(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周面の回転方向変位を計測する回転方向変位の計測手段と、前記円周面の半径方向変位を計測する半径方向変位の計測手段と、前記円周面の軸方向変位を計測する軸方向変位の計測手段とのうちの少なくとも２つの前記計測手段を備えると共に、備える計測手段は、前記円周面の回転中心を中心にして回転可能な駆動部材と、当該駆動部材の回転角を計測する回転角計測器とを共通にしており、前記回転方向変位の計測手段は、前記円周面上に固定した回転方向検出体と、前記駆動部材の回転に伴って回転すると共に前記回転方向検出体を検出する回転方向検出器とを有し、前記半径方向変位の計測手段は、前記円周面上に摺動可能に設置した半径方向検出体と、前記円周面の回転方向に沿った距離を一定にして前記半径方向検出体に形成される２つの計測部と、前記駆動部材の回転に伴って回転すると共に前記２つの計測部を検出する半径方向検出器とを有し、前記軸方向変位の計測手段は、前記円周面上に固定した軸方向検出体と、前記駆動部材の回転により軸方向に移動する変換器と、該変換器に取り付けられて前記駆動部材の回転により軸方向に移動すると共に前記軸方向検出体を検出する軸方向検出器とを有することを特徴とする円周面の変位計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円孔の内周面や円柱の外周面等の円周面の変位を計測する変位計測装置に関する。更に詳述すると、本発明は、円周面の変位を回転方向と半径方向と軸方向の成分ごとに分けて計測する変位計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤や岩盤等に形成された円孔や円管等の内周面のように円柱面状である内周面の変位を計測する際は、内周面の回転方向と半径方向と軸方向との各成分ごとに別個に変位を計測する。また、土や岩石やコンクリートの三軸試験では、円柱の外周面の変位を半径方向及び軸方向ごとに別個に計測する。さらに、これら土や岩石やコンクリートの中空ねじり試験では、円筒の内周面と外周面での変位を回転方向（即ちねじり方向）と半径方向と軸方向ごとに別個に計測する。これらの場合には、円周面の回転方向変位と半径方向変位と軸方向変位との計測がそれぞれ以下のように行われる。
【０００３】
円周面の回転方向変位を計測するには、円周面から外れた位置に固定した回転角計測器を円周面の回転中心と同軸にして設けると共にこの回転角計測器を円周面に１本以上のリンクで結合する。そして、円周面が回転するとリンクを介して回転角計測器が回転して回転角を計測することができる。または、円周面上に固定した１点の円周方向の移動変位を計測して、円周面の既知の半径から回転角を算出することもできる。
【０００４】
円周面の半径方向変位を計測するには、次の各方法がある。▲１▼円周面に歪みゲージを貼付して周方向の歪みを計測したり円周面上に固定した２点間の距離の変化を計測することにより円周長の変化を算出して、若しくは円周長の変化を直接計測して、この円周長の変化に基づいて半径方向の変位を算出することができる。▲２▼計測する箇所を密閉空間にして非圧縮性の流体を流入出可能に充満させておく。そして、円周面の変位による流体の流入出量、即ち容積と密閉空間の軸方向長さとを計測して、これらの値に基づき半径方向変位を算出することができる。▲３▼円周面の直径や半径を直接計測して、半径方向変位を得ることができる。
【０００５】
円周面の軸方向変位は、長さの変化を測定可能な変位計測器を使用して直接計測することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した円周面の変位の計測方法では変位の３つの成分ごとにそれぞれ計測器を設けているので、測定作業が煩雑であると共に設置コストが高くなってしまう。また、回転方向変位の計測を回転角計測器で行う一方、軸方向変位の計測を長さ変位計測器で行っているので、各計測器の検定が煩雑であると共に次元の異なる計測値を得ることからデータの解析が煩雑であった。
【０００７】
そこで、本発明は、測定作業やデータ解析が容易であると共に設置コストが安価な円周面の変位計測装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の円周面の変位計測装置は、円周面の回転方向変位を計測する回転方向変位の計測手段と、円周面の半径方向変位を計測する半径方向変位の計測手段と、円周面の軸方向変位を計測する軸方向変位の計測手段とのうちの少なくとも２つの計測手段を備えると共に、備える計測手段は、円周面の回転中心を中心にして回転可能な駆動部材と、当該駆動部材の回転角を計測する回転角計測器とを共通にしている。
【０００９】
ここで、本明細書中では「円周面」とは中心線に直交する断面が真円である円柱面を意味している。
【００１０】
したがって、円周面の回転方向と半径方向と軸方向との３成分の変位のうちの少なくとも２つの成分の変位を共通の回転角計測器を使用して計測することができる。このため、単一の回転角計測器の使用により複数の成分の変位を計測できるので、計測作業が容易になると共に設置コストを安価にすることができ、しかも変位計測装置の小型化を図ることができる。また、回転方向変位の計測と軸方向変位の計測とをいずれも回転角計測器による回転角の計測結果を利用して求めることができるので、計測器の検定を容易にできるように成ると共にデータの解析を容易に行うことができるようになる。
【００１１】
また、請求項１記載の円周面の変位計測装置では、回転方向変位の計測手段は、円周面上に固定した回転方向検出体と、駆動部材の回転に伴って回転すると共に回転方向検出体を検出する回転方向検出器とを備えるようにしている。
【００１２】
したがって、回転方向変位は、図５に示すように回転角計測器により計測された値をそのまま利用して得ることができる。
【００１３】
さらに、請求項１記載の円周面の変位計測装置では、半径方向変位の計測手段は、円周面上に摺動可能に設置した半径方向検出体と、円周面の回転方向に沿った距離を一定にして半径方向検出体に形成される２つの計測部と、駆動部材の回転に伴って回転すると共に２つの計測部を検出する半径方向検出器とを備えるようにしている。
【００１４】
したがって、半径方向変位△ｒは、図６に示すように回転角計測器により計測された値θ，△θに基づいて数式１により算出することができる。
【００１５】
＜数１＞
△ｒ＝ｒ・（△θ／θ）・（１−（△θ／θ））
但し、ｒ  ：円孔の初期半径
△ｒ：半径方向変位
θ  ：２つの計測部の間の周方向の変形が無い半径方向検出体を含                  む側の初期角度
△θ：θの変位
また、請求項１記載の円周面の変位計測装置では、軸方向変位の計測手段は、円周面上に固定した軸方向検出体と、駆動部材の回転により軸方向に移動する変換器と、該変換器に取り付けられて駆動部材の回転により軸方向に移動すると共に軸方向検出体を検出する軸方向検出器とを備えるようにしている。
【００１６】
したがって、軸方向変位は、図７に示すように回転角計測器により計測された値に基づいて変換器での回転角と軸方向移動距離の比率を利用して算出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。図１〜図７に本発明の円周面の変位計測装置１の一実施形態を示す。本実施形態では、この変位計測装置１を、原位置孔底三軸圧縮試験法（特願平９−３１８６９４号）や孔底の中空円筒試験体を利用したプレッシャーメータ試験法（特願平９−３１８６９６号）に使用する中空円筒試験体３の中央円孔５の内周面５ａの変位を測定するものとしている。この原位置孔底三軸圧縮試験法は、構造物の設計や施工のための地盤調査において地盤１０の変形特性及び強度特性を測定するものである。そして、図２に示すように、地盤１０を掘り下げて中空円筒試験体３を形成して、中央の円孔５と周囲の円筒形状のスリット４にそれぞれゴムチューブ７を設けて各ゴムチューブ７の内部に高圧水を注入し中空円筒試験体３を変形させて、このときの中央の円孔５の内周面５ａの変位を変位計測装置１により測定する。なお、図２中の符号６は中空円筒試験体３の内周面と外周面に内圧Ｐｉｎ及び外圧Ｐｏｕｔを加えて変位を与える加圧手段であり、符号８は中空円筒試験体３の外周面の変位を計測する変位計測手段であり、符号９は中空円筒試験体３に軸方向への荷重を与える拘束手段であり、符号１１は中空円筒試験体３のキャップである。
【００１８】
中央の円孔５のゴムチューブ７には、ほぼ円筒形状で上下部を塞いだシリンダ１２が収容されている。このシリンダ１２とゴムチューブ７とは上下部同士を密封して結合している。そして、シリンダ１２の上部には、シリンダ１２及びゴムチューブ７の内外に高圧水を出入り可能にするための流入出口１３が形成されている。流入出口１３には外部から高圧水をシリンダ１２及びゴムチューブ７の内部に供給したり内部の高圧水を逃がすための連結管１４が取り付けられている。
【００１９】
変位計測装置１は、円周面の回転方向変位を計測する回転方向変位の計測手段１５と、円周面の半径方向変位を計測する半径方向変位の計測手段１６と、円周面の軸方向変位を計測する軸方向変位の計測手段１７とのうちの少なくとも２つの計測手段を備えると共に、備える計測手段は、円周面の回転中心を中心にして回転可能な駆動部材１９と、当該駆動部材１９の回転角を計測する回転角計測器２１とを共通にしている。本実施形態の変位計測装置１は、これら各方向変位の計測手段１５，１６，１７を全て備えている。このため、円周面の回転方向と半径方向と軸方向との３成分の変位を共通の回転角計測器２１を使用して計測することができるので、計測作業が容易になると共に設置コストを安価にすることができ、しかも変位計測装置１の小型化を図ることができる。また、計測器２１の検定を容易にできるように成ると共にデータの解析を容易に行うことができるようになる。
【００２０】
回転方向変位の計測手段１５は、円周面である内周面５ａ上に固定した回転方向検出体１８と、駆動部材１９の回転に伴って回転すると共に回転方向検出体１８を検出する回転方向検出器２０とを有している。
【００２１】
回転方向検出体１８は、円孔５の内周面５ａ上に固定した点形状の磁石から成るものとしている。駆動部材１９は、シリンダ１２の上下部を貫通して内周面５ａの回転中心Ｃ（中心線Ｃ）を中心にして回転可能に支持される駆動軸１９から成るものとしている。ここで、本実施形態では内周面５ａの回転中心と形状中心線とを一致させている。このため、駆動部材１９は内周面５ａの形状中心線Ｃ上に位置している。
【００２２】
駆動軸１９の上部はシリンダ１２の上側に突出して、回転角計測器２１及びモータ２２が設置されている。よって、モータ２２が駆動することにより駆動軸１９が回転して、回転角計測器２１により駆動軸１９の回転角が検出される。また、回転角計測器２１の構造は特に限定されず一般的な回転角計測器を使用することができるが、本実施形態ではエンコーダを使用している。本実施形態では回転角計測器２１及びモータ２２は駆動軸１９に同軸に設置されているが、これには限られず歯車機構やベルト機構等の伝達機構を使用して駆動軸１９から離隔した位置に設置しても良い。
【００２３】
回転方向検出器２０は、支持体２３を介して駆動軸１９に取り付けられている。この支持体２３は、ゴムチューブ７に接して内周面５ａの周方向に回転するローラ２４と、駆動軸１９に対してその軸方向に直交して出没可能な軸形状の摺動部２５と、回転方向検出器２０を回転方向検出体１８に向けて押圧する圧縮コイルばねから成る押圧ばね２６とを有している。そして、駆動軸１９の中央部には軸方向に直交する支持孔２７が形成されており、この支持孔２７に摺動部２５及び押圧ばね２６が収容されている。押圧ばね２６は支持孔２７の底部と摺動部２５との間に挟まれて回転方向検出器２０を回転方向検出体１８に向けて押圧している。このため、内周面５ａが拡径しても回転方向検出器２０は常に内周面５ａに近接している。さらに、シリンダ１２の側壁の中央部に周方向に切り欠いた孔部１２ａを形成して、この孔部１２ａから回転方向検出器２０をシリンダ１２の外部に突出させてゴムチューブ７に接触させている。よって、回転方向検出器２０はゴムチューブ７を介して回転方向検出体１８に向き合っている。
【００２４】
また、回転方向検出器２０としては、ホール素子等を使用した磁力検出器を採用している。このため、駆動軸１９の回転により回転方向検出器２０が回転方向検出体１８に接近したことを検出することができる。本実施形態では回転方向検出体１８と回転方向検出器２０を磁石とホール素子を使用する近接センサとしているが、これには限られず例えばノッチや凸部をレーザー変位計等により検出するものやコントラストの高いマークを光学的に検出するものや電磁波発生器からの電磁波を受信機で感知するものとしても良く、既知のまたは新規の他の近接センサを使用することができる。
【００２５】
そして、回転方向検出器２０が回転方向検出体１８に最も接近したときの回転方向検出器２０の向いている角度を回転角計測器２１により検出するようにする。したがって、回転方向変位を求める際は、図５に示すように回転角計測器２１により計測された回転角の変位の計測値をそのまま回転方向変位とすることができる。
【００２６】
半径方向変位の計測手段１６は、内周面５ａ上に摺動可能に設置した半径方向検出体３８と、内周面５ａの回転方向に沿った距離を一定にして半径方向検出体３８に形成される２つの計測部２９，２９と、駆動部材１９の回転に伴って回転すると共に２つの計測部２９，２９を検出する半径方向検出器２０とを有している。
【００２７】
半径方向検出体３８は、円孔５の内周面５ａ上に設置した一部を切り欠いたほぼ円環形状であると共に回転方向への伸縮がほとんど無い連結部材２８と、該連結部材２８の両端部に固定された磁石から成る２つの計測部２９，２９を有している。この連結部材２８としては、紐や帯等の線状部材、例えば金属製のリボンやローラ付きチェーン等を使用することができる。この半径方向検出体３８はゴムチューブ７の外面により円孔５の内周面５ａに押し付けられている。このため、内周面５ａの半径方向の変位に容易に追従することができる。また、半径方向検出体３８の切り欠いた部分、即ち２つの計測部２９，２９の間に回転方向検出体１８が位置するようにしている。
【００２８】
ここで、半径方向検出器２０及び駆動部材１９は、回転方向変位の計測手段１５の回転方向検出器２０及び駆動部材１９と兼用している。このため、回転方向検出器２０は、回転方向検出体１８の検出を行うと共に半径方向検出器２０として半径方向検出体３８の各計測部２９，２９の検出を行う。
【００２９】
そして、図６に示すように、駆動軸１９の回転により半径方向検出器２０を回転させて半径方向検出体３８の端部、即ち計測部２９を検出したときの半径方向検出器２０の向いた角度を回転角計測器２１により検出する。さらに、もう一方の計測部２９を検出して半径方向検出器２０の向いた角度を回転角計測器２１により検出する。これにより、２つの計測部２９の間の角度を算出することができる。
【００３０】
ここで、半径方向の変位の検出を行う前に、２つの計測部２９，２９の間の初期角度θを計測しておく。そして、以後の計測では初期角度θに対する変化量△θを測定するようにする。これにより、計測した角度θ，△θに基づいて、半径方向変位△ｒを数式２により算出することができる。
【００３１】
＜数２＞
△ｒ＝ｒ・（△θ／θ）・（１−（△θ／θ））
但し、ｒ  ：円孔の初期半径
△ｒ：半径方向変位
θ  ：２つの計測部の間の周方向の変形が無い半径方向検出体を含                  む側の初期角度
△θ：θの変位
さらに、軸方向変位の計測手段１７は、内周面５ａ上に固定した軸方向検出体３０と、駆動軸１９の回転により軸方向に移動する変換器３１と、該変換器３１に取り付けられて駆動軸１９の回転により軸方向に移動すると共に軸方向検出体３０を検出する軸方向検出器３２とを有している。
【００３２】
軸方向検出体３０は、円孔５の内周面５ａ上に設置した一部を切り欠いたほぼ円環形状の磁石から成っている。このため、内周面５ａが回転しても軸方向検出器３２は軸方向検出体３０を検出することができる。この軸方向検出体３０もゴムチューブ７の外面により円孔５の内周面５ａに押し付けられているので、内周面５ａの軸方向の変位に容易に追従することができる。本実施形態では軸方向検出体３０を一部を切り欠いたほぼ円環形状としているが、これには限られず図７に示すような点形状としても良い。この場合も軸方向検出器３２は軸方向に変位した軸方向検出体３０を検出することができる。また、軸方向検出体３０は半径方向検出体３８の上下にそれぞれ配置されている。これにより、各軸方向検出体３０が設置された軸方向に離れた２点間の距離の変位を測定することができる。
【００３３】
駆動軸１９の回転を軸方向の変位に変換する変換器３１は、駆動軸１９に形成されたねじ溝３３に螺合するボールねじから成るものとしている。また、ねじ溝３３は駆動軸１９の上下部に互いにつる巻き方向を反対にして形成されている。このため、駆動軸１９の回転により上下部にそれぞれ設けた変換器３１は互いに近づいたり離れたりして軸方向に反対方向に移動する。本実施形態では変換器３１をボールねじから成るものとしているが、これには限られず回転運動を直線運動に変換する既知のまたは新規の機構を使用することができる。
【００３４】
さらに、軸方向検出器３２は支持体３４を介して変換器３１に取り付けられている。この支持体３４は、ゴムチューブ７に接して軸方向に回転するローラ３５と、駆動軸１９に対してその軸方向に直交して伸縮する伸縮部３６と、該伸縮部３６に取り付けられて軸方向検出器３２を軸方向検出体３０に向けて押圧する圧縮コイルばねから成る押圧ばね３７とを有している。このため、内周面５ａが拡径しても軸方向検出器３２は常に内周面５ａに近接している。そして、シリンダ１２の側壁の上下部に軸方向に切り欠いた孔部１２ｂを形成して、各孔部１２ｂから軸方向検出器３２をシリンダ１２の外部に突出させてゴムチューブ７に接触させている。よって、軸方向検出器３２はゴムチューブ７を介して軸方向検出体３０に向き合っている。そして、軸方向検出器３２は孔部１２ｂの側縁に当接して回転が防止される。これにより、駆動軸１９の回転に伴って軸方向検出器３２が回転してしまうことが防止される。
【００３５】
また、軸方向検出器３２としては、回転方向検出器２０と同様にホール素子等を使用した磁力検出器を採用している。このため、駆動軸１９の回転により変換器３１が軸方向に移動して軸方向検出器３２が軸方向検出体３０に接近したことを検出することができる。そして、図７に示すように軸方向検出器３２が軸方向検出体３０に最も接近したときの軸方向検出器３２の位置を回転角計測器２１により角度として検出するようにする。したがって、軸方向変位を求める際は、２つの軸方向検出体３０の位置の差を回転角計測器２１により回転角として計測し、この回転角に対して変換器３１での回転角と軸方向移動距離との比率を掛け合わせることにより算出することができる。
【００３６】
上述した変位計測装置１により円孔５の内周面５ａの変位計測を行う際は、各検出器２０，３２を作動させた状態でモータ２２を駆動する。そして、駆動軸１９の回転に伴って回転方向検出器２０が駆動軸１９を中心に回転すると共に軸方向検出器３２が軸方向に移動する。回転方向検出器２０は回転方向検出体１８及び半径方向検出体３８の検出を行うと共に、軸方向検出器３２は軸方向検出体３０の検出を行う。そして、検出されたときの駆動軸１９の回転角を回転角計測器２１により検出する。これらの検出を連続して、または所定時間毎に間欠的に繰り返して行うことにより、回転角計測器２１で得られた回転角の変位に基づいて回転方向と半径方向と軸方向の変位をそれぞれ算出することができる。
【００３７】
本実施形態の変位計測装置１によれば、単一の回転角計測器２１により回転方向と半径方向と軸方向の各成分ごとの変位を計測できるので、計測作業を容易にできると共に変位計測装置１の設置コストを安価にすることができ、しかも変位計測装置１の小型化を図ることができる。また、回転方向変位の計測と軸方向変位の計測とをいずれも回転角計測器２１による回転角の計測結果を利用して求めることができるので、変位計測装置１の検定作業の容易化を図ることができると共にデータの解析を容易に行うことができるようになる。
【００３８】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では回転方向検出器と半径方向検出器を１つの検出器２０により共用しているが、これには限られずこれら回転方向検出器と半径方向検出器を別個に設けても良い。いずれの場合も、単一の回転角計測器２１により回転方向と半径方向と軸方向の各成分ごとの変位を計測できるので、計測作業を容易にできると共に変位計測装置１の設置コストを安価にすることができる。
【００３９】
また、本実施形態では半径方向検出体３８をゴムチューブ７の外面で円孔５の内周面５ａに押し付けて保持しているが、これには限られず内周面５ａに固定した管やレール等の保持具に摺動可能に保持させるようにしても良い。この場合は、連結部材２８として曲げ剛性の小さい金属棒を使用することができる。この場合も計測部２９，２９は内周面５ａの回転方向に沿った距離を一定にして内周面５ａの半径方向変位に追従できるので、回転角計測器２１により半径方向変位を計測できるようになる。
【００４０】
さらに、本実施形態では半径方向検出体３８の２つの計測部２９，２９の間に回転方向検出体１８を設けているが、これには限られず半径方向検出体３８の一方の計測部２９を内周面５ａに固定することにより当該計測部２９を回転方向検出体に兼用することができる。この場合も半径方向検出体３８は内周面５ａの半径方向変位に追従できるので、回転角計測器２１により半径方向変位を計測できるようになる。
【００４１】
また、本実施形態では回転方向変位の計測手段１５と半径方向変位の計測手段１６を１つずつ有すると共に軸方向変位の計測手段１７を２つ有しているが、これには限られず各計測手段１５，１６，１７を少なくとも１つずつ有していれば良く各計測手段１５，１６，１７を例えば２つずつ以上設けるようにしても良い。これにより、計測箇所が複数有る場合でも同時にまたは迅速に切り換えて計測を行うことができる。そして、計測箇所が複数有る場合でも単一の回転角計測器２１により回転方向と半径方向と軸方向の各成分ごとの変位を計測できるので、計測作業を容易にできると共に装置の設置コストを安価にすることができる。
【００４２】
そして、上述した実施形態では変位計測装置１は内周面５ａの回転方向と半径方向と軸方向の３種類の変位を計測するようにしているが、これには限られずこの変位計測装置１を利用して各変位のうちの１種類または２種類のみについて計測するようにしても良い。
【００４３】
また、上述した各実施形態では変位計測装置１は円孔５の内周面５ａの変位を計測するものとしているが、これには限られず円柱の外周面の変位を計測するようにしても良い。この場合、外周面に各検出体１８，３０，３８を取り付けて、その外周側に各検出器２０，３２を設置するようにする。そして、各検出器２０，３２を移動させる各駆動部材を図１に示すような駆動軸１９とすると計測対象である円柱に干渉してしまう。そこで、例えば回転中心に位置する駆動軸１９から外周面の外周側に達するアームを設けると共に該アームの先端部に各検出器２０，３２を取り付けたものにする。そして、駆動軸１９及びアームを回転させて各検出器２０，３２を移動させて外周面の計測を行う。または、外周面の外周側を囲んで中心線Ｃを中心に回転可能な円筒形状の駆動部材に各検出器２０，３２を取り付けたものとする。そして、この駆動部材を回転させて各検出器２０，３２を移動させて外周面の計測を行う。これらの形状の駆動部材によれば、各検出器２０，３２が円柱に干渉することなく外周面の変位を計測できるようになる。
【００４４】
あるいは、計測対象の円柱が中空であれば円柱の内部に変位計測装置１を設置して、外周面に透孔を形成して該透孔から各検出器２０，３２が外側の各検出体１８，３０，３８を検出して外周面の計測を行うようにする。これらの場合も複数の成分の変位を共通の回転角計測器２１を使用して計測することができるので、計測作業が容易になると共に設置コストを安価にすることができ、しかも変位計測装置１の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、上述した実施形態では変位計測装置１は回転方向変位の計測手段１５と半径方向変位の計測手段１６と軸方向変位の計測手段１７とを全て備えているが、これには限られず、これらの計測手段１５，１６，１７のうちの少なくとも２つの計測手段を備えていれば良い。例えば、変位計測装置１を回転方向変位の計測手段１５と半径方向変位の計測手段１６のみを有するものとしたり、回転方向変位の計測手段１５と軸方向変位の計測手段１７のみを有するものとしたり、半径方向変位の計測手段１６と軸方向変位の計測手段１７のみを有するものとすることができる。いずれの場合も２種類の成分の変位を共通の回転角計測器２１を使用して計測することができるので、計測作業が容易になると共に設置コストを安価にすることができ、しかも変位計測装置１の小型化を図ることができる。
【００４６】
さらに、上述した各実施形態では変位計測装置１の計測対象を原位置孔底三軸圧縮試験法に使用する中空円筒試験体３の中央円孔５の内周面５ａとしているが、これには限られず円孔の内周面や円柱の外周面等の円周面の全般を対象とすることができる。例えば、土や岩石やコンクリートの三軸試験において円柱の外周面の半径方向及び軸方向の変位を計測する場合や、これら土や岩石やコンクリートの中空ねじり試験において円筒の内周面と外周面での回転方向と半径方向と軸方向の変位を計測する場合にも適用することができる。いずれの場合も、単一の回転角計測器２１により複数方向の各成分ごとの変位を計測できるので、計測作業を容易にできると共に装置の設置コストを安価にすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、請求項１記載の円孔の内周面の変位計測装置によれば、円周面の回転方向変位を計測する回転方向変位の計測手段と、円周面の半径方向変位を計測する半径方向変位の計測手段と、円周面の軸方向変位を計測する軸方向変位の計測手段とのうちの少なくとも２つの計測手段を備えると共に、備える計測手段は、円周面の回転中心を中心にして回転可能な駆動部材と、当該駆動部材の回転角を計測する回転角計測器とを共通にしているので、単一の回転角計測器の使用により複数の成分の変位を計測できる。このため、計測作業が容易になると共に設置コストを安価にすることができ、しかも変位計測装置の小型化を図ることができる。また、回転方向変位の計測と軸方向変位の計測とをいずれも回転角計測器による回転角の計測結果を利用して求めることができるので、計測器の検定を容易にできるように成ると共にデータの解析を容易に行うことができるようになる。
【００４８】
また、請求項１記載の円周面の変位計測装置によれば、回転方向変位の計測手段は、円周面上に固定した回転方向検出体と、駆動部材の回転に伴って回転すると共に回転方向検出体を検出する回転方向検出器とを備えているので、回転方向変位を図５に示すように回転角計測器により計測された値をそのまま利用して得ることができる。
【００４９】
さらに、請求項１記載の円周面の変位計測装置によれば、半径方向変位の計測手段は、円周面上に摺動可能に設置した半径方向検出体と、円周面の回転方向に沿った距離を一定にして半径方向検出体に形成される２つの計測部と、駆動部材の回転に伴って回転すると共に２つの計測部を検出する半径方向検出器とを備えているので、半径方向変位△ｒを図６に示すように回転角計測器により計測された値θ，△θに基づいて算出することができる。
【００５０】
また、請求項１記載の円周面の変位計測装置によれば、軸方向変位の計測手段は、円周面上に固定した軸方向検出体と、駆動部材の回転により軸方向に移動する変換器と、該変換器に取り付けられて駆動部材の回転により軸方向に移動すると共に軸方向検出体を検出する軸方向検出器とを備えているので、軸方向変位を図７に示すように回転角計測器により計測された値に基づいて変換器での回転角と軸方向移動距離の比率を利用して算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円孔の内周面の変位計測装置の一実施形態を示す縦断面側面図である。
【図２】円孔の内周面の変位計測装置を使用する一実施形態を示す縦断面正面図である。
【図３】円孔の内周面の変位計測装置を示す縦断面正面図である。
【図４】円孔の内周面の変位計測装置を図１のＩＶ−ＩＶ線で切断した状態を示す平面図である。
【図５】回転方向変位の計測の原理を示す斜視図である。
【図６】半径方向変位の計測の原理を示す斜視図である。
【図７】軸方向変位の計測の原理を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  変位計測装置
５ａ  内周面（円周面）
１５  回転方向変位の計測手段
１６  半径方向変位の計測手段
１７  軸方向変位の計測手段
１８  回転方向検出体
１９  駆動軸（駆動部材）
２０  回転方向検出器（半径方向検出器）
２１  回転角計測器
２９  計測部
３０  軸方向検出体
３１  変換器
３２  軸方向検出器
３８  半径方向検出体
【図１】
0004046855.tif 000002
【図２】
0004046855.tif 000003
【図３】
0004046855.tif 000004
【図４】
0004046855.tif 000005
【図５】
0004046855.tif 000006
【図６】
0004046855.tif 000007
【図７】
0004046855.tif 000008