JP2014115152A

JP2014115152A - 最大変位記録計

Info

Publication number: JP2014115152A
Application number: JP2012268535A
Authority: JP
Inventors: Yukio Shiba; 由紀夫志波
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: JP6147496B2

Abstract

【課題】簡単な構成で２点間が離隔する方向又は接近する方向の少なくとも一方の最大の相対変位が正確に記録できるうえに、繰り返し使用することが可能な最大変位記録計を提供する。
【解決手段】２点間が離隔する方向と接近する方向の少なくとも一方の最大の相対変位を記録させるための最大変位記録計２である。
そして、第１の点１１ａに固定されるとともに第２の点１２ａに向けて張り出されるアーム部２１と、第２の点に固定されるとともにアーム部の軸方向の移動を阻害しない状態で設置される受け部２２と、受け部に対するアーム部の相対変位に伴って移動する一対の記録体２３Ａ，２３Ｂと、記録体の移動量を計測するための目盛部２４Ａ，２４Ｂとを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、地震や風や衝撃などによって地面や構造物が変形した際に生じる２点間の最大の相対変位を記録させるための最大変位記録計に関するものである。

従来、地震によって建物が被害を受けたときに、地震時に建物に発生した変形の大きさからその建物の損傷度を判定するために、変位の最大値を記録することが行われている（特許文献１−４など参照）。

例えば特許文献１には、２つのブロック間を細長い糸などで連結するに際して、一方のブロックに対しては静摩擦抵抗力以上の引張力が作用したときには糸が滑るようにしておき、糸の突出長さの変化を２点間の最大変形量として記録させる最大値測定方法が開示されている。

また、特許文献２には、最大歪記憶センサで計測可能な伸び長さによる制限を超えて、より大きな最大変位を記録させるために、最大歪記憶センサとコイルバネなどの弾性変形体とを組み合わせた最大変位記憶装置が開示されている。

さらに、特許文献３，４には、変形の大きさに応じて段階的に導電性要素の線材を張り、変形が発生した際には刃部によって線材を順次切断していくことで、発生した最大変形量を検出させるセンサが開示されている。

特許第３２３０２０５号公報特開２００９−１８６３０８号公報特許第３４０３８４０号公報特許第３５２７５５８号公報

特許文献１に開示された最大値測定方法のブロック間を連結する長尺物は、引張力に対しては剛性があって伸びず、圧縮力に対しては剛性がなく直ちに座屈する材料と説明されているが、長尺物として例示された材料は、糸、ひもなどであり、引張力に対してまったく伸びないとは言えない。しかしながら長尺物が伸びてしまうと、ブロック間の変位を正確に測定することができなくなる。

また、特許文献２−４に開示された最大変位記録計は、電気的に変位量を検出させるセンサを必須の構成要素としているために装置自体が大掛かりで高価になる傾向がある。さらに、電気的なセンサを使って行われるモニタリングは電源を必要とする構成であるため、地震のようにいつ発生するか予測できない事象に備えるためには、常時稼働させておかなければならず、高いランニングコストと頻度の多い維持管理を要する。

そして、特許文献３，４に開示された最大変形量検出センサでは、変位の大きさに応じて順次線材が切断されていくため、繰り返し使用することができない。

そこで、本発明は、簡単な構成で２点間が離隔する方向又は接近する方向の少なくとも一方の最大の相対変位が正確に記録できるうえに、繰り返し使用することが可能な最大変位記録計を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の最大変位記録計は、２点間が離隔する方向と接近する方向の少なくとも一方の最大の相対変位を記録させるための最大変位記録計であって、第１の点に固定されるとともに第２の点に向けて張り出されるアーム部と、前記第２の点に固定されるとともに前記アーム部の軸方向の移動を阻害しない状態で設置される受け部と、前記受け部に対する前記アーム部の相対変位に伴って移動する一対の記録体と、前記記録体の移動量を計測するための計測部とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記記録体は一対であって、第１の記録体が前記離隔する方向の相対変位の最大値を記録するものであり、第２の記録体が前記接近する方向の相対変位の最大値を記録するものであるという構成にすることができる。

また、前記計測部は、前記記録体の移動量の読み取りを可能とする目盛部とすることができる。また、前記計測部は、前記記録体の移動量を電気的に計測する変位計であってもよい。

また、前記アーム部は前記軸方向に交差する方向に突出する突起部を有するとともに、前記受け部には前記突起部の少なくとも一方側に前記記録体が配置され、前記記録体は前記突起部に押されて移動する構成とすることができる。

さらに、前記受け部に前記軸方向に延伸される溝を設け、その溝に前記アーム部を挿し込ませる構成にすることができる。また、前記受け部は前記軸方向に延伸される筒状に形成され、その筒の内空に前記アーム部の突起部及び前記記録体を配置する構成であってもよい。

一方、前記受け部に対して前記アーム部を挿通させるとともに、前記アーム部には前記受け部の少なくとも一方側に前記記録体が配置され、前記記録体は前記受け部に押されて移動する構成とすることもできる。ここで、前記記録体を前記受け部の外面に接触させる構成とすることができる。また、前記記録体を前記受け部の内面に接触させる構成であってもよい。

また、前記第１及び第２の点と前記計測部との間に、前記相対変位を拡大又は縮小させる変換機構を設けることができる。さらに、前記記録体を元の位置に戻すリセット機構を備えた構成とすることもできる。

このように構成された本発明の最大変位記録計は、２つの点にそれぞれ設置されるアーム部と受け部の相対変位に伴って移動する記録体を備えている。そして、記録体は、２点が離隔する方向又は接近する方向の少なくとも一方の相対変位の最大値を記録する。

このようにアーム部と受け部とそれらの相対変位に伴って移動する記録体という簡単な組み合わせで、２点間に発生する最大の相対変位を記録させることができる。また、記録体を元の位置に戻すことで、繰り返し使用することができる。

さらに、一対の記録体を配置することで、離隔する方向又は接近する方向のいずれか一方だけでなく、二方向の相対変位を記録できる構成に簡単にすることができる。

また、アーム部に軸方向に交差する方向に突出する突起部を設け、その突起部によって記録体を押させる構成としたり、受け部に対してアーム部を挿通させて受け部に記録体を押させる構成としたりすることで、相対変位の増加に伴って確実に記録体を移動させることができる。

さらに、相対変位を拡大させる変換機構を設けることで、小さな変位を正確に記録することができるようになる。また、相対変位を縮小させる変換機構を設けることで、大きな変位に対しても計測範囲を広げて確実に記録することができるようになる。

また、リセット機構を備えていれば、最大変位記録計が手の届きにくい場所などに設置されていても、容易に初期状態に戻すことができ、繰り返し計測を行うことができる。

本発明の実施の形態の最大変位記録計を説明する図であって、（ａ）は初期状態を示した図、（ｂ）は２点間が離隔する方向の変位を記録している状態を示した図、（ｃ）は２点間が離隔する方向の最大の相対変位が記録された状態を示した図、（ｄ）は２点間が接近する方向の変位を記録している状態を示した図である。実施例１の最大変位記録計を説明する図であって、（ａ）は最大変位記録計の構成を示した断面図、（ｂ）は最大変位記録計の構成を示した平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ矢視方向で見た断面図である。実施例２の最大変位記録計の構成を示した斜視図である。実施例３の最大変位記録計を説明する図であって、（ａ）は初期状態を示した図、（ｂ）は２点間が離隔する方向の変位を記録している状態を示した図、（ｃ）は２点間が離隔する方向の最大の相対変位が記録された状態を示した図、（ｄ）は２点間が接近する方向の変位を記録している状態を示した図である。実施例４の最大変位記録計の構成を示した一部切断図である。実施例５の変位を拡大する変換機構を説明する図であって、（ａ）は変換機構が設けられた最大変位記録計の構成を示した側面図、（ｂ）は変換機構の構成を説明するための平面図である。実施例５の変位を縮小する変換機構が設けられた最大変位記録計の構成を示した側面図である。実施例６の最大変位記録計を説明する図であって、（ａ）は記録体が移動した後の状態を示した図、（ｂ）は戻し針によって記録体を初期位置に戻した状態を示した図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態で説明する最大変位記録計２の構成を、作動状態を交えて説明する図である。

この最大変位記録計２は、例えば、ビルや住宅などの建物、橋梁やダムやトンネルなどの土木構造物などの任意の場所に設置され、地震や風や衝撃などによってそれらの構造物に発生した最大の相対変位を記録するために利用される。

本実施の形態では、わかりやすく説明するために２つの計測対象物１１，１２間に隙間（スリット）があるかのように説明するが、これに限定されるものではなく、計測対象物１１，１２間は表面に至るまで連続していてもよい。

本実施の形態の最大変位記録計２では、図１（ａ）に示すように、計測対象物１１にある第１の点１１ａと、計測対象物１２にある第２の点１２ａとの間が、離隔する方向に相対変位する場合と、接近する方向に相対変位する場合の両方向の記録を行う。

ここで、記録対象を「最大の相対変位」とするのは、第１の点１１ａと第２の点１２ａが間隔を保ったまま同じ方向に変位（絶対変位）する場合には、構造物の２点間に損傷が発生するような応力や変形が生じないと考えられるためである。すなわち、２点１１ａ，１２ａ間が離隔したり、接近したりする場合には、２点１１ａ，１２ａ間に引張応力や圧縮応力や継目の開きが発生して計測対象物１１，１２が損傷する可能性がある。このため、２点間が離隔する方向と接近する方向の最大の相対変位を記録し、構造物（計測対象物１１，１２）が受けた引張力や圧縮力や開閉量を推定して損傷の評価などに利用することになる。

本実施の形態の最大変位記録計２は、図１（ａ）に示すように、第１の点１１ａに固定されるとともに第２の点１２ａに向けて張り出されるアーム部２１と、第２の点１２ａに固定される受け部２２と、受け部２２に対するアーム部２１の相対変位に伴って移動する一対の記録体２３Ａ，２３Ｂと、記録体２３Ａ，２３Ｂの移動量を計測するための計測部としての目盛部２４Ａ，２４Ｂとを主に備えている。

アーム部２１は、第１の点１１ａに表面に対して垂直に建てられる支柱２１ａと、その支柱２１ａの延伸方向に対して略直交する方向に向けて延伸されるアーム２１ｂと、アーム２１ｂの先端から受け部２２に向けて突出する突起部２１ｃとを有している。

例えばアーム２１ｂは、第２の点１２ａの直上に向けて張り出され、アーム２１ｂの軸方向に略直交する下向きに突起部２１ｃが突出される。この突起部２１ｃは、受け部２２の直上に配置される。

受け部２２は、第２の点１２ａに表面に対して垂直に建てられる支柱２２ａと、その支柱２２ａの延伸方向に対して略直交する方向に向けて延伸される基台２２ｂとを有している。支柱２２ａが基台２２ｂの軸方向の中ほどの下面に接合されることによって、受け部２２は側面視Ｔ字形に形成される。

この基台２２ｂの上面と突起部２１ｃの下面とは、アーム部２１の軸方向の移動を阻害しないように離隔している。そして、突起部２１ｃを挟んで、第１の記録体２３Ａと第２の記録体２３Ｂとがそれぞれ配置される。

第１の記録体２３Ａによって、２点１１ａ，１２ａ間が離隔する方向の相対変位の最大値を記録する。一方、第２の記録体２３Ｂによって、２点１１ａ，１２ａ間が接近する方向の相対変位の最大値を記録する。

記録体２３Ａ，２３Ｂと基台２２ｂの表面との間の摩擦抵抗は、突起部２１ｃに押されたとき以外には記録体２３Ａ，２３Ｂが移動しない程度に設定される。

摩擦抵抗の上限は、突起部２１ｃが記録体２３Ａ，２３Ｂを押すことによってアーム部２１が変形したり、計測対象物１１，１２の変形の支障となったりしない大きさとする。なお、建物や土木構造物を計測対象物１１，１２とする場合は、変形の起因となる力が大きいため、摩擦抵抗がある程度大きくなっても変形の支障となることはない。

目盛部２４Ａ，２４Ｂは、基台２２ｂの側面又は上面に沿って付けられる。第１の目盛部２４Ａは、第１の記録体２３Ａの移動量が計測できるように、記録体２３Ａの移動方向（第２の点１２ａから第１の点１１ａに向かう方向）に向けて延伸される。一方、第２の目盛部２４Ｂは、第２の記録体２３Ｂの移動量が計測できるように、記録体２３Ｂの移動方向（第１の点１１ａから第２の点１２ａに向かう方向）に向けて延伸される。

次に、最大変位記録計２を使った最大の相対変位の記録方法について、図１を参照しながら説明する。

まず、最大の相対変位を記録したい計測対象物１１，１２の少し離れた２点を第１の点１１ａと第２の点１２ａに設定する。そして、受け部２２の支柱２２ａを第２の点１２ａに固定し、アーム部２１の支柱２１ａを第１の点１１ａに固定する。

続いて、図１（ａ）に示すように、記録体２３Ａ，２３Ｂの一側面を突起部２１ｃの側面にそれぞれ接触させた状態で基台２２ｂの上に配置する。このとき記録体２３Ａ，２３Ｂは、各目盛部２４Ａ，２４Ｂの０の位置にある。

このような状態で地震などが発生し、図１（ｂ）に示すように、第２の点１２ａに対して第１の点１１ａが離隔する方向の変位が発生すると、第１の点１１ａと一体になって移動するアーム部２１も第２の点１２ａと一体になって移動する受け部２２から離隔することになる。

このようにアーム部２１が受け部２２に対して軸方向に移動すると、突起部２１ｃの第１の点１１ａ側の側面に押されて記録体２３Ａが第１の点１１ａ方向に移動する。この基台２２ｂ上面を擦るように移動する記録体２３Ａによって記録される相対変位Ｘ_Ａは、この方向の移動が続く限り増加していく。

そして、図１（ｃ）に示すように変位が反転すると、突起部２１ｃは第１の記録体２３Ａから離れることになる。このとき記録体２３Ａが残された位置から目盛部２４Ａによって読み取れる値が、２点１１ａ，１２ａ間が離隔する方向の相対変位の最大値となる。

これに対して、図１（ｄ）に示すように、第２の点１２ａに対して第１の点１１ａが接近する方向の変位が発生すると、第１の点１１ａと一体になって移動するアーム部２１も第２の点１２ａと一体になって移動する受け部２２に接近することになる。

このようにアーム部２１が受け部２２に対して軸方向に移動すると、突起部２１ｃの第２の点１２ａ側の側面に押されて記録体２３Ｂが第２の点１２ａから離隔する方向に移動する。

この基台２２ｂ上面を擦るように移動する記録体２３Ｂによって記録される相対変位Ｘ_Ｂは、この方向の移動が続く限り増加していく。そして、変位が反転すると、突起部２１ｃは第２の記録体２３Ｂから離れて記録体２３Ｂがそのまま残される。この記録体２３Ｂが残された位置から目盛部２４Ｂによって読み取れる値が、２点１１ａ，１２ａ間が接近する方向の相対変位の最大値となる。

次に、本実施の形態の最大変位記録計２の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の最大変位記録計２は、２つの点１１ａ，１２ａにそれぞれ設置されるアーム部２１と受け部２２の相対変位に伴って移動する一対の記録体２３Ａ，２３Ｂを備えている。そして、一対の記録体２３Ａ，２３Ｂは、２点１１ａ，１２ａが離隔する方向と接近する方向の相対変位の最大値をそれぞれ記録する。

このようにアーム部２１と受け部２２とそれらの相対変位に伴って移動する記録体２３Ａ，２３Ｂという簡単な組み合わせで、２点１１ａ，１２ａ間に発生する二方向の最大の相対変位を記録させることができる。

例えば、大地震が起きた場合に、建物や橋梁などに設置されていた最大変位記録計２から最大の相対変位を読み取り、その値に基づいて分析を行うことによって、建物に立ち入っても良いかや橋梁が通行可能か否かなどの判断を、迅速に行うことができるようになる。さらに、地震後の復旧計画を立てるに際しても、記録された最大の相対変位のデータに基づいて的確な復旧計画を立案することができる。

そして、このような分析や損傷度の判定などをするにあたって、実際に構造物が変形した最大相対変位を定量的に知ることができれば、気象庁や公的機関が設置している最寄りの地点の地震計から得られたデータを利用するよりも、はるかに正確な分析が可能となる。

また、本実施の形態の最大変位記録計２は、電力供給のための配線が不要のため、設置場所の自由度が高いうえに、単純な機械式の構成であるため屋外や温度差が激しい厳しい環境においても安定して作動させることができる。

さらに、本実施の形態の最大変位記録計２は、単純な構成であるため製造コストを抑えることができる。また、記録体２３Ａ，２３Ｂを元の位置に戻すことで、繰り返し使用することができる。

さらに、記録体２３Ａ，２３Ｂの移動量の読み取りを可能とする目盛部２４Ａ，２４Ｂを備えていれば、目視によって簡単に最大の相対変位を把握することができる。

また、アーム部２１に受け部２２に向けて突出する突起部２１ｃを設け、その突起部２１ｃによって記録体２３Ａ，２３Ｂを押させる構成であれば、相対変位の増加に伴って確実に記録体２３Ａ，２３Ｂを移動させることができる。

次に、前記実施の形態とは別の形態の最大変位記録計３について、図２を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を付して説明する。

前記実施の形態では、計測部として目視可能な目盛部２４Ａ，２４Ｂを備えた最大変位記録計２について説明したが、実施例１では電気的に移動量を計測する変位計３４０を備えた最大変位記録計３について説明する。

実施例１の最大変位記録計３は、図２（ａ）−（ｃ）に示すように、第１の点１１ａに固定されるとともに第２の点１２ａに向けて張り出されるアーム部３１と、第２の点１２ａに固定される受け部３２と、受け部３２に対するアーム部３１の相対変位に伴って移動する一対の記録体３３Ａ，３３Ｂと、記録体３３Ａ，３３Ｂの移動量を計測するための計測部としての変位計３４０とを主に備えている。

アーム部３１は、第１の点１１ａに表面に対して垂直に建てられる支柱３１ａと、その支柱３１ａにユニバーサルジョイントなどの自在に角度が変えられる自在継手３１ｄを介して接続されるアーム３１ｂと、アーム３１ｂの先端から軸方向に略直交する上向きに突出する突起部３１ｃとを有している。

アーム３１ｂは、図２（ｃ）に示すように、扁平した六角柱状に形成される。また、アーム３１ｂは、端部が自在継手３１ｄを介して支柱３１ａに接続されるため、受け部３２がなければ張り出された第２の点１２ａ側が下がることになる。

一方、受け部３２は、第２の点１２ａに表面に対して垂直に建てられる支柱３２ａと、その支柱３２ａにアーム３１ｂと同様に自在継手３２ｄを介して端部が接続される基台３２ｂと、基台３２ｂの軸方向に延伸される溝３２ｃと、基台３２ｂの上面に溝３２ｃを挟んで略平行に設けられる一対のガイド部３２ｅ，３２ｅとを有している。

基台３２ｂの溝３２ｃは、図２（ｃ）に示すように、アーム３１ｂ断面の外形よりも一回り大きな内形に形成されている。そして、溝３２ｃの内空にアーム３１ｂを挿し込ませる。溝３２ｃが設けられる基台３２ｂとアーム３１ｂは、それぞれ自在継手３１ｄ，３２ｄを介して支柱３１ａ，３２ａに接続されているので、アーム３１ｂの上側斜面が溝３２ｃの上部内面に接触することで互いに支え合う状態になる。

このようにして溝３２ｃにアーム３１ｂが挿入されると、２点１１ａ，１２ａ間がアーム３１ｂの軸方向に離隔したり接近したりする相対変位が発生したときだけ、溝３２ｃの内空をアーム３１ｂがスライドすることになる。そして、計測したい方向（軸方向）以外の変位が発生しても、自在継手３１ｄ，３２ｄによって接続されていれば、アーム３１ｂや基台３２ｂに偏圧が作用して損傷するのを避けることができる。

また、溝３２ｃの両側に設けられるガイド部３２ｅ，３２ｅは、図２（ｃ）に示すように逆Ｌ字形の断面に形成される。そして、記録体３３Ａ，３３Ｂは、ガイド部３２ｅ，３２ｅに沿って基台３２ｂの上面を軸方向に移動する。ここで、第１の記録体３３Ａと第２の記録体３３Ｂは、突起部３１ｃを挟んで配置される。

この最大変位記録計３の変位計３４０は、ガイド部３２ｅ，３２ｅの内面側に貼り付けられる抵抗体となる抵抗レール３４Ａ，３４Ａ（３４Ｂ，３４Ｂ）と、抵抗レール３４Ａ，３４Ａ（３４Ｂ，３４Ｂ）間に掛け渡されるスライド接触子３４１とによって主に構成される。

スライド接触子３４１は記録体３３Ａ（３３Ｂ）の上面に固定されており、図２（ｃ）に示すように、スライド接触子３４１の両端の上面を抵抗レール３４Ａ，３４Ａ（３４Ｂ，３４Ｂ）の下面に接触させる。

そして、記録体３３Ａ（３３Ｂ）が移動すると、抵抗レール３４Ａ，３４Ａ（３４Ｂ，３４Ｂ）を跨いだスライド接触子３４１が移動し、図示しない端子間の距離が変化することによって電気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化量が、記録体３３Ａ（３３Ｂ）の移動量（相対変位）として計測される。

また、この変位計３４０は、図示していないが計測された移動量を記録させる記憶部を備えている。この記憶部には、フラッシュメモリ、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ハードディスク、光ディスクなどの記憶媒体が使用できる。

また、変位計３４０は、インターネットなどの通信ネットワーク（図示省略）に接続されており、記憶部に記録された移動量のデータを、逐次、遠隔地に設置された集計装置（図示省略）に送信させることができる。

このように、記録体３３Ａ，３３Ｂの移動量を電気的に計測する変位計３４０を備えていれば、最大相対変位の更新記録をその都度、記録させることができるうえに、遠隔での記録の収集も可能になる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。

次に、前記実施の形態及び実施例１とは別の形態の最大変位記録計４について、図３を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を付して説明する。

実施例２の最大変位記録計４は、図３に示すように、第１の点１１ａに固定されるとともに第２の点１２ａに向けて張り出されるアーム部４１と、第２の点１２ａに固定される受け部４２と、受け部４２に対するアーム部４１の相対変位に伴って移動する一対の記録体４３Ａ，４３Ｂと、記録体４３Ａ，４３Ｂの移動量を計測するための計測部としての目盛部４４Ａ，４４Ｂとを主に備えている。

アーム部４１は、第１の点１１ａに表面に対して垂直に建てられる支柱４１ａと、その支柱４１ａにユニバーサルジョイントなどの自在に角度が変えられる自在継手４１ｄを介して接続されるアーム４１ｂと、アーム４１ｂの先端に取り付けられる円板状の突起部４１ｃとを有している。

アーム４１ｂは、円柱状の本体の端面に、その本体よりも直径の小さい棒状の先端アーム４１ｅが接続された構成となっている。そして、円板状の突起部４１ｃの中心に先端アーム４１ｅの端部が固定される。突起部４１ｃは、アーム４１ｂの軸方向に略直交する全方向に突出しているが、後述する筒部４２ｂの内面との間には隙間がある。

一方、受け部４２は、第２の点１２ａに表面に対して垂直に建てられる支柱４２ａと、その支柱４２ａにアーム４１ｂと同様に自在継手４２ｄを介して端部が接続される筒部４２ｂとを有している。

筒部４２ｂは、アーム４１ｂの本体よりも一回り大きな内径の円筒状に形成されている。そして、筒部４２ｂの開口４２ｃからアーム４１ｂを挿し込ませる。また、筒部４２ｂは、透明な材料によって形成されており、内空に収容される記録体４３Ａ，４３Ｂの位置が、外部から視認できるようになっている。

それぞれ自在継手４１ｄ，４２ｄを介して支柱４１ａ，４２ａに接続されるアーム４１ｂと筒部４２ｂは、２点１１ａ，１２ａ間がアーム４１ｂの軸方向に離隔したり接近したりする相対変位が発生したときだけ、筒部４２ｂの内空を先端アーム４１ｅや突起部４１ｃがスライドすることになる。

そして、突起部４１ｃを挟んで、第１の記録体４３Ａと第２の記録体４３Ｂとがそれぞれ配置される。ここで、記録体４３Ａの中央は穿孔されており、その穴に先端アーム４１ｅが挿入される。すなわち、記録体４３Ａは、隙間が確保された状態で先端アーム４１ｅに装着されており、先端アーム４１ｅの移動に伴って移動することはないが、突起部４１ｃに押されたときだけ移動するように構成されている。

また、記録体４３Ａ，４３Ｂは、筒部４２ｂの内周と略同じ大きさの外周に形成されている。記録体４３Ａ，４３Ｂと筒部４２ｂの内周面との間の摩擦抵抗は、突起部４１ｃに押されたとき以外には記録体４３Ａ，４３Ｂが移動しない程度に設定される。

そして、第１の記録体４３Ａによって、２点１１ａ，１２ａ間が離隔する方向の相対変位の最大値を記録する。一方、第２の記録体４３Ｂによって、２点１１ａ，１２ａ間が接近する方向の相対変位の最大値を記録する。

このように記録体４３Ａ，４３Ｂが筒部４２ｂの内部に収容されていれば、２点１１ａ，１２ａ間の相対変位が発生したとき以外に記録体４３Ａ，４３Ｂがずれたり移動したりするリスクを減らすことができる。

次に、前記実施の形態及び実施例とは別の形態の最大変位記録計５について、図４を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を付して説明する。

前記実施の形態及び実施例１，２では、受け部２２，３２，４２側に記録体が配置される場合について説明したが、実施例３では、アーム部５１側に記録体５３Ａ，５３Ｂが配置される場合について説明する。

実施例３の最大変位記録計５は、図４（ａ）に示すように、第１の点１１ａに固定されるとともに第２の点１２ａに向けて張り出されるアーム部５１と、第２の点１２ａに固定される受け部５２と、受け部５２に対するアーム部５１の相対変位に伴って移動する一対の記録体５３Ａ，５３Ｂと、記録体５３Ａ，５３Ｂの移動量を計測するための計測部としての目盛部５４Ａ，５４Ｂとを主に備えている。

アーム部５１は、第１の点１１ａに表面に対して垂直に建てられる支柱５１ａと、その支柱５１ａの延伸方向に対して略直交する方向に向けて延伸されるアーム５１ｂとを有している。

受け部５２は、第２の点１２ａに表面に対して垂直に建てられる支柱５２ａと、その支柱５２ａに固定される環状部５２ｂとを有している。環状部５２ｂは、中央にアーム５１ｂの外形よりも一回り大きな内形の穴が形成されており、その穴にアーム５１ｂを挿通させる。

そして、環状部５２ｂを挟んで、第１の記録体５３Ａと第２の記録体５３Ｂとがそれぞれ配置される。ここで、記録体５３Ａ，５３Ｂの中央は穿孔されており、その穴にアーム５１ｂが挿入される。

記録体５３Ａ，５３Ｂの穴とアーム５１ｂの表面との間の摩擦抵抗は、環状部５２ｂに押されたとき以外には記録体５３Ａ，５３Ｂが移動しない程度に設定される。

そして、第１の記録体５３Ａによって、２点１１ａ，１２ａ間が離隔する方向の相対変位の最大値を記録する。一方、第２の記録体５３Ｂによって、２点１１ａ，１２ａ間が接近する方向の相対変位の最大値を記録する。

目盛部５４Ａ，５４Ｂは、アーム５１ｂの側面又は上面に沿って付けられる。第１の目盛部５４Ａは、第１の記録体５３Ａの移動量が計測できるように、記録体５３Ａの移動方向（第１の点１１ａから第２の点１２ａに向かう方向）に向けて延伸される。一方、第２の目盛部５４Ｂは、第２の記録体５３Ｂの移動量が計測できるように、記録体５３Ｂの移動方向（第２の点１２ａから第１の点１１ａに向かう方向）に向けて延伸される。

次に、最大変位記録計５を使った最大の相対変位の記録方法について、図４を参照しながら説明する。

まず、最大の相対変位を記録したい計測対象物１１，１２の少し離れた２点を第１の点１１ａと第２の点１２ａに設定する。そして、アーム部５１の支柱５１ａを第１の点１１ａに固定し、アーム５１ｂに環状部５２ｂを通して受け部５２の支柱５２ａを第２の点１２ａに固定する。

続いて、図４（ａ）に示すように、記録体５３Ａ，５３Ｂの一側面を環状部５２ｂの側面にそれぞれ接触させた状態にする。このとき記録体５３Ａ，５３Ｂは、各目盛部５４Ａ，５４Ｂの０の位置にある。

このような状態で地震などが発生し、図４（ｂ）に示すように、第１の点１１ａに対して第２の点１２ａが離隔する方向の変位が発生すると、第２の点１２ａと一体になって移動する受け部５２も第１の点１１ａと一体になって移動するアーム部５１から離隔することになる。

このようにアーム部５１が受け部５２に対して軸方向に移動すると、環状部５２ｂの第１の点１１ａ側と反対側の側面に押されて記録体５３Ａが第１の点１１ａから離隔する方向に移動する。このアーム５１ｂを擦るように移動する記録体５３Ａによって記録される相対変位Ｘ_Ａは、この方向の移動が続く限り増加していく。

そして、図４（ｃ）に示すように変位が反転すると、環状部５２ｂは第１の記録体５３Ａから離れることになる。このとき記録体５３Ａが残された位置から目盛部５４Ａによって読み取れる値が、２点１１ａ，１２ａ間が離隔する方向の相対変位の最大値となる。

これに対して、図４（ｄ）に示すように、第１の点１１ａに対して第２の点１２ａが接近する方向の変位が発生すると、第２の点１２ａと一体になって移動する受け部５２も第１の点１１ａと一体になって移動するアーム部５１に接近することになる。

このようにアーム部５１が受け部５２に対して軸方向に移動すると、環状部５２ｂの第１の点１１ａ側の側面に押されて記録体５３Ｂが第１の点１１ａに接近する方向に移動する。

このアーム５１ｂを擦るように移動する記録体５３Ｂによって記録される相対変位Ｘ_Ｂは、この方向の移動が続く限り増加していく。そして、変位が反転すると、環状部５２ｂは第２の記録体５３Ｂから離れて記録体５３Ｂがそのまま残される。この記録体５３Ｂが残された位置から目盛部５４Ｂによって読み取れる値が、２点１１ａ，１２ａ間が接近する方向の相対変位の最大値となる。

このように受け部５２に対してアーム部５１を挿通させて、受け部５２に記録体５３Ａ，５３Ｂを押させる構成であれば、相対変位の増加に伴って確実に記録体５３Ａ，５３Ｂを移動させることができる。

次に、前記実施の形態及び実施例とは別の形態の最大変位記録計６について、図５を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を付して説明する。

前記実施例３では、環状部５２ｂの外面に記録体５３Ａ，５３Ｂを接触させる場合について説明したが、実施例４では受け部６２の内面に記録体６３Ａ，６３Ｂを接触させる場合について説明する。

実施例４の最大変位記録計６は、図５に示すように、第１の点１１ａに固定されるとともに第２の点１２ａに向けて張り出されるアーム部６１と、第２の点１２ａに固定される受け部６２と、受け部６２に対するアーム部６１の相対変位に伴って移動する一対の記録体６３Ａ，６３Ｂと、記録体６３Ａ，６３Ｂの移動量を計測するための計測部としての目盛部６４Ａ，６４Ｂとを主に備えている。

アーム部６１は、第１の点１１ａに表面に対して垂直に建てられる支柱６１ａと、その支柱６１ａの延伸方向に対して略直交する方向に向けて延伸されるアーム６１ｂとを有している。

受け部６２は、第２の点１２ａに表面に対して垂直に建てられる支柱６２ａと、その支柱６２ａに固定される筒部６２ｂとを有している。筒部６２ｂは、両端部が塞がれるとともに、側壁又は上面部は内部が視認可能となるように透明な材料で形成されている。

筒部６２ｂの両端部には、中央にアーム６１ｂの外形よりも一回り大きな内形の開口６２ｃ，６２ｃが形成されており、その開口６２ｃ，６２ｃにアーム６１ｂを挿通させる。そして、筒部６２ｂの両端部の内側面に接するように、第１の記録体６３Ａと第２の記録体６３Ｂとがそれぞれ配置される。ここで、記録体６３Ａ，６３Ｂの中央は穿孔されており、その穴にアーム６１ｂが挿入される。

記録体６３Ａ，６３Ｂの穴とアーム６１ｂの表面との間の摩擦抵抗は、筒部６２ｂの内面に押されたとき以外には記録体６３Ａ，６３Ｂが移動しない程度に設定される。

そして、第１の記録体６３Ａによって、２点１１ａ，１２ａ間が離隔する方向の相対変位の最大値を記録する。一方、第２の記録体６３Ｂによって、２点１１ａ，１２ａ間が接近する方向の相対変位の最大値を記録する。

目盛部６４Ａ，６４Ｂは、アーム６１ｂの側面又は上面に沿って付けられる。そして、目盛部６４Ａ，６４Ｂが設けられた面側の筒部６２ｂの壁面が透明な材料によって形成される。

第１の目盛部６４Ａは、第１の記録体６３Ａの移動量が計測できるように、記録体６３Ａの移動方向（第１の点１１ａから第２の点１２ａに向かう方向）に向けて延伸される。一方、第２の目盛部６４Ｂは、第２の記録体６３Ｂの移動量が計測できるように、記録体６３Ｂの移動方向（第２の点１２ａから第１の点１１ａに向かう方向）に向けて延伸される。

そして、地震などが発生し、第１の点１１ａに対して第２の点１２ａが離隔する方向の変位が発生すると、第２の点１２ａと一体になって移動する受け部６２も第１の点１１ａと一体になって移動するアーム部６１から離隔することになる。

このようにアーム部６１が受け部６２に対して軸方向に移動すると、筒部６２ｂの第１の点１１ａ側の端部の内面に押されて記録体６３Ａが第１の点１１ａから離隔する方向に移動する。

これに対して、第１の点１１ａに対して第２の点１２ａが接近する方向の変位が発生すると、第２の点１２ａと一体になって移動する受け部６２も第１の点１１ａと一体になって移動するアーム部６１に接近することになる。

このようにアーム部６１が受け部６２に対して軸方向に移動すると、筒部６２ｂの第１の点１１ａ側と反対側の端部の内面に押されて記録体６３Ｂが第１の点１１ａに接近する方向に移動する。

このように記録体６３Ａ，６３Ｂが筒部６２ｂの内部に収容されていれば、２点１１ａ，１２ａ間の相対変位が発生したとき以外に記録体６３Ａ，６３Ｂがずれたり移動したりするリスクを減らすことができる。

次に、２点１１ａ，１２ａ間に発生する相対変位を拡大又は縮小させる変換機構を設けた形態について、図６，７を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を付して説明する。

実施例５では、計測したい相対変位の大きさが例えば数mmと非常に小さくなる場合や、数mと非常に大きくなる場合でも、前記実施の形態及び実施例で説明した最大変位記録計２，３，４，５，６が使用できるようにするための変換機構について説明する。なお、以下では実施例４で説明した最大変位記録計６と類似する形態の最大変位記録計６Ａを使って説明するが、上述したその他の最大変位記録計２，３，４，５についても同様に適用することができる。

まず、図６を参照しながら、２点１１ａ，１２ａ間に発生する相対変位を拡大させる変換機構としての拡大変換機構７について説明する。拡大変換機構７は、２つの点１１ａ，１２ａにそれぞれ建てられる支柱７１，７１上の自在継手７２，７２に支持される。自在継手７２，７２には、長尺部材の斜材７３，７３がそれぞれ接続される。

そして、斜材７３，７３は、図６（ａ）に示すように、中央より低い高さの位置で交差され、ヒンジ部７４Ａによって接合される。ヒンジ部７４Ａ，７４Ｂは、斜材７３，７３を面内で回転自在にさせる接合部である。

斜材７３，７３の上端には、ヒンジ部７４Ｂ，７４Ｂを介して水平材７５の一端と分岐材７６の一端とがそれぞれ接続される。さらに、水平材７５の他方の端部には、最大変位記録計６Ａのアーム６１ｂの端部が接続される。

一方、分岐材７６は、図６（ｂ）に示すように最大変位記録計６Ａ側が平行な２本の枝材７６ａ，７６ａになっており、それらの枝材７６ａ，７６ａによって筒部６２ｂを挟んで接続させる。

このような拡大変換機構７を介在させると、ヒンジ部７４Ａが斜材７３の中央よりも計測対象物１１，１２側にあるため、上方のヒンジ部７４Ｂ，７４Ｂ間の変位は下方の自在継手７２，７２間の変位よりも大きくなる。

このように２つの点１１ａ，１２ａと目盛部６４Ａ，６４Ｂとの間に拡大変換機構７が介在されていると、下方の２点１１ａ，１２ａ間の離隔及び接近という相対変位が、増幅されて上方の最大変位記録計６Ａに伝達される。このため、計測したい相対変位の大きさが例えば数mmと非常に小さい場合でも、読み取り精度が上がって正確に記録することができるようになる。

これに対して図７を参照しながら説明するのは、２点１１ａ，１２ａ間に発生する相対変位を縮小させる変換機構としての縮小変換機構８についてである。縮小変換機構８は、２つの点１１ａ，１２ａにそれぞれ建てられる支柱８１，８１上の自在継手８２，８２に支持される。

自在継手８２，８２には、長尺部材の斜材８３，８３がそれぞれ接続される。そして、斜材８３，８３は、図７に示すように、中央より高い高さの位置で交差され、ヒンジ部８４Ａによって接合される。ヒンジ部８４Ａ，８４Ｂは、斜材８３，８３を面内で回転自在にさせる接合部である。

斜材８３，８３の上端には、ヒンジ部８４Ｂ，８４Ｂを介して水平材８５の一端と分岐材８６の一端とがそれぞれ接続される。さらに、水平材８５の他方の端部には、最大変位記録計６Ａのアーム６１ｂの端部が接続される。また、分岐材８６の他方の端部は、最大変位記録計６Ａの筒部６２ｂの側面に接続される。

このような縮小変換機構８を介在させると、ヒンジ部８４Ａが斜材８３の中央よりもアーム６１ｂ側にあるため、上方のヒンジ部８４Ｂ，８４Ｂ間の変位は下方の自在継手８２，８２間の変位よりも小さくなる。

このように２つの点１１ａ，１２ａと目盛部６４Ａ，６４Ｂとの間に、縮小変換機構８が介在されていると、下方の２点１１ａ，１２ａ間の離隔及び接近という相対変位が、低減されて上方の最大変位記録計６Ａに伝達される。

このため、計測したい相対変位の大きさが例えば数mと非常に大きい場合でも、最大変位記録計６Ａを大きくしなくても計測範囲を広げて確実に記録することができるようになる。

次に、前記実施の形態及び実施例とは別の形態の最大変位記録計９について、図８を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語や同一符号を付して説明する。

この実施例６では、記録体９３Ａ，９３Ｂを初期位置（目盛０の位置）に戻すためのリセット機構９５を備えた最大変位記録計９について説明する。なお、以下では実施例４で説明した最大変位記録計６と類似する形態の最大変位記録計９を使って説明するが、上述したその他の最大変位記録計２，３，４，５に対しても同様に適用することができる。

実施例６の最大変位記録計９は、図８に示すように、第１の点１１ａに固定されるとともに第２の点１２ａに向けて張り出されるアーム部９１と、第２の点１２ａに固定される受け部９２と、受け部９２に対するアーム部９１の相対変位に伴って移動する一対の記録体９３Ａ，９３Ｂと、記録体９３Ａ，９３Ｂの移動量を計測するための計測部としての目盛部９４Ａ，９４Ｂと、リセット機構９５とを主に備えている。

アーム部９１は、第１の点１１ａに表面に対して垂直に建てられる支柱９１ａと、その支柱９１ａの延伸方向に対して略直交する方向に向けて延伸されるアーム９１ｂとを有している。

受け部９２は、第２の点１２ａに表面に対して垂直に建てられる支柱９２ａと、その支柱９２ａに固定される筒部９２ｂとを有している。筒部９２ｂは、両端部が塞がれるとともに、上面にアーム部９１の軸方向に延伸されるスリット９２ｄが設けられている。

筒部９２ｂの両端部には、中央にアーム９１ｂの外形よりも一回り大きな内形の開口９２ｃ，９２ｃが形成されており、その開口９２ｃ，９２ｃにアーム９１ｂを挿通させる。また、第１の記録体９３Ａ及び第２の記録体９３Ｂの中央は穿孔されており、その穴にアーム９１ｂが挿入される。

そして、第１の記録体９３Ａによって、２点１１ａ，１２ａ間が離隔する方向の相対変位の最大値を記録する。一方、第２の記録体９３Ｂによって、２点１１ａ，１２ａ間が接近する方向の相対変位の最大値を記録する。

目盛部９４Ａ，９４Ｂは、アーム９１ｂの側面又は上面に沿って付けられる。そして、目盛部９４Ａ，９４Ｂが設けられた面側の筒部９２ｂの壁面が透明な材料によって形成される。

第１の目盛部９４Ａは、第１の記録体９３Ａの移動量が計測できるように、記録体９３Ａの移動方向（第１の点１１ａから第２の点１２ａに向かう方向）に向けて延伸される。一方、第２の目盛部９４Ｂは、第２の記録体９３Ｂの移動量が計測できるように、記録体９３Ｂの移動方向（第２の点１２ａから第１の点１１ａに向かう方向）に向けて延伸される。

さらに実施例６の最大変位記録計９には、記録体９３Ａ，９３Ｂを元の位置（初期位置）に戻すためのリセット機構９５が設けられる。このリセット機構９５は、記録体９３Ａ，９３Ｂを目盛部９４Ａ，９４Ｂの０の位置まで押し戻す戻し針９５３Ａ，９５３Ｂを備えている。この戻し針９５３Ａ，９５３Ｂは、電動モータ９５２，９５２によって作動させる直線往復運動機構と繋がっており、リセットボタン９５１を押すことで戻し針９５３Ａ，９５３Ｂがそれぞれ所定の方向に移動する構成となっている。

詳細には、リセットボタン９５１を押すと、戻し針９５３Ａは第１の点１１ａ方向に移動し、戻し針９５３Ｂは戻し針９５３Ａとは反対方向に移動する。この移動によって戻し針９５３Ａ，９５３Ｂが記録体９３Ａ，９３Ｂに当たった後は、記録体９３Ａ，９３Ｂが筒部９２ｂの両端部の内面にそれぞれ衝突するまで戻し針９５３Ａ，９５３Ｂの移動が続く。そして、この位置が記録体９３Ａ，９３Ｂの初期位置（目盛０の位置）となる。

なお、リセット機構９５の構成はこれに限定されるものではなく、例えば電磁石を使った構成にして、リセットボタン９５１を押したときに所定の位置まで記録体９３Ａ，９３Ｂが引き寄せられて戻る構成にすることもできる。

このようなリセット機構９５を備えていれば、最大変位記録計９が手の届きにくい場所などに設置されていても、容易に初期状態に戻すことができ、繰り返し計測を行うことができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態又は実施例では、２点間が離隔する方向と接近する方向の両方向の最大の相対変位を記録させる最大変位記録計２，３，４，５，６，６Ａ，９について説明したが、これに限定されるものではなく、２点間が離隔する方向又は接近する方向のいずれか一方の最大の相対変位だけを記録させる最大変位記録計であってもよい。

また、前記実施の形態又は実施例では、計測部として目盛部２４Ａ，２４Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ，５４Ａ，５４Ｂ，６４Ａ，６４Ｂ，９４Ａ，９４Ｂと変位計３４０について説明したが、いずれの最大変位記録計２，３，４，５，６，９においても目盛部と変位計とを任意に選択することができる。

さらに、前記実施の形態又は実施例では、計測対象物１１，１２の上面に最大変位記録計２，３，４，５，６，６Ａ，９を設置する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、記録体２３Ａ，２３Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ，５３Ａ，５３Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，９３Ａ，９３Ｂが自重などで移動しないように摩擦抵抗の大きさを調整することで、例えば計測対象物１１，１２の鉛直面にも最大変位記録計２，３，４，５，６，６Ａ，９を設置できるようになる。

１１ａ第１の点
１２ａ第２の点
２最大変位記録計
２１アーム部
２１ｃ突起部
２２受け部
２３Ａ，２３Ｂ記録体
２４Ａ，２４Ｂ目盛部（計測部）
３最大変位記録計
３１アーム部
３１ｃ突起部
３２受け部
３２ｃ溝
３３Ａ，３３Ｂ記録体
３４０変位計（計測部）
４最大変位記録計
４１アーム部
４１ｃ突起部
４２受け部
４２ｂ筒部
４３Ａ，４３Ｂ記録体
４４Ａ，４４Ｂ目盛部（計測部）
５最大変位記録計
５１アーム部
５２受け部
５２ｂ環状部
５３Ａ，５３Ｂ記録体
５４Ａ，５４Ｂ目盛部（計測部）
６，６Ａ最大変位記録計
６１アーム部
６２受け部
６２ｂ筒部
６３Ａ，６３Ｂ記録体
６４Ａ，６４Ｂ目盛部（計測部）
７拡大変換機構（変換機構）
８縮小変換機構（変換機構）
９最大変位記録計
９１アーム部
９２受け部
９２ｂ筒部
９３Ａ，９３Ｂ記録体
９４Ａ，９４Ｂ目盛部（計測部）
９５リセット機構
Ｘ_Ａ相対変位
Ｘ_Ｂ相対変位

Claims

２点間が離隔する方向と接近する方向の少なくとも一方の最大の相対変位を記録させるための最大変位記録計であって、
第１の点に固定されるとともに第２の点に向けて張り出されるアーム部と、
前記第２の点に固定されるとともに前記アーム部の軸方向の移動を阻害しない状態で設置される受け部と、
前記受け部に対する前記アーム部の相対変位に伴って移動する記録体と、
前記記録体の移動量を計測するための計測部とを備えたことを特徴とする最大変位記録計。
前記記録体は一対であって、第１の記録体が前記離隔する方向の相対変位の最大値を記録するものであり、第２の記録体が前記接近する方向の相対変位の最大値を記録するものであることを特徴とする請求項１に記載の最大変位記録計。
前記アーム部は前記軸方向に交差する方向に突出する突起部を有するとともに、前記受け部には前記突起部の少なくとも一方側に前記記録体が配置され、前記記録体は前記突起部に押されて移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の最大変位記録計。
前記受け部に対して前記アーム部を挿通させるとともに、前記アーム部には前記受け部の少なくとも一方側に前記記録体が配置され、前記記録体は前記受け部に押されて移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の最大変位記録計。
前記第１及び第２の点と前記計測部との間に、前記相対変位を拡大又は縮小させる変換機構を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の最大変位記録計。
前記記録体を元の位置に戻すリセット機構を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の最大変位記録計。