を示す回路図、第10図は同上の外観斜視
図、第11図は本発明に用いるマーキング手段の一例を示
す要部斜視図、第12図は同上の動作説明図、第13図およ
び第14図はそれぞれ本発明に用いる他のマーキング手段
を示す斜視図、第15図は従来例の操作方法を示す斜視
図、第16図および第17図は同上の動作説明図、第18図は
同上の部分斜視図である。１は壁パネル、２は支柱、３はケーシング、11は電極
板、12は静電容量検出部、13は表示部、41a,41bはエン
コーダ、43はカウンタ、44はピーク検出回路、45は分圧
回路、46は中心表示回路、48は表示部、61は操作釦、62
は復帰ばね、63はマーカ、64はステープラ、65は針、66
は操作部、67はくぼみ、68は挿通孔、69は突部である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極板を壁パネルの表面に対面させ静電容
量の変化を検出することにより壁パネルの背部に設けら
れた支柱を検知する支柱検知装置において、壁パネル表
面での移動量に応じた個数のパルスを出力するエンコー
ダおよび支柱が検知されている期間のエンコーダの出力
パルスを計数するカウンタよりなり支柱の幅を計測する
幅計測装置と、幅計測装置の出力値に基づいて支柱の中
心位置に相当する中心値を算出し記憶する中心値判別回
路と、上記中心値の記憶後に支柱の幅を計測する際に上
記中心値とカウンタの出力値とが一致すると点灯する中
心表示ランプとを備えて成ることを特徴とする壁の支柱
検知装置。
【請求項２】壁パネルの表面に支柱の中心位置を示す印
を付与するマーキング手段を具備することを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の壁の支柱検知装置。
【請求項３】電極板を壁パネルの表面に対面させ静電容
量の変化を検出することにより壁パネルの背部に設けら
れた支柱を検知する支柱検知装置において、壁パネル表
面での移動量に応じた個数のパルスを出力するエンコー
ダおよび支柱が検知されている期間のエンコーダの出力
パルスを計数するカウンタよりなり支柱の幅を計測する
幅計測装置と、カウンタの出力値を表示するデジタル表
示式の表示部とを備えて成ることを特徴とする壁の支柱
検知装置。
【請求項４】壁パネルの表面に支柱の中心位置を示す印
を付与するマーキング手段を具備することを特徴とする
特許請求の範囲第３項に記載の壁の支柱検知装置。