JPH11125501A - 累積変位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気の影響を受けないで観測でき、センサー
と記録部を一体化し、累積疲労の観測が出来る累積変位
計を提供すること。 【解決手段】 上下に摺動自在なスピンドル１と、当該
スピンドル１に設けられたラック１１と噛み合う第１ピ
ニオン３を有し、ピニオン軸３１に取り付けられた中間
ギヤ５と噛み合う第２ピニオン７が自在継手７１を介し
て計数カウンタ８に接続され、ピニオン軸３１には中間
ギヤ５を一方向のみに回転自在なラチエット９が設けら
れていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変位量を累積的に
記録する累積変位計に関し、特に地震、風、自動車等の
振動により、建造物等の全体、部分の振動変位を累積
し、建造物等の観測をする累積変位計に関する。

【０００２】

【従来の技術】建造物等の振動を累積計測し、建造物等
の全体、部分の疲労状況を観測する必要が多々ある。そ
してこのような観測を行う場合、通常は電気式各種セン
サーを使い、増幅器を有する測定器等のメモリー、或い
は他の媒体に蓄えて、直接、間接にコンピュータ等で建
造物等の累積疲労を解析している。

【０００３】しかしながら、これらの従来の累積疲労観
測装置では、第１に、これらの観測装置は何らかの電源
が必要なため、長期間の観測で商用電源が使用できな
く、なお、バッテリー等の交換ができない多くの場所で
累積疲労の観測ができない。第２に、各種センサーの感
度が微少なため、増幅器等が必要で、そのために雷、自
動車等による電気ノイズによる異常データを累積する。
第３に、センサーから測定器までにケーブルが必要でケ
ーブルが切断されることがあり、その結果、観測を行う
ことが出来なくなる。等種々の不都合が生じていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消するために電気の影響を受けないで観測でき、セ
ンサーと記録部を一体化し、累積疲労の観測が出来る累
積変位計を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の累積変位計は、
かかる目的を達成するために、センサーと記録部を一体
化し、記録されたデータを電気ノイズ等の影響から除去
するために、電気を極力用いない、機械式で累積疲労の
計測ができる累積変位計を提供するもので、その構成
は、請求項１に記載の発明は、上下に摺動自在なスピン
ドルと、当該スピンドルに設けられたラックと、ラック
と噛み合うピニオンと、ギア比を替える中間ギヤ等の変
速機と、変速機からの出力軸の回転を計測する計数カウ
ンタとよりなり、ピニオン、中間ギヤのいずれかにラチ
エット装置を設け、一方向のみの回転出力を計数カウン
タに付与するものである。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、上下に摺
動自在なスピンドルと、当該スピンドルに設けられたラ
ックと噛み合う第１ピニオンと、第１ピニオンの回転を
第２ピニオンに伝える中間ギヤと、中間ギヤに第２ピニ
オンを一方向にのみ回転可能としたラチエット装置と、
第２ピニオンの回転を計測する計数カウンタとよりな
り、ラチエット機構は、第１ピニオンのピニオン軸に固
定した鍔付きの回転子に、中間ギアとラチエットを回動
可能に装着し、バネを介しナットで中間ギアとラチエッ
トを固定子の鍔に圧接すると共に、ラチエットに噛合す
るラチエット爪とよりなる構成となるものである。

【０００７】さらに、請求項３に記載の発明はスピンド
ルに対し正逆方向に作動する２個のラチエット装置とな
るように、上記請求項１または２記載の累積変位計を配
置したことを特徴とする累積変位計である。また、請求
項４に記載の発明は、計測カウンタが電気式計数カウン
タであることを特徴とする累積変位計である。

【０００８】本発明は、上述のように構成し、スピンド
ルが定常状態から一方向に移動すると、移動量をスピン
ドルに設けているラックと噛み合うピニオンの回転とし
て計数カウンタで計測する。逆にスピンドルが、定常状
態に戻るとき、ピニオンは逆回転するが、ラチエット装
置により、計数カウンターへ変位量の伝達を無くし、カ
ウンターが元に戻ることを防止している。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１を参照
して説明する。金属プラスチック等適宜材料よりなる筐
体２の上下面より、それぞれに出入りするスピンドル１
を設け、筐体２の内部のスピンドル１の上下摺動方向側
面にラック１１を設けている。このラック１１と噛合す
る第１ピニオン３のピニオン軸３１の先端に回転子４が
固定されている。回転子４はスピンドル１に近い側に鍔
部４１が設けられている。

【００１０】回転子４の筒状の胴部４２には、中間ギヤ
５とラチエット６をねじ５１等適宜手段で一体化して装
着後、板バネ４３を介してナット４４で固定している。
この中間ギヤ５とラチエット６は、回転子４に対し回転
可能となっているが、前記板バネ４３で回転子４の鍔部
４１に押しつけられる構成となっている。

【００１１】また、ラチエット６は、筐体２内の支持体
２１に設けているラチエット爪６１と噛合し、一方向に
のみ中間ギア５を回動させる構成となっている。中間ギ
ア５は、支持体２１に軸支されている第２ピニオン７と
噛合し、ボールジョイント等公知の適宜自在継手７１を
介し計数カウンター８に接続されている。

【００１２】今、建造物等の変位（振動振幅）をスピン
ドル１が建造物等の変位（振動振幅）と等しく変位（移
動）すると、この変位がスピンドル１に設けられたラッ
ク１１と第１ピニオン３に伝わり、ピニオン軸３１に取
り付けられた回転子４を回動する。回転子４に設けてい
る中間ギア５と、これと噛合する第２ピニオン７、及び
自在継手７１を介して計数カウンタ８を回動させ、スピ
ンドル１の変位を表示する。なお、このときの、ラチエ
ット爪６１がラチエット６に噛み合わない方向に回転子
４が回転すると、中間ギア５とラチエット６は板バネ４
３で回転子４の鍔部４１に押しつけられる構成となって
いるため、回転子４と一緒に回動し第２ピニオン７を介
し計数カウンター８をカウントする。

【００１３】逆に、スピンドルが定常状態に戻る時、第
１ピニオン３が逆回転すると、ラチエット爪６１がラチ
エット６に噛み合い、ラチエット６の回動が停止し、中
間ギア５も停止する。ところが、中間ギア５及びラチエ
ット６は、板バネ４３で回転子４の鍔部４１に押しつけ
られる構成となっており、板バネ４３の押圧力は、回転
子４の鍔部４１に垂直に作用するため、回転子４を回転
させようとすると、中間ギア５とラチエット６とは別に
回転が可能となる。よって、スピンドル１が定常状態に
戻ろうとするとき、第１ピニオン３の回転の回転を阻害
する動きが無くなり、計数カウンター８の数値を戻すこ
となく、スピンドル１を変位以前の定常状態に戻ること
が出来る。従って、この後のスピンドル１の移動は、前
回の変位に積算した計測を行うことが出来る。

【００１４】本発明は、上述の実施例のラチエットをも
っと簡易にした構成であっても良い。すなわち、第１ピ
ニオンあるいは中間ギヤ等の適宜ギヤのいずれかにラチ
エット装置を設け、一方向のみの回転出力を計数カウン
タに付与する構成としても良い。具体的には、図２に示
す第１ピニオン３の例で述べると、第１ピニオンの外周
をリング状部材３２に形成しその外周面に歯を形成す
る。そして、歯部の有するリング状部材３２をピニオン
軸３１に対し、回動可能設けると共に、リング状部材３
２とピニオン軸３１間に公知のラチエット装置を設け
る。ラチエット装置としては、例えばピニオン軸３１に
固着したラチエット６２と、リング状部材３２に設けた
ラチエット爪６３と爪部をラチエット６２に押しつける
リターンスプリング６４との構成となっている。

【００１５】このように構成することにより、変位を測
定する矢印ａ方向に回転させると、ラチエット爪６３が
ラチエット６２に係合し、ピニオン軸３１も矢印ｂ方向
にリング状部材３３と一体的に回動し、スピンドル１の
ラック１１の移動による第１ピニオン３の回転を直接出
力し図示ない計数カウンターに変位の出力を行うことが
出来る。

【００１６】なお定常状態に戻るときは、第１ピニオン
３のリング状部材３２が点線矢印ｃ方向に逆回転する
と、ラチエット爪６３がラチエット６２との結合が解か
れ、リング状部材３２のみが逆回転する事が可能にな
り、ピニオン軸３１は回転せずに変位の出力は行われな
い。上述の実施例では、第１ピニオン３にラチエット装
置を設ける構成であるが、これに限るものではなく、中
間ギア等の変速器を設ける場合にこれに設けても良い。
また、変速機は、計数カウンターの出力上ある程度必要
ではあるが、第１ピニオンとラック１１の歯車比が適正
な場合には変速器を削除しても良い。

【００１７】上記の機構では、一方向の変位量の計測を
行うもので、上下の累積変位データを必要とする計測で
は不十分である。その解決策の一実施形態を図３を参照
して説明する。機構の構成は、図１の場合とほぼ同様で
あるが、第１のピニオン３のピニオン軸３１までを共通
とし、ピニオン軸３１両側に前記した累積変位計の構成
を設けたもので、回転子４，４０及び中間ギア５，５
０、ラチエット６，６０、第２ピニオン７，７０、計数
カウンター８，８０を対称に設ける構成とし、両脇に設
けているラチエットの向きを逆方向に設定した構成とし
ている。そして、スピンドルが変位しているときは、必
ず一方の計数カウンター８，８０が作動する構成となっ
ている。従って、ピニオン軸３１には、ラチエット装置
が逆回転方向に取り付けてあり、カウンタの計測データ
は、スピンドルの上下（押し引き）二方向の変位量を累
積することができる。

【００１８】計測場所に電源が用意できるか、或いは計
測期間が短期の場合は機械式カウンタを電気式に変更す
ることにより外径寸法を小さくすることができる。その
一実施形態を図４を参照して説明する。本実施例の構成
は、第２ピニオン７までの構成は、前記図１の構成と同
じである。そして、第２ピニオン７の回転出力軸に設け
ている回転体７２の外周に突起７３を設けている。そし
て、この突起７３が、マイクロスイッチ９の作用片９１
に接触し、その信号を電気式カウンタ８１に伝え変位量
に比例した数値が累積表示される。この機構は、計数累
積データの表示に電気式を用いるが、従来の測定装置と
異なり図５に示すごとく、増幅部が無く、単なる計測カ
ウンタの作動に用いるため、雷や他の電気ノイズの影響
は受けることがなく、変位量を累積計測をすることがで
きる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の累積変位計は、電気を極力用い
ない、機械式で累積疲労の計測ができ、また、センサー
と記録部を一体化して累積疲労の観測が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、スピンドルの
上下（押し引き）の一方向のみの変位量を累積表示させ
る機構図である。

【図２】本発明の第１ピニオンにラチエットを設けた場
合の実施例を示す機構図である。

【図３】本発明の他の実施例を示すもので、スピンドル
の上下（押し引き）の二方向の変位量を累積表示させる
機構図である。

【図４】本発明の一実施例を示すもので、電気式カウン
タを用いた機構図である。

【図５】本発明に関する電気式カウンタ部の電気回路図
である。

【符号の説明】

１ スピンドル １１ ラック ２ 筐体 ２１ 支持体 ３，３０ 第１ピニオン ３１ ピニオン軸 ３２ リング状部材 ４，４０ 回転子 ４１ 鍔部 ４２ 胴部 ４３ 板バネ ４４ ナット ５，５０ 中間ギヤ ５１ ネジ ６，６０ ラチエット ６１ ラチエット爪 ７，７０ 第２ピニオン ７１ 自在継手 ７２ 回転体 ７３ 突起 ８，８０，８１ カウンタ ９マイクロスイッチ ９１ 作用片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 慶人 東京都板橋区常盤台１−63−11 株式会社 尾崎製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下に摺動自在なスピンドルと、 当該スピンドルに設けられたラックと、 ラックと噛み合うピニオンと、 ギア比を替える中間ギヤ等の変速機と、 変速機からの出力軸の回転を計測する計数カウンタとよ
   りなり、 ピニオン、中間ギヤのいずれかにラチエット装置を設
   け、一方向のみの回転出力を計数カウンタに付与したこ
   とを特徴とする累積変位計。
2. 【請求項２】上下に摺動自在なスピンドルと、 当該スピンドルに設けられたラックと噛み合う第１ピニ
   オンと、 第１ピニオンの回転を第２ピニオンに伝える中間ギヤ
   と、 中間ギヤに第２ピニオンを一方向にのみ回転可能とした
   ラチエット装置と、 第２ピニオンの回転を計測する計数カウンタとよりな
   り、 ラチエット機構は、第１ピニオンのピニオン軸に固定し
   た鍔付きの回転子に、中間ギアとラチエットを回動可能
   に装着し、バネを介しナットで中間ギアとラチエットを
   固定子の鍔に圧接すると共に、ラチエットに噛合するラ
   チエット爪とよりなる構成となることを特徴とする累積
   変位計。
3. 【請求項３】スピンドルに対し正逆方向に作動する２個
   のラチエット装置となるように、請求項１または２記載
   の累積変位計を配置したことを特徴とする累積変位計。
4. 【請求項４】計測カウンタが電気式計数カウンタである
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の
   累積変位計。