JP2002206908A - 多軸変位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型で簡略な構成で複数方向の変位量測定を行
うことができる多軸変位計を提供する。 【解決手段】二軸変位計１は、長円環状の起歪体２を具
備し、この起歪体２の各長辺部７，８の長手方向の中央
部７ａ，８ａが、これらに結合された取付け部材３，４
を介して変位測定箇所に設置される。起歪体２には、ひ
ずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄが貼着さ
れ、これらのひずみゲージによって、両取付け部材３，
４の、長辺部７，８の長手方向における変位量に応じた
出力を発生するブリッジ回路と、長辺部７，８の並列方
向における変位量に応じた出力を発生するブリッジ回路
とが構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多軸変位計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、土木、建設等の分野で地山、地
中、構造物等の測定対象物の２点間の変位を測定する変
位計は、測定対象物の二つの部位に該変位計に備えた取
付け部材を介して固定される。そして、それらの二つの
部位間にある特定方向で変位が生じると、その変位量に
応じた出力信号を発生し、その出力信号に基づいて該変
位量が測定される。この場合、該変位量に応じた出力信
号は、例えば変位計に内蔵した起歪体及びこれに貼着し
たひずみゲージを用いて生成される。

【０００３】尚、変位計により測定する変位量は、上記
二つの部位のいずれか一方の部位に対する他方の部位の
相対的な変位量であるので、本明細書では、測定対象物
の二つの部位のうち、測定する変位量の基準とする部位
（この部位は上記二つの部位から任意に選択してよい）
を変位基準部と称し、他方の部位を変位発生部と称す
る。この呼称は、単なる便宜上のもので、変位基準部が
不動であるということを意味するものではない。

【０００４】従来のこの種の変位計は、ある一つの方向
での変位量のみを測定可能とした１軸変位計である。

【０００５】このため、二つ、あるいは三つの方向等、
複数方向での変位量を測定しようとする場合には、複数
個の変位計を組付けることで多軸変位計を構成し、それ
を用いて、複数方向の変位量を測定することが一般に行
われている。

【０００６】しかしながら、このように複数個の1軸変
位計を組付けて構成した多軸変位計では、各方向の変位
量を適切に測定するためには、専用の冶具を用いて複数
個の変位計を組付けなければならない等、その組付け作
業に手間を要するものとなっていた。また、複数個の1
軸変位計を組付けて構成した多軸変位計では、その構成
が大型化せざるを得ず、このため、所望の測定対象に該
多軸変位計を設置することが困難となる場合も多々ある
という不都合があった。

【０００７】また、鉛直方向（重力方向）と直交する方
向（水平方向）での変位量を測定する場合、傾斜計を用
いて該鉛直方向と直交する二つの方向での傾斜角度を測
定し、その測定した傾斜角度から傾斜計を設置した箇所
の水平方向の変位量を測定する場合もある。しかしなが
ら、このような測定手法では、水平方向での変位量しか
測定できないと共に、測定した傾斜角度から変位量を求
める演算処理が必要となってしまうという不都合があっ
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑みてなされたものであり、小型で簡略な構成で複数方
向の変位量測定を行うことができる多軸変位計を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の多軸変位計は、
二軸変位計と三軸変位計とがあり、二軸変位計は二つの
態様がある。そして、本発明の二軸変位計の第１の態様
は、弾性変形が可能な帯状部材により長円環状に形成さ
れ、変位測定の際に、その一対の長辺部のうちの一方の
長辺部の長手方向の中央部が固定部として、変位を測定
しようとする変位発生部に対する変位基準部に固定され
ると共に、他方の長辺部の長手方向の中央部が変位作用
部として、前記変位発生部に固定される起歪体と、該起
歪体のあらかじめ定めた複数の特定部位にて該起歪体に
貼着された複数のひずみゲージと、前記起歪体の変位作
用部が前記固定部に対して前記両長辺部の長手方向に変
位したときにその変位量に応じた出力を発生するように
前記複数のひずみゲージのうちの所定の複数のひずみゲ
ージを接続して構成された第１ブリッジ回路と、前記起
歪体の変位作用部が前記固定部に対して前記両長辺部の
並列方向に変位したときにその変位量に応じた出力を発
生するように前記複数のひずみゲージのうちの所定の複
数のひずみゲージを接続して構成された第２ブリッジ回
路とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】かかる本発明の二軸変位計によれば、前記
起歪体は弾性変形が可能な帯状部材により長円環状に形
成されているため、該起歪体の前記変位作用部及びこれ
を固定する前記変位発生部が、前記固定部及びこれを固
定する前記変位基準部に対して該起歪体の長辺部の長手
方向に変位したとき、該起歪体は、その軸心線に対して
対称的な形状（図４参照）に弾性変形する。また、該起
歪体の変位作用部が該起歪体の両長辺部の並列方向（＝
起歪体の長辺部の長手方向と該起歪体の軸心方向とに直
交する方向）に変位したときには、該起歪体は、その両
長辺部のそれぞれの長手方向の中央部を結ぶ直線に対し
て対称的な形状（図５参照）に弾性変形する。

【００１１】このような起歪体の特徴的な弾性変形の形
状によって、複数のひずみゲージを該起歪体の適切な特
定部位に貼着したとき、それらのひずみゲージから、前
記起歪体の変位作用部が前記固定部に対して前記両長辺
部の長手方向に変位したとき、且つ、そのときにのみそ
の変位量に応じた出力を発生するような前記第１ブリッ
ジ回路（詳しくはホイートストンブリッジ回路。以下、
同様）と、前記起歪体の変位作用部が前記固定部に対し
て前記両長辺部の並列方向に変位したとき、且つ、その
ときにのみその変位量に応じた出力を発生するような前
記第２ブリッジ回路を構成することができる。

【００１２】そして、このような第１及び第２ブリッジ
回路を備えることで、それらの各ブリッジ回路の出力に
基づいて、それぞれ前記両長辺部の長手方向と、これに
直交する方向である両長辺部の並列方向との２方向にお
ける前記変位発生部の前記変位基準部に対する変位量を
それぞれ把握することができる。

【００１３】従って、本発明の第１の態様の二軸変位計
によれば、互いに直交する二つの方向の変位測定を行う
ことができると共に、このような二方向の変位測定が可
能な変位計の構成を、一つの起歪体を主要構成とする小
型で簡略なものとすることができる。

【００１４】かかる本発明の第１の態様の二軸変位計で
は、前記複数のひずみゲージの起歪体への貼着部位（特
定部位）や、前記第１及び第２ブリッジ回路の構成形態
は、種々様々の形態がある。

【００１５】例えばその一つの基本的形態では、前記起
歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺部の長手方
向に第１所定間隔を有して該固定部の両側に存する二つ
の特定部位と前記他方の長辺部の変位作用部から該長辺
部の長手方向に前記第１所定間隔を有して該変位作用部
の両側に存する二つの特定部位とから成る四つの特定部
位のうちのあらかじめ定めた二つの特定部位にて前記起
歪体の外周面及び内周面にそれぞれ前記第１ブリッジ回
路用のひずみゲージとして貼着された４個のひずみゲー
ジと、前記起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長
辺部の長手方向に第２所定間隔を有して該固定部の両側
に存する二つの特定部位と前記他方の長辺部の変位作用
部から該長辺部の長手方向に前記第２所定間隔を有して
該変位作用部の両側に存する二つの特定部位とから成る
四つの特定部位のうちのあらかじめ定めた二つの特定部
位にて前記起歪体の外周面及び内周面にそれぞれ前記第
２ブリッジ回路用のひずみゲージとして貼着された４個
のひずみゲージとを備える。このとき、起歪体の両長辺
部の長手方向の変位に応じた出力を発生する前記第１ブ
リッジ回路は、該第１ブリッジ回路用の４個のひずみゲ
ージを該第１ブリッジ回路の各辺に備えるように該４個
のひずみゲージを接続して構成することができ、起歪体
の両長辺部の並列方向の変位に応じた出力を発生する前
記第２ブリッジ回路は、該第２ブリッジ回路用の４個の
ひずみゲージを該第２ブリッジ回路の各辺に備えるよう
に該４個のひずみゲージを接続して構成することができ
る。

【００１６】尚、前記第１所定間隔及び第２所定間隔
は、互いに異なる間隔であってもよいが、二つの方向の
それぞれの変位量の測定感度をできるだけ高める上で
は、それらの第１及び第２間隔ができるだけ小さな間隔
であることが好ましく、ひいては、起歪体の両長辺部の
長さに比して小さな同一間隔であることが好適である。

【００１７】また、本発明の第２の態様の二軸変位計
は、弾性変形が可能な一対の同一材質の帯状部材により
それぞれ同一サイズの長円環状に形成され、その軸心を
互いに同方向に向けると共にその各長辺部を互いに平行
に延在させて並設された第１及び第２起歪体と、前記第
１起歪体の一対の長辺部のうちの一方の長辺部の長手方
向の中央部と前記第２起歪体の一対の長辺部のうちの一
方の長辺部の長手方向の中央部とをそれぞれ各起歪体の
固定部としてその両固定部に結合され、変位測定の際
に、変位を測定しようとする変位発生部に対する変位基
準部に固定される剛体状の固定部結合部材と、前記第１
起歪体の他方の長辺部の長手方向の中央部と前記第２起
歪体の他方の長辺部の長手方向の中央部とをそれぞれ各
起歪体の変位作用部としてその両変位作用部に結合され
ると共に、前記固定部結合部材に対して各起歪体の両長
辺部の並列方向に変位したときに両起歪体のうちの一方
の起歪体の両長辺部の中央部の間隔を広げ、且つ他方の
起歪体の両長辺部の中央部の間隔を縮めるように設けら
れ、変位測定の際に、前記変位発生部に固定される剛体
状の変位作用部結合部材と、前記第１及び第２起歪体の
あらかじめ定めた複数の特定部位に貼着された複数のひ
ずみゲージと、前記変位作用部結合部材が前記固定部結
合部材に対して両起歪体の長辺部の長手方向に変位した
ときにその変位量に応じた出力を発生するように前記複
数のひずみゲージのうちの所定の複数のひずみゲージを
接続して構成された第１ブリッジ回路と、前記変位作用
部結合部材が前記固定部結合部材に対して各起歪体の両
長辺部の並列方向に変位したときにその変位量に応じた
出力を発生するように、前記複数のひずみゲージのう
ち、両起歪体にそれぞれ貼着されたひずみゲージを含む
所定の複数のひずみゲージを接続して構成された第２ブ
リッジ回路とを備えたことを特徴とするものである。

【００１８】かかる本発明の第２の態様の二軸変位計を
前記第１の態様の二軸変位計と対比して説明すると、前
記第１の態様の二軸変位計では、前記起歪体の両長辺部
の並列方向で前記起歪体の変位作用部が固定部に対して
変位したとき、その変位の向きによって、起歪体の弾性
変形の形状が相違する（図５（ａ），（ｂ）を参照）。
このため、当該並列方向における変位の向きが相違する
と、変位量の大きさ（絶対値）が等しくても、一般に
は、前記第２ブリッジ回路の出力が異なるものとなる
（当該並列方向での変位の向きによって、第２ブリッジ
回路の出力が非対称となる）。尚、第１の態様の二軸変
位計では、前記起歪体の両長辺部の長手方向での変位に
関しては、その変位量の大きさが等しければ、その変位
の向きがいずれの向きであっても、同じような形状に起
歪体の弾性変形が生じるので（図４（ａ），（ｂ）参
照）、前記第１ブリッジ回路の出力を当該長手方向の変
位の二つの向きに対して対称的なものとすることが可能
である。

【００１９】このような第１の態様の二軸変位計に対し
て、本発明の第２の態様の二軸変位計では、前記変位発
生部に固定する前記変位作用部結合部材が、前記変位基
準部に固定する前記固定部結合部材に対して第１及び第
２起歪体の長辺部の長手方向に変位したときには、各起
歪体は互いに同じ形状（それぞれの起歪体の軸心に対し
て対称的な形状）に弾性変形する（図１２参照）。そし
て、この場合、その変位量が同じであれば、その変位の
向きによらずに両起歪体の弾性変形の形状は同じような
形状になる。従って、両起歪体の長手方向での変位に関
しては、前記第１の態様の二軸変位計と同様、前記第１
ブリッジ回路の出力を当該長手方向の変位の二つの向き
に対して対称的なものとすることが可能である。

【００２０】一方、前記変位作用部結合部材が固定部結
合部材に対して第１及び第２起歪体のそれぞれの両長辺
部の並列方向（＝各起歪体の長辺部の長手方向と該起歪
体の軸心方向とに直交する方向）に変位したときには、
一方の起歪体は、その両長辺部の中央部の間隔が広がる
ように弾性変形し、同時に、他方の起歪体は、その両長
辺部の中央の間隔が縮まるように弾性変形する（図１３
参照）。尚、いずれの起歪体の弾性変形の形状でも、そ
の形状は、各起歪体の両長辺部の中央部を結ぶ直線に対
して対称的な形状である。そして、この場合、第１及び
第２起歪体のそれぞれの弾性変形が上記一方の起歪体と
しての弾性変形となるか、上記他方の起歪体としての弾
性変形となるかは、変位作用部結合部材の固定部結合部
材に対する当該並列方向での変位の向きに依存し、しか
も、両起歪体の弾性変形の形状を合わせて考えれば、そ
の弾性変形の形状は、当該並列方向での変位の二つの向
きに対して対称的なものとなる。従って、両起歪体のそ
れぞれの両長辺部の並列方向での変位に関しては、両起
歪体にそれぞれに貼着されたひずみゲージを含むように
前記第２ブリッジ回路を構成することで、該第２ブリッ
ジ回路の出力を当該並列方向の変位の二つの向きに対し
て対称的なものとすることが可能となる。

【００２１】そして、本発明の二軸変位計の第２の態様
は、上記のような第１及び第２ブリッジ回路を備えるこ
とで、それらの各ブリッジ回路の出力に基づいて、それ
ぞれ各起歪体の両長辺部の長手方向と、各起歪体の両長
辺部の並列方向との２方向における前記変位発生部の前
記変位基準部に対する変位量をそれぞれ把握することが
できる。しかも、このとき、当該長手方向及び並列方向
のいずれの方向の変位についても、その変位の二つの向
きに対して、各ブリッジ回路の出力を対称的なものとす
ることが可能となるため、該出力からの変位量の把握が
容易になる。

【００２２】従って、本発明の第２の態様の二軸変位計
によれば、互いに直交する二つの方向の変位測定を良好
に行うことができる。

【００２３】かかる本発明の二軸変位計の第２の態様で
は、前記第１の態様と同様、前記複数のひずみゲージの
第１及び第２起歪体への貼着部位（特定部位）や、前記
第１及び第２ブリッジ回路の構成形態は、種々様々の形
態がある。

【００２４】例えば、その一つの基本的形態では、前記
第１起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺部の
長手方向に第１所定間隔を有して該固定部の両側に存す
る二つの特定部位と、該第１起歪体の前記他方の長辺部
の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第１所定間
隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの特定部位
と、前記第２起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該
長辺部の長手方向に前記第１所定間隔を有して該固定部
の両側に存する二つの特定部位と、該第２起歪体の前記
他方の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前
記第１所定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二
つの特定部位とからなる八つの特定部位のうちのあらか
じめ定めた四つの特定部位にてそれぞれ前記第１ブリッ
ジ回路用のひずみゲージとして前記第１及び／又は第２
起歪体に貼着された４個のひずみゲージを有する。さら
に、前記第１起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該
長辺部の長手方向に第２所定間隔を有して該固定部の両
側に存する二つの特定部位と、該第１起歪体の前記他方
の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第
２所定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの
特定部位とのうちのいずれか一方の二つの特定部位にて
それぞれ前記第２ブリッジ回路用のひずみゲージとして
該第１起歪体に貼着された２個のひずみゲージを有する
と共に、前記第２起歪体の前記一方の長辺部の固定部か
ら該長辺部の長手方向に前記第２所定間隔を有して該固
定部の両側に存する二つの特定部位と、該第２起歪体の
前記他方の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向
に前記第２所定間隔を有して該変位作用部の両側に存す
る二つの特定部位とのうちのいずれか一方の二つの特定
部位にてそれぞれ前記第２ブリッジ回路用のひずみゲー
ジとして該第２起歪体に貼着された２個のひずみゲージ
を有する。

【００２５】このとき、両起歪体の長辺部の長手方向の
変位量に応じた出力を発生する前記第１ブリッジ回路
は、該第１ブリッジ回路用の前記４個のひずみゲージを
該第１ブリッジ回路の各辺に備えるように該４個のひず
みゲージを接続することで構成することができる。ま
た、各起歪体の両長辺部の並列方向の変位量に応じた出
力を発生する前記第２ブリッジ回路は、該第２ブリッジ
回路用の前記４個のひずみゲージを該第２ブリッジ回路
の各辺に備えるように該４個のひずみゲージを接続する
ことで構成することができ、しかも、該第２ブリッジ回
路の出力を、当該並列方向における変位の二つの向きに
対して対称的なものとすることが可能となる。

【００２６】尚、第１の態様の二軸変位計の場合と同
様、前記第１所定間隔及び第２所定間隔は、互いに異な
る間隔であってもよいが、それらの第１及び第２所定間
隔ができるだけ小さな間隔であることが好ましく、ひい
ては、比較的小さな同一間隔であることが好適である。

【００２７】また、本発明の第２の態様の二軸変位計で
は、前記第１及び第２起歪体は、その軸心を同心にして
並設され、前記固定部結合部材は、前記第１起歪体の一
方の長辺部の長手方向の中央部と、前記第２起歪体の一
対の長辺部のうち、該第１起歪体の他方の長辺部に隣接
する該第２起歪体の長辺部の長手方向の中央部とを各起
歪体の前記固定部として両固定部に結合され、前記変位
作用部結合部材は、前記第１起歪体の他方の長辺部の長
手方向の中央部と、前記第２起歪体の一対の長辺部のう
ち、該第１起歪体の前記一方の長辺部に隣接する該第２
起歪体の長辺部の長手方向の中央部とを各起歪体の前記
変位作用部として両変位作用部に結合されていることが
好適である。

【００２８】これによれば、両起歪体の長辺部の長手方
向における変位、及び各起歪体の両長辺部の並列方向に
おける変位に対してそれぞれ前述のように両起歪体の弾
性変形を生じる二軸変位系の構成を小型で簡略なものと
することができる。

【００２９】また、本発明の三軸変位計は、弾性変形が
可能な一対の同一材質の帯状部材によりそれぞれ同一サ
イズの長円環状に形成され、その軸心を互いに同方向に
向けると共にその各長辺部を互いに平行に延在させて並
設された第１及び第２起歪体と、弾性変形が可能な一対
の同一材質の帯状部材によりそれぞれ同一サイズの長円
環状に形成され、その軸心を前記第１及び第２起歪体の
軸心と直行する方向で互いに同方向に向けると共にその
各長辺部を互いに平行に延在させて並設された第３及び
第４起歪体と、前記第３起歪体の一対の長辺部のうちの
一方の長辺部の長手方向の中央部と前記第４起歪体の一
対の長辺部のうちの一方の長辺部の長手方向の中央部と
をそれぞれ該第３及び第４起歪体の固定部としてその両
固定部に結合され、変位測定の際に、変位を測定しよう
とする変位発生部に対する変位基準部に固定される剛体
状の固定部結合部材と、前記第３起歪体の他方の長辺部
の長手方向の中央部と前記第４起歪体の他方の長辺部の
長手方向の中央部とをそれぞれ該３及び第４起歪体の変
位作用部としてその両変位作用部に結合されると共に、
前記固定部結合部材に対して該第３及び第４起歪体のそ
れぞれの両長辺部の並列方向に変位したときに該第３及
び第４起歪体のうちの一方の起歪体の両長辺部の中央部
の間隔を広げ、且つ他方の起歪体の両長辺部の中央部の
間隔を縮めるように設けられ、さらに、前記第１起歪体
の一方の長辺部の長手方向の中央部と前記第２起歪体の
一方の長辺部の長手方向の中央部とをそれぞれ該第１及
び第２起歪体の固定部としてその両固定部に結合された
剛体状の起歪体間結合部材と、前記第１起歪体の他方の
長辺部の長手方向の中央部と前記第２起歪体の他方の長
辺部の長手方向の中央部とをそれぞれ該第１及び第２起
歪体の変位作用部としてその両変位作用部に結合される
と共に、前記起歪体間結合部材に対して該第１及び第２
起歪体のそれぞれの両長辺部の並列方向に変位したとき
に該第１及び第２起歪体のうちの一方の起歪体の両長辺
部の中央部の間隔を広げ、且つ他方の起歪体の両長辺部
の中央部の間隔を縮めるように設けられ、変位測定の際
に、前記変位発生部に固定される剛体状の変位作用部結
合部材とを備えるものである。そして、前記第１〜第４
起歪体のあらかじめ定めた複数の特定部位に貼着された
複数のひずみゲージと、前記変位作用部結合部材が前記
固定部結合部材に対して前記第１〜第４起歪体の長辺部
の長手方向に変位したときにその変位量に応じた出力を
発生するように前記複数のひずみゲージのうちの所定の
複数のひずみゲージを接続して構成された第１ブリッジ
回路と、前記変位作用部結合部材が前記固定部結合部材
に対して前記第１及び第２起歪体のそれぞれの両長辺部
の並列方向に変位したときにその変位量に応じた出力を
発生するように、前記複数のひずみゲージのうち、該第
１及び第２起歪体にそれぞれ貼着されたひずみゲージを
含む所定の複数のひずみゲージを接続して構成された第
２ブリッジ回路と、前記変位作用部結合部材が前記固定
部結合部材に対して前記第３及び第４起歪体のそれぞれ
の両長辺部の並列方向に変位したときにその変位量に応
じた出力を発生するように、前記複数のひずみゲージの
うち、該第３及び第４起歪体にそれぞれ貼着されたひず
みゲージを含む所定の複数のひずみゲージを接続して構
成された第３ブリッジ回路とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００３０】かかる本発明の三軸変位計は、前記二軸変
位計の第２の態様に備えた第１及び第２起歪体を二組備
えて、それらを相互に連結したような形態のものであ
り、前記変位発生部に固定する前記変位作用部結合部材
が、前記変位基準部に固定する前記固定部結合部材に対
して第１〜第４起歪体の長辺部の長手方向に変位したと
きには、各起歪体は、前記二軸変位計の場合と同様、そ
れぞれの軸心に対して対称的な形状に弾性変形する（図
２０参照）。また、このとき、第１及び第２起歪体の変
形形状、第３及び第４起歪体の変形形状はそれぞれ同一
となる。従って、前記二軸変位計の場合と同様にして、
これらの起歪体の適切な箇所に複数のひずみゲージを貼
着して相互に接続することで、当該長手方向の変位量の
みに応じて出力を発生する前記第１ブリッジ回路を構成
することができる。尚、この場合、第１ブリッジ回路の
出力を、当該長手方向の変位の二つの向きに対して対称
的なものとすることが可能であることは、前記二軸変位
計の場合と同様である。

【００３１】また、前記変位作用部結合部材が、前記固
定部結合部材に対して第１及び第２起歪体のそれぞれの
両長辺部の並列方向（＝第１及び第２起歪体のそれぞれ
の軸心方向と該起歪体の長辺部の長手方向とに直交する
方向＝第３及び第４起歪体の軸心方向）に変位した場合
には、該第１及び第２起歪体がそれぞれの両長辺部の長
手方向の中央部を結ぶ直線に対して対称的な形状に弾性
変形する（図２１参照）。そして、このとき、前記第２
の態様の二軸変位計の場合と同様、第１及び第２起歪体
の一方の起歪体は、その両長辺部の長手方向の中央部の
間隔が広がるように弾性変形し、他方の起歪体は、その
両長辺部の長手方向の中央部の間隔が縮まるように弾性
変形する。尚、第１及び第２起歪体のそれぞれの両長辺
部の並列方向は、第３及び第４起歪体の軸心方向である
ので、この方向の変位に対しては、第３及び第４起歪体
は基本的には変形せず、長円環状の形状に維持される。

【００３２】従って、第１起歪体及び第２起歪体のそれ
ぞれに貼着したひずみゲージを含むひずみゲージを用い
ることで、前記第２の態様の二軸変位計の場合と同様
に、該第１及び第２起歪体のそれぞれの両長辺部の並列
方向における変位量のみに応じて出力を発生する前記第
２ブリッジ回路を構成することができると共に、この第
２ブリッジ回路の出力を、第１及び第２起歪体のそれぞ
れの両長辺部の並列方向における変位の二つの向きに対
して対称的なものとすることができる。

【００３３】さらに、前記変位作用部結合部材が前記固
定部結合部材に対して第３及び第４起歪体のそれぞれの
両長辺部の並列方向（＝第３及び第４起歪体のそれぞれ
の軸心方向と該起歪体の長辺部の長手方向とに直交する
方向＝第１及び第２起歪体の軸心方向）に変位した場合
には、第１及び第２起歪体のそれぞれの両長辺部の並列
方向における変位の場合の該第１及び第２起歪体の弾性
変形と同様に、第３及び第４起歪体が弾性変形する（図
２２参照）。そして、このとき、第１及び第２起歪体
は、基本的には変形せず、長円環状の形状に維持され
る。

【００３４】従って、第３起歪体及び第４起歪体のそれ
ぞれに貼着したひずみゲージを含むひずみゲージを用い
ることで、該第３及び第４起歪体のそれぞれの両長辺部
の並列方向における変位量のみに応じて出力を発生する
前記第３ブリッジ回路を構成することができると共に、
該第３ブリッジ回路の出力を、第３及び第４起歪体のそ
れぞれの両長辺部の並列方向における変位の二つの向き
に対して対称的なものとすることができる。

【００３５】そして、本発明の三軸変位計は、上記のよ
うな第１〜第３ブリッジ回路を備えることで、それらの
各ブリッジ回路の出力に基づいて、それぞれ第１〜第４
起歪体の長辺部の長手方向と、第１及び第２起歪体のそ
れぞれの両長辺部の並列方向（第３及び第４起歪体の軸
心方向）と、第３及び第４起歪体のそれぞれの両長辺部
の並列方向（第１及び第２起歪体の軸心方向）との３方
向における前記変位発生部の前記変位基準部に対する変
位量をそれぞれ把握することができる。しかも、このと
き、これらの３方向のいずれの方向の変位についても、
その変位の二つの向きに対して、各ブリッジ回路の出力
を対称的なものとすることが可能となるため、該出力か
らの変位量の把握が容易になる。

【００３６】従って、本発明の三軸変位計によれば、互
いに直交する三つの方向の変位測定を良好に行うことが
できる。

【００３７】かかる本発明の三軸変位計では、前記二軸
変位計と同様、前記複数のひずみゲージの第１〜第４起
歪体への貼着部位（特定部位）や、前記第１〜第３ブリ
ッジ回路の構成形態は、種々様々の形態がある。

【００３８】例えば、その一つの基本的形態では、前記
第１及び第２起歪体の組と、前記第３及び第４起歪体の
組との少なくともいずれか一方側の組の二つの起歪体の
うちの一方の起歪体の一方の長辺部の長手方向の中央部
から該長辺部の長手方向に第１所定間隔を有して該中央
部の両側に存する二つの特定部位と、該一方の起歪体の
他方の長辺部の長手方向の中央部から該長辺部の長手方
向に前記第１所定間隔を有して該中央部の両側に存する
二つの特定部位と、前記一方側の組の二つの起歪体のう
ちの他方の起歪体の一方の長辺部の長手方向の中央部か
ら該長辺部の長手方向に前記第１所定間隔を有して該中
央部の両側に存する二つの特定部位と、該他方の起歪体
の他方の長辺部の長手方向の中央部から該長辺部の長手
方向に前記第１所定間隔を有して該中央部の両側に存す
る二つの特定部位とからなる八つの特定部位のうちのあ
らかじめ定めた四つの特定部位にてそれぞれ前記第１ブ
リッジ回路用のひずみゲージとして前記一方の起歪体及
び／又は他方の起歪体に貼着された４個のひずみゲージ
を有する。

【００３９】また、前記第１起歪体の前記一方の長辺部
の固定部から該長辺部の長手方向に第２所定間隔を有し
て該固定部の両側に存する二つの特定部位と該第１起歪
体の前記他方の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手
方向に前記第２所定間隔を有して該変位作用部の両側に
存する二つの特定部位とのうちのいずれか一方の二つの
特定部位にてそれぞれ前記第２ブリッジ回路用のひずみ
ゲージとして該第１起歪体に貼着された２個のひずみゲ
ージと、前記第２起歪体の前記一方の長辺部の固定部か
ら該長辺部の長手方向に前記第２所定間隔を有して該固
定部の両側に存する二つの特定部位と該第２起歪体の前
記他方の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に
前記第２所定間隔を有して該変位作用部の両側に存する
二つの特定部位とのうちのいずれか一方の二つの特定部
位にてそれぞれ前記第２ブリッジ回路用のひずみゲージ
として該第２起歪体に貼着された２個のひずみゲージと
を有する。

【００４０】さらに、前記第３起歪体の前記一方の長辺
部の固定部から該長辺部の長手方向に第３所定間隔を有
して該固定部の両側に存する二つの特定部位と該第３起
歪体の前記他方の長辺部の変位作用部から該長辺部の長
手方向に前記第３所定間隔を有して該変位作用部の両側
に存する二つの特定部位とのうちのいずれか一方の二つ
の特定部位にてそれぞれ前記第３ブリッジ回路用のひず
みゲージとして該第３起歪体に貼着された２個のひずみ
ゲージと、前記第４起歪体の前記一方の長辺部の固定部
から該長辺部の長手方向に前記第３所定間隔を有して該
固定部の両側に存する二つの特定部位と該第４起歪体の
前記他方の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向
に前記第３所定間隔を有して該変位作用部の両側に存す
る二つの特定部位とのうちのいずれか一方の二つの特定
部位にてそれぞれ前記第３ブリッジ回路用のひずみゲー
ジとして該第４起歪体に貼着された２個のひずみゲージ
とを有する。

【００４１】このとき、第１〜第４起歪体の長辺部の長
手方向の変位量に応じた出力を発生する前記第１ブリッ
ジ回路は、少なくとも該第１ブリッジ回路用の前記４個
のひずみゲージを該第１ブリッジ回路の各辺に備えるよ
うに該４個のひずみゲージを接続することで構成するこ
とができる。

【００４２】尚、この場合、第１及び第２起歪体の組
と、第３及び第４起歪体の組とのうちの一方側の組の二
つの起歪体だけでなく、他方側の組の二つの起歪体に
も、一方側の組の起歪体と同様に４個のひずみゲージを
貼着しておき、各辺に両組のひずみゲージを有するよう
に第１ブリッジ回路を構成することが好適である。

【００４３】また、第１及び第２起歪体のそれぞれの両
長辺部の並列方向の変位量に応じた出力を発生する前記
第２ブリッジ回路は、該第２ブリッジ回路用の前記４個
のひずみゲージを該第２ブリッジ回路の各辺に備えるよ
うに該４個のひずみゲージを接続することで構成するこ
とができ、しかも、該第２ブリッジ回路の出力を、当該
変位の二つ向きに対して対称的なものとすることができ
る。

【００４４】さらに、第３及び第４起歪体のそれぞれの
両長辺部の並列方向の変位量に応じた出力を発生する前
記第３ブリッジ回路は、該第３ブリッジ回路用の前記４
個のひずみゲージを該第３ブリッジ回路の各辺に備える
ように該４個のひずみゲージを接続することで構成する
ことができる。そして、この場合も、該第３ブリッジ回
路の出力を、当該変位の二つの向きに対して対称的なも
のとすることができる。

【００４５】尚、前記二軸変位計の場合と同様、前記第
１〜第３所定間隔は、互いに異なる間隔であってもよい
が、それらの第１〜第３所定間隔ができるだけ小さな間
隔であることが好ましく、ひいては、比較的小さな同一
間隔であることが好適である。

【００４６】かかる本発明の三軸変位計では、前記第１
及び第２起歪体がその軸心を同心にして並設されると共
に、前記第３及び第４起歪体が第１及び第２起歪体と交
差した状態でその軸心を同心にして並設され、前記固定
部結合部材は、前記第３起歪体の一方の長辺部の長手方
向の中央部と、前記第４起歪体の一対の長辺部のうち、
該第３起歪体の他方の長辺部に隣接する該第４起歪体の
長辺部の長手方向の中央部とを該第３及び第４起歪体の
前記固定部としてその両固定部に結合され、前記変位作
用部結合部材は、前記第１起歪体の一方の長辺部の長手
方向の中央部と、前記第２起歪体の一対の長辺部のう
ち、該第１起歪体の他方の長辺部に隣接する該第２起歪
体の長辺部の長手方向の中央部とを該第１及び第２起歪
体の前記変位作用部としてその両変位作用部に結合さ
れ、前記起歪体間結合部材は、前記第１起歪体の他方の
長辺部の中央部と、前記第２起歪体の一対の長辺部のう
ち、該第１起歪体の前記一方の長辺部に隣接する該第２
起歪体の長辺部とを該第１及び第２起歪体の変位作用部
とすると共に、前記第３起歪体の他方の長辺部の長手方
向の中央部と、前記第４起歪体の一対の長辺部のうち、
該第３起歪体の前記一方の長辺部に隣接する該第４起歪
体の長辺部の長手方向の中央部とを該第３及び第４起歪
体の固定部とし、該第１及び第２起歪体の両変位作用部
と該第３及び第４起歪体の両固定部とに結合されている
ことが好ましい。

【００４７】これによれば、第１〜第４起歪体の長辺部
の長手方向における変位、第１及び第２起歪体のそれぞ
れの両長辺部の並列方向における変位、並びに、第３及
び第４起歪体のそれぞれの両長辺部の並列方向いおける
変位に対してそれぞれ前述のように各起歪体の弾性変形
を生じる三軸変位系の構成を小型で簡略なものとするこ
とができる。

【００４８】また、前記二軸変位計の第１の態様では、
変位測定の際に前記変位基準部と変位発生部とにそれぞ
れ取付けられる一対の剛体状の取付部材が前記起歪体の
長手方向の両側に備えられると共に、該一対の取付部材
は、それぞれ該取付部材から延設された剛体状のロッド
部材を介してそれぞれ前記起歪体の固定部及び変位作用
部に結合されており、前記一対の取付け部材の間で前記
起歪体の周囲を密封状態で覆う伸縮可能な管状カバー部
材がその両端部を該一対の取付け部材に装着して設けら
れていることが好ましい。

【００４９】同様に、前記第２の態様の二軸変位計で
は、変位測定の際に前記変位基準部と変位発生部とにそ
れぞれ取付けられる一対の剛体状の取付け部材をそれら
の間に前記第１及び第２起歪体が存するようにして該両
起歪体の長手方向に間隔を存して備えられると共に、該
一対の取付け部材は、それぞれ該取付け部材から延設さ
れた剛体状のロッド部材を介してそれぞれ前記固定部結
合部材及び変位作用部結合部材に結合されており、前記
一対の取付け部材の間で前記第１及び第２起歪体の周囲
を密封状態で覆う伸縮可能な管状カバー部材がその両端
部を該一対の取付け部材に装着して設けられていること
が好ましい。

【００５０】同様に、前記三軸変位計では、変位測定の
際に前記変位基準部と変位発生部とにそれぞれ取付けら
れる一対の剛体状の取付け部材をそれらの間に前記第１
〜第４起歪体が存するようにして該第１〜第４起歪体の
長手方向に間隔を存して備えられると共に、該一対の取
付け部材は、それぞれ該取付け部材から延設された剛体
状のロッド部材を介してそれぞれ前記固定部結合部材及
び変位作用部結合部材に結合されており、前記一対の取
付け部材の間で前記第１〜第４起歪体の周囲を密封状態
で覆う伸縮可能な管状カバー部材がその両端部を該一対
の取付け部材に装着して設けられていることが好まし
い。

【００５１】上記構成によれば、本発明の各変位計は、
変位測定の際に、前記一対の取付け部材を介して前記変
位発生部及び変位基準部に取付けられる。そして、この
とき、前記起歪体は、前記カバー部材により覆われて、
該カバー部材の内部に密封されているので、該起歪体や
これに貼着されたひずみゲージを、変位計の設置箇所の
水や、砂、塵等から保護することができる。また、カバ
ー部材は、伸縮可能なものであるので、起歪体の弾性変
形を支障なく行うことができる。

【００５２】このように一対の取付け部材及び管状カバ
ー部材を備えた本発明の多軸変位計では、前記一対の取
付け部材のいずれか一方の取付け部材は、その外面部に
前記管状カバー部材の内部の空気圧を調整するための空
圧調整装置の配管を接続する接続口を備えると共に、該
接続口と前記管状カバー部材の内部とを連通させて該一
方の取付け部材に穿設された連通孔を備えていることが
好ましい。

【００５３】これによれば、前記空圧調整装置の配管を
前記接続口に接続することで、該空圧調整装置により、
前記カバー部材の内部の空気圧を調整できるため、前記
両取付け部材の間隔、ひいては、起歪体の形状状態を調
整することができる。従って、例えば変位計の設置に際
して、変位測定を開始する前に両取付け部材の間隔がず
れて、起歪体の弾性変形が生じてしまったような場合
に、前記空気圧の調整により、両取付け部材の間隔を、
起歪体が長円環状に復帰するような間隔に調整すること
が可能となる。

【００５４】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態を図１〜図
５を参照して説明する。本実施形態は、本発明の二軸変
位計の第１の態様に係わる実施形態である。図１は該変
位計の側面図、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は該
変位計に備えたブリッジ回路の回路図、図４及び図５は
該変位計の作動説明図である。

【００５５】図１及び図２を参照して、本実施形態の二
軸変位計１は、長円環状に形成された起歪体２と、この
起歪体２に取着されている一対の取付け部材３，４とを
具備している。

【００５６】起歪体２は、薄い帯状部材を長円環状に形
成したものであり、その長手方向の両端部が一対の半円
弧状の円弧部５，６となっており、これらの円弧部５，
６の間の部分が平行に延在する一対の長辺部７，８とな
っている。この起歪体２は、例えばベリリウム鋼、ステ
ンレス等の金属材料から成り、弾性変形が可能とされて
いる。但し、起歪体２は、その幅（例えば５mm）が該起
歪体２の厚さ（例えば０．３mm）よりも十分に大きく、
該起歪体２の軸心Ｃの方向（図１の紙面に垂直な方向）
には変形を生じないようになっている。

【００５７】ここで、本実施形態の変位計１では、起歪
体２の一方の長辺部７の長手方向の中央部７ａを変位作
用部、他方の長辺部８の長手方向の中央部８ａを固定部
としている。

【００５８】前記取付け部材３，４は、変位測定に際し
て、図示を省略する地山、建造物等の相対的変位量を測
定しようとする二つの部位、すなわち変位発生部と変位
基準部とにそれぞれ固定的に取付けられる大略円柱状の
変位側取付け部材、固定側取付け部材であり、起歪体２
の長手方向（長辺部７，８の長手方向）に間隔を存して
対向配置されている。前記起歪体２は、これらの取付け
部材３，４の間に配置されている。

【００５９】これらの取付け部材３，４のうち、変位側
取付け部材３から固定側取付け部材４に向かって起歪体
２の長辺部７に沿って該長辺部７の長手方向に延びるロ
ッド部材９が延設され、このロッド部材９の平板状の先
端部９ａが、起歪体２の外周面側で長辺部７の変位作用
部７ａに当接されている。そして、該ロッド部材９の先
端部９ａは、起歪体２の内周面側で変位作用部７ａに当
接された補助結合部材１０に該変位作用部７ａを貫通さ
せた複数のネジ１１により結合されている。これによ
り、ロッド部材９の先端部９ａは、補助結合部材１０と
の間に変位作用部７ａを挟持するようにして該変位作用
部７ａに固定され、該ロッド部材９を介して変位側取付
け部材３が変位作用部７ａに結合されている。

【００６０】上記と同様にして、固定側取付け部材４か
ら変位側取付け部材３に向かって起歪体２の長辺部８に
沿って延設されたロッド部材１２の平板状の先端部１２
ａが、起歪体２の外周面側で長辺部８の固定部８ａに当
接されている。そして、該ロッド部材１２の先端部１２
ａが起歪体２の内周面側で固定部８ａに当接された補助
結合部材１３に複数のネジ１４により結合されている。
これにより、固定側取付け部材４は、起歪体２の長辺部
８の固定部８ａにロッド部材１２を介して固定されてい
る。

【００６１】この場合、前記変位側取付け部材３、固定
側取付け部材４、ロッド部材９，１２は、剛性の高い金
属材料等により形成された剛体状のものである。このた
め、各取付け部材３，４は、起歪体２の弾性変形の際に
それぞれ起歪体２の変位作用部７ａ、固定部８ａと一体
に動くようになっている。

【００６２】また、ロッド部材９の先端部９ａと変位側
取付け部材３との間の部分、並びに、ロッド部材１２の
先端部１２ａと固定側取付け部材４との間の部分は、そ
れぞれ起歪体２の幅方向で各長辺部７，８から離間して
おり、起歪体２の後述する弾性変形に際して起歪体２の
各長辺部７，８が各ロッド部材９，１２に干渉すること
がないようになっている。

【００６３】尚、ロッド部材９，１２のそれぞれの変位
作用部７ａ、固定部８ａへの固定は、例えば接着剤等に
より行うようにしてもよい。

【００６４】本実施形態の変位計２では、図１に示すよ
うに、総計８個のひずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ
〜１６ｄが貼着されている。

【００６５】前記ひずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ
〜１６ｄのうち、ひずみゲージ１５ａ，１５ｂは、それ
ぞれ長辺部７の長手方向における変位作用部７ａの両側
の二つの特定部位７ｘ，７ｙにて起歪体２の外周面に貼
着され、ひずみゲージ１５ｃ，１５ｄは、それぞれ上記
特定部位７ｘ，７ｙにて起歪体２の内周面に貼着されて
いる。また、ひずみゲージ１６ａ，１６ｂは、それぞれ
長辺部８の長手方向における固定部８ａの両側の二つの
特定部位８ｘ，８ｙにて起歪体２の外周面に貼着され、
ひずみゲージ１６ｃ，１６ｄは、それぞれ上記特定部位
８ｘ，８ｙにて起歪体２の内周面に貼着されている。

【００６６】この場合、特定部位７ｘ，７ｙは、変位作
用部７ａから等間隔Ｌの位置に存する部位であり、特定
部位８ｘ，８ｙは、固定部８ａから上記と同一の等間隔
Ｌの位置に存する部位である。

【００６７】尚、後述する変位測定の感度を高める上
で、前記特定部位７ｘ，７ｙは変位作用部７ａにできる
だけ近い部位、前記特定部位８ｘ，８ｙは固定部８ａに
できるだけ近い部位であることが好ましく、前記間隔Ｌ
は長辺部７，８の長さに比して小さなものとされてい
る。

【００６８】本実施形態では、これらのひずみゲージ１
５ａ〜１５ｄ、１６ａ〜１６ｄのうち、例えば長辺部７
の外周面及び内周面に貼着された４個のひずみゲージ１
５ａ〜１５ｄが、それぞれから導出されたリード線（図
示省略）を介して図３（ａ）に示すように接続されてお
り、これにより４個のひずみゲージ１５ａ〜１５ｄを各
辺に有する第１ブリッジ回路１７（詳しくホイートスト
ンブリッジ回路）を構成している。

【００６９】この第１ブリッジ回路１７では、ひずみゲ
ージ１５ａ，１５ｄが第１ブリッジ回路１７の一対の対
辺に配置され、ひずみゲージ１５ｂ，１５ｃが第１ブリ
ッジ回路１７の他の一対の対辺に配置されている。そし
て、ひずみゲージ１５ａ，１５ｂの間の中点１８ａと、
ひずみゲージ１５ｃ，１５ｄの間の中点１８ｂとを第１
ブリッジ回路１７の一対の電源入力部とし、ひずみゲー
ジ１５ａ，１５ｃの間の中点１９ａと、ひずみゲージ１
５ｂ，１５ｄの間の中点１９ｂとを第１ブリッジ回路１
７の一対の信号出力部としている。

【００７０】また、起歪体２の長辺部８の外周面及び内
周面に貼着された４個のひずみゲージ１６ａ〜１６ｄ
は、それぞれから導出されたリード線（図示省略）を介
して図３（ｂ）に示すように接続されており、これによ
りひずみゲージ１６ａ〜１６ｄを各辺に有する第２ブリ
ッジ回路２０（ホイートストンブリッジ回路）を構成し
ている。

【００７１】この第２ブリッジ回路２０では、ひずみゲ
ージ１６ａ，１６ｂが第２ブリッジ回路２０の一対の対
辺に配置され、ひずみゲージ１６ｃ，１６ｄが第２ブリ
ッジ回路２０の他の一対の対辺に配置されている。そし
て、ひずみゲージ１６ａ，１６ｄの間の中点２１ａと、
ひずみゲージ１６ｃ，１６ｂの間の中点２１ｂとを第２
ブリッジ回路２０の一対の電源入力部とし、ひずみゲー
ジ１６ａ，１６ｃの間の中点２２ａと、ひずみゲージ１
６ｄ，１６ｂの間の中点２２ｂとを第２ブリッジ回路２
０の一対の信号出力部としている。

【００７２】尚、ひずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ
〜１６ｄは、そのゲージ率等の特性が互いに同一のもの
であり、各長辺部７，８の長手方向におけるひずみ（曲
げひずみ）に対して感度を有する（該曲げひずみに対し
て抵抗値変化を生じる）。

【００７３】図１に示すように、前記固定側取付け部材
４には、各ブリッジ回路１７，２０に電源電圧を外部か
ら供給すると共に各ブリッジ回路１７，２０の出力信号
を外部に取り出すための一対のケーブル２３，２４が挿
通されている。これらのケーブル２３，２４は、詳細な
図示は省略するが、それぞれ一対の電源供給線と、一対
の出力信号線とを有している。そして、ケーブル２３は
第１ブリッジ回路１７用のものであり、その一対の電源
供給線がそれぞれ第１ブリッジ回路１７の電源入力部１
８ａ，１８ｂに結線され、該ケーブル２３の一対の出力
信号線がそれぞれ第１ブリッジ回路１７の信号出力部１
９ａ，１９ｂに結線されている。同様に、第２ブリッジ
回路２０用のケーブル２４は、その一対の電源供給線が
それぞれ第２ブリッジ回路２０の電源入力部２１ａ，２
１ｂに結線され、該ケーブル２４の一対の出力信号線が
それぞれ第２ブリッジ回路２０の信号出力部２２ａ，２
２ｂに結線されている。

【００７４】また、本実施形態の変位計１では、図１に
仮想線で示すように、起歪体２や、これに貼着されたひ
ずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ等、両取付
け部材３，４の間に位置する部品の周囲を被覆する管状
のカバー部材２５を具備している。このカバー部材２５
は、その両端部をそれぞれ各取付け部材３，４の外周面
に固着した蛇腹状の樹脂部材であり、起歪体２の長手方
向に伸縮可能とされている。このカバー部材２５によ
り、その内部の起歪体２等が密封されており、その内部
に塵や水等の異物が侵入することがないようになってい
る。

【００７５】さらに本実施形態の変位計１では、カバー
部材２５の内部の空気圧を調整するために、エアコンプ
レッサやエアポンプ等の空圧調整装置（図示しない）の
配管ホースを接続する接続口２６が変位側取付け部材３
の外側端面部の中央部に設けられている。そして、この
接続口２６は、該変位側取付け部材３の軸心部に穿設さ
れた連通孔２７を介してカバー部材２５の内部に連通し
ている。

【００７６】尚、接続口２６は、前記空圧調整装置の配
管ホースを接続しない状態では、図示を省略する蓋部材
を装着することで、閉塞されるようになっている。

【００７７】次に、かかる本実施形態の変位計１の作動
を説明する。尚、以下の本実施形態の説明においては、
便宜上、図１及び図２に併記したようにＸＹＺ直交座標
軸を想定し、起歪体２の軸心Ｃの方向をＸ軸方向、起歪
体２の長辺部７，８の長手方向をＺ軸方向、これらの二
つの方向に直交する方向（長辺部７，８の並列方向）を
Ｙ軸方向と称する。

【００７８】本実施形態の変位計１は、例えば地山、建
造物等における二つの箇所（変位発生部及び変位基準
部）の間の相対的変位量を測定しようとする場合に、そ
の二つの箇所（変位発生部及び変位基準部）にそれぞれ
変位側取付け部材３、固定側取付け部材４が固定的に取
付けられる。この場合、各取付け部材３，４の変位発生
部、変位基準部への固定は、適宜のブラケットやボルト
等を用いて行ってよいことはもちろん、接着剤やコンク
リート等を用いて行うようにしてもよい。

【００７９】尚、測定箇所への変位計１の設置当初は、
基本的には起歪体２が長円環状の形状になっている（起
歪体２の弾性変形が生じていない状態）ことが好ましい
が、例えば地山に穿設したボーリング穴に変位計１を設
置する際等に、両取付け部材３，４の間隔が変化して起
歪体２が長円環状から変形した状態になることがある。

【００８０】このような場合には、前記接続口２４に前
記空圧調整装置の配管ホース（図示しない）を接続して
おき、各取付け部材３，４をそれぞれ測定箇所の変位発
生部、変位基準部に完全に固定する前に、前記カバー部
材２４内の空気圧を上記空圧調整装置により調整するこ
とで、前記カバー部材２２を伸縮させつつ両取付け部材
３，４のＺ軸方向の間隔を変化させることができる。従
って、その空気圧の調整により、両取付け部材３，４の
Ｚ軸方向の間隔をあらかじめ所望の間隔（基本的には起
歪体２が長円環状になるような間隔）に調整しておくこ
とができる。

【００８１】このように測定箇所に設置した変位計１に
あっては、その測定箇所の前記変位発生部及び変位基準
部の間の、Ｚ軸方向及びＹ軸方向の二つの軸方向の変位
量（変位の向きを含む）が次のようにして測定される。

【００８２】例えば、前記変位側取付け部材３を固定し
た変位発生部が、前記固定側取付け部材４を固定した変
位基準部に対してＺ軸方向に変位すると、起歪体２の長
辺部７の変位作用部７ａが長辺部８の固定部８ａに対し
てＺ軸方向に変位し、該起歪体２が、その変位の向きに
応じて図４（ａ）あるいは図４（ｂ）に示すような形状
（起歪体２の軸心Ｃに対して対称的な形状）に弾性変形
する。この場合、前記両取付け部材３，４及び両ロッド
部材９，１２は剛体状のものであるので、変位作用部７
ａの固定部８ａに対する変位量は、変位発生部の変位基
準部に対する変位量と同一である。尚、図４（ａ），
（ｂ）では、変位計１の要部構成のみを模式化して表し
ている。

【００８３】このとき、ひずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，
１６ａ〜１６ｄを貼着した箇所のうち、ひずみゲージ１
５ａ，１５ｄ，１６ｂ，１６ｃをそれぞれ貼着した起歪
体２の特定部位７ｘの外周面、特定部位７ｙの内周面、
特定部位８ｙの外周面、特定部位８ｘの内周面には、互
いにほぼ同一の大きさで同じ極性の曲げひずみが生じ
る。この曲げひずみの極性は、図４（ａ）の場合は、縮
み側の極性、図４（ｂ）の場合は、伸び側の極性であ
る。従って、これらの箇所に貼着されたひずみゲージ１
５ａ，１５ｄ，１６ｂ，１６ｃの抵抗値変化がその極性
（抵抗値変化が増加側であるか減少側であるかの極性）
を含めて互いにほぼ同一となる。尚、この場合、特に、
特定部位７ｘの外周面及び特定部位８ｙの外周面の両者
の曲げひずみが精度よく合致し、特定部位７ｙの内周面
及び特定部位８ｘの内周面の両者の曲げひずみが精度よ
く合致する。

【００８４】また、ひずみゲージ１５ｂ，１５ｃ，１６
ａ，１６ｄをそれぞれ貼着した起歪体２の特定部位７ｙ
の外周面、特定部位７ｘの内周面、特定部位８ｘの外周
面、特定部位８ｙの内周面には、互いにほぼ同一の大き
さで同じ極性の曲げひずみが生じる。この曲げひずみの
極性は、ひずみゲージ１５ａ，１５ｄ，１６ｂ，１６ｃ
の貼着箇所の曲げひずみの極性と逆極性であり、図４
（ａ）の場合は、伸び側の極性、図４（ｂ）の場合は、
伸び側の極性である。従って、これらの箇所に貼着され
たひずみゲージ１５ｂ，１５ｃ，１６ａ，１６ｄの抵抗
値変化がその極性を含めて互いに同一となると共に、そ
の抵抗値変化の極性は、ひずみゲージ１５ａ，１５ｄ，
１６ｂ，１６ｃの抵抗値変化の極性と逆極性になる。
尚、この場合、特に、特定部位７ｘの内周面及び特定部
位８ｙの内周面の両者の曲げひずみが精度よく合致し、
特定部位７ｙの外周面及び特定部位８ｘの外周面の両者
の曲げひずみが精度よく合致する。

【００８５】このため、前記第１ブリッジ回路１７は不
平衡状態となり、前記第２ブリッジ回路２０は平衡状態
に保たれる。

【００８６】さらに、ひずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１
６ａ〜１６ｄを貼着した各所における起歪体２の曲げひ
ずみの大きさ（＝ひずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ
〜１６ｄの曲げひずみの大きさ）は、起歪体２の固定部
８ａに対する変位作用部７ａのＺ軸方向の変位量（＝変
位基準部に対する変位発生部のＺ軸方向の変位量）に応
じたものとなる。

【００８７】従って、第１ブリッジ回路１７に前記ケー
ブル２３を介して電源電圧を供給したとき、該第１ブリ
ッジ回路１７の信号出力部１９ａ，１９ｂから起歪体２
の変位作用部７ａの固定部８ａに対するＺ軸方向の変位
量に応じたレベルの出力信号が出力される。このため、
第１ブリッジ回路１７の出力信号のレベルをケーブル２
３を介して観測することで、その出力信号のレベルから
変位計１を設置した箇所のＺ軸方向の変位量（変位基準
部に対する変位発生部の変位量）を測定できることとな
る。

【００８８】この場合、第１ブリッジ回路１７の出力信
号のレベルと、Ｚ軸方向の変位量との相関関係を表す相
関データを、データテーブルや演算式等の形式であらか
じめ用意しておき、その相関データを用いることで、第
１ブリッジ回路１７の出力信号のレベルの観測値からＺ
軸方向の変位量を把握することができる。

【００８９】尚、Ｚ軸方向の変位に関しては、図４
（ａ），（ｂ）のいずれの向きの変位が生じたかによっ
て、第１ブリッジ回路１７の出力信号の正負の極性が逆
になるが、いずれの向きの変位であっても、その変位量
の大きさ（絶対値）が同じであれば、第１ブリッジ回路
１７の出力信号のレベルの大きさも同一となる。従っ
て、上記相関データは、図４（ａ），（ｂ）のいずれか
の向きの変位に対して用意しておけばよく、そのＺ軸方
向の変位の向きは、第１ブリッジ回路１７の出力信号の
極性によって把握することができる。

【００９０】また、変位発生部が変位基準部に対してＺ
軸方向にのみ変位した状態では、上述のように第２ブリ
ッジ回路２０は平衡状態に保たれるため、該第２ブリッ
ジ回路２０にケーブル２４を介して電源電圧を供給して
も、該第２ブリッジ回路２０の信号出力部２２ａ，２２
ｂには電圧が発生しない。

【００９１】一方、前記変位側取付け部材３を固定した
変位発生部が、前記固定側取付け部材４を固定した変位
基準部に対してＹ軸方向に変位すると、起歪体２の長辺
部７の変位作用部７ａが長辺部８の固定部８ａに対して
Ｙ軸方向に変位し、該起歪体２が、その変位の向きに応
じて図５（ａ）あるいは図５（ｂ）に示すような形状
（変位作用部７ａの中心と固定部８ａの中心とを結ぶ、
Ｙ軸に平行な中心線に対して対称的な形状）に弾性変形
する。この場合、Ｚ軸方向の変位の場合と同様、変位作
用部７ａの固定部８ａに対する変位量（変位の向きを含
む）は、変位発生部の変位基準部に対する変位量と同一
である。尚、図４の場合と同様、図５（ａ），（ｂ）で
は、変位計１の要部構成のみを模式化して表している。

【００９２】このとき、前記ひずみゲージ１５ａ，１５
ｂ，１６ａ，１６ｂをそれぞれ貼着した起歪体２の特定
部位７ｘ，７ｙ，８ｘ，８ｙのそれぞれの外周面には、
互いにほぼ同一の大きさで同じ極性の曲げひずみが生じ
る。この曲げひずみの極性は、図５（ａ）の場合は、伸
び側の極性、図５（ｂ）の場合は、縮み側の極性であ
る。従って、これらの箇所に貼着されたひずみゲージ１
５ａ〜１５ｄの抵抗値変化がその極性を含めて互いにほ
ぼ同一となる。尚、この場合、特に、特定部位７ｘ，７
ｙの両者の外周面の曲げひずみが精度よく合致し、特定
部位８ｘ，８ｙの両者の外周面の曲げひずみが精度よく
合致する。

【００９３】また、ひずみゲージ１５ｃ，１５ｄ，１６
ｃ，１６ｄをそれぞれ貼着した起歪体２の特定部位７
ｘ，７ｙ，８ｘ，８ｙのそれぞれの内周面には、互いに
ほぼ同一の大きさで同じ極性の曲げひずみが生じる。こ
の曲げひずみの極性は、ひずみゲージ１５ａ，１５ｂ，
１６ａ，１６ｂの貼着箇所の曲げひずみの極性と逆極性
であり、図５（ａ）の場合は、縮み側の極性、図５
（ｂ）の場合は、伸び側の極性である。従って、これら
の箇所に貼着されたひずみゲージ１５ｃ，１５ｄ，１６
ｃ，１６ｄの抵抗値変化がその極性を含めて互いにほぼ
同一となると共に、その抵抗値変化の極性は、ひずみゲ
ージ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの抵抗値変化の極
性と逆極性になる。尚、この場合、特に、特定部位７
ｘ，７ｙの両者の内周面の曲げひずみが精度よく合致
し、特定部位８ｘ，８ｙの両者の内周面の曲げひずみが
精度よく合致する。

【００９４】このため、前記第１ブリッジ回路１７は平
衡状態に保たれると共に、前記第２ブリッジ回路２０は
不平衡状態になる。

【００９５】さらに、ひずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１
６ａ〜１６ｄを貼着した各所における起歪体２の曲げひ
ずみの大きさ（＝ひずみゲージ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ
〜１６ｄの曲げひずみの大きさ）は、Ｚ軸方向の変位の
場合と同様、起歪体２の固定部８ａに対する変位作用部
７ａのＹ軸方向の変位量（＝変位基準部に対する変位発
生部のＹ軸方向の変位量）に応じたものとなる。

【００９６】従って、第２ブリッジ回路２０に前記ケー
ブル２４を介して電源電圧を供給したとき、該第２ブリ
ッジ回路２０の信号出力部２２ａ，２２ｂから起歪体２
の変位作用部７ａの固定部８ａに対するＹ軸方向の変位
量に応じたレベルの出力信号が出力される。このため、
第２ブリッジ回路２０の出力信号のレベルをケーブル２
４を介して観測することで、その出力信号のレベルから
変位計１を設置した箇所のＹ軸方向の変位量を測定でき
ることとなる。

【００９７】この場合、第２ブリッジ回路２０の出力信
号のレベルと、Ｙ軸方向の変位量との相関関係を表す相
関データを、データテーブルや演算式等の形式であらか
じめ用意しておき、その相関データを用いることで、第
２ブリッジ回路２０の出力信号のレベルの観測値からＹ
軸方向の変位量（変位基準部に対する変位発生部の変位
量）を把握することができる。

【００９８】尚、Ｙ軸方向の変位に関しては、図５
（ａ），（ｂ）のいずれの向きの変位が生じたかによっ
て、第２ブリッジ回路２０の出力信号の正負の極性が逆
になると共に、その変位量の大きさ（絶対値）が同じで
あっても、変位の向きが異なると、第２ブリッジ回路２
０の出力信号のレベルの大きさが一般には相違する。従
って、上記相関データは、一般には、図５（ａ），
（ｂ）の両者の向きのＹ軸方向の変位に対して各別に用
意しておく必要がある。

【００９９】また、変位発生部が変位基準部に対してＹ
軸方向にのみ変位した状態では、上述のように第１ブリ
ッジ回路１７は、平衡状態に保たれるため、該第１ブリ
ッジ回路１７にケーブル２３を介して電源電圧を供給し
ても、該第１ブリッジ回路１７の信号出力部１９ａ，１
９ｂには電圧が発生しない。

【０１００】以上のようにして、本実施形態の変位計１
では、互いに直交するＺ軸方向、Ｙ軸方向の二つの軸方
向での、変位発生部の変位基準部に対する相対的な変位
量（変位の向きを含む）を、それぞれ第１ブリッジ回路
１７及び第２ブリッジ回路２０の出力信号のレベルに基
づいて測定することができる。この場合、該変位計１
は、起歪体２を主要構成とする小型で簡略なものとする
ことができる。また、変位計１の起歪体２やひずみゲー
ジ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ等は、カバー部材２
５により覆われて該カバー部材２５の内部に密封されて
いるため、該起歪体２等の防水や、砂等の異物からの保
護性を確保することができる。

【０１０１】尚、前記実施形態では、Ｚ軸方向の変位に
応じた出力信号を発生する第１ブリッジ回路１７と、Ｙ
軸方向の変位に応じた出力信号を発生する第２ブリッジ
回路２０とをそれぞれ図３（ａ），（ｂ）に示すように
構成したが、Ｚ軸方向の変位に対してのみ感度を有する
第１ブリッジ回路、及びＹ軸方向の変位に対してのみ感
度を有する第２ブリッジ回路の構成形態は、それらを構
成するひずみゲージの起歪体２への貼着箇所の形態を含
めて前記実施形態以外にも種々の形態がある。

【０１０２】例えば前記実施形態のように８個のひずみ
ゲージ１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄを起歪体２に貼
着した場合、例えば、起歪体２の長辺部８側の特定部位
８ｘ，８ｙのひずみゲージ１６ａ〜１６ｄを図６（ａ）
に示すように接続することで、Ｚ軸方向の変位に対して
のみ感度を有する第１ブリッジ回路１７を構成すると共
に、起歪体２の長辺部７側の特定部位７ｘ，７ｙのひず
みゲージ１５ａ〜１５ｄを図６（ｂ）に示すように接続
することで、Ｙ軸方向の変位に対してのみ感度を有する
第２ブリッジ回路２０を構成するようにしてもよい。

【０１０３】また、例えば前記図３（ａ），（ｂ）に示
したように第１及び第２ブリッジ回路１７，２０を構成
する場合、第１ブリッジ回路１７のひずみゲージ１５ａ
〜１５ｄに係わる特定部位７ｘ，７ｙの変位作用部７ａ
からの間隔と、第２ブリッジ回路２０のひずみゲージ１
６ａ〜１６ｄに特定部位８ｘ，８ｙの固定部８ａからの
間隔とは互いに同一間隔であることが基本的には好まし
いが、必ずしも同一間隔でなくてもよい。

【０１０４】さらに、起歪体２の幅を比較的大きくし
て、その内周面や外周面に該起歪体２の幅方向に並列さ
せて二つ以上のひずみゲージを貼着することができるよ
うにした場合には、例えば第２ブリッジ回路２０用のひ
ずみゲージ１６ａ〜１６ｄを第１ブリッジ回路１７用の
ひずみゲージ１５ａ〜１５ｄにそれぞれ並列させて前記
特定部位７ｘ，７ｙに貼着するようにしてもよい。

【０１０５】このように、前記実施形態の如く一つの起
歪体２を具備した二軸変位計では、Ｚ軸方向の変位に対
してのみ感度を有する第１ブリッジ回路、及びＹ軸方向
の変位に対してのみ感度を有する第２ブリッジ回路の構
成形態は種々の形態があるが、最も基本的形態では、長
辺部７の変位作用部７ａからその両側に所定間隔を有す
る二つの特定部位と、長辺部８の変位作用部８ａからそ
の両側に上記所定間隔を有する二つの部位との四つの特
定部位のうちの二つの特定部位にて起歪体２の外周面及
び内周面に貼着した４個のひずみゲージを用いてＺ軸方
向の変位に対してのみ感度を有する第１ブリッジ回路を
構成することが可能である。同様に、長辺部７の変位作
用部７ａからその両側に所定間隔を有する二つの特定部
位と、長辺部８の変位作用部８ａからその両側に上記所
定間隔を有する二つの部位との四つの特定部位のうちの
二つの特定部位にて起歪体２の外周面及び内周面に貼着
した４個のひずみゲージを用いてＹ軸方向の変位に対し
てのみ感度を有する第２ブリッジ回路を構成することが
可能である。

【０１０６】次に、本発明の第２実施形態を図７〜図１
３を参照して説明する。本実施形態は、本発明の第２の
態様の二軸変位計に係わる実施形態である。図７は該変
位計の斜視図、図８は該変位計の分解斜視図、図９は図
７のII−II線断面図、図１０は該変位計のひずみゲージ
の貼着形態を示す説明図、図１１は該変位計に備えたブ
リッジ回路の回路図、図１２及び図１３は該変位計の作
動説明図である。

【０１０７】図７〜図９を参照して、本実施形態の二軸
変位計２８は、前記第１実施形態の起歪体１と同一形状
（長円環状）、同一材質の一対の第１及び第２起歪体２
９，３０と、これらの起歪体２９，３０を部分的に結合
する一対の結合部材３１，３２と、これらの起歪体２
９，３０に取着されている一対の取付け部材３３，３４
とを具備している。

【０１０８】第１及び第２起歪体２９，３０は、そのサ
イズも互いに同一であり、図７及び図９に示すようにそ
れらの軸心Ｃを同心にして並設され、第１起歪体２９の
一対の長辺部３５，３６はそれぞれ第２起歪体３０の一
対の長辺部３７，３８に隣接して平行に並列している。
ここで、本実施形態の変位計２８では、第１起歪体２９
の長辺部３５の長手方向の中央部３５ａ（図８参照）
と、該第１起歪体２９の長辺部３６の中央部３６ａ（図
８参照）とをそれぞれ該第１起歪体２９の固定部、変位
作用部とする。また、第２起歪体３０の長辺部３７，３
８のうち、第１起歪体２９の長辺部３５に隣接する長辺
部３７の長手方向の中央部３７ａ（図８参照）と、第１
起歪体２９の長辺部３６に隣接する長辺部３８の長手方
向の中央部３８ａ（図８参照）とをそれぞれ第２起歪体
３０の変位作用部、固定部とする。

【０１０９】そして、前記結合部材３１，３２のうち、
結合部材３１は、両起歪体２９，３０の両固定部３５
ａ，３８ａ同士を結合する固定部結合部材であり、結合
部材３２は、両起歪体２９，３０の両変位作用部３６
ａ，３７ａ同士を結合する変位作用部結合部材である。

【０１１０】この場合、図８及び図９に示すように、固
定部結合部材３１は、第１起歪体２９の固定部３５ａの
内周面と第２起歪体３０の固定部３８ａの内周面とにそ
れぞれ当接する一対の当接部材３１ａ，３１ｂを連結部
材３１ｃにより一体に連結した構造となっている。そし
て、該固定部結合部材３１の当接部材３１ａ，３１ｂが
それぞれ第１起歪体２９の固定部３５ａ、第２起歪体３
０の固定部３８ａに後述するロッド部材４３，４４と併
せて複数のネジ３９により固定され、これにより、両起
歪体２９，３０の両固定部３５ａ，３８ａ同士を結合し
ている。

【０１１１】同様に、変位作用部結合部材３２は、第１
起歪体２９の変位作用部３６ａの内周面と第２起歪体３
０の変位作用部３７ａの内周面とにそれぞれ当接する一
対の当接部材３２ａ，３２ｂを連結部材３２ｃにより一
体に連結した構造となっている。そして、該変位作用部
結合部材３２の当接部材３２ａ，３２ｂがそれぞれ第１
起歪体２９の変位作用部３６ａ、第２起歪体３０の変位
作用部３７ａに後述するロッド部材４１，４２と併せて
複数のネジ４０により固定され、これにより、両起歪体
２９，３０の両変位作用部３６ａ，３７ａ同士を結合し
ている。

【０１１２】図７を参照して、前記取付け部材３３，３
４は、変位計２８の図示しない設置箇所の変位発生部と
変位基準部とにそれぞれ固定的に取付けられる変位側取
付け部材、固定側取付け部材であり、両起歪体２９，３
０の長手方向に間隔を存して対向配置されている。両起
歪体２９，３０は、これらの両取付け部材３３，３４間
に配置されている。

【０１１３】これらの取付け部材３３，３４のうち、変
位側取付け部材３３から固定側取付け部材３４に向かっ
て、第１起歪体２９の長辺部３６に沿って該長辺部３６
の長手方向に延びるロッド部材４１と、第２起歪体３０
の長辺部３７に沿って該長辺部３７の長手方向に延びる
ロッド部材４２とが延設されている。これらのロッド部
材４１，４２の平板状の先端部４１ａ，４２ａはそれぞ
れ第１起歪体２９の変位作用部３６ａの外周面、第２起
歪体３０の変位作用部３７ａの外周面に当接されてい
る。そして、図８及び図９に示すように、ロッド部材４
１の先端部４１ａは、第１起歪体２９の変位作用部３６
ａの内周面に当接された前記変位作用部結合部材３２の
当接部材３２ａに、該第１起歪体２９の変位作用部３６
ａを貫通させた前記ネジ４０により結合され、該変位作
用部結合部材３２の当接部材３２ａとの間に第１起歪体
２９の変位作用部３６ａを挟持するようにして該変位作
用部３６ａ及び変位作用部結合部材３２に固定されてい
る。また、ロッド部材４２の先端部４２ａは、第２起歪
体３０の変位作用部３７ａの内周面に当接された前記変
位作用部結合部材３２の当接部材３２ｂに、該第２起歪
体３０の変位作用部３７ａを貫通させたネジ４０により
結合され、該変位作用部結合部材３２の当接部材３２ｂ
との間に第２起歪体３０の変位作用部３７ａを挟持する
ようにして該変位作用部３７ａ及び変位作用部結合部材
３２に固定されている。従って、変位側取付け部材３３
は、ロッド部材４１，４２を介して両起歪体２９，３０
の両変位作用部３６ａ，３７ａ及び変位作用部結合部材
３２に固定されている。

【０１１４】上記と同様にして、固定側取付け部材３４
から第１起歪体２９の長辺部３５及び第２起歪体３０の
長辺部３８にそれぞれ沿って延設された一対のロッド部
材４３，４４の平板状の先端部４３ａ，４４ａが、それ
ぞれ第１起歪体２９の固定部３５ａの外周面、第２起歪
体３０の固定部３８ａの外周面に当接され、各固定部３
５ａ，３８ａの内周面に当接された前記固定部結合部材
３１の当接部材３１ａ，３１ｂに前記ネジ３９を介して
結合されている。これにより、固定側取付け部材３４
は、ロッド部材４３，４４を介して両起歪体２９，３０
の両固定部３５ａ，３８ａ及び固定部結合部材３１に固
定されている。

【０１１５】ここで、前記変位側取付け部材３３、固定
側取付け部材３４、ロッド部材４１〜４４、変位作用部
結合部材３２，固定部結合部材３１は、剛性の高い金属
材料等により形成された剛体状のものである。このた
め、各取付け部材３３，３４は、それぞれ、両起歪体２
９，３０の弾性変形に際して両変位作用部３６ａ，３７
ａ、両固定部３５ａ，３８ａと一体に動くようになって
いる。

【０１１６】また、ロッド部材４３の先端部４３ａと固
定側取付け部材３４との間の部分、及びロッド部材４４
の先端部４４ａと固定側取付け部材３４との間の部分
は、それぞれ両起歪体２９，３０の幅方向で第１起歪体
２９の長辺部３５、第２起歪体３０の長辺部３８から離
間しており（図９参照）、両起歪体２９，３０の後述す
る弾性変形に際してこれらの起歪体２９，３０がロッド
部材４３，４４に干渉することがないようになってい
る。このことは、変位側取付け部材３３から延設された
ロッド部材４１，４２についても同様である。

【０１１７】さらに、固定部結合部材３１の連結部材３
１ｃ及び変位作用部結合部材３２の連結部材３２ｃと
は、両起歪体２９，３０の長手方向（長辺部３５〜３８
の長手方向）に離間しており、変位測定の際に変位計２
８の両取付け部材３３，３４が過大に接近するような変
位が生じない限り、基本的には、両結合部材３１，３２
は互いに当接することがないようになっている。

【０１１８】本実施形態の変位計２８では、前記第１起
歪体２９及び第２起歪体３０には、それぞれ図１０に示
すような箇所にて後述する第１ブリッジ回路４７を構成
する４個のひずみゲージ４５ａ〜４５ｄと後述する第２
ブリッジ回路５０を構成する４個のひずみゲージ４６ａ
〜４６ｄとが貼着されている。尚、図１０では説明の便
宜上、両起歪体２９，３０の位置関係をずらし、変位計
２８の要部構成のみを模式化して記載している。

【０１１９】同図１０に示すように、ひずみゲージ４５
ａ〜４５ｄのうち、ひずみゲージ４５ａ，４５ｂは、第
１起歪体２９の長辺部３６の長手方向における変位作用
部３６ａの両側の二つの特定部位３６ｘ，３６ｙにて第
１起歪体２９の外周面に貼着され、ひずみゲージ４５
ｃ，４５ｄは、第２起歪体３０の長辺部３８の長手方向
における固定部３８ａの両側の二つの特定部位３８ｘ，
３８ｙにて第２起歪体３０の外周面に貼着されている。
この場合、前記特定部位３６ｘ，３６ｙは、変位作用部
３６ａから等間隔Ｌの位置に存する部位であり、特定部
位３８ｘ，３８ｙは、固定部３８ａから上記と同一の等
間隔Ｌの位置に存する部位である。

【０１２０】また、前記ひずみゲージ４６ａ〜４６ｄの
うち、ひずみゲージ４６ａ，４６ｂは、第１起歪体２９
の前記特定部位３６ｘ，３６ｙにて該第１起歪体２９の
内周面に貼着され、ひずみゲージ４６ｃ，４６ｄは、第
２起歪体３０の前記特定部位３８ｘ，３８ｙにて該第２
起歪体３０の内周面に貼着されている。

【０１２１】尚、後述する変位測定の感度を高める上
で、前記特定部位３６ｘ，３６ｙは変位作用部３６ａに
できるだけ近い部位、前記特定部位３８ｘ，３８ｙは固
定部３８ａにできるだけ近い部位であることが好まし
く、前記間隔Ｌは両起歪体２９，３０の各長辺部３５〜
３８の長さに比して小さなものとされている。

【０１２２】上述のように両起歪体２９，３０に貼着し
たひずみゲージ４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄのう
ち、各起歪体２９，３０の外周面に貼着された４個のひ
ずみゲージ４５ａ〜４５ｄがそれぞれから導出されたリ
ード線を介して図１１（ａ）に示すように接続されてお
り、これにより４個のひずみゲージ４５ａ〜４５ｄを各
辺に有する第１ブリッジ回路４７（ホイートストンブリ
ッジ回路）を構成している。

【０１２３】この第１ブリッジ回路４７では、ひずみゲ
ージ４５ａ，４５ｄが該第１ブリッジ回路４７の一対の
対辺に配置され、ひずみゲージ４５ｂ，４５ｃが該第１
ブリッジ回路４７の他の一対の対辺に配置されている。
そして、ひずみゲージ４５ａ，４５ｂの間の中点４８ａ
と、ひずみゲージ４５ｃ，４５ｄの間の中点４８ｂとを
第１ブリッジ回路４７の一対の電源入力部とし、ひずみ
ゲージ４５ａ，４５ｃの間の中点４９ａと、ひずみゲー
ジ４５ｂ，４５ｄの間の中点４９ｂとを第１ブリッジ回
路４７の一対の信号出力部としている。

【０１２４】また、各起歪体２９，３０の内周面に貼着
されたひずみゲージ４６ａ〜４６ｄは、それぞれから導
出されたリード線を介して図１１（ｂ）に示すように接
続されており、これにより４個のひずみゲージ４６ａ〜
４６ｄを各辺に有する第２ブリッジ回路５０（ホイート
ストンブリッジ回路）を構成している。

【０１２５】この第２ブリッジ回路５０では、ひずみゲ
ージ４６ａ，４６ｂが第２ブリッジ回路５０の一対の対
辺に配置され、ひずみゲージ４６ｃ，４６ｄが第２ブリ
ッジ回路３０の他の一対の対辺に配置されている。そし
て、ひずみゲージ４６ｂ，４６ｃの間の中点５１ａと、
ひずみゲージ４６ａ，４６ｄの間の中点５１ｂとを第２
ブリッジ回路５０の一対の電源入力部とし、ひずみゲー
ジ４６ｂ，４６ｄの間の中点５２ａと、ひずみゲージ４
６ｃ，４６ａの間の中点５２ｂとを第２ブリッジ回路５
０の一対の信号出力部としている。

【０１２６】尚、ひずみゲージ４５ａ〜４５ｄ，４６ａ
〜４６ｄは、そのゲージ率等の特性が互いに同一のもの
であり、起歪体２９，３０の長辺部３６，３８の長手方
向におけるひずみ（曲げひずみ）に対して感度を有する
（該曲げひずみに対して抵抗値変化を生じる）。

【０１２７】また、本実施形態の変位計２８では、前記
第１実施形態のものと同様に、前記固定側取付け部材３
４には、各ブリッジ回路４７，５０に電源電圧を外部か
ら供給すると共に各ブリッジ回路４７，５０の出力信号
を外部に取り出すための一対のケーブル５３，５４が図
７及び図８に示す如く挿通され、それらのケーブル５
３，５４の図示しない電源供給線や出力信号線が各ブリ
ッジ回路４７，５０に結線されている。この場合、ケー
ブル５３は、第１ブリッジ回路４７用のもの、ケーブル
５４は、第２ブリッジ回路５０用のものである。

【０１２８】さらに、変位計２８では、前記第１実施形
態のものと同様に、図７に仮想線で示す伸縮可能な蛇腹
状の管状カバー部材５５が取付け部材３３，３４に装着
され、この管状カバー部材５５の内部に、両起歪体２
９，３０等を密封している。

【０１２９】さらに変位計２８の変位側取付け部材３３
には、前記第１実施形態のものと同様に、エアコンプレ
ッサ等の空圧調整装置（図示しない）の配管ホースを接
続する接続口５６（図７参照）が設けられ、この接続口
５６は、該変位側取付け部材３３の軸心部に穿設された
連通孔５７を介してカバー部材５５の内部に連通してい
る。

【０１３０】次に、本実施形態の変位計２８の作動を説
明する。尚、以下の本実施形態の説明においては、便宜
上、図７及び図９に併記したようにＸＹＺ直交座標軸を
想定し、両起歪体２９，３０の軸心Ｃの方向をＸ軸方
向、両起歪体２９，３０の長辺部３５〜３８の長手方向
をＺ軸方向、これらの二つの方向に直交する方向（各起
歪体２９，３０の両長辺部（３５，３６）、（３７，３
８）の並列方向）をＹ軸方向と称する。

【０１３１】本実施形態の変位計２８は、変位測定の際
に、前記第１実施形態のものと同様に、変位側取付け部
材３３及び固定側取付け部材３４が、それぞれ地山、建
造物等の変位発生部、変位基準部に取付けられて、測定
箇所に設置される。また、このとき、各取付け部材３
３，３４をそれぞれ変位発生部、変位基準部に完全に固
定する前に、前記第１実施形態のものと同様に、必要に
応じて適宜、接続口５６に図示しない空圧調整装置の配
管ホースを接続して、前記カバー部材２４内の空気圧を
調整することで、両取付け部材３３，３４のＺ軸方向の
間隔があらかじめ所望の間隔（基本的には両起歪体２
９，３０が長円環状となる間隔）に調整される。

【０１３２】このように測定箇所に設置した変位計２８
にあっては、その測定箇所の前記変位発生部及び変位基
準部の間の、Ｚ軸方向及びＹ軸方向の二つの軸方向の変
位量が次のようにして測定される。

【０１３３】例えば、前記変位基準部に対して変位発生
部がＺ軸方向に変位すると、各起歪体２９，３０の変位
作用部３６ａ，３７ａがそれぞれ固定部３５ａ，３８ａ
に対して、変位発生部の変位量と同量だけＺ軸方向に変
位し、各起歪体２９，３０は、前記第１実施形態のもの
のＺ軸方向の変位の場合（図４を参照）と同様に、例え
ば図１２に示すような形状（各起歪体２９，３０の軸心
Ｃに対して対称的な形状）に弾性変形する。この場合、
両起歪体２９，３０は、同一材質、同一サイズのもので
あるため、両者の弾性変形の形状は同一である。尚、図
１２では、前記図１０と同様に、変位計２８の要部構成
のみを模式化して図示している。また、図１２では、Ｚ
軸の負方向への変位の場合について例示している。

【０１３４】このとき、第１ブリッジ回路４７を構成す
るひずみゲージ４５ａ〜４５ｄを貼着した箇所のうち、
ひずみゲージ４５ａ，４５ｄがそれぞれ貼着された第１
起歪体２９の特定部位３６ｘの外周面及び第２起歪体３
０の特定部位３８ｙの外周面には、互いに同一の大きさ
で同じ極性の曲げひずみ（図１２の変位の場合には、縮
み側の曲げひずみ）が生じる。同様に、ひずみゲージ４
５ｂ，４５ｃがそれぞれ貼着された第１起歪体２９の特
定部位３６ｙの外周面及び第２起歪体３０の特定部位３
８ｘの外周面には、互いに同一の大きさで同じ極性の曲
げひずみ（図１２の変位の場合には、伸び側の曲げひず
み）が生じ、この曲げひずみの極性は、前記特定部位３
６ｘ，３８ｙの外周面の曲げひずみの極性とは逆極性に
なる。

【０１３５】また、第２ブリッジ回路５０を構成するひ
ずみゲージ４６ａ〜４６ｄを貼着した箇所のうち、第１
起歪体２９の特定部位３６ｘの内周面及び第２起歪体３
０の特定部位３８ｙの内周面には、互いに同一の大きさ
で同じ極性の曲げひずみ（図１２の変位の場合には、伸
び側の曲げひずみ）が生じる。同様に、第１起歪体２９
の特定部位３６ｙの内周面及び第２起歪体３０の特定部
位３８ｘの内周面には、互いに同一の大きさで同じ極性
の曲げひずみ（図１２の変位の場合には、縮み側の曲げ
ひずみ）が生じ、この曲げひずみの極性は、前記特定部
位３６ｘ，３８ｙの内周面の曲げひずみの極性とは逆極
性になる。

【０１３６】このため、前記第１ブリッジ回路４７は不
平衡状態となり、前記第２ブリッジ回路５０は平衡状態
に保たれる。尚、この場合、前記特定部位３６ｙ，３８
ｘのそれぞれの内周面の曲げひずみ（＝ひずみゲージ４
６ｂ，４６ｃの曲げひずみ）は、前記特定部位３６ｘ，
３８ｙの外周面の曲げひずみ（＝ひずみゲージ４５ａ，
４５ｄの曲げひずみ）とほぼ同一となり、特定部位３６
ｘ，３８ｙのそれぞれの内周面の曲げひずみ（＝ひずみ
ゲージ４６ａ，４６ｄの曲げひずみ）は、前記特定部位
３６ｙ，３８ｘの外周面（＝ひずみゲージ４５ｂ，４５
ｃの曲げひずみ）とほぼ同一になる。

【０１３７】さらに、ひずみゲージ４５ａ〜４５ｄ，４
６ａ〜４６ｄを貼着した各所における各起歪体２９，３
０の曲げひずみの大きさ（＝ひずみゲージ１５ａ〜１５
ｄ，１６ａ〜１６ｄの曲げひずみの大きさ）は、両起歪
体２９，３０の固定部３５ａ，３８ａに対する変位作用
部３６ａ，３７ａのＺ軸方向の変位量（＝変位基準部に
対する変位発生部のＺ軸方向の変位量）に応じたものと
なる。

【０１３８】従って、前記第１実施形態の場合と同様
に、第１ブリッジ回路４７にケーブル５３を介して電源
電圧を供給しつつ、該第１ブリッジ回路４７の出力信号
のレベルを該ケーブル５３を介して観測することで、そ
の出力信号のレベルから変位計２８を設置した箇所のＺ
軸方向の変位量（変位基準部に対する変位発生部の変位
量）を測定できることとなる。この場合、前記第１実施
形態の場合と同様、第１ブリッジ回路４７の出力信号の
レベルと、Ｚ軸方向の変位量との相関関係を表すものと
してあらかじめ用意した相関データを用いることで、第
１ブリッジ回路４７の出力信号のレベルの観測値からＺ
軸方向の変位量を把握することができる。

【０１３９】また、Ｚ軸方向の変位の向きがＺ軸の正方
向、負方向のいずれの向きであっても、基本的には、そ
の変位量の大きさ（絶対値）が同じであれば、第１ブリ
ッジ回路４７の出力信号のレベルの大きさも同一となる
（但し、該出力信号の極性は、変位の向きによって反転
する）。従って、上記相関データは、Ｚ軸の正方向及び
負方向のいずれか一方の向きの変位に対して用意してお
けばよい。

【０１４０】また、変位発生部が変位基準部に対してＺ
軸方向にのみ変位した状態では、上述のように第２ブリ
ッジ回路５０は平衡状態に保たれるため、該第２ブリッ
ジ回路５０に電源電圧を供給しても、該第２ブリッジ回
路５０の信号出力部５２ａ，５２ｂには電圧が発生しな
い。

【０１４１】一方、前記変位発生部が、前記変位基準部
に対してＹ軸方向に変位すると、各起歪体２９，３０の
変位作用部３６ａ，３７ａがそれぞれ固定部３５ａ，３
８ａに対して、変位発生部の変位量と同量だけＹ軸方向
に変位する。この場合、本実施形態の変位計２８では、
両起歪体２９，３０は、前述の如く前記固定側及び変位
作用部結合部材３１，３２により結合されているため、
一方の起歪体は、その固定部及び変位作用部の間隔が広
がるような弾性変形（前記図５（ａ）に示したような形
状の弾性変形）を生じ、他方の起歪体は、その固定部及
び変位作用部の間隔が縮まるような弾性変形（前記図５
（ｂ）に示したような形状の弾性変形）を生じる。従っ
て、例えば変位発生部が変位基準部に対してＹ軸の正方
向に変位したときには、図１３に示すように、第１起歪
体２９は、その固定部３５ａ及び変位作用部３６ａの間
隔が広がるような弾性変形を生じ、第２起歪体３０は、
その固定部３８ａ及び変位作用部３７ａの間隔が縮まる
ような弾性変形を生じる。

【０１４２】尚、Ｙ軸方向の変位がＹ軸の負方向の変位
である場合には、各起歪体２９，３０の弾性変形の形状
は図１３の場合と逆になる。また、Ｙ軸の正方向、負方
向のいずれの変位であっても、各起歪体２９，３０は、
それぞれの固定部３５ａ，３８ａの中心と変位作用部３
６ａ，３７ａの中心とを結ぶ直線に対して対称的な形状
に弾性変形する。

【０１４３】このとき、第１ブリッジ回路４７を構成す
るひずみゲージ４５ａ〜４５ｄを貼着した箇所のうち、
ひずみゲージ４５ａ，４５ｂをそれぞれ貼着した第１起
歪体２９の特定部位３６ｘ，３６ｙのそれぞれの外周面
には、互いに同一の大きさで同じ極性の曲げひずみ（図
１３の変位の場合には、伸び側の曲げひずみ）が生じ
る。同様に、ひずみゲージ４５ｃ，４５ｄをそれぞれ貼
着した第２起歪体３０の特定部位３８ｘ，３８ｙのそれ
ぞれの外周面には、互いに同一の大きさで同じ極性の曲
げひずみ（図１３の変位の場合には、縮み側の曲げひず
み）が生じ、この曲げひずみの極性は、前記特定部位３
６ｘ，３６ｙの外周面の曲げひずみの極性とは逆極性に
なる。

【０１４４】また、第２ブリッジ回路５０を構成するひ
ずみゲージ４６ａ〜４６ｄを貼着した箇所のうち、ひず
みゲージ４６ａ，４６ｂをそれぞれ貼着した第１起歪体
２９の特定部位３６ｘ，３６ｙのそれぞれの内周面に
は、互いに同一の大きさで同じ極性の曲げひずみ（図１
３の変位の場合には、縮み側の曲げひずみ）が生じる。
同様に、ひずみゲージ４６ｃ，４６ｄを貼着した第２起
歪体３０の特定部位３８ｘ，３８ｙのそれぞれの内周面
には、互いに同一の大きさで同じ極性の曲げひずみ（図
１３の変位の場合には、伸び側の曲げひずみ）が生じ、
この曲げひずみの極性は、前記特定部位３６ｘ，３６ｙ
の内周面の曲げひずみの極性とは逆極性になる。

【０１４５】このため、前記第１ブリッジ回路４７は平
衡状態に保たれると共に、前記第２ブリッジ回路５０は
不平衡状態になる。

【０１４６】さらに、ひずみゲージ４５ａ〜４５ｄ，４
６ａ〜４６ｄを貼着した各所における各起歪体２９，３
０の曲げひずみの大きさ（＝ひずみゲージ１５ａ〜１５
ｄ，１６ａ〜１６ｄの曲げひずみの大きさ）は、両起歪
体２９，３０の固定部３５ａ，３８ａに対する変位作用
部３６ａ，３７ａのＹ軸方向の変位量（＝変位基準部に
対する変位発生部のＹ軸方向の変位量）に応じたものと
なる。

【０１４７】従って、前記第１実施形態の場合と同様
に、第２ブリッジ回路５０にケーブル５４を介して電源
電圧を供給しつつ、該第２ブリッジ回路５０の出力信号
のレベルを該ケーブル５４を介して観測することで、そ
の出力信号のレベルから変位計２８を設置した箇所のＹ
軸方向の変位量（変位基準部に対する変位発生部の変位
量）を測定できることとなる。この場合、前記第１実施
形態の場合と同様、第２ブリッジ回路５０の出力信号の
レベルと、Ｙ軸方向の変位量との相関関係を表すものと
してあらかじめ用意した相関データを用いることで、第
２ブリッジ回路５０の出力信号のレベルの観測値からＹ
軸方向の変位量を把握することができる。

【０１４８】また、第２ブリッジ回路５０を構成するひ
ずみゲージ４６ａ，４６ｂの対と、ひずみゲージ４６
ｃ，４６ｄの対とは、それぞれ互いに変形形状が前述の
ように相違する第１起歪体２９，３０に貼着されている
ため、Ｙ軸方向の変位の向きがＹ軸方向の正方向、負方
向のいずれの向きであっても、基本的には、その変位量
の大きさが同じであれば、第２ブリッジ回路５０の出力
信号のレベルの大きさも同一となる（但し、該出力信号
の極性は、変位の向きによって反転する）。従って、上
記相関データは、Ｙ軸の正方向及び負方向のいずれか一
方の向きの変位に対して用意しておけばよい。

【０１４９】尚、変位発生部が変位基準部に対してＹ軸
方向にのみ変位した状態では、上述のように第１ブリッ
ジ回路４７は平衡状態に保たれるため、該第１ブリッジ
回路４７に電源電圧を供給しても、該第１ブリッジ回路
４７の信号出力部４９ａ，４９ｂには電圧が発生しな
い。

【０１５０】以上のようにして、本実施形態の変位計２
８では、互いに直交するＺ軸方向、Ｙ軸方向の二つの軸
方向での、変位発生部の変位基準部に対する相対的な変
位量（変位の向きを含む）を、それぞれ第１ブリッジ回
路４７及び第２ブリッジ回路５０の出力信号のレベルに
基づいて測定することができる。この場合、該変位計２
８は、二つの起歪体２９，３０を主要構成とし、それら
の起歪体２９，３０を前述のように同心に並設した状態
で前記固定部結合部材３１及び変位作用部結合部材３２
により結合しているので、変位計２８の構成を小型で簡
略なものとすることができる。

【０１５１】また、変位計２８の起歪体２９，３０やひ
ずみゲージ４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄ等は、カバ
ー部材５５により覆われて該カバー部材５５の内部に密
封されているため、該起歪体２９，３０等の防水や、砂
等の異物からの保護性を確保することができる。

【０１５２】さらに、Ｚ軸方向及びＹ軸方向のいずれの
方向の変位についても、その変位量の大きさ（絶対値）
が同じであれば、その変位の向きによらずに各２ブリッ
ジ回路４７，５０の出力信号のレベルの大きさが同一に
なるので、該出力信号から各軸方向の変位量を把握する
ための相関データを最小限に留めることができる。

【０１５３】尚、前記第２実施形態では、Ｚ軸方向の変
位に対してのみ感度を有する第１ブリッジ回路４７と、
Ｙ軸方向の変位に対してのみ感度を有する第２ブリッジ
回路５０とをそれぞれ図１１（ａ），（ｂ）に示すよう
に構成したが、前記第１実施形態の場合と同様に、これ
らの第１ブリッジ回路及び第２ブリッジ回路の構成形態
は、前記第２実施形態以外にも種々の形態がある。

【０１５４】例えば前記第２実施形態のように８個のひ
ずみゲージ４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄを第１及び
第２起歪体２９，３０に貼着した場合、例えば、起歪体
２９，３０の内周面側の４個のひずみゲージ４６ａ〜４
６ｄを図１４（ａ）に示すように接続することで、Ｚ軸
方向の変位に対してのみ感度を有する第１ブリッジ回路
４７を構成すると共に、起歪体２９，３０の外周面側の
４個のひずみゲージ４５ａ〜４５ｄを図１４（ｂ）に示
すように接続することで、Ｙ軸方向の変位に対してのみ
感度を有する第２ブリッジ回路５０を構成するようにし
てもよい。

【０１５５】また、例えば前記図３（ａ），（ｂ）に示
したように第１及び第２ブリッジ回路４７，５０を構成
する場合、例えば第２ブリッジ回路５０のひずみゲージ
４６ａ，４６ｂを第１起歪体２９の長辺部３６の変位作
用部３６ａから、前記特定部位３６ｘ，３６ｙと異なる
等間隔で該変位作用部３６ａの両側に存する二つの特定
部位の外周面又は内周面に貼着すると共に、ひずみゲー
ジ４６ｃ，４６ｄを第２起歪体３０の長辺部３８の固定
部３８ａから、第１起歪体２９側の二つの特定部位と同
一の等間隔で該固定部３８ａの両側に存する二つの特定
部位の外周面又は内周面に貼着するようにしてよい。

【０１５６】また、例えば前記第２実施形態で第１起歪
体２９の長辺部３６に貼着した４個のひずみゲージ４５
ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂは、これらの長辺部３６に
対する位置関係と同じ位置関係で、第１起歪体２９の長
辺部３５の固定部３５ａの両側に貼着するようにしても
よい。

【０１５７】さらに、起歪体２９，３０の幅を比較的大
きくして、その内周面や外周面に該起歪体２９，３０の
幅方向に並列させて二つ以上のひずみゲージを貼着する
ことができるようにした場合には、例えば第２ブリッジ
回路５０用のひずみゲージ４６ａ〜４６ｄを第１ブリッ
ジ回路４７用のひずみゲージ４５ａ〜４５ｄにそれぞれ
並列させて前記特定部位３６ｘ，３６ｙ，３８ｘ，３８
ｙに貼着するようにしてもよい。

【０１５８】また、Ｚ軸方向の変位に対してのみ感度を
有する第１ブリッジ回路４７用の４個のひずみゲージ
は、第１及び第起歪体２９，３０のいずれか一方のみに
貼着するようにしてもよい。

【０１５９】このように、前記第２実施形態の如く二つ
の起歪体２９，３０を具備した二軸変位計では、Ｚ軸方
向の変位に対してのみ感度を有する第１ブリッジ回路、
及びＹ軸方向の変位に対してのみ感度を有する第２ブリ
ッジ回路の構成形態は種々の形態があるが、最も基本的
形態では、第１起歪体２９の長辺部３５の変位作用部３
５ａからその両側に所定間隔を有する二つの特定部位
と、長辺部３６の固定部３６ａからその両側に上記所定
間隔を有する二つの特定部位と、第２起歪体３０の長辺
部３７の変位作用部３７ａからその両側に上記所定間隔
を有する二つの特定部位と、長辺部３８の固定部３８ａ
からその両側に上記所定間隔を有する二つの特定部位と
からなる計八つの特定部位のうちの四つの特定部位にて
起歪体２９及び／又は起歪体３０に貼着した４個のひず
みゲージを用いてＺ軸方向の変位に対してのみ感度を有
する第１ブリッジ回路を構成することが可能である。

【０１６０】また、第１起歪体２９の長辺部３５の変位
作用部３５ａからその両側に所定間隔を有する二つの特
定部位と長辺部３６の固定部３６ａからその両側に上記
所定間隔を有する二つの特定部位とのうちのいずれか一
方の二つの特定部位にて第１起歪体２９に貼着した２個
のひずみゲージと、第２起歪体３０の長辺部３７の変位
作用部３７ａからその両側に上記所定間隔を有する二つ
の特定部位と長辺部３８の固定部３８ａからその両側に
上記所定間隔を有する二つの特定部位とのうちのいずれ
か一方の二つの特定部位にて第２起歪体３０に貼着した
２個のひずみゲージとを用いてＹ軸方向の変位に対して
のみ感度を有し、且つ、その変位の二つの向きに対して
対称的なレベルの出力信号が得られる第２ブリッジ回路
を構成することが可能である。

【０１６１】また、前記第２実施形態では、変位計２８
の構成をできるだけ小型化するために、第１及び第２起
歪体２９，３０を同心にして並設したが、前記図１０の
ように、それらの軸心をずらして二軸変位計を構成する
ようにすることも可能である。

【０１６２】次に、本発明の第３実施形態を図１５〜図
２２を参照して説明する。本実施形態は、本発明の三軸
変位計に係わる実施形態である。図１５は該変位計の斜
視図、図１６は該変位計の分解斜視図、図１７は図１５
のIII−III線断面図、図１８は該変位計のひずみゲージ
の貼着形態を示す説明図、図１９は該変位計に備えたブ
リッジ回路の回路図、図２０〜図２２は該変位計の作動
説明図である図１５〜図１７を参照して、本実施形態の
３軸変位計５８は、前記第１実施形態の起歪体１と同一
形状（長円環状）、同一材質の第１〜第４の４個の起歪
体５９〜６２と、第１及び第２起歪体５９，６０の対を
部分的に結合する結合部材６３と、第３及び第４起歪体
６１，６２の対を部分的に結合する結合部材６４と、起
歪体５９，６０の対及び起歪体６１，６２の対を互いに
部分的に結合する起歪体間結合部材６５と、一対の取付
け部材６６，６７とを具備している。

【０１６３】第１及び第２起歪体５９，６０は、そのサ
イズも同一であり、図１５及び図１７に示すようにそれ
らの軸心Ｃ１を同心にして並設され、第１起歪体５９の
一対の長辺部６８，６９はそれぞれ第２起歪体６０の一
対の長辺部７０，７１に隣接して平行に並列している。
また、第３及び第４起歪体６１，６２もそれぞれ第１及
び第２起歪体５９，６０と同一サイズであり、図１５及
び図１７に示すようにそれらの軸心Ｃ２を同心にし、且
つ該軸心Ｃ２を第１及び第２起歪体５９，６０の軸心Ｃ
１と直交させて並設され、第３起歪体６１の一対の長辺
部７２，７３はそれぞれ第４起歪体６２の一対の長辺部
７４，７５に隣接して平行に並列している。尚、各起歪
体５９〜６２の各長辺部６８〜７５の長手方向は、互い
に同方向（図１７の紙面に垂直な方向）に向けられてい
る。また、第１及び第２起歪体５９，６０の対と、第３
及び第４起歪体６１，６２の対とは図１５に示すように
互いに交差している。

【０１６４】ここで、本実施形態の変位計５８では、第
１及び第２起歪体５９，６０の対については、第１起歪
体５９の一対の長辺部６８，６９のそれぞれの長手方向
の中央部６８ａ，６９ａ（図１６参照）をそれぞれ該第
１起歪体５９の固定部、変位作用部としている。そし
て、第１起歪体５９の長辺部６８に隣接する第２起歪体
６０の長辺部７０の長手方向の中央部７０ａ（図１６参
照）と、第１起歪体５９の長辺部６９に隣接する第２起
歪体６０の長辺部７１の長手方向の中央部７１ａ（図１
６参照）とをそれぞれ第２起歪体６０の変位作用部、固
定部としている。

【０１６５】また、第３及び第４起歪体６１，６２の対
については、第３起歪体６１の一対の長辺部７２，７３
のそれぞれの長手方向の中央部７２ａ，７３ａ（図１６
参照）をそれぞれ該第３起歪体６１の固定部、変位作用
部とし、第３起歪体６１の長辺部７２に隣接する第４起
歪体６２の長辺部７４の長手方向の中央部７４ａ（図１
６参照）と、第３起歪体６１の長辺部７３に隣接する第
４起歪体６２の長辺部７５の長手方向の中央部７５ａと
をそれぞれ第４起歪体６２の変位作用部、固定部として
いる。

【０１６６】そして、前記結合部材６３は、第１及び第
２起歪体５９，６０の変位作用部６９ａ，７０ａ同士を
結合する変位作用部結合部材、前記結合部材６４は、第
３及び第４起歪体６１，６２の固定部７２ａ，７５ａ同
士を結合する固定部結合部材である。また、前記起歪体
間結合部材６５は、第１及び第２起歪体５９，６０の両
固定部６８ａ，７１ａと、第３及び第４起歪体６１，６
２の両変位作用部７３ａ，７４ａとを結合する部材であ
る。

【０１６７】この場合、変位作用部結合部材６３は、前
記第２実施形態における変位作用部結合部材３２と同一
構造のものであり、図１６及び図１７に示すように連結
部材６３ｃにより一体に連結した一対の当接部材６３
ａ，６３ｂをそれぞれ、第１起歪体５９の変位作用部６
９ａの内周面、第２起歪体６０の変位作用部７０ａの内
周面に当接させ、これらの当接部材６３ａ，６３ｂをそ
れぞれ第１起歪体５９の変位作用部６９ａ、第２起歪体
６０の変位作用部７０ａに後述するロッド部材８０，８
１と併せて複数のネジ７６により固定されている。これ
により、第１及び第２起歪体５９，６０の両変位作用部
６９ａ，７０ａ同士が変位作用部結合部材６３を介して
結合されている。

【０１６８】同様に、固定部結合部材６４は、前記第２
実施形態における固定部結合部材３１と同一構造のもの
であり、図１６及び図１７に示すように連結部材６４ｃ
により一体に連結した一対の当接部材６４ａ，６４ｂを
それぞれ、第３起歪体６１の固定部７２ａの内周面、第
４起歪体６２の固定部７５ａの内周面に当接させ、これ
らの当接部材６４ａ，６４ｂをそれぞれ第３起歪体６１
の固定部７２ａ、第４起歪体６２の固定部７５ａに後述
するロッド部材８２，８３と併せて複数のネジ７７によ
り固定されている。これにより、第３及び第４起歪体６
１，６２の両固定部７２ａ，７５ａ同士が固定部結合部
材６４を介して結合されている。

【０１６９】さらに、前記起歪体間結合部材６５は、第
１起歪体５９の固定部６８ａの内周面、第２起歪体６０
の固定部７１ａの内周面、第３起歪体６１の変位作用部
７３ａの内周面、及び第４起歪体６２の変位作用部７４
ａの内周面にそれぞれ当接する４つの当接部材６５ａ〜
６５ｄを大略十字形状の連結部材６５ｅにより一体に連
結した構造となっている。そして、該起歪体間結合部材
６５の各当接部材６５ａ〜６５ｄがそれぞれ、第１起歪
体５９の固定部６８ａ、第２起歪体６０の固定部７１
ａ、第３起歪体６１の変位作用部７３ａ、及び第４起歪
体６２の変位作用部７４ａのそれぞれの外周面に当接さ
せた補助結合部材７８ａ〜７８ｄにそれらの固定部６８
ａ，７１ａ、変位作用部７３ａ，７４ａを貫通させた複
数のネジ７９により結合されている。これにより、起歪
体間結合部材６５は、前記各補助結合部材７８ａ〜７８
ｄとの間にそれぞれ上記固定部６８ａ，７１ａ及び変位
作用部７３ａ，７４ａを挟持するようにして、該固定部
６８ａ，７１ａ及び変位作用部７３ａ，７４ａに固定さ
れ、これらの固定部６８ａ，７１ａ及び変位作用部７３
ａ，７４ａを相互に結合している。ここで、起歪体間結
合部材６５は、剛性の高い金属材料等により形成された
剛体状のものである。このため、上記固定部６８ａ，７
１ａ及び変位作用部７３ａ，７４ａは一体に動くように
なっている。

【０１７０】前記取付け部材６６，６７は、変位計５８
の設置箇所の変位発生部と変位基準部とにそれぞれ固定
的に取付けられる変位側取付け部材、固定側取付け部材
であり、第１〜第４起歪体５９〜６２の長手方向に間隔
を存して対向配置されている。第１〜第４起歪体５９〜
６２は、両取付け部材６６，６８間に配置されている。

【０１７１】これらの取付け部材６６，６７のうち、変
位側取付け部材６６から固定側取付け部材６７に向かっ
て、第１起歪体５９の長辺部６９に沿って該長辺部６９
の長手方向に延びるロッド部材８０と、第２起歪体３０
の長辺部７０に沿って該長辺部７０の長手方向に延びる
ロッド部材８１とが延設されている。これらのロッド部
材８０，８１の平板状の先端部８０ａ，８１ａはそれぞ
れ第１起歪体５９の変位作用部６９ａの外周面、第２起
歪体６０の変位作用部７０ａの外周面に当接されてい
る。そして、該ロッド部材８０の先端部８０ａは、第１
起歪体５９の変位作用部６９ａの内周面に当接された前
記変位作用部結合部材６３の当接部材６３ａに、該第１
起歪体５９の変位作用部６９ａを貫通する前記ネジ７６
により結合され、該変位作用部結合部材６３の当接部材
６３ａとの間に第１起歪体５９の変位作用部６９ａを挟
持するようにして該変位作用部６９ａ及び変位作用部結
合部材６３に固定されている。また、ロッド部材８１の
先端部８１ａは、第２起歪体６０の変位作用部３７ａの
内周面に当接された前記変位作用部結合部材６３の当接
部材６３ｂに、該第２起歪体６０の変位作用部７０ａを
貫通するネジ７６により結合され、該変位作用部結合部
材６３の当接部材６３ｂとの間に第２起歪体６０の変位
作用部７０ａを挟持するようにして該変位作用部７０ａ
及び変位作用部結合部材６３に固定されている。従っ
て、変位側取付け部材６６は、ロッド部材８０，８１を
介して第１及び第２起歪体５９，６０の両変位作用部６
９ａ，７０ａび変位作用部結合部材６３に固定されてい
る。

【０１７２】上記と同様にして、固定側取付け部材６７
から変位作用部取付け部材６６に向かって、第３起歪体
６１の長辺部７２、第４起歪体６２の長辺部７５にそれ
ぞれ沿って延設された一対のロッド部材８２，８３の平
板状の先端部８２ａ，８３ａが、それぞれ第３起歪体６
１の固定部７２ａの外周面、第４起歪体６２の固定部７
５ａの外周面に当接され、各固定部７２ａ，７５ａの内
周面に当接された前記固定部結合部材６４の当接部材６
４ａ，６４ｂに前記ネジ７７を介して結合されている。
これにより、固定側取付け部材６７は、ロッド部材８
２，８３を介して第３及び第４起歪体６１，６２の両固
定部７２ａ，７５ａ及び固定部結合部材６４に固定され
ている。

【０１７３】ここで、前記変位側取付け部材６６、固定
側取付け部材６７、ロッド部材８０〜８３、変位作用部
結合部材６３、固定部結合部材６４は、剛性の高い金属
材料等により形成された剛体状のものである。このた
め、各取付け部材６６，６７は、それぞれ、第１及び第
２起歪体５９，６０の両変位作用部６９ａ，７０ａ、第
３及び第４起歪体６１，６２の両固定部７２ａ，７５ａ
と一体に動くようになっている。

【０１７４】また、ロッド部材８２の先端部８２ａと固
定側取付け部材６７との間の部分、及びロッド部材８３
の先端部８３ａと固定側取付け部材６７との間の部分
は、それぞれ第３及び第４起歪体６１，６２の幅方向で
長辺部７２，７５からその側方に離間しており（図１７
参照）、第３及び第４起歪体６１，６２の後述する弾性
変形に際してこれらの起歪体６１，６２がロッド部材８
２，８３に干渉することがないようになっている。この
ことは、変位側取付け部材６６から延設されたロッド部
材８０，８１と第１及び第２起歪体５９，６０との位置
関係についても同様である。

【０１７５】さらに、固定部結合部材６４の連結部材６
４ｃと、変位作用部結合部材６３の連結部材６３ｃと、
起歪体間結合部材６５の連結部材６５ｅとは、該起歪体
間結合部材６５の連結部材６４ｅが、固定部結合部材６
４及び変位作用部結合部材６３のそれぞれの連結部材６
４ｃ，６３ｃの間に存するようにして、第１〜第４起歪
体５９〜６２の長手方向（長辺部６８〜７５の長手方
向）に相互に離間しており、変位測定の際に変位計５８
の両取付け部材６６，６７が過大に接近するような変位
が生じない限り、基本的には、これらの結合部材６３〜
６５は互いに当接することがないようになっている。

【０１７６】本実施形態の変位計５８では、前記第１〜
第４起歪体５９〜６２には、それぞれ図１８に示すよう
な箇所で後述する第１ブリッジ回路８５を構成する８個
のひずみゲージ８６ａ〜８６ｄ，８７ａ〜８７ｄと、後
述する第２ブリッジ回路８８を構成する４個のひずみゲ
ージ８９ａ〜８９ｄと、後述する第３ブリッジ回路９０
を構成する４個のひずみゲージ９１ａ〜９１ｄとが貼着
されている。尚、図１８では説明の便宜上、各起歪体５
９〜６２の相互の位置関係をずらし、要部構成のみを模
式化して記載している。

【０１７７】同図１８に示すように、ひずみゲージ８６
ａ〜８６ｄのうち、ひずみゲージ８５ａ，８５ｂは、第
１起歪体５９の長辺部６９の長手方向における変位作用
部６９ａの両側の二つの特定部位６９ｘ，６９ｙにて第
１起歪体５９の外周面に貼着され、ひずみゲージ８５
ｃ，８５ｄは、第２起歪体６０の長辺部７１の長手方向
における固定部７１ａの両側の二つの特定部位７１ｘ，
７１ｙにて第２起歪体６０の外周面に貼着されている。
この場合、前記特定部位６９ｘ，６９ｙは、変位作用部
６９ａから等間隔Ｌの位置に存する部位であり、特定部
位７１ｘ，７１ｙは、固定部７１ａから上記と同一の等
間隔Ｌの位置に存する部位である。

【０１７８】同様に、前記ひずみゲージ８７ａ〜８７ｄ
のうち、ひずみゲージ８７ａ，８７ｂは、第３起歪体６
１の長辺部７３の長手方向における変位作用部７３ａの
両側の、該変位作用部７３ａから上記と同一の等間隔Ｌ
の位置に存する特定部位７３ｘ，７３ｙにて第３起歪体
６１の外周面に貼着され、ひずみゲージ８７ｃ，８７ｄ
は、第４起歪体６２の長辺部７５の長手方向における固
定部７５ａの両側の、該固定部７５ａから上記と同一の
等間隔Ｌの位置に存する特定部位７５ｘ，７５ｙにて第
４起歪体６２の外周面に貼着されている。

【０１７９】また、前記ひずみゲージ８９ａ〜８９ｄの
うち、ひずみゲージ８９ａ，８９ｂは、第１起歪体５９
の前記特定部位６９ｘ，６９ｙにて該第１起歪体５９の
内周面に貼着され、ひずみゲージ８９ｃ，８９ｄは、第
２起歪体６０の前記特定部位７１ｘ，７１ｙにて該第２
起歪体６０の内周面に貼着されている。

【０１８０】さらに、前記ひずみゲージ９１ａ〜９１ｄ
のうち、ひずみゲージ９１ａ，９１ｂは、第３起歪体６
１の前記特定部位７３ｘ，７３ｙにて該第３起歪体６１
の内周面に貼着され、ひずみゲージ９１ｃ，９１ｄは、
第４起歪体６２の前記特定部位７５ｘ，７５ｙにて該第
４起歪体６２の内周面に貼着されている。

【０１８１】尚、後述する変位測定の感度を高める上
で、前記特定部位６９ｘ，６９ｙは変位作用部６９ａに
できるだけ近い部位、前記特定部位７１ｘ，７１ｙは固
定部７１ａにできるだけ近い部位、前記特定部位７３
ｘ，７３ｙは変位作用部７３ａにできるだけ近い部位、
前記特定部位７５ｘ，７５ｙは固定部７５ａにできるだ
け近い部位であることが好ましく、前記間隔Ｌは第１〜
第４起歪体５９〜６２の各長辺部６８〜７５の長さに比
して小さなものとされている。

【０１８２】上述のように第１〜第４起歪体５９〜６２
に貼着した1６個のひずみゲージ８６ａ〜８６ｄ、８７
ａ〜８７ｄ、８９ａ〜８９ｄ、９１ａ〜９１ｄのうち、
各起歪体５９〜６２の外周面に貼着された８個のひずみ
ゲージ８６ａ〜８６ｄ，８７ａ〜８７ｄがそれぞれから
導出されたリード線を介して図１９（ａ）に示すように
接続されており、これにより第１ブリッジ回路８５を構
成している。

【０１８３】すなわち、ひずみゲージ８６ａ，８７ａを
直列に接続したもの（以下、ひずみゲージ対（８６ａ，
８７ａ）という）と、ひずみゲージ８６ｂ，８７ｂを直
列に接続したもの（以下、ひずみゲージ対（８６ｂ，８
７ｂ）という）と、ひずみゲージ８６ｃ，８７ｃを直列
に接続したもの（以下、ひずみゲージ対（８６ｃ，８７
ｃ）という）と、ひずみゲージ８６ｄ，８７ｄを直列に
接続したもの（以下、ひずみゲージ対（８６ｄ，８７
ｄ）という）とを各辺に有するように第１ブリッジ回路
８５が構成されている。この場合、ひずみゲージ対（８
６ａ，８７ａ）、（８６ｄ，８７ｄ）が第１ブリッジ回
路８５の一対の対辺に配置され、ひずみゲージ対（８６
ｂ，８７ｂ）、（８６ｃ，８７ｃ）が第１ブリッジ回路
８５の他の一対の対辺に配置されている。そして、ひず
みゲージ対（８６ａ，８７ａ）及び（８６ｂ，８７ｂ）
の間の中点９２ａと、ひずみゲージ対（８６ｃ，８７
ｃ）及び（８６ｄ，８７ｄ）の間の中点９２ｂとを第１
ブリッジ回路８５の一対の電源入力部とし、ひずみゲー
ジ対（８６ａ，８７ａ）及び（８６ｃ，８７ｃ）の間の
中点９３ａと、ひずみゲージ対（８６ｂ，８７ｂ）及び
（８６ｄ，８７ｄ）の間の中点９３ｂとを第１ブリッジ
回路８５の一対の信号出力部としている。

【０１８４】また、第１及び第２起歪体５９，６０の内
周面に貼着されたひずみゲージ８９ａ〜８９ｄは、それ
ぞれから導出されたリード線を介して図１９（ｂ）に示
すように接続されており、これにより該ひずみゲージ８
９ａ〜８９ｄを各辺に有する第２ブリッジ回路８８を構
成している。

【０１８５】この第２ブリッジ回路８９では、ひずみゲ
ージ８９ａ，８９ｂが第２ブリッジ回路８８の一対の対
辺に配置され、ひずみゲージ８９ｃ，８９ｄが第２ブリ
ッジ回路８８の他の一対の対辺に配置されている。そし
て、ひずみゲージ８９ｂ，８９ｃの間の中点９４ａと、
ひずみゲージ８９ａ，８９ｄの間の中点９４ｂとを第２
ブリッジ回路８８の一対の電源入力部とし、ひずみゲー
ジ８９ｂ，８９ｄの間の中点９５ａと、ひずみゲージ８
９ｃ，８９ａの間の中点９５ｂとを第２ブリッジ回路８
８の一対の信号出力部としている。

【０１８６】また、第３及び第４起歪体６１，６２の内
周面に貼着されたひずみゲージ９１ａ〜９１ｄは、それ
ぞれから導出されたリード線を介して図１９（ｃ）に示
すように接続されており、これにより該ひずみゲージ９
１ａ〜９１ｄを各辺に有する第３ブリッジ回路９０を構
成している。

【０１８７】この第３ブリッジ回路９０では、ひずみゲ
ージ９１ａ，９１ｂが第３ブリッジ回路９０の一対の対
辺に配置され、ひずみゲージ９１ｃ，９１ｄが第３ブリ
ッジ回路９０の他の一対の対辺に配置されている。そし
て、ひずみゲージ９１ｂ，９１ｃの間の中点９６ａと、
ひずみゲージ９１ａ，９１ｄの間の中点９６ｂとを第３
ブリッジ回路９０の一対の電源入力部とし、ひずみゲー
ジ９１ｂ，９１ｄの間の中点９７ａと、ひずみゲージ９
１ｃ，９１ａの間の中点９７ｂとを第３ブリッジ回路９
０の一対の信号出力部としている。

【０１８８】尚、ひずみゲージ８６ａ〜８６ｄ、８７ａ
〜８７ｄ、８９ａ〜８９ｄ、９１ａ〜９１ｄは、そのゲ
ージ率等の特性が互いに同一のものであり、起歪体５９
〜６２の長辺部６８〜７５の長手方向におけるひずみ
（曲げひずみ）に対して感度を有する（該曲げひずみに
対して抵抗値変化を生じる）。

【０１８９】また、本実施形態の変位計５８では、前記
固定側取付け部材６７には、各ブリッジ回路８５，８
８，９０に電源電圧を外部から供給すると共に各ブリッ
ジ回路８５，８８，９０の出力信号を外部に取り出すた
めの一対のケーブル９８〜１００が図１５及び図１６に
示す如く挿通され、それらのケーブル９８〜１００の電
源供給線や出力信号線（図示しない）が各ブリッジ回路
８５，８８，９０に結線されている。この場合、ケーブ
ル９８は、第１ブリッジ回路８５用のもの、ケーブル９
９は、第２ブリッジ回路８８用のもの、ケーブル１００
は、第３ブリッジ回路９０用のものである。

【０１９０】さらに、変位計５８は、前記第１実施形態
のものと同様に、図１５に仮想線で示す伸縮可能な蛇腹
状の管状カバー部材１０１が取付け部材６６，６７に装
着され、この管状カバー部材１０１の内部に、第１〜第
４起歪体５９〜６２等を密封している。

【０１９１】さらに変位計５８の変位側取付け部材６６
には、前記第１実施形態のものと同様に、エアコンプレ
ッサ等の空圧調整装置（図示しない）の配管ホースを接
続する接続口１０２が設けられ、この接続口１０２は、
該変位側取付け部材６６の軸心部に穿設された連通孔１
０３を介してカバー部材１０１の内部に連通している。

【０１９２】次に、本実施形態の変位計５８の作動を説
明する。尚、以下の本実施形態の説明においては、便宜
上、図１５及び図１７に併記したようにＸＹＺ直交座標
軸を想定し、第１及び第２起歪体５９，６０の軸心Ｃ１
の方向（第３及び第４起歪体６１，６２のそれぞれの両
長辺部（７２，７３）、（７４，７５）の並列方向）を
Ｘ軸方向、第３及び第４起歪体６１，６２の軸心Ｃ２の
方向（第１及び第２起歪体５９，６０のそれぞれの両長
辺部（６８，６９）、（７０，７１）の並列方向）をＹ
軸方向、これらの二つの方向に直交する方向（長辺部６
８〜７５の長手方向）をＺ軸方向と称する。

【０１９３】本実施形態の変位計５８は、変位測定の際
に、前記第１実施形態のものと同様に、変位側取付け部
材６６及び固定側取付け部材６７が、それぞれ地山、建
造物等の変位発生部、変位基準部に取付けられて、測定
箇所に設置される。また、このとき、各取付け部材６
６，６７をそれぞれ変位発生部、変位基準部に完全に固
定する前に、前記第１実施形態のものと同様に、必要に
応じて適宜、接続口１０２に図示しない空圧調整装置の
配管ホースを接続して、前記カバー部材１０１内の空気
圧を調整することで、両取付け部材６６，６７のＺ軸方
向の間隔があらかじめ所望の間隔（基本的には、各起歪
体５９〜６２が長円環状になる間隔）に調整される。

【０１９４】このように測定箇所に設置した変位計５８
にあっては、その測定箇所の前記変位発生部及び変位基
準部の間の、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向の三つの軸
方向の変位量が次のようにして測定される。

【０１９５】例えば、前記変位基準部に対して変位発生
部がＺ軸方向に変位すると、第１及び第２起歪体５９，
６０のそれぞれの変位作用部６９ａ，７０ａがそれぞれ
固定部６８ａ，７１ａに対して、変位発生部の変位量に
応じた量だけＺ軸方向に変位すると同時に、第３及び第
４起歪体６１，６２のそれぞれの変位作用部７３ａ，７
４ａがそれぞれ固定部７２ａ，７５ａに対して、変位発
生部の変位量に応じた量だけＺ軸方向に変位する。この
場合、第１及び第２起歪体５９，６０の変位作用部６９
ａ，７０ａの固定部６８ａ，７１ａに対する変位量と、
第３及び第４起歪体６１，６２の変位作用部７３ａ，７
４ａの固定部７２ａ，７５ａに対する変位量との総和が
変位基準部に対する変位作用部のＺ軸方向の変位量であ
る。

【０１９６】そして、各起歪体５９〜６２は、前記第１
実施形態のものと同様に、例えば図２０に示すような形
状（各軸心Ｃ１，Ｃ２に対して対称的な形状）に弾性変
形する。この場合、第１及び第２起歪体５９，６０は、
同一材質、同一サイズのものであるため、両者の弾性変
形の形状は同一でり、このことは第３及び第４起歪体６
１，６２についても同様である。尚、図２０では、前記
図１８と同様に、各起歪体５９〜６２の相互の位置関係
をずらし、変位計５８の要部構成のみを模式化して図示
している。そして、第１及び第２起歪体５９，６０につ
いては、それらの軸心Ｃ１の方向（図２０の紙面に垂直
な方向）がＸ軸方向であり、第３及び第４起歪体６１，
６２については、それらの軸心Ｃ２（図２０の紙面に垂
直な方向）がＹ軸方向である。また、図２０では、Ｚ軸
の負方向への変位の場合について例示している。

【０１９７】このとき、第１ブリッジ回路８５を構成す
るひずみゲージ８６ａ〜８６ｄ、８７ａ〜８７ｄを貼着
した箇所のうちの第１及び第２起歪体５９，６０側に関
して、ひずみゲージ８６ａ，８６ｄをそれぞれ貼着した
第１起歪体５９の特定部位６９ｘの外周面及び第２起歪
体６０の特定部位７１ｙの外周面には、互いに同一の大
きさで同じ極性の曲げひずみ（図２０の変位の場合に
は、縮み側の曲げひずみ）が生じる。同様に、ひずみゲ
ージ８６ｂ，８６ｃをそれぞれ貼着した第１起歪体５９
の特定部位６９ｙの外周面及び第２起歪体６０の特定部
位７１ｘの外周面には、互いに同一の大きさで同じ極性
の曲げひずみ（図２０の変位の場合には、伸び側の曲げ
ひずみ）が生じ、この曲げひずみの極性は、前記特定部
位６９ｘ，７１ｙの外周面の曲げひずみの極性とは逆極
性になる。

【０１９８】そして、上記特定部位６９ｘ，６９ｙ，７
１ｘ，７１ｙの外周面の曲げひずみの相互関係は、第２
ブリッジ回路８８を構成するひずみゲージ８９ａ〜８９
ｄをそれぞれ貼着した箇所、すなわち、上記特定部位６
９ｘ，６９ｙ，７１ｘ，７１ｙの内周面についても同様
に成立する。但し、各特定部位６９ｘ，６９ｙ，７１
ｘ，７１ｙの内周面の曲げひずみは、外周面の曲げひず
みと極性が逆になる。

【０１９９】また、第１ブリッジ回路８５のひずみゲー
ジ８６ａ〜８６ｄのそれぞれと対になるひずみゲージ８
７ａ〜８７ｄを貼着した第３及び第４起歪体６１，６２
に関しては、ひずみゲージ８７ａ，８７ｄをそれぞれ貼
着した第３起歪体６１の特定部位７３ｘの外周面及び第
４起歪体６２の特定部位７５ｙの外周面には、互いに同
一の大きさで同じ極性の曲げひずみが生じる。同様に、
ひずみゲージ８７ｂ，８７ｃをそれぞれ貼着した第３起
歪体６０の特定部位７３ｙの外周面及び第４起歪体６２
の特定部位７５ｘの外周面には、互いに同一の大きさで
同じ極性の曲げひずみが生じ、この曲げひずみの極性
は、前記特定部位７３ｘ，７５ｙの外周面の曲げひずみ
の極性と逆極性になる。

【０２００】そして、上記特定部位７３ｘ，７３ｙ，７
５ｘ，７５ｙの外周面の曲げひずみの相互関係は、第３
ブリッジ回路９０を構成するひずみゲージ９１ａ〜９１
ｄをそれぞれ貼着した箇所、すなわち、上記特定部位７
３ｘ，７３ｙ，７５ｘ，７５ｙの内周面についても同様
に成立する。但し、各特定部位７３ｘ，７３ｙ，７５
ｘ，７５ｙの内周面の曲げひずみは、外周面の曲げひず
みと逆極性になる。

【０２０１】このため、前記第１ブリッジ回路８５は不
平衡状態となり、前記第２及び第３ブリッジ回路８８，
９０は平衡状態に保たれる。尚、この場合、第１及び第
２起歪体５９，６０側については、前記特定部位６９
ｙ，７１ｘのそれぞれの内周面の曲げひずみ（＝ひずみ
ゲージ８９ｂ，８９ｃの曲げひずみ）は、前記特定部位
６９ｘ，７１ｙの外周面の曲げひずみ（＝ひずみゲージ
８６ａ，８６ｄの曲げひずみ）とほぼ同一となり、特定
部位６９ｘ，７１ｙのそれぞれの内周面の曲げひずみ
（＝ひずみゲージ８９ａ，８９ｄの曲げひずみ）は、前
記特定部位６９ｙ，７１ｘの外周面（＝ひずみゲージ８
６ｂ，８６ｃの曲げひずみ）とほぼ同一になる。また、
第３及び第４起歪体６１，６２側については、前記特定
部位７３ｙ，７５ｘのそれぞれの内周面の曲げひずみ
（＝ひずみゲージ９１ｂ，９１ｃの曲げひずみ）は、前
記特定部位７３ｘ，７５ｙの外周面の曲げひずみ（＝ひ
ずみゲージ８７ａ，８７ｄの曲げひずみ）とほぼ同一に
なり、特定部位７３ｘ，７５ｙのそれぞれの内周面の曲
げひずみ（＝ひずみゲージ９１ａ，９１ｄの曲げひず
み）は、前記特定部位７３ｙ，７５ｘの外周面の曲げひ
ずみ（＝ひずみゲージ８７ｂ，８７ｃの曲げひずみ）と
ほぼ同一となる。

【０２０２】さらに、ひずみゲージ８６ａ〜８６ｄ，８
７ａ〜８７ｄ，８９ａ〜８９ｄ，９１ａ〜９１ｄを貼着
した各所における各起歪体５９〜６２の曲げひずみの大
きさは、変位基準部に対する変位発生部のＺ軸方向の変
位量に応じたものとなる。

【０２０３】従って、第１ブリッジ回路８５にケーブル
９８を介して電源電圧を供給しつつ、該第１ブリッジ回
路８５の出力信号のレベルを該ケーブル９３を介して観
測することで、その出力信号のレベルから変位計５８を
設置した箇所のＺ軸方向の変位量（変位基準部に対する
変位発生部の変位量）を測定できることとなる。この場
合、前記第１実施形態の場合と同様、第１ブリッジ回路
８５の出力信号のレベルと、Ｚ軸方向の変位量との相関
関係を表すものとしてあらかじめ用意した相関データを
用いることで、第１ブリッジ回路８５の出力信号のレベ
ルの観測値からＺ軸方向の変位量を把握することができ
る。

【０２０４】また、前記第１実施形態のものと同様に、
Ｚ軸方向の変位の向きがＺ軸方向の正方向、負方向のい
ずれの向きであっても、基本的には、その変位量の大き
さが同じであれば、第１ブリッジ回路８５の出力信号の
レベルの大きさも同一となる（但し、該出力信号の極性
は、変位の向きによって反転する）。従って、上記相関
データは、Ｚ軸の正方向及び負方向のいずれか一方の向
きの変位に対して用意しておけばよい。

【０２０５】尚、変位発生部が変位基準部に対してＺ軸
方向にのみ変位した状態では、上述のように第２及び第
３ブリッジ回路８８，９０は平衡状態に保たれるため、
該第２及び第３ブリッジ回路８８，９０に電源電圧を供
給しても、それらのブリッジ回路８８，９０の信号出力
部（９５ａ，９５ｂ）、（９７ａ，９７ｂ）には電圧が
発生しない。

【０２０６】また、前記変位発生部が、前記変位基準部
に対してＹ軸方向に変位すると、第１及び第２起歪体５
９，６０の変位作用部６９ａ，７０ａがそれぞれ固定部
６８ａ，７１ａに対して、変位発生部の変位量と同量だ
けＹ軸方向に変位する。この場合、本実施形態の変位計
５８では、第１及び第２起歪体５９，６０は、同心に並
列した状態で、前記変位作用部結合部材６３及び起歪体
間結合部材６５により前述の如く結合されているため、
前記第２実施形態の変位計２８のＹ軸方向変位の場合に
おける前記起歪体２９，３０の弾性変形と同様の形態
で、第１及び第２起歪体５９，６０の弾性変形が生じ
る。従って、例えば変位発生部が変位基準部に対してＹ
軸の正方向に変位したときには、図２１に示すように、
第１起歪体５９は、その固定部６８ａ及び変位作用部６
９ａの間隔が広がるような弾性変形を生じ、第２起歪体
６０は、その固定部７１ａ及び変位作用部７０ａの間隔
が縮まるような弾性変形を生じる。

【０２０７】また、第３及び第４起歪体６１，６２に関
しては、これらの軸心Ｃ２がＹ軸方向に向けられている
ため、これらの起歪体６１，６２の弾性変形は基本的に
は生じず、図２１に示すように長円環状に維持される。

【０２０８】このとき、第１ブリッジ回路８５を構成す
るひずみゲージ８６ａ〜８６ｄ、８７ａ〜８７ｄを貼着
した箇所のうちの第１及び第２起歪体５９，６０側に関
して、ひずみゲージ８６ａ，８６ｂをそれぞれ貼着した
第１起歪体５９の特定部位６９ｘ，６９ｙの外周面に
は、互いに同一の大きさで同じ極性の曲げひずみ（図２
１の変位の場合には、伸び側の曲げひずみ）が生じる。
同様に、ひずみゲージ８６ｃ，８６ｄを貼着した第２起
歪体６０の特定部位７１ｘ，７１ｙの外周面には、互い
に同一の大きさで同じ極性の曲げひずみ（図２１の変位
の場合には、縮み側の曲げひずみ）が生じ、この曲げひ
ずみの極性は、前記特定部位６９ｘ，６９ｙの外周面の
曲げひずみの極性とは逆極性になる。

【０２０９】そして、上記特定部位６９ｘ，６９ｙ，７
１ｘ，７１ｙの外周面の曲げひずみの相互関係は、第２
ブリッジ回路８８を構成するひずみゲージ８９ａ〜８９
ｄをそれぞれ貼着した箇所、すなわち、特定部位６９
ｘ，６９ｙ，７１ｘ，７１ｙの内周面についても同様に
成立する。但し、各特定部位６９ｘ，６９ｙ，７１ｘ，
７１ｙの内周面の曲げひずみは、外周面の曲げひずみと
極性が逆になる。

【０２１０】また、第３及び第４起歪体６１，６２側の
第１ブリッジ回路８５用のひずみゲージ８７ａ〜８７ｄ
の貼着箇所、並びに、第３ブリッジ回路９０用のひずみ
ゲージ９１ａ〜９１ｄの貼着箇所に関しては、いずれの
特定部位７３ｘ，７３ｙ，７５ｘ，７５ｙにもひずみが
生じない。

【０２１１】このため、前記第１及び第３ブリッジ回路
８５，９０は平衡状態に保たれると共に、前記第２ブリ
ッジ回路８８は不平衡状態になる。

【０２１２】さらに、第２ブリッジ回路８８用のひずみ
ゲージ８９ａ〜８９ｂを貼着した各所におけるひずみ
は、変位発生部の変位基準部に対するＹ軸方向の変位量
に応じたものとなる。

【０２１３】従って、第２ブリッジ回路８８にケーブル
９９を介して電源電圧を供給しつつ、該第２ブリッジ回
路８８の出力信号のレベルを該ケーブル９９を介して観
測することで、その出力信号のレベルから変位計５８を
設置した箇所のＹ軸方向の変位量（変位基準部に対する
変位発生部の変位量）を測定できることとなる。この場
合、第２ブリッジ回路８８の出力信号のレベルと、Ｙ軸
方向の変位量との相関関係を表すものとしてあらかじめ
用意した相関データを用いることで、第２ブリッジ回路
８８の出力信号のレベルの観測値からＹ軸方向の変位量
を把握することができる。

【０２１４】また、第２ブリッジ回路８８は、その構成
形態が前記第２実施形態の変位計２８における第２ブリ
ッジ回路５０と同一であるので、該第２実施形態の場合
と同様に、Ｙ軸方向の変位の向きがＹ軸方向の正方向、
負方向のいずれの向きであっても、基本的には、その変
位量の大きさが同じであれば、第２ブリッジ回路８８の
出力信号のレベルの大きさも同一となる。従って、上記
相関データは、Ｙ軸の正方向及び負方向のいずれか一方
の向きの変位に対して用意しておけばよい。

【０２１５】尚、変位発生部が変位基準部に対してＹ軸
方向にのみ変位した状態では、上述のように第１及び第
３ブリッジ回路８５，９０は平衡状態に保たれるため、
それらのブリッジ回路８５，９０の信号出力部（９３
ａ，９３ｂ）、（９７ａ，９７ｂ）には電圧が発生しな
い。

【０２１６】また、前記変位発生部が、前記変位基準部
に対してＸ軸方向に変位すると、第３及び第４起歪体６
１，６２の変位作用部７３ａ，７４ａがそれぞれ固定部
７２ａ，７５ａに対して、変位発生部の変位量と同量だ
けＸ軸方向に変位する。この場合、前述のＹ軸方向の変
位の場合における第１及び第２起歪体５９，６０の弾性
変形と同じような形態で第３及び第４起歪体６１，６２
が弾性変形する。例えば変位発生部が変位基準部に対し
てＸ軸の正方向に変位したときには、図２２に示すよう
に、第３起歪体６１は、その固定部７１ａ及び変位作用
部７３ａの間隔が広がるような弾性変形を生じ、第４起
歪体６２は、その固定部７５ａ及び変位作用部７４ａの
間隔が縮まるような弾性変形を生じる。

【０２１７】また、第１及び第２起歪体５９，６０に関
しては、これらの軸心Ｃ１がＸ軸方向に向けられている
ため、これらの起歪体５９，６０の弾性変形は基本的に
は生じず、図２２に示すように長円環状に維持される。

【０２１８】このとき、第３及び第４起歪体６１，６２
の特定部位７３ｘ，７３ｙ，７５ｘ，７５ｙには、Ｙ軸
方向の変位の場合における前記第１及び第２起歪体５
９，６０の特定部位６９ｘ，６９ｙ，７１ｘ，７１ｙと
同様の曲げひずみが生じる。また、第１及び第２起歪体
５９，６０の特定部位６９ｘ，６９ｙ，７１ｘ，７１ｙ
にはひずみが生じない。このため、第１及び第２ブリッ
ジ回路８５，８８は平衡状態に保たれ、第３ブリッジ回
路９０が不平衡状態となる。

【０２１９】さらに、第３及び第４起歪体６１，６２の
特定部位７３ｘ，７３ｙ，７５ｘ，７５ｙのそれぞれの
曲げひずみは、変位発生部の変位基準部に対するＸ軸方
向の変位量に応じたものとなる。従って、第３ブリッジ
回路９０にケーブル１００を介して電源電圧を供給しつ
つ、該第３ブリッジ回路９０の出力信号のレベルを該ケ
ーブル１００を介して観測することで、その出力信号の
レベルから変位計５８を設置した箇所のＸ軸方向の変位
量（変位基準部に対する変位発生部の変位量）を測定で
きることとなる。この場合、第３ブリッジ回路９０の出
力信号のレベルと、Ｘ軸方向の変位量との相関関係を表
すものとしてあらかじめ用意した相関データを用いるこ
とで、第３ブリッジ回路９０の出力信号のレベルの観測
値からＸ軸方向の変位量を把握することができる。

【０２２０】また、Ｙ軸方向の変位の場合と同様に、Ｘ
軸方向の変位の向きがＸ軸方向の正方向、負方向のいず
れの向きであっても、基本的には、その変位量の大きさ
が同じであれば、第３ブリッジ回路９０の出力信号のレ
ベルの大きさも同一となる。従って、上記相関データ
は、Ｘ軸の正方向及び負方向のいずれか一方の向きの変
位に対して用意しておけばよい。

【０２２１】尚、変位発生部が変位基準部に対してＸ軸
方向にのみ変位した状態では、上述のように第１及び第
２ブリッジ回路８５，８８は平衡状態に保たれるため、
それらのブリッジ回路８５，８８の信号出力部（９３
ａ，９３ｂ）、（９５ａ，９５ｂ）には電圧が発生しな
い。

【０２２２】以上のようにして、本実施形態の変位計５
８では、互いに直交するＺ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向
の三つの軸方向での、変位発生部の変位基準部に対する
相対的な変位量（変位の向きを含む）を、それぞれ第１
ブリッジ回路８５、第２ブリッジ回路８８及び第３ブリ
ッジ回路９０の出力信号のレベルに基づいて測定するこ
とができる。この場合、該変位計５８は、２対の起歪体
（５９，６０），（６１，６２）を主要構成とし、それ
らの各対の起歪体（５９，６０），（６１，６２）をそ
れぞれ前述のように同心に並設した状態で前記変位作用
部結合部材６３、固定部結合部材６４及び起歪体間結合
部材６５により結合しているので、変位計５８の構成を
小型で簡略なものとすることができる。

【０２２３】また、変位計５８の起歪体５９〜６２やひ
ずみゲージ８６ａ〜８６ｄ、８７ａ〜８７ｄ、８９ａ〜
８９ｄ、９１ａ〜９１ｄ等は、カバー部材１０１により
覆われて該カバー部材１０１の内部に密封されているた
め、該起歪体５９〜６２等の防水や、砂等の異物からの
保護性を確保することができる。

【０２２４】さらに、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向及びＸ軸方向
のいずれの方向の変位についても、その変位量の大きさ
（絶対値）が同じであれば、その変位の向きによらずに
各ブリッジ回路８５，８８，９０の出力信号のレベルの
大きさが同一になるので、該出力信号から各軸方向の変
位量を把握するための相関データを最小限に留めること
ができる。

【０２２５】尚、前記第３実施形態では、Ｚ軸方向の変
位に対してのみ感度を有する第１ブリッジ回路８５と、
Ｙ軸方向の変位に対してのみ感度を有する第２ブリッジ
回路８８と、Ｘ軸方向の変位に対してのみ感度を有する
第３ブリッジ回路９０とをそれぞれ図１９（ａ）〜
（ｃ）に示すように構成したが、前記第１実施形態や第
２実施形態の場合と同様に、これらの第１〜第３ブリッ
ジ回路の構成形態は、前記第３実施形態以外にも種々の
形態がある。

【０２２６】例えば前記第３実施形態のように１２個の
ひずみゲージ８６ａ〜８６ｄ，８７ａ〜８７ｄ，８９ａ
〜８９ｄ，９１ａ〜９１ｄを第１〜第４起歪体５９〜６
２に貼着した場合、例えば、第１〜第４起歪体５９〜６
２の内周面側の８個のひずみゲージ８９ａ〜８９ｄ、９
１ａ〜９１ｄを図２３（ａ）に示すように接続すること
で、Ｚ軸方向の変位に対してのみ感度を有する第１ブリ
ッジ回路８５を構成すると共に、第１及び第２起歪体５
９，６０の外周面側の４個のひずみゲージ８６ａ〜８６
ｄの組と、第３及び第４起歪体６１，６２の外周面側の
４個のひずみゲージ８７ａ〜８７ｄの組とをそれぞれ図
２３（ｂ），（ｃ）に示すように接続することで、それ
ぞれＹ軸方向、Ｘ軸方向の変位に対してのみ感度を有す
る第２ブリッジ回路８８、第３ブリッジ回路９０を構成
するようにしてもよい。

【０２２７】また、Ｚ軸方向の変位に関しては、第１及
び第２起歪体５９，６０の組、第３及び第４起歪体６
１，６２の組の各組について、Ｚ軸方向の変位量に応じ
た弾性変形が生じるので、いずれか一方の組の起歪体に
貼着された４個のひずみゲージ（８６ａ〜８６ｄ）又は
（８７ａ〜８８ｄ）を用いて、前記第２実施形態の場合
と同様の形態で第１ブリッジ回路を構成するようにして
もよい。

【０２２８】さらに、各ブリッジ回路８５，８８，９０
を構成するひずみゲージの貼着箇所についても、前記第
２実施形態に関して説明したような変形態様が可能であ
る。

【０２２９】このように、前記第３実施形態の如く四つ
の起歪体５９〜６２を具備した三軸変位計では、Ｚ軸方
向の変位に対してのみ感度を有する第１ブリッジ回路、
Ｙ軸方向の変位に対してのみ感度を有する第２ブリッジ
回路、及びＸ軸方向の変位に対してのみ感度を有する第
３ブリッジ回路の構成形態は種々の形態があるが、最も
基本的形態では、第１及び第２起歪体５９，６０の組、
並びに第３及び第４起歪体６１，６２の組の少なくとも
いずれか一方側の組、例えば起歪体５９，６０の組に対
して、起歪体５９の長辺部６９の変位作用部６９ａから
その両側に所定間隔を有する二つの特定部位と、長辺部
６８の固定部６８ａからその両側に上記所定間隔を有す
る二つの特定部位と、起歪体６０の長辺部７０の変位作
用部７０ａからその両側に上記所定間隔を有する二つの
特定部位と、長辺部７１の固定部７１ａからその両側に
上記所定間隔を有する二つの特定部位とからなる計八つ
の特定部位のうちの四つの特定部位にて起歪体２９及び
／又は起歪体３０に貼着した４個のひずみゲージを貼着
する。そして、少なくともその４個のひずみゲージを用
いることで、Ｚ軸方向の変位に対してのみ感度を有する
第１ブリッジ回路を構成することが可能である。

【０２３０】また、第１起歪体５９の長辺部６９の変位
作用部６９ａからその両側に所定間隔を有する二つの特
定部位と長辺部６８の固定部６８ａからその両側に上記
所定間隔を有する二つの特定部位とのうちのいずれか一
方の二つの特定部位にて第１起歪体５９に貼着した２個
のひずみゲージと、第２起歪体６０の長辺部７１の変位
作用部７１ａからその両側に上記所定間隔を有する二つ
の特定部位と長辺部７０の固定部７０ａからその両側に
上記所定間隔を有する二つの特定部位とのうちのいずれ
か一方の二つの特定部位にて第２起歪体６０に貼着した
２個のひずみゲージとを用いてＹ軸方向の変位に対して
のみ感度を有し、且つ、その変位の二つの向きに対して
対称的なレベルの出力信号が得られる第２ブリッジ回路
を構成することが可能である。

【０２３１】さらに、上記第２ブリッジ回路の場合と同
様に、第３起歪体６１及び第４起歪体６２のそれぞれの
一方側の長辺部（７２又は７３）、（７４又は７５）の
それぞれに２個ずつ貼着したひずみゲージ（計４個）を
用いてＸ軸方向の変位に対してのみ感度を有し、且つ、
その変位の二つの向きに対して対称的なレベルの出力信
号が得られる第３ブリッジ回路を構成することが可能で
ある。

【０２３２】また、前記第３実施形態では、変位計５８
の構成をできるだけ小型化するために、第１及び第２起
歪体５９，６０の組、第３及び第４起歪体６１，６２の
組をそれぞれ同心にして並設すると共に、各組を互いに
交差させるようにしたが、例えば前記図１８のように、
各組毎の軸心をずらしたり、各組の起歪体の対を互いに
交差させずに並列させたりして、三軸変位計を構成する
ようにすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の二軸変位計の側面図。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図。

【図３】第１実施形態の変位計に備えたブリッジ回路の
回路図。

【図４】第１実施形態の変位計の作動説明図。

【図５】第１実施形態の変位計の作動説明図。

【図６】第１実施形態の変位計の変形態様におけるブリ
ッジ回路の回路図。

【図７】本発明の第２実施形態の二軸変位計の斜視図。

【図８】第２実施形態の変位計の分解斜視図。

【図９】図７のII−II線断面図。

【図１０】第２実施形態の変位計のひずみゲージの貼着
形態を示す説明図。

【図１１】第２実施形態の変位計に備えたブリッジ回路
の回路図。

【図１２】第２実施形態の変位計の作動説明図。

【図１３】第２実施形態の変位計の作動説明図。

【図１４】第２実施形態の変位計の変形態様におけるブ
リッジ回路の回路図。

【図１５】本発明の第３実施形態の三軸変位計の斜視
図。

【図１６】第３実施形態の変位計の分解斜視図。

【図１７】図１５のIII−III線断面図。

【図１８】第３実施形態の変位計のひずみゲージの貼着
形態を示す説明図。

【図１９】第３実施形態の変位計に備えたブリッジ回路
の回路図。

【図２０】第３実施形態の変位計の作動説明図。

【図２１】第３実施形態の変位計の作動説明図。

【図２２】第３実施形態の変位計の作動説明図。

【図２３】第３実施形態の変位計の変形態様におけるブ
リッジ回路の回路図。

【符号の説明】

１，２８，５８…変位計、２，２９，３０，５９〜６２
…起歪体、７，８，３５〜３８，６８〜７５…起歪体の
長辺部、８ａ，３５ａ，３８ａ，６８ａ，７１ａ，７２
ａ，７５ａ…固定部、７ａ，３６ａ，３７ａ，６９ａ，
７０ａ，７３ａ，７４ａ…変位作用部、７ｘ，７ｙ，８
ｘ，８ｙ，３６ｘ，３６ｙ，３８ｘ，３８ｙ，６９ｘ，
６９ｙ，７１ｘ，７１ｙ，７３ｘ，７３ｙ，７５ｘ，７
５ｙ…特定部位、１７，２０，４７，５０，８５，８
８，９０…ブリッジ回路、３，４，３３，３４，６６，
６７…取付け部材、１５ａ〜１５ｄ，１６ａ〜１６ｄ，
４５ａ〜４５ｄ，４６ａ〜４６ｄ，８６ａ〜８６ｄ，８
７ａ〜８７ｄ，８９ａ〜８９ｄ，９１ａ〜９１ｄ…ひず
みゲージ、３１，６４…固定部結合部材、３２，６３…
変位作用部結合部材、６５…起歪体間結合部材、９，１
２，４１〜４４，８１〜８４…ロッド部材、２５，５
５，１０１…カバー部材、２６，５６，１０２…接続
口、２７，５７，１０３…連通孔。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性変形が可能な帯状部材により長円環状
   に形成され、変位測定の際に、その一対の長辺部のうち
   の一方の長辺部の長手方向の中央部が固定部として、変
   位を測定しようとする変位発生部に対する変位基準部に
   固定されると共に、他方の長辺部の長手方向の中央部が
   変位作用部として、前記変位発生部に固定される起歪体
   と、 該起歪体のあらかじめ定めた複数の特定部位にて該起歪
   体に貼着された複数のひずみゲージと、 前記起歪体の変位作用部が前記固定部に対して前記両長
   辺部の長手方向に変位したときにその変位量に応じた出
   力を発生するように前記複数のひずみゲージのうちの所
   定の複数のひずみゲージを接続して構成された第１ブリ
   ッジ回路と、 前記起歪体の変位作用部が前記固定部に対して前記両長
   辺部の並列方向に変位したときにその変位量に応じた出
   力を発生するように前記複数のひずみゲージのうちの所
   定の複数のひずみゲージを接続して構成された第２ブリ
   ッジ回路とを備えたことを特徴とする二軸変位計。
2. 【請求項２】前記複数のひずみゲージは、前記起歪体の
   前記一方の長辺部の固定部から該長辺部の長手方向に第
   １所定間隔を有して該固定部の両側に存する二つの特定
   部位と前記他方の長辺部の変位作用部から該長辺部の長
   手方向に前記第１所定間隔を有して該変位作用部の両側
   に存する二つの特定部位とから成る四つの特定部位のう
   ちのあらかじめ定めた二つの特定部位にて前記起歪体の
   外周面及び内周面にそれぞれ前記第１ブリッジ回路用の
   ひずみゲージとして貼着された４個のひずみゲージと、 前記起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺部の
   長手方向に第２所定間隔を有して該固定部の両側に存す
   る二つの特定部位と前記他方の長辺部の変位作用部から
   該長辺部の長手方向に前記第２所定間隔を有して該変位
   作用部の両側に存する二つの特定部位とから成る四つの
   特定部位のうちのあらかじめ定めた二つの特定部位にて
   前記起歪体の外周面及び内周面にそれぞれ前記第２ブリ
   ッジ回路用のひずみゲージとして貼着された４個のひず
   みゲージとを有し、 前記第１ブリッジ回路は、該第１ブリッジ回路用の４個
   のひずみゲージを該第１ブリッジ回路の各辺に備えるよ
   うに該４個のひずみゲージを接続して構成され、 前記第２ブリッジ回路は、該第２ブリッジ回路用の４個
   のひずみゲージを該第２ブリッジ回路の各辺に備えるよ
   うに該４個のひずみゲージを接続して構成されているこ
   とを特徴とする請求項1記載の二軸変位計。
3. 【請求項３】弾性変形が可能な一対の同一材質の帯状部
   材によりそれぞれ同一サイズの長円環状に形成され、そ
   の軸心を互いに同方向に向けると共にその各長辺部を互
   いに平行に延在させて並設された第１及び第２起歪体
   と、 前記第１起歪体の一対の長辺部のうちの一方の長辺部の
   長手方向の中央部と前記第２起歪体の一対の長辺部のう
   ちの一方の長辺部の長手方向の中央部とをそれぞれ各起
   歪体の固定部としてその両固定部に結合され、変位測定
   の際に、変位を測定しようとする変位発生部に対する変
   位基準部に固定される剛体状の固定部結合部材と、 前記第１起歪体の他方の長辺部の長手方向の中央部と前
   記第２起歪体の他方の長辺部の長手方向の中央部とをそ
   れぞれ各起歪体の変位作用部としてその両変位作用部に
   結合されると共に、前記固定部結合部材に対して各起歪
   体の両長辺部の並列方向に変位したときに両起歪体のう
   ちの一方の起歪体の両長辺部の中央部の間隔を広げ、且
   つ他方の起歪体の両長辺部の中央部の間隔を縮めるよう
   に設けられ、変位測定の際に、前記変位発生部に固定さ
   れる剛体状の変位作用部結合部材と、 前記第１及び第２起歪体のあらかじめ定めた複数の特定
   部位に貼着された複数のひずみゲージと、 前記変位作用部結合部材が前記固定部結合部材に対して
   両起歪体の長辺部の長手方向に変位したときにその変位
   量に応じた出力を発生するように前記複数のひずみゲー
   ジのうちの所定の複数のひずみゲージを接続して構成さ
   れた第１ブリッジ回路と、 前記変位作用部結合部材が前記固定部結合部材に対して
   各起歪体の両長辺部の並列方向に変位したときにその変
   位量に応じた出力を発生するように、前記複数のひずみ
   ゲージのうち、両起歪体にそれぞれ貼着されたひずみゲ
   ージを含む所定の複数のひずみゲージを接続して構成さ
   れた第２ブリッジ回路とを備えたことを特徴とする二軸
   変位計。
4. 【請求項４】前記複数のひずみゲージは、前記第１起歪
   体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺部の長手方向
   に第１所定間隔を有して該固定部の両側に存する二つの
   特定部位と、該第１起歪体の前記他方の長辺部の変位作
   用部から該長辺部の長手方向に前記第１所定間隔を有し
   て該変位作用部の両側に存する二つの特定部位と、前記
   第２起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺部の
   長手方向に前記第１所定間隔を有して該固定部の両側に
   存する二つの特定部位と、該第２起歪体の前記他方の長
   辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第１所
   定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの特定
   部位とからなる八つの特定部位のうちのあらかじめ定め
   た四つの特定部位にてそれぞれ前記第１ブリッジ回路用
   のひずみゲージとして前記第１及び／又は第２起歪体に
   貼着された４個のひずみゲージと、 前記第１起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺
   部の長手方向に第２所定間隔を有して該固定部の両側に
   存する二つの特定部位と、該第１起歪体の前記他方の長
   辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第２所
   定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの特定
   部位とのうちのいずれか一方の二つの特定部位にてそれ
   ぞれ前記第２ブリッジ回路用のひずみゲージとして該第
   １起歪体に貼着された２個のひずみゲージと、 前記第２起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺
   部の長手方向に前記第２所定間隔を有して該固定部の両
   側に存する二つの特定部位と、該第２起歪体の前記他方
   の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第
   ２所定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの
   特定部位とのうちのいずれか一方の二つの特定部位にて
   それぞれ前記第２ブリッジ回路用のひずみゲージとして
   該第２起歪体に貼着された２個のひずみゲージとを有
   し、 前記第１ブリッジ回路は、該第１ブリッジ回路用の前記
   ４個のひずみゲージを該第１ブリッジ回路の各辺に備え
   るように該４個のひずみゲージを接続して構成され、 前記第２ブリッジ回路は、該第２ブリッジ回路用の前記
   ４個のひずみゲージを該第２ブリッジ回路の各辺に備え
   るように該４個のひずみゲージを接続して構成されてい
   ることを特徴とする請求項３記載の二軸変位計。
5. 【請求項５】前記第１及び第２起歪体は、その軸心を同
   心にして並設され、 前記固定部結合部材は、前記第１起歪体の一方の長辺部
   の長手方向の中央部と、前記第２起歪体の一対の長辺部
   のうち、該第１起歪体の他方の長辺部に隣接する該第２
   起歪体の長辺部の長手方向の中央部とを各起歪体の前記
   固定部として両固定部に結合され、 前記変位作用部結合部材は、前記第１起歪体の他方の長
   辺部の長手方向の中央部と、前記第２起歪体の一対の長
   辺部のうち、該第１起歪体の前記一方の長辺部に隣接す
   る該第２起歪体の長辺部の長手方向の中央部とを各起歪
   体の前記変位作用部として両変位作用部に結合されてい
   ることを特徴とする請求項３又は４記載の二軸変位計。
6. 【請求項６】弾性変形が可能な一対の同一材質の帯状部
   材によりそれぞれ同一サイズの長円環状に形成され、そ
   の軸心を互いに同方向に向けると共にその各長辺部を互
   いに平行に延在させて並設された第１及び第２起歪体
   と、 弾性変形が可能な一対の同一材質の帯状部材によりそれ
   ぞれ同一サイズの長円環状に形成され、その軸心を前記
   第１及び第２起歪体の軸心と直行する方向で互いに同方
   向に向けると共にその各長辺部を互いに平行に延在させ
   て並設された第３及び第４起歪体と、 前記第３起歪体の一対の長辺部のうちの一方の長辺部の
   長手方向の中央部と前記第４起歪体の一対の長辺部のう
   ちの一方の長辺部の長手方向の中央部とをそれぞれ該第
   ３及び第４起歪体の固定部としてその両固定部に結合さ
   れ、変位測定の際に、変位を測定しようとする変位発生
   部に対する変位基準部に固定される剛体状の固定部結合
   部材と、 前記第３起歪体の他方の長辺部の長手方向の中央部と前
   記第４起歪体の他方の長辺部の長手方向の中央部とをそ
   れぞれ該３及び第４起歪体の変位作用部としてその両変
   位作用部に結合されると共に、前記固定部結合部材に対
   して該第３及び第４起歪体のそれぞれの両長辺部の並列
   方向に変位したときに該第３及び第４起歪体のうちの一
   方の起歪体の両長辺部の中央部の間隔を広げ、且つ他方
   の起歪体の両長辺部の中央部の間隔を縮めるように設け
   られ、さらに、前記第１起歪体の一方の長辺部の長手方
   向の中央部と前記第２起歪体の一方の長辺部の長手方向
   の中央部とをそれぞれ該第１及び第２起歪体の固定部と
   してその両固定部に結合された剛体状の起歪体間結合部
   材と、 前記第１起歪体の他方の長辺部の長手方向の中央部と前
   記第２起歪体の他方の長辺部の長手方向の中央部とをそ
   れぞれ該第１及び第２起歪体の変位作用部としてその両
   変位作用部に結合されると共に、前記起歪体間結合部材
   に対して該第１及び第２起歪体のそれぞれの両長辺部の
   並列方向に変位したときに該第１及び第２起歪体のうち
   の一方の起歪体の両長辺部の中央部の間隔を広げ、且つ
   他方の起歪体の両長辺部の中央部の間隔を縮めるように
   設けられ、変位測定の際に、前記変位発生部に固定され
   る剛体状の変位作用部結合部材と、 前記第１〜第４起歪体のあらかじめ定めた複数の特定部
   位に貼着された複数のひずみゲージと、 前記変位作用部結合部材が前記固定部結合部材に対して
   前記第１〜第４起歪体の長辺部の長手方向に変位したと
   きにその変位量に応じた出力を発生するように前記複数
   のひずみゲージのうちの所定の複数のひずみゲージを接
   続して構成された第１ブリッジ回路と、 前記変位作用部結合部材が前記固定部結合部材に対して
   前記第１及び第２起歪体のそれぞれの両長辺部の並列方
   向に変位したときにその変位量に応じた出力を発生する
   ように、前記複数のひずみゲージのうち、該第１及び第
   ２起歪体にそれぞれ貼着されたひずみゲージを含む所定
   の複数のひずみゲージを接続して構成された第２ブリッ
   ジ回路と、 前記変位作用部結合部材が前記固定部結合部材に対して
   前記第３及び第４起歪体のそれぞれの両長辺部の並列方
   向に変位したときにその変位量に応じた出力を発生する
   ように、前記複数のひずみゲージのうち、該第３及び第
   ４起歪体にそれぞれ貼着されたひずみゲージを含む所定
   の複数のひずみゲージを接続して構成された第３ブリッ
   ジ回路とを備えたことを特徴とする三軸変位計。
7. 【請求項７】前記複数のひずみゲージは、前記第１及び
   第２起歪体の組と、前記第３及び第４起歪体の組との少
   なくともいずれか一方側の組の二つの起歪体のうちの一
   方の起歪体の一方の長辺部の長手方向の中央部から該長
   辺部の長手方向に第１所定間隔を有して該中央部の両側
   に存する二つの特定部位と、該一方の起歪体の他方の長
   辺部の長手方向の中央部から該長辺部の長手方向に前記
   第１所定間隔を有して該中央部の両側に存する二つの特
   定部位と、前記一方側の組の二つの起歪体のうちの他方
   の起歪体の一方の長辺部の長手方向の中央部から該長辺
   部の長手方向に前記第１所定間隔を有して該中央部の両
   側に存する二つの特定部位と、該他方の起歪体の他方の
   長辺部の長手方向の中央部から該長辺部の長手方向に前
   記第１所定間隔を有して該中央部の両側に存する二つの
   特定部位とからなる八つの特定部位のうちのあらかじめ
   定めた四つの特定部位にてそれぞれ前記第１ブリッジ回
   路用のひずみゲージとして前記一方の起歪体及び／又は
   他方の起歪体に貼着された４個のひずみゲージと、 前記第１起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺
   部の長手方向に第２所定間隔を有して該固定部の両側に
   存する二つの特定部位と、該第１起歪体の前記他方の長
   辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第２所
   定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの特定
   部位とのうちのいずれか一方の二つの特定部位にてそれ
   ぞれ前記第２ブリッジ回路用のひずみゲージとして該第
   １起歪体に貼着された２個のひずみゲージと、 前記第２起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺
   部の長手方向に前記第２所定間隔を有して該固定部の両
   側に存する二つの特定部位と、該第２起歪体の前記他方
   の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第
   ２所定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの
   特定部位とのうちのいずれか一方の二つの特定部位にて
   それぞれ前記第２ブリッジ回路用のひずみゲージとして
   該第２起歪体に貼着された２個のひずみゲージと、 前記第３起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺
   部の長手方向に第３所定間隔を有して該固定部の両側に
   存する二つの特定部位と、該第３起歪体の前記他方の長
   辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第３所
   定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの特定
   部位とのうちのいずれか一方の二つの特定部位にてそれ
   ぞれ前記第３ブリッジ回路用のひずみゲージとして該第
   ３起歪体に貼着された２個のひずみゲージと、 前記第４起歪体の前記一方の長辺部の固定部から該長辺
   部の長手方向に前記第３所定間隔を有して該固定部の両
   側に存する二つの特定部位と、該第４起歪体の前記他方
   の長辺部の変位作用部から該長辺部の長手方向に前記第
   ３所定間隔を有して該変位作用部の両側に存する二つの
   特定部位とのうちのいずれか一方の二つの特定部位にて
   それぞれ前記第３ブリッジ回路用のひずみゲージとして
   該第４起歪体に貼着された２個のひずみゲージとを有
   し、 前記第１ブリッジ回路は、少なくとも該第１ブリッジ回
   路用の前記４個のひずみゲージを該第１ブリッジ回路の
   各辺に備えるように該４個のひずみゲージを接続して構
   成され、 前記第２ブリッジ回路は、該第２ブリッジ回路用の前記
   ４個のひずみゲージを該第２ブリッジ回路の各辺に備え
   るように該４個のひずみゲージを接続して構成され、 前記第３ブリッジ回路は、該第３ブリッジ回路用の前記
   ４個のひずみゲージを該第３ブリッジ回路の各辺に備え
   るように該４個のひずみゲージを接続して構成されてい
   ることを特徴とする請求項６記載の３軸変位計。
8. 【請求項８】前記第１及び第２起歪体がその軸心を同心
   にして並設されると共に、前記第３及び第４起歪体が第
   １及び第２起歪体と交差した状態でその軸心を同心にし
   て並設され、 前記固定部結合部材は、前記第３起歪体の一方の長辺部
   の長手方向の中央部と、前記第４起歪体の一対の長辺部
   のうち、該第３起歪体の他方の長辺部に隣接する該第４
   起歪体の長辺部の長手方向の中央部とを該第３及び第４
   起歪体の前記固定部としてその両固定部に結合され、 前記変位作用部結合部材は、前記第１起歪体の一方の長
   辺部の長手方向の中央部と、前記第２起歪体の一対の長
   辺部のうち、該第１起歪体の他方の長辺部に隣接する該
   第２起歪体の長辺部の長手方向の中央部とを該第１及び
   第２起歪体の前記変位作用部としてその両変位作用部に
   結合され、 前記起歪体間結合部材は、前記第１起歪体の他方の長辺
   部の中央部と、前記第２起歪体の一対の長辺部のうち、
   該第１起歪体の前記一方の長辺部に隣接する該第２起歪
   体の長辺部とを該第１及び第２起歪体の変位作用部とす
   ると共に、前記第３起歪体の他方の長辺部の長手方向の
   中央部と、前記第４起歪体の一対の長辺部のうち、該第
   ３起歪体の前記一方の長辺部に隣接する該第４起歪体の
   長辺部の長手方向の中央部とを該第３及び第４起歪体の
   固定部とし、該第１及び第２起歪体の両変位作用部と該
   第３及び第４起歪体の両固定部とに結合されていること
   を特徴とする請求項６又は７記載の三軸変位計。
9. 【請求項９】変位測定の際に前記変位基準部と変位発生
   部とにそれぞれ取付けられる一対の剛体状の取付部材が
   前記起歪体の長手方向の両側に備えられると共に、該一
   対の取付部材は、それぞれ該取付部材から延設された剛
   体状のロッド部材を介してそれぞれ前記起歪体の固定部
   及び変位基準部に結合されており、 前記一対の取付け部材の間で前記起歪体の周囲を密封状
   態で覆う伸縮可能な管状カバー部材がその両端部を該一
   対の取付け部材に装着して設けられていることを特徴と
   する請求項1又は２記載の二軸変位計。
10. 【請求項１０】変位測定の際に前記変位基準部と変位発
    生部とにそれぞれ取付けられる一対の剛体状の取付け部
    材をそれらの間に前記第１及び第２起歪体が存するよう
    にして該両起歪体の長手方向に間隔を存して備えられる
    と共に、該一対の取付け部材は、それぞれ該取付け部材
    から延設された剛体状のロッド部材を介してそれぞれ前
    記固定部結合部材及び変位作用部結合部材に結合されて
    おり、 前記一対の取付け部材の間で前記第１及び第２起歪体の
    周囲を密封状態で覆う伸縮可能な管状カバー部材がその
    両端部を該一対の取付け部材に装着して設けられている
    ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の
    二軸変位計。
11. 【請求項１１】変位測定の際に前記変位基準部と変位発
    生部とにそれぞれ取付けられる一対の剛体状の取付け部
    材をそれらの間に前記第１〜第４起歪体が存するように
    して該第１〜第４起歪体の長手方向に間隔を存して備え
    られると共に、該一対の取付け部材は、それぞれ該取付
    け部材から延設された剛体状のロッド部材を介してそれ
    ぞれ前記固定部結合部材及び変位作用部結合部材に結合
    されており、 前記一対の取付け部材の間で前記第１〜第４起歪体の周
    囲を密封状態で覆う伸縮可能な管状カバー部材がその両
    端部を該一対の取付け部材に装着して設けられているこ
    とを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の三
    軸変位計。
12. 【請求項１２】前記一対の取付け部材のいずれか一方の
    取付け部材は、その外面部に前記管状カバー部材の内部
    の空気圧を調整するための空圧調整装置の配管を接続す
    る接続口を備えると共に、該接続口と前記管状カバー部
    材の内部とを連通させて該一方の取付け部材に穿設され
    た連通孔を備えていることを特徴とする請求項９又は１
    ０記載の二軸変位計。
13. 【請求項１３】前記一対の取付け部材のいずれか一方の
    取付け部材は、その外面部に前記管状カバー部材の内部
    の空気圧を調整するための空圧調整装置の配管を接続す
    る接続口を備えると共に、該接続口と前記管状カバー部
    材の内部とを連通させて該一方の取付け部材に穿設され
    た連通孔を備えていることを特徴とする請求項１１記載
    の三軸変位計。