(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-24
(45)【発行日】2023-06-01
(54)【発明の名称】計測装置
(51)【国際特許分類】
G01B 5/14 20060101AFI20230525BHJP
G01B 21/16 20060101ALI20230525BHJP
【ＦＩ】
G01B5/14
G01B21/16
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022102164
(22)【出願日】2022-06-24
【審査請求日】2022-06-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000135771
【氏名又は名称】株式会社パスコ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100180806
【弁理士】
【氏名又は名称】三浦 剛
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 隆
(72)【発明者】
【氏名】荒 洋造
【審査官】國田 正久
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１２０５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１８５５４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国登録特許第１０－２３１１１０１（ＫＲ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｂ ５／１４
Ｇ０１Ｂ ２１／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１位置に設置される第１ユニットと、前記第１位置から離間した第２位置に設置される第２ユニットと、
前記第１ユニットと前記第２ユニットの間に配置される接続部と、
前記第２ユニットに設けられ、且つ、前記接続部の少なくとも一部を回転可能に前記接続部の一端側を保持する保持部と、
前記第１ユニットに配置され、且つ、前記接続部の他端側の変位を前記第１位置と前記第２位置の間の距離の変化として計測するセンサと、を有し、
前記接続部は、前記接続部の少なくとも一部が回転することによって、前記第１位置と前記第２位置との間に高低差があっても、前記第１ユニット及び前記第２ユニットをそれぞれ前記第１位置及び前記第２位置に配置可能なクランク部を含む、
ことを特徴とする計測装置。
【請求項2】
前記接続部は、前記クランク部の一端を中心とする前記クランク部の他端の回転軌道の半径の範囲内で、前記第１位置と前記第２位置との間に高低差があっても、前記第１ユニット及び前記第２ユニットをそれぞれ前記第１位置及び前記第２位置に配置する、請求項１に記載の計測装置。
【請求項3】
前記第１ユニットに対する前記接続部の少なくとも一部の回転を係止させる係止部をさらに有する、請求項１または２に記載の計測装置。
【請求項4】
前記第１ユニットの設置面に対して前記第２ユニットの設置面が任意の角度に配置された状態で、前記接続部の前記一端側に対する前記保持部の回転を係止させる第２係止部をさらに有する、請求項１または２に記載の計測装置。
【請求項5】
前記クランク部は、前記接続部に対して着脱可能に設けられる、請求項１または２に記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、計測装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、橋桁等の構造物の維持管理のために、構造物の変位を計測する計測装置が開発されている。計測装置は、例えば、構造物に設置されたケースの変位を計測することにより、構造物の変位を計測する。
【0003】
例えば、特許文献１には、複数のケースと、各ケースの収容部が形成する空間に配置され、所定方向に移動可能なスケール部と、センサ部とを含む長さ測定装置が開示されている。各ケースは、構造物の間隙をまたいで構造物に設置され、センサ部は、スケール部における間隙をまたぐ第１の点と第２の点との間の長さを測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１９－１２０５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
間隙を有する構造物において、間隙により離間する各部分は段差を有している場合がある。間隙により離間する各部分が段差を有している場合、その間隙をまたいで各ケースを適切に設置するためには、一方のケースの下に段差に相当する厚さを有する板を配置する必要があり、設置者は、多大な労力を必要としていた。
【0006】
本発明は、複数のユニットを用いて変位を計測する計測装置を設置する際の設置者の利便性を向上させることが可能な計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る計測装置は、第１位置に設置される第１ユニットと、第１位置から離間した第２位置に設置される第２ユニットと、第１ユニットと第２ユニットの間に配置される接続部と、第２ユニットに設けられ、且つ、接続部の少なくとも一部を回転可能に接続部の一端側を保持する保持部と、第１ユニットに配置され、且つ、接続部の他端側の変位を第１位置と第２位置の間の距離の変化として計測するセンサと、を有し、接続部は、接続部の少なくとも一部が回転することによって、第１位置と第２位置との間に高低差があっても、第１ユニット及び第２ユニットをそれぞれ第１位置及び第２位置に配置可能なクランク部を含む。
【0008】
また、本発明に係る計測装置において、接続部は、クランク部の一端を中心とするクランク部の他端の回転軌道の半径の範囲内で、第１位置と第２位置との間に高低差があっても、第１ユニット及び第２ユニットをそれぞれ第１位置及び第２位置に配置することが好ましい。
【0009】
また、本発明に係る計測装置において、第１ユニットに対する接続部の少なくとも一部の回転を係止させる係止部をさらに有することが好ましい。
【0010】
また、本発明に係る計測装置において、第１ユニットの設置面に対して第２ユニットの設置面が任意の角度に配置された状態で、接続部の一端側に対する保持部の回転を係止させる第２係止部をさらに有することが好ましい。
【0011】
また、本発明に係る計測装置において、クランク部は、接続部に対して着脱可能に設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る計測装置は、複数のユニットを用いて変位を計測する変位計測装置を設置する際の設置者の利便性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】計測装置１００の構成を説明するための模式図である。
【図2】計測装置１００の構成を説明するための模式図である。
【図3】（Ａ）は第１係止部１３３と第１被係止部１３４の関係について説明するための模式図であり、（Ｂ）第２係止部１３６と保持部１２１の関係について説明するための模式図である。
【図4】（Ａ）、（Ｂ）は接続部１３０の回転について説明するための模式図である。
【図5】第２ユニット１２０の回転について説明するための模式図である。
【図6】計測装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図7】計測処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図8】他の接続部２３０について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照しつつ本発明の様々な実施形態について説明する。本発明の技術的範囲はこれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等物に及ぶことに留意されたい。
【0015】
図１及び図２は、本発明に係る計測装置１００の構成を説明するための模式図である。図１は、使用時における計測装置１００の斜視図であり、図２は、第１ユニット１１０のフレームを外した状態の計測装置１００の斜視図である。
【0016】
図１及び図２に示すように、計測装置１００は、基準物Ｔ１と、計測対象である対象物Ｔ２との間の距離の変化を計測することにより、基準物Ｔ１に対する対象物Ｔ２の変位、即ち相対位置の変化を計測する。対象物Ｔ２は、例えば橋桁、トンネル又はビル等である。対象物Ｔ２が橋桁である場合、基準物Ｔ１は、例えばその橋桁の端部が配置される橋台等である。対象物Ｔ２がトンネルである場合、基準物Ｔ１は、例えばそのトンネルのセグメントを連結する継手部等である。対象物Ｔ２がビルである場合、基準物Ｔ１は、例えばそのビルとビルの間をつなぐエキスパンションジョイント部 の一方等である。なお、基準物Ｔ１及び対象物Ｔ２は、遊間又はひび割れ等の隙間を有する橋桁の、隙間を挟んで配置された各部、又は、隙間を有するトンネルの、隙間を挟んで配置された壁面等のように、同一の構造物でもよい。
【0017】
計測装置１００は、第１ユニット１１０、第２ユニット１２０及び接続部１３０等を有する。第１ユニット１１０は、基準物Ｔ１内の隙間付近の適宜な位置Ｐ１に設置され、第２ユニット１２０は、基準物Ｔ１内の位置Ｐ１から離間した、対象物Ｔ２内の位置Ｐ２に設置される。位置Ｐ１は、第１位置の一例であり、位置Ｐ２は、第２位置の一例である。接続部１３０は、第１ユニット１１０と第２ユニット１２０の間に配置される。
【0018】
第１ユニット１１０は、略直方体の形状を有するフレームで囲まれた筐体（ケース）とセンサ１１２等の内容物とで構成される。第１ユニット１１０の底面１１０ａは、基準物Ｔ１の上面、底面又は側面等の表面に設置される設置面である。第１ユニット１１０の、第２ユニット１２０側の側面１１０ｂには、開口１１０ｃが形成される。第１ユニット１１０の上面１１０ｄには、開口１１０ｅが形成される。第１ユニット１１０には、固定部材１１１、センサ１１２、バッテリ１１３、基板１１４、通信装置１１５、アンテナ１１６及び制御ユニット１１７等が配置される。
【0019】
第２ユニット１２０は、略直方体の形状を有するフレームで囲まれた筐体（ケース）である。第２ユニット１２０の底面１２０ａは、対象物Ｔ２の上面、底面又は側面等の表面に設置される設置面である。第２ユニット１２０の、第１ユニット１１０側の側面１２０ｂには、保持部１２１が設けられる。
【0020】
接続部１３０は、第１ユニット１１０と第２ユニット１２０の間に配置される。接続部１３０の一端は、第２ユニット１２０の保持部１２１に取り付けられる。接続部１３０の他端は、第１ユニット１１０の側面１１０ｂに形成された開口１１０ｃを介して第１ユニット１１０の内部に配置される。接続部１３０は、ロッド部１３１、ジャバラ部１３２、第１係止部１３３、第１被係止部１３４、クランク部１３５及び第２係止部１３６等を有する。
【0021】
図１において、矢印Ａ１はロッド部１３１の延伸方向を示し、矢印Ａ２は高さ方向を示し、矢印Ａ３はロッド部１３１の延伸方向Ａ１及び高さ方向Ａ２と直交する横方向Ａ３を示す。
【0022】
第１ユニット１１０の固定部材１１１は、接続部１３０のロッド部１３１を初期位置に固定させるための部材である。製品出荷時に、固定部材１１１は、上面１１０ｄから開口１１０ｅを介して第１ユニット１１０内部に挿入される。固定部材１１１の先端がロッド部１３１に形成された開口１３１ａに係合することにより、固定部材１１１は、ロッド部１３１を初期位置に固定させる。これにより、計測装置１００の輸送中又は設置中に、ロッド部１３１が第１ユニット１１０内部の部材、特にセンサ１１２等に衝突することが防止され、第１ユニット１１０の故障の発生が防止される。また、計測装置１００の輸送中又は設置中に、ロッド部１３１が初期位置からずれてセンサ１１２の検知可能範囲を最大限に利用できなくなることが抑制される。
【0023】
一方、使用時（設置時）に、固定部材１１１が第１ユニット１１０から取り外されることにより、ロッド部１３１が移動可能となり、接続部１３０は、第１ユニット１１０に対してロッド部１３１の延伸方向Ａ１に沿ってスライド移動可能となる。固定部材１１１が取り外された後、固定部材１１１の代わりに、蓋部材１１１ｂが開口１１０ｅに配置される。これにより、開口１１０ｅからの雨、埃等の進入が防止され、第１ユニット１１０の故障の発生が防止される。
【0024】
ロッド部１３１の初期位置は、ロッド部１３１の先端（センサ１１２により検知される位置）がセンサ１１２の検知可能範囲の中心に配置される位置に設定される。これにより、計測装置１００は、対象物Ｔ２が基準物Ｔ１から離間する方向に移動する場合と、基準物Ｔ１に接近する方向に移動する場合の両方について、対象物Ｔ２の移動距離の計測可能な上限を最大にすることができる。
【0025】
固定部材１１１は、第１ユニット１１０内部に挿入されるのでなく、第１ユニット１１０外部からロッド部１３１に係合して、ロッド部１３１を固定させるように設けられてもよい。その場合、開口１３１ａは、ロッド部１３１の、第１ユニット１１０外部に配置される部分に形成される。固定部材１１１の一端は、開口１３１ａに係合され、固定部材１１１の他端は、第１ユニット１１０外部の所定位置にテープ又は所定のロック部材等により係止される。この場合、第１ユニット１１０の上面１１０ｄには開口が形成されない。蓋部材１１１ｂを使用することなく、第１ユニット１１０内部への雨、埃等の進入が防止されるため、第１ユニット１１０の故障の発生がより確実に防止されるとともに、計測装置１００の部品コストの増大が抑制される。
【0026】
センサ１１２は、第１ユニット１１０内部に、接続部１３０のロッド部１３１の先端（第２ユニット１２０の反対側の端部）と対向する位置に配置される。ロッド部１３１の、第２ユニット１２０の反対側の端部は、接続部の他端の一例である。センサ１１２は、リニアポジションセンサであり、例えば可変抵抗器である。センサ１１２は、ロッド部１３１の延伸方向Ａ１に沿って延伸する抵抗体と、ロッド部１３１の先端の移動に従ってその抵抗体上を移動する接点（摺動子）とを含む。抵抗体の両端に設けられた端子には一定の電圧がかけられ、接点の抵抗体上の位置に応じて、接点から出力される電圧が変動する。したがって、センサ１１２は、接点から出力される電圧に基づいて、ロッド部１３１の先端の位置を検出することができる。センサ１１２は、ロッド部１３１が初期位置に配置されている時に接点から出力される電圧に対する、接点から現在出力されている電圧の差に対応するロッド部１３１の変位を示す変位信号を制御ユニット１１７に出力する。
【0027】
接続部１３０の一端は、第２ユニット１２０の保持部１２１に取り付けられ、それにより、接続部１３０は第２ユニット１２０に対して固定される（延伸方向Ａ１にスライド移動しない）。そのため、ロッド部１３１は、第１ユニット１１０が設置される基準物Ｔ１内の位置Ｐ１に対して、第２ユニット１２０が設置される対象物Ｔ２内の位置Ｐ２が延伸方向Ａ１に移動した場合に延伸方向Ａ１に移動する。即ち、センサ１１２は、接続部１３０の他端側の変位を、第１ユニット１１０が設置される基準物Ｔ１内の位置Ｐ１と第２ユニット１２０が設置される対象物Ｔ２内の位置Ｐ２の間の距離の変化として計測する。
【0028】
なお、センサ１１２は、ロッド部１３１の延伸方向Ａ１に沿って並べて配置された複数の発光器及び受光器でもよい。各発光器及び各受光器は、ロッド部１３１の先端の移動範囲を挟んで相互に対向して配置される。センサ１１２は、各受光器が対向して配置された各発光器から出射された光を受光しているか、ロッド部１３１に遮られて受光していないかにより、各発光器及び各受光器の間にロッド部１３１が存在するか否かを検出する。センサ１１２は、ロッド部１３１が初期位置に配置されている時に発光器から出射された光を受光する受光器の数に対する、発光器から出射された光を現在受光している受光器の数の差に対応するロッド部１３１の変位を示す変位信号を制御ユニット１１７に出力する。また、センサ１１２は、ロッド部１３１の先端に向けて光を照射する発光器と、発光器により照射され且つロッド部１３１の先端で反射した光を受光する受光器とを有してもよい。その場合、センサ１１２は、発光器が光を照射してから受光器が光を受光するまでの時間に基づいてロッド部１３１の変位を検出する。また、センサ１１２は、撮像センサ等の、ロッド部１３１の変位を検出可能な他の任意のセンサでもよい。
【0029】
バッテリ１１３は一次電池または二次電池である。バッテリ１１３は、センサ１１２、通信装置１１５、アンテナ１１６及び制御ユニット１１７と接続され、センサ１１２、通信装置１１５、アンテナ１１６及び制御ユニット１１７に電力を供給する。
【0030】
基板１１４は、様々な回路部品が実装された回路基板である。基板１１４は、樹脂材料等で形成され、第１ユニット１１０に固定されている。基板１１４の下面には、通信装置１１５が配置され、基板１１４の上面には、アンテナ１１６及び制御ユニット１１７が配置されている。
【0031】
通信装置１１５は、無線通信インタフェース回路を備え、計測装置１００を無線通信ネットワークに接続する。通信装置１１５は、アンテナ１１６を介して不図示の基地局との間でＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、特にＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）方式等による無線通信を行う。なお、基地局との間の通信方式は、ＬＴＥ方式に限定されず、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式、５Ｇ（Fifth Generation）方式等の他の通信方式でもよく、今後使用される通信方式でもよい。通信装置１１５は、制御ユニット１１７から供給されたデータを、基地局を介して外部のサーバ等の情報処理装置等に送信する。また、通信装置１１５は、基地局を介して情報処理装置等から受信したデータを制御ユニット１１７に供給する。なお、通信装置１１５は、アンテナ１１６を介して不図示のＷｉｆｉ（Wireless Fidelity）のアクセスポイントとの間でＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線通信方式による無線通信を行うものでもよい。
【0032】
アンテナ１１６は、２ＧＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、８００ＭＨｚ帯等の帯域を感受帯域とするアンテナである。なお、アンテナ１１６は、主に２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯等を感受帯域とするアンテナでもよい。
【0033】
制御ユニット１１７は、計測装置１００による処理を制御するユニットである。制御ユニット１１７は、例えばＭＣＵ（Micro Controller Unit）である。制御ユニット１１７の詳細については後述する。
【0034】
第２ユニット１２０の保持部１２１は、接続部１３０のクランク部１３５を回転可能に、接続部１３０の一端側に設けられた第２係止部１３６を保持する。即ち、保持部１２１は、接続部１３０の少なくとも一部を回転可能に接続部１３０の一端側を保持する。
【0035】
ロッド部１３１は、第１ユニット１１０の側面１１０ｂに形成された開口１１０ｃを介して、第１ユニット１１０の外部から内部に挿入される。ロッド部１３１の先端（第２ユニット１２０の反対側の端部）は、センサ１１２と対向する位置に配置される。ロッド部１３１は、その延伸方向Ａ１に沿ってスライド移動可能に設けられ、且つ、その延伸方向Ａ１を中心として回転しないように設けられる。ロッド部１３１は、例えば可能な限り短くしたステンレス鋼で形成される。これにより、気温差によるロッド部１３１の伸縮の発生が低減され、計測装置１００は、気温に関わらず、対象物Ｔ２の変位を正しく計測することができる。
【0036】
ジャバラ部１３２は、第１ユニット１１０外部において、第１ユニット１１０の側面１２０ｂと当接し且つロッド部１３１の周囲を取り囲むように設けられる。ジャバラ部１３２が設けられることにより、第１ユニット１１０への水滴又は埃等の進入が抑制される。
【0037】
第１係止部１３３及び第１被係止部１３４は、係止部の一例である。第１係止部１３３は、ロッド部１３１の、第２ユニット１２０側の端部に設けられる。第１係止部１３３は、ロッド部１３１と別部材で形成される。なお、第１係止部１３３は、ロッド部１３１と一体に形成されてもよい。第１被係止部１３４は、クランク部１３５の、第１ユニット１１０側の端部に、第１係止部１３３に螺合するように設けられる。第１被係止部１３４は、クランク部１３５と別部材で形成される。なお、第１被係止部１３４は、クランク部１３５と一体に形成されてもよい。
【0038】
クランク部１３５は、第２ユニット１２０側の端部の軸と、第１ユニット１１０側の端部の軸とが略平行に且つずれて配置されるように、二点で略直角（約９０°）に屈曲した棒状の部材である。即ち、クランク部１３５は、ロッド部１３１の延伸方向Ａ１から見たときに、第１ユニット１１０側の端部の軸と第２ユニット１２０側の端部の軸とが異なる位置に配置されるように形成される。クランク部１３５の、第２ユニット１２０側の端部は、第１ユニット１１０側の端部の軸を中心として、即ちロッド部１３１の延伸方向Ａ１を中心として、図２の矢印Ａ４の方向に回転可能に設けられる。即ち、クランク部１３５は、ロッド部１３１の延伸方向Ａ１に沿って回転可能に設けられる。クランク部１３５は、例えばステンレス鋼で形成される。これにより、気温差によるクランク部１３５の伸縮の発生が低減され、計測装置１００は、気温に関わらず、対象物Ｔ２の変位を正しく計測することができる。
【0039】
なお、クランク部１３５の屈曲する角度は９０°に限定されず、クランク部１３５は、例えば鈍角をなすように屈曲していてもよい。また、クランク部１３５は、屈曲するのでなく、湾曲していてもよい（緩やかなカーブを有していてもよい）。これらにより、計測装置１００は、設置条件を緩やかにすることができる。例えば、基準物Ｔ１及び対象物Ｔ２のうちの一方の表面のスペースが小さい場合でも、基準物Ｔ１の表面と対象物Ｔ２の表面の段差にクランク部１３５を接触させることなく、計測装置１００が適切に設置される可能性が高くなる。また、クランク部１３５は、設置者により任意の角度に屈曲又は湾曲可能に設けられてもよい。これにより、計測装置１００は、設置条件をより緩やかにすることができる。また、クランク部１３５の屈曲する位置は、二点に限定されず、三点以上でもよい。例えば、クランク部１３５がコの字形状を有するように、四点で屈曲している場合、基準物Ｔ１と対象物Ｔ２の間に、表面より突出する壁面が存在していても、クランク部１３５がその壁面を迂回するように計測装置１００を設置することが可能となる。
【0040】
第２係止部１３６は、クランク部１３５の、第２ユニット１２０側の端部に設けられる。第２ユニット１２０の保持部１２１は、第２係止部１３６に螺合するように設けられる。第２係止部１３６は、クランク部１３５と別部材で形成される。なお、第２係止部１３６は、クランク部１３５と一体に形成されてもよい。保持部１２１は、クランク部１３５の第２ユニット１２０側の端部の軸を中心として、即ち、クランク部１３５の第２ユニット１２０側の端部の延伸方向を中心として、図２の矢印Ａ５の方向に回転可能に設けられる。即ち、第２ユニット１２０は、クランク部１３５の第２ユニット１２０側の端部の延伸方向に沿って回転可能に設けられる。保持部１２１は、第２ユニット１２０と別部材で形成される。なお、保持部１２１は、第２ユニット１２０と一体に形成されてもよい。
【0041】
図３（Ａ）は、第１係止部１３３と第１被係止部１３４の関係について説明するための模式図である。
【0042】
図３（Ａ）に示すように、第１係止部１３３は、ナット形状（雌ねじ形状）を有し、第１被係止部１３４は、ボルト形状（雄ねじ形状）を有する。第１被係止部１３４は、第１係止部１３３に螺合することにより、第１係止部１３３に対して回転可能に設けられる。即ち、クランク部１３５は、ロッド部１３１に対して回転可能に設けられる。これにより、計測装置１００は、第２ユニット１２０の設置時にクランク部１３５を回転させた際に、ロッド部１３１に負荷がかかってしまい、ロッド部１３１が故障すること又は初期位置からずれることを抑制できる。
【0043】
また、第１被係止部１３４が第１係止部１３３に螺合して、第１被係止部１３４の先端１３４ａが第１係止部１３３の開口（ねじ穴）の底面に達した場合、第１被係止部１３４の先端１３４ａは第１係止部１３３の底面に押し付けられる。第１被係止部１３４の先端１３４ａと第１係止部１３３の底面の間の摩擦力により、第１被係止部１３４は、第１係止部１３３に対して係止（固定）され、回転不能となる。したがって、ロッド部１３１に対するクランク部１３５の回転、即ち第１ユニット１１０に対するクランク部１３５の回転は係止される。このように、第１係止部１３３及び第１被係止部１３４は、第１ユニット１１０に対する接続部１３０の少なくとも一部の回転を係止させる。これにより、計測装置１００の使用時に、第１ユニット１１０に対する接続部１３０の回転が制限され、計測装置１００は、基準物Ｔ１及び対象物Ｔ２に安定した状態で配置される。したがって、計測装置１００は、設置後のクランク部１３５の回転による計測誤差の発生を抑制できる。
【0044】
なお、第１係止部１３３がボルト形状（雄ねじ形状）を有し、第１被係止部１３４がナット形状（雌ねじ形状）を有してもよい。また、第１係止部１３３及び第１被係止部１３４のうちの一方が筒状部材であり、他方が筒状部材に挿入され且つ筒状部材内部で回転可能に設けられる円柱部材であってもよい。その場合、筒状部材の側面には、中心に向かって貫通する貫通穴が形成される。ねじ部材が、貫通穴を介して、筒状部材に挿入された円柱部材の側面に突き当てられることにより、筒状部材に対する円柱部材の回転が係止される。
【0045】
図３（Ｂ）は、第２係止部１３６と保持部１２１の関係について説明するための模式図である。
【0046】
図３（Ｂ）に示すように、第２係止部１３６は、ナット形状（雌ねじ形状）を有し、保持部１２１は、ボルト形状（雄ねじ形状）を有する。保持部１２１は、第２係止部１３６に螺合することにより、第２係止部１３６に対して回転可能に設けられる。これにより、第２ユニット１２０は、クランク部１３５に対して回転可能に設けられる。第２ユニット１２０がクランク部１３５に対して回転可能であることにより、計測装置１００は、第２ユニット１２０の設置時に第２ユニット１２０を回転させた際に、クランク部１３５に負荷がかかり、クランク部１３５が故障することを抑制できる。
【0047】
また、保持部１２１が第２係止部１３６に螺合して、保持部１２１の先端１２１ａが第２係止部１３６の開口（ねじ穴）の底面に達した場合、保持部１２１の先端１２１ａは第２係止部１３６の底面に押し付けられる。保持部１２１の先端１２１ａと第２係止部１３６の底面の間の摩擦力により、保持部１２１は、第２係止部１３６に対して係止（固定）され、回転不能となる。したがって、クランク部１３５に対する第２ユニット１２０の回転は係止される。このように、第２係止部１３６は、接続部１３０の一端側に対する保持部１２１の回転を係止させる。これにより、計測装置１００の使用時に、接続部１３０に対する第２ユニット１２０の回転が制限され、計測装置１００は、基準物Ｔ１及び対象物Ｔ２に安定した状態で配置される。したがって、計測装置１００は、設置後の第２ユニット１２０の回転による計測誤差の発生を抑制できる。
【0048】
なお、第２係止部１３６がボルト形状（雄ねじ形状）を有し、保持部１２１がナット形状（雌ねじ形状）を有してもよい。また、第２係止部１３６及び保持部１２１のうちの一方が筒状部材であり、他方が筒状部材に挿入され且つ筒状部材内部で回転可能に設けられる円柱部材であってもよい。その場合、筒状部材の側面には、中心に向かって貫通する貫通穴が形成される。ねじ部材が、貫通穴を介して、筒状部材に挿入された円柱部材の側面に突き当てられることにより、筒状部材に対する円柱部材の回転が係止される。
【0049】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、第１ユニット１１０に対する接続部１３０の回転について説明するための模式図である。図４（Ａ）は、計測装置１００を側方から見た模式図であり、図４（Ｂ）は、計測装置１００を上方から見た模式図である。
【0050】
上記したように、クランク部１３５の第２ユニット１２０側の端部の軸と、第１ユニット１１０側の端部の軸とは、略平行に且つずれて配置される。また、クランク部１３５の第２ユニット１２０側の端部は、第１ユニット１１０側の端部の軸を中心として回転可能に設けられる。これにより、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、クランク部１３５が回転することによって、高さ方向Ａ２及び横方向Ａ３のそれぞれにおいて、第２ユニット１２０は第１ユニット１１０に対してずれた位置に配置される。即ち、クランク部１３５は、第１ユニット１１０が設置される基準物Ｔ１内の位置Ｐ１と、第２ユニット１２０が設置される対象物Ｔ２内の位置Ｐ２との間に高低差があっても、第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０をそれぞれ位置Ｐ１及び位置Ｐ２に配置可能である。これにより、計測装置１００は、高低差を有する位置に第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０を配置することが可能となり、基準物Ｔ１に対して高低差を有する対象物Ｔ２の変位を良好に測定できる。
【0051】
特に、接続部１３０は、クランク部１３５の第１ユニット１１０側の端部を中心とするクランク部１３５の第２ユニット１２０側の端部の回転軌道の半径の範囲内で、第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０をそれぞれ位置Ｐ１及び位置Ｐ２に配置可能である。クランク部１３５の第１ユニット１１０側の端部は、クランク部１３５の一端の一例であり、クランク部１３５の第２ユニット１２０側の端部は、クランク部１３５の他端の一例である。クランク部１３５の回転軌道の半径を大きくすることにより、計測装置１００は、より大きな高低差を有する位置に第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０を配置することが可能となる。したがって、計測装置１００は、基準物Ｔ１に対してより大きな高低差を有する対象物Ｔ２であってもその変位を良好に測定できる。
【0052】
図５は、接続部１３０に対する第２ユニット１２０の回転について説明するための模式図である。
【0053】
図５に示す例では、基準物Ｔ１の位置Ｐ１は略水平に延伸する床面上に配置され、対象物Ｔ２の位置Ｐ２は略鉛直に延伸する壁面上に配置されている。上記したように、第２ユニット１２０は、クランク部１３５に対して回転可能に設けられ、第２係止部１３６により、クランク部１３５に対する第２ユニット１２０の回転は係止される。即ち、第２係止部１３６は、第１ユニット１１０の底面１１０ａに対して、第２ユニット１２０の底面１２０ａが任意の角度に配置された状態で、接続部１３０の一端側に対する保持部１２１の回転、即ちクランク部１３５に対する第２ユニット１２０の回転を係止させる。
【0054】
これにより、計測装置１００は、任意の角度差を有する位置に第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０を配置することが可能となり、基準物Ｔ１の表面に対して任意の角度差を有する表面を持つ対象物Ｔ２の変位を良好に測定できる。また、計測装置１００は、第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０において設置面を固有の面とし、他の面を平面以外の任意の形状とすることができるため、設計の自由度を向上させることができる。
【0055】
以下、計測装置１００の設置手順について説明する。最初に、設置者は、第１ユニット１１０にバッテリ１１３をセットする。次に、設置者は、第１係止部１３３に対して第１被係止部１３４を緩めて、第１ユニット１１０に対してクランク部１３５を回転可能な状態とする。また、設置者は、第２係止部１３６に対して保持部１２１を緩めて、クランク部１３５に対して第２ユニット１２０を回転可能な状態とする。次に、設置者は、第１ユニット１１０及び第２ユニット１２０を移動及び回転させて、第１ユニット１１０の底面１１０ａ及び第２ユニット１２０の底面１２０ａが基準物Ｔ１の表面及び対象物Ｔ２の表面と対向する位置を決定する。次に、設置者は、接着剤、両面テープ又はねじ等を用いて、第１ユニット１１０の底面１１０ａ及び第２ユニット１２０の底面１２０ａを基準物Ｔ１の表面及び対象物Ｔ２の表面に固定させる。次に、設置者は、第１係止部１３３に対して第１被係止部１３４を締めて、第１ユニット１１０に対してクランク部１３５を固定させる。また、設置者は、第２係止部１３６に対して保持部１２１を締めて、クランク部１３５に対して第２ユニット１２０を固定させる。最後に、設置者は、第１ユニット１１０から固定部材１１１を取り外し、代わりに蓋部材１１１ｂを開口１１０ｅに配置させる。
【0056】
このように、設置者は、計測装置１００を基準物Ｔ１及び対象物Ｔ２上に容易且つ確実に設置することができる。
【0057】
図６は、計測装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【0058】
図６に示すように、センサ１１２、通信装置１１５及び制御ユニット１１７は、相互に接続される。制御ユニット１１７は、記憶装置１４０及び処理回路１５０等を有する。
【0059】
記憶装置１４０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の半導体メモリを備える。記憶装置１４０は、処理回路１５０による処理に用いられるコンピュータプログラム、データ等を記憶する。コンピュータプログラムは、サーバから通信装置１１５を介して、又は、インストール用装置から不図示のシリアル通信回路を介して記憶装置１４０にインストールされる。なお、コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶装置１４０にインストールされてもよい。可搬型記録媒体は、例えばＣＤ－ＲＯＭ（compact disc read only memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（digital versatile disc read only memory）等である。
【0060】
処理回路１５０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。処理回路１５０は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等でもよい。処理回路１５０は、センサ１１２、通信装置１１５及び記憶装置１４０等と接続され、これらの各部を制御する。処理回路１５０は、記憶装置１４０に記憶されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムに従って動作することにより、検出手段１５１及び送信手段１５２として機能する。
【0061】
図７は、計測装置１００によって実行される計測処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【0062】
以下、図７に示したフローチャートを参照しつつ、計測装置１００の計測処理の動作の例を説明する。なお、以下に説明する動作のフローは、予め記憶装置１４０に記憶されているプログラムに基づき主に処理回路１５０により計測装置１００の各要素と協働して実行される。
【0063】
最初に、検出手段１５１は、センサ１１２から変位信号を取得する（ステップＳ１０１）。次に、検出手段１５１は、取得した変位信号に示されるロッド部１３１の変位を特定することにより、ロッド部１３１の初期位置からの変位を検出する（ステップＳ１０２）。次に、検出手段１５１は、検出したロッド部１３１の変位の大きさが、予め設定された閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。検出手段１５１は、変位の大きさが閾値以下であると判定した場合、特に処理を実行せずに、ステップＳ１０１へ処理を戻し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。一方、検出手段１５１により変位の大きさが閾値より大きいと判定された場合、送信手段１５２は、変位の大きさが閾値を超えたことを示す警告信号を、通信装置１１５を介して外部の情報処理装置に送信する（ステップＳ１０４）。警告信号には、第２ユニット１２０の変位の大きさ及び向き等の情報が含まれてもよい。情報処理装置は、計測装置１００から警告信号を受信した場合、第２ユニット１２０が移動したこと、第２ユニット１２０の変位の大きさ及び向き等を管理者に通知する。その後、検出手段１５１は、ステップＳ１０１へ処理を戻し、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
【0064】
以上説明したように、計測装置１００は、相互に離間した二つの位置に第１ユニット１１０と第２ユニット１２０とを設置して、各ユニットが設置された位置の間の距離の変化を測定する。計測装置１００は、各ユニットの間にクランク部を回転可能に設けることにより、各ユニットが設置される位置の間に高低差があっても、各ユニットを各位置に適切に配置することが可能となる。これにより、計測装置１００は、複数のユニットを用いて変位を計測する計測装置１００を設置する際の設置者の利便性を向上させることが可能となる。
【0065】
計測装置１００は、自然災害の発生等に備えて遊間が設けられた橋台と橋桁、トンネル内の継手部、又は、ビル間等に適切に配置され、各対象物の変位を良好に計測することが可能となる。また、設置者は、基準物Ｔ１の表面と、対象物Ｔ２の表面の間に段差があっても、段差を埋めるための板等の特別な部材を用いることなく、各表面に各ユニットを配置することが可能となる。設置者は、段差を埋めるための板と各ユニットの間の接着剤の厚み等を考慮する必要がなく、計測装置１００の設置場所に段差等の制約があっても、計測装置１００を容易に設置することができる。したがって、計測装置１００は、計測装置１００の設置用の部材費用の増大、及び、設置者の作業工数の増大を抑制することが可能となる。また、計測装置１００は、クランク部を回転させることにより、各ユニットの底面の高低差を段階的でなく連続的に設定することが可能となり、各ユニットの高さを細かく調整することが可能となる。したがって、計測装置１００は、任意の段差を有する表面に対して二つのユニットを傾けることなく平行に配置させることが可能となる。
【0066】
図８は、他の実施形態に係る計測装置２００における接続部２３０について説明するための模式図である。
【0067】
計測装置２００は、計測装置１００が有する各部を有する。但し、図８に示すように、計測装置２００は、保持部１２１及び接続部１３０の代わりに、保持部２２１及び接続部２３０を有する。
【0068】
接続部２３０は、ロッド部２３１、第１係止部２３３、第１被係止部２３４、クランク部２３５及び第２係止部２３６等を有する。ロッド部２３１は、ロッド部１３１と同様の構成及び機能を有する。また、接続部２３０は、接続部１３０と同様に、ジャバラ部１３２を有してもよい。
【0069】
第１係止部２３３は、ロッド部２３１の第２ユニット１２０側の端部に設けられる。第１被係止部２３４は、クランク部２３５の第１ユニット１１０側の端部に、第１係止部２３３に篏合するように設けられる。
【0070】
第１係止部２３３は、ソケット部２３３ａ及び押圧部２３３ｂを有する。ソケット部２３３ａは、ロッド部２３１の端部に回転可能に取り付けられる。ソケット部２３３ａは、ＢＮＣコネクタと同様の形状を有しており、ソケット部２３３ａの側面には、Ｊ字形状を有し且つ一端が第２ユニット１２０側の端部に面する案内部２３３ｃが形成される。押圧部２３３ｂは、ロッド部２３１の端部に固定されて取り付けられる。押圧部２３３ｂは、ばね部材又はゴム部材等の弾性部材であり、第１被係止部２３４の先端２３４ｂに、第２ユニット１２０側に向かう付勢力を付与する。一方、第１被係止部２３４の側面には、突起部２３４ａが設けられる。
【0071】
出荷前に、組立作業者は、案内部２３３ｃが所望の位置に配置されるように、ソケット部２３３ａをロッド部２３１に対して回転させる。次に、組立作業者は、第１被係止部２３４の突起部２３４ａを、案内部２３３ｃの第２ユニット１２０側の端部から進入させ、押圧部２３３ｂを押し込みながら、案内部２３３ｃの他端側まで案内させる。こうして、突起部２３４ａが案内部２３３ｃの他端に配置された状態で出荷される。つまり、押圧部２３３ｂの付勢力によって第１被係止部２３４の先端２３４ｂと押圧部２３３ｂの間には常に摩擦力が発生し、第１被係止部２３４は係止（半固定）され、設置者による一定以上の力が働かない限り回転しない状態で出荷される。このとき、第１被係止部２３４が篏合されたソケット部２３３ａも、ロッド部２３１に対して係止（半固定）され、設置者による一定以上の力が働かない限り回転しない状態となる。したがって、ロッド部２３１に対するクランク部２３５の回転、即ち第１ユニット１１０に対するクランク部２３５の回転は係止される。このように、第１係止部２３３及び第１被係止部２３４は、第１ユニット１１０に対する接続部２３０の少なくとも一部の回転を係止させる。即ち、係止とは、固定に限定されず、半固定も含む。
【0072】
これにより、計測装置２００の使用時に、第１ユニット１１０に対する接続部２３０の回転が制限され、計測装置２００は、基準物Ｔ１及び対象物Ｔ２に安定した状態で配置される。また、Ｊ字形状を有する案内部２３３ｃの端部に突起部２３４ａを固定させることにより、クランク部２３５は、より安定して固定される。また、半固定状態での係止によって、設置者は、片手のみでロッド部２３１とクランク部２３５とを連結させることが可能となり、設置者の利便性が向上される。
【0073】
保持部２２１は、第２ユニット１２０の側面１２０ｂに設けられる。第２係止部２３６は、クランク部２３５の第２ユニット１２０側の端部に、保持部２２１に篏合するように設けられる。
【0074】
保持部２２１は、ソケット部２２１ａ及び押圧部２２１ｂを有する。ソケット部２２１ａは、第２ユニット１２０の側面１２０ｂに回転可能に取り付けられる。ソケット部２２１ａは、ＢＮＣコネクタと同様の形状を有しており、ソケット部２２１ａの側面には、Ｊ字形状を有し且つ一端が第１ユニット１１０側の端部に面する案内部２２１ｃが形成される。押圧部２２１ｂは、第２ユニット１２０の側面１２０ｂに固定されて取り付けられる。押圧部２２１ｂは、ばね部材又はゴム部材等の弾性部材であり、第２係止部２３６の先端２３６ｂに、第１ユニット１１０側に向かう付勢力を付与する。一方、第２係止部２３６の側面には、突起部２３６ａが設けられる。
【0075】
出荷前に、組立作業者は、案内部２２１ｃが所望の位置に配置されるように、ソケット部２２１ａをクランク部２３５に対して回転させる。次に、組立作業者は、第２係止部２３６の突起部２３６ａを、案内部２２１ｃの第１ユニット１１０側の端部から進入させ、押圧部２２１ｂを押し込みながら、案内部２２１ｃの他端側まで案内させる。こうして、突起部２３６ａが案内部２２１ｃの他端に配置された状態で出荷される。つまり、第２係止部２３６の先端２３６ｂと押圧部２２１ｂの間には常に摩擦力が発生し、第２係止部２３６は係止（半固定）され、設置者による一定以上の力が働かない限り回転しない状態で出荷される。このとき、第２係止部２３６が篏合されたソケット部２２１ａも、クランク部２３５に対して係止（半固定）され、設置者による一定以上の力が働かない限り回転しない状態となる。したがって、クランク部２３５に対する第２ユニット１２０の回転は係止される。このように、第２係止部２３６は、接続部２３０の一端側に対する保持部２２１の回転を係止させる。即ち、係止とは、固定に限定されず、半固定も含む。
【0076】
これにより、計測装置２００の使用時に、接続部２３０に対する第２ユニット１２０の回転が制限され、計測装置２００は、基準物Ｔ１及び対象物Ｔ２に安定した状態で配置される。また、Ｊ字形状を有する案内部２２１ｃの端部に突起部２３６ａを固定させることにより、第２ユニット１２０は、より安定して固定される。また、半固定状態での係止によって、設置者は、片手のみでクランク部２３５と第２ユニット１２０とを連結させることが可能となり、設置者の利便性が向上される。
【0077】
以上説明したように、計測装置２００は、接続部２３０を使用する場合も、複数のユニットを用いて変位を計測する計測装置２００を設置する際の設置者の利便性を向上させることが可能となる。
【0078】
以上、好適な実施形態について説明してきたが、実施形態はこれらに限定されない。例えば、クランク部は、接続部に対して着脱可能に設けられてもよい。その場合、接続部には、取り外されたクランク部の代わりに、直線形状を有する第２ロッド部が取り付けられてもよい。これにより、設置者は、基準物Ｔ１と対象物Ｔ２の表面に高低差がない場合は、接続部に第２ロッド部を取り付けて、第１ユニット１１０と第２ユニット１２０を水平に配置することができる。一方、設置者は、基準物Ｔ１と対象物Ｔ２の表面に高低差がある場合は、接続部にクランク部を取り付けて、第１ユニット１１０と第２ユニット１２０の高さ位置を異ならせることができる。したがって、計測装置は、様々な環境における対象物の変位を適切に計測することができる。
【0079】
また、接続部において、ロッド部とクランク部の間に第３ユニットが設けられつつ、クランク部及び第２ユニット１２０は、第３ユニットに対して着脱可能に設けられてもよい。第３ユニットは、第２ユニットと同様の構造及び機能を有する。これにより、設置者は、基準物Ｔ１と対象物Ｔ２の表面に高低差がない場合は、第３ユニットを対象物Ｔ２に設置しつつ、第３ユニットからクランク部及び第２ユニット１２０を取り外して、第１ユニット１１０と第３ユニットを水平に配置することができる。この場合、計測装置は、第１ユニット１１０の設置位置と第３ユニットの設置位置の間の距離の変化を計測する。一方、設置者は、基準物Ｔ１と対象物Ｔ２の表面に高低差がある場合は、第３ユニットにクランク部及び第２ユニット１２０を取り付けて、第１ユニット１１０と第２ユニット１２０の高さ位置を異ならせることができる。この場合、計測装置は、第１ユニット１１０の設置位置と第２ユニット１２０の設置位置の間の距離の変化を計測する。
【0080】
この場合、クランク部の回転機構である第１係止部及び第１被係止部は、第３ユニットとクランク部の間に設けられる。なお、クランク部の回転機構である第１係止部及び第１被係止部は、ロッド部と第３ユニットの間に設けられてもよい。
【0081】
また、第１ユニット１１０が基準物Ｔ１に、第２ユニット１２０又は第３ユニットが対象物Ｔ２に設置されるのでなく、第１ユニット１１０が対象物Ｔ２に、第２ユニット１２０又は第３ユニットが基準物Ｔ１に設置されてもよい。その場合、対象物Ｔ２内の位置Ｐ２が第１位置の一例であり、基準物Ｔ１内の位置Ｐ１が第２位置の一例である。
【0082】
当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。例えば、上述した実施形態及び変形例は、本発明の範囲において、適宜に組み合わせて実施されてもよい。
【符号の説明】
【0083】
１００、２００ 計測装置
１１０ 第１ユニット
１１２ センサ
１２０ 第２ユニット
１２１ 保持部
１３０、２３０ 接続部
１３３、２３３ 第１係止部
１３４、２３４ 第１被係止部
１３５、２３５ クランク部
１３６、２３６ 第２係止部
１１０ 第１ユニット
１１２ センサ
１２０ 第２ユニット
１２１ 保持部
１３０、２３０ 接続部
１３３、２３３ 第１係止部
１３４、２３４ 第１被係止部
１３５、２３５ クランク部
１３６、２３６ 第２係止部
【要約】
【課題】複数のユニットを用いて変位を計測する計測装置を設置する際の設置者の利便性を向上させることが可能な計測装置を提供する。
【解決手段】計測装置は、第１位置に設置される第１ユニットと、第１位置から離間した第２位置に設置される第２ユニットと、第１ユニットと第２ユニットの間に配置される接続部と、第２ユニットに設けられ、且つ、接続部の少なくとも一部を回転可能に接続部の一端側を保持する保持部と、第１ユニットに配置され、且つ、接続部の他端側の変位を第１位置と第２位置の間の距離の変化として計測するセンサと、を有し、接続部は、接続部の少なくとも一部が回転することによって、第１位置と第２位置との間に高低差があっても、第１ユニット及び第２ユニットをそれぞれ第１位置及び第２位置に配置可能なクランク部を含む。
【選択図】図２
【解決手段】計測装置は、第１位置に設置される第１ユニットと、第１位置から離間した第２位置に設置される第２ユニットと、第１ユニットと第２ユニットの間に配置される接続部と、第２ユニットに設けられ、且つ、接続部の少なくとも一部を回転可能に接続部の一端側を保持する保持部と、第１ユニットに配置され、且つ、接続部の他端側の変位を第１位置と第２位置の間の距離の変化として計測するセンサと、を有し、接続部は、接続部の少なくとも一部が回転することによって、第１位置と第２位置との間に高低差があっても、第１ユニット及び第２ユニットをそれぞれ第１位置及び第２位置に配置可能なクランク部を含む。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】