(57)【要約】【課題】測定精度の低下を防止し、且つ温度変化に伴うコイルの断線を防止することができる変位センサ及び変位測定装置を提供する。【解決手段】本発明にかかる変位センサ（１００）は、被測定物と接触する部分であるシャフトキャップ（１１）と、シャフトキャップ（１１）に接続された金属シャフト（１２）と、中空であり、金属シャフト（１２）が挿入されるコイルベース（２１）と、コイルベース（２１）の外周面に巻かれたコイル（２２）と、コイル（２２）に電流を流した状態で、金属シャフト（１２）がコイルベース（２１）内を動くことによるコイル（２２）のインダクタンス及び抵抗の変化を測定することにより、金属シャフト（１２）の変位量を測定する変位量測定部（２３）と、を備える。また、コイルベース（２１）の外周面に螺旋状の補助溝（２４）が設けられ、コイル（２２）は補助溝（２４）に巻かれる。【選択図】図１
2018109572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物と接触する部分であるシャフトキャップと、
前記シャフトキャップに接続された金属シャフトと、
中空であり、前記金属シャフトが挿入されるコイルベースと、
前記コイルベースの外周面に巻かれたコイルと、
前記コイルに電流を流した状態で、前記金属シャフトが前記コイルベース内を動くことによる前記コイルのインダクタンス及び抵抗の変化を測定することにより、前記金属シャフトの変位量を測定する変位量測定部と、を備え、
前記コイルベースの外周面に螺旋状の補助溝が設けられ、
前記コイルは前記補助溝に巻かれる、
変位センサ。
【請求項２】
前記補助溝は、Ｖ字状に設けられる、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項３】
前記補助溝にかぶせる蓋をさらに備える、請求項１又は２に記載の変位センサ。
【請求項４】
前記金属シャフトは中空である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の変位センサ。
【請求項５】
前記金属シャフトに接続されるスライダをさらに備え、
前記スライダの素材は、摺動性がよい素材であり、
前記スライダの外周面は、前記コイルベースの内周面に密着している、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の変位センサ。
【請求項６】
前記コイルが巻かれた状態の前記コイルベースを格納する第１のケースをさらに備え、
前記第１のケースは金属ケースである、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の変位センサ。
【請求項７】
磁性体シートをさらに備え、
前記磁性体シートは、前記第１のケースと前記コイルベースとの間に配置される、
請求項６に記載の変位センサ。
【請求項８】
前記変位量測定部を格納する第２のケースをさらに備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の変位センサ。
【請求項９】
他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果を受信するための第１のコネクタと、
前記変位量測定部における前記金属シャフトの変位量の測定結果及び前記他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果の少なくとも一方を送信するための第２のコネクタと、
前記第１のコネクタを介した変位量の測定結果の受信及び前記第２のコネクタを介した変位量の測定結果の送信の少なくとも一方を行う送受信部と、をさらに備える、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の変位センサ。
【請求項１０】
被測定物におけるそれぞれ異なる方向の変位量を測定する複数の変位センサと、
前記複数の変位センサにおける変位量の測定結果を受信する子局と、を備え、
前記複数の変位センサの各々は、
前記被測定物と接触する部分であるシャフトキャップと、
前記シャフトキャップに接続された金属シャフトと、
中空であり、前記金属シャフトが挿入されるコイルベースと、
前記コイルベースの外周面に巻かれたコイルと、
前記コイルに電流を流した状態で、前記金属シャフトが前記コイルベース内を動くことによる前記コイルのインダクタンス及び抵抗の変化を測定することにより、前記金属シャフトの変位量を測定する変位量測定部と、
他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果を受信するための第１のコネクタと、
前記変位量測定部における前記金属シャフトの変位量の測定結果及び前記他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果の少なくとも一方を送信するための第２のコネクタと、
前記第１のコネクタを介した変位量の測定結果の受信及び前記第２のコネクタを介した変位量の測定結果の送信の少なくとも一方を行う送受信部と、を備え、
前記コイルベースの外周面に螺旋状の補助溝が設けられ、
前記コイルは前記補助溝に巻かれ、
前記複数の変位センサ及び前記子局は、数珠つなぎに接続される、
変位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位センサ及び変位測定装置に関し、例えば橋梁等の変位量の測定に用いる変位センサ及び変位測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、道路・鉄道の橋梁等のインフラ老朽化が社会問題となっており、これらの健全性を確認するための定期点検に多額の費用が費やされている。また、地震発生時には、橋梁等の健全性を確認するために、調査員が橋梁等の状態の確認に向かう必要があるが、すべての橋梁等を同時に確認することは困難である。このため、遠隔でのインフラの状態を常時モニタリングでき、特に、地震による橋梁等の構造設計値を超える変位量の有無が測定できるセンサが求められている。
【０００３】
例えば、平面アンテナを使用して橋梁等の変位量の測定を行うことが考えられる。しかし、平面アンテナを使用した場合、縦方向（Ｚ軸）の変位量の測定時に、測定対象が不安定な状態でＸ軸方向・Ｙ軸方向へのぶれや傾きが生じることにより、縦方向の変位量を正確に測定することが不可能となる。
【０００４】
また、特許文献１には、コイル、円錐状の磁性体プローブ、インダクタンスメータ、及び変位量変換部を用いて対象物の変位量の検出を行う変位センサが開示されている。特許文献１の変位センサでは、磁性体プローブがコイルの空心部内を移動すると、コイルのインダクタンスが変化する。そして、インダクタンスメータが、コイルのインダクタンスの変化を検出し、変位量変換部が、その検出値を変位量に変換する。
【０００５】
しかし、特許文献１の変位センサでは、コイルと磁性体プローブとの摩擦が生じ得るため、コイルの耐久性に問題がある。
【０００６】
コイルとシャフトとが摩擦しないセンサの例が特許文献２に開示されている。特許文献２のポジションセンサでは、センサコイル部において、樹脂製のケースの中心部にシャフトを挿入する空間を設け、この空間を挟むように、コイル収納部を形成し、コイル収納部にコイルを収納している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３９５６２号公報
【特許文献２】特開２０００−１６１９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２のセンサコイル部において、コイルとコイル以外の部分とでは、素材が異なる。このため、センサコイル部におけるコイルとコイル以外の部分とでは、熱膨張率が異なる。これにより、特許文献２のポジションセンサを温度変化が大きい環境にて使用する場合、センサコイル部のコイルとコイル以外の部分との熱膨張率の違いにより、コイルの断線が発生し得るという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、測定精度の低下を防止し、且つ温度変化に伴うコイルの断線を防止することができる変位センサ及び変位測定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】
【００１０】
本発明の第１の態様にかかる変位センサは、被測定物と接触する部分であるシャフトキャップと、前記シャフトキャップに接続された金属シャフトと、中空であり、前記金属シャフトが挿入されるコイルベースと、前記コイルベースの外周面に巻かれたコイルと、前記コイルに電流を流した状態で、前記金属シャフトが前記コイルベース内を動くことによる前記コイルのインダクタンス及び抵抗の変化を測定することにより、前記金属シャフトの変位量を測定する変位量測定部と、を備え、前記コイルベースの外周面に螺旋状の補助溝が設けられ、前記コイルは前記補助溝に巻かれるものである。
【００１１】
本発明の第２の態様にかかる変位測定装置は、被測定物におけるそれぞれ異なる方向の変位量を測定する複数の変位センサと、前記複数の変位センサにおける変位量の測定結果を受信する子局と、を備え、前記複数の変位センサの各々は、前記被測定物と接触する部分であるシャフトキャップと、前記シャフトキャップに接続された金属シャフトと、中空であり、前記金属シャフトが挿入されるコイルベースと、前記コイルベースの外周面に巻かれたコイルと、前記コイルに電流を流した状態で、前記金属シャフトが前記コイルベース内を動くことによる前記コイルのインダクタンス及び抵抗の変化を測定することにより、前記金属シャフトの変位量を測定する変位量測定部と、他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果を受信するための第１のコネクタと、前記変位量測定部における前記金属シャフトの変位量の測定結果及び前記他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果の少なくとも一方を送信するための第２のコネクタと、前記第１のコネクタを介した変位量の測定結果の受信及び前記第２のコネクタを介した変位量の測定結果の送信の少なくとも一方を行う送受信部と、を備え、前記コイルベースの外周面に螺旋状の補助溝が設けられ、前記コイルは前記補助溝に巻かれ、前記複数の変位センサ及び前記子局は、数珠つなぎに接続されるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、測定精度の低下を防止し、且つ温度変化に伴うコイルの断線を防止することができる変位センサ及び変位測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる変位センサの構成例を示す図である。
【図２Ａ】図１の金属シャフトが被測定物の動きに連動してコイルベース内を動くことを示す図である。
【図２Ｂ】図１の金属シャフトが被測定物の動きに連動してコイルベース内を動くことを示す図である。
【図３】図１のコイルが補助溝に巻かれた状態の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる変位センサにおけるコイルがコイルベースに巻かれた状態の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３にかかる変位センサにおけるシャフトキャップ、金属シャフト、及びスライダが接続された構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３にかかる変位センサにおけるシャフトキャップ、金属シャフト、スライダ、及びコイルベースの側面断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４にかかる変位センサの構成例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態５にかかる変位センサの構成例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態５にかかる変位測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態５にかかるネットワークセンサシステムの構成例を示すブロック図である。
【図１１Ａ】本発明の実施の形態にかかる変位センサを格納するカバーの例を示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施の形態にかかる変位センサを格納するカバーの例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態にかかる変位センサにおけるシャフトキャップ及び金属シャフトの変形例を示す側面断面図である。
【図１３Ａ】本発明の実施の形態にかかる変位センサにおけるシャフトキャップ又は第２のケースが第１の空気穴を備える例を示す側面断面図である。
【図１３Ｂ】本発明の実施の形態にかかる変位センサにおけるシャフトキャップ又は第２のケースが第１の空気穴を備える例を示す側面断面図である。
【図１３Ｃ】本発明の実施の形態にかかる変位センサにおけるシャフトキャップ又は第２のケースが第１の空気穴を備える例を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１５】
実施の形態１
まず、図１を用いて、本発明の実施の形態１にかかる変位センサ１００の構成例について説明する。本実施の形態１にかかる変位センサ１００は、シャフトキャップ１１と、金属シャフト１２と、コイルベース２１と、コイル２２と、変位量測定部２３と、を備えている。
【００１６】
シャフトキャップ１１は、被測定物６００と接触する部分である。なお、シャフトキャップ１１に用いられる素材は、例えば樹脂である。
【００１７】
金属シャフト１２は、シャフトキャップ１１に接続された状態で用いられる。金属シャフト１２は、被測定物６００とシャフトキャップ１１とが接触した状態で動くことにより、被測定物６００の動きに連動する。なお、金属シャフト１２に用いられる素材は、例えばステンレスである。また、金属シャフト１２は、中空であってもよい。金属シャフト１２を中空とすることにより、金属シャフト１２の内部を長手方向に通る磁界を形成することができる。
【００１８】
コイルベース２１は、中空であり、金属シャフト１２が挿入される。すなわち、金属シャフト１２は、被測定物６００の動きに連動して、コイルベース２１内を動く。なお、金属シャフト１２が被測定物６００の動きに連動してコイルベース２１内を動くとは、変位センサ１００が、例えば図２Ａの状態から図２Ｂの状態へ遷移することである。なお、コイルベース２１に用いられる素材は、例えば樹脂である。
【００１９】
コイル２２は、コイルベース２１の外周面に巻かれる。具体的には、コイルベース２１の外周面には螺旋状の補助溝２４が設けられ、コイル２２は補助溝２４に巻かれる。なお、コイル２２に用いられる素材は、例えば銅である。
【００２０】
変位量測定部２３は、コイル２２に電流を流した状態で、金属シャフト１２がコイルベース２１内を動くことによるコイル２２のインダクタンス及び抵抗の変化を測定する。これにより、変位量測定部２３は、金属シャフト１２の変位量を測定する。
【００２１】
続いて、図３を用いて、コイル２２を補助溝２４に巻くことについて説明する。図３の例では、コイルベース２１とコイル２２との間に隙間（gap）が設けられている。ここで、図３の例は、２０℃の温度状況における状態を示しているものとする。
【００２２】
コイルベース２１とコイル２２との間に隙間を設ける理由について説明する。コイルベース２１が、例えばポリカーボネート樹脂製である場合、コイルベース２１の熱膨張係数は、７０〜８０である。また、コイル２２が、例えば銅製である場合、コイル２２の熱膨張係数は、１６．６である。このような場合、温度が高くなることに伴う熱膨張係数は、コイルベース２１の方がコイル２２よりも大きい。このため、例えば２０℃の温度状況において、コイルベース２１とコイル２２との間に隙間がない状態では、温度が高くなった際にコイルベース２１の熱膨張による膨らみによって、コイル２２を伸長させて断線させる可能性がある。コイルベース２１とコイル２２との間に隙間を設けることにより、このようなコイル２２の断線を防ぐことができる。
【００２３】
なお、熱膨張によるコイルベース２１の変化量は、α×△Ｔ×２ｒによって算出することができる。ここで、αは熱膨張係数（単位［×１０−６／℃］）であり、ΔＴは温度変化量（単位［℃］）であり、ｒはコイルベース２１の半径（単位［ｍｍ］）である。例えば、コイルベース２１の直径が２６ｍｍであり、５０℃の温度上昇がある場合、コイルベース２１は、０．０９１〜０．１０４ｍｍ直径が大きくなる。このため、コイルベース２１の直径が２６ｍｍである場合には、コイルベース２１とコイル２２との間に０．１０４ｍｍ以上の隙間を設けるようにしてもよい。
【００２４】
補助溝２４を設けずにコイルベース２１とコイル２２との間に隙間を設けた場合、コイル２２の巻き線は、コイルベース２１の長手方向に位置ずれすることがある。コイル２２の巻き線の位置ずれは、金属シャフト１２の変位量の測定精度を低下させる。このため、補助溝２４を設けずにコイルベース２１とコイル２２との間に隙間を設けることは、金属シャフト１２の変位量の測定精度を低下させ得る。
【００２５】
これに対し、補助溝２４を設けることにより、補助溝２４の壁面が、コイル２２の巻き線の位置ずれを抑止する。このため、補助溝２４を設けることにより、コイルベース２１とコイル２２との間に隙間を設けた場合であっても、コイル２２の巻き線がコイルベース２１の長手方向に位置ずれすることを抑止することができる。
【００２６】
すなわち、補助溝２４を設けてコイル２２を補助溝２４に巻くことにより、金属シャフト１２の変位量の測定精度の低下を防止し、且つ温度変化に伴うコイル２２の断線を防止することができる。
【００２７】
なお、補助溝２４は、図３の例のように、例えばＶ字状に設けられるが、補助溝２４の形状はＶ字状に限らない。例えば、補助溝２４はＵ字状等でもよい。なお、補助溝２４がＶ字状である場合、Ｕ字状である場合に比べて、コイル２２に対するコイルベース２１の膨張時の力が分散されるため、コイル２２の断線をさらに防止することができる。
【００２８】
以上のように、本発明の実施の形態１にかかる変位センサ１００では、コイルベース２１の外周面に螺旋状の補助溝２４が設けられる構成としている。また、変位センサ１００では、コイル２２は補助溝２４に巻かれる構成としている。これにより、変位センサ１００では、金属シャフト１２の変位量の測定精度の低下を防止し、且つ温度変化に伴うコイル２２の断線を防止することができる。
【００２９】
実施の形態２
続いて、本発明の実施の形態２にかかる変位センサ２００の構成例について説明する。本実施の形態２にかかる変位センサ２００は、シャフトキャップ１１と、金属シャフト１２と、コイルベース２１と、コイル２２と、変位量測定部２３と、蓋２５と、を備えている。なお、変位センサ２００において、蓋２５以外の構成は、実施の形態１の変位センサ１００の構成と同様であり説明を省略する。なお、蓋２５に用いられる素材は、例えばポリイミドテープである。
【００３０】
図４は、変位センサ２００におけるコイル２２がコイルベース２１に巻かれた状態の一例を示す図である。図４に示すように、変位センサ２００では、補助溝２４に蓋２５をかぶせる構成としている。これにより、変位センサ２００では、コイル２２を補助溝２４及び蓋２５により形成される空間内にとどめることができる。すなわち、コイル２２の巻き線の位置ずれをさらに抑止することができる。
【００３１】
以上のように、本発明の実施の形態２にかかる変位センサ２００では、補助溝２４に蓋２５をかぶせる構成としている。これにより、変位センサ２００では、コイル２２の巻き線の位置ずれをさらに抑止することができる。
【００３２】
実施の形態３
続いて、本発明の実施の形態３にかかる変位センサ３００の構成例について説明する。本実施の形態３にかかる変位センサ３００は、シャフトキャップ１１と、金属シャフト１２と、スライダ１３と、コイルベース２１と、コイル２２と、変位量測定部２３と、を備えている。なお、変位センサ３００において、スライダ１３以外の構成は、実施の形態１の変位センサ１００の構成と同様であり説明を省略する。なお、変位センサ３００は、蓋２５をさらに備えるようにしてもよい。
【００３３】
図５は、シャフトキャップ１１、金属シャフト１２、及びスライダ１３が接続された構成を示す図である。スライダ１３は、円柱状である。なお、スライダ１３に用いられる素材は、例えばポリアセタール樹脂等の摺動性がよいものが好ましい。また、スライダ１３は、中空であってもよい。スライダ１３が中空である場合、金属シャフト１２とスライダ１３との接続は、例えば、スライダ１３の中空に金属シャフト１２を圧入することにより行う。
【００３４】
続いて、図６を用いて、スライダ１３の外周面が、コイルベース２１の内周面に密着している状態について説明する。図６は、シャフトキャップ１１、金属シャフト１２、スライダ１３、及びコイルベース２１の側面断面図である。なお、図６の例では、金属シャフト１２及びスライダ１３は中空である。
【００３５】
コイルベース２１の中空部分は円柱状である。また、スライダ１３の外周側面の円周寸法は、コイルベース２１の内周側面の円周寸法と同じである。すなわち、スライダ１３の外周面は、コイルベース２１の内周面に密着する。さらに、スライダ１３の素材として摺動性がよい素材を用いることにより、スライダ１３は、コイルベース２１の長手方向に動くことができる。すなわち、スライダ１３の外周面がコイルベース２１の内周面に密着した状態で、金属シャフト１２はコイルベース２１の長手方向に動くことができる。
【００３６】
スライダ１３の外周面がコイルベース２１の内周面に密着した状態であるため、金属シャフト１２は、コイルベース２１の長手方向にしか動かない。このため、変位センサ３００では、被測定物６００が測定方向（コイルベース２１の長手方向）以外の方向へ動いたとしても、金属シャフト１２がコイルベース２１の長手方向以外には動かないようにすることができる。すなわち、変位センサ３００では、被測定物６００における測定方向の変位量を正確に測定することができる。
【００３７】
以上のように、本発明の実施の形態３にかかる変位センサ３００では、金属シャフト１２にスライダ１３が接続される構成としている。また、変位センサ３００では、スライダ１３の外周面が、コイルベース２１の内周面に密着した構成としている。さらに、変位センサ３００では、スライダ１３の素材として摺動性がよい素材を用いる構成としている。これにより、変位センサ３００では、金属シャフト１２がコイルベース２１の長手方向以外には動かないようにすることができる。すなわち、変位センサ３００では、被測定物６００における測定方向の変位量を正確に測定することができる。
【００３８】
実施の形態４
続いて、図７を用いて、本発明の実施の形態４にかかる変位センサ４００の構成例について説明する。本発明の実施の形態４にかかる変位センサ４００は、シャフトキャップ１１と、金属シャフト１２と、コイルベース２１と、コイル２２と、変位量測定部２３と、第１のケース２６と、第２のケース２７と、を備えている。なお、変位センサ４００において、第１のケース２６及び第２のケース２７以外の構成は、実施の形態１の変位センサ１００の構成と同様であり説明を省略する。なお、変位センサ４００は、蓋２５をさらに備えるようにしてもよい。また、変位センサ４００は、スライダ１３をさらに備えるようにしてもよい。
【００３９】
第１のケース２６は、コイル２２が巻かれた状態のコイルベース２１を格納するケースである。なお、第１のケース２６に用いられる素材は、例えばアルミニウム等の金属である。コイル２２が巻かれた状態のコイルベース２１を第１のケース２６に格納することにより、金属シャフト１２の変位量の測定における外部からのノイズの影響を防止することができる。
【００４０】
なお、第１のケース２６とコイルベース２１との間に、図示しない磁性体シートを配置するようにしてもよい。なお、磁性体シートに用いられる磁性体の種類は、例えばフェライトである。第１のケース２６とコイルベース２１との間に磁性体シートを配置することにより、金属シャフト１２の変位量の測定における第１のケース２６の金属の影響を軽減することができる。
【００４１】
第２のケース２７は、変位量測定部２３を格納するケースである。なお、第２のケース２７に用いられる素材は、例えば樹脂である。変位量測定部２３を第２のケース２７に格納することにより、降雨等による変位量測定部２３への浸水を防止することができる。
【００４２】
以上のように、本発明の実施の形態４にかかる変位センサ４００では、コイル２２が巻かれた状態のコイルベース２１を格納する第１のケース２６を備える構成としている。これにより、変位センサ４００では、金属シャフト１２の変位量の測定における外部からのノイズの影響を防止することができる。
【００４３】
また、変位センサ４００では、変位量測定部２３を格納する第２のケース２７を備える構成としている。これにより、変位センサ４００では、降雨等による変位量測定部２３への浸水を防止することができる。
【００４４】
実施の形態５
続いて、図８を用いて、本発明の実施の形態５にかかる変位センサ５００の構成例について説明する。本発明の実施の形態５にかかる変位センサ５００は、シャフトキャップ１１と、金属シャフト１２と、コイルベース２１と、コイル２２と、変位量測定部２３と、第１のコネクタ２８と、第２のコネクタ２９と、送受信部３０と、を備えている。なお、変位センサ５００において、第１のコネクタ２８、第２のコネクタ２９、及び送受信部３０以外の構成は、実施の形態１の変位センサ１００の構成と同様であり説明を省略する。なお、変位センサ５００は、蓋２５をさらに備えるようにしてもよい。また、変位センサ５００は、スライダ１３をさらに備えるようにしてもよい。さらに、変位センサ５００は、第１のケース２６及び第２のケース２７をさらに備えるようにしてもよい。
【００４５】
第１のコネクタ２８は、他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果を受信するためのコネクタである。
【００４６】
第２のコネクタ２９は、変位量測定部２３における金属シャフト１２の変位量の測定結果及び他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果の少なくとも一方を送信するためのコネクタである。
【００４７】
送受信部３０は、第１のコネクタ２８を介した変位量の測定結果の受信及び第２のコネクタ２９を介した変位量の測定結果の送信の少なくとも一方を行う送受信部である。
【００４８】
具体的には、送受信部３０は、変位量測定部２３における金属シャフト１２の変位量の測定結果を変位量測定部２３から受け取る。また、送受信部３０は、第１のコネクタ２８を介して、他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果を受信した場合、変位量測定部２３における金属シャフト１２の変位量の測定結果と、他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果とを、第２のコネクタ２９を介して送信する。また、送受信部３０は、第１のコネクタ２８を介して、他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果を受信しない場合、変位量測定部２３における金属シャフト１２の変位量の測定結果のみを第２のコネクタ２９を介して送信する。
【００４９】
続いて、図９のブロック図を用いて、実施の形態５にかかる変位測定装置１の構成例について説明する。変位測定装置１は、第１の変位センサ５００Ａと、第２の変位センサ５００Ｂと、第３の変位センサ５００Ｃと、子局７００と、を備えている。また、第１の変位センサ５００Ａと、第２の変位センサ５００Ｂと、第３の変位センサ５００Ｃと、子局７００とは、数珠つなぎに接続される。
【００５０】
第１の変位センサ５００Ａ、第２の変位センサ５００Ｂ、及び第３の変位センサ５００Ｃは、被測定物６００におけるそれぞれ異なる方向の変位量を測定する３つの変位センサである。なお、図９の例では、変位センサの数は３つであるが、変位センサの数は複数、すなわち２以上であればいくつでもよい。本例では、第１の変位センサ５００Ａが被測定物６００のＸ方向の変位量を測定し、第２の変位センサ５００Ｂが被測定物６００のＹ方向の変位量を測定し、第３の変位センサ５００Ｃが被測定物６００のＺ方向の変位量を測定する場合について説明する。
【００５１】
また、第１の変位センサ５００Ａ、第２の変位センサ５００Ｂ、及び第３の変位センサ５００Ｃは、それぞれ図８を用いて説明した変位センサ５００により構成される。なお、図９における２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃの符号で示すコネクタは、それぞれ第１の変位センサ５００Ａ、第２の変位センサ５００Ｂ、第３の変位センサ５００Ｃにおける第１のコネクタである。また、図９における２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの符号で示すコネクタは、それぞれ第１の変位センサ５００Ａ、第２の変位センサ５００Ｂ、第３の変位センサ５００Ｃにおける第２のコネクタである。
【００５２】
第１の変位センサ５００Ａは、自身が備える変位量測定部２３Ａにより被測定物６００のＸ方向の変位量を測定する。また、変位量測定部２３Ａは、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果を送受信部３０Ａへ出力する。そして、送受信部３０Ａは、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果を、第２のコネクタ２９Ａを介して第２の変位センサ５００Ｂへ送信する。
【００５３】
第２の変位センサ５００Ｂは、自身が備える変位量測定部２３Ｂにより被測定物６００のＹ方向の変位量を測定する。また、変位量測定部２３Ｂは、被測定物６００のＹ方向の変位量の測定結果を送受信部３０Ｂへ出力する。また、送受信部３０Ｂは、第１のコネクタ２８Ｂを介して被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果を受信する。そして、送受信部３０Ｂは、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果及びＹ方向の変位量の測定結果を、第２のコネクタ２９Ｂを介して第３の変位センサ５００Ｃへ送信する。
【００５４】
第３の変位センサ５００Ｃは、自身が備える変位量測定部２３Ｃにより被測定物６００のＺ方向の変位量を測定する。また、変位量測定部２３Ｃは、被測定物６００のＺ方向の変位量の測定結果を送受信部３０Ｃへ出力する。また、送受信部３０Ｃは、第１のコネクタ２８Ｃを介して被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果及びＹ方向の変位量の測定結果を受信する。そして、送受信部３０Ｃは、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果、Ｙ方向の変位量の測定結果、及びＺ方向の変位量の測定結果を、第２のコネクタ２９Ｃを介して子局７００へ送信する。
【００５５】
子局７００は、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果、Ｙ方向の変位量の測定結果、及びＺ方向の変位量の測定結果を受信する。
【００５６】
以上のように、実施の形態５にかかる変位測定装置１では、第１の変位センサ５００Ａと、第２の変位センサ５００Ｂと、第３の変位センサ５００Ｃと、子局７００とは、数珠つなぎに接続される構成としている。また、変位測定装置１では、第１の変位センサ５００Ａが被測定物６００のＸ方向の変位量を測定し、第２の変位センサ５００Ｂが被測定物６００のＹ方向の変位量を測定し、第３の変位センサ５００Ｃが被測定物６００のＺ方向の変位量を測定する構成としている。これにより、変位測定装置１では、子局７００が、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果、Ｙ方向の変位量の測定結果、及びＺ方向の変位量の測定結果を受信することができる。
【００５７】
続いて、図１０のブロック図を用いて、実施の形態５にかかるネットワークセンサシステム１０について説明する。ネットワークセンサシステム１０は、変位測定装置１と、親局２と、ネットワーク３と、サーバ４と、を備えている。
【００５８】
変位測定装置１は、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果、Ｙ方向の変位量の測定結果、及びＺ方向の変位量の測定結果を親局２へ送信する。
【００５９】
親局２は、例えばエッジコンピュータである。親局２は、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果、Ｙ方向の変位量の測定結果、及びＺ方向の変位量の測定結果を、ネットワーク３を介してサーバ４へ送信する。なお、ネットワーク３は、例えば第３世代携帯電話のネットワークであるが、これに限らない。
【００６０】
以上のように、実施の形態５にかかるネットワークセンサシステム１０では、変位測定装置１が、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果、Ｙ方向の変位量の測定結果、及びＺ方向の変位量の測定結果を、親局２及びネットワーク３を介してサーバ４へ送信する構成としている。これにより、ネットワークセンサシステム１０では、変位測定装置１が、被測定物６００のＸ方向の変位量の測定結果、Ｙ方向の変位量の測定結果、及びＺ方向の変位量の測定結果を、サーバ４へ提供することができる。すなわち、橋梁等のインフラを被測定物６００として用いる場合、遠隔でのインフラの状態を常時モニタリングすることができる。
【００６１】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６２】
例えば、変位センサ１００〜変位センサ５００は、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すカバー４０に格納されるようにしてもよい。カバー４０に格納されることにより、変位センサ１００〜変位センサ５００の防塵効果及び防水効果を奏することができる。なお、カバー４０は蛇腹構造であり、被測定物６００の測定方向の変位に応じて、図１１Ａに示す状態と図１１Ｂに示す状態との間で遷移することができる。
【００６３】
また、変位センサをカバー４０に格納する構成とする場合に、シャフトキャップ１１及び金属シャフト１２を、図１２に示すシャフトキャップ１１Ａ及び金属シャフト１２Ａに代えるようにしてもよい。シャフトキャップ１１Ａは、ベント１４と、第１の空気穴１５と、を備えている。また、金属シャフト１２Ａは、中空であり、第２の空気穴１６を備えている。
【００６４】
ベント１４は、空気を通すが水を通さないものである。図１２の例では、第１の空気穴１５は、ベント１４との隣接位置に設けられている。また、第２の空気穴１６は、金属シャフト１２Ａにおけるスライダ１３との接続部分の近傍に設けられている。シャフトキャップ１１Ａ及び金属シャフト１２Ａでは、第２の空気穴１６、金属シャフト１２Ａの中空部分、ベント１４、及び第１の空気穴１５からなる空気の通る経路を構成している。また、水はベント１４により通さない構成としている。これにより、シャフトキャップ１１Ａ及び金属シャフト１２Ａを備えた変位センサでは、カバー４０の蛇腹が収縮又は伸張した場合に、この経路によって空気を出入りさせることができる。また、シャフトキャップ１１Ａ及び金属シャフト１２Ａを備えた変位センサでは、この経路に水は通さないようにすることができる。
【００６５】
また、変位センサをカバー４０に格納する構成とする場合に、シャフトキャップ１１又は第２のケース２７が第１の空気穴を備える構成としてもよい。シャフトキャップ１１又は第２のケース２７が第１の空気穴を備える例を図１３Ａ〜図１３Ｃに示す。なお、変位センサを設置する環境を想定して、第１の空気穴が地面方向（Ｚ軸マイナス方向）となるように配置することが好ましい。
【００６６】
図１３Ａの例では、シャフトキャップ１１Ｂは、第１の空気穴１５Ｂを備えた構成としている。また、第１の空気穴１５Ｂは、地面方向となるように配置されている。また、金属シャフト１２Ａは、中空であり、第２の空気穴１６を備えている。シャフトキャップ１１Ｂ及び金属シャフト１２Ａでは、第２の空気穴１６、金属シャフト１２Ａの中空部分、及び第１の空気穴１５Ｂからなる空気の通る経路を構成している。また、第１の空気穴１５Ｂは、地面方向となるように配置されているため、降雨による水が入りにくい。これにより、シャフトキャップ１１Ａ及び金属シャフト１２Ｂを備えた変位センサでは、カバー４０の蛇腹が収縮又は伸張した場合に、この経路によって空気を出入りさせることができる。また、シャフトキャップ１１Ａ及び金属シャフト１２Ｂを備えた変位センサでは、この経路に水を通しにくくすることができる。なお、変位センサを設置する環境を想定して、第１の空気穴１５Ｂの配置を図１３Ｂに示す位置としてもよい。
【００６７】
図１３Ｃの例では、第２のケース２７Ｂは、第１の空気穴３１を備えた構成としている。また、第１の空気穴３１は、地面方向となるように配置されている。また、金属シャフト１２Ａは、中空であり、第２の空気穴１６を備えている。金属シャフト１２Ａ及び第２のケース２７Ｂでは、第２の空気穴１６、金属シャフト１２Ａの中空部分、コイルベース２１の中空部分、及び第１の空気穴３１からなる空気の通る経路を構成している。また、第１の空気穴３１は、地面方向となるように配置されているため、降雨による水が入りにくい。これにより、金属シャフト１２Ａ及び第２のケース２７Ｂを備えた変位センサでは、カバー４０の蛇腹が収縮又は伸張した場合に、この経路によって空気を出入りさせることができる。また、金属シャフト１２Ａ及び第２のケース２７Ｂを備えた変位センサでは、この経路に水を通しにくくすることができる。
【００６８】
なお、第１の空気穴１５Ｂ及び第１の空気穴３１を両方備えるようにし、第１の空気穴１５Ｂ及び第１の空気穴３１にかぶせる蓋をさらに備える構成としてもよい。この場合、第１の空気穴１５Ｂ及び第１の空気穴３１のうちの使用しない一方の空気穴に蓋をすることにより、図１３Ａ〜図１３Ｃの例と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【００７０】
（付記１）
被測定物と接触する部分であるシャフトキャップと、
前記シャフトキャップに接続された金属シャフトと、
中空であり、前記金属シャフトが挿入されるコイルベースと、
前記コイルベースの外周面に巻かれたコイルと、
前記コイルに電流を流した状態で、前記金属シャフトが前記コイルベース内を動くことによる前記コイルのインダクタンス及び抵抗の変化を測定することにより、前記金属シャフトの変位量を測定する変位量測定部と、を備え、
前記コイルベースの外周面に螺旋状の補助溝が設けられ、
前記コイルは前記補助溝に巻かれる、
変位センサ。
【００７１】
（付記２）
前記補助溝は、Ｖ字状に設けられる、付記１に記載の変位センサ。
【００７２】
（付記３）
前記補助溝にかぶせる蓋をさらに備える、付記１又は２に記載の変位センサ。
【００７３】
（付記４）
前記金属シャフトは中空である、付記１乃至３のいずれか一項に記載の変位センサ。
【００７４】
（付記５）
前記金属シャフトに接続されるスライダをさらに備え、
前記スライダの素材は、摺動性がよい素材であり、
前記スライダの外周面は、前記コイルベースの内周面に密着している、
付記１乃至４のいずれか一項に記載の変位センサ。
【００７５】
（付記６）
前記コイルが巻かれた状態の前記コイルベースを格納する第１のケースをさらに備え、
前記第１のケースは金属ケースである、
付記１乃至５のいずれか一項に記載の変位センサ。
【００７６】
（付記７）
磁性体シートをさらに備え、
前記磁性体シートは、前記第１のケースと前記コイルベースとの間に配置される、
付記６に記載の変位センサ。
【００７７】
（付記８）
前記変位量測定部を格納する第２のケースをさらに備える、付記１乃至７のいずれか一項に記載の変位センサ。
【００７８】
（付記９）
カバーをさらに備え、
前記変位センサは前記カバーに格納される、
付記１に記載の変位センサ。
【００７９】
（付記１０）
前記カバーは蛇腹構造である、付記９に記載の変位センサ。
【００８０】
（付記１１）
前記シャフトキャップは、ベントと、第１の空気穴と、を備え、
前記金属シャフトは、中空であり、第２の空気穴を備える、
付記１０に記載の変位センサ。
【００８１】
（付記１２）
前記変位量測定部を格納する第２のケースをさらに備え、
前記シャフトキャップ又は前記第２のケースは、第１の空気穴を備え、
前記金属シャフトは、中空であり、第２の空気穴を備える、
付記１０に記載の変位センサ。
【００８２】
（付記１３）
前記変位量測定部を格納する第２のケースと、
第１の空気穴にかぶせる蓋と、をさらに備え、
前記シャフトキャップ及び前記第２のケースは、前記第１の空気穴を備え、
前記金属シャフトは、中空であり、第２の空気穴を備える、
付記１０に記載の変位センサ。
【００８３】
（付記１４）
被測定物におけるそれぞれ異なる方向の変位量を測定する複数の変位センサと、
前記複数の変位センサにおける変位量の測定結果を受信する子局と、を備え、
前記複数の変位センサの各々は、
前記被測定物と接触する部分であるシャフトキャップと、
前記シャフトキャップに接続された金属シャフトと、
中空であり、前記金属シャフトが挿入されるコイルベースと、
前記コイルベースの外周面に巻かれたコイルと、
前記コイルに電流を流した状態で、前記金属シャフトが前記コイルベース内を動くことによる前記コイルのインダクタンス及び抵抗の変化を測定することにより、前記金属シャフトの変位量を測定する変位量測定部と、
他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果を受信するための第１のコネクタと、
前記変位量測定部における前記金属シャフトの変位量の測定結果及び前記他の変位センサにおける金属シャフトの変位量の測定結果の少なくとも一方を送信するための第２のコネクタと、
前記第１のコネクタを介した変位量の測定結果の受信及び前記第２のコネクタを介した変位量の測定結果の送信の少なくとも一方を行う送受信部と、を備え、
前記コイルベースの外周面に螺旋状の補助溝が設けられ、
前記コイルは前記補助溝に巻かれ、
前記複数の変位センサ及び前記子局は、数珠つなぎに接続される、
変位測定装置。
【００８４】
（付記１５）
前記複数の変位センサは、第１の変位センサ、第２の変位センサ、及び第３の変位センサであり、
前記第１の変位センサは、前記被測定物のＸ方向の変位量を測定し、
前記第２の変位センサは、前記被測定物のＹ方向の変位量を測定し、
前記第３の変位センサは、前記被測定物のＺ方向の変位量を測定する、
付記１４に記載の変位測定装置。
【符号の説明】
【００８５】
１    変位測定装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ    シャフトキャップ
１２、１２Ａ    金属シャフト
１３    スライダ
１４    ベント
１５、１５Ｂ、３１    第１の空気穴
１６    第２の空気穴
２１    コイルベース
２２    コイル
２３    変位量測定部
２４    補助溝
２５    蓋
２６    第１のケース
２７、２７Ｂ    第２のケース
２８    第１のコネクタ
２９    第２のコネクタ
３０    送受信部
４０    カバー
１００、２００、３００、４００、５００    変位センサ
６００    被測定物
７００    子局
【図１】
2018109572.tif 000003
【図２Ａ】
2018109572.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図３】
2018109572.tif 000006
【図４】
2018109572.tif 000007
【図５】
2018109572.tif 000008
【図６】
2018109572.tif 000009
【図７】
2018109572.tif 000010
【図８】
2018109572.tif 000011
【図９】
2018109572.tif 000012
【図１０】
2018109572.tif 000013
【図１１Ａ】
2018109572.tif 000014
【図１１Ｂ】
2018109572.tif 000015
【図１２】
2018109572.tif 000016
【図１３Ａ】
2018109572.tif 000017
【図１３Ｂ】
2018109572.tif 000018
【図１３Ｃ】
2018109572.tif 000019