(57)【要約】【課題】高度で複雑で、且つ、高価な電源や電気配線を必要とせず、構造物等の被検査対象物に生じた変位を安価な装置や目視で確認することができ、しかも、被検査対象物に許容応力を超える負荷による変位の発生や、発生した変位の方向を容易に検出することができる歪検出器を提供することを目的とする。【解決手段】歪検出器１０は、平板１２と、平板１２の裏面１２ｂのうち、複数の角部１４に設けられた複数の取付部位１６と、平板１２の中央部に設けられ、平面形状が幾何学形状の薄肉部位１８と、平板１２の各辺に対応した複数の応力集中部２０とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板と、
前記平板の一方の主面のうち、複数の角部に設けられた複数の取付部位と、
前記平板の中央部に設けられ、平面形状が幾何学形状の薄肉部位と、
前記平板の各辺に対応した複数の応力集中部とを有することを特徴とする歪検出器。
【請求項２】
請求項１記載の歪検出器において、
前記応力集中部は角部を有することを特徴とする歪検出器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の歪検出器において、
前記応力集中部の幅が５ｍｍ以下であることを特徴とする歪検出器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の歪検出器において、
前記平板の主面と前記薄肉部位との境界部分に湾曲面を有することを特徴とする歪検出器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の歪検出器において、
前記取付部位は、円形状の台座を一体に有することを特徴とする歪検出器。
【請求項６】
請求項５記載の歪検出器において、
前記平板の一方の主面と前記取付部位との境界部分に湾曲面を有することを特徴とする歪検出器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の歪検出器において、
前記薄肉部位の厚みが０．０３ｍｍ以上であり、０．４５ｍｍ以下、又は前記平板の厚みの４０％以下であることを特徴とする歪検出器。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の歪検出器において、
前記幾何学形状は、正三角形状、正方形状、正五角形状、正六角形状、正九角形状、正十角形状、正十一角形状、円形状のいずれかであることを特徴とする歪検出器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の歪検出器において、
前記平板、前記取付部位及び薄肉部位の材質がジルコニアであることを特徴とする歪検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歪検出器に関し、例えば金属製のフレームや、圧力容器、コンクリート構造物、鉄筋コンクリート構造物等に生じた変位を測定するのに好適な歪検出器に関する。なお、「変位」を「歪」あるいは「歪み」と称したり、併記する場合がある。「歪」及び「歪み」という場合は、現象としての歪みと物理量としての歪量とを含み、明らかに歪量を示す場合は、「歪量」と記す。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築物や構造物の機械的歪みや変位を測定する歪検出装置として、特許文献１記載の歪検出装置があり、また、構造物の疲労損傷を評価する装置として、特許文献２記載の構造物の疲労損傷評価装置がある。一般的にこのような建築物や構造物はその主たる応力を鋼材で構成された構造体で支えるように建設される。
【０００３】
主として建築に用いられる鋼材としては軟鋼（ＳＳ４００等）が有り、その引張強度４２６Ｐａに対して、長期間の静荷重では安全率３（１４０ＭＰａ）、片振りの繰返し荷重では安全率５（８５ＭＰａ）で設計される。また、軟鋼の降伏点（耐力）は２４５ＭＰａとされている。
【０００４】
軟鋼のヤング率が約２００ＧＰａであることからそれぞれの応力での弾性変形歪量は０．０７％、０．０４％、０．１２％となり、このような歪量が発生したことを定量的に検出できると構造物の損傷程度を評価する上で有効となる。しかしながら、その歪量は微小であるため、検出するためには以下に記述するような高度で複雑な計測装置が必要であった。
【０００５】
特許文献１記載の歪検出装置は、建築物や構造物等の構造部材に取り付けられ、構造部材に発生する歪みや変位量を変倍するテコ機構と、該テコ機構により拡大もしくは縮小された変位量を検出する歪検出器とで構成される。
【０００６】
特許文献２記載の疲労損傷評価装置は、評価対象構造物の変形量を検出する変形量検出手段と、該変形量検出手段によって検出された変形量に応じた評価対象構造物の疲労損傷率を検出する疲労損傷率検出手段と、該疲労損傷率検出手段によって検出された疲労損傷率を積算する疲労損傷率積算手段とを具備する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−０６５５０８号公報
【特許文献２】特開２００２−０１４０１４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１記載の歪検出装置の歪検出器が必要であり、この歪検出器として、マイクロスイッチ等のスイッチ類を使用することから、電源や各種センサへの配線が必要であり、検出作業等が面倒である。
【０００９】
特許文献２記載の疲労損傷評価装置の変形量検出手段は、機械的構造で済むことから、電源や配線は必要ないが、第１固定板、第２固定板、可動棒及び回動軸で構成することから、構造が複雑である。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、下記効果を奏する歪検出器を提供することを目的とする。
（ａ）  高度で複雑で、且つ、高価な電源や電気配線を必要とせず、構造物等の被検査対象物に生じた変位を安価な装置や目視で確認することができる。
（ｂ）  被検査対象物に許容応力を超える負荷による変位の発生や、発生した変位の方向を容易に検出することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
［１］  本発明に係る歪検出器は、平板と、前記平板の一方の主面のうち、複数の角部に設けられた複数の取付部位と、前記平板の中央部に設けられ、平面形状が幾何学形状の薄肉部位と、前記平板の各辺に対応した複数の応力集中部とを有することを特徴とする。
【００１２】
被検査対象物のうち、歪検出器が取り付けられる面並びに歪検出器自体の平面度は完全でないため、３点固定が基本となる。３点よりも多い固定点を持つ場合は、全ての固定点が均等の固定力を発揮しないことが憂慮され、歪み方向の均等な評価に影響を及ぼすおそれがある。従って、歪検出器の平板の３つの部位を介して被検査対象物に固定することが好ましい。
【００１３】
これにより、被検査対象物に負荷がかかって、例えば被検査対象物に所定の変位（歪み）が生じると、歪検出器にも所定の変位が生じ、応力集中部が選択的に破壊することになる。また、応力集中部が破壊されているかどうかを確認することで、被検査対象物に所定の変位が発生したかどうかを確認することができる。さらにこの確認は、薄肉部位にクラックが生じているかどうかを確認するだけでよいので肉眼でも簡単に行うことができる。
【００１４】
従って、本発明に係る歪検出器を用いることで、高価で複雑な電源や電気配線を必要とせず、長期間に亘って被検査対象物に生じた歪みを事後であっても、目視（双眼鏡等を使用しての目視を含む）や簡易的な電気信号の有無等で安価に簡単に検出確認することができる。しかも、被検査対象物に許容応力を超える負荷による変位の発生や、発生した変位の方向を容易に検出することができる。
【００１５】
［２］  本発明において、前記応力集中部は角部を有することが好ましい。応力集中部が角部を有することで、薄肉部位にクラックが生じやすくなり、被検査対象物に所定の変位が発生したかどうかを簡単に確認することができ、しかも、歪検出器にかかった力の方向も容易に確認することが可能となる。
【００１６】
［３］  本発明において、前記応力集中部の幅が５ｍｍ以下であることが好ましい。前記応力集中部の幅を５ｍｍ以下とすることで、歪検出精度を向上させることができると共に、応力集中部の幅を変化させることで、歪検出器の歪検出感度を適宜変化させることができる。従って、被検査対象物の材質等に応じて、被検査対象物に適した歪検出感度を簡単に設定することができる。より好ましくは、前記応力集中部の幅は３ｍｍ以下である。
【００１７】
［４］  本発明において、前記平板の主面と前記薄肉部位との境界部分に湾曲面（フィレット）を有することが好ましい。
【００１８】
平板の主面と薄肉部位との境界部分が角張っていると、境界部分に沿ってクラック跡が生じやすくなるため、薄肉部位に発生したクラック跡で歪検出器にかかった力の方向を探知する場合は、前記平板の主面と前記薄肉部位との境界部分に湾曲面（フィレット）を有することが好ましい。
【００１９】
［５］  本発明において、前記取付部位は、円形状の台座を一体に有することが好ましい。
【００２０】
これにより、被検査対象物に発生する任意の引っ張り方向に対して、特定の固定特性を持たなくなり、取付部位（接着面）がセンシングの方向性を発現してしまうのを回避することができる。これは、歪検出器にかかった力の方向を探知する上で好ましい。
【００２１】
［６］  本発明において、前記平板の一方の主面と前記取付部位との境界部分に湾曲面（フィレット）を有することが好ましい。平板の一方の主面と取付部位との境界部分に湾曲面を有することで、該境界部分でクラックが生じにくくなるため、歪検出器にかかった力の方向を探知する上で好ましい。
【００２２】
［７］  本発明において、前記薄肉部位の厚みが０．０３ｍｍ以上であり、０．４５ｍｍ以下、又は前記平板の厚みの４０％以下であることが好ましい。さらに、前記薄肉部位の厚みが０．０５ｍｍ以上、０．２８ｍｍ以下であることが、より好ましい。
【００２３】
歪検出器は、中心部に薄板状の窓部、すなわち、薄肉部位を設けている。薄肉部位に形成されたクラック跡から、歪検出器にかかった力の方向を探知することができる。この場合、薄肉部位の厚さは、応力の集中を妨げない薄さでありながら、安定した形状保持が可能な厚さに設定することが好ましい。具体的には、０．０３ｍｍ以上であり、０．４５ｍｍ以下、又は平板の厚みの４０％以下であることが好ましい。さらに、前記薄肉部位の厚みが０．０５ｍｍ以上、０．２８ｍｍ以下であることが、より好ましい。
【００２４】
［８］  本発明において、前記幾何学形状は、正三角形状、正方形状、正五角形状、正六角形状、正九角形状、正十角形状、正十一角形状、円形状のいずれかであってもよい。応力集中部の位置が均等な関係になるため、歪検出器の探知方向に指向性がほとんどなくなり、歪検出器にかかった力の方向を探知したい場合に有利である。
【００２５】
［９］  本発明において、前記平板、前記取付部位及び薄肉部位の材質がジルコニアであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る歪検出器によれば、下記効果を奏する。
（ａ）  高度で複雑で、且つ、高価な電源や電気配線を必要とせず、構造物等の被検査対象物に生じた変位を安価な装置や目視で確認することができる。
（ｂ）  被検査対象物に許容応力を超える負荷による変位の発生や、発生した変位の方向を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１Ａは、本実施の形態に係る歪検出器を表面側から見て示す斜視図であり、図１Ｂは、歪検出器を裏面側から見て示す斜視図である。
【図２】図２Ａは、歪検出器を裏面側から見て示す平面図であり、図２Ｂは、図２ＡにおけるＩＩＢ−ＩＩＢ線上の断面図である。
【図３】図３Ａは、被検査対象物に歪検出器を固定した状態を示す平面図であり、図３ＡにおけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線上の断面図である。
【図４】図４Ａは、薄肉部位の形成位置の一例を示す断面図であり、図４Ｂは薄肉部位の形成位置の他の例を示す断面図である。
【図５】図５Ａは、第１実験例に係るサンプル１及び２の構成を示す平面図であり、図５Ｂは、図５ＡにおけるＶＢ−ＶＢ線上の断面図である。
【図６】図６Ａは、第１実験例に係るサンプル３及び４の構成を示す平面図であり、図６Ｂは、図６ＡにおけるＶＩＢ−ＶＩＢ線上の断面図である。
【図７】図７Ａは、第１実験例に係るサンプル５及び６の構成を示す平面図であり、図７Ｂは、図７ＡにおけるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線上の断面図である。
【図８】図８Ａは、鋼材上に歪検出器を固定した状態を示す平面図であり、図８Ｂは、図８Ａにおける矢印Ａから見た矢視図である。
【図９】第２実験例において、応力集中部の幅を変化させる例を示す説明図である。
【図１０】取付部位の他の平面形状の例を示す平面図である。
【図１１】図１１Ａは第１変形例に係る歪検出器を裏面側から見て示す平面図であり、図１１Ｂは第２変形例に係る歪検出器を裏面側から見て示す平面図である。
【図１２】２つの歪検出器を並べた場合に、各歪検出器に発生したクラック跡から被検査対象物にかかった力の方向を検出する９つの例（ａ）〜（ｉ）を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る歪検出器の実施の形態例を図１Ａ〜図１２を参照しながら説明する。なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
【００２９】
歪検出器１０は、脆性材料であるセラミックスにて構成され、図１Ａ〜図２Ｂに示すように、平面形状が三角形状の平板１２を有する。平板１２は、表面１２ａが平坦面とされている。平板１２の裏面１２ｂには、複数の角部１４に対応して設けられた複数の取付部位１６を有する。また、歪検出器１０は、平板１２の中央部に設けられ、平面形状が幾何学形状の薄肉部位１８と、平板１２の各辺に対応して設けられた複数の応力集中部２０とを有する。
【００３０】
この歪検出器１０は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、例えばプレート状の金属製の被検査対象物２２に取り付けられ、被検査対象物２２への荷重の印加によって発生する被検査対象物２２の変形によって、歪検出器１０に破壊を生じさせることで、被検査対象物２２で発生した弾性変形域内の歪みの発生を検出する。
【００３１】
被検査対象物２２は平面状の金属部材を基本とするが、曲面形状であっても、歪検出器１０が取り付けられる部位が平面に近似される場合は検出が可能である。平面に近似される場合とは、例えば以下の場合が挙げられる。
【００３２】
（ａ）  被検査対象物２２のうち、歪検出器１０が取り付けられる３箇所の取付位置の間の凹凸が±１．５ｍｍ以内であること。
（ｂ）  歪検出器１０を接着剤を用いて被検査対象物２２に取り付ける場合は、歪検出器１０が取り付けられる領域が厚さ０．０３〜０．４８ｍｍの樹脂製の接着剤で密着可能なこと。
【００３３】
歪検出器１０を構成する材料は、中実体の脆性材料であり、温度変化に対する線膨張係数が被検査対象物２２と同等であることが好ましい。例えば、被検査対象物２２の構成材料が例えば鉄鋼材料であれば、鉄鋼材料とほぼ同じ線膨張係数を有する例えばジルコニアを用いることが好ましい。
【００３４】
被検査対象物２２のうち、歪検出器１０が取り付けられる面２２ａ（上面、下面、側面等）並びに歪検出器１０自体の平面度は完全でないため、３点接着（固定）が基本となる。３点以上の接着点を持つ場合は、全ての接着点が均等の接着力を発揮しないことが憂慮され、歪み方向の均等な評価に影響を及ぼすおそれがある。従って、単純な構造としては、歪検出器１０の外形形状を三角形状とし、例えば３つの角部１４（頂部）を介して被検査対象物２２に接着することが挙げられる。
【００３５】
歪検出器１０は、中心部に薄板状の窓部、すなわち、薄肉部位１８を設けている。薄肉部位１８に形成されたクラック跡から、被検査対象物２２にかかった力の方向を探知することが可能となる。
【００３６】
すなわち、歪検出器１０に歪みが生じて、応力集中部２０が破壊（一次破壊）すると、その破壊を起点として、薄肉部位１８の破壊（二次破壊）が誘起され、該薄肉部位１８にクラック跡が生じることになる。これにより、薄肉部位１８に生じたクラック跡を確認することで、被検査対象物２２に所定の歪みが発生したかどうかを確認することができる。この確認は、肉眼で簡単に行うことができる。
【００３７】
薄肉部位１８の形成位置は、図４Ａ及び図４Ｂに示す位置が挙げられる。
（ａ）  図４Ａに示すように、薄肉部位１８の一方の主面１８ａが平板１２の表面１２ａと同一となるように形成する。
（ｂ）  図４Ｂに示すように、薄肉部位１８を平板１２の厚さ方向中央、もしくは中央付近に形成する。
もちろん、（ａ）で示す位置と（ｂ）で示す位置の間でもよい。
【００３８】
図２Ｂに示すように、薄肉部位１８の厚さｔａは、応力の集中を妨げない薄さでありながら、安定した形状保持が可能な厚さに設定することが好ましい。具体的には、０．０３ｍｍ以上であり、０．４５ｍｍ以下又は平板１２の厚みｔｂの４０％（例えば０．３ｍｍ）以下であることが好ましい。さらに、薄肉部位１８の厚みｔａが０．０５ｍｍ以上、０．２８ｍｍ以下であることが、より好ましい。
【００３９】
薄肉部位１８の平面形状は、平板１２の外形形状が三角形状であるため、薄肉部位１８の平面形状は、正三角形状、正六角形状、正九角形状が望ましい。このうち、最も好ましくは、正六角形状である。これによって、歪検出器１０にかかった力の方向を探知することが容易になる。
【００４０】
これ以外の角数の形状や円形状も使用可能であるが、平板１２の外形形状の各辺に対する薄肉部位１８の角、すなわち、応力集中部２０の位置が均等な関係にならないため、歪検出器１０の探知方向に指向性を持たせたくない場合、すなわち、歪検出器１０にかかった力の方向を探知したい場合は、より適した設計を検討した方がよい。
【００４１】
薄肉部位１８の平面形状の角数が９以上の場合は、円形状に近似されるため、応力集中部２０での破壊が生じ難くなる。そこで、平板１２の外形形状の辺の数に対する薄肉部位１８の平面形状の角数は少ない方が望ましい。
【００４２】
また、平板１２の裏面１２ｂと薄肉部位１８との境界部分に第１湾曲面２４ａ（フィレット）を有することが好ましい。
【００４３】
なお、薄肉部位１８の平面形状が円形状あるいは楕円形状とした場合の歪量は応力拡大係数との相関がある。例えば１つの設計においては、この相関性から、薄肉部位１８の平面形状が正六角形状の歪量は円形状に対して約１．７倍の増大が予想され、正三角形状の歪量は円形状に対して約２倍の増大が予想される。
【００４４】
ここで、第１実験例について説明する。この第１実験例は、サンプル１〜６について、互いに直交する２つの方向（第１方向及び第２方向）についての歪量の倍率を確認した。
【００４５】
サンプル１及び２は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、薄肉部位１８の平面形状が円形状である歪検出器１０を用いた。歪検出器１０のサイズは、平板１２の外形形状に沿った正三角形の一辺の長さＬａが８０ｍｍ、平板１２の厚みｔｂが０．５ｍｍ、薄肉部位１８の平面形状（円形状）の半径ｒが２０ｍｍ、取付部位１６（円形状）の直径φａが１６ｍｍ、取付部位１６の厚みｔｃ（平板１２の厚みｔｂとの合計）が３ｍｍである。また、薄肉部位１８と平板１２との境界に形成された第１湾曲面２４ａの曲率半径が０．４ｍｍ、取付部位１６と平板１２との境界に形成された第２湾曲面２４ｂの曲率半径が１ｍｍである。
【００４６】
サンプル３及び４は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、薄肉部位１８の平面形状が三角形状である歪検出器１０を用いた。歪検出器１０のサイズは、上述したサンプル１及び２とほぼ同様であるが、薄肉部位１８の平面形状である正三角形の一辺の長さＬｂが１０×（√３）ｍｍである。
【００４７】
サンプル５及び６は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、薄肉部位１８の平面形状が正六角形状である歪検出器１０を用いた。歪検出器１０のサイズは、上述した図２Ａ及びサンプル１及び２とほぼ同様であるが、薄肉部位１８の平面形状である正六角形の一辺の長さＬｃが２０ｍｍである。
【００４８】
そして、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、サンプル１〜６について、いずれも歪検出器１０を、直方体状の鋼材２６（被検査対象物２２）の上面２６ａに接着剤によって接着固定した。このとき、サンプル１〜６共に、歪検出器１０の１つの辺１０ａと鋼材２６の１つの辺２８ａとを平行にして固定した。
【００４９】
各鋼材２６について、それぞれ４つの側面３０ａ〜３０ｄのうち、歪検出器１０の１つの辺１０ａと平行な上記１つの辺２８ａを含む側面３０ａを第１固定面３２ａとし、該第１固定面３２ａと対向する側面３０ｂを第１変位面３４ａとした。また、第１固定面３２ａと隣接する１つの側面３０ｃを第２固定面３２ｂとし、該第２固定面３２ｂと対向する側面３０ｄを第２変位面３４ｂとした。
【００５０】
サンプル１〜６に対して、それぞれ３つの歪み評価位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３を設定した（図５Ａ、図６Ａ及び図７Ａ参照）。
【００５１】
そして、先ず、サンプル１、３及び５について、それぞれ第１固定面３２ａを固定し、第１方向、すなわち、第１変位面３４ａに対して一定の引っ張り荷重を与えて、それぞれ歪み評価位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３での歪量を測定した。サンプル１の歪量を基準としたとき、サンプル３及び５は、それぞれ１．６倍及び１．４倍であった（下記表１参照）。
【００５２】
次に、サンプル２、４及び６について、それぞれ第２固定面３２ｂを固定し、第２方向、すなわち、第２変位面３４ｂに対して一定の引っ張り荷重を与えて、それぞれ歪み評価位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３での歪量を測定した。サンプル２の歪量を基準としたとき、サンプル４及び６は、それぞれ２．０倍及び２．３倍であった（下記表１参照）。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
このように、総合的にみたとき、薄肉部位１８の平面形状が正六角形状のものが、平面形状が円形状や正三角形状のものよりも歪量の増大率が高かった。
【００５５】
これは、薄肉部位１８の平面形状が正三角形状の場合、応力集中箇所である３つの角部を直線的に結ぶ辺を有する構造となるため、薄肉部位１８に発生するクラックの進展を制限するおそれが高い。正六角形状はそのような制限がない。従って、薄肉部位１８の平面形状は正六角形状が最も好ましいと考えられる。
【００５６】
歪検出器１０を被検査対象物２２に取り付けるための取付部位１６は、面接触よりも点接触が好ましいため、極力小さいことが求められるが、被検査対象物２２に対する固定力（接着剤を用いた場合は接着力）が担保できる面積を有する必要がある。
【００５７】
例えば大日本印刷株式会社製のＳ６タイプのシート状接着剤を使用した場合、１つの取付部位１６あたり７５ｍｍ２以上の面積を有することが望ましい。さらに、１つの取付部位１６あたり２００ｍｍ２以上の面積を有することが望ましい。
【００５８】
また、取付部位１６の面形状はどんな形でもよいが、被検査対象物２２に発生する任意の引っ張り方向に対して、特定の固定特性を持たせない、すなわち、取付部位（接着面）がセンシングの方向性を発現するのを回避する観点から、円形状が望ましい。
【００５９】
上述の例では、薄肉部位１８の平面形状を正六角形状にした例を示したが、図９に示すように、薄肉部位１８の平面形状の角部と、該角部と対応する辺までの最短距離を変化させてもよい。すなわち、応力集中部２０の幅Ｗを変化させてもよい。
【００６０】
ここで、第２実験例について説明する。この第２実験例は、サンプル１、サンプル７〜１０について、上述した第１実験例における第１方向についての歪量の倍率を確認した。
【００６１】
サンプル７は、上述したサンプル５と同様のサイズを有する歪検出器１０において、応力集中部２０の幅Ｗを５ｍｍにした。同様に、サンプル８、９及び１０は、上述したサンプル５と同様のサイズを有する歪検出器１０において、応力集中部２０の幅Ｗを３ｍｍ、１．５ｍｍ及び０．５ｍｍにした。
【００６２】
そして、上述した第１実験例と同様にして、第１方向についての歪量の倍率を確認したところ、上述したサンプル１の歪量を基準としたとき、サンプル７〜１０は、それぞれ１．１倍、１．４倍、２．３倍、３．３倍であった（下記表２参照）。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
このように、応力集中部２０の幅Ｗを変化させることで、歪検出器１０の歪検出感度を適宜変化させることができる。従って、被検査対象物２２の材質等に応じて、被検査対象物２２に適した歪検出感度を簡単に設定することができる。
【００６５】
歪検出器１０を構成するセラミックスとしては、ジルコニアを含むことが好ましい。また、応力集中部２０を設けることにより、被検査対象物２２が弾性変形する範囲の歪み、例えば０．１％や０．２％等で歪検出器１０を破壊させることができる。しかも、ジルコニアは、熱膨張係数が炭素鋼（軟鋼材）や鉄筋コンクリートの熱膨張係数とほぼ同じであることから、温度変化分を補償することができる。これは、温度変化に影響されることなく、歪みを検出できることにつながり、検出精度の向上を図る上でも有利である。
【００６６】
次に、歪検出器１０の製造方法について以下に簡単に説明する。
【００６７】
先ず、歪検出器１０の製造方法は、特に限定されず、ドクターブレード法、押し出し法、ゲルキャスト法、粉末プレス法、インプリント法等、任意の方法であってよい。特に、薄肉部位１８や応力集中部２０が形成された複雑な形状に対しては、特に好ましくは、ゲルキャスト法を用いて製造する。好適な実施の形態においては、セラミック粉末、分散媒及びゲル化剤を含むスラリーを注型し、このスラリーをゲル化させることによって成形体を得、この成形体を焼結することで、歪検出器を得ることができる（特開２００１−３３５３７１号公報参照）。
【００６８】
歪検出器１０の構成材料として特に好ましくは、ジルコニア粉末に対して、３ｍｏｌｅ％のイットリア（Ｙ２Ｏ３）助剤を添加した原料を用いる。助剤としては、イットリアが好ましいが、カルシア（ＣａＯ）、マグネシア（ＭｇＯ）等も例示することができる。
【００６９】
ゲルキャスト法は、以下の方法が挙げられる。
（１）  無機物粉体と共に、ゲル化剤となるポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のプレポリマーを、分散剤と共に分散媒中に分散してスラリーを調製し、注型後、架橋剤により三次元的に架橋してゲル化させることにより、スラリーを固化させる。
（２）  反応性官能基を有する有機分散媒とゲル化剤とを化学結合させることにより、スラリーを固化させる。この方法は、本出願人の特開２００１−３３５３７１号公報に記載されている方法である。
【００７０】
なお、本発明に係る歪検出器は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００７１】
すなわち、上記の例では、取付部位１６の平面形状を円形状としたが、それ以外の形状、例えば複数の円弧で構成してもよい。例えば図１０に示すように、歪検出器１０の外周の一部を構成する第１円弧４０ａと、取付部位１６の内方を向く第２円弧４０ｂとで構成してもよい。図１０では、第１円弧４０ａの曲率半径を第２円弧４０ｂの曲率半径より小さくした例を示す。
【００７２】
また、上述の例では、平板１２の平面形状を三角形状、薄肉部位１８の平面形状を六角形状、円形状、三角形状とした例を示したが、その他、図１１Ａの第１変形例に示すように、平板１２の平面形状を円形状、薄肉部位１８の平面形状を三角形状としてもよいし、図１１Ｂの第２変形例に示すように、平板１２の平面形状を四角形状、薄肉部位１８の平面形状を四角形状としてもよい。
【００７３】
また、上述の例では、被検査対象物２２に１つの歪検出器１０を接着した場合を示したが、被検査対象物２２に複数の歪検出器１０を例えばタイル状に並べて被検査対象物２２にかかった力の方向を検出してもよい。この場合、１つの歪検出器１０のみを設置した場合よりも、力の方向を精度よく探知することが可能となる。
【００７４】
例えば図１２に示すように、２つの歪検出器を互いに１つの辺を対向させて並べるようにしてもよい。図１２において、クラック跡を細線Ｌｃ（実線）で示し、歪検出器にかかった力のおよその方向を破線Ｌｄで示し、歪検出器にかかった力の主方向を太線Ｌｅ（実線）で示す。図１２では、クラック跡の発生位置によって９つのパターン（ａ）〜（ｉ）に分類されることを示している。
【００７５】
そして、パターン（ａ）、（ｂ）、（ｆ）及び（ｉ）は、歪検出器にかかった力のおよその方向のみが判明している例を示す。パターン（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｇ）及び（ｈ）は、歪検出器にかかった力の主方向も判明している例を示す。
【００７６】
１つの歪検出器のみでは、歪検出器にかかった力の主方向として、３つの方向を検出することができる。これに対して、２つの歪検出器を並べた例では、図１２からもわかるように、歪検出器にかかった力の主方向として、４つの方向を検出することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１０…歪検出器                        １０ａ…１つの辺
１２…平板                            １２ａ…表面
１２ｂ…裏面（一方の主面）            １４…角部
１６…取付部位                        １８…薄肉部位
２０…応力集中部                      ２２…被検査対象物
２４ａ…第１湾曲面                    ２４ｂ…第２湾曲面
２６…鋼材                            ２６ａ…鋼材の上面
３２ａ…第１固定面                    ３２ｂ…第２固定面
３４ａ…第１変位面                    ３４ｂ…第２変位面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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