JP3821456B2

JP3821456B2 - 変位検知装置

Info

Publication number: JP3821456B2
Application number: JP32970897A
Authority: JP
Inventors: 健菅沼; 伸好黒澤; 忠士荒川; 岡田　　健
Original assignee: Nippon Koei Co Ltd
Current assignee: Nippon Koei Co Ltd
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: JPH11148820A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、亀裂（ひび割れ）の変化や落石などの被測定物の変位量を測定するための変位検知装置に関するもので、さらに詳しくは、ビル、橋梁などの建造物の亀裂、トンネル、道路などの土木構造物の亀裂、崩落しそうな岩石、危険な斜面などの地山の変位量など、被測定物の近くまで接近できないような場所での変位量を段階的に検知できるようにした変位検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被測定物１１の亀裂１２を測定したり、変位量を検知するためには、図５ないし図８に示すような種々の方法が行われていた。
図５に示すのは、亀裂１２のある被測定物１１に近づいてノギス１３を亀裂１２に当てて直接亀裂１２の亀裂幅ｄを測定する方法である。
【０００３】
図６に示すものは、亀裂１２の両側の被測定物１１に所定間隔で２本の釘１４を打ち込んでおき、定期的にこれら２本の釘１４の間隔を測定することにより、亀裂１２の変化を観察しようとするものである。
【０００４】
図７に示すものは、亀裂１２の両側の被測定物１１に所定間隔で２本のアンカーボルト１５を打ち込み、これらのアンカーボルト１５にそれぞれ目印１７のついた細幅板１６を取付け、この２枚の細幅板１６が互いに略接しながら移動するように設けたもので、図６と同様に、定期的にこれら２枚の細幅板１６に設けられた目印１７の間隔から亀裂幅ｄの変化を測定するものである。
【０００５】
図８に示すものは、３次元タイプの亀裂測定装置である。亀裂１２を挾んだ一方側の被測定物１１には、Ｘ、Ｙ目盛板１８とＺ目盛板２４とがそれぞれ接着などにより取り付けられる。このとき、Ｘ、Ｙ目盛板１８のＸ方向目盛１９とＹ方向目盛２０、およびＺ目盛板２４のＺ方向目盛２５は、それぞれ３次元座標のＸ、Ｙ、Ｚの各軸に合わせられる。また、亀裂１２を挾んだ他方側の被測定物１１には、透明板２１と基線板２６とがそれぞれ接着などにより取り付けられる。このとき、透明板２１のＹ方向基線２２とＸ方向基線２３は、それぞれ前記Ｘ方向目盛１９とＹ方向目盛２０に向い合っており、また、基線板２６のＺ方向基線２７は、前記Ｚ方向目盛２５に向かいあっている。
そして、Ｙ方向基線２２とＸ方向目盛１９とのずれによりＸ軸方向の変化が測定され、Ｘ方向基線２３とＹ方向目盛２０とのずれによりＹ軸方向の変化が測定され、Ｚ方向基線２７とＺ方向目盛２５とのずれによりＺ軸方向の変化が測定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すのは、亀裂１２の亀裂幅ｄをノギス１３で直接測定する方法であるから、正確であるが、被測定物１１に接近できない危険個所では測定することができない。
【０００７】
図６、図７に示すものは、ノギス１３などによる直接的な測定のみならず、望遠鏡、双眼鏡、写真などによる間接的な測定もできるので、被測定物１１に接近できない場合に利用される。
しかし、釘１４、アンカーボルト１５、細幅板１６などの設置方法が不安定であるとともに、望遠鏡、双眼鏡、写真などによる間接的な測定では、読取り方法が不安定であり、誤差も大きいという問題を有する。
【０００８】
図８に示す３次元タイプのものは、Ｘ、Ｙ目盛板１８、透明板２１、Ｚ目盛板２４、基線板２６をコンクリートなどの被測定物１１に直接接着するタイプなので、接着しにくかったり、剥がれたりして使いにくく、また、透明板２１とＸ、Ｙ目盛板１８とのずれが読み取りにくく、また、写真撮影の場合には、Ｘ方向目盛１９、Ｙ方向目盛２０、Ｚ方向目盛２５とＹ方向基線２２、Ｘ方向基線２３、Ｚ方向基線２７の関係げ鮮明に写らない、などの問題を有する。
【０００９】
本発明は、５ｍｍ、１０ｍｍ単位など、段階的に、確実に亀裂の変化や落石の変位量が読取りでき、しかも、画像としても鮮明に表示できる変位検知装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スライドケース３０にスライドシャフト３１を進退自在に嵌合し、固定物と変位検知しようとする被測定物１１との２点間に、前記スライドケース３０の一端側とスライドシャフト３１の他端側を連結し、これらスライドケース３０とスライドシャフト３１のいずれか一方に設けた脆性な座屈材３２に、いずれか他方に設けた係止具３３を係止し、前記座屈材３２の座屈時にスライドケース３０とスライドシャフト３１の少なくともいずれか一方を突出させるばね３４を介在してなることを特徴とする変位検知装置である。
【００１１】
以上のような構成において、亀裂１２が次第に大きくなり、座屈材の破壊限度を超え、第１の座屈材３２ａが座屈すると、ばね３４によりスライドシャフト３１は、係止具３３が第２の座屈材３２ｂに係止するまで、スライドケース３０の他端から押し出され、スライドシャフト３１の座屈材３２ａに対応した第１の着色面３９ａの距離だけ突出して第１の座屈材３２ａに対応した無色面が表れる。
【００１２】
このように、亀裂１２の大きさが十分に短くても、第１の座屈材３２ａが座屈すると、ばね３４によりスライドシャフト３１は、所定量だけ突出する。第２の座屈材３２ｂの場合は、亀裂１２の大きさがさらに伸びて、座屈材の破壊限度を越えて座屈すると、スライドシャフト３１は、さらにそれ以上突出して、第２の着色面３９ｂの赤色面全体が表れる。以下同様にして、所定間隔毎に、黄色、青色、紫色、緑色が表れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１及び図２により説明する。
３０は、スライドケースで、このスライドケース３０を構成する材料は、アルミニウム、鉄、ステンレススチール、プラスチックなどのように、硬質で、経年変形の少ない材料が用いられる。また、図示例では、長さ１７２ｍｍ、外形１９ｍｍ、内径１６ｍｍの円筒形をなしている。
このスライドケース３０の一端（図１の上側）には、蓋３６が固着され、この蓋３６にアイボルト４０が螺着され、このアイボルト４０に、被測定物に固定するワイヤ３７が連結されている。また、このスライドケース３０の一端側から、軸方向に直角な座屈材取付け孔４３が所定間隔で複数対穿設されている。図示例では、１０ｍｍ間隔で６対の座屈材取付け孔４３が穿設されている。さらに、スライドケース３０の略中間位置には、ストッパ取付け孔４４が穿設されている。
【００１４】
前記スライドケース３０の他端（図１の下側）からスライドシャフト３１が進退自在に挿入されている。このスライドシャフト３１は、アルミニウム、鉄、ステンレススチール、プラスチックなどのように、硬質で、経年変形の少ない材料からなり、図示例では、長さ６０ｍｍ、外径１５．８ｍｍの円柱形をなしている。このスライドケース３０の両端には、それぞれアイボルト４１、４２が螺着され、一方のアイボルト４１には、被測定物に固定するワイヤ３８が連結され、他方のアイボルト４２には、係止具３３が連結されている。この係止具３３は、前記スライドケース３０内を遊嵌するような細長いリング状をなし、この係止具３３にコイル状のばね３４をアイボルト４２から嵌合する。
【００１５】
また、このスライドシャフト３１の外周面には、前記座屈材取付け孔４３の間隔に対応して、図示例では、１０ｍｍ間隔で横縞の着色面３９（３９ａ〜３９ｆ）が施されている。この着色面３９（３９ａ〜３９ｆ）は、例えば、スライドシャフト３１の端部側から順次、無色、赤色、黄色、青色、紫色、緑色など、色別に着色してもよいし、また、黒と黄色等、２色を交互に着色しても、さらに、同一の色を異なる明度で表してもよく、要するに、遠くから双眼鏡などで判別できるように、例えば、２０倍程度の双眼鏡で１００ｍ程度の距離で判別できる程度の幅として、１０ｍｍの間隔としている。
前記スライドケース３０の一端側のアイボルト４０と、スライドケース３０の他端側のアイボルト４１は、互いに逆ねじとすることにより、設置時のワイヤ３７、３８のゆるみを調整できるようにする。
【００１６】
以上のように構成されたスライドシャフト３１を、前記スライドケース３０の他端（図１の下側）から挿入し、まず、係止具３３の隙間を通して、ストッパ取付け孔４４からばねストッパ３５を差し込み固着する。このばねストッパ３５でばね３４を圧縮しながら、さらにスライドシャフト３１を挿入し、係止具３３の隙間を通して、座屈材取付け孔４３に座屈材３２（３２ａ〜３２ｆ）を差し込み、接着剤などで固着する。
【００１７】
前記座屈材３２（３２ａ〜３２ｆ）は、縦弾性係数の小さいアルミニウムのＨ材（加工硬化剤）からなる直径２．５ｍｍ程度の線材が用いられる。この座屈材３２は、折れ、座屈、剪断、破壊が容易で、脆性な物であれば、金属以外のガラス、陶磁器、プラスチックなどであってもよい。なお、前記ばね３４は、座屈材３２が折れたときに、スライドシャフト３１をスライドケース３０の他端（図１の下側）から突出させるためのものであり、座屈材３２にできるだけ負荷がかからないものであることが望ましい。
【００１８】
なお、スライドケース３０は、円筒形以外の３角筒、４角筒、６角筒などの角筒形や、楕円筒などであってもよく、この場合、スライドシャフト３１は、スライドケース３０内で進退自在に嵌合するものであればよい。
【００１９】
以上のような状態に組み立てた変位検知装置を亀裂１２を跨いで、又は固定物と落石のような被測定物とに、両側のワイヤ３７、３８を取付ける。この取付け時にワイヤ３７、３８にゆるみがあるときは、スライドケース３０とスライドシャフト３１を同一方向に回すと、互いに逆方向のねじをもつアイボルト４０と４１が接近して、ワイヤ３７、３８のゆるみがなくなる。
【００２０】
何らかの原因で亀裂１２が大きくなったり、落石が移動したりすると、ワイヤ３７、３８によりスライドケース３０とスライドシャフト３１が互いに伸びる方向に引っ張られる。変位量が次第に大きくなり、座屈材の破壊限度を超え、第１の座屈材３２ａが座屈すると、ばね３４によりスライドシャフト３１は、係止具３３が第２の座屈材３２ｂに係止するまで、スライドケース３０の他端から押し出され、スライドシャフト３１の座屈材３２ａに対応した第１の着色面３９ａの距離（図示例では１０ｍｍ）だけ突出して第１の座屈材３２ａに対応した無色面が表れる。
【００２１】
亀裂１２の大きさなどの変位量が１０ｍｍよりも十分に短くても、座屈材の座屈距離に達して第１の座屈材３２ａが座屈すると、ばね３４によりスライドシャフト３１は、１０ｍｍ突出する。第２の座屈材３２ｂの場合は、さらに略１０ｍｍ伸びて、座屈材の破壊限度を越えて座屈すると、スライドシャフト３１は、さらに１０ｍｍ突出して、第２の着色面３９ｂの赤色面全体が表れる。以下同様にして、略１０ｍｍ伸びる毎に、黄色、青色、紫色、緑色が表れる。
【００２２】
図１ないし図３の実施例では、スライドケース３０の中に、所定間隔毎に座屈材３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、…）を収納したので、装置全体の形状をコンパクトに構成できる。しかし、この例に限られるものではなく、図４に示すように、所定距離毎に作動するスライドケース３０とスライドシャフト３１を複数個並列に並べて設けるようにしてもよい。
【００２３】
さらに詳しくは、取付け基板４６に、スライドケース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…を複数個並列に並べて固定的に取付け、それぞれのスライドケース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…に、スライドシャフト３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、…を差し込み、これらのスライドシャフト３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、…の一端には、ばね３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、…を介して支持枠４５に取り付け、この支持枠４５の中心部に、アイボルト４０を介してワイヤ３７が連結される。また、前記スライドシャフト３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、…の他端部には、それぞれ１個ずつの座屈材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、…が設けられ、この座屈材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、…に、それぞれ係止具３３の一端部が係止されている。これら係止具３３の他端部には、ストッパ係止部４７を貫通してストッパ３５が固着され、これらのストッパ３５に、アイボルト４２を介して所定の間隔（例えば１０ｍｍ）で長さの長くなる座屈位置設定ワイヤ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…が設けられ、これらの座屈位置設定ワイヤ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…は、移動部材４８に固着され、この移動部材４８には、アイボルト４１を介してワイヤ３８が連結されている。前記移動部材４８は、水平のまま移動するように、両端のガイドリング５０がガイドシャフト５１に嵌合している。
【００２４】
以上のような構成において、亀裂１２その他の変位量が次第に大きくなり、まず、ゆるみのない第１の座屈位置設定ワイヤ４９ａが引っ張られて、第１のスライドシャフト３１ａに設けられた第１の座屈材３２ａが座屈すると、第１のばね３４ａにより第１のスライドシャフト３１ａの略全体が第１のスライドケース３０ａの他端から引き出され、第１のスライドシャフト３１ａの固有の色、たとえば、無色面が表れる。
【００２５】
つぎにゆるみの少ない第２の座屈位置設定ワイヤ４９ｂが引っ張られて、第２のスライドシャフト３１ｂに設けられた第２の座屈材３２ｂが座屈すると、第２のばね３４ｂにより第２のスライドシャフト３１ｂの略全体が第２のスライドケース３１ｂの他端から引き出され、第２のスライドシャフト３１ｂの固有の色、たとえば、赤色面が表れる。
以下同様にして、第３の座屈材３２ｃ、…が座屈する毎に、異なる色の第３のスライドシャフト３１ｃ、…が引き出される。
このような構成とすることにより、スライドケース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…の他端からスライドシャフト３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、…の略全体が引き出されるので、遠くから識別するのに優れている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、スライドケース３０にスライドシャフト３１を進退自在に嵌合し、スライドケース３０とスライドシャフト３１のいずれか一方に設けた脆性な座屈材３２に、いずれか他方に設けた係止具３３を係止し、座屈材３２の座屈時にスライドケース３０とスライドシャフト３１の少なくともいずれか一方を突出させるばね３４を介在したので、座屈材３２が座屈すると、スライドケース３０とスライドシャフト３１のいずれか一方が亀裂１２などの変位量以上の一定量だけ突出して、被測定物１１に接近できない危険個所でも変化を確実に認識することができる。
【００２７】
筒型のスライドケース３０の内部に、複数個の座屈材３２を所定間隔で設けるとともに、スライドシャフト３１とこのスライドシャフト３１に設けた係止具３３を収納したので、複数の座屈材３２の座屈毎に、ばね３４でスライドシャフト３１を所定量ずつ突出させ、被測定物１１に接近できない場合における望遠鏡、双眼鏡、写真などによる観測がより確実である。スライドシャフト３１の外面を、複数の座屈材３２の取付け間隔と略同一間隔で異なる色にて着色することにより、さらに確実な観測ができる。
スライドケース３０の中に、所定間隔毎に複数の座屈材３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、…）を収納したので、装置全体の形状をコンパクトに構成できる。
【００２８】
複数個並列に取付けたスライドケース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…に、それぞれスライドシャフト３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、…を進退自在に差し込み、それぞれ１個ずつの座屈材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、…を設け、この座屈材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、…のそれぞれの係止具３３に、所定間隔で長さの長くなる座屈位置設定ワイヤ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…を連結したので、スライドケース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…の他端からスライドシャフト３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、…の略全体が引き出されるので、遠くから識別するのに優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変位検知装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明による変位検知装置の座屈材３２が座屈したときの動作説明のための一部切り欠いた正面図である。
【図４】本発明による変位検知装置の他の実施例の一部切り欠いた正面図である。
【図５】ノギス１３による従来の直接測定方法の説明図である。
【図６】釘１４を用いた従来の測定方法の説明図である。
【図７】アンカーボルト１５と細幅板１６を用いた従来の測定方法の説明図である。
【図８】従来の３次元測定方法の説明図である。
【符号の説明】
１１…被測定物、１２…亀裂、１３…ノギス、１４…釘、１５…アンカーボルト、１６…細幅板、１７…目印、１８…Ｘ、Ｙ目盛板、１９…Ｘ方向目盛、２０…Ｙ方向目盛、２１…透明板、２２…Ｙ方向基線、２３…Ｘ方向基線、２４…Ｚ目盛板、２５…Ｚ方向目盛、２６…基線板、２７…Ｚ方向基線、３０（３０ａ、３０ｂ、…）…スライドケース、３１（３１ａ、３１ｂ、…）…スライドシャフト、３２（３２ａ、３２ｂ、…）…座屈材、３３…係止具、３４（３４ａ、３４ｂ、…）…ばね、３５…ばねストッパ、３６…蓋、３７…ワイヤ、３８…ワイヤ、３９…横縞の着色面、４０…アイボルト、４１…アイボルト、４２…アイボルト、４３…座屈材取付け孔、４４…ストッパ取付け孔、４５…支持枠、４６…取付け基板、４７…ストッパ係止部、４８…移動部材、４９（４９ａ、４９ｂ、…）…座屈位置設定ワイヤ、５０…ガイドリング、５１…ガイドシャフト。

Claims

スライドケース３０にスライドシャフト３１を進退自在に嵌合し、固定物と変位検知しようとする被測定物１１との２点間に、前記スライドケース３０の一端側とスライドシャフト３１の他端側を連結し、これらスライドケース３０とスライドシャフト３１のいずれか一方に設けた脆性な座屈材３２に、いずれか他方に設けた係止具３３を係止し、前記座屈材３２の座屈時にスライドケース３０とスライドシャフト３１の少なくともいずれか一方を突出させるばね３４を介在してなることを特徴とする変位検知装置。
筒型のスライドケース３０の内部に、複数個の座屈材３２を所定間隔で設けるとともに、スライドシャフト３１とこのスライドシャフト３１に設けた係止具３３を収納し、この係止具３３をスライドシャフト３１から最も離れた座屈材３２に係止し、前記スライドケース３０とスライドシャフト３１の間に、前記複数の座屈材３２の座屈毎にスライドシャフト３１を所定量ずつ突出させるばね３４を介在してなることを特徴とする請求項１記載の変位検知装置。
スライドシャフト３１の外面を、複数の座屈材３２の取付け間隔と略同一間隔で異なる色にて着色してなることを特徴とする請求項２記載の変位検知装置。
取付け基板４６に、スライドケース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…を複数個並列に取付け、それぞれのスライドケース３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…に、スライドシャフト３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…を進退自在に差し込み、これらのスライドシャフト３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…の一端を、ばね３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、…を介して支持枠４５に一体に取付け、この支持枠４５を、固定物と変位検知しようとする被測定物１１との２点間の一方側に連結し、前記スライドシャフト３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、…の他端部に、それぞれ１個ずつの座屈材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、…を設け、この座屈材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、…に、それぞれ係止具３３の一端部を係止し、これら係止具３３の他端部に、ストッパ係止部４７を貫通してストッパ３５を固着し、これらのストッパ３５に、所定間隔で長さの長くなる座屈位置設定ワイヤ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…を連結し、これらの、座屈位置設定ワイヤ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、…を、固定物と変位検知しようとする被測定物１１との２点間の他方側に一体に連結してなることを特徴とする請求項１記載の変位検知装置。