JP5842034B2

JP5842034B2 - Displacement measuring device using a sphere

Info

Publication number: JP5842034B2
Application number: JP2014124557A
Authority: JP
Inventors: 献一吉田; 茂人永島; 千葉　大輔; 大輔千葉; 真樹望月; 義文杉村
Original assignee: NTT Facilities Inc
Current assignee: NTT Facilities Inc
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP2014206540A

Description

本発明は、構造物の変位量を測定するための球体を利用した変位測定装置に関する。 The present invention relates to a displacement measuring apparatus using a sphere for measuring the amount of displacement of a structure.

従来、建物など構造物の変位量を測定する種々の変位測定装置が利用されている。
例えば、特許文献１には、構造物に取り付けられた支持部と、該支持部に水平方向へ移動可能に支持された支持体と、支持体と構造物又は支持部に設けられ構造物の水平方向の絶対変位量を算出する絶対変位算出部と、を備える変位測定装置が開示されている。
この変位測定装置では、構造物が地震などで水平方向へ振動すると、支持部も構造物とともに水平方向へ振動する。このとき、支持体は、支持部に水平方向へ移動可能に支持されていて、支持部の水平方向の振動がほとんど伝達されないため、水平方向へ移動せずに一点に留まることになる。
そして、支持部と支持体との相対変位量を測定することで、構造物の絶対変位量を算出することができる。 Conventionally, various displacement measuring devices that measure the amount of displacement of a structure such as a building have been used.
For example, in Patent Document 1, a support portion attached to a structure, a support body supported by the support portion so as to be movable in the horizontal direction, and a support body and the structure or the horizontal portion of the structure provided on the support portion. There is disclosed a displacement measuring device including an absolute displacement calculating unit that calculates an absolute displacement amount in a direction.
In this displacement measuring apparatus, when the structure vibrates in the horizontal direction due to an earthquake or the like, the support portion also vibrates in the horizontal direction together with the structure. At this time, the support body is supported by the support portion so as to be movable in the horizontal direction, and vibrations in the horizontal direction of the support portion are hardly transmitted, so that the support body remains at one point without moving in the horizontal direction.
And the absolute displacement amount of a structure can be calculated by measuring the relative displacement amount of a support part and a support body.

また、特許文献１には、支持部に下方に湾曲するレールなどを用いて、支持体がこのレール上を移動する変位測定装置も開示されている。
この変位測定装置では、支持体がレール上を移動可能であるため、支持部と支持体とがスムーズに相対変位でき、構造物の絶対変位量を高精度に算出することができる。
また、このような変位測定装置は、支持部に対する支持体の動作を検出する動作検出部を備えていて、構造物が変位し動作検出部が支持部に対する支持体の動作を検出すると、支持部と支持体との相対変位量の測定と、構造物の絶対変位量を算出を行うように構成されている。 Patent Document 1 also discloses a displacement measuring device in which a support body moves on the rail using a rail or the like that curves downward in the support portion.
In this displacement measuring apparatus, since the support body can move on the rail, the support portion and the support body can be smoothly displaced relatively, and the absolute displacement amount of the structure can be calculated with high accuracy.
In addition, such a displacement measuring device includes an operation detection unit that detects the operation of the support relative to the support unit. When the structure is displaced and the operation detection unit detects the operation of the support relative to the support unit, the support unit The relative displacement amount between the support and the support and the absolute displacement amount of the structure are calculated.

特開２０１０−１９７４８号公報JP 2010-19748 A

レールなどの湾曲面に沿って移動をする支持体は、支持部の下部側から上部側へ移動するに従って減速されるため、支持部の上部側に移動したときに支持体との摩擦力によって移動が停止してしまうことがある。そして、支持部の移動が停止してしまうと、支持体は支持部とともに移動してしまうため、動作検出部が支持部に対する支持体の動作を検出できず、構造物の絶対変位量を算出できないという問題がある。 Since the support that moves along the curved surface such as a rail is decelerated as it moves from the lower side to the upper side of the support part, it moves by the frictional force with the support when it moves to the upper side of the support part. May stop. If the movement of the support portion stops, the support body moves together with the support portion. Therefore, the motion detection unit cannot detect the motion of the support body with respect to the support portion, and the absolute displacement amount of the structure cannot be calculated. There is a problem.

本発明が解決しようとする課題は、構造物の変位を確実に検知して、構造物の変位量を測定できる球体を利用した変位測定装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a displacement measuring device using a sphere capable of reliably detecting displacement of a structure and measuring the amount of displacement of the structure.

上記課題を達成するため、本発明に係る球体を利用した変位測定装置は、構造物の変位量を測定する変位測定装置であって、前記構造物に設けられた面に沿って移動可能な球体と、該球体との相対移動を検出可能な動作検出部と、前記構造物の変位量を測定可能なセンサーと、を備え、前記動作検出部が前記面に沿った方向の前記構造物の変位に伴う前記球体との相対移動を検出すると、前記センサーが駆動することを特徴とする。
このようにすることにより、構造物が変位して、動作検出部が球体との相対変位を検知すると、センサーが駆動するため、構造物の変位がない場合は、センサーが駆動せず、センサーの使用電力を抑えることができる。
また、本発明に係る球体を利用した変位測定装置では、前記センサーは、前記動作検出部からの制御信号に応じて出力状態を切り換えてもよい。
このようにすることにより、構造物が変位した場合に、すぐにセンサーを駆動させることができる。
また、本発明に係る球体を利用した変位測定装置では、前記面に沿って移動可能で前記動作検出部を支持する動作検出部支持部を備え、該動作検出部支持部は、開口方向が前記面に向かうように形成された開口部を有し、前記動作検出支持部が前記開口部の縁部に固定され、前記球体が前記開口部に挿通された状態に配置されていて、該球体が前記開口部に挿通された状態において前記動作検出部支持部と前記面に沿った方向に相対移動可能である構成としてもよい。
このようにすることにより、動作検出部が球体との相対変位を確実に検知することができる。
また、本発明に係る球体を利用した変位測定装置では、構造物に設けられて、該構造物の変位量を測定する変位測定装置であって、前記構造物に固定され凹状の湾曲面が形成された支持部と、前記湾曲面に沿って移動可能に支持された支持体および球体と、前記構造物又は前記支持部と、前記支持体との相対変位量を測定し、前記構造物の絶対変位量を算出する絶対変位算出部とを備え、前記支持体は、前記球体を支持可能な開口部が形成された支持板部と、該支持板部に設けられ前記湾曲面に当接された移動輪と、を備え、前記開口部に前記球体を配置したときに、前記球体は前記開口部内を移動可能に構成されているとともに、前記球体は前記湾曲面に当接されており、前記球体と前記湾曲面との間の摩擦係数は、前記移動輪と前記湾曲面との間の摩擦係数よりも小さい形態としてもよい。 In order to achieve the above object, a displacement measuring device using a sphere according to the present invention is a displacement measuring device that measures the amount of displacement of a structure, and the sphere is movable along a surface provided in the structure. And a motion detection unit capable of detecting relative movement with the sphere, and a sensor capable of measuring a displacement amount of the structure, wherein the motion detection unit displaces the structure in a direction along the surface. When the relative movement with the sphere accompanying the detection is detected, the sensor is driven.
By doing so, the sensor is driven when the structure is displaced and the motion detection unit detects the relative displacement with the sphere. Therefore, when there is no displacement of the structure, the sensor is not driven, Power consumption can be reduced.
In the displacement measuring device using a sphere according to the present invention, the sensor may switch an output state in accordance with a control signal from the motion detection unit.
By doing so, the sensor can be driven immediately when the structure is displaced.
In addition, the displacement measuring apparatus using the sphere according to the present invention includes a motion detection unit support unit that is movable along the surface and supports the motion detection unit, and the motion detection unit support unit has an opening direction of the motion detection unit. An opening formed so as to face the surface, the motion detection support portion is fixed to an edge of the opening, and the sphere is disposed in a state of being inserted through the opening. It is good also as a structure which can be relatively moved to the direction along the said motion detection part support part and the said surface in the state penetrated by the said opening part.
By doing in this way, an operation detection part can detect a relative displacement with a sphere reliably.
Further, in the displacement measuring device using the sphere according to the present invention, the displacement measuring device is provided in the structure and measures the amount of displacement of the structure, and is fixed to the structure to form a concave curved surface. Measuring the relative displacement of the support, the support and the sphere movably supported along the curved surface, the structure or the support, and the support; An absolute displacement calculation unit that calculates a displacement amount, and the support is in contact with the curved surface provided on the support plate in which an opening capable of supporting the sphere is formed, and the support plate A moving wheel, and when the sphere is disposed in the opening, the sphere is configured to be movable in the opening, and the sphere is in contact with the curved surface, and the sphere The friction coefficient between the moving wheel and the curved surface It may be smaller form than the friction coefficient between the.

このように、支持体は、球体を支持可能な開口部が形成された支持板部と、該支持板部に設けられ湾曲面に当接された移動輪と、を備え、開口部に球体を配置したときに、球体は開口部内を移動可能に構成されているとともに、球体は湾曲面に当接されており、球体と湾曲面との間の摩擦係数は、移動輪と湾曲面との間の摩擦係数よりも小さいことにより、支持体が湾曲面の下部側から上部側へ移動して、移動輪と湾曲面との間の摩擦によって停止した場合にも、球体は停止せずに湾曲面上を移動し、支持体の開口部内を移動しての支持体と当接して支持体を押すため、支持体の移動を再開させることができる。 As described above, the support body includes the support plate portion in which the opening capable of supporting the sphere is formed, and the moving wheel provided in the support plate portion and in contact with the curved surface, and the sphere is provided in the opening portion. When arranged, the sphere is configured to be movable in the opening, and the sphere is in contact with the curved surface, and the coefficient of friction between the sphere and the curved surface is between the moving wheel and the curved surface. When the support moves from the lower side to the upper side of the curved surface and stops due to friction between the moving wheel and the curved surface, the sphere does not stop and the curved surface does not stop. Since it moves up and contacts the support that has moved through the opening of the support and pushes the support, the movement of the support can be resumed.

また、本発明に係る球体を利用した変位測定装置では、前記支持部は、筒状に形成されていて、内部に前記支持体、前記球体および前記絶対変位算出部が配されている形態としてもよい。
このように、支持部は、筒状に形成されていて、内部に支持体、球体および絶対変位算出部が配されていることにより、支持部から支持体、球体および絶対変位算出部が外れることを防止することができるとともに、支持体、球体および絶対変位算出部などに異物がぶつかったり埃などがかかったりすることを防止することができる。これにより、構造物の変位を高精度に測定することができるとともに変位測定装置のメンテナンスを容易にすることができる。 Moreover, in the displacement measuring apparatus using the sphere according to the present invention, the support section is formed in a cylindrical shape, and the support body, the sphere body, and the absolute displacement calculation section are arranged inside. Good.
As described above, the support part is formed in a cylindrical shape, and the support body, the sphere, and the absolute displacement calculation unit are disposed inside, so that the support body, the sphere, and the absolute displacement calculation part are removed from the support part. In addition, it is possible to prevent foreign matters from colliding with the support, the sphere, the absolute displacement calculation unit, and the like, and dust and the like. Thereby, the displacement of the structure can be measured with high accuracy and the maintenance of the displacement measuring device can be facilitated.

また、本発明に係る球体を利用した変位測定装置では、前記支持部は、塩化ビニル管で構成されている形態としてもよい。
このように、支持部は、塩化ビニル管で構成されていることにより、塩化ビニル管は、加工が容易であるとともに材料コストを抑えることができるため、変位測定装置の製造にかかるコストを削減させることができる。 Moreover, in the displacement measuring apparatus using the spherical body which concerns on this invention, the said support part is good also as a form comprised by the vinyl chloride pipe | tube.
Thus, since the support portion is made of a vinyl chloride pipe, the vinyl chloride pipe is easy to process and can reduce the material cost, thereby reducing the cost for manufacturing the displacement measuring device. be able to.

また、本発明に係る球体を利用した変位測定装置では、前記支持体は、前記支持部の内部上面と所定の間隔をあけるように設けられたローラを備えている形態としてもよい。
このように、支持体は、支持部の内部上面と所定の間隔をあけるように設けられたローラを備えていることにより、支持部の内部において、支持体が上方へ変位した場合にも、ローラと支持部の内部上面とが当接するため、支持体が支持部内で大きく跳ね上がることを防止することができる。 Moreover, in the displacement measuring apparatus using the sphere according to the present invention, the support may include a roller provided so as to be spaced apart from an inner upper surface of the support.
As described above, the support body includes the roller provided so as to be spaced apart from the inner upper surface of the support portion, so that even when the support body is displaced upward in the support portion, the roller is provided. And the inner upper surface of the support portion come into contact with each other, so that the support body can be prevented from greatly jumping up in the support portion.

また、本発明に係る球体を利用した変位測定装置では、前記湾曲面は、下方に湾曲する部分球面状に形成されている形態としてもよい。
このように、湾曲面は、下方に湾曲する部分球面状に形成されていることにより、支持体は湾曲面に沿って多方向へ移動することができるため、構造物の変位を高精度に測定することができる。 In the displacement measuring device using a sphere according to the present invention, the curved surface may be formed in a partially spherical shape that curves downward.
In this way, the curved surface is formed in a partially spherical shape that curves downward, so that the support can move in multiple directions along the curved surface, so the displacement of the structure can be measured with high accuracy. can do.

また、本発明に係る球体を利用した変位測定装置では、前記支持体は、前記球体が当接することで前記絶対変位算出部を駆動させるスイッチを備えている形態としてもよい。
このように、支持体は、球体が当接することで絶対変位算出部を駆動させるスイッチを備えていることにより、構造物が振動したときに絶対変位算出部を駆動させることができる。 Moreover, in the displacement measuring apparatus using a sphere according to the present invention, the support may include a switch that drives the absolute displacement calculation unit when the sphere contacts.
As described above, the support body includes the switch that drives the absolute displacement calculation unit when the spherical body comes into contact with the support body, so that the absolute displacement calculation unit can be driven when the structure vibrates.

本発明によれば、構造物が変位して、動作検出部が球体との相対変位を検知すると、センサーが駆動するため、構造物の変位がない場合は、センサーが駆動せず、センサーの使用電力を抑えることができる。 According to the present invention, when the structure is displaced and the motion detection unit detects the relative displacement with the sphere, the sensor is driven. Therefore, when there is no displacement of the structure, the sensor is not driven and the sensor is used. Power can be reduced.

本発明の第１実施形態による変位測定装置の建物に取り付けられている様子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a mode that the displacement measuring device by 1st Embodiment of this invention is attached to the building. 本発明の第１実施形態による変位測定装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the displacement measuring apparatus by 1st Embodiment of this invention. （ａ）は図２のＡ方向矢視図、（ｂ）は図２のＢ方向矢視図である。(A) is an A direction arrow view of FIG. 2, (b) is a B direction arrow view of FIG. 建物の天井面に取り付けられている変位測定装置を示す図である。It is a figure which shows the displacement measuring apparatus attached to the ceiling surface of a building. （ａ）は本発明の第１実施形態による変位測定装置の支持体と球体を説明する斜視図、（ｂ）は（ａ）の上面図である。(A) is a perspective view explaining the support body and sphere of the displacement measuring device by 1st Embodiment of this invention, (b) is a top view of (a). （ａ）は本発明の第２実施形態による変位測定装置を示す図、（ｂ）は（ａ）の支持体および球体を説明する図である。(A) is a figure which shows the displacement measuring apparatus by 2nd Embodiment of this invention, (b) is a figure explaining the support body and spherical body of (a). 第１実施形態による変位測定装置の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the displacement measuring device by 1st Embodiment. 第１実施形態による変位測定装置の他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of the displacement measuring apparatus by 1st Embodiment.

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による球体を利用した変位測定装置について、図１乃至図６に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による変位測定装置（球体を利用した変位測定装置）１は、建物（構造物）Ｋに複数取り付けられて、地震や風などによって生じる建物Ｋの変位量をそれぞれ測定するものである。本実施形態では、変位測定装置１は、建物ＫのスラブＳ下およびグランドレベル（ＧＬ）に取り付けられている。
図２および図３に示すように、変位測定装置１は、円筒状に形成され建物Ｋ（図１参照）に固定された支持部２と、該支持部２の内部に配されて該支持部２の軸方向（図４の矢Ｃの方向）へ移動可能な支持体３および球体４と、支持部２と支持体３との水平方向の相対変位量を測定し建物Ｋの水平方向の絶対変位を算出する絶対変位算出部５と、支持部２と支持体３との相対変位を検出する動作検出部（スイッチ）６（図３（ａ）参照）と、該動作検出部６と接続されて絶対変位算出部５の駆動を制御する制御部（不図示）と、を備えている。 (First embodiment)
Hereinafter, a displacement measuring apparatus using a sphere according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the displacement measuring device (displacement measuring device using a sphere) 1 according to this embodiment is attached to a plurality of buildings (structures) K to measure the displacement amount of the building K caused by an earthquake or wind. Each is measured. In this embodiment, the displacement measuring device 1 is attached below the slab S of the building K and at the ground level (GL).
As shown in FIGS. 2 and 3, the displacement measuring device 1 includes a support portion 2 formed in a cylindrical shape and fixed to a building K (see FIG. 1), and the support portion 2 disposed inside the support portion 2. The horizontal displacement of the support 3 and the sphere 4, which can be moved in the direction of the two axes (direction of arrow C in FIG. 4), and the support 2 and the support 3, is measured. An absolute displacement calculation unit 5 that calculates displacement, an operation detection unit (switch) 6 (see FIG. 3A) that detects relative displacement between the support unit 2 and the support 3, and the operation detection unit 6 are connected. And a control unit (not shown) that controls the driving of the absolute displacement calculation unit 5.

図４に示すように、支持部２は、中心軸が円弧状に湾曲していて、軸方向の両端部２ａ，２ａが軸方向の中央部２ｂよりも上方となる向きで、建物ＫのスラブＳの下面に固定されている。本実施形態では、支持部２に塩化ビニル管を使用し、支持部２の軸方向の両端部２ａ，２ａをスラブＳの下面にそれぞれ固定具２１で固定するとともに、軸方向の中央部２ｂとスラブＳとの間にスペーサ２２を設けて、支持部２を下側へ湾曲させている。
。
支持部２は下方に湾曲しているため、建物Ｋが振動していない通常時には、支持部２内に配された支持体３（図２参照）は、支持部２の軸方向の中央部２ｂに位置している。
この支持部２の内部下面２ａが本発明の湾曲面に相当している。 As shown in FIG. 4, the support portion 2 is a slab of the building K whose center axis is curved in an arc shape and whose both axial ends 2 a and 2 a are above the central portion 2 b in the axial direction. It is fixed to the lower surface of S. In the present embodiment, a vinyl chloride pipe is used for the support portion 2, and both axial ends 2 a and 2 a of the support portion 2 are fixed to the lower surface of the slab S with the fixtures 21, respectively, and the axial central portion 2 b and A spacer 22 is provided between the slab S and the support portion 2 is bent downward.
.
Since the support portion 2 is curved downward, the support body 3 (see FIG. 2) disposed in the support portion 2 is normally in the axial center portion 2b of the support portion 2 when the building K is not vibrating. Is located.
The inner lower surface 2a of the support portion 2 corresponds to the curved surface of the present invention.

図２および図３に示すように、支持体３は、絶対変位算出部５の後述するセンサー５ａ（図３（ａ）参照）が取り付けられる支持板部３１と、支持板部３１に設置されて支持部２の内部下面２ｃに沿って支持部２の軸方向へ走行可能な複数の車輪（移動輪）３２と、支持板部３１の上方に固定された保持板部３３に回転可能に保持されたローラ３４と、を備えている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the support 3 is installed on the support plate 31 and a support plate 31 to which a sensor 5a (see FIG. 3A) described later of the absolute displacement calculation unit 5 is attached. A plurality of wheels (moving wheels) 32 capable of traveling in the axial direction of the support portion 2 along the inner lower surface 2c of the support portion 2 and a holding plate portion 33 fixed above the support plate portion 31 are rotatably held. And a roller 34.

支持板部３１は、板状の部材で、支持体３が支持部２の軸方向の中央部２ｂ（図４参照）に位置しているときに、その面方向が略水平となるように設置されている。そして、支持板部３１は、走行方向の中央部にセンサー５ａが取り付けられていて、走行方向の両端部側に球体４が挿通される開口部３１ａ，３１ａが形成されている。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、開口部３１ａは、挿通された球体４の表面との間に隙間ｄ１ができる大きさに形成されている。 The support plate portion 31 is a plate-like member, and is installed so that the surface direction thereof is substantially horizontal when the support body 3 is positioned at the central portion 2b (see FIG. 4) of the support portion 2 in the axial direction. Has been. The support plate 31 has a sensor 5a attached to the center in the traveling direction, and openings 31a and 31a through which the spheres 4 are inserted are formed at both ends in the traveling direction. As shown in FIGS. 5A and 5B, the opening 31a is formed in a size that allows a gap d1 between the opening 31a and the surface of the inserted sphere 4.

図２および図３に示すように、車輪３２は、支持板部３１の走行方向の両側部にそれぞれ２つずつ取り付けられている。図３（ｂ）に示すように、車輪３２は、支持部２の内部下面２ｃに沿って転動可能に構成されている。本実施形態では、支持部２が円筒状に形成されているため、車輪３２は、円弧面状の支持部２の内部下面２ｃに沿って転動可能となるように、支持板部３１に対して傾斜して取り付けられている。
なお、車輪３２の個数は上記以外の数でもよく、車輪３２に代わってベアリングなどを取り付けてもよい。
図３に示すように、ローラ３４は、その上端部と支持部２の内部上面２ｄとの間に所定の間隔ｄ２があくように保持板部３３に取り付けられている。そして、支持体３が支持部２の内部で上方へ変位したときに、ローラ３４は支持部２の内部上面２ｄと当接し、支持部２の内部上面２ｄに沿って支持部２の軸方向へ移動可能に構成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, two wheels 32 are attached to each side of the support plate 31 in the traveling direction. As shown in FIG. 3B, the wheel 32 is configured to be able to roll along the inner lower surface 2 c of the support portion 2. In the present embodiment, since the support portion 2 is formed in a cylindrical shape, the wheel 32 can move with respect to the support plate portion 31 so as to be able to roll along the inner lower surface 2c of the arc-shaped support portion 2. It is attached with an inclination.
The number of wheels 32 may be other than the above, and a bearing or the like may be attached in place of the wheels 32.
As shown in FIG. 3, the roller 34 is attached to the holding plate portion 33 such that a predetermined distance d2 is provided between the upper end portion of the roller 34 and the inner upper surface 2d of the support portion 2. When the support 3 is displaced upward in the support portion 2, the roller 34 comes into contact with the inner upper surface 2 d of the support portion 2, and extends in the axial direction of the support portion 2 along the inner upper surface 2 d of the support portion 2. It is configured to be movable.

球体４は、例えば鉄球などで、開口部３１ａに挿通された状態で支持部２の内部下面２ｃに沿って支持部２の軸方向へ転がることが可能に構成されている。
また、開口部３１ａが挿通された球体４の表面との間に隙間ｄができる大きさに形成されているため、球体４は、開口部３１ａの内部でこの隙間ｄの範囲で移動することができる。
また、球体４は、支持部２の内部下面２ｃとの間の摩擦係数が、支持体３の車輪３２と支持部２の内部下面２ｃとの間の摩擦係数よりも小さくなるように構成されている。 The spherical body 4 is an iron ball or the like, for example, and is configured to be able to roll in the axial direction of the support portion 2 along the inner lower surface 2c of the support portion 2 while being inserted through the opening portion 31a.
Further, since the gap d is formed so as to have a gap d with the surface of the sphere 4 through which the opening 31a is inserted, the sphere 4 can move within the gap d within the opening 31a. it can.
The spherical body 4 is configured such that the friction coefficient between the inner lower surface 2c of the support portion 2 is smaller than the friction coefficient between the wheel 32 of the support member 3 and the inner lower surface 2c of the support portion 2. Yes.

絶対変位算出部５は、支持体３と支持部２との相対変位を測定するセンサー５ａと、支持部２と支持体３との相対変位から建物Ｋ（図１参照）の絶対変位量を算出する算出部（不図示）と、を備えている。算出部から算出された建物Ｋの絶対変位量のデータは、通信部（不図示）を介して外部機器に出力されている。
センサー５ａとしては、例えば、アノトペンを採用し、支持部２にアノトパターンが印刷された基準板（不図示）を設けて、アノトペンがアノトパターンのドットを読み取ることで、支持部２と支持体３との相対変位が測定される構成としてもよい。また、センサー５ａに、バーコードリーダーや光の透過・反射を利用した光学式の読取部、光学式マウス、差動トランスを用いた変位量の検出方法などを採用してもよい。 The absolute displacement calculation unit 5 calculates the absolute displacement amount of the building K (see FIG. 1) from the sensor 5a that measures the relative displacement between the support 3 and the support 2 and the relative displacement between the support 2 and the support 3. And a calculating unit (not shown). The absolute displacement data of the building K calculated from the calculation unit is output to an external device via a communication unit (not shown).
As the sensor 5a, for example, Anotopen is adopted, a reference plate (not shown) on which the Anoto pattern is printed is provided on the support 2, and the Anotopen reads the dots of the Anoto pattern, so that the support 2 and the support 3 are provided. It is good also as a structure by which relative displacement is measured. Further, the sensor 5a may employ a barcode reader, an optical reading unit using light transmission / reflection, an optical mouse, a displacement detection method using a differential transformer, or the like.

図３（ａ）および図５に示すように、動作検出部６は、例えば、機械式スイッチなどからなり、支持部２と支持体３とが支持部２の軸方向へ相対変位したときに、球体４が支持体３の開口部３１ａの内周面と当接すると、スイッチがオン状態となり、駆動信号を制御部（不図示）に出力するように構成されている。
本実施形態では、開口部３１ａの内周面に板状の部材が取り付けられていて、この板状の部材に球体４が当接するとスイッチがオン状態となるように構成されている。
なお、動作検出部６は、上述した構成に限られることはなく、支持部２と支持体３とが支持部２の軸方向へ相対変位すると、スイッチがオン状態となり、駆動信号を制御部（不図示）に出力するように構成されていればよい。
制御部は、絶対変位算出部５および動作検出部６に接続されていて、動作検出部６から出力された駆動信号を受けて、絶対変位算出部５のセンサー５ａおよび算出部を駆動させている。
なお、本実施の形態では制御部を設けているが、制御部を設けずに、動作検出部６から出力された駆動信号が直接絶対変位算出部５に伝達される構成としてもよい。 As shown in FIGS. 3A and 5, the motion detection unit 6 includes, for example, a mechanical switch or the like, and when the support unit 2 and the support body 3 are relatively displaced in the axial direction of the support unit 2, When the sphere 4 comes into contact with the inner peripheral surface of the opening 31a of the support 3, the switch is turned on and a drive signal is output to a control unit (not shown).
In the present embodiment, a plate-like member is attached to the inner peripheral surface of the opening 31a, and the switch is turned on when the sphere 4 comes into contact with the plate-like member.
The motion detection unit 6 is not limited to the above-described configuration. When the support unit 2 and the support 3 are relatively displaced in the axial direction of the support unit 2, the switch is turned on, and the drive signal is transmitted to the control unit ( It may be configured to output to (not shown).
The control unit is connected to the absolute displacement calculation unit 5 and the motion detection unit 6, receives the drive signal output from the motion detection unit 6, and drives the sensor 5 a and the calculation unit of the absolute displacement calculation unit 5. .
Although the control unit is provided in the present embodiment, the drive signal output from the motion detection unit 6 may be directly transmitted to the absolute displacement calculation unit 5 without providing the control unit.

次に、上述した実施形態の変位測定装置１の動作について説明する。
地震などにより、建物Ｋに振動が生じると、支持部２は建物Ｋに固定されているため建物Ｋと同様に振動する。これに対し、支持体３は、支持部２の軸方向へ支持部２と相対移動可能に構成され、この方向の振動が支持部２からほとんど伝達されないため、ほとんど振動せずに一点に留まることになる。
このとき、支持体３は、その車輪３２が支持部２の振動にあわせて支持部２の内部下面２ｃに沿って転動している。
また、球体４も支持部２の軸方向へ支持部２と相対移動可能に構成されているため、支持部２の振動にあわせて転がり、一点に留まることになる。 Next, operation | movement of the displacement measuring apparatus 1 of embodiment mentioned above is demonstrated.
When vibration occurs in the building K due to an earthquake or the like, the support portion 2 vibrates in the same manner as the building K because it is fixed to the building K. On the other hand, the support body 3 is configured to be movable relative to the support section 2 in the axial direction of the support section 2, and vibrations in this direction are hardly transmitted from the support section 2. become.
At this time, the support body 3 has its wheels 32 rolling along the inner lower surface 2 c of the support portion 2 in accordance with the vibration of the support portion 2.
Further, since the sphere 4 is also configured to be movable relative to the support portion 2 in the axial direction of the support portion 2, it rolls according to the vibration of the support portion 2 and stays at one point.

そして、支持部２と支持体３とが相対変位することから、この相対変位を動作検出部６が検出して制御部へ伝達する。これにより制御部から絶対変位算出部５の駆動信号が出力され、センサー５ａが駆動する。
そして、センサー５ａは、支持部２と支持体３との相対変位量を測定する。そして、基準板の変位量をもとに、算出部によって建物Ｋの絶対変位量が算出される。この算出部から算出されたのデータは、通信部（不図示）を介して外部機器に出力される。 And since the support part 2 and the support body 3 are displaced relatively, the operation | movement detection part 6 detects this relative displacement, and transmits to a control part. As a result, a drive signal for the absolute displacement calculator 5 is output from the controller, and the sensor 5a is driven.
The sensor 5a measures the relative displacement amount between the support portion 2 and the support body 3. Then, the absolute displacement amount of the building K is calculated by the calculation unit based on the displacement amount of the reference plate. The data calculated from this calculation unit is output to an external device via a communication unit (not shown).

このとき、支持体３および球体４は、支持部２を基準とすると、湾曲した支持部２の内部下面２ｃに沿って支持部２の軸方向の移動することになる。
ここで、支持体３が支持部２内で移動する場合、支持体３が振り上がって支持部２の端部側へ移動すると、支持体３の変位速度が減速し、支持体３の車輪３２と支持部２との間の摩擦によって、支持体３が停まってしまうことがある。 At this time, the support body 3 and the sphere 4 move in the axial direction of the support section 2 along the inner lower surface 2c of the curved support section 2 with the support section 2 as a reference.
Here, when the support body 3 moves in the support portion 2, when the support body 3 swings up and moves toward the end portion side of the support portion 2, the displacement speed of the support body 3 is reduced, and the wheel 32 of the support body 3. And the support 2 may cause the support 3 to stop.

本実施形態では、球体４が支持体３とともに支持部２内で移動しており、球体４と支持部２との間の摩擦係数が支持体３の車輪３２と支持部２との間の摩擦係数よりも小さいため、支持体３が停止した場合でも球体４は移動することになる。
そして、支持体３が停止しているときに球体４が変位すると、球体４は、支持体３の支持板部３１に形成された開口部３１ａ内で変位するため、開口部３１ａの内周面に当接して支持板部３１を押すことになる。これにより支持体３は動き出し振り子運度が再開される。 In the present embodiment, the sphere 4 moves in the support portion 2 together with the support 3, and the friction coefficient between the sphere 4 and the support portion 2 is the friction between the wheel 32 of the support 3 and the support portion 2. Since the coefficient is smaller than the coefficient, the sphere 4 moves even when the support 3 is stopped.
When the sphere 4 is displaced while the support 3 is stopped, the sphere 4 is displaced in the opening 31 a formed in the support plate 31 of the support 3, and thus the inner peripheral surface of the opening 31 a. The support plate portion 31 is pushed against the contact. As a result, the support 3 starts moving and the pendulum mobility is resumed.

また、建物Ｋの振動が治まると、支持体３は支持部２の中央部２ｂへ向かって変位し、支持部２の中央部２ｂで停止する。すなわち、建物Ｋに振動が生じていない場合、支持体３は、常に支持部２の中央部２ｂに自重により保持される。
また、支持体３には上方にローラ３４が設けられていることにより、支持部２が上下方向へ移動した場合には、支持体３のローラ３４と支持部２の内部上面２ｄとが当接するため、支持体３が大きく飛び上がることがなく、支持部２内をその軸方向へスムーズに移動することができる。 Moreover, when the vibration of the building K subsides, the support body 3 is displaced toward the center portion 2b of the support portion 2 and stops at the center portion 2b of the support portion 2. That is, when no vibration is generated in the building K, the support 3 is always held by its own weight in the central portion 2 b of the support 2.
Further, since the support 3 is provided with a roller 34 above, when the support portion 2 moves in the vertical direction, the roller 34 of the support 3 and the inner upper surface 2d of the support portion 2 come into contact with each other. Therefore, the support body 3 does not jump greatly and can move smoothly in the support portion 2 in the axial direction.

次に、上述した変位測定装置１の効果について図面を用いて説明する。
本実施形態による変位測定装置１によれば、球体４を備えていることにより、支持部２内における支持体３の移動が停止することがなく、支持体３と支持部２とは効率よく相対変位することができるため、支持体３自体を、一点に留めることができ、建物Ｋの変位を高精度に測定することができる。 Next, the effect of the displacement measuring apparatus 1 described above will be described with reference to the drawings.
According to the displacement measuring apparatus 1 according to the present embodiment, since the spherical body 4 is provided, the movement of the support body 3 in the support section 2 does not stop, and the support body 3 and the support section 2 are efficiently relative to each other. Since it can be displaced, the support 3 itself can be kept at one point, and the displacement of the building K can be measured with high accuracy.

また、建物Ｋに振動が生じていない場合に、支持体３を自重により支持部２の中央部２ｂの位置に保持させることができるため、振動の後に支持体３の位置を戻す作業を不要とすることができる。
また、支持部２がスラブＳの下面に取り付けられるようになっていることから、建物Ｋ内の人間の生活空間や仕事空間などに影響されない位置に変位測定装置１を取り付けることができる。そのため、変位測定装置１を各階に複数設置することができ、測定精度をさらに向上させることができる。 Further, when the building K is not vibrated, the support body 3 can be held at the position of the central portion 2b of the support portion 2 by its own weight, so that it is not necessary to return the position of the support body 3 after the vibration. can do.
Moreover, since the support part 2 is attached to the lower surface of the slab S, the displacement measuring device 1 can be attached to a position in the building K that is not affected by the human living space or work space. Therefore, a plurality of displacement measuring devices 1 can be installed on each floor, and the measurement accuracy can be further improved.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。
図６に示すように、第２実施形態による変位測定装置５１は、支持部５２が下方に湾曲する部分球面状に形成されている。支持体５３は、支持部５２上を移動可能に構成されている。
本実施形態では、３つの球体５４が設けられていて、平面視における支持体５３の図心を中心に、等間隔に配設されている。そして、支持体５３には、この球体５４が挿通される３つの開口部５３ａが形成されている。 (Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. However, the same or similar members and parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. A different configuration will be described.
As shown in FIG. 6, the displacement measuring device 51 according to the second embodiment is formed in a partial spherical shape in which the support portion 52 is curved downward. The support body 53 is configured to be movable on the support portion 52.
In the present embodiment, three spheres 54 are provided, and are arranged at equal intervals around the centroid of the support 53 in plan view. The support 53 is formed with three openings 53a through which the sphere 54 is inserted.

第１実施形態と同様に、開口部５３ａは、挿通された球体５４との間に隙間ｄ１があくように形成されている。また、球体５４は、支持部５２との間の摩擦係数が、支持体５３の車輪３２と支持部５２との間の摩擦係数よりも小さくなるように構成されている。
このため、第２実施形態による変位測定装置５１は、第１実施形態と同様の効果を奏する。
また、第２実施形態による変位測定装置５１によれば、支持体５３が部分球面状の支持部５２上を移動することができるため、水平方向全ての変位を測定することができる。 Similar to the first embodiment, the opening 53a is formed so as to have a gap d1 between the inserted sphere 54 and the opening 54a. The spherical body 54 is configured such that the friction coefficient with the support portion 52 is smaller than the friction coefficient between the wheel 32 of the support body 53 and the support portion 52.
For this reason, the displacement measuring apparatus 51 by 2nd Embodiment has an effect similar to 1st Embodiment.
Moreover, according to the displacement measuring apparatus 51 by 2nd Embodiment, since the support body 53 can move on the support part 52 of a partial spherical shape, all the displacements of a horizontal direction can be measured.

以上、本発明による変位測定装置１，５１の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した第１実施形態による変位測定装置１は、２つの球体４を備えているが、球体４は、支持体３に対して１つ以上設けられていればよい。球体４は、例えば、図７に示すように１つ設けられていてもよいし、図８に示すように６つ設けられていてもよい。 As mentioned above, although embodiment of the displacement measuring apparatus 1 and 51 by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably.
For example, the displacement measuring apparatus 1 according to the first embodiment described above includes two spheres 4, but one or more spheres 4 may be provided on the support 3. For example, one sphere 4 may be provided as shown in FIG. 7, or six spheres 4 may be provided as shown in FIG.

また、上述した実施形態では、変位測定装置１，５１がスラブＳの下面に設けられるとしたが、スラブＳの上面に設けてもよい。
また、上述した第１実施形態では、支持部２は、円筒状に形成されているが、角筒状に形成されていてもよい。また、支持部２は、筒状でなくてもよく、下方へ湾曲するレールとし、このレールの上部に支持体３を設置してもよい。
また、上述した実施形態では、支持体３にローラ３４が設けられているが、支持体３にローラ３４が設けられていなくてもよく、ローラ３４に代わってストッパーなどが設けられていてもよい。 In the above-described embodiment, the displacement measuring devices 1 and 51 are provided on the lower surface of the slab S, but may be provided on the upper surface of the slab S.
Further, in the first embodiment described above, the support portion 2 is formed in a cylindrical shape, but may be formed in a rectangular tube shape. Moreover, the support part 2 does not need to be a cylinder shape, It is set as the rail which curves below, and the support body 3 may be installed in the upper part of this rail.
In the embodiment described above, the roller 34 is provided on the support 3. However, the roller 34 may not be provided on the support 3, and a stopper or the like may be provided instead of the roller 34. .

また、上述した実施形態では、動作検出部６が機械式スイッチからなるものとしたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。 In the above-described embodiment, the motion detection unit 6 is composed of a mechanical switch. However, the present invention is not limited to this and can be changed as appropriate.

１，５１変位測定装置（球体を利用した変位測定装置）
２，５２支持部
３，５３支持体
４，５４球体
５ａセンサー
６動作検出部（スイッチ）
３１支持板部
３１ａ開口部
３２車輪（移動輪）
３４ローラ
Ｋ建物（構造物） 1,51 Displacement measuring device (Displacement measuring device using a sphere)
2,52 Support unit 3,53 Support unit 4,54 Sphere 5a Sensor 6 Motion detection unit (switch)
31 Support plate part 31a Opening part 32 Wheel (moving wheel)
34 Laura K Building (structure)

Claims

A displacement measuring device for measuring the amount of displacement of a structure,
A sphere movable along a surface provided in the structure ;
An operation detection unit capable of detecting relative movement with the sphere;
A sensor capable of measuring the amount of displacement of the structure,
A displacement measuring apparatus using a sphere, wherein the sensor is driven when the motion detecting unit detects a relative movement with the sphere accompanying a displacement of the structure in a direction along the surface .

The displacement measuring apparatus using a sphere according to claim 1, wherein the sensor switches an output state according to a control signal from the motion detection unit.

A motion detection unit support that is movable along the surface and supports the motion detection unit;
The motion detection unit support has an opening formed so that the opening direction is directed to the surface,
The motion detection support portion is fixed to an edge of the opening, the sphere is arranged in a state of being inserted through the opening, and the motion detection portion is supported in a state in which the sphere is inserted into the opening. The displacement measuring device using a sphere according to claim 1, wherein the displacement is relatively movable in a direction along the surface and the surface .