(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロート（１９）が内装された水槽（１４２）と、この水槽（１４２）内のフロート（１９）の昇降により水槽水位が検出される差動トランス（１４３）とからなる検出器（１４）が、原点（Ａ０）及び測定点（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に配設され、かつこれら各検出器（１４）の水槽（１４２）が連通管（４）で連結されるとともに、これら各水槽（１４２）内の水位（ＷＬ０，ＷＬ１，ＷＬ２，ＷＬ３）が連続的に検出され、計測制御装置（５）内で原点（Ａ０）と測定点（Ａ１，Ａ２，Ａ３）との水位差が算出されて測定点（Ａ１，Ａ２，Ａ３）の沈下量又は隆起量（Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）が測定される沈下計において、前記差動トランス（１４３）が、前記水槽（１４２）外に設置され、差動トランス（１４３）のコア（１４４）と前記フロート（１９）が、ロープ（２２）及び滑車（２５，２６）を介して並列に連結され、前記ロープ（２２）とフロート（１９）の連結、及びロープ（２２）と差動トランス（１４３）のコア（１４４）との連結の少なくとも一方の連結が、中心に貫通孔（３２１）を有する中心維持片（３２）と、両側にロープ嵌入溝（３３１）が形成されたロープ端止め片（３３）により連結されたことを特徴とする沈下計。
【請求項２】
フロート（１９）が内装された水槽（１４２）と、この水槽（１４２）内のフロート（１９）の昇降により水槽水位が検出される差動トランス（１４３）とからなる検出器（１４）が、原点（Ａ０）及び測定点（Ａ１，Ａ２，Ａ３）に配設され、かつこれら各検出器（１４）の水槽（１４２）が連通管（４）で連結されるとともに、これら各水槽（１４２）内の水位（ＷＬ０，ＷＬ１，ＷＬ２，ＷＬ３）が連続的に検出され、計測制御装置（５）内で原点（Ａ０）と測定点（Ａ１，Ａ２，Ａ３）との水位差が算出されて測定点（Ａ１，Ａ２，Ａ３）の沈下量又は隆起量（Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）が測定される沈下計において、前記差動トランス（１４３）が、前記水槽（１４２）外に設置され、差動トランス（１４３）のコア（１４４）と前記フロート（１９）が、ロープ（２２）及び滑車（２５，２６）を介して並列に連結され、前記ロープ（２２）とフロート（１９）の連結、及びロープ（２２）と差動トランス（１４３）のコア（１４４）との連結の少なくとも一方の連結が、中心に貫通孔（２９１）（３２１）を有し、かつ外周面に雄ねじ（２９２）（３２２）が形成された中心維持片（２９）（３２）が、前記フロート（１９）に形成された雌ねじ（１９２）又は差動トランス（１４３）のコア（１４４）に形成された雌ねじ（１４６）のいずれか一方に螺入されることにより連結されたことを特徴とする沈下計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として軌道や構造物下の掘削工事に伴う地盤沈下もしくは地盤隆起の量を測定する沈下計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の沈下計としては、例えば図６乃至図９に示されるように、下面にパイプ取付けジョイント２ａが取付けられ、上面に蓋体２ｂを有する水槽２と、該水槽２内の中心部に配設されたフロート１と、このフロート１の中心部を貫通固設し、下端にバランスウエイト１ａを有し、上側部が上記蓋体２ｂに貫通して上方に延成されたロッド１ｂと、このロッド１ｂの上方にコア３ａが直結され、上記蓋体２ｂに固設された差動トランス３とからなり、上記フロート１の昇降により水槽２内の水位ＷＬが検出される検出器Ａが、地盤変動のない原点Ａ０及び地盤変動が予測される測定点Ａ１〜Ａ３にそれぞれ配設され、かつこれら各検出器Ａの水槽２が可撓製パイプからなる連通管４で連結されるとともに、工事開始から工事終了までこれら各水槽２内の水位高さＷＬ０〜ＷＬ３が連続的に検出され、計測制御装置５内で原点Ａ０と測定点Ａ１〜Ａ３（以下、両者を総称して「測点Ａ０〜Ａ３」という。）との水位高さの差が算出されて測定点Ａ１〜Ａ３の地盤の沈下量又は隆起量Ｎ０〜Ｎ３が計時的に測定記録される沈下計があった。
【０００３】
この沈下計Ａによる測定は、例えば測定開始前は、図８のように、原点Ａ０も各測定点Ａ１〜Ａ３もそれぞれの水槽２内の水位高さＷＬ０〜ＷＬ３が５（図中の○１つを１とする）であったとすると、各測点Ａ０〜Ａ３の総数が４の場合、各測点Ａ０〜Ａ３の変動前の水位高さＷＬ０〜ＷＬ３の総和Σは、
（水位高さの総和）Σ＝（各測点の平均水位）５×（水槽の数）４  ＝  ２０となる。
測定開始後、各測点Ａ０〜Ａ３の変動量Ｎ０〜Ｎ３が、
Ｎ０＝０，  Ｎ１＝３，  Ｎ２＝４，  Ｎ３＝５  であった場合、
各測点総数変動量の平均は、
（３  ＋  ４  ＋  ５）  ÷  ４  ＝  ３  となり、
各側点の変動による水位高さは、
ＷＬ０  ＝  ５  ＋  （０−３）  ＝  ２
ＷＬ１  ＝  ５  ＋  （３−３）  ＝  ５
ＷＬ２  ＝  ５  ＋  （４−３）  ＝  ６
ＷＬ３  ＝  ５  ＋  （５−３）  ＝   ７    となり、
水位高さの総和  Σ  ＝  ２  ＋  ５  ＋  ６  ＋  ７  ＝  ２０  となる。
したがって、原点Ａ０の水位高さＷＬ０に対する各測定点Ａ１〜Ａ３の水位高さＷＬ１〜ＷＬ３の変動量Ｎ１〜Ｎ３は、
Ｎ１  ＝  ２  −  ５  ＝  −３
Ｎ２  ＝  ２  −  ６  ＝  −４
Ｎ３  ＝  ２  −  ７  ＝  −５
となり、原点Ａ０の基準値Ｎ０に対する測定点Ａ１，Ａ２，Ａ３のそれぞれの沈下量又は隆起量Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、−３、−４、−５となる。ここで（−）の場合は沈下、（＋）の場合は隆起を示す。なお、数値の単位は、測定対象物の変動状況によりｍｍ又はｃｍなど、適宜の単位とすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の沈下計は、フロートとそのバランサーを取付けるロッドと、差動トランスのコアが上下に直列に設けられていたため、上記コアの上下動範囲を含めると、検出器全体の高さが高くなり、狭隘な場所、例えば鉄道における軌道下のアンダーパス工事やパイプルーフ工事等による軌道の上下変位を測定する場合、軌道に直接検出器を設置することが困難、又は不可能であった。これは路盤と軌道上を走行する走行車両との間隔等の建築限界や路盤の厚み等により制約を受けるからである。
【０００５】
また、フロートのバランスウエイト、フロート、差動トランスのコア等、総ての重量がフロートに掛かるため、水槽内の水位が変動したときの反応、すなわち沈下反応及び隆起反応が緩慢であり、それだけ測定速度も遅れ、計時的測定に迅速に対応できず、測定値に誤差を生じる可能性が高いとともに、フロートの重心が高く安定性に欠けるために、軌道上を走行する車両や道路走行中の車両等による過酷な振動により、その測定値に大きな誤差が生じやすいという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決し、狭隘な場所でも設置でき、沈下反応が早く、走行中の車両等による過酷な振動に対しても、測定値への影響を可及的に少なくできる安定性に優れた沈下計を得ることを目的としてなされたもので、フロートが内装された水槽と、この水槽内のフロートの昇降により水槽水位が検出される差動トランスとからなる検出器が、原点及び測定点に配設され、かつこれら各検出器の水槽が連通管で連結されるとともに、これら各水槽内の水位が連続的に検出され、計測制御装置内で原点と測定点との水位差が算出されて測定点の沈下量又は隆起量が測定される沈下計において、前記差動トランスが、前記水槽外に設置され、差動トランスのコアと前記水槽内のフロートが、ロープ及び滑車を介して並列に連結されたことを特徴としている。
【０００７】
ここで、前記測定点への検出器の取付け位置は、測定点の構造物直接か、あるいは構造物と一体的に固定された部分であることが望ましい。また、ロープとフロートの連結、又はロープと差動トランスのコアとの連結中、少なくとも一方の連結が、中心に貫通孔を有する中心維持片と、両側にロープ嵌入溝が形成されたロープ端止め片により連結されるか、または中心に貫通孔を有し、かつ外周面に雄ねじが形成された中心維持片が、前記フロートに形成された雌ねじ又は差動トランスのコアに形成された雌ねじに螺入されることにより連結されることが望ましい。
【０００８】
このように、差動トランスが水槽外に設置され、フロートと差動トランスがロープ及び滑車を介して並列に連結されることにより、検出器の作動時にも差動トランスのコアの上端が上方へ突出するという高さの変動がなく、検出器全体をコンパクトに構成できるので、橋脚や建造物における狭隘な場所、あるいは軌道下に直接検出器を設置できるばかりでなく、フロートと差動トランスのコアがバランス型に構成されていることにより、フロートおよび水槽の容量を可及的に小型に構成できるので、水槽内の水位が変動したときの反応、すなわち沈下反応や隆起反応も敏速で、測定速度も速やかになるとともに、水槽内のフロートの重心位置が低くなるため、車両等による過酷な振動の影響も受けにくくなる。
【０００９】
さらに、ロープとフロートの連結、又はロープと差動トランスのコアとの連結の少なくとも一方の連結が、中心に貫通孔を有する中心維持片と、両側にロープ嵌入溝が形成されたロープ端止め片により連結されるか、または中心に貫通孔を有し、かつ外周面に雄ねじが形成された中心維持片が、前記フロートに形成された雌ねじ又は差動トランスのコアに形成された雌ねじに螺入されることにより連結されれば、両者の連結時におけるロープの連結長さを自由に調節できて、ロープの張設時、あるいはロープの長期使用による伸縮に対して簡単に調節又は対応できるので、ロープの張設長さの変動による測定誤差を可及的に少なくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る沈下計を鉄道の軌道用沈下計として使用した場合の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は軌道用沈下計の検出器１４をレール１０に取付けた状態を示すもので、レール１０の底面には下方にクランク型に折り曲げられた検出器取付け金具１１が挟持片１１１ボルト１２及びナット１３により固定されている。検出器取付け金具１１には、検出器１４が該検出器１４の上面を押さえる検出器固定板１５とともにボルト１６及びナット１７により固定されている。
【００１１】
検出器１４は、図２および図３に示されるように、有底円筒状のカバー１４１と、該カバー１４１内に固定された水槽１４２と、カバー１４１内で水槽１４２の外側に取付けられた差動トランス１４３とからなり、水槽１４２の底面側方にはカバー１４１を貫通してパイプ取付けジョイント１８が取付けられ、水槽内には、底面にフロートの昇降をスムースにするためのバランサー２０がねじ２１により固定されている円筒状のフロート１９が内装されている。このフロート１９の上面中心部にはロープ２２の一端が固定され、このロープ２２の他端部は、水槽１４２の蓋体２３の中心部に穿孔されたロープ孔２３１を貫通させ、蓋体２３上面にねじ２７により固定された滑車取付け片２４に設けられた１対の滑車２５、２６を介して、差動トランス１４３のバランスウエイトを兼ねたコア１４４の上端に結索されている。
【００１２】
ここで、滑車取付け片２４としては、これに取付けられた１対の滑車２５，２６が、水槽１４２の中心からその半径方向に直線的に位置するように蓋体２３に取付けられ、かつ、一方の滑車２５は、ロープ２２が張設されたときロープ２２がロープ孔２３１の中心に垂下される位置に取付けられ、他方の滑車２６は、ロープ２２が張設されたときロープ２２が差動トランス１４３のコア１４４の中心に垂下する位置に取り付けられる。カバー１４１内の水槽１４２の外側には差動トランス１４３が取付け金具２８により固定して取付けられ、そのコア１４４の上端に前記ロープ２２の他端が結索されている。
【００１３】
コア１４４とロープ２２との結索は、図４の（ａ）（ｂ）に示されるように、コア１４４の上端中心部に穿設されているねじ孔１４５に、中心に貫通孔２９１が穿孔された中心維持片としてのねじ２９がねじ込まれ、この貫通孔２９１にロープ２２の一端部が貫通して挿入される。この貫通孔２９１から引き出されたロープ２２の端部は、さらに中心にロープ挿入孔３０１が穿孔された球形のロープ端止め球３０の該ロープ挿入孔３０１を貫通して挿入され、該挿入孔３０１から引き出されたロープ２２の端部は、ロープ２２が挿入孔３０１から抜け出せないように結び目２２１が作られる。このロープの結索に際しては、ロープ２２がねじ２９の貫通孔２９１から抜け出せない結び目とすることができる場合は、ロープ端止め球３０は必ずしも必要ではない。図中、３１はねじ２９のねじ込み長さ調節を兼ねた逆回転防止用ナットである。
【００１４】
また、フロート１９とロープ２２との結索は、図５の（ａ）（ｂ）に示されるように、フロート１９の上面中心部に穿孔されているねじ孔１９１に、中心に貫通孔３２１が穿孔された中心維持片としてのねじ３２がねじ込まれ、この貫通孔３２１の上方からロープ２２の他端部が貫通して挿入される。この貫通孔３２１から下方に引き出されたロープ２２の他端部は、中心を挟んでその両側にロープ嵌入溝３３１が削設された円柱形のロープ端止め片３３の該ロープ嵌入溝３３１に巻回させ、再びねじ３２の貫通孔３２１に挿入して該ねじ３２の貫通孔３２１の上方から引き出す。
【００１５】
貫通孔３２１の上方から引き出すロープ２２の長さは、フロート１９と差動トランス１４３のコア１４４との位置関係を決めることにより定められる。すなわち、このロープ２２の調整は、まずコア１４４とロープ２２を前述のようにして結索し、次いでフロート１９とロープ２２とを上記のようにして結索する。ここでフロート１９と差動トランス１４３のコア１４４とのバランスがとれていない場合、すなわちロープ２２の張設長さが長すぎ、或いは短すぎた場合、フロート１９のねじ３２の貫通孔３２１の上方から引き出されている１対のロープ２２のいずれかを引き上げ、ロープの張設長さの調節をした後、ねじ32をねじ込み、ロープ端止め片33の下面とねじ孔191の底面間でロープ22を圧接固定する。
【００１６】
調節後のロープ２２の一層の安定性を求めるならば、図５（ａ）におけるＸの範囲の部分に簡易なクリップ等で１対のロープ２２を結索しても良い。また、ロープ２２とフロート１９との結索に際して用いられるロープ端止め片３３は、ねじ孔191の底面にロープ22を圧接固定できるものであれば、その形状や材質はどのようなものでも差し支えない。図中、３４はねじ３２のねじ込み長さ調節を兼ねた逆回転防止用ナットである。
【００１７】
なお、前記ロープ２２とフロート１９の連結、及びロープ２２と差動トランス１４３のコア１４４の連結に際しては、いずれも中心に貫通孔２９１、３２１を有し、かつ外周面に雄ねじ２９２、３２２が形成された中心維持片としてのねじ２９、３２の各貫通孔２９１、３２１に、それぞれロープ２２の端部を貫通させ、その下面でロープ２２を前記連結手段又は通常の結び目２２１で結索連結し、ロープ張設後のロープ２２の長さの調節には、上記雄ねじ２９２，３２２をフロート１９に形成された雌ねじ１９２又は差動トランス１４３のコア１４４に形成された雌ねじ１４６への螺入長さを調節することにより行っても良い。このとき、ロープ端止め片３３がねじ孔１９１の底面に圧接されない場合は、ロープ２２の緩みを防ぐため、図５（ａ）におけるＸの範囲部分をクリップ等で係止することが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、狭隘な場所でも設置でき、沈下反応が早く、走行中の車両等による過酷な振動に対しても、測定値への影響を可及的に少なくでき、操作が容易な安定性に優れた沈下計を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る沈下計の実施例を示すもので、沈下計をレールに直接取付けた状態を示す正面図である。
【図２】図１における沈下計の断面図である。
【図３】図１における沈下計の平面図である。
【図４】（ａ）はロープと検出器のコアとの連結状態を示す拡大断面図、（ｂ）はロープ端止め片の拡大斜視図である。
【図５】（ａ）はロープとフロートとの連結状態を示す拡大断面図、(ｂ)はロープ端止め片のの拡大斜視図である。
【図６】従来の沈下計の一例を示す一部断面図である。
【図７】従来の沈下計の動作原理図である。
【図８】各測点の変動前の水位高さ説明図である。
【図９】各測点の変動による水位高さ説明図である。
【符号の説明】
Ａ０            原点              Ａ１〜Ａ３  測定点
ＷＬ０〜ＷＬ３  水位              Ｎ０〜Ｎ３  沈下量又は隆起量(変動量)
４              連通管
５              計測制御装置      １４        検出器
１４２          水槽              １４３      差動トランス
１４４          コア              １４６      雌ねじ
１９            フロート          １９２      雌ねじ
２２            ロープ            ２５、２６  滑車
２９            ねじ(中心維持片)  ２９１      貫通孔
２９２          雄ねじ            ３２        ねじ(中心維持片)
３２１          貫通孔            ３２２      雄ねじ
３３            ロープ端止め片    ３３１      ロープ嵌入溝
【図１】
0003776668.tif 000002
【図２】
0003776668.tif 000003
【図３】
0003776668.tif 000004
【図４】
0003776668.tif 000005
【図５】
0003776668.tif 000006
【図６】
0003776668.tif 000007
【図７】
0003776668.tif 000008
【図８】
0003776668.tif 000009
【図９】
0003776668.tif 000010