(57)【要約】本発明は、スライド３がそれに沿って移動可能な固定の物差しまたは目盛り付き定規２を備える、樹木の直径を測定するために使用される種類のキャリパであって、前記キャリパは、前記定規の一端部に取り付けられた脚４および前記スライド３に取り付けられた脚５を含み、前記脚間で前記直径の測定が実施され、前記キャリパは、前記定規２に沿った前記スライド３の位置を決定し、測定値および他の所望のデータを記憶するための電子ユニットを含むキャリパに関する。本発明は、前記目盛り付き定規２が、長手方向に延びる内部空洞８を含み、測定要素が、前記空洞８中に延び、前記定規２の両端に取り付けられた電気伝導性ワイヤ１０を含み、前記定規２に位置する前記スライド３の一部分が永久磁石１１を含み、前記ワイヤ１０が、前記一端部１３の近傍で圧電結晶１９と協働し、前記ワイヤ１０のそれぞれの端部１３、１６が、所定の持続時間の短い電気パルスを発生するように機能するパルス発生器に電気的に接続され、前記キャリパは、前記圧電結晶１９と協働し、前記ワイヤ１０の幾何学的変化を検出するように適合された検出器手段１８を含み、前記圧電結晶が前記幾何学的変化に応答して電気パルスを放出するように機能することを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライド（３）がそれに沿って移動可能な固定の物差しまたは目盛り付き定規（２）を備える、樹木の直径を測定するために使用される種類のキャリパであって、前記キャリパは、前記定規の一端部に取り付けられた脚（４）および前記スライド（３）に取り付けられた脚（５）を含み、前記脚間で前記直径の測定が実施され、前記キャリパは、前記定規（２）に沿った前記スライド（３）の位置を決定し、測定値および他の所望のデータを記憶するための電子ユニットを含み、前記目盛り付き定規（２）が、長手方向に延びる内部空洞（８）を含み、測定要素が、前記空洞（８）中に延び、前記定規（２）の両端に取り付けられた電気伝導性ワイヤ（１０）を含み、前記定規（２）に位置する前記スライド（３）の一部分が永久磁石（１１）を含み、前記ワイヤ（１０）が、前記一端部（１３）の近傍で圧電結晶（１９）と協働し、前記ワイヤ（１０）のそれぞれの端部（１３、１６）が、所定の持続時間の短い電気パルスを発生するように機能するパルス発生器に電気的に接続され、前記キャリパは、前記圧電結晶（１９）と協働し、前記ワイヤ（１０）の幾何学的変化を検出するように適合された検出器手段（１８）を含み、前記圧電結晶が前記幾何学的変化に応答して電気パルスを放出するように機能するキャリパ。
【請求項２】
ワイヤ（１０）が前記空洞（８）中に自由に懸架され、前記ワイヤが緊張状態にある間に固定される請求項１に記載のキャリパ。
【請求項３】
前記パルス発生器（３１）が、磁界（２２）を前記ワイヤの周りに発生する電気パルスを前記ワイヤ（１０）に送るように適合され、前記磁界が、前記永久磁石（１１）によって発生した磁界（２０、２１）の強度と同等の強度を有する請求項１または２に記載のキャリパ。
【請求項４】
前記永久磁石（１１）が、前記磁界の力線（２０、２１）が前記ワイヤの長手方向延長部に平行な平面内に延びるようにワイヤ（１０）に対して位置する請求項１、２または３に記載のキャリパ。
【請求項５】
前記圧電結晶（１９）が平坦であり、外側に突出するロッド（２６）を含み、前記ロッドが前記ワイヤ（１０）に当接し、前記ロッド（２６）がそれ自体の軸の周りのワイヤ（１０）のねじれに応答して変位するように構成される請求項１、２、３または４に記載のキャリパ。
【請求項６】
前記検出器手段（６、７、３１）は、パルス発生器（３１）が前記パルスを送ったときから前記ワイヤ（１０）のねじれが前記圧電結晶（１９）によって登録されるときまでの時間スパンを測定するように適合され、前記時間スパンが、前記目盛り付き定規（２）に沿ったスライド（３）の絶対位置の測定値を構成する請求項１、２、３、４または５に記載のキャリパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、森林調査に関連して樹木の直径を測定するために使用される種類のキャリパ（ｃａｌｌｉｐｅｒ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種類のキャリパは、スライドがそれに沿って移動可能な固定の物差しまたは目盛り付き定規を含む。固定の物差しおよびスライドの一端部にはそれぞれの脚が設けられ、脚間で測定が実施される。測定は物差しまたは目盛り付き定規に沿ったスライドの位置によって指示される。そのようなキャリパは当技術分野に知られている。同じく当技術分野に知られているのは、前記位置が電子的に指示され、スライドによって担持されるディスプレイ上に測定値が提示される電子キャリパである。
【０００３】
同じく知られているのは、オペレータが注目する樹木のタイプに関係するデータを入力することができるボタンまたはキーを含み、このデータが実際の直径値とともに、キャリパに属するメモリ中に記憶されるこの種類のキャリパである。
【０００４】
そのようなキャリパは変動する天候条件下で森林中で使用される。したがって、キャリパは頑強かつ耐候性でなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
知られているキャリパは２つの異なる測定原理の１つを有する。１つの測定原理によれば、目盛り付き定規は、スライドに固着された歯車がそれに沿って走行する歯片をそれの長さに沿って含む。別の測定原理によれば、目盛り付き定規とスライドの間で測定が容量的に実施される。この容量的測定プロセスは増分的にすぎない。したがって、測定が行える前にまずスライドを０位置に移動する必要がある。
【０００６】
前者の原理に従って使用される歯付きベルトは機械的に容易に損傷する。容量的原理は湿気と濡れの両方に敏感であり、それによりそれぞれ目盛り付き定規とスライドの間の容量が変化することがある。
【０００７】
これらの欠点をなくすことが望ましい。
【０００８】
しかしながら、絶対測定機能を有し、それとともに０設定操作をなくす電子キャリパを得ることが望ましいであろう。
【０００９】
本発明のキャリパはこれらの要望を満足する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明は、スライドがそれに沿って移動できる固定の物差しまたは目盛り付き定規を備える、樹木の直径を測定するために使用される種類のキャリパであって、それぞれ定規の一端部およびスライドに取り付けられた脚をさらに備え、前記脚間で測定が実施され、定規に沿ったスライドの位置を決定し、測定値および他の所望のデータを記憶するための電子ユニットをさらに備え、目盛り付き定規が、長手方向に延びる内部空洞を有し、測定要素が、前記空洞中に延び、前記定規の両端部に取り付けられた電気伝導性ワイヤを含み、前記目盛り付き定規に位置するスライドの一部分に永久磁石が設けられ、ワイヤが、それの一端部の近くで圧電結晶と協働し、ワイヤのそれぞれの端部が、所定の持続時間の短い電気パルスを発生するように適合されたパルス発生器に電気的に接続され、圧電結晶と協働し、前記ワイヤの幾何学的変化を検出するように適合された検出器が設けられ、圧電結晶が前記幾何学的変化に応答して電気パルスを放出するように機能するキャリパに関する。
【００１１】
次に本発明について、部分的に添付の図面に図示される本発明の例示的実施例に関してより詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は樹木の直径を測定するために使用される種類のキャリパ１を示す。キャリパは、スライド３がそれに沿って移動可能な固定の物差しまたは目盛り付き定規２を含む。キャリパは、定規２の一端部に取り付けられた脚４、およびスライド３に取り付けられた脚５を含む。これらの脚間で測定が実施される。キャリパは、定規２に沿ったスライド３の位置を測定し、測定値および他の所望のデータを記憶するための電子ユニット６、７を含む。
【００１３】
キャリパ１は好適にはアルミニウムから製造される。
【００１４】
本発明によれば、定規２は、図２に示すように長手方向に延びる内部空洞８を有する。定規は、より低い重量を与えるためにさらに長手方向に延びる穴９を有することができる。キャリパ１には、前記空洞８中に延びる電気伝導性ワイヤまたはフィラメント１０を含む測定要素が設けられる。
【００１５】
ワイヤ１０は、図１に示すように定規２の両端部に固定される。ワイヤは、ワイヤを緊張状態に保つためにばね１５によって一端部１３に固定される。ワイヤは、適切なブッシング１７によってそれの他端部１６に固定される。図示しないが、ワイヤが前記ワイヤの長さに沿って定規２と電気的に接触するのを防ぐなどのために、電気絶縁性材料から構成される離間要素が好適な離間関係でワイヤの長さに沿って配設される。ただし、前記ワイヤ１０の端部１６は定規２と電気的に接触する。
【００１６】
図３に示すように、定規２に位置するスライド３の一部分には永久磁石１１が設けられる。永久磁石１１は、たとえば図１で参照番号１２が指す場所に位置することができる。
【００１７】
ワイヤ１０は、前記ワイヤの一端部１３の近くで、測定要素を含む圧電結晶１４と協働する。
【００１８】
ワイヤのそれぞれの端部１３、１６はパルス発生器６に電気的に接続され、前のほうで述べたように一端部１６の接続は定規２を介して得られる。パルス発生器は所定の持続時間の短い電気パルスを発生するように適合される。
【００１９】
さらに、圧電結晶１９と協働し、ワイヤ１０の幾何学的変化を検出するように適合された検出器１８が設けられ、圧電結晶１９は前記幾何学的変化に応答して前記電子ユニット６、７に電気パルスを供給するように機能する。
【００２０】
図３および図４は本発明によって使用される測定原理を示す。図３はワイヤ１０に関係する永久磁石１１の透視図である。図４は図３の右側から見た図である。
【００２１】
永久磁石１１、または適用可能ならば複数の永久磁石は、磁界の力線２０、２１がワイヤの長手方向延長部に平行な平面内に延びるようにワイヤ１０に対して位置する。図３の参照番号２３は本コンテキストでは重要でない力線を特定する。
【００２２】
ワイヤ１０中にパルス発生器によって電気パルスが発生すると、電流が前記ワイヤを流れることになる。この電流はワイヤの周りに磁界２２を生じる。図４から明らかなように、永久磁石１１の力線２０はワイヤ１０の周りの力線２２を相殺し、永久磁石の力線２１は前記ワイヤの周りの力線２２と協働することになる。図３から分かるように、このことは、ワイヤが、矢印ＡおよびＢによって指示されるようにそれぞれＡおよびＢで概略的に示される位置で相互に反対の方向にねじ曲げられることを意味する。
【００２３】
結果として、ある方向のねじれに応答し、その後反対の方向のねじれに応答して、ワイヤ中で機械的パルスが得られる。したがって、この機械的パルスは永久磁石１１の位置に形成され、圧電結晶１９を含む検出器までワイヤ中を伝搬する。
【００２４】
パルス発生器は、前記永久磁石によって発生した磁界２０、２１の強度と同等の強度をもつ磁界２２をワイヤの周りに発生する電気パルスをワイヤに送るように機能する。たとえば、パルスは２アンペアのアンペア数および２マイクロ秒の持続時間を有する。
【００２５】
永久磁石はサイズが４×４×３ミリメートルとすることができる。
【００２６】
検出器の一実施例は図５および図６に概略的に示され、そのうち図６は展開図である。検出器は、電気絶縁性材料から製造されるワイヤガイドスリーブ２４を含む。スリーブ２４は、ワイヤがその中に延びるチャネル２５を含む。
【００２７】
本発明の好ましい一実施例では、圧電結晶１９は平坦であり、外側に突出するロッド２６を備える。ロッド２６はワイヤ１０に当接し、好適にはネオプレン・ゴムから構成されるゴム本体２７によってワイヤに対して保持される。ロッド２６は圧電結晶中に接着され、したがってワイヤ１０がねじれた際に矢印２８の方向に移動するように構成される。
【００２８】
ロッド２６のこの変位時に、ロッドは圧電結晶に機械的に影響を及ぼし、前記結晶に電気信号を発生させる。この信号は、図５に示すように導体２９、３０を介して電子回路３１に供給される。
【００２９】
機械的パルスは、圧電結晶を介して、図７に示される主要外観の電気信号、すなわち正弦波を生じる。
【００３０】
検出器６、７、３１は、パルス発生器が前記パルスを送ったときからワイヤのねじれが圧電結晶によって登録されるときまでの時間を測定するように適合され、前記時間スパンは、目盛り付き定規に沿ったスライドの絶対位置の測定値を構成する。したがって、時間スパンはワイヤ１０中のパルスの機械的遅延時間間隔である。伝搬速度は、たとえば、１．５ミリメートル毎マイクロ秒とすることができる。
【００３１】
図７に示される曲線の０交差は好ましくは検出される。
【００３２】
上記の時間はワイヤ材料の弾性係数に依存する。したがって、ワイヤ材料に応じて較正を行わなければならない。９７〜９８％のＦｅからなる鉄合金および合金化物質Ｎｉ、ＳｉおよびＰから構成されるワイヤは適切な材料であることがこの関連で分かっている。ワイヤは好適には約０．５ミリメートルの直径を有することになる。
【００３３】
パルス発生器は好適には、オペレータが測定の場合にスライド上のボタン３２を押したときにパルスを送ることになる。上述の時間スパンは電子ユニットによって測定され、脚間の卓越距離に変換される。この距離は好適にはディスプレイ３３に示される。
【００３４】
パルス発生器はまた、たとえば１０パルス毎秒のレートで、所与のパルス繰返し周波数で連続的にパルスを送るように適合することができる。前記距離の測定は、オペレータがボタン３２を押した直後に発生したパルスによってそれとともに実施される。
【００３５】
スライドはデータの挿入のために追加のボタン３４、３５を含むことができる。パルス発生器は、永久磁石によって発生した磁界２０、２１の強度と同等の強度をもつ磁界２２をワイヤの周りに発生する電気パルスをワイヤに送るように適合される。
【００３６】
本発明は、導入部で述べた問題を解決し、頑強な絶対測定キャリパを提供することは明らかであろう。
【００３７】
以上、本発明についていくつかの実施例に関して説明したが、様々なキャリパ構成要素の詳細な設計は変更できることを当業者なら理解されよう。
【００３８】
したがって、首記の特許請求の範囲内で変更を行うことができるので、本発明は前記実施例に限定されるものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明によるキャリパを示す図である。
【図２】キャリパに含まれる目盛り付き定規の断面図である。
【図３】例示的スケッチである。
【図４】例示的スケッチである。
【図５】圧電結晶の１つの位置のキャリパの目盛り付き定規の断面図である。
【図６】ワイヤと圧電結晶との協働の概略図である。
【図７】曲線図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月14日(2003.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライド（３）がそれに沿って移動可能な固定の物差しまたは目盛り付き定規（２）を備える、樹木の直径を測定するために使用される種類のキャリパであって、前記キャリパは、前記定規の一端部に取り付けられた脚（４）および前記スライド（３）に取り付けられた脚（５）を含み、前記脚間で前記直径の測定が実施され、前記キャリパは、前記定規（２）に沿った前記スライド（３）の位置を決定し、測定値および他の所望のデータを記憶するための電子ユニットを含み、前記目盛り付き定規（２）が、長手方向に延びる内部空洞（８）を含み、前記定規（２）に位置する前記スライド（３）の一部分が永久磁石（１１）を含み、それとの組合せで、前記空洞（８）中に延び、前記定規（２）の両端に取り付けられた電気伝導性ワイヤ（１０）を含むそれ自体知られている測定要素が設けられ、前記ワイヤ（１０）が、前記一端部（１３）の近傍で圧電結晶（１９）と協働し、前記ワイヤ（１０）のそれぞれの端部（１３、１６）が、所定の持続時間の短い電気パルスを発生するように機能するパルス発生器に電気的に接続され、前記キャリパは、前記圧電結晶（１９）と協働し、前記ワイヤ（１０）の幾何学的変化を検出するように適合された検出器手段（１８）を含み、前記圧電結晶が前記幾何学的変化に応答して電気パルスを放出するように機能するキャリパ。
【請求項２】
ワイヤ（１０）が前記空洞（８）中に自由に懸架され、前記ワイヤが緊張状態にある間に固定される請求項１に記載のキャリパ。
【請求項３】
前記パルス発生器（３１）が、磁界（２２）を前記ワイヤの周りに発生する電気パルスを前記ワイヤ（１０）に送るように適合され、前記磁界が、前記永久磁石（１１）によって発生した磁界（２０、２１）の強度と同等の強度を有する請求項１または２に記載のキャリパ。
【請求項４】
前記永久磁石（１１）が、前記磁界の力線（２０、２１）が前記ワイヤの長手方向延長部に平行な平面内に延びるようにワイヤ（１０）に対して位置する請求項１、２または３に記載のキャリパ。
【請求項５】
前記圧電結晶（１９）が平坦であり、外側に突出するロッド（２６）を含み、前記ロッドが前記ワイヤ（１０）に当接し、前記ロッド（２６）がそれ自体の軸の周りのワイヤ（１０）のねじれに応答して変位するように構成される請求項１、２、３または４に記載のキャリパ。
【請求項６】
前記検出器手段（６、７、３１）は、パルス発生器（３１）が前記パルスを送ったときから前記ワイヤ（１０）のねじれが前記圧電結晶（１９）によって登録されるときまでの時間スパンを測定するように適合され、前記時間スパンが、前記目盛り付き定規（２）に沿ったスライド（３）の絶対位置の測定値を構成する請求項１、２、３、４または５に記載のキャリパ。
【国際調査報告】
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