(57)【要約】【課題】コンクリート構造物の打継目界面における先打ちコンクリートと後打ちコンクリートの間の相対変位（打継目界面変位）を小型な構成で、精度よく計測することができる変位計を提供する【解決手段】磁石６ａ，６ｂを有し、先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとのうちの一方に埋設される磁場発生部２と、先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとのうちの他方に磁場発生部２と対向して埋設され、打継目界面変位に伴う磁場の変化に応じた検出信号を出力する磁場検出部３とを備える。磁場発生部２と磁場検出部３とは、打継目界面変位に対して脆弱性を有する非磁性体により構成された連結部材４より連結される。【選択図】図１
2014122864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物の打継目界面における先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとの間の相対変位である打継目界面変位を計測するための変位計であって、
磁石を有し、前記先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとのうちの一方に埋設される磁場発生部と、
前記先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとのうちの他方に、前記磁場発生部と対向して埋設され、前記打継目界面変位に伴う前記磁場発生部からの磁場の変化に応じた検出信号を出力する磁場検出部とを備え、
前記磁場発生部と磁場検出部とが、前記打継目界面変位に対して脆弱性を有する非磁性体により構成された連結部材により連結されていることを特徴とするコンクリート構造物の変位計。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート構造物の変位計において、
前記磁場発生部の磁石は、計測対象の前記打継目界面変位の方向である所定の方向における該磁石の長さよりも、該所定の方向と直交する方向の長さが長尺となるように構成されていることを特徴とするコンクリート構造物の変位計。
【請求項３】
請求項１記載のコンクリート構造物の変位計において、
前記磁場発生部は、計測対象の前記打継目界面変位の方向である所定の方向に間隔を存して配設された２つの磁石を有すると共に、該２つの磁石は、それぞれの前記磁場検出部側の表面の磁極が互いに異なる極性となるように磁化されており、
前記磁場検出部は、前記所定の方向に間隔を存して配設された３つの磁場感応素子を有しており、
前記磁場発生部と前記磁場検出部とが前記連結部材により連結されている初期状態において、前記３つの磁場感応素子のうちの両側の２つの磁場感応素子の間の中間の磁場感応素子の前記所定の方向での位置が、前記２つの磁石の間隔内の位置となり、且つ、前記磁場検出部が前記初期状態から磁場発生部に対して前記所定の方向に相対変位したとき、該相対変位に応じて前記中間の磁場感応素子の出力が変化すると共に、前記両側の２つの磁場感応素子の出力の線形結合値が一定に維持され、且つ、前記磁場検出部が前記初期状態から磁場発生部に対して該磁場検出部と磁場発生部との間の間隔方向に相対変位したとき、該相対変位に応じて前記中間の磁場感応素子の出力が変化すると共に、前記両側の２つの磁場感応素子の出力の前記線形結合値が変化するように、前記磁場発生部と前記磁場検出部とが構成されていることを特徴とするコンクリート構造物の変位計。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の変位計において、
前記連結部材には、前記打継目界面変位に伴い該連結部材に作用する応力を集中させて該連結部材を破断させる応力集中部が形成されていることを特徴とするコンクリート構造物の変位計。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の変位計において、
前記連結部材は、前記コンクリート構造物の先打ちコンクリート及び後打ちコンクリートと同一の線膨張係数を有する材質により構成されていることを特徴とするコンクリート構造物の変位計。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンクリート構造物の変位計において、
前記磁場発生部と磁場検出部とのそれぞれの外表面には、複数の凹凸が形成されていることを特徴とするコンクリート構造物の変位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物の打継目界面における先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとの間の相対変位を計測するための変位計に関する。
【背景技術】
【０００２】
打継目を有するコンクリート構造物の健全性の評価や維持管理などのために、打継目界面における先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとの間の相対変位（以降、打継目界面変位ということがある）を計測することが必要となる場合がある。
【０００３】
その計測は、従来は、例えば次のような手法によって行なわれている。その第１の手法では、先打ちコンクリート及び後打ちコンクリートの打設後に、コンクリート構造物の外表面のうちの打継目界面が露出している部分に、公知の変位計を設置する。そして、この変位計により、打継目界面変位を計測する。
【０００４】
また、第２の手法では、ひずみゲージ式変位計など、２点間の変位を起歪体のひずみに変換して計測する変位計を用い、この変位計の本体部を、後打ちコンクリートの打設前に、後打ちコンクリートの打設予定空間に配置して、先打ちコンクリートに固定すると共に、該変位計の検知部（本体部に対して変位可能な部分）以外の部分を縁切り材により被覆する。そして、この状態で、後打ちコンクリートを打設することで、変位計の検知部だけを後打ちコンクリートに固定すると共に該変位計の全体をコンクリート構造物に埋設する。その後、この変位計の出力に基づいて、打継目界面変位を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１０５８０９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、上記第１の手法では、打継目界面が外部に露出している部分に、変位センサを設置するので、コンクリート構造物の内部での打継目界面変位を正確に計測することが困難である。また、コンクリート構造物の形状等によっては、打継目界面が外部に露出している部分に、変位計を設置し得る空きスペースや、その設置作業を行い得る空きスペースが無い場合もあり、そのような場合には、変位計を設置することができないか、もしくは困難となる。
【０００７】
また、上記第２の手法では、変位計が比較的大型なものとなりやすいと共に、２点間の変位を起歪体のひずみに変換するものであるので、打継目界面変位が、変位計によって阻害されやすいという不都合がある。さらに、変位計の計測対象の変位方向と異なる方向での打継目界面変位が生じると、変位計の破損を生じたり、あるいは、当該異なる方向の打継面界面変位に応じて、変位計から検出信号が出力され、その検出信号が、本来の計測対象の変位方向の打継目界面変位に応じた検出信号と誤認されてしまう恐れもある。
【０００８】
これらの不都合を解消するために、小型な構成で、打継目界面変位を阻害しないようにコンクリート構造物の内部に設置することができる変位計を用いることが望まれていた。
【０００９】
一方、例えば特許文献１には、磁石を有する磁場発生部と、その磁場を検出するホール素子により構成される磁場検出部とを備える変位センサが提案されている。この特許文献１に見られる如き変位センサでは、磁場発生部と磁場検出部とを別体構成にすることができると共に、それぞれを小型に構成することが可能である。
【００１０】
従って、特許文献１に見られる如き変位センサの磁場発生部及び磁場検出部の一方を先打ちコンクリートに埋設し、他方を後打ちコンクリートに埋設するようにすることで、該変位センサを、コンクリート構造物の打継目界面変位を計測するための変位計として利用することが考えられる。
【００１１】
しかるに、特許文献１に見られる変位センサをそのまま、コンクリート構造物の変位計として利用した場合には、次のような不都合を生じることが本願発明者の検討により判明した。
【００１２】
すなわち、特許文献１に見られる変位センサでは、磁場発生部と磁場検出部とが別体構成とされているので、磁場発生部と磁場検出部とのうちの一方を、先打ちコンクリートに埋設させた後に、他方を、一方に対して正確に位置決めすることが困難である。このため、コンクリート構造物に埋設される磁場発生部と磁場検出部との間の位置関係のばらつきを生じやすい。ひいては、打継目界面変位に対する磁場検出部の出力のばらつきを生じやすく、該打継面界面変位を精度よく計測することが困難となりやすい。
【００１３】
また、特許文献１に見られる変位センサでは、磁場発生部と磁場検出部との間の変位が、特定の一方向で生じる場合だけが考慮されているため、打継目界面変位が、変位センサの計測対象の方向と異なる方向に生じた場合には、それに応じて磁場検出部に対する磁場発生部の磁場が変化する虞がある。そして、このような場合には、磁場検出部の出力から、計測対象の方向と異なる方向の打継目界面変位が、計測対象の方向の打継目界面変位として計測されてしまうという不都合がある。
【００１４】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、コンクリート構造物の打継目界面における先打ちコンクリートと後打ちコンクリートの間の相対変位（打継目界面変位）を小型な構成で、精度よく計測することができる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】
【００１５】
本発明のコンクリート構造物の変位計は、かかる目的を達成するために、コンクリート構造物の打継目界面における先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとの間の相対変位である打継目界面変位を計測するための変位計であって、
磁石を有し、前記先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとのうちの一方に埋設される磁場発生部と、
前記先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとのうちの他方に、前記磁場発生部と対向して埋設され、前記打継目界面変位に伴う前記磁場発生部からの磁場の変化に応じた検出信号を出力する磁場検出部とを備え、
前記磁場発生部と磁場検出部とが、前記打継目界面変位に対して脆弱性を有する非磁性体により構成された連結部材により連結されていることを特徴とする（第１発明）。
【００１６】
かかる第１発明によれば、前記コンクリート構造物の打継目界面変位を計測する場合には、前記磁場発生部が、前記先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとのうちの一方に埋設され、前記磁場検出部が、前記先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとのうちの他方に埋設され、これにより、コンクリート構造物の内部に変位計が設置される。
【００１７】
この場合、この設置当初は、磁場発生部と磁場検出部とは、前記連結部材を介して連結されている。このため、磁場発生部と磁場検出部とを既定の位置関係に保持したまま、変位計の設置を行なうことができる。
【００１８】
具体的には、先打ちコンクリートの打設時に、連結部材により連結されている磁場発生部及び磁場検出部のうちの一方を先打ちコンクリートの内部に埋設させ、且つ、他方を先打ちコンクリートの外部（後打ちコンクリートの打設予定空間）に露出させるようにして、変位計を配置した状態で、先打ちコンクリートの打設を行なう。そして、その後、後打ちコンクリートを打設することで、磁場発生部及び磁場検出部のうちの他方を後打ちコンクリートに埋設させるようにすればよい。
【００１９】
これにより、磁場発生部と磁場検出部とを既定の位置関係（連結部材による連結状態での位置関係）に保持したまま、変位計の設置を行なうことができる。
【００２０】
従って、磁場発生部と磁場検出部との間の位置関係のばらつきを生じることなく、変位計をコンクリート構造物の内部に設置することができる。
【００２１】
一方、上記連結部材は、前記打継目界面変位に対して脆弱性を有する非磁性体により構成されているので、該連結部材が、磁場発生部から磁場検出部に作用する磁場に影響を及ぼすことはないと共に、打継目界面変位が発生しようとした場合に、それに伴って連結部材に作用する応力が十分に小さい段階で該連結部材が破損し、ひいては、磁場発生部と磁場検出部とが切り離されることとなる。
【００２２】
従って、連結部材によって、打継目界面変位が阻害されることが十分に抑制され、該打継面界面変位は、連結部材が存在しない場合と同様の形態で発生し得る。
【００２３】
このため、打継目界面変位に対して高い依存性を有して磁場発生部と磁場検出部との間の相対変位が生じることとなり、ひいては、打継目界面変位に応じたものとしての、磁場検出部の出力（検出信号）の信頼性が高いものとなる。
【００２４】
また、磁場発生部は、小型な磁石を使用して小型に構成することができ、また、磁場検出部は、ホール素子等を使用して小型に構成することができる。
【００２５】
よって、第１発明によれば、コンクリート構造物の打継目界面変位を小型な構成で、精度よく計測することができる。
【００２６】
上記第１発明では、前記磁場発生部の磁石は、計測対象の前記打継目界面変位の方向である所定の方向における該磁石の長さよりも、該所定の方向と直交する方向の長さが長尺となるように構成されていることが好ましい（第２発明）。
【００２７】
この第２発明によれば、前記磁場発生部の磁石は、計測対象の前記打継目界面変位の方向である前記所定の方向と直交する方向の長さが長尺なものであるので、磁場検出部が、磁場発生部に対して、前記所定の方向と直交する方向に相対的に変位しても、磁場発生部から磁場検出部に作用する磁場がさほど変化しないようにすることができる。
【００２８】
ひいては、打継目界面変位が、前記所定の方向と直交する方向に発生した場合における磁場検出部の検出信号の変動を抑制することができる。
【００２９】
その結果、磁場検出部の出力（検出信号）は、前記所定の方向での打継目界面変位に比して、該所定の方向と直交する方向での打継目界面変位に対する感度が低感度なものとなる。従って、前記所定の方向での打継目界面変位に対する磁場検出部の出力の依存性を高め、該出力に基づいて前記所定の方向での打継目界面変位を精度よく計測することができる。
【００３０】
また、前記第１発明では、前記磁場発生部は、計測対象の前記打継目界面変位の方向である所定の方向に間隔を存して配設された２つの磁石を有すると共に、該２つの磁石は、それぞれの前記磁場検出部側の表面の磁極が互いに異なる極性となるように磁化されており、前記磁場検出部は、前記所定の方向に間隔を存して配設された３つの磁場感応素子を有しており、前記磁場発生部と前記磁場検出部とが前記連結部材により連結されている初期状態において、前記３つの磁場感応素子のうちの両側の２つの磁場感応素子の間の中間の磁場感応素子の前記所定の方向での位置が、前記２つの磁石の間隔内の位置となり、且つ、前記磁場検出部が磁場発生部に対して前記初期状態から前記所定の方向に相対変位したとき、該相対変位に応じて前記中間の磁場感応素子の出力が変化すると共に、前記両側の２つの磁場感応素子の出力の線形結合値が一定に維持され、且つ、前記磁場検出部が磁場発生部に対して前記初期状態から該磁場検出部と磁場発生部との間の間隔方向に相対変位したとき、該相対変位に応じて前記中間の磁場感応素子の出力が変化すると共に、前記両側の２つの磁場感応素子の出力の前記線形結合値が変化するように、前記磁場発生部と前記磁場検出部とが構成されていることが好ましい（第３発明）。
【００３１】
なお、上記磁場感応素子は、ホール素子等、磁場に感応するセンシング素子である。
【００３２】
上記第３発明によれば、前記所定の方向での打継目界面変位に起因して、前記磁場検出部が、磁場発生部に対して前記初期状態から前記所定の方向に相対変位した場合には、該磁場検出部の３つの磁場感応素子のうちの前記中間の磁場感応素子の出力は、該相対変位に応じて変化するものの、両側の２つの磁場感応素子の出力の線形結合値（例えば和、あるいは、差）は一定に維持される。従って、該両側の２つの磁場感応素子の出力の線形結合値は、前記所定の方向での前記打継目界面変位に感応しないこととなる。
【００３３】
一方、前記打継目界面の法線方向でコンクリート構造物に作用する応力によって、先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとが該コンクリート構造物に埋設した変位計の周辺箇所で剥離するような場合もあり、このような場合には、前記磁場検出部が、磁場発生部に対して前記初期状態から該磁場検出部と磁場発生部との間の間隔方向に相対変位する。
【００３４】
この場合には、当該相対変位に応じて、前記中間の磁場感応素子の出力が変化することに加えて、両側の２つの磁場感応素子の出力の前記線形結合値も変化する。従って、該両側の２つの磁場感応素子の出力の線形結合値は、前記磁場検出部と磁場発生部との間の間隔方向（これは前記所定の方向と直交もしくはほぼ直交する）での磁場検出部の相対変位に感応することとなる。
【００３５】
このため、前記中間の磁場感応素子の出力の変化が、前記所定の方向での打継目界面変位に起因するものであるか、あるいは、打継目界面に直交もしくはほぼ直交する方向での先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとの間の相対変位に起因するものであるかを、前記両側の２つの磁場感応素子の出力の線形結合値に基づいて区別することが可能となる。
【００３６】
ひいては、前記中間の磁場感応素子の出力と、前記両側の２つの磁場感応素子の出力の線形結合値とに基づいて、前記所定の方向での打継目界面変位を、該打継目界面に直交もしくはほぼ直交する方向での先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとの間の相対変位と区別して、精度よく計測することが可能となる。
【００３７】
なお、第３発明において、前記両側の２つの磁場感応素子の出力の線形結合値が、磁場発生部に対する磁場検出部の相対変位に対して上記の如き特性を持たせることは、前記２つの磁石と前記両側の２つの磁場感応素子との間の位置関係と、磁場の強度に対する該両側の２つの磁場感応素子の出力の感度又は磁場の向きに対する該両側の２つの磁場感応素子の出力の極性とを適切に設定することで実現することができる。
【００３８】
また、第３発明は、前記第２発明と組み合わせてもよい。このようにした場合には、前記所定の方向での打継目界面変位をより一層、精度よく計測することが可能となる。
【００３９】
また、前記第１〜第３発明では、前記連結部材には、前記打継目界面変位に伴い該連結部材に作用する応力を集中させて該連結部材を破断させる応力集中部が形成されていることが好ましい（第４発明）。
【００４０】
この第４発明によれば、前記打継目界面変位に対する前記連結部材の脆弱性を、容易に構造的に実現できる。この場合、例えば、連結部材の外周に、環状の溝を形成することで上記応力集中部を構成できる。
【００４１】
また、第１〜第４発明では、前記連結部材は、前記コンクリート構造物の先打ちコンクリート及び後打ちコンクリートと同一の線膨張係数を有する材質により構成されていることが好ましい（第５発明）。
【００４２】
なお、前記コンクリート構造物の先打ちコンクリート及び後打ちコンクリートと同一の線膨張係数というのは、該先打ちコンクリート及び後打ちコンクリートの線膨張係数に正確に一致する線膨張係数だけを意味するものではなく、該先打ちコンクリート及び後打ちコンクリートの線膨張係数と、ある許容範囲内でほぼ一致するような線膨張係数も含むものである。
【００４３】
上記第５発明によれば、温度変化に伴うコンクリート構造物の膨張又は収縮に起因して、磁場発生部と磁場検出部との間の位置ずれが生じるのが防止される。従って、温度変化に対する磁場検出部の出力の変動を抑制することができる。
【００４４】
また、上記第１〜第５発明では、前記磁場発生部と磁場検出部とのそれぞれの外表面には、複数の凹凸が形成されていることが好ましい（第６発明）。
【００４５】
この第６発明によれば、磁場発生部と磁場検出部とのうちの一方と先打ちコンクリートとの付着、及び、磁場発生部と磁場検出部とのうちの他方と後打ちコンクリートとの付着を強固に行なうことができる。
【００４６】
このため、打継目界面変位に伴う磁場発生部と磁場検出部との間の相対的な変位量を、該打継目界面変位の発生量に精度よく合致させるようにすることができる。ひいては、磁場検出部の出力に基づく打継目界面変位の計測精度をより一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態の変位計の構成を示す図。
【図２】図１の変位計に備えた磁石及びホール素子を示す斜視図。
【図３】図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１の変位計に備えたホール素子の出力特性を説明するためのグラフ。
【図４】本発明の第２実施形態の変位計の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１〜図３を参照して以下に説明する。
【００４９】
図１に示すように、本実施形態の変位計１は、磁場を発生する磁場発生部２と、磁場の強度を検出する磁場検出部３と、これらの磁場発生部２及び磁場検出部３を連結する連結部材４とを備える。
【００５０】
磁場発生部２は、樹脂等の非磁性体により構成された筐体（外装ケース）５と、その内部に収容・固定された２つの磁石６ａ，６ｂとを備える。
【００５１】
磁石６ａ，６ｂのそれぞれは、図２に示す如く、長尺な平板状に形成されている。そして、磁石６ａ，６ｂは、その長手方向と幅方向とを互いに同方向に向けて、当該幅方向に間隔を存して筐体５内に配置されている。
【００５２】
以降の説明では、便宜上、図２に示すように、磁石６ａ，６ｂの長手方向をＹ軸方向とし、このＹ軸方向と直交する方向となる磁石６ａ，６ｂの幅方向をＸ軸方向とする。
【００５３】
磁石６ａ，６ｂのそれぞれは、その厚み方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向）における表裏面のうちの一方の面がＮ極、他方の面がＳ極となるように磁化されている。そして、磁石６ａ，６ｂは、それぞれの厚み方向の磁極の向きが互いに逆向きとなるように筐体５内に配置されている。
【００５４】
例えば、図１に示すように、磁石６ａの厚み方向の表面（図１では上側の面）と裏面（図１では下側の面）とがそれぞれＳ極、Ｎ極となり、これと逆に、磁石６ｂの厚み方向の表面（図１では上側の面）と裏面（図１では下側の面）とがそれぞれＮ極、Ｓ極となるように磁石６ａ，６ｂが配置されている。
【００５５】
なお、磁石６ａ，６ｂは、温度変化に対する発生磁場の変化が生じ難いものを使用されることが望ましい。
【００５６】
また、図示は省略するが、磁場発生部２の筐体５の外表面には、多数の微小な凹凸が形成されている（該外表面が粗面状に形成されている）。
【００５７】
磁場検出部３は、樹脂等の非磁性体により構成された筐体（外装ケース）７と、その内部に収容・固定されたホール素子８とを備える。ホール素子８は、磁場に感応するセンシング素子であり、自身に作用する磁場の強度（大きさ）に応じた大きさの検出信号（電圧信号）を出力する。また、ホール素子８の出力の極性は、ホール素子８に作用する磁場の向きによって切替わるようになっている。
【００５８】
なお、ホール素子８は、温度変化に対する出力の変化を生じ難いものを使用することが望ましい。
【００５９】
また、図示は省略するが、磁場検出部３の筐体７の外表面には、磁場発生部２の筐体５の外表面と同様に、多数の微小な凹凸が形成されている（該外表面が粗面状に形成されている）。
【００６０】
この磁場検出部３は、後述する位置関係で、磁石６ａ，６ｂの厚み方向に磁場発生部２と間隔を存して該磁場発生部２に対向するように配置されている。そして、磁場検出部３と磁場発生部２とが、それらの間に介装された前記連結部材４を介して連結されている。
【００６１】
より詳しくは、本実施形態の変位計１は、樹脂等の非磁性体によりそれぞれピン状に形成された複数の連結部材４を備えている。そして、各連結部材４は、その軸心方向を磁場発生部２と磁場検出部３との間の間隔方向（磁石６ａ，６ｂの厚み方向）に向けた状態で、磁場発生部２と磁場検出部３との間に介装され、各連結部材４の両端部が、それぞれ磁場発生部２の筐体５、磁場検出部３の筐体７に固定されている。
【００６２】
この場合、各連結部材４の軸心方向の中間部には、他の部分よりも小径のくびれ部分４ａが設けられている。このくびれ部分４ａは、連結部材４の外周に断面形状がＶ字状の環状溝を形成することにより構成された部分（本発明における応力集中部と機能を持つ部分）であり、磁場発生部２と磁場検出部３との間に、それらを横方向（連結部材４の軸心方向に直交する方向）に相対変位させるような力が作用した場合に、該力がさほど大きな力でなくとも、各連結部材４のくびれ部分４ａに応力が集中して、該くびれ部分４ａの破断が生じやすいように該くびれ部分４ａが形成されている。
【００６３】
これにより、各連結部材４は、磁場発生部２と磁場検出部３との間の横方向の相対変位に対して脆弱性を有し、該相対変位を生ぜしめる応力（せん断応力）によって容易に破断するものとなっている。
【００６４】
また、本実施形態では、各連結部材４は、コンクリートの線膨張係数と同一もしくはほぼ同一の線膨張係数を有する材質により構成されている。
【００６５】
ここで、連結部材４により連結された磁場発生部２と磁場検出部３との位置関係について以下に説明する。
【００６６】
まず、磁場発生部２の磁石６ａ，６ｂに対するホール素子８の位置と、該ホール素子８の出力との間の関係について説明しておく。ホール素子８を、磁石６ａ，６ｂの表面側に配置して、該ホール素子８のＸ軸方向の位置を変化させる場合を想定する。この場合、磁石６ａ，６ｂの厚み方向における磁石６ａ，６ｂとホール素子８との間隔は一定の間隔に維持されるものとする。また、ホール素子８のＹ軸方向の位置は、磁石６ａ，６ｂの長手方向の長さの中央付近の位置に保たれるものとする。
【００６７】
この場合、磁石６ａ，６ｂのそれぞれの表面の正面位置（当該表面に磁石６ａ，６ｂの厚み方向で対向する位置）での磁場の強度（大きさ）がほぼ最大となると共に、それぞれの磁場の向きが磁石６ａ，６ｂの厚み方向で互いに逆向きとなる。また、磁石６ａ，６ｂの厚み方向での磁場の向きは、磁石６ａと６ｂとの間のほぼ中央となるＸ軸方向の位置で反転する。
【００６８】
このため、ホール素子８のＸ軸方向の位置に対する該ホール素子８の出力の変化の特性は、概ね図３（ａ）のグラフａで示すような特性となる。すなわち、ホール素子８の出力は、該ホール素子８のＸ軸方向の位置が、磁石６ａのＸ軸方向の位置にほぼ一致する場合と、磁石６ｂのＸ軸方向の位置にほぼ一致する場合とで、互いに逆極性の最大（極大）の大きさとなる。
【００６９】
そして、ホール素子８のＸ軸方向位置が、磁石６ａのＸ軸方向の位置から磁石６ｂ側に近づいていくに伴い、該ホール素子８の出力の大きさが減少する。そして、ホール素子８のＸ軸方向の位置が、磁石６ｂのＸ軸方向の位置にさらに近づいていくと、両磁石６ａ，６ｂの間のほぼ中央の位置で、ホール素子８の出力の極性が反転した後に、該出力の大きさが再び増加していく。
【００７０】
また、特に、ホール素子８のＸ軸方向の位置が、磁石６ａ，６ｂの間の中央近辺の位置（例えば、図３（ａ）のΔＸの範囲内の位置）である場合には、ホール素子８のＸ軸方向の位置の変化に対して、ホール素子８の出力は概ねリニアに変化する。従って、ホール素子８の出力から、磁石６ａ，６ｂに対するホール素子８のＸ軸方向の位置を特定できることとなる。
【００７１】
なお、図３（ａ）のグラフａでは、磁石６ａ寄り側の位置でのホール素子８の出力の極性が正で、磁石６ｂ寄り側の位置でのホール素子８の出力の極性が負であるが、それらの極性を逆にするようにすることも可能である。
【００７２】
ホール素子８のＸ軸方向の位置と、該ホール素子８の出力との間の以上の如き関係を踏まえて、変位計１の初期状態（磁場発生部２と磁場検出部３とが連結部材４により連結されている状態）での磁場発生部２と磁場検出部３との相互の位置関係（ホール素子８と磁石６ａ，６ｂとの相互の位置関係）が次のように設定されている。
【００７３】
すなわち、磁場検出部３は、図１に示す如く、磁石６ａ，６ｂの厚み方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向）で磁場発生部２と既定の間隔を存し、且つ、ホール素子８のＸ軸方向の位置が、両磁石６ａ，６ｂの間のほぼ中央の位置となり、且つ、ホール素子８のＹ軸方向の位置が、磁石６ａ，６ｂの長手方向の長さの中央付近の位置となるように磁石６ａ，６ｂの表面側に配置されている。
【００７４】
このような磁場発生部２と磁場検出部３との配置によって、本実施形態では、図３（ｂ）、図３（ｃ）にそれぞれグラフｂ、ｃで示す如きホール素子８の出力特性が実現されている。
【００７５】
図３（ｂ）のグラフｂは、ホール素子８のＸ軸方向の位置に対する出力特性を示しており、±８mmの範囲内（図３（ａ）のΔＸに相当する範囲内）で、ホール素子８の出力が、Ｘ軸方向の位置に対してほぼリニアに変化する出力特性が実現されている。なお、図３（ｂ）において、Ｘ軸方向の位置が０mmとなる位置（ホール素子８の出力が“０”となるＸ軸方向の位置）は、両磁石６ａ，６ｂの間のほぼ中央の位置（変位計１の初期状態でのホール素子８のＸ軸方向の位置）である。
【００７６】
また、図３（ｃ）のグラフｃは、ホール素子８のＹ軸方向の位置に対する出力特性を示している。ここで、本実施形態では、磁石６ａ，６ｂがＸ軸方向に対して直交するＹ軸方向に長いので、ホール素子８のＹ軸方向の位置が磁石６ａ，６ｂに対して多少変化しても、ホール素子８に作用する磁束の強度及び向きは、ほぼ一定に維持される。
【００７７】
このため、本実施形態の変位計１では、グラフｃで示す如く、ホール素子８のＹ軸方向の位置に関する±５mmの範囲内で、ホール素子８の出力の変化量が、最大の出力の２０％以下に収まるようになっている。なお、図３（ｃ）において、Ｙ軸方向の位置が０mmとなる位置は、ホール素子８の出力が最大となるＹ軸方向の位置であり、その位置は、両磁石６ａ，６ｂの長手方向の長さのほぼ中央の位置（変位計１の初期状態でのホール素子８のＹ軸方向の位置）である。
【００７８】
次に、以上説明した変位計１を用いてコンクリート構造物の打継目界面変位を計測する処理に関して説明する。
【００７９】
コンクリート構造物の打継目界面変位を計測する場合には、図１に示すように、コンクリート構造物の内部に変位計１が設置される。
【００８０】
さらに詳細には、先打ちコンクリートを打設する際に、変位計１の磁場発生部２及び磁場検出部３のうちの一方（本実施形態では、磁場発生部２）が、先打ちコンクリートの内部に埋没し、且つ、他方（本実施形態では、磁場検出部３）が、先打ちコンクリートの外部（後打ちコンクリートの打設予定空間）に露出するような位置に、変位計１を固定保持した状態で、先打ちコンクリートの打設を行なう。
【００８１】
この場合、変位計１の姿勢は、その磁石６ａ，６ｂの厚み方向（連結部材４の軸心方向）が、打継目界面となる先打ちコンクリートの表面にほぼ直交し、且つ、Ｘ軸方向（磁石６ａ，６ｂの幅方向）が、打継目界面変位の計測対象の方向（図１では、左右方向）に一致するような姿勢に保持される。
【００８２】
このように変位計１を配置して先打ちコンクリートを打設した後に、後打ちコンクリートが打設される。これにより、変位計１の磁場発生部２、磁場検出部３がそれぞれ先打ちコンクリート、後打ちコンクリートに埋設されるようにして、変位計１がコンクリート構造物の内部に設置される。
【００８３】
この場合、磁場発生部２と磁場検出部３とは、連結部材４を介して連結されているので、磁場発生部２と磁場検出部３の間の位置関係（ひいては、磁石６ａ，６ｂとホール素子８との間の位置関係）が当初の位置関係に保持される。
【００８４】
なお、後打ちコンクリートの打設時は、磁場検出部３のホール素子８に接続されている信号取出し線や電力供給線等のリード線（図示省略）がコンクリート構造物の外部に導出される。ただし、例えば磁場検出部３に無線機を搭載しておき、ホール素子８の出力を無線により外部で受信することができるようにしてもよい。また、磁場検出部３に電源電池を搭載しておくようにしてもよい。
【００８５】
補足すると、後打ちコンクリートの打設よって変位計１の設置箇所が判らなくなってしまったような場合でも、汎用の磁束検出器や磁石等を使用して、磁場発生部２の磁石６ａ，６ｂが発生する磁束を探索することで、変位計１の設置箇所を特定することができる。
【００８６】
以上のように変位計１をコンクリート構造物の内部に設置した後、磁場検出部３のホール素子８の出力に基づいて、計測対象の方向であるＸ軸方向における打継目界面変位が計測される。
【００８７】
すなわち、打継目界面変位（先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとの間の相対変位）が発生していない状態では、ホール素子８の出力は、変位計１の設置当初の磁場発生部２と磁場検出部３との間の位置関係に対応する所定値（本実施形態では約“０”）となる。
【００８８】
そして、Ｘ軸方向での打継目界面変位が発生すると、それに伴い、磁場検出部３のホール素子８が、磁場発生部２の磁石６ａ，６ｂに対して相対的にＸ軸方向に変位することとなる。このため、図３（ｂ）に示した特性で、ホール素子８の出力が変化し、そのホール素子８の出力値から、磁場発生部２に対する磁場検出部３のＸ軸方向の相対的な変位量、ひいては、Ｘ軸方向におけると打継目界面変位の発生量が計測される。
【００８９】
この場合、変位計１の設置当初は、磁場発生部２と磁場検出部３との間の位置関係は、それらを連結する連結部材４によって既定の位置関係に保持される。このため、変位計１の設置当初におけるホール素子８の出力のばらつきが生じるようなことを防止して、該出力の安定性を確保することができる。
【００９０】
また、コンクリート構造物に対する変位計１の設置当初は、磁場検出部３が連結部材４を介して磁場発生部２に連結されているものの、該連結部材４は、前記した如く、磁場発生部２と磁場検出部３との間の相対変位を生ぜしめる応力（せん断応力）によって容易に破断するように形成されている。
【００９１】
このため、打継目界面変位は、連結部材４によって阻害されることなく（換言すれば、連結部材４が存在しない場合とほぼ同等の形態で）、発生し得る。
【００９２】
また、磁場発生部２の筐体５と、磁場検出部３の筐体７とは、それぞれの外表面に多数の凹凸が形成されているので、磁場発生部２と先打ちコンクリートとの付着、及び磁場検出部３と後打ちコンクリートとの付着が強固なものとなる。このため、磁場発生部２と磁場検出部３との間の相対変位は、打継目界面変位（先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとの間の相対変位）と一体的に行なわれる。
【００９３】
このため、磁場発生部２と磁場検出部３との間の相対的な変位量は、打継目界面変位の発生量に精度よく合致するものとなる。
【００９４】
さらに、本実施形態では、磁石６ａ，６ｂが、打継目界面変位の計測対象の方向であるＸ軸方向と直交するＹ軸方向に長いものとなっている。このため、打継目界面変位が、Ｙ軸方向に発生し、それに追従して、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＹ軸方向に相対変位しても、図３（ｃ）を参照して前記した如く、ホール素子８の出力の変動は十分に微小なものに留まる。
【００９５】
従って、本実施形態の変位計１によれば、計測対象の方向（Ｘ軸方向）における打継目界面変位の発生量を、ホール素子８の出力から精度よく計測することができる。
【００９６】
また、本実施形態では、連結部材４の線膨張係数が、コンクリートの線膨張係数と同一もしくはほぼ同一の線膨張係数を有する材質により構成されているので、温度変化に伴うコンクリート構造物の膨張又は収縮に起因して、磁場発生部２と磁場検出部３との間の位置ずれが生じるのが防止される。
【００９７】
従って、温度変化に対するホール素子８の出力変動を抑制することができる。ひいては、Ｘ軸方向における打継目界面変位に応じたものとしてのホール素子８の出力の信頼性を高めることができる。
【００９８】
以上の如く、本実施形態の変位計１によれば、コンクリート構造物の打継面界面変位を、阻害することなく精度よく計測することができる。
【００９９】
また、磁石６ａ，６ｂとホール素子８とを使用して、変位計１の構成要素である磁場発生部２及び磁場検出部３を小型で簡易な構成とすることができる。
【０１００】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図４を参照して説明する。なお、本実施形態の説明は、前記第１実施形態と相違する事項を中心に行い、第１実施形態と同一事項については詳細な説明を省略する。
【０１０１】
図４に示すように、本実施形態における変位計１１は、第１実施形態と同じ構成の磁場発生部２を備える。そして、第１実施形態と同様に、この磁場発生部２の磁石６ａ，６ｂの厚み方向に間隔を存するようにして、該磁場発生部２の筐体５に対向して設けられた磁場検出部３の筐体７が複数の連結部材４を介して磁場発生部２の筐体５に連結されている。
【０１０２】
なお、磁石６ａ，６ｂの表面側（磁場検出部３側）の磁極は、第１実施形態と同様に互いに異なる極性の磁極（本実施形態では、例えば磁石６ａの表面側の磁極がＳ極、磁石６ｂの表面側の磁極がＮ極）とされている。
【０１０３】
一方、本実施形態の変位計１１では、磁場検出部３の筐体７には、第１実施形態よりも多くのホール素子（磁場感応素子）が収容・固定されている。すなわち、本実施形態では、磁場検出部３の筐体７には、ホール素子８に加えてさらに２つのホール素子１２ａ，１２ｂが収容されている。これらの３つのホール素子８，１２ａ，１２ｂは、ホール素子１２ａ，１２ｂの間の中間にホール素子８が位置するようにして、打継目界面変位の計測対象の方向であるＸ軸方向（換言すれば、磁石６ａ，６ｂの間隔方向）に等間隔で並ぶように配置されている。
【０１０４】
そして、３つのホール素子８，１２ａ，１２ｂと磁石６ａ，６ｂとの相互の位置関係、並びに、各ホール素子８，１２ａ，１２ｂの出力特性は、次のように設定されている。
【０１０５】
すなわち、本実施形態の変位計１１の初期状態（磁場発生部２と磁場検出部３とが連結部材４により連結されている状態）において、ホール素子８，１２ａ，１２ｂのうちの両側のホール素子１２ａ，１２ｂの間の中間のホール素子８は、そのＸ軸方向の位置が、第１実施形態と同様に、両磁石６ａ，６ｂの間の間隔内のほぼ中央の位置となるように配置されている。
【０１０６】
また、磁石６ａ，６ｂの長手方向（Ｙ軸方向）でのホール素子８の位置（初期状態における位置）も、第１実施形態と同様に、磁石６ａ，６ｂの長さの中央付近の位置とされている。
【０１０７】
そして、ホール素子８の出力は、磁石６ａ，６ｂに対する該ホール素子８の相対変位に応じて第１実施形態と同様に変化するようになっている。
【０１０８】
一方、両側の２つのホール素子１２ａ，１２ｂは、磁石６ａ，６ｂに対する相対変位に応じてそれぞれの出力が変化するものの、ホール素子１２ａ，１２ｂのＸ軸方向の位置が磁石６ａ，６ｂに対して相対的に変化しても、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力（出力電圧）の線形結合値としての該出力の和が一定に維持されるようになっている。
【０１０９】
一例として、本実施形態では、変位計１１の初期状態でのホール素子１２ａ，１２ｂと磁石６ａ，６ｂとの相互の位置関係と、磁石６ａ，６ｂが生成する磁場に対するホール素子１２ａ，１２ｂの出力の感度及び極性を次のように設定しておくことによって、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力特性が上記のように設定されている。
【０１１０】
すなわち、本実施形態では、図４に示す如く、Ｘ軸方向でのホール素子１２ａ，１２ｂの間の間隔が、Ｘ軸方向での磁石６ａ，６ｂの間隔よりも広いものとされている。そして、これらの２つのホール素子１２ａ，１２ｂは、変位計１１の初期状態において、ホール素子１２ａと磁石６ａとの間のＸ軸方向の間隔と、ホール素子１２ｂと磁石６ｂとの間のＸ軸方向の間隔とが同じ間隔ｄとなるように配置されている。
【０１１１】
従って、Ｘ軸方向でのホール素子１２ａ，１２ｂの間の間隔が、Ｘ軸方向での磁石６ａ，６ｂの間の間隔と異なるものとされると共に、Ｘ軸方向でのホール素子１２ａ，１２ｂの間隔の中央位置が、Ｘ軸方向での磁石６ａ，６ｂの間隔の中央位置と一致（もしくはほぼ一致）するように、変位計１１の初期状態における磁石６ａ，６ｂに対するホール素子１２ａ，１２ｂの配置が設定されている。
【０１１２】
また、ホール素子１２ａの出力特性（Ｘ軸方向の位置に応じた出力特性）は、ホール素子１２ａのＸ軸方向の位置が、初期状態の位置から磁石６ａのＸ軸方向の位置に近づくに伴い、ホール素子１２ａの出力が正極性方向に増加し、逆に、ホール素子１２ａのＸ軸方向の位置が、初期状態の位置から磁石６ａのＸ軸方向の位置から遠ざかるに伴い、ホール素子１２ａの出力が負極性方向に減少するように設定されている。
【０１１３】
また、ホール素子１２ｂの出力特性（Ｘ軸方向の位置に応じた出力特性）は、ホール素子１２ｂのＸ軸方向の位置が、初期状態の位置から磁石６ｂのＸ軸方向の位置に近づくに伴い、ホール素子１２ａの出力が正極性方向に増加し、逆に、ホール素子１２ａのＸ軸方向の位置が、初期状態の位置から磁石６ａのＸ軸方向の位置から遠ざかるに伴い、ホール素子１２ａの出力が負極性方向に減少するように設定されている。
【０１１４】
そして、ホール素子１２ａ，１２ｂは、初期状態からのＸ軸方向の変位量（磁石６ａ，６ｂに対する相対的な変位量）が同じであれば、それぞれの出力の初期状態からの変化量の大きさが同じになるように、それぞれの出力の感度が設定されている。
【０１１５】
従って、変位計１１の初期状態でのホール素子１２ａ，１２ｂの出力をそれぞれＡ0、Ｂ0と表記し、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＸ軸方向に変位したときのホール素子１２ａ，１２ｂの出力をそれぞれＡx、Ｂxとおくと、本実施形態では、Ａx＝Ａ0＋Δａx、Ｂx＝Ｂ0−Δｂx、Δａx＝Δｂxとなる。
【０１１６】
このため、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＸ軸方向に変位しても、Ａx＋Ｂx＝Ａ0＋Ｂ0となって、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力の和が一定に維持されるようになっている。
【０１１７】
なお、磁石６ａ，６ｂの長手方向（Ｙ軸方向）でのホール素子１２ａ，１２ｂのそれぞれの位置は、ホール素子８のＹ軸方向での位置（磁石６ａ，６ｂの長さの中央付近の位置）と同じとされている。このため、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＹ軸方向に変位しても、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力は、ホール素子８の出力と同様に、ほぼ一定に保たれるようになっている。
【０１１８】
また、磁場発生部２と磁場検出部３と間の間隔方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向。以降、Ｚ軸方向という）で磁場検出部３が磁場発生部２に対して初期状態から遠ざかる向きに変位した場合には、Ｚ軸方向でのホール素子８，１２ａ，１２ｂのそれぞれと、磁石６ａ，６ｂとの距離が初期状態よりも大きくなるため、各ホール素子８，１２ａ，１２ｂに磁石６ａ，６ｂから作用する磁場の強度が低下する。
【０１１９】
このため、この場合には、各ホール素子８，１２ａ，１２ｂの出力の大きさが減少する。従って、この場合には、両側のホール素子１２ａ，１２ｂの出力の和は、初期状態から減少することとなる。
【０１２０】
本実施形態の変位計１１の構成は、以上説明した事項以外は、第１実施形態と同様である。
【０１２１】
かかる本実施形態の変位計１１は、第１実施形態の変位計１と同様に、コンクリート構造物に埋設状態で設置される。その設置状態が、図４に示す状態である。そして、この状態で、ホール素子８，１２ａ，１２ｂの出力に基づいて、打継目界面変位が計測される。
【０１２２】
この場合、磁場発生部２と磁場検出部３との間のＺ軸方向の間隔がほぼ一定に保たれたまま、Ｘ軸方向で打継目界面変位が発生して、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＸ軸方向に相対的に変位した場合には、両側のホール素子１２ａ，１２ｂの出力の和は初期状態から変化しないものの、ホール素子８の出力は、第１実施形態と同様に変化する。このため、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力の和が初期状態から変化しない状態では、ホール素子８の出力に基づいて、第１実施形態と同様に、Ｘ軸方向での打継目界面変位を精度よく計測することができる。
【０１２３】
なお、この場合、連結部材４の破断が容易に生じることによって、打継目界面変位が阻害されないことは、前記第１実施形態と同様である。
【０１２４】
一方、打継目界面にほぼ直交する方向でコンクリート構造物に作用する応力等に起因して、変位計１１の埋設箇所で、先打ちコンクリートと後打ちコンクリートとが剥離して、磁場検出部３が、磁場発生部２に対してＺ軸方向に相対変位する場合がある。
【０１２５】
このような場合には、ホール素子８の出力が変化することに加えて、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力の和も変化する。そして、このホール素子１２ａ，１２ｂの出力の和の変化によって、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＺ軸方向にどの程度変位したかが判る。
【０１２６】
そこで、本実施形態では、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力の和が初期状態から変化した場合には、その変化量に応じて、ホール素子８の出力を補正し、その補正後のホール素子８の出力に基づいて、Ｘ軸方向での打継目界面変位を計測する。
【０１２７】
この場合、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力の和の変化量に対するホール素子８の出力の補正量は、あらかじめ作成したデータテーブルもしくは演算式により決定される。
【０１２８】
このようにすることにより、本実施形態の変位計１１によれば、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＺ軸方向に変位しても、その影響を補償して、コンクリート構造物の打継目界面変位を精度よく計測することができる。
【０１２９】
なお、上記第２実施形態では、Ｘ軸方向でのホール素子１２ａ，１２ｂの間の間隔を、Ｘ軸方向での磁石６ａ，６ｂの間の間隔よりも広くしたが、Ｘ軸方向でのホール素子１２ａ，１２ｂの間の間隔を、Ｘ軸方向での磁石６ａ，６ｂの間の間隔よりも狭くしてもよい。
【０１３０】
また、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＸ軸方向に変位した場合に、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力の差が一定に維持され、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＺ軸方向に変位した場合に、ホール素子１２ａ，１２ｂの出力の差が変化するようにしてもよい。その場合には、磁場検出部３が磁場発生部２に対するＸ軸方向での相対変位に対して、ホール素子１２ａ又は１２ｂの出力の増減の向きが、前記第２実施形態と逆になるように、該ホール素子１２ａ又は１２ｂの出力特性を設定しておけばよい。
【０１３１】
また、磁場検出部３が磁場発生部２に対するＸ軸方向での相対変位に対するホール素子１２ａ，１２ｂのそれぞれの出力の変化の感度が異なっていてもよい。その場合には、ホール素子１２ａの出力とホール素子１２ｂの出力とを互いに異なる係数で線形結合した値が、磁場検出部３が磁場発生部２に対してＸ軸方向に相対変位しても、一定に維持されるように上記係数を設定しておけばよい。
【０１３２】
また、以上説明した各実施形態では、磁場発生部２及び磁場検出部３をそれぞれ、先打ちコンクリート、後打ちコンクリートに埋設させるようにしたが、磁場検出部３を先打ちコンクリートに埋設し、磁場発生部２を後打ちコンクリートに埋設するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１…変位計、２…磁場発生部、３…磁場検出部、４…連結部材、４ａ…くびれ部分（応力集中部）、８，１２ａ，１２ｂ…ホール素子（磁場感応素子）。
【図２】
2014122864.tif 000003
【図３】
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【図１】
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【図４】
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