特許 6528037 変位測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6528037

(24)【登録日】2019年5月24日

(45)【発行日】2019年6月12日

(54)【発明の名称】変位測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/00 20060101AFI20190531BHJP

【ＦＩ】

   G01B21/00 C

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-240453(P2014-240453)

(22)【出願日】2014年11月27日

(65)【公開番号】特開2016-102695(P2016-102695A)

(43)【公開日】2016年6月2日

【審査請求日】2017年8月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】595067442

【氏名又は名称】システム計測株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】512256454

【氏名又は名称】ＫＳコンサルタント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100082670

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 民雄

(74)【代理人】

【識別番号】100180068

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 怜史

(72)【発明者】

【氏名】北岡 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】久保 豊

(72)【発明者】

【氏名】藤沢 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】新井 順

(72)【発明者】

【氏名】皆川 恵三

(72)【発明者】

【氏名】中西 義隆

(72)【発明者】

【氏名】中里 彰人

(72)【発明者】

【氏名】小座間 琢也

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭４８−０４０２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第２７００３９７（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 独国特許発明第２０１３２０５５１２（ＤＥ，Ｂ３）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に打ち込まれる構造体を打撃した際に発生する変位量を計測する変位測定装置であって、
前記構造体から離隔して設置される支持台部と、
前記支持台部に接続されるバネ部と、
前記バネ部に振幅自在に支持される錘部と、
前記錘部の側面と前記構造体の側面との間に発生する相対変位を計測する変位計とを備えたことを特徴とする変位測定装置。

【請求項2】

前記バネ部及び錘部は、地盤に打ち込まれる構造体を打撃した際に周辺地盤に発生する振動による動き出しまでの時間が、0.5秒以上になるように調整されることを特徴とする請求項１に記載の変位測定装置。

【請求項3】

前記支持台部は、平台部と、前記平台部に立てられる柱状部とを備え、
前記バネ部は、前記平台部に下端が固定されるとともに上端が前記錘部の底面に接続され、
前記錘部には、前記柱状部に対して上下方向の移動が自在となるガイド部が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の変位測定装置。

【請求項4】

前記支持台部は、上方に延びる支柱部と、前記支柱部の上部から前記構造体に向けて張り出される張出部とを備え、
前記バネ部は、前記張出部に上端が固定されるとともに下端が前記錘部の上面に接続されることを特徴とする請求項１又は２に記載の変位測定装置。

【請求項5】

前記錘部の側面には、前記変位計として上下方向のいずれか一方向にレーザ光が照射されるようにレーザ式変位計が取り付けられるとともに、前記構造体の側面からは前記レーザ光を反射させる反射板が張り出される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変位測定装置。

【請求項6】

前記錘部の側面又は前記構造体の側面には、前記変位計として前記錘部の側面と前記構造体の側面との間に発生する相対変位を計測する接触式変位計が取り付けられる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変位測定装置。

【請求項7】

前記錘部に、加速度計が取り付けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の変位測定装置。

【請求項8】

地盤に打ち込まれる構造体を打撃した際に発生する変位量を計測する変位測定装置であって、
前記構造体から離隔して設置される支持台部と、
前記支持台部に接続されるアクチュエータ部と、
前記アクチュエータ部に支持される錘部と、
前記錘部の側面と前記構造体の側面との間に発生する相対変位を計測する変位計と、
前記錘部に取り付けられる加速度計とを備え、
前記加速度計によって検出される信号に基づいて制御される前記アクチュエータ部によって前記錘部が定位置に固定されることを特徴とする変位測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自由落下させた重錘やハンマなどで杭などの構造体を打撃して支持力などを確認する際に使用される変位測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

杭頭を重錘や油圧ハンマなどで打撃した際の杭の変位量を計測することで、杭の先端が支持層に到達しているか否かを判定する杭の打ち止め管理方法が知られている（特許文献１−３など参照）。

【0003】

また、杭頭を重錘で打撃した際の載荷荷重と杭の変位量とを計測することで、杭の支持力を測定する急速載荷試験などの杭の載荷試験方法が知られている（特許文献４参照）。

【0004】

これらの文献に開示された杭の打ち止め管理方法及び載荷試験方法では、打撃時の杭の変位量を計測することになるが、相対的な変位量を計測する装置を使用する場合は、杭の打撃による影響を受けない不動点を確保する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第２７００３９７号公報

【特許文献2】実開平４−３０４１０号公報

【特許文献3】特開平５−２５８２６号公報

【特許文献4】特開２００２−３０３５７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら特許文献１−３にも記載されているように、杭の打設現場において、杭の変位測定装置を不動点に設置することは、敷地の狭さや障害物の存在などの制約によって難しい場合が多いのが実情である。

【0007】

このため特許文献１では、杭の側面にウエイトの慣性力を利用した変位測定装置を取り付けて変位を計測している。この変位測定装置では、杭の側面に固定されたケースの内空に、バネとダッシュポットの組み合わせによってウエイトが吊るされている。

【0008】

そして、ウエイトと杭（ケース）との相対的な変位をポテンションメータで計測するとともに、ウエイト自体の絶対変位を加速度センサの検出値から算出させる。

【0009】

すなわち、油圧ハンマ等で杭頭を打撃すると、杭は高い周波数領域の動きをするが、バネとダッシュポットによって懸架されたウエイトは慣性力によって元の位置に止まろうとし、動く場合でも高い周波数領域の動きには追従せずに低い周波数の周期（１／数秒）で振動する。

【0010】

このため、引用文献１では、ウエイトの動きを加速度センサによって検出し、その加速度を２回積分することによってウエイトの変位量を算出して、杭のポテンションメータによる計測値に加算又は減算させる。

【0011】

このように引用文献１の変位測定装置は、ウエイトが杭の側面に取り付けられるためウエイトの動き出しが早い（１／数秒）うえに、ポテンションメータと加速度計の２つの計測器も衝撃を受けやすい環境下におかれるため故障のおそれがある。

【0012】

そこで、本発明は、構造体の打撃による影響を受ける地点に設置される場合であっても、故障しにくく精度の高い変位量の計測をおこなうことが可能な変位測定装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記目的を達成するために、本発明の変位測定装置は、地盤に打ち込まれる構造体を打撃した際に発生する変位量を計測する変位測定装置であって、前記構造体から離隔して設置される支持台部と、前記支持台部に接続されるバネ部と、前記バネ部に振幅自在に支持される錘部と、前記錘部の側面と前記構造体の側面との間に発生する相対変位を計測する変位計とを備えたことを特徴とする。

【0014】

ここで、前記バネ部及び錘部は、地盤に打ち込まれる構造体を打撃した際に周辺地盤に発生する振動による動き出しまでの時間が長くなるように調整されることが好ましい。例えば、前記振動による動き出しまでの時間が、0.5秒以上になるように調整される。

【0015】

また、前記支持台部は、平台部と、前記平台部に立てられる柱状部とを備え、前記バネ部は、前記平台部に下端が固定されるとともに上端が前記錘部の底面に接続され、前記錘部には、前記柱状部に対して上下方向の移動が自在となるガイド部が設けられる構成とすることができる。

【0016】

一方、前記支持台部は、上方に延びる支柱部と、前記支柱部の上部から前記構造体に向けて張り出される張出部とを備え、前記バネ部は、前記張出部に上端が固定されるとともに下端が前記錘部の上面に接続される構成とすることもできる。

【0017】

さらに、前記錘部の側面には、前記変位計として上下方向のいずれか一方向にレーザ光が照射されるようにレーザ式変位計が取り付けられるとともに、前記構造体の側面からは前記レーザ光を反射させる反射板が張り出される構成とすることができる。

【0018】

また、前記錘部の側面又は前記構造体の側面には、前記変位計として前記錘部の側面と前記構造体の側面との間に発生する相対変位を計測する接触式変位計が取り付けられる構成とすることもできる。

【0019】

さらに、前記錘部に、加速度計が取り付けられる構成とすることもできる。また、地盤に打ち込まれる構造体を打撃した際に発生する変位量を計測する変位測定装置であって、前記構造体から離隔して設置される支持台部と、前記支持台部に接続されるアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部に支持される錘部と、前記錘部の側面と前記構造体の側面との間に発生する相対変位を計測する変位計と、前記錘部に取り付けられる加速度計とを備え、前記加速度計によって検出される信号に基づいて制御される前記アクチュエータ部によって前記錘部が定位置に固定されることを特徴とする構成にすることもできる。

【発明の効果】

【0020】

このように構成された本発明の変位測定装置は、構造体から離隔して設置される支持台部と、それに接続されるバネ部及び錘部を備えている。そして、錘部と構造体との間に発生する相対変位を変位計によって計測する。

【0021】

ここで、支持台部にバネ部を介して振幅自在に支持された錘部は、支持台部が振動しても慣性力によって元の位置に止まろうとするため、構造体よりも動き出しが遅れる。よって、錘部が動き出すまでの間に変位計によって計測された相対変位は、構造体の絶対変位とみなすことができる。

【0022】

このため、構造体の打撃による影響を受ける地点に変位測定装置が設置される場合であっても、打撃による衝撃力を受けることがないので、故障しにくく精度の高い変位量の計測をおこなうことができる。

【0023】

また、バネ部のバネ定数や錘部の質量を調整することによって、打撃時に発生した振動による錘部の動き出しまでの時間を長くすることが容易にできる。特に、振動による動き出しまでの時間が0.5秒以上に設定されていれば、衝撃載荷試験や急速載荷試験などにおいて、錘部が動き出す前に充分に構造体の変位量を計測することができる。

【0024】

このような変位測定装置は、支持台部の平台部にバネ部の下端を固定してその上に錘部を接続し、平台部に立てられた柱状部に対して上下方向の移動が自在となるガイド部を錘部に設けることによって、容易に製作することができる。

【0025】

また、支持台部に上方に延びる支柱部とその上部から張り出される張出部を設け、その張出部からバネ部によって錘部を吊り下げる構成であっても、容易に製作することができる。

【0026】

さらに、錘部の側面と構造体の側面との間に発生する相対変位を計測するために非接触式のレーザ式変位計を利用することで、大きな打撃や繰り返しの打撃を行っても損傷することのない、高精度の装置にすることができる。

【0027】

また、変位計として錘部の側面と構造体の側面との間に発生する相対変位を計測する接触式変位計を利用することによっても、簡単に変位測定装置を製作することができる。

【0028】

そして、錘部に加速度計を取り付けて加速度を検出できる構成にしておくことで、錘部が動き出した後も補正によって構造体の絶対変位を算出できるようになる。この結果、錘部やバネ部の調整が不要になったり、調整だけでは対応できない時間帯の絶対変位も計測することができるようになる。

【0029】

さらに、錘部をアクチュエータ部に支持させ、加速度計によって検出される信号に基づいて錘部が定位置に固定されるようにアクチュエータ部を制御する構成であれば、錘部や支持台部の構成を小型化することが可能になる。また、長時間、錘部を最初の位置（定位置）に固定させておくことも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の実施の形態の変位測定装置の構成を示した説明図である。

【図2】杭と錘部との動き出しのずれを説明するために、変位と時間との関係を示したグラフである。

【図3】実施例１の変位測定装置の構成を示した説明図である。

【図4】実施例２の変位測定装置の構成を示した説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

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、本実施の形態の変位測定装置１の構成を示した説明図である。この変位測定装置１を使って、地盤Ｇに打ち込まれる構造体を打撃した際に発生する変位量を計測する。

【0032】

本実施の形態では、構造体としての杭Ｐの杭頭Ｐ１を、自由落下させた重錘Ｗや油圧ハンマなどで打撃する場合について説明する。このような杭頭Ｐ１の打撃は、杭Ｐの打ち込み時のほか、急速載荷試験時、衝撃載荷試験時などに行われる。

【0033】

急速載荷試験は、静的載荷試験と衝撃載荷試験の欠点を解消するために考案された杭Ｐの試験方法で、この方法によれば載荷時間を衝撃載荷試験の約１０倍に当たる0.05〜0.2秒程度にすることで弾性波動の伝播による影響をなくし、静的載荷試験に近い信頼性の高い試験結果を得ることができる。

【0034】

急速載荷試験では、杭頭Ｐ１に荷重計（図示省略）を介してゴムなどの緩衝材（図示省略）を載置し、その上に重錘Ｗを自由落下させて杭Ｐを打撃する。このように緩衝材を重錘Ｗと杭頭Ｐ１との間に介在させることによって、載荷時間を長くすることができる。

【0035】

一方、重錘Ｗを杭頭Ｐ１に直接、落下させると、衝撃荷重が短時間（0.01〜0.02秒程度）に杭頭Ｐ１に載荷されて、杭Ｐに波動現象が発生する。衝撃載荷試験は、この短時間に杭頭Ｐ１に発生するひずみと加速度から、一次元波動理論に基づいて杭Ｐの支持力を算出する試験方法である。

【0036】

これらの試験においては、載荷荷重の大きさは、杭Ｐの側面Ｐ２に貼り付けられるひずみ計（図示省略）又は杭頭Ｐ１に設置される油圧式ロードセルによって計測することができる。

【0037】

そして、杭Ｐの上下方向（鉛直方向）の変位量を、本実施の形態の変位測定装置１で計測する。

【0038】

この変位測定装置１は、杭Ｐから離隔して設置される支持台部２と、支持台部２に接続されるバネ部３と、バネ部３に振幅自在に支持される錘部４と、錘部４の側面４３と杭Ｐの側面Ｐ２との間に発生する相対変位を計測する変位計としてのレーザ式変位計６とによって主に構成される。

【0039】

また、レーザ式変位計６の周辺となる錘部４の側面４３には、加速度計８が取り付けられる。

【0040】

支持台部２は、地盤Ｇの表面に設置される三脚部２１と、三脚部２１の上部に設けられる平台部２２と、平台部２２の上面に立てられる柱状部としてのレール部２３とによって主に構成される。

【0041】

三脚部２１は、地表に凹凸があっても平台部２２を水平に据え付けることができる構成となっている。また、三脚部２１によって平台部２２の高さを調整することができる。

【0042】

バネ部３には、例えば螺旋状のコイルバネを使用することができる。バネ部３の下端３１は平台部２２の上面に固定され、上端３２は錘部４の底面４１に接続される。

【0043】

このバネ部３には、バネ定数（ｋ）が既知のコイルバネが使用される。一方、錘部４には、質量（ｍ）が既知の部材が使用される。この錘部４には、支持台部２が振動しても、慣性の法則によって所望する時間以上に最初の位置に止まり続けることができる程度の重量の部材が使用される。

【0044】

この錘部４は、例えば四角柱状や円柱状に成形される。そして、錘部４のレール部２３側の側面４４には、ガイド部５が設けられる。このガイド部５は、レール部２３と組み合わされる。

【0045】

詳細には、レール部２３は、平台部２２の上面に対して直交するように立てられる。そして、このレール部２３に対して上下方向（鉛直方向）の移動が自在となるようなガイド部５が組み付けられる。

【0046】

またガイド部５は、錘部４が杭Ｐ側やレール部２３側に搖動するのを制限する機能を有している。すなわち、バネ部３に支持された錘部４が、上下方向（鉛直方向）にのみ抵抗を受けることなく移動できるように、レール部２３とガイド部５が設けられる。

【0047】

さらに、錘部４の杭Ｐ側の側面４３には、レーザ式変位計６が取り付けられる。このレーザ式変位計６は、レーザ光が下方に向けて照射されるように取り付けられる。

【0048】

一方、杭Ｐの変位測定装置１側の側面Ｐ２には、レーザ式変位計６の反射板６１が取り付けられる。この反射板６１は、側面Ｐ２に対して略直交する方向に張り出される。

【0049】

レーザ式変位計６は、反射板６１よりも上方に配置され、下方の反射板６１に向けてレーザ光が照射される。反射板６１で反射されたレーザ光は、レーザ式変位計６の受光レンズ（図示省略）に入射される。

【0050】

レーザ式変位計６は、三角測量を応用した三角測距方式によって変位量を計測する。上述したようにレーザ式変位計６を設置した場合は、反射板６１の上下方向（鉛直方向）の変位量を計測することができる。

【0051】

この反射板６１の上下方向の変位量は、反射板６１が取り付けられる杭Ｐの変位量とすることができる。なお、レーザ光が上方に向けて照射されるようにレーザ式変位計６が設置される場合は、反射板６１はレーザ式変位計６よりも上方の側面Ｐ２から張り出されることになる。

【0052】

一方、加速度計８には、加速度センサが内蔵されている。錘部４が動き出すと、この加速度センサによって加速度が検出される。そして、検出された加速度を２回積分することによって、錘部４の変位量を算出することができる。

【0053】

次に、本実施の形態の変位測定装置１を使った杭Ｐの変位の計測方法について説明するとともに、変位測定装置１の作用について説明する。

【0054】

まず、図１に示すように、杭Ｐに隣接した位置に変位測定装置１を設置する。この位置は、杭Ｐを打撃した際に発生する振動が地盤Ｇを介して伝搬する位置であるため、通常では不動点にはならない位置である。

【0055】

変位測定装置１は、平台部２２が水平となるように三脚部２１を調整して据え付けられる。また、錘部４の側面４３に取り付けられたレーザ式変位計６が反射板６１の真上に配置されるように、平台部２２の高さを三脚部２１によって調整する。

【0056】

このようにして変位測定装置１を設置した後に、杭頭Ｐ１に向けて重錘Ｗを落下させる。落下した重錘Ｗによって杭頭Ｐ１が打撃されると、図２の上段に示すように杭Ｐに変位（変位量δ）が発生する。

【0057】

杭Ｐの変位（変位量δ）は、打撃直後（ｔ＝0）から始まり、沈下とリバウンドを繰り返して収束していく。一方、図２の下段に示すように、錘部４の変位は、杭Ｐの変位より時間ｔ１だけ遅れて始まる。

【0058】

これは、支持台部２に打撃による振動が伝搬しても、バネ部３によって振幅自在に支持された錘部４が慣性の法則により静止状態を保とうとするため、時間ｔ１の遅れをもって動き出すことによる。

【0059】

レーザ式変位計６は、錘部４の側面４３と杭Ｐの側面Ｐ２との間に発生する上下方向（鉛直方向）の相対変位を計測しているが、錘部４に変位が発生する前は、その計測値は杭Ｐの絶対変位とみなすことができる。

【0060】

上述したように、急速載荷試験の載荷時間は0.05〜0.2秒程度であり、衝撃載荷試験の載荷時間は0.01〜0.02秒程度である。このため、少なくともこの載荷時間の間、錘部４を静止させることができればよいことになる。

【0061】

錘部４の振幅の周期Ｔは、次の式によって算定することができる。

【0062】

Ｔ＝２π√（ｍ／ｋ）
ここで、ｍは錘部４の質量、ｋはバネ部３のバネ定数を示す。

【0063】

そして、この周期Ｔが長くなるほど、錘部４の動き出しまでの時間が長くなると考えられる。時間ｔ１は、Ｔ／２程度になると考えられる。

【0064】

このため、錘部４の質量ｍ及びバネ部３のバネ定数ｋを調整することによって、錘部４の振幅の周期Ｔを長周期にすれば、錘部４の動き出しまでの時間を長くすることができる。

【0065】

例えば、周期Ｔを2〜3秒程度にすることで、急速載荷試験及び衝撃載荷試験の載荷時間内（１秒以下）は、錘部４を静止させておくことができるようになる。なお、錘部４を静止させておく時間（錘部４の動き出しまでの時間）は、0.5秒程度であってもよい。

【0066】

周期Ｔは、変位測定装置１の取り扱い易さなどとの関係から任意に設定することができる。例えば、錘部４の重量が大きくなってもよい場合は、周期Ｔが１０秒程度になる変位測定装置１を製作することができる。

【0067】

このように構成された本実施の形態の変位測定装置１は、杭Ｐから離隔して設置される支持台部２と、それに接続されるバネ部３及び錘部４を備えている。そして、錘部４と杭Ｐとの間に発生する相対変位をレーザ式変位計６によって計測する。

【0068】

ここで、支持台部２にバネ部３を介して振幅自在に支持された錘部４は、支持台部２が振動しても慣性力によって元の位置に止まろうとするため、杭Ｐよりも動き出しが遅れる。よって、錘部４が動き出すまでの間にレーザ式変位計６によって計測された相対変位は、杭Ｐの絶対変位とみなすことができる。

【0069】

このため、杭Ｐの打撃による影響を受ける地点に変位測定装置１が設置される場合であっても、レーザ式変位計６のみで杭Ｐを打撃した際に発生する変位量の計測をおこなうことができる。

【0070】

また、バネ部３のバネ定数ｋや錘部４の質量ｍを調整することによって、錘部４の振幅する周期Ｔを所望する長周期に容易に設定することができる。特に、周期Ｔを長周期にすることによって振動による動き出しまでの時間が0.5秒以上に設定されていれば、衝撃載荷試験や急速載荷試験において、錘部４が動き出す前に充分に構造体の変位量を計測することができる。

【0071】

さらに、錘部４の振幅する周期Ｔが、２秒以上の長周期に設定されていれば、錘部４が動き出すまでに１秒以上の時間を確保することができるので、リバウンドなどの載荷後のしばらくの間の杭Ｐの変位量を計測することができる。

【0072】

他方、錘部４に加速度計８を取り付けて錘部４の加速度を検出できる構成にしておくことで、錘部４が動き出した後にレーザ式変位計６が計測した値も利用できるようになる。

【0073】

すなわち、錘部４の動きを加速度計８によって検出し、その検出された加速度を２回積分すれば、錘部４の変位量を算出することができる。そして、レーザ式変位計６による計測値に、演算された錘部４の変位量を加算又は減算させることで、杭Ｐの絶対変位を求めることができる。

【0074】

このように錘部４に加速度計８を取り付けておくことで、錘部４の質量ｍやバネ部３のバネ定数ｋの調整が不要になったり、調整だけでは対応できない載荷から時間がたった時間帯（錘部４が動き出した後の時間帯）の杭Ｐの絶対変位も算出することができるようになる。

【0075】

さらに、杭Ｐに直接取り付けるのではなく、別体として地盤Ｇ上に設置する変位測定装置１であれば、錘部４を大きくして周期Ｔを長くすることが容易にできる。

【0076】

また、別体として地盤Ｇ上に設置する変位測定装置１であれば、打撃による衝撃力を受けることがないので、レーザ式変位計６及び加速度計８が打撃による衝撃力などで故障しにくくなる。

【0077】

このような変位測定装置１は、支持台部２の平台部２２にバネ部３の下端３１を固定してその上に錘部４を接続し、平台部２２に立てられたレール部２３に対して上下方向の移動が自在となるガイド部５を錘部４に設けることによって、容易に製作することができる。

【0078】

また、錘部４の側面４３と杭Ｐの側面Ｐ２との間に発生する相対変位を計測するために非接触式のレーザ式変位計６を利用することで、大きな打撃や繰り返しの打撃を行っても損傷することのない、高精度に変位量を計測することが可能な装置にすることができる。

【実施例1】

【0079】

以下、前記した実施の形態の変位測定装置１とは別の形態の実施例１の変位測定装置１Ａ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、同一用語又は同一符号を付して説明する。

【0080】

前記実施の形態で説明した錘部４は、バネ部３の上に載せられる構成であったが、実施例１では、錘部４をバネ部３によって吊り下げる構成の変位測定装置１Ａについて説明する。

【0081】

この変位測定装置１Ａは、杭Ｐから離隔して設置される支持台部２Ａと、支持台部２Ａから吊り下げられるバネ部３と、バネ部３に吊り下げられる錘部４と、錘部４の側面４３と杭Ｐの側面Ｐ２との間に発生する相対変位を計測するレーザ式変位計６と、レーザ式変位計６の真上の錘部４の側面４３に取り付けられる加速度計８とによって主に構成される。

【0082】

支持台部２Ａは、地盤Ｇの表面に設置される三脚部２１と、三脚部２１の上部に設けられる平台部２２と、平台部２２の上面に立てられて上方に延びる支柱部２４と、支柱部２４の上部から杭Ｐに向けて張り出される張出部２５とによって主に構成される。

【0083】

支柱部２４は、平台部２２の上面に対して直交するように立てられる。また、支柱部２４の上端には、支柱部２４に対して直交し、かつ平台部２２と平行となるように張出部２５が設けられる。

【0084】

そして、バネ部３の上端３２は張出部２５の下面に固定され、下端３１は錘部４の上面４２に接続される。錘部４が静止している状態で、錘部４の底面４１と平台部２２の上面との間には、錘部４の振幅以上の離隔が確保されている。

【0085】

このように、支持台部２Ａに上方に延びる支柱部２４とその上部から張り出される張出部２５を設け、その張出部２５からバネ部３によって錘部４を振幅自在に吊り下げる構成であっても、容易に製作することができる。

【0086】

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。

【実施例2】

【0087】

以下、前記した実施の形態の変位測定装置１及び実施例１の変位測定装置１Ａとは別の形態の実施例２の変位測定装置１Ｂ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、同一用語又は同一符号を付して説明する。

【0088】

前記実施の形態及び実施例１では、変位計としてレーザ式変位計６を使用する場合について説明したが、実施例２では、接触式変位計７を変位計として使用する変位測定装置１Ｂについて説明する。

【0089】

実施例２の変位測定装置１Ｂは、接触式変位計７以外の構成については前記実施の形態で説明した変位測定装置１と同じであるため、重複する説明は省略する。

【0090】

なお、図４では、加速度計８を錘部４の上面４２に取り付けた図としたが、これに限定されるものではなく、側面４３の空いている位置に取り付けることもできる。

【0091】

この接触式変位計７は、錘部４の側面４３と杭Ｐの側面Ｐ２との間に発生する上下方向（鉛直方向）の相対変位を変位量として計測する。この接触式変位計７は、杭Ｐの側面Ｐ２を上下方向に安定走行させるための複数の車輪７２，・・・と、移動距離を計測するための測定輪７１とによって主に構成される。

【0092】

この測定輪７１には、ロータリエンコーダなどの回転角を計測するセンサが内蔵されており、計測された回転角に基づいて算出された測定輪７１の移動距離が変位量となる。

【0093】

図４では、接触式変位計７を錘部４の杭Ｐ側の側面４３に取り付け、測定輪７１及び車輪７２，・・・を杭Ｐの側面Ｐ２に接触させている。これに対して、杭Ｐの錘部４側の側面Ｐ２に接触式変位計７を取り付け、測定輪７１及び車輪７２，・・・を錘部４の側面４３に接触させる構成とすることもできる。

【0094】

このように変位計として錘部４の側面４３と杭Ｐの側面Ｐ２との間に発生する相対変位を計測する接触式変位計７を利用することによっても、簡単に変位測定装置１Ｂを製作することができる。

【0095】

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。

【実施例3】

【0096】

以下、前記した実施の形態の変位測定装置１及び実施例１，２の変位測定装置１Ａ，１Ｂとは別の形態の実施例３の変位測定装置について説明する。なお、前記実施の形態又は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、同一用語又は同一符号を付して説明する。

【0097】

前記実施の形態及び実施例１，２では、バネ部３によって錘部４を振幅自在に支持させる場合について説明したが、実施例３では、バネ部３に代えてアクチュエータ部によって錘部４を支持させる変位測定装置について説明する。

【0098】

このアクチュエータ部は、サーボモータを備えており、サーボモータの駆動によって長さを調整することができる。そして、このサーボモータは、加速度計８によって検出される信号に基づいて制御される。

【0099】

すなわち、杭Ｐの打撃直後の錘部４が静止しているときには、加速度計８によって検出される加速度は０となるため、サーボモータは駆動せず、アクチュエータ部の長さは変化しない。

【0100】

一方、打撃後しばらくして錘部４が動き出そうとすると、加速度計８が加速度を検出するので、錘部４の変位量を算出することができる。そこで、サーボモータを駆動して、錘部４の変位量を相殺する方向にアクチュエータ部の長さを変更することで、錘部４を最初に静止していた位置に固定することができる。

【0101】

このような実施例３の変位測定装置の構成であれば、錘部４や支持台部２，２Ａの構成を小型化することが可能になる。また、自由振幅させる場合には錘部４が動き出してしまう時間が経過した後も、アクチュエータ部を使った構成であれば錘部４を最初の位置（定位置）に留まらせることができる。

【0102】

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。

【0103】

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、この実施の形態及び実施例に限らず、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。

【0104】

例えば、前記実施の形態及び実施例では、構造体が杭Ｐの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、鋼矢板や支柱が構造体であっても本発明の変位測定装置１，１Ａ，１Ｂを使用することができる。

【0105】

また、前記実施の形態及び実施例１では、レーザ式変位計６のレーザ光を反射板６１に向けて照射することで上下方向の変位量を計測する構成としたが、これに限定されるものではなく、接触式変位計であるダイヤルゲージの先端を反射板６１に押し当てて上下方向の変位量を計測する構成にすることもできる。

【符号の説明】

【0106】

１ 変位測定装置
２ 支持台部
２２ 平台部
２３ レール部（柱状部）
３ バネ部
３１ 下端
３２ 上端
４ 錘部
４１ 底面
４２ 上面
４３ 側面
５ ガイド部
６ レーザ式変位計（変位計）
６１ 反射板
１Ａ 変位測定装置
２Ａ 支持台部
２４ 支柱部
２５ 張出部
１Ｂ 変位測定装置
７ 接触式変位計（変位計）
８ 加速度計
Ｇ 地盤
Ｐ 杭（構造体）
Ｐ２ 側面
Ｔ 周期
δ 変位量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】