(57)【要約】  歪応答性の視覚インジケータは、基板内の歪がそれらの間の相対運動Ｍを生じさせるように、基板に装着されるように構成された１対の重なっているシャッターストリップ１、２を備える。各シャッターストリップは、ウィンドウ５または６およびバー７または８の交番する組を備え、かつ遠位のストリップ２が、そのウィンドウ６を通して露出された異なる色のストリップ３によって裏打ちされている、または、遠位のストリップが、その代わりに、そのウィンドウおよびバーの代わりに交番する色の組でプリントされてもよい。効果は、異なる歪状態の下で、遠位のストリップ２からの異なる色標示が、２つのストリップの相対的な位置に応じて、近位のストリップ１のウィンドウ５を通して見えることである。インジケータは、たとえば過度のブラッシング圧力が付加された場合の軸の曲げに応答して視覚的な警告を与えるために歯ブラシの軸内に組み込まれてもよい。様々なタイプの標示の他の多くの適用例および使用例が、本明細書中に示されている。
2009511870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板内の歪がこれらの部材の間の相対運動を生じさせるように、基板に装着されるように構成された１対の重なっている部材を備え、近位の部材が、前記相対運動の方向に配置されたセパレータと交番する１組のウィンドウを備え、遠位の部材が、前記相対運動の方向に交番する少なくとも２つの視覚的に識別可能なタイプの標示要素を備え、または現すように構成され、かつ前記ウィンドウ、セパレータおよび標示要素が、前記部材の第１の相対的な位置では、近位の部材の複数のウィンドウが、第１の前記タイプの標示要素と位置合わせされ、かつ前記部材の第２の相対的な位置では、前記複数のウィンドウが、第２の前記タイプの標示要素と位置合わせされるように構成されている、歪応答性の視覚インジケータ。
【請求項２】
標示要素の前記タイプが、異なるそれぞれの色である、請求項１に記載のインジケータ。
【請求項３】
前記タイプの１つの標示要素が、単語または数字で集約的に表される、請求項１に記載のインジケータ。
【請求項４】
前記タイプの１つの標示要素が、バーコードで集約的に表される、請求項１に記載のインジケータ。
【請求項５】
前記ウィンドウ、セパレータおよび標示要素がすべて、相対運動の方向で実質上同じ寸法である、請求項１から４のいずれかに記載のインジケータ。
【請求項６】
前記相対運動の方向の少なくともいくつかの前記標示要素よりも、前記ウィンドウが実質的に狭く、かつ前記セパレータが実質的に広く、各連続するウィンドウおよびセパレータの組み合わされた幅が、前記相対運動の方向の異なる各連続する標示要素の組み合わせられた幅と実質上等しい、請求項１から４のいずれか一項に記載のインジケータ。
【請求項７】
前記相対運動の方向に順序付けられたシークエンスで交番している、少なくとも３つの視覚的に識別可能なタイプの標示要素があり、前記相対運動の方向での各前記標示要素よりも、前記ウィンドウが実質上広くなく、前記セパレータが、実質上広く、各連続するウィンドウおよびセパレータの組み合わせられた幅が、前記相対運動の方向での各連続する異なる標示要素の組み合わせられた幅と実質上等しい、請求項１から４のいずれか一項に記載のインジケータ。
【請求項８】
近位の部材が、実質上一様な一連のウィンドウおよびセパレータを備え、遠位の部材が、前記相対運動の方向に交番する少なくとも２つの視覚的に識別可能なタイプの複数の標示要素の組を備え、または現すように構成され、その組のそれぞれが、各標示を次々に提供するために近位の部材内の一連のウィンドウの各部分と位置合わせされるように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のインジケータ。
【請求項９】
遠位の部材内のまたはそれによって現される標示要素の前記組の数（ｎ）が、式ｎ＝（ｂ÷ｗ）＋１による、近位の部材内のウィンドウ（ｗ）およびセパレータ（ｂ）の相対運動の方向の寸法に関連している、請求項８に記載のインジケータ。
【請求項１０】
前記ウィンドウおよび標示要素が、前記相対運動の方向に互いに対して傾斜され、かつ、前記部材の視界をその選択可能な横方向部分に制限するための手段が提供されている、請求項１から９のいずれかに記載のインジケータ。
【請求項１１】
前記部材が、それらの間の実質上直線状の相対運動のために装着されるように構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のインジケータ。
【請求項１２】
前記部材が、それらの間の実質上円弧状の相対運動のために装着されるように構成されている、請求項１から１０のいずれかに記載のインジケータ。
【請求項１３】
前記部材が、基板の曲げとともに曲がるように構成されている、請求項１から１２のいずれかに記載のインジケータ。
【請求項１４】
異なる各ピッチのウィンドウおよび標示要素を備える各ペアと平行に配置された複数の前記部材のペアを備える、請求項１から１３のいずれかに記載のインジケータ。
【請求項１５】
使用期間にわたって得られた最大の相対変位の位置に前記部材を保持するための手段をさらに備える、請求項１から１４のいずれかに記載のインジケータ。
【請求項１６】
添付の図面の図１から３、図８、図９、図１０、図１１、図１３および１４、図１５から１８、図２４または図２６を参照にして実質的に上記で説明されたような、歪応答性の視覚インジケータ。
【請求項１７】
基板内の歪が、インジケータの前記重なっている部材間の相対運動を生じさせるようにその上に装着された、請求項１から１６のいずれかに記載の歪応答性の視覚インジケータを有する基板。
【請求項１８】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の歪応答性の視覚インジケータを備える、手で持つまたは手で操作する道具。
【請求項１９】
人体に適用されるように構成された、請求項１８に記載の道具。
【請求項２０】
歯ブラシまたはカミソリである、請求項１９に記載の道具。
【請求項２１】
少なくとも軸部分およびヘッド部分を備え、前記インジケータが、前記軸部分内の曲げ歪を標示するために取り付けられている、請求項２０に記載の歯ブラシまたはカミソリ。
【請求項２２】
前記インジケータが、道具の通常の使用中、使用者に面した鏡の中で見えるように、前記軸部分の後部に沿って延びている、請求項２１に記載の歯ブラシまたはカミソリ。
【請求項２３】
添付の図面の図４および５を参照にして実質上前記で説明されたような、歯ブラシ。
【請求項２４】
添付の図面の図６および７を参照にして実質上前記で説明されたような、カミソリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪の測定または感知の一般的な分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来型の歪ゲージは、様々な形態をとり、中でも最も一般的なものは、導体が伸長もしくは弾性的に変形されたときの導電性の材料の抵抗の変化を利用する抵抗歪ゲージ、および、材料が機械的に応力を加えられたときの圧電性結晶を横切る電子電荷の変化を利用する半導体歪ゲージである。このようなタイプは、測定された歪の標示を与えるために、付随する電子監視機器の使用を明らかに必要とする。純粋に機械的な歪ゲージもまた知られているが、感知された小さな運動を増幅するため、およびそれらを歪みの標示に変換するための精密な機構を一般に必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、他方では、電子部品および機械的に複雑なものの使用を回避しながら、それが適用される物体内の少なくとも一般的なレベルの歪（または関連するパラメータ）の視覚的標示を与えることが可能であるデバイスの、単純かつ低価格な形態を提供することを追求する。
【０００４】
本願出願人が特に関心を持っている本発明に対する適用例の一分野は、歯ブラシの軸の曲げ歪のレベルの単純な標示を与えるためのデバイスである。この点で、歯を強くブラッシングしすぎることは歯および歯茎の状態を悪化させる可能性があることが、良く文書化されている。一般に、歯垢を取り除くためには、比較的低いブラッシング圧力で十分である。歯が強くブラッシングされすぎた場合、歯茎が後退し始め、歯茎の出血および知覚過敏歯を生じさせる可能性がある。歯の表面もまた、取り返しがつかないほど損傷される可能性がある。したがって、適用例のこの分野では、目的は、ブラッシングしながら鏡で見ることができ、ブラッシング圧の推奨される限界が超過されているまたは超過されそうであることに対応する所定の歪が軸内で発生した場合に知らせる、簡単な視覚インジケータを歯ブラシ内に組み込むことである。
【０００５】
また、たとえば、道具によってまたは道具を通じて、工作物またはその他の対象（人体を含む）に付加されている力のレベルを知らせるために、道具のある部分内の歪の簡単な視覚的な標示を与えるために有用であることができる、多くの他の種類の手で持つまたは手で操作する道具がある。このような道具の例は、カミソリ、ペンなどの筆記用具、およびスクリュードライバ、レンチおよび鋸などの手動工具を含む。
【０００６】
しかし、これは、本発明によるインジケータの多くの考えられる適用例の一分類であり、その他のものも、続いての説明から明らかになるであろう、またはそうでない場合当業者の心に浮かぶであろう。これらは、橋、建物、およびその他の土木工学構造物、線路、船のマスト、スポーツ用のラケットおよびボール、ボルト、ナット、パイプ結合部、車両のタイヤ、消火器およびその他の圧力容器、荷重抑制ストラップ、およびその他の応力を受ける物品を限定することなく含む。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様では、本発明は、基板内の歪がこれらの部材の相対運動を生じさせるように、基板に装着されるように構成された１対の重なっている部材、前記相対運動の方向に配置されたセパレータと交番している１組のウィンドウを備える近位の部材（使用中インジケータが見られる方向で）、前記相対運動の方向に交番している少なくとも２つの視覚的に識別可能なタイプの標示要素を備える、または出現させるように構成されている遠位の部材を備え、前記ウィンドウ、セパレータおよび標示要素が、前記部材の第１の相対的な位置では、近位の部材の複数のウィンドウが、第１の前記タイプの標示要素と位置合わせされ、かつ前記部材の第２の相対的な位置では、前記複数のウィンドウが、第２の前記タイプの標示要素と位置合わせされるように構成されている、歪応答性の視覚インジケータにある。標示要素のタイプは、異なるそれぞれの色の存在によって視覚的に識別可能であってよい、または他の形態の印を備えてもよい。
【０００８】
本発明のこれらおよびその他の特徴が、それらの潜在的な適用例を含めて、一例として、添付の概略的な図面を参照にして、ここでより詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１を参照すると、図示されているインジケータの基本的な構成要素は、１対のシャッターストリップ１および２、およびバッキングストリップ３を備える。ストリップ１および２は、この図では図示を簡単にするために互いに分離されて示されているが、組み立てられたインジケータでは、アイシンボル４の方向から見ると互いに前後して近接している。各シャッターストリップ１および２は、各ストリップ材料のバー７、８によって分離された、この実施形態ではストリップの材料の厚さを通る孔として示されている、同様の長手方向の一連の等間隔にされたウィンドウ５、６を備える。両ストリップ１および２内のウィンドウ５、６およびバー７、８はすべて、実質上同じ幅（各ストリップの長手方向での寸法）である。
【００１０】
図２は、基板９内の歪を標示するためのこれらのストリップの装着を示している。ストリップ１および２は、予想された基板内の歪が、長手方向でのストリップ間の相対運動を生じさせるように、対向するそれぞれの端部で各固定具１０および１１によって基板に固定されている。たとえば、基板９の長手方向の引張り応力によって生じる歪が、固定具１０および１１を、相対的に離れるように移動させ、それによって、ストリップ１および２が、図３ｂの矢印Ｍの方向に互いに相対的に滑動する。ストリップ１および２の装着面に関して凸状である基板内の曲げ歪は、同様に、図２ｃによって例示されているようにそれらを長手方向に離れるように滑動させる傾向がある一方、ストリップ１および２の装着面に関して凹状である基板内の曲げ歪は、図２ｂによって例示されているようにそれらを共に長手方向に滑動させる傾向がある。
【００１１】
図３ａは、基板が歪んでいない状態である、使用中に見られたときの方向からのストリップ１〜３の配置を示している（実際にはストリップ１は、その高さの全体に対してストリップ２および３に重なっているが、図３では、図示を簡単にするためにストリップがいくらかの横方向の相対的な変位を有して示されている）。図３ａの状態では、近位のシャッターストリップ１内の各ウィンドウ５が、遠位のシャッターストリップ２のバー８と位置合わせされ、ウィンドウ５を通して見えるバッキングストリップ３の部分がないことがわかるであろう。しかし、基板９が、ストリップ１および２の相対的な滑動を生じさせるように、たとえば、図３ｂの矢印Ｍの方向に歪まされた場合、ストリップ２のバー８が、重なっているストリップ１のバー７によって塞がれ始める一方、そのストリップのウィンドウ５が、バッキングストリップ３の部分がウィンドウ５および６を通って見えるようになるように、ストリップ２のウィンドウ６と位置合わせされ始めることを理解されよう。１つのウィンドウ／バー幅と等しい寸法だけストリップ１および２が相対的に滑動したとき、図３ｂの状態が到達されることになる。この状態では、シャッターストリップ１のウィンドウ５が、シャッターストリップ２のウィンドウ６と完全に位置合わせされ、バッキングストリップ３の部分のみが、これらのウィンドウを通して見える。
【００１２】
ストリップ２および３がそれぞれ、異なる色、たとえば緑色および赤色である場合、この組立体は、基板９内の歪のレベルの簡単な標示を与えることができることが理解されよう。たとえば、図３ａの歪んでいない状態では、ストリップ２の緑色のみが、ウィンドウ５を通して見えるであろう。歪が増加すると、ストリップ２の緑色とストリップ３の赤色の組合せが、種々の相対的な程度でウィンドウ５を通して見えることになる。ストリップ１および２内のウィンドウおよびバーの寸法の適切な選択によって、基板内の歪の選択されたレベルで、ストリップ３の赤色のみがウィンドウ５を通して見えるときの図３ｂの状態に到達するように、構成されることができる。
【００１３】
ストリップ１および２が、図３ｂで矢印Ｍによって示されたのと反対方向に互いに対して相対的に滑動される場合、基板９の長手方向の圧縮応力の下、または図２ｂで例示されたような凹状の曲げの下で生じるような類似の効果が生じるであろうということもまた理解されよう。
【００１４】
図２ｂおよび２ｃは、それぞれ基板９の凹状および凸状の曲げの下での、それぞれの歪んでいない状態から寸法ｄだけの（対向する方向での）各シャッターストリップ１および２の長手方向変位を、一例として示している。ｄがウィンドウ５の幅の半分に等しいときの状態では、このことは、インジケータの状態が完全に「緑色」の状態から完全に「赤色」の状態へ変化した状態を表す。
【００１５】
バッキングストリップ３は、図２では別個に示されていないが、ストリップ２の後部に装着されるものと取られてもよい。機能上等価な実施形態では、別個のバッキングストリップが完全に省略され、遠位のシャッターストリップ２が、異なる色の交番するバーが、ウィンドウ６およびバー８の代わりにその上にプリントされた、連続するストリップの形態をとることができる。さらに、グラフィック記号またはテキストを含む様々な種類の標示が、当業者ならわかるように、インジケータ状態に対するここに説明されたカラーコーディングの代わりに使用されることができる。
【００１６】
図４および５は、歯ブラシ１２の軸内の曲げ歪を示すために図１から３に関して上記で説明された種類のインジケータの適用例を示している。ブラシ１２は、図４では歪んでいない状態で示されており、従来のようにハンドル１３、軸１４およびヘッド１５部分を備える。図４ｂでわかるように、本発明による歪インジケータ１６が、軸１４の後部に、たとえば、軸の中に形成された溝の中に装着され、かつ透明ののぞき窓またはレンズでカバーされる。より詳細には、インジケータ１６は、軸１４の長手方向に延び、かつ図２ａのストリップ１および２のようにしてそれに取り付けられる１対のシャッターストリップを備えることが仮定されている。図４の歪んでいない状態では、近位のシャッターストリップ内のウィンドウが、図３ａに示されているインジケータの状態と同様に、単一の色、たとえば緑色を表すように、遠位のシャッターストリップのバー（またはウィンドウ）と完全に位置合わせされるように配置される。
【００１７】
歯ブラシ１２の使用中、ヘッド１５が歯に押し付けられると軸１４は曲がる傾向があり、この曲げは、歯に対するヘッドの圧力が増加するとき、増加する。図５は、このようにして曲がる軸１４を示しており、この曲げは、インジケータ１６の装着面に関して凹状であり、したがって、その２つのシャッターストリップが、図２ｂに示されたインジケータの状態によって例示されているように、互いに対して相対的に滑動されることになることを理解されよう。軸１４の十分な曲げによって、インジケータ１６内のシャッターストリップが、３ｂに示されたインジケータの状態と同様に、現れる色たとえば赤色に変化するように、近位のストリップ内のウィンドウが遠位のストリップのウィンドウ（またはバー）と完全に位置合わせされる状態まで移動することになる。軸１４の剛性を考慮すると、シャッターストリップ内のウィンドウおびバーの寸法は、ブラッシング圧力が推奨される限界値を超え、軸１４がそれに応じて歪まされた場合、完全に「赤色」の状態に到達するように選択されることができる。使用者が、鏡の前で彼の歯をブラッシングするとき、彼は、鏡の中の軸１４の後ろのインジケータ１６の状態を見て、過度の圧力が付加されないことを確実にするように、彼のブラッシング操作を緩和するために、これを使用することができるであろう。
【００１８】
図６および７は、ウェットシェービング安全カミソリ６０の軸内の曲げ歪を標示するための、図１から３に関して上記で説明された種類のインジケータの適用例を示してている。皮膚への損傷を回避するために、顔（または剃られている体のその他の部分）に対してカミソリによって付加される圧力が制限されることが望ましく、上記で説明された歯ブラシと同様に、道具の中に視覚歪インジケータを組み込むことは、使用者が正しい圧力を付加することを助ける。
【００１９】
カミソリ６０は、図６では歪んでいない状態で示されており、かつ、従来のようにハンドル６１、軸６２およびその中に刃（別個に示されていない）が装着されるヘッド６３を備える。図６ａでわかるように、本発明による歪インジケータ６４が、軸６２の後部に、たとえば、軸内に形成された溝の中に装着され、かつ透明ののぞき窓またはレンズでカバーされる。より詳細には、インジケータ６４は、軸６２の長手方向に延び、かつ図２ａのストリップ１および２のようにしてそれに取り付けられた１対のシャッターストリップを備えるように仮定されている。図６の歪んでいない状態では、近位のシャッターストリップ内のウィンドウが、図３ａに示されているインジケータの状態と同様に、単一の色、たとえば緑色を表すように、遠位のシャッターストリップのバー（またはウィンドウ）と完全に位置合わせされるように配置される。
【００２０】
カミソリ６０の使用中、ヘッド６３が皮膚に押し付けられたとき、軸６２が曲がる傾向があり、皮膚に対するヘッドの圧力が増加するにつれてこの曲げは増加する。図７は、このようにして（ヘッド６３が、ハンドル６１に対して矢印Ｐの方向に押し戻される）曲がる軸６２を示しており、この曲げが、インジケータ６４が取り付けられている所の軸の後部に圧縮力を生じさせ、それによってその２つのシャッターストリップが、図２ｂに示したインジケータの状態によって例示されたように互いに対して滑動させられることを理解されよう。軸６２の十分な曲げによって、インジケータ６４内のシャッターストリップが、３ｂに示されているインジケータの状態と同様に、近位のストリップ内のウィンドウが、現れる色がたとえば赤色に変わるように、遠位のストリップのウィンドウ（またはバー）と完全に位置合わせされる状態へ移動することになる。軸６２の剛性を考慮すると、シャッターストリップ内のウィンドウおよびバーの寸法は、シェービング圧力が推奨される限界値を超え、軸６２がそれに応じて歪まされた場合、完全に「赤色」の状態に到達するように選択されることができる。使用者が、鏡の前で彼の顔を剃る場合、彼は、鏡の中の軸６２の後ろのインジケータ６４の状態を見て、過度の圧力が付加されないことを確実にするように、彼のシェービング操作を緩和するためにこれを使用することができるであろう。体の別の部分（特に女性用カミソリの場合、たとえば脚）を剃る場合、インジケータ６４の状態は、直接見られることができ、付加される圧力を制御するために同様に使用される。
【００２１】
上記で説明したものと同様のインジケータが、多くの他の用途で使用されてもよい。
【００２２】
たとえば、帆船のマストに付加される歪は、風の状態および使用されている帆の数によって大いに変動する可能性があり、かつ、特に構造が可能な限り軽量に設計されて許容量が小さいレーシングヨットの場合、高い荷重の下でマストが破壊する危険性がある。本発明による視覚歪インジケータがマストに付加される場合、乗組員は、受けている荷重を知って、帆の面積またはヘッディングをそれに応じて修正することができるであろう。
【００２３】
また、テニスまたは同様のスポーツラケットの糸は、ある時間を経て磨耗を通じて伸張され、このことが、それらの引張力に影響を与えるであろう。糸の引張力は、ラケットの性能にとって重要であり、真剣なプレイヤーにとって特別な関心事である。本発明による視覚歪インジケータがラケットの枠に付加される場合、使用者は、枠によって反応される糸の引張力の状態を解釈し、インジケータがあるレベル以下に落ちたことを示したとき、それらを交換することを知ることができるであろう。
【００２４】
別の例では、本発明による視覚歪インジケータが、フットボール、バスケットボールなどのボールの外部表面に取り付けられる。１および２などの各シャッター部材、および重なっているのぞき窓またはレンズは、ボールの曲率を追従するのに十分可撓性である。これがボールのエンベロプ内の引張歪のレベルに直接影響するため、この手段によって、ボールの膨張の状態の標示が得られることができる。
【００２５】
図８は、上記で説明されたインジケータの変形形態を示している。この場合では、図示を簡単にするために横方向に変位されて示されている２つのシャッターストリップ１Ａおよび２Ａがあるが、実際は、ストリップ１Ａは、ストリップ２Ａに重なる。ストリップ２Ａは、交番する色、この場合緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）の、長手方向の一連の等間隔にされたバーでプリントされている。ストリップ１Ａは、不透明のバー７Ａによって分離された、長手方向の一連の等間隔にされたウィンドウ５Ａで（アセテートの透明なシート材料上にプリントすることなどによって）形成されている。ウィンドウおよびバー５Ａ、７Ａは、前に説明されたストリップ１のウィンドウ５およびバー７と機能的に同様であるが、この場合、ウィンドウ５Ａは、ストリップ２Ａの色付きバーＧ、Ｒのそれぞれよりも（各ストリップの長手方向に）かなり狭く、バー７Ａの幅は、各連続するウィンドウおよびバー５Ａ、７Ａの組合せの幅が色付きバーＧ、Ｒの各連続するペアの組合せの幅と同じであり続けるように、相応に大きい。
【００２６】
図８は、ストリップがそれに取り付けられている基板が歪んでいない状態である、使用中に見られる方向からの、ストリップ１Ａおよび２Ａ（横方向に変位された）の相対的な配置を示している。この状態では、近位のストリップ１Ａ内の各ウィンドウ５Ａが、遠位のストリップ２Ａのそれぞれの緑色バーＧの（図において）左側の部分と位置合わせされることになる。基板が図中の矢印Ｍの方向でのストリップ１Ａと２Ａの相対的な滑動を生じさせるように歪まされた場合、各ウィンドウ５Ａは、下にある緑色バーＧの幅を横切って効果的に通過することになり、かつ、得られる歪のレベルに応じて、各隣接する赤色バーＲに到達し、その幅を横切る。ウィンドウ５Ａ内に出現するデバイスの標示はしたがって、前に説明されたインジケータと同様に「緑色」から「赤色」状態へ変化する。しかし、ウィンドウ５ＡおよびバーＧ、Ｒの相対的な寸法によって、両方の色が見えている間のストリップ１Ａおよび２Ａの間の相対運動の範囲が、減少される。さらに、ストリップ全体の長さが同じで色付きバーの数が同じ場合に、この構成は、前に説明された実施形態よりも高い歪み率に対処することができる。たとえば、各ウィンドウ５Ａが各バーＧ、Ｒの半分の幅である場合、ウィンドウ５Ａが緑色バーＧの左側（図において）部分と位置合わせされた状態から、ウィンドウ５Ａ赤色バーＲの右側（図において）部分と位置合わせされた状態へのストリップ１Ａと２Ａの間の完全に使用可能な相対運動の範囲は、バーＧ、Ｒの幅の１倍半に対応する。これは、２色システムでウィンドウおよびバーが同じ幅であるときの、バーの幅の１倍半に匹敵する。
【００２７】
図９は、別の変形形態を示している。この場合、遠位のストリップ２Ｂが、順序付けされた交番する３色、たとえば、緑色（Ｇ）、琥珀色（Ａ）および赤色（Ｒ）の長手方向の一連の等間隔にされたバーでプリントされている。近位のストリップ１Ｂ内のウィンドウ５Ｂはこの場合、各バーＧ、Ａ、Ｒと同じ幅であり、より広い不透明のバー７Ｂによって分離されている。その結果各連続するウィンドウおよびバー５Ｂ、７Ｂの組み合わせられた幅が、各連続する３色のバーＧ，Ａ，Ｒの組み合わせられた幅と同じになる。この場合、それらが取り付けられている基板内の歪の下での矢印Ｍの方向でのストリップ１Ｂおよび２Ｂの相対的な滑動の効果は、得られた歪のレベルに応じて、連続する標示状態を通じて遷移することになることが理解されよう。すなわち、ストリップが、図中に（横方向に変位されて）示されている歪んでいない状態では、各ウィンドウ５Ｂが、各緑色バーＧと位置合わせされ、次に歪みが増加すると琥珀色バーＡおよびまだ高い歪の下では赤色バーＲと位置合わせされ、それによって、歪の漸進的な標示が得られることを提供する。明らかに、歪のさらなるグラデーションが、ストリップ２Ｂ上の、バーの各シークエンス内の色の数を増加させることおよびストリップ１Ｂ内のウィンドウの間隔をあけることによって示されることができる。
【００２８】
図１０は、図８および図９の実施形態のハイブリッドとみなされることができるさらなる変形形態を示している。この場合、遠位のストリップ２Ｃが、順序付けられたシークエンスで交番する３色、たとえば、緑色（Ｇ）、琥珀色（Ａ）および赤色（Ｒ）の長手方向の一連バーでプリントされているが、ここで、緑色および赤色バーは、琥珀色バーよりも幅広である。近位のストリップ１Ｃのウィンドウ５Ｃは、各琥珀色バーＡと同じ幅であり（したがって、緑色および赤色バーＧおよびＲよりも幅が狭い）、より広い不透明のバー７Ｃによって分離されている。その結果各連続するウィンドウおよびバー５Ｃ、７Ｃの組み合わせられた幅が、着色されたバーＧ、Ａ、Ｒの各連続する三者の組み合わされた幅と同じになる。
【００２９】
さらに別の変形形態では、その時間の間に経験される最大の歪を記録するように、所与の使用時間にわたって得られる最大の相対的変位の位置に２つのシャッターストリップを保持する手段が提供されてもよい。たとえば、図１１は、側面図での、および図示を簡単にするために分離されている、それらの衝合する表面上に線形のラチェット歯の形態で各鋸歯１７および１８を有して形成された、近位のおよび遠位のストリップ１Ｄおよび２Ｄを示している。鋸歯１７、１８が相互係合しているストリップ１Ｄ、２Ｄの通常の動作位置では、これらが、それらが取り付けられる基板内の歪の下で矢印Ｍの方向でのストリップの相対的な滑動を許すが、歪がおさまる場合の戻り運動は許さないように構成されていることを理解されよう。したがって、ストリップは、使用中に経験する最大の歪みに対応する位置に留まる。この場合、ストリップは変位されたままであるが、空転（一方向）結合が、基板の緩解に対処するためにストリップ１Ｄ、２Ｄのいずれかまたは両方と基板との間に必要とされるが、ストリップが鋸歯１７、１８を互いからわずかに分離させて開放することによって、時と場合に応じてそれ自体を開始位置にリセットされることができる。
【００３０】
本発明による歪インジケータは、少なくとも２つの状態の視覚的な標示を提供する、つまり、人の目によって識別可能であるように設計されているが、実施形態が機械読取可能であるように設計されることも可能である。たとえば、異なる歪状態が、デバイスによって表示される異なる色によって標示される場合、彩色感受性の光読取器が、視覚的な検査の間またはその代わりにデバイスを監視するために採用されてもよい。別法として、デバイスは、ある歪の状態が到達されたとき、近位のシャッターストリップのウィンドウを通して遠位のシャッターストリップ上にプリントされたバーコードのセクションを現すように、付随するスキャナによって読み取られるように構成されてもよい。
【００３１】
機械読取可能なデバイスが使用される、つまり、鉄道の軌道内の歪のレベルを示すための一例が、図１２に示されている。本発明によるインジケータが、鉄道の軌道に沿ってある間隔でレール側部表面に付着されている場合、図１２に、レール７１に付着され、レールの長手方向に対して平行な、そのシャッターストリップの長手方向に方向付けされたインジケータ７０によって示されるように、インジケータはローリングストック７３が軌道に沿って引っ張られるとき、このようなインジケータの近傍を通過するように、ローリングストックに装置された光センサ７２によって読み取られてもよい。これは、軌道検査の有用な補助を提供し、レールネットワークの安全性を確実にすることを助けることができる。
【００３２】
１３および１４を参照すると、本発明による別のインジケータの動作可能な構成要素は、保護ハウジング２３内に重ねて装着された１対のシャッターストリップ２１、および２２を備える。ハウジング２３、または少なくともその上部表面は、重なったシャッターストリップが、アイシンボル２４の方向から見ることができるように、透明であり、拡大レンズを備えてもよい。各シャッターストリップ２１、２２の形態が、図１５に平面図で示されており、ストリップは、図示を簡単にするために、この図では横方向に変位されて示されている。上側要素２１は、透明のシート材料、たとえばアセテートのストリップを備え、その上に、一連の横方向の不透明のバー２５がプリントされている。バー２５は、すべて同じ幅であり、かつ等間隔にされ、ストリップ２１のプリントされた表面を一連のウィンドウ２６に分割する。下側要素２２は、同様のストリップであり、その上に、複数の、この場合３つの組の横方向の不透明のバー２７Ａ、２７Ｂおよび２７Ｃがプリントされ、ストリップのプリントされた表面を対応する３組のウィンドウ２８Ａ、２８Ｂおよび２８Ｃに分割している。バー２７Ａ〜２７Ｃは、上側ストリップ内のバー５と各組内で同じ幅および間隔であるが、ウィンドウ２８Ａ〜２８Ｃが上側ストリップ内のウィンドウ２６と相互に作用することができるように、組は以下で説明されるような方式で互いに離隔されている。より詳細には、各バー２５および２７Ａ〜２７Ｃの幅（すなわち、各ストリップの長手方向でのその寸法）は、各ウィンドウ２６および２８Ａ〜２８Ｃの２倍である。組２７Ｂは、１つのバーの幅に等しい寸法ｄだけ組２７Ａから離隔されており、組２７Ｃは、同じ寸法ｄだけ、組２７Ｂから離隔されている。実際、組２７Ａ／２７Ｂと２７Ｂ／２７Ｃの間の空間は、不透明であるが、図示を簡単にするために図１５では透明に示されている。
【００３３】
各標示はまた、ウィンドウ２８Ａ〜２８Ｃのそれぞれの組に付随している。これは、示された実施形態では、ＬＯＷ、ＯＫおよびＨＩＧＨという単語を含み、図１５ではまた横方向に変位されて示されている。実際、これらの標示は、シャッターストリップの下に配置されたバッキングストリップ上にプリントされてもよい、または下側ストリップ２２上に直接配置されてもよい。
【００３４】
図１３および１４は、矢印Ｓ（図１３）の方向に付加された引張り応力によって生じた基板内の歪の標示を与えるように基板２９上に装着されたときのデバイスを示している。それによりシャッターストリップ２１および２２が、基板内の対応する歪が、図１５の矢印Ｍの方向でのそれらの間の相対運動を生じさせるように、対向する各端部で固定具３０および３１によって基板に相応に固定されている。ストリップは、見られたときの視差（それらの分離は図１３および１４では明確にするために誇張されている）を回避するために、実用可能である限り互いに近接すべきであるが、歪みの変化とともに運動することは自由である。潤滑剤の膜および／または低摩擦の支持体（図１４に３２で概念的に記述されている）が、それらの間に提供されてもよい。
【００３５】
図１５は、応力がほとんど付加されてないまたは付加されていないときに基板２９に付加されるようなシャッターストリップ２１および２２の相対的な位置（明確にするために横方向に変位されている）を示している。この状態では、下側ストリップ２２内のウィンドウ２８Ａの組が、重なっているストリップ２１内のウィンドウ２６と位置合わせされ、一方、下側ストリップ内のウィンドウ２８Ｂおよび２８Ｃの他の２つの組が、バー２５によってカバーされていることが理解されよう。より詳細には、ウィンドウ２８Ｂが、対応するバー２５の後半分によってカバーされ（ストリップ２１の運動の方向において）、かつウィンドウ２８Ｃが、対応するバー２５の前半分によってカバーされている。この状態では、したがって、ウィンドウ２８Ａに付随する標示のみが、図１６に示されているように、上側ストリップ２１を通して視点２４から見ることができる。基板２９内の歪が増加するにつれて、相対運動が、図１５内の矢印Ｍの方向にシャッターストリップの間に生じ、つまりそれによってストリップ２１が、その図で見られるようにストリップ２２に対して右へ移動する。この運動の影響は、下側ストリップ内のウィンドウ２８Ａの組が、重なっているストリップ２１のバー２５によって塞がれ始める一方、そのストリップ内のウィンドウ２６が、下側ストリップ内のウィンドウ２８Ｂの組と位置合わせされ始めることである。両方のウィンドウの組２８Ａおよび２８Ｂに付随する標示がしたがって、ストリップ２１および２２が、１つのウィンドウの幅に等しい寸法だけ図１５の状態から相対的に移動するまで、段階を変えながら見られる。この状態では、ウィンドウ２８Ａが、バー２５によって完全に塞がれる一方、ウィンドウ２８Ｂが、ウィンドウ２６と完全に位置合わせされる。ウィンドウ２８Ｃは、しかし、バーがウィンドウの幅の２倍であるということ、およびウィンドウの組２８Ａ〜２８Ｃの相対的な間隔によって、この運動の一段階全体を通じて、バー２５によってカバーされたままである。したがって、この状態では、ウィンドウ２８Ｂに付随する標示のみが、図１７に示されているように、視点２４から上側ストリップ２１を通して見ることができる。この実施形態での標示は、これが、許容可能な歪の程度であることを示すために選択される。基板が、この状態からさらに歪まされ始めた場合、さらなる相対運動がシャッターストリップ２１および２２の間に生じ、前の説明との類似によって、１つのウィンドウの幅と等しいさらなる寸法（または１つのバー幅に等しい図１５の状態からの全体寸法）だけ、相対的に運動したとき、状態が、ウィンドウ２８Ｃがウィンドウ２６と完全に位置合わせされ、ウィンドウ２８Ｂが、バー２５によって完全に塞がれ、かつウィンドウ２８がバー２５によってカバーされたままであり、それによってウィンドウ８Ｃに付随する標示のみが、図１８に示すように、視点２４から上側ストリップを通して見ることができ、したがって高い歪み状態を示すというところまで達せられたことになるということが理解されよう。
【００３６】
したがって、本発明のこの実施形態は、それが付着された基板内の３つの異なる歪レベルの視覚的な標示および間のグラデーションを与えるために使用されることができる。例として、固定具３０と３１の間の公称距離が１００ｍｍであり、かつ各ウィンドウの幅が１ミクロンである場合、デバイスは、１０マイクロストレインの増分の後、ある標示状態から次の標示状態へ変化することになる。（マイクロストレイン＝（長さの変化÷元の長さ）×１０６）。この目的のために選択された標示は、変更に対して開放されており、示されているＬＯＷ，ＯＫおよびＨＩＧＨの代わりに、ウィンドウの組２８Ａ、２８Ｂおよび２８Ｃ内に、たとえば数字または簡単な異なる色にされたフィールドを備えても良い。各場合で見ることができる標示領域のサイズを犠牲にするが、ウィンドウに対するバーの幅の比を増加させることによって、離散したウィンドウの組の数およびそれに対応する表示が増加されることができる。同様に、２フィールドインジケータが、バーおよびウィンドウが同じ幅であるところに作成されてもよい。より一般的には、使用可能な標示フィールドの数（ｎ）およびバー（ｂ）およびウィンドウ（ｓ）の幅の間の関係が、ｎ＝（ｂ÷ｗ）＋１によって与えられることを述べることができる。
【００３７】
上記で説明された種類のデバイスは、物体内の歪（または関連するパラメータ）の視覚的な簡潔な標示を提供することが望まれる様々な用途で、たとえば、橋またはその他の土木工学構造物内の荷重、ボルト、ナット、パイプ結合部内のトルク、タイヤ、消火器またはその他の圧力容器内の圧力、またはスリングおよびロープ内の張力をチェックするために使用されることができる。より多くのものが当業者の心に浮かぶであろう。
【００３８】
例として、図１９から２２は、ボルトおよびナットに対する本発明によるインジケータの考えられる適用例を示している。図１９および２０では、インジケータ３３が、ボルトのシャンク３４に付着され、かつ、ボルトヘッド３５内に切り込まれたスロット３５Ａを通って見ることができるのぞき窓３３Ａを有する。図２１および２２では、インジケータ３６が、ナット３７内に切り込まれたスロット３７Ａ内に装着される。（またはその平面の１つに直接装着されてもよい）。各場合で、インジケータ３３または３６は、付加されたトルクに依存する、締付けられたときのボルトまたはナット内の軸方向歪の標示を与える。図１９はまた、シャッターストリップが、それらの固定点の間のより大きな相対運動を捕捉するために、長さ方向に延びているインジケータ３３の例を示しているが、図１５に対応するウィンドウおよび標示は、一方の端部（ボルトの使用中の唯一の見える部分である）に配置されている。
【００３９】
図２３は、車両のタイヤ３９の側壁に付着された本発明によるインジケータ３８を示している。側壁内の歪がタイヤの圧力に依存するためこれは、タイヤが正確に膨張されているかどうかを標示するために使用されることができる。同様に、この種のインジケータが、消火器本体、エアロゾル缶などの中の周縁歪を検知し、それによって、それが完全に／正確に加圧されているかどうかを標示するために適用されることができる。膨張可能／圧縮可能な流体を充填された密封容器と、密封容器内の歪に応答する本発明によるインジケータとの組合せは、温度または圧力（たとえば、深度または高度）インジケータとしてより一般的に使用されることもできる。
【００４０】
図１５から１８に戻ると、基板がＨＩＧＨ状態を超えて歪んでいる場合、シャッターストリップ２１と２２の間のさらなる相対運動が、ＬＯＷ標示が見えるようになるように、ウィンドウの組２８Ａを再びウィンドウ２６と位置合わせさせることが理解されよう。大きな歪範囲に遭遇する適用例では、所与のシャッターの組合せが、次に、その標示状態すべてを通じて数回繰り返す。このような状況では、より粗いおよびより細かいピッチの複数対のシャッターストリップを備えるインジケータが平行して使用されることができるということが思い描かれるであろう。たとえば、１０マイクロストレインごとにすべての標示を繰り返す４つの標示フィールドを有する細かいシャッターペア、４０マイクロストレインごとにすべての標示を繰り返す４つの標示フィールドを有する粗いシャッターペア（すなわち、バーおよびウィンドウの各幅がより大きく、数がより少ない）、および１６０マイクロストレインごとにすべての標示を繰り返す４つの標示フィールドを有するさらに粗いシャッターペアがあってよい。所与の時間に３つのペアすべてから読み取ることによって、この種の組合せデバイスが、したがって、０〜１６０の範囲のマイクロストレインを２．５の精度で標示するために使用されることができる。
【００４１】
図１３から１５に示されているようなインジケータの実用的な使用が基板に対してのそれらの取り付けのときに正確に設置される２つのシャッターストリップ２１、２２の相対位置に依存していることもまた理解されよう。したがって、デバイスは、ストリップを製造時から固定された関係に維持し、かつ使用時までそれらの間の相対運動を防止し、かつ固定具３０および３１が基板に固定されたときに取り外される、ホルダ（図示せず）を備えてもよい。
【００４２】
代替となる実施形態では、上側シャッターストリップ２１上のバー２５が、図１５に示されているようにストリップの長手方向に垂直にプリントされる代わりに、１つのバー幅に少なくとも等しい寸法によって、各バーの２つの端部が長手方向に相対的に配置されるように、わずかな角度でプリントされる。結果として、デバイスは、重なったシャッターストリップの幅を横切る異なる長手方向「スライス」で、異なる標示を表すことになる。１つのみの「スライス」しか一度に見られないようにのぞき窓を可動スリットに置き換えることによって、固定具３０および３１が、基板に固定されたとき、スリットの位置を選択し、次に固定することによって、初期標示を選択することができる。このことは、現場でインジケータを効果的に較正し、最初に２つのシャッターストリップを特定の相対的な位置にする必要性を克服する。
【００４３】
図２４は、より詳細にはねじり歪の標示のために意図された、本発明によるインジケータの別の実施形態の動作の原理を示している。この場合、対向する各端部で固定具４２および４３によって基板に固定されるように構成された２つのシャッターストリップ４０および４１がある。ストリップ４０、４１は、４４で一般に示されている中央重なり領域を有する。この領域では、より近い（図において）ストリップ４０が、この場合ストリップの長手方向軸と平行に整列されているが、図１２のバー２６と同様に４５で概念的に示されている一連のバーによってプリントされている。また、この領域では、第２のストリップ４１が、図１２のストリップ２２のものと同様のバーおよび付随する標示の組によってプリントされており、やはり、ストリップの長手方向軸とこの場合平行に整列される。ストリップ４０および４１が、互いに横方向に、すなわち図２１の矢印Ｍの方向に移動された場合、それらの重なっているプリントされた部分が、様々な標示を与えるために、図１５から１８を参照にして上記で説明したのと同様にして相互作用する。
【００４４】
図２５は、矢印Ｔの方向に付加されたトルクによって生じる構造部材４６内の歪の標示を与えるための図２４の原理によるインジケータの使用を示している。これは、ストリップ４０、４１の重なっている領域４４がそれを通して見られることができる、のぞき窓４８を備えるハウジング４７を備える。ストリップは、付加されたトルクの下で構造が歪んだとき、図２４を参照にして説明されたように、それらの間に相対運動が生じるように、ハウジング内の構造４６に固定されている。
【００４５】
図２６は、より詳細にはねじり歪の標示のために意図された本発明によるインジケータのさらなる実施形態の動作の原理を示している。この場合、対向する各端部で固定具５１および５２によって基板に固定されるように構成された、２つのシャッターストリップ４９および５０がある。ストリップ４９、３０は、５３で一般に示された重なり領域を有する。この領域では、より近い（図において）ストリップ４９が、５４で概念的に示されており、図１５のバー２６と機能的に同様である一連のバーでプリントされているが、この場合固定具５２に対して半径方向に方向付けられている。また、この領域では、第２のストリップ５０が、図１５のストリップ２２のものと機能的に同様であるバーおよび付随する表示の組でプリントされており、やはり、固定具５２に対して半径方向に方向付けられている。ストリップ４９は、ストリップ５０に対して円周方向に、すなわち図２３の矢印Ｍの方向に動かされ、次に、それらの重なったプリントされた部分が、様々な標示を与えるために図１５から１８を参照にして上記で説明されたものと同様にして相互作用することになる。
【００４６】
図２７は、矢印Ｔの方向の締付けトルクによって生じるボルトヘッド５５内の歪の標示を与えるための図２６の原理によるインジケータの使用を示している。これは、それを通してストリップ５０、５１の重なり領域５３が見られることができるのぞき窓５７を備えるハウジング５６を備える。ストリップ５０は、固定具５２によってその重心でまたはその近くでボルトヘッドに固定され、ボルトヘッドが付加されたトルク下で歪むとき、図２６を参照にして説明されたように、ストリップ２９が、ストリップ５０に対して運動するようにして、ストリップ４９は、固定具５１によってその周縁に向かってボルトヘッドに固定される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による歪応答性の視覚インジケータの一形態の基本的な構成要素を示す図である。
【図２ａ】ある曲げ状態での、基板に適用された図１のインジケータの側面図である。
【図２ｂ】別の曲げ状態での、基板に適用された図１のインジケータの側面図である。
【図２ｃ】さらに別の曲げ状態での、基板に適用された図１のインジケータの側面図である。
【図３ａ】図１および２のインジケータの動作の原理を示す図である。
【図３ｂ】図１および２のインジケータの動作の原理を示す図である。
【図４ａ】曲げられていない状態での、図１から３に示した種類のインジケータを備える歯ブラシの側面図である。
【図４ｂ】曲げられていない状態での、図１から３に示した種類のインジケータを備える歯ブラシの背面図である。
【図５ａ】曲げられた状態での、図４の歯ブラシの側面図である。
【図５ｂ】曲げられた状態での、図４の歯ブラシの背面図である。
【図６ａ】曲げられていない状態での、図１から３に示した種類のインジケータを備えるカミソリの背面図である。
【図６ｂ】曲げられていない状態での、図１から３に示した種類のインジケータを備えるカミソリの側面図である。
【図７ａ】曲げられた状態での、図６のカミソリの背面図である。
【図７ｂ】曲げられた状態での、図６のカミソリの側面図である。
【図８】図示を簡単にするために横方向に配置された、本発明によるインジケータの１つの変形形態のシャッターストリップの平面図である。
【図９】図示を簡単にするために横方向に配置された、本発明によるインジケータの別の変形形態のシャッターストリップの平面図である。
【図１０】図示を簡単にするために横方向に配置された、本発明によるインジケータのさらに別の変形形態のシャッターストリップの平面図である。
【図１１】図示を簡単にするために分離されて示された、本発明によるインジケータの別の変形形態のシャッターストリップの側面図である。
【図１２】鉄道の軌道内の歪を監視するための使用中、およびローリングストックが通過する際に光センサによって読み取られている途中の、本発明によるインジケータの機械読取可能な実施形態の端面図である。
【図１３】基板に適用されたときの、本発明によるインジケータの別の実施形態を通る長手方向断面図である。
【図１４】図１３の線ＩＩ−ＩＩ上での断面図である。
【図１５】図示を簡単にするために互いに横方向に変位されて示された、図１３および１４の２つのシャッターストリップおよび付随する標示の平面図である。
【図１６】それらの通常の動作関係、およびある歪状態での図１５の構成要素の平面図である。
【図１７】それらの通常の動作関係、および別の歪状態での図１５の構成要素の平面図である。
【図１８】それらの通常の動作関係、およびさらに別の歪状態での図１５の構成要素の平面図である。
【図１９】本発明によるインジケータがそれに適用されたボルトの立面図である。
【図２０】本発明によるインジケータがそれに適用されたボルトの平面図である。
【図２１】本発明によるインジケータがそれに適用されたナットの立面図である。
【図２２】本発明によるインジケータがそれに適用されたナットの平面図である。
【図２３】本発明によるインジケータがそれに適用された車両のタイヤの側面図である。
【図２４】本発明によるインジケータの別の実施形態の動作の原理を示す図である。
【図２５】構造部材に適用されたときの図２４によるインジケータを示す図である。
【図２６】本発明によるインジケータのさらなる実施形態の動作の原理を示す図である。
【図２７】ボルトヘッドに適用されたときの図２６によるインジケータを示す図である。
【図１】
2009511870.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
2009511870.tif 000037
2009511870.tif 000038
2009511870.tif 000039