(57)【要約】【課題】被計測物の複数方向への変位量を１箇所で計測すること。【解決手段】棒状に延在して形成され被測定物１００に取り付けられる接触子２と、接触子２の延在方向へのスライド移動を許容する態様で被測定物１００から離隔した固定部１０１側に設けられるスライド可動部３と、接触子２のスライド方向Ｘに直交する軸心Ｙ，Ｚ回りへの接触子２の回転移動を許容する態様で固定部１０１側に設けられる回転可動部４（４１，４２）と、接触子２のスライド移動量を検出するスライド検出手段５と、接触子２の回転角度を検出する回転検出手段６（６１，６２）とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物に接触しつつ前記被接触物の変位量を計測する接触式変位計において、
棒状に延在して形成され前記被測定物に先端が取り付けられる接触子と、
前記接触子の延在方向へのスライド移動を許容する態様で前記被測定物から離隔した固定部側に設けられるスライド可動部と、
前記接触子のスライド方向に直交する少なくとも１つの軸心回りへの前記接触子の回転移動を許容する態様で前記固定部側に設けられる回転可動部と、
前記接触子のスライド移動量を検出するスライド検出手段と、
前記接触子の回転角度を検出する回転検出手段と、
を備えたことを特徴とする接触式変位計。
【請求項２】
前記スライド可動部は、前記固定部に取り付けられるケーシングに対し前記接触子をスライド移動可能に支持し、前記回転可動部は、前記ケーシングを前記スライド可動部と共に回転移動可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の接触式変位計。
【請求項３】
前記スライド可動部は、前記固定部に固定されるケーシングに対し前記接触子をスライド移動可能に支持し、前記回転可動部は、前記スライド可動部を前記ケーシングに対して回転可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の接触式変位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被計測物の変位量を計測する接触式変位計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の接触式変位計では、例えば特許文献１に記載のものがある。この接触式変位計は、ケーシング内から外部に突出するように軸方向に移動可能に設けられた接触子を備えている。かかる接触式変位計は、被計測物に接触子の先端を接触するようにケーシングを固定側に固定し、被測定物の変位に伴う接触子の移動量を検出することで対象物の変位量を計測する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９２５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示す接触式変位計は、接触子の軸方向の移動量のみを検出するものであるから、この軸方向への被測定物の変位量しか測定することができない。このため、接触子の軸方向とは他の方向への被測定物の変位量を計測するには、被測定物の複数の変位方向に対応して複数箇所に接触式変位計を設置しなければならない。この結果、取り付けや配線などの接触式変位計の設置作業に手間がかかる問題がある。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、被計測物の複数方向への変位量を１箇所で計測することのできる接触式変位計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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の接触式変位計では、被測定物に接触しつつ前記被接触物の変位量を計測する接触式変位計において、棒状に延在して形成され前記被測定物に先端が取り付けられる接触子と、前記接触子の延在方向へのスライド移動を許容する態様で前記被測定物から離隔した固定部側に設けられるスライド可動部と、前記接触子のスライド方向に直交する少なくとも１つの軸心回りへの前記接触子の回転移動を許容する態様で前記固定部側に設けられる回転可動部と、前記接触子のスライド移動量を検出するスライド検出手段と、前記接触子の回転角度を検出する回転検出手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この接触式変位計によれば、被測定物の複数方向への変位量を１つの接触式変位計により１箇所で計測することが可能になる。この結果、従来と比較して接触式変位計の数を減らすことができ、その取り付けや配線などの設置作業を容易に行うことができる。
【０００８】
また、本発明の接触式変位計では、前記スライド可動部は、前記固定部に取り付けられるケーシングに対し前記接触子をスライド移動可能に支持し、前記回転可動部は、前記ケーシングを前記スライド可動部と共に回転移動可能に設けた形態とされている。
【０００９】
また、本発明の接触式変位計では、前記スライド可動部は、前記固定部に固定されるケーシングに対し前記接触子をスライド移動可能に支持し、前記回転可動部は、前記スライド可動部を前記ケーシングに対して回転可能に設けた形態とされている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被計測物の複数方向への変位量を１箇所で計測できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る接触式変位計の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１にかかる接触式変位計の概略図、図２は図１に示す接触式変位計の動作図である。
【００１３】
本実施の形態１の接触式変位計１は、発電設備のボイラー蒸発管やこのボイラー蒸発管が設置された建物などの各所である被測定物１００の熱伸びによる変位量を接触により計測するものである。そして、変位量を計測することで、被測定物１００の予寿命診断や性能評価ができる。かかる接触式変位計１は、図１に示すように、接触子２と、スライド可動部３と、回転可動部４と、スライド検出手段５と、回転検出手段６で構成されている。
【００１４】
接触子２は、真っ直ぐに延在する棒状に形成され、その先端が被測定物１００に取り付けられるものである。接触子２の先端２ａの被測定物１００への取り付けは、被測定物１００の変位に伴って接触子２の先端２ａが追従して変位するように、例えば磁石や接着剤による。
【００１５】
スライド可動部３は、被測定物１００から離隔した固定部１０１に取り付けられるケーシング７に設けられ、ケーシング７に対して接触子２を挿通する通孔として構成されている。そして、この通孔により、ケーシング７に対して延在方向（挿通方向）Ｘへの接触子２のスライド移動を許容するように構成されている。なお、ケーシング７は、柱状の固定具８を介して固定部１０１に取り付けられる。
【００１６】
回転可動部４は、第一回転可動部４１および第二回転可動部４２を有している。第一回転可動部４１は、回転子４１ａと軸受部４１ｂとで構成されている。回転子４１ａは、固定部１０１側であるケーシング７に固定され、接触子２の延在方向（挿通方向）Ｘへのスライド移動を許容するように接触子２を挿通するものである。この回転子４１ａには、接触子２のスライド方向に直交する水平軸心Ｙをなすように水平方向に延在する回転軸４１ｃが設けられている。軸受部４１ｂは、固定部１０１に固定される固定具８側に設けられ、回転軸４１ｃを挿通して回転子４１ａを軸心Ｙ回りに回転可能に支持するものである。すなわち、第一回転可動部４１は、接触子２のスライド方向に直交する軸心Ｙ回りへの接触子２の回転移動を許容するように構成されている。
【００１７】
第二回転可動部４２は、回転軸４２ａと軸受部４２ｂとで構成されている。回転軸４２ａは、第一回転可動部４１の軸受部４１ｂに設けられており、接触子２のスライド方向に直交する垂直軸心Ｚをなすように垂直方向に延在して設けられている。垂直軸心Ｚは、水平軸心Ｙと交差する。軸受部４２ｂは、固定具８において、回転軸４２ａを挿通して第一回転可動部４１の軸受部４１ｂを軸心Ｚ回りに回転可能に支持するものである。すなわち、第二回転可動部４２は、接触子２のスライド方向に直交する軸心Ｚ回りへの接触子２の回転移動を許容するように構成されている。
【００１８】
このように、本実施の形態１の回転可動部４は、ケーシング７をスライド可動部３と共に回転移動可能に設けたものである。
【００１９】
なお、回転可動部４は、第一回転可動部４１または第二回転可動部４２の一方のみを有していてもよい。第一回転可動部４１のみを有する場合、軸受部４１ｂは固定具８に固定される。また第二回転可動部４２のみを有する場合、回転軸４２ａはケーシング７に設けられる。また、図には明示しないが、回転可動部４は、一方が接触子２を挿通する球体で、他方が球形状の内型をなして球体を回転可能に支持するように覆う支持部からなる自在継手（いわゆるボールジョイント）として構成してもよい。この自在継手によれば、第一回転可動部４１および第二回転可動部４２を１つの構成で実現できる。
【００２０】
スライド検出手段５は、接触子２のスライド移動量を検出するものである。スライド検出手段５は、例えば、接触子２を可動電極とし、接触子２の周りに固定電極をなすコイルを配置し、この固定電極の両端に基準電圧を掛け、接触子２がスライド移動した際の可動電極の電圧を測定することで、可動電極（接触子２）の位置を判定するポテンショメータで構成することができる。また、例えば、スライド検出手段５は、歪みゲージが設けられたダイヤフラムをケーシング７に配置すると共に、ダイヤフラムと接触子２とを既知定数のバネで連結し、接触子２が移動した際のダイヤフラムに発生した応力を歪みゲージの抵抗変化として測定することで、接触子２の位置を判定するもので構成することもできる。なお、スライド検出手段５は、電気的信号で接触子２のスライド移動量を検出するものであれば上記の構成に限らない。
【００２１】
回転検出手段６は、第一回転可動部４１に対応する第一回転検出手段６１、および第二回転可動部４２に態様する第二回転検出手段６２を有している。第一回転検出手段６１は、第一回転可動部４１の回転角度から接触子２の軸心Ｙ回りの回転角度を検出するものである。また、第二回転検出手段６２は、第二回転可動部４２の回転角度から接触子２の軸心Ｚ回りの回転角度を検出するものである。回転検出手段６は、例えば、回転軸４１ｃ、４２ａを可動電極とし、回転軸４１ｃ、４２ａの周りに固定電極をなすコイルを配置し、この固定電極の両端に基準電圧を掛け、回転軸４１ｃ、４２ａが回転移動した際の可動電極の電圧を測定することで、可動電極（回転軸４１ｃ、４２ａ）の回転位置を判定するポテンショメータで構成することができる。また、回転検出手段６は、例えば、図１での接触子２の長さＬを基準とし、図２に示すように第一回転可動部４１により回転移動した接触子２の長さＬ’と、基準長さＬとの関係から三角関数で接触子２の回転角度を検出するもので構成することもできる。なお、回転検出手段６は、電気的信号で接触子２の回転角度を検出するものであれば上記の構成に限らない。
【００２２】
また、スライド検出手段５および回転検出手段６（６１，６２）の各電気信号線は、１本のケーブル９に纏められている。
【００２３】
このような構成の実施の形態１の接触式変位計１は、被測定物１００に取り付けられる接触子２と、接触子２の延在方向へのスライド移動を許容する態様で被測定物１００から離隔した固定部１０１側に設けられるスライド可動部３と、接触子２のスライド方向Ｘに直交する軸心Ｙ，Ｚ回りへの接触子２の回転移動を許容する態様で固定部１０１側に設けられる回転可動部４（４１，４２）と、接触子２のスライド移動量を検出するスライド検出手段５と、接触子２の回転角度を検出する回転検出手段６（６１，６２）とを備えている。
【００２４】
かかる構成によれば、被測定物１００の複数方向への変位量を１つの接触式変位計１により１箇所で計測することが可能になる。この結果、従来と比較して接触式変位計１の数を減らすことができ、その取り付けや配線などの設置作業を容易に行うことができる。
【００２５】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２にかかる接触式変位計の概略図、図４は図２に示す接触式変位計の動作図である。なお、以下に説明する実施の形態２において、上述した実施の形態１と同一部分には、同一符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
実施の形態２の接触式変位計１では、実施の形態１に対し回転可動部１０の構成が異なる。回転可動部１０は、球体１０ａと、支持部１０ｂとで構成されている。球体１０ａには、接触子２が固定されている。支持部１０ｂは、球形状の内型をなして球体１０ａを回転可能に支持するように覆い、かつ接触子２を外側に突出させるように一部が開放して形成されている。すなわち、回転可動部１０は、接触子２のスライド方向に直交する水平軸心Ｙおよび垂直軸心Ｚ回りへの接触子２の回転移動を許容するように、自在継手（いわゆるボールジョイント）として構成されている。また、回転可動部１０は、固定具８を介して固定部１０１側に固定されたケーシング７に設けられている。ケーシング７には、回転可動部１０を、被測定物１００に接近または離隔する方向Ｘ（接触子２の延在方向）に移動するように、支持部１０ｂの差し渡し寸法を挿通する通孔として構成されたスライド可動部３が設けられている。さらに、回転可動部１０は、支持部１０ｂの接触子２を突出させた反対側に、回転可動部１０のスライド方向Ｘに沿って延在する真っ直ぐな棒状体２１が固定されている。この棒状体２１は、スライド検出手段５の可動電極をなす。
【００２７】
このように、本実施の形態２の回転可動部１０は、固定部１０１に固定されたケーシング７に対し、スライド可動部３を回転移動可能に設けたものである。
【００２８】
このような構成の実施の形態２の接触式変位計１は、被測定物１００に取り付けられる接触子２と、接触子２の延在方向へのスライド移動を許容する態様で被測定物１００から離隔した固定部１０１側に設けられるスライド可動部３と、接触子２のスライド方向Ｘに直交する軸心Ｙ，Ｚ回りへの接触子２の回転移動を許容する態様で固定部１０１側に設けられる回転可動部１０と、接触子２のスライド移動量を検出するスライド検出手段５と、接触子２の回転角度を検出する回転検出手段６（６１，６２）とを備えている。
【００２９】
かかる構成によれば、被測定物１００の複数方向への変位量を１つの接触式変位計１により１箇所で計測することが可能になる。この結果、従来と比較して接触式変位計１の数を減らすことができ、その取り付けや配線などの設置作業を容易に行うことができる。
【００３０】
また、実施の形態２の接触式変位計１は、回転可動部１０により、上述した実施の形態１の第一回転可動部４１および第二回転可動部４２を１つの構成で実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる接触式変位計は、被計測物の複数方向への変位量を１箇所で計測することに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる接触式変位計の概略図である。
【図２】図１に示す接触式変位計の動作図である。
【図３】本発明の実施の形態２にかかる接触式変位計の概略図である。
【図４】図３に示す接触式変位計の動作図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  接触式変位計
２  接触子
２ａ  先端
２１  棒状体
３  スライド可動部
４  回転可動部
４１  第一回転可動部
４１ａ  回転子
４１ｂ  軸受部
４１ｃ  回転軸
４２  第二回転可動部
４２ａ  回転軸
４２ｂ  軸受部
５  スライド検出手段
６  回転検出手段
６１  第一回転検出手段
６２  第二回転検出手段
７  ケーシング
８  固定具
９  ケーブル
１０  回転可動部
１０ａ  球体
１０ｂ  支持部
１００  被測定物
１０１  固定部
Ｘ  スライド方向
Ｙ  水平軸心
Ｚ  垂直軸心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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