JPS6371682A - 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、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ｍＩ：関するものである７ ［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、壁に時計や頒を取り付
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Ｌｉ０９
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、ｅ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、この装置を用いて支柱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点に鉛筆等で印を付け、その後画点の中
間位置を求めればよいのである。一般に支柱２は水平方
向ないし垂直方向に走っているから、装置を水平方向も
しくは垂直方向に移動させて支柱２を検出すればよいの
であるが、第１９図および第２０図に示すように支柱２
が斜めに走る場合には、支柱２の実際の中心線と装置に
より検知した中心Ｍ（垂直方向）とが異なるものである
から、検知した中心線上で任意の点を選択したときに、
支柱２の中心線から外れ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、壁パネルの背部に設けられた支柱
が傾いている場合であっても支柱の中心位置が正確に検
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、璧パネル１の表面に
対面させられる一対の電極＠１１．ａ、１１ｂと、電極
板１１ａ、Ｉｌｂにより検知される０寛容所定値以上で
あると点灯する表示ランプ２７ａ、２７ｂを備えた表示
部１３とから構成される。

ｅ寛容量検出部１２は、ｔｉＳｌおよび第２の単安定マ
ルチバイブレータ２１ａ、２１ｂと、基準時間設定用の
単安定マルチバイブレータ２２と、基準時間設定用の単
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、第１の単安定マルチバイブレータ
２１ａと基準時間設定用の単安定マルチバイブレータ２
２と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ｔＪＳｌの時間差検出回路２４ａと、第２の単安
定マルチバイブレータ２１ｂと基準時間設定用の単安定
マルチバイブレータ２２と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第２の時間差検出回路２４
ｂと、各時間差検出回路２４ａ、２４ｂの出力パルスを
それぞれ積分する第１および第２の積分回路２５ａ、２
５ｂとにより構成される。

各？！Ｘ極＠　５．１　ａｔ　１１　ｂはそれぞれ抵抗
Ｒａ、Ｒｂの一端に接続され、抵抗Ｒａ、Ｒｂの他端は
スイッチＳ電極板１１ａ、１１ｂと対応する各抵抗Ｒａ
、Ｒｂとにより第１および第２の単安定マルチバイブレ
ーク２１ａ、２１ｂの時定数回路が構成される。したが
りで、各電極板１１ｍ＋１１ｂにより検出される静電容
量と対応する各抵抗Ｒａ、Ｒｂとによる時定数（償２図
（ａ））に対応したパルス幅のパルス（第２図（Ｃ））
が第１お上Ｖ第２の単安定マルチバイブレータ２１ａ、
２１ｂの出力として得られるのである。また、基準時間
設定用の単安定マルチバイブレーク２２は基準時定数決
定回路２３により予め設定された時定ＷＬ（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、第１および第２の単安定マル
チバイブレータ２１ａ、２１ｂの出力は正論理、基準時
間設定用の単安定マルチバイブレーク２２の出力パルス
は負論理となっている。また、第１お上りｔｔＳ２の単
安定マルチバイブレータ２ｉａ、２１ｂの出力の立ち下
がりと、基準時間設定用の単安定マルチバイブレータ２
２の出力の立ち上がりとは同時になるように設定されて
いる。各時間差検出回路２４ａ、２４ｂでは、基準時間
設定用の単安定マルチバイブレータ２２の出力の立ち下
がりから第１および第２の単安定マルチバイブレータ２
１ａ＊２１ｂ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））をそれぞれ出力す
る。各時間差検出回路２４　ａｔ　２４　ｂの出力は対
応する積分回路２５ａ、２５ｂにより積分されてパルス
幅に比例した直流電圧■の出力（ｆｆ５２図（ｆ））と
なるのであり、各’Ｉ＆４ｆｉ板１１ａ、ｌｌｂにより
検出される静電容量が大きいと第１およびｔｔＳ２の単
安定マルチバイブレータ２１ａ、２１ｂの出力パルスが
立ち上がるまでの時間が長くなるから、各時間差検出回
路２４ａ、２４ｂの出力パルスのパルス幅が大きくなり
、その結果、各８￥分回路２５ａ＋２５ｂの出力電圧Ｖ
が大きくなるのである。つまり、各積分回路２５ａ、２
５ｂの出力電圧■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１１ａ
ｗｌｌｂにより検出される璧パネル１の静電容量と抵抗
Ｒａ、Ｒｂ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２
５ａ、２５ｂの出力電圧Ｖは略Ｏ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２３はスイッチＳＷを投入し
たときに、その時点の電極板１１ａ、１１ｂと抵抗Ｒａ
、Ｒｂとによる時定数とほぼ等しい時定数に自動的に設
定されるのであり、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
の検知を行なえばよいようになっている。

表示部１３は、各積分回路２５ａ、２５ｂの出力電圧Ｖ
が所定値以上となるとそれぞれ対応する表示ランプ２７
ｇ、２７ｂが点灯するように、適宜しきい値を有した一
対の表示回路２６ａｙ２６ｂを備えている。

以上のように構成された回路部を実装した回路基＠３１
、電池Ｂ　４極板１１ａ＋１１ｂ等は、第のであって、
第３図に示すように、表示ランプ２７ａ、２７ｂはケー
シング３の前面に配設され、またスイッ、チＳＷはケー
シング３のｇＡ面にハンドルを突出させる。表示ランプ
２７ａ、２７ｂはケーシング３の前面の一側縁の中央部
に設けたマー２３２を通る一直線上に配置されており、
この直線に平行であってケーシング３の背面に沿った一
直線上に電極板１１ａ、ｌｌｂが配設されている。ここ
で、電極板１１ａ、ｌｌｂを結ぶ直線と表示ランプ２７
ａ、２７ｂを結」ｒ直線とを平行としているが、これは
感覚的に認識しやすくすることを目的としているのであ
り、必ずしも平行とする必要はない。

ただし、ケーシング３を壁パネル１に接触させた状態で
マーク３２と電極板１１ａ、Ｉｌｂとの壁パネル１への
射影は一直線上に配置されるようにする。

支柱２の位置を検出するにあたっては、ケーシング３を
電極板１１ａ、１．１ｂの配置された直線に直交する方
向に移ｆ！ｊＪ尽せる。ここで、第５図（ｂ）のよう（
二画常湯桁１１ａ、１１ｂめイ卯ｌに古汁２けかかると
、表示ランプ２７ａ、２７ｂが同時に点灯することにな
るから、表示ランプ２７ａ、２７ｂが同時に、ζ灯した
ときには、支柱２の中心軸はケーシング３の移動方向に
対して直交していることが確認される。したがって、こ
の場合には、表示ランプ２７ａ、２７ｂの点灯開始位置
と点灯終了位置とに印を付け、その２点の中間位置を支
柱２の中心位置とすればよいのである。一方、第５図（
、）あるいは第５図（ｅ）に示すように、支柱２がケー
シング３の移動方向に対して傾針しているとすると、画
表示ランプ２７ａ、２７ｂのいずれか一方が先に点灯す
ることになる。したがって、各表示ランプ２７ａ、２７
ｂの、α釘位置と、両電極板１１ａ。

１１ｂの中心間の距離とがわかれば支柱２の傾き方向を
知ることができるのである。すなわち、第５図（ａ）に
示すように、上の表示ランプ２７ａが先に点灯したとす
るとき、各表示ランプ２７ａ、２７ｂの点灯位置で印を
付けるとともに、下の表示ランプ２７ｂが点灯した位置
の印からケーシング３の移動方向に直交する方向におい
て電極板１１ａ。

１１ｂの中心間に相当する距離だけ下方に点を取り、こ
の点と上の表示ランプ２７ａが点灯した位置の印とを結
べば支柱２の中心軸に平行な直線が得られることになる
。したがって、今度はこの直線に直交する方向にケーシ
ング３を移動させれば、支柱２の中心軸に直交する方向
にケーシング３が移動することになり、支柱２の中心位
置を容易に求めることができるのである。

（実施例２） 本実施例は、第６図および第７図に示すように、両電極
板１１ａ、ｆｉｂと画表示ランプ２７ａ、２７ｂとをケ
ーシング３に対して回動自在な回転テーブル３３に取り
付けたものである。回転テーブル３３はケーシング３の
前面に直交するねじ３４により取り付けられており、板
ばね３５によって制動されるとともに、左右に９０度の
範囲で回転できるようになっている。この構成により、
回転テーブル３３のみを回転させて表示ランプ２７ａ、
２７ｂが同時に点灯するように調節すれば、ケーシング
３の移動方向を一定方向（水平方向）とすることがでさ
、操作性が向上するものである。この装置によって支柱
２の中心位置を横比するには、画表示ランプ２７ａ、２
７ｂが同時に点灯するように調節して作業をし、点灯開
始位置と点灯終了位置とにそれぞれ印を付けて両部の中
心点を求め、この中心点を通りケーシング３の移動方向
に直交する直線と、回転テーブル３３の回転中心（両電
極板１１ａ、１１ｂの中心位置に設定されている）を通
りケーシング３の移動方向と平行な直線との交点を求め
れば、支柱２の中心点を求めることができるのである。

この中心、αを通り両？Ｉｉ極板１１ａ、１１ｂを結ぶ
方向の直線が支柱２の中心軸となる。

（実施例３） 上記実施例では電極板１１ａ、ｌｌｂを２枚設けていた
が、ｆｊＳ８図およ１１９図に示すように、本実施例で
は電極板１１を１枚とし、ケーシング３に灯してスライ
ド自在なスライド板３６に取り付（士でいる。スライド
板３６はケーシング３内のりブ３７に設けたスライド溝
３８に沿ってスライド３１１されたハンドル３９がケー
シング３の側面に突出するようになっている。この構成
により、表示ランプ２７が、α灯した位置でハンドル３
９を繰作して電極板１１を移動させ、その位置でも表示
ランプ２７が点灯していれば、支柱２が傾斜していない
ことが認識できるのである。

（実施例４） 本実施例では支柱２の傾き角度と電圧計の振れ幅とを対
応させるようにしたものである。

第１０閏に示すように、都電容量検出部１２は実施例１
と同様であるから説明を省略する。表示部１３は一対の
表示回路２６ａ、２６ｂを備え、画表示回路２６ａｗ２
６ｂの出力は２人力オア回路２８を介して表示ランプ２
７ｃに入力される。したがって、いずれか一方の表示回
路２６ａ、２６ｂの出力レベルが′Ｈ″となると、表示
ランプ２７’ｃが点灯する。

ところで、第１および第２の単安定マルチバイブレータ
２１ａ、２１ｂの出力はｆ頃さ検出部１４にλｈｉｓ７
１　ゼＩ　ｌ’ｋ　ｊｌ？Ｉ　ｊ４’、　黙ｉ　Ａ　Ｉ
＋　６１ｓ１　＝　”：！　ウＩＬ　４−　ｒｔイブレ
ータ２１ａ、２１ｂの出力を出力周波数に対応した電圧
に変換する一対の周波数／Ｍ１圧変換回路４１ａ、４１
ｂと、画周波数／電圧変換回路４１ａ。

４１ｂの出力電圧の比を演算する割算回路４２と、市葬
回路４２の出力を基準電圧と比較する比較回路４３と、
ｉ！ＦＩＷ、回路４２および比較回路４３の基準電圧を
得るための基準電圧発生回路４４と、比較回路４３の出
力電圧を表示するアナログ表示の電圧計４５とから構成
される。この回路部は第１３図および第１４図に示すよ
うに、電圧計４５をケーシング３の前面に露出させる形
でケーシング３内に納装される。

しかるに、電極板１１ａｗｌｌｂで検出される静電容量
は電極板１１ａ、１１ｂが支柱２にかかる面積に比例し
て変化するのであって、電極板１１ａ。

１１ｂを結ぶ直線と支柱２の中心軸とが平行であれば、
両電極板１１ａ、ｌｌｂが支柱２にかかる面積は等しい
から、第１１図に示すように、両車安定マルチバイブレ
ーク２１ａ、２１ｂの出力波形が等しくなり、その結果
、両周波散／電圧変換回路４１ａ、４１ｂの出力電圧Ｖ
　ａ、　Ｖ　ｂが等しくなる。すなわち、′Ｍ訂開回路
４２出力Ｖｘ（基準電圧ＸＶａ／Ｖｂ）が基準電圧に等
しくなるのであり、比較回路４３の出力電圧は予め設定
された電圧値（通常は０■に設定）となる。つまり、電
圧計４５は零点を示すのである。一方、支柱２が傾いて
いる場合には、両電極板１１ａ、ｌｌｂにかかる面積が
異なるから、第１２図に示すように、両車安定マルチバ
イブレータ２１ａ、２１ｂの出力波形が異なる波形とな
り、周波数／電圧変換回路４１ａ、４１ｂの出力電圧Ｖ
　ａｔ　Ｖ　ｂが異なる値となる。したがって、ｍ算回
路４２の出力電圧Ｖｘと基準電圧とに差が生じることに
なり、電圧計４５が零点から正負いずれかに振れ、支柱
２の傾きを知ることができる。

めである。ここで、電圧計４５の目盛りを支柱２の傾斜
角度に対応させておけば、表示ランプ２７Ｃが点灯した
位置で目盛りを読むだけで支、柱２の傾斜角度を知るこ
とがでトるのである。なお、第１１図および第１２図に
おいて（、）〜（ｅ）の各記号は第１０図中の対応する
各部の信号を表わすものである。

［発明の効果］ 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、
ケーシングの移動方向に対する支柱の傾斜を検出する傾
斜検出手段を設けて成るものであり、支柱の傾きが検出
できるから、支柱が傾斜していても支柱の中も位置を正
確に検出することができ、釘等を壁パネルに打ちつける
ときに支柱のない場所に打ちつけることが防止できるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示すブロック図、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
の外観斜視間、第４図は同上の縦断面図、第５図は同上
の動作説明図、ｆｊＳＧ図は本発明の実施例２を示すａ
断面図、第７図は同上の動作説明図、第８図は本発明の
実施例３を示すａｍ発明の実施例４を示すブロック図、
第１１図および第１２図は第１０図中の各部の信号を示
す動作説明図、第１３図は同上の外観斜視図、第１４図
は同上の縦断面図、ｔＰＪ１５図は本発明に係る支柱検
知装置の操作法を示す斜視図、第１６図および第１７図
は同上の動作説明図、第１８図は従来例の部分斜視図、
第１９図および第２０図は同上の問題点を説明する図で
ある。 １は壁パネル、２は支柱、３はケーシング、１１、Ｉｌ
ｉ、ｌｌｂは電極板、２７．２７ａ　−２７ｃは表示ラ
ンプ、４５は電圧計である。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第２図 一一−ご［−ｍ− 第３図 第６図 第７図 第８図 第９図 （ｏ）　　　　　　　　　（ｂ） 第１１図 （ｂ） 瀉１２図 （Ｃ） （ｄ） （ｅ） 第１３図 第１４図 第１９図　　　　２ 第２０図 （０）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第１５図 〜Ｉ 第１７図 才鉦牡 第１６図 第１８図 ４１１徨１

Claims (5)

【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、ケーシングの移動
   方向に対する支柱の傾斜を検出する傾斜検出手段を設け
   て成ることを特徴とする壁の支柱検知装置。
2. （２）上記傾斜検出手段は一対の電極板と、両電極板に
   より検知された静電容量が所定値以上となったことをそ
   れぞれ表示する表示手段と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。
3. （３）上記傾斜検出手段はケーシングに対してスライド
   自在に配設された電極板と、電極板により検知された静
   電容量が所定値以上となったことを表示する表示手段と
   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）上記傾斜検出手段は一対の電極板と、両電極板に
   より検知された静電容量が所定値以上となったことをそ
   れぞれ表示する表示手段とにより構成され、両電極板が
   ケーシングに対して壁面に平行な面内で回動自在に配設
   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。
5. （５）上記傾斜検出手段は一対の電極板と、両電極板に
   より検知された静電容量の比に呼応した値を指示する指
   示手段と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。