JPS6355486A - 壁の支柱検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、ｇ！（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Ｊ 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・天井や壁に一戸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４０９
９１１８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」二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、その後画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、１］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がるとい
う問題がある。

［発明の目的１ 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１ （実施例１） 第１図に示すように、基本的には、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、界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、両車安
定マルチパイプレーク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Ｒ，の他端
に接続されており、電極板１１と抵抗Ｒ，とにより単安
定マルチパイプレーク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Ｒ８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、単安定マルチパイプレーク２１の
出力の立ち下が９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。両車安定マルチバイブレータ２１，２２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パイプレーク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■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■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が熊
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が無い場所では積分回路２５の出力電圧■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Ｒ５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■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４１ａ、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４
．４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５
１ａ、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、フォトインクラブタ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９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−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、５　ｌ　ｂ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。

両エンコーグ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４１ｍ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Ｄ７リツプ７０ツブ５３ｍ、
５３ｂと、一対のアンド回路５４ａ、５４ｂとから構成
されでいる。各Ｄ７リツプ７０ツブ５３ａ、５３ｂのク
ロック端子とデータ端子りとには、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４１６の出力と
のいずれか一方が入力されるのであり、両Ｄ７リツプ７
０ツブ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Ｄ７リツ
プ７０ツブ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訃
には第２のアンド回路５４ｂのみが第２のエンコーダ４
１ｂ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７ツプダウンカウンタ５５ａ、５
５ｂと、各７ツプダウンカウンタ５５ｍ、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５５ｍ、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５５ｍ、５５ｂはケーシング
３の右方向への移動を正としで設定されており、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ＤＯＷ
Ｎに入力されでいる。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、５５ｂ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クタル／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−ヒがり時、
すなわち、表示ランプ２７が点灯すると同時に７ツプグ
ウンカウンタ５５ａ＊５５ｂのリセット端子にリセ７Ｆ
信号を送出してアップダウンカウンタ５５ｍ、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（、）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回路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５５ｍ、５５
ｂ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ＳＷ
、が閉成されるまでの最大値を保持する。ピーク検出回
路４４の出力は一対の抵抗Ｒ，，Ｒ，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の出力値とカウンタ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
致すると発光タ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５１’ａ、５１
ｂ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６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１こ、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４１ｍ、
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ｇＡ（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としでは、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られる。

（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
４６、および中心表示回路４６に代えでカウンタ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
Ｗ６４８に入力している。すなわち、カウンタ４３は３
桁の７ツプグウンカウンタ５５ａ、５５ｂ、５５ｅのみ
からなり、各７ツプダウンカウンタ５５ｍ、５５ｂ、５
５ｃ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４
８に表示するようにしているのである。他の構成につい
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２
７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６位置となるのである。つまり、表示ランプ２
７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［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４１ｍ、４１
ｂ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６
１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でいる。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１
２図に示すように、ステープラ６４内に装着された針６
５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８〜１０履贋のくばみ６７を設
けたり、第１４図に示すように、直径８〜１０＋ｕ＋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６
８に鉛筆等の筆記共を差し込めばよいのである。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、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、
支柱の中心位置を計測する中心計測手段と、中心計測手
段の出力値に基づいて支柱の中心位置に位置することを
表示する表示手段とを備えて成るものであり、表示手段
により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
。

【図面の簡単な説明】

１１図は本発明の実施例１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親図お上り要部断面図、第９図は本
発明の実施例２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１
３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図は従来例の操作法を
示す斜視図、第１６図お上Ｖ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、４１ａ、４１ｂはエンコーダ、４３はカウンタ、４
４はピーク検出回路、４５は分圧回路、４６は中心表示
回路である。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第７図 第８図 １（Ｃ）’ （ｂ） 傘＃　＃Ｊ！

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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、支柱の中心位置を
   計測する中心計測手段と、中心計測手段の出力に基づい
   て支柱の中心位置に位置することを表示する表示手段と
   を備えて成ることを特徴とする壁の支柱検知装置。
2. （２）中心計測手段は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光学式のエンコーダおよびエン
   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を算出しその値を記憶する中心値判
   別回路とにより構成され、表示手段は中心値判別回路に
   記憶された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を備えて成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。
3. （３）中心計測手段は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光学式のエンコーダおよびエン
   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で構成され、表示手段は表
   示部により構成されて成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。
4. （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して成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。