JP7243536B2 - Displacement measuring device and measuring system - Google Patents

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

本発明は、建物等の計測対象物の伸縮変位を計測する変位計測装置及びそのような変位計測装置を用いた計測システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a displacement measuring device for measuring expansion/contraction displacement of an object to be measured such as a building, and a measuring system using such a displacement measuring device.

建物に測定機器を配設し、地震等の揺れに対して、建物の揺れ、変形の大きさ等の状況を推定し、また、損傷、劣化等の状況の入力を受け付け、そして、複数の建物の状況を収集し、解析する住宅用のモニタリングシステムが提唱されている。そして、本願出願人は、建物に配設された測定機器の他、建物の居住者が、建物の損傷、劣化等の情報を入力する住宅構造モニタリングシステムを提案している（特許文献１）。 Equipped with measuring equipment in the building, estimate the situation such as the shaking of the building, the magnitude of deformation, etc. against shaking such as earthquakes, accept the input of the situation of damage, deterioration, etc., and measure multiple buildings A residential monitoring system has been proposed to collect and analyze the status of The applicant of the present application has proposed a housing structure monitoring system in which residents of the building input information on damage, deterioration, etc. of the building in addition to measuring instruments installed in the building (Patent Document 1).

一般的に、建物は地震等の揺れが生じた場合、柱及び梁に囲まれた矩形の躯体が平行四辺形に変形する。柱及び梁の長さや直線性等の幾何学的要素が保たれたまま変形した場合は、建物に取り付けた計測用治具の可動部にて計測される変位と建物の層間変位との相関性が良好になり、計測変位と層間変位とを線形近似することができる。 In general, when a building is shaken by an earthquake or the like, a rectangular skeleton surrounded by columns and beams deforms into a parallelogram. Correlation between the displacement measured by the movable part of the measurement jig attached to the building and the inter-story displacement of the building when the geometric elements such as the length and straightness of the columns and beams are maintained. becomes good, and linear approximation can be performed between the measured displacement and the interlayer displacement.

本願出願人は、建物の揺れを測定する測定機器としては、下層階と上層階との間に斜めに取り付けられて軸方向に伸縮する斜材を用いた変位計測装置を提案している（特許文献２）。 The applicant of the present application has proposed a displacement measuring device that uses diagonal members that are attached diagonally between the lower and upper floors and that expands and contracts in the axial direction as a measuring device for measuring the shaking of a building (Patent Reference 2).

また、本願出願人は、変位計測装置を用いた計測システム等を提案している（特許文献３）。 In addition, the applicant of the present application has proposed a measuring system using a displacement measuring device (Patent Document 3).

特許６０９８６５６号公報Japanese Patent No. 6098656 特開２０１６－１０９６１１号公報JP 2016-109611 A 特許６３７６２３５号公報Japanese Patent No. 6376235

本願発明者らは、前述の特許文献１乃至特許文献３に開示した技術を更に改良し、微振動の揺れから大地震等の大きな変位を生じさせる状況下まで、建物の変位を効果的に計測することを課題として取り組んだ。 The inventors of the present application have further improved the techniques disclosed in the above-mentioned patent documents 1 to 3, and have effectively measured the displacement of a building from slight vibrations to large displacements such as large earthquakes. I tackled it as a challenge.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、地震の揺れ等の伸縮による変位を効果的に計測することが可能な変位計測装置の提供を主たる目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to provide a displacement measuring apparatus capable of effectively measuring displacement due to expansion and contraction such as shaking of an earthquake.

また、本発明は、本発明に係る変位計測装置を用いた計測システムの提供を他の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a measuring system using the displacement measuring device according to the present invention.

上記課題を解決するために本願記載の変位計測装置は、建物に関する伸縮変位を計測する変位計測装置であって、建物に固定される固定部材と、前記固定部材に対して基準位置から計測方向へ移動可能な可動部材と、前記可動部材に配置された磁石と、前記固定部材に配置され、前記磁石による磁界を検出する複数の磁気センサとを備え、磁気センサは、前記可動部材の移動方向に沿って配置されており、移動の基準位置から近い位置より遠い位置の配置間隔が粗になるように配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the displacement measuring device described in the present application is a displacement measuring device for measuring expansion and contraction displacement related to a building, comprising a fixed member fixed to the building and a measuring direction from a reference position with respect to the fixed member a movable member; a magnet arranged on the movable member; and a plurality of magnetic sensors arranged on the fixed member for detecting a magnetic field generated by the magnet; , and arranged such that the arrangement intervals of positions farther from the reference position of movement are coarser than those of positions closer to the reference position of movement.

また、前記変位計測装置において、磁気センサは、前記可動部材の移動方向に沿った複数の配置列として略等間隔に配置されており、複数の配置列のうちの第１の配置列として配置された磁気センサの移動方向に対する位置と、第２の配置列として配置された磁気センサの移動方向に対する位置とは異なっていることを特徴とする。 Further, in the displacement measuring device, the magnetic sensors are arranged at substantially equal intervals as a plurality of rows along the moving direction of the movable member, and arranged as a first row among the plurality of rows. The positions of the magnetic sensors arranged in the second arrangement row with respect to the movement direction are different from the positions of the magnetic sensors arranged in the second arrangement row with respect to the movement direction.

また、前記変位計測装置において、移動の基準位置から第１の配置列の先端に配置された磁気センサまでの距離より、基準位置から第２の配置列の先端に配置された磁気センサまでの距離の方が長いことを特徴とする。 Further, in the displacement measuring device, the distance from the reference position to the magnetic sensor arranged at the tip of the second arrangement row is more than the distance from the movement reference position to the magnetic sensor arranged at the tip of the first arrangement row. is longer.

また、前記変位計測装置において、第１の配置列及び第２の配置列を含む平面とは異なる平面上に含まれる第３の配置列があり、第３の配置列として配置された磁気センサの移動方向に対する位置は、第１の配置列及び第２の配置列として配置された磁気センサの移動方向に対する位置と異なっていることを特徴とする Further, in the displacement measuring device, there is a third arrangement row included on a plane different from the plane containing the first arrangement row and the second arrangement row, and the magnetic sensors arranged as the third arrangement row The position with respect to the movement direction is different from the position with respect to the movement direction of the magnetic sensors arranged as the first array and the second array.

また、前記変位計測装置において、前記可動部材の移動距離の最大値を指示する指示子を備えることを特徴とする。 Further, the displacement measuring device is characterized by comprising an indicator for indicating the maximum value of the moving distance of the movable member.

また、前記変位計測装置において、前記指示子は、基準位置から計測方向へ移動可能であり、前記可動部材は、基準位置から計測方向への移動に伴い前記指示子を計測方向へ押圧するようにしてあり、前記指示子は、前記固定部材と係合することにより、移動した位置から基準位置方向への移動が抑止されることを特徴とする。 Further, in the displacement measuring device, the indicator is movable in the measurement direction from the reference position, and the movable member presses the indicator in the measurement direction as it moves from the reference position in the measurement direction. and the indicator is prevented from moving from the moved position toward the reference position by being engaged with the fixing member.

また、前記変位計測装置において、前記可動部材は、基準位置から第１方向及び第１方向の反対となる第２方向へ移動可能であることを特徴とする。 Further, in the displacement measuring device, the movable member is movable from a reference position in a first direction and in a second direction opposite to the first direction.

更に、本願記載の変位計測装置は、固定部材と、前記固定部材に対して基準位置から計測方向へ移動可能な可動部材と、前記固定部材及び前記可動部材の一方に配置された出力素子と、前記固定部材及び前記可動部材の他方に配置され、前記出力素子からの出力を検出する複数の検出素子とを備え、検出素子は、前記可動部材の移動方向に沿って配置されており、移動の基準位置から近い位置より遠い位置の配置間隔が粗になるように配置されていることを特徴とする。 Further, the displacement measuring device according to the present application includes a fixed member, a movable member movable in a measurement direction from a reference position with respect to the fixed member, an output element arranged on one of the fixed member and the movable member, a plurality of detection elements arranged on the other of the fixed member and the movable member for detecting an output from the output element, the detection elements being arranged along the direction of movement of the movable member; It is characterized in that they are arranged such that positions farther from the reference position are arranged at coarser intervals than positions closer to the reference position.

更に、本願記載の計測システムは、建物の下層階と上層階との間に取り付けられた縦杆と、前記縦杆の中間部と前記下層階又は前記上層階との間に斜めに取り付けられ、長手方向に伸縮可能な斜材と、前記斜材の伸縮変位を計測する請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の変位計測装置とを備え、前記縦杆の上下両端は、前記下層階及び上層階の躯体を構成する横架材に対しピン節点と見做しうる接合形態によって接合されており、前記斜材の上下両端は、前記縦杆並びに前記下層階又は上層階の躯体を構成する横架材に対しピン節点と見做しうる接合形態によって接合されていることを特徴とする。 Furthermore, the measurement system described in the present application includes a vertical rod attached between the lower floor and the upper floor of a building, and an intermediate part of the vertical rod and the lower floor or the upper floor. A diagonal member that can be stretched in the longitudinal direction, and a displacement measuring device according to any one of claims 1 to 8, which measures the displacement of the diagonal member, wherein the upper and lower ends of the vertical rod are It is joined to the horizontal members that make up the frame of the lower floor and the upper floor by a joint form that can be regarded as a pin node, and the upper and lower ends of the diagonal members are connected to the vertical rod and the frame of the lower floor or upper floor. It is characterized in that it is joined to the horizontal member constituting the by a joint form that can be regarded as a pin node.

上述の変位計測装置及び計測システムは、伸縮変位の大きさに応じて効果的に変位を計測することが可能である。 The displacement measuring device and measuring system described above can effectively measure the displacement according to the magnitude of the expansion/contraction displacement.

本発明は、基準位置から計測方向へ移動可能な可動部材の検出間隔を、移動の基準位置から近い位置より遠い位置の方が粗になるように構成する。これにより、例えば、変位が小さい範囲では分解能が高く、変位が大きい場合は分解能を低くする等、変位の状況に応じた効果的な検出をすることが可能になる等、優れた効果を奏する。 In the present invention, the detection interval of the movable member movable in the measurement direction from the reference position is configured to be coarser at a position farther from the reference position than at a position closer to the reference position. As a result, for example, the resolution is high when the displacement is small, and the resolution is low when the displacement is large.

本願記載の計測システムを利用した住宅構造モニタリングシステムの概要の一例を模式的に示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows typically an example of the outline|summary of the housing structure monitoring system using the measurement system of this application description. 本願記載の計測システムにて用いられる変位計測装置及び入出力装置の構成例を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing a configuration example of a displacement measuring device and an input/output device used in the measuring system described in the present application; FIG. 本願記載の計測システムにて用いられる情報処理装置及び端末装置の構成例を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structural example of the information processing apparatus and terminal device which are used in the measurement system of this-application description. 本願記載の計測システムの一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an example of a metrology system described herein; FIG. 本願記載の計測システムにて用いられる変位計測装置の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of a displacement measuring device used in the measuring system described in the present application; FIG. 本願記載の変位計測装置の一例を示す概略外観図である。1 is a schematic external view showing an example of a displacement measuring device described in the present application; FIG. 本願記載の変位計測装置の一例を示す概略外観図である。1 is a schematic external view showing an example of a displacement measuring device described in the present application; FIG. 本願記載の変位計測装置が備える基板の一例を示す概略外観図である。It is a schematic external view which shows an example of the board|substrate with which the displacement measuring device of this-application description is provided. 本願記載の変位計測装置が備える基板の一例を示す概略外観図である。It is a schematic external view which shows an example of the board|substrate with which the displacement measuring device of this-application description is provided. 本願記載の変位計測装置が備える指示子の一例を示す概略外観図である。It is a schematic external view which shows an example of the indicator with which the displacement measuring device of this-application description is provided. 本願記載の変位計測装置が備える指示子の一例を示す概略外観図である。It is a schematic external view which shows an example of the indicator with which the displacement measuring device of this-application description is provided. 本願記載の変位計測装置が備える固定部材及び指示子の一部の例を示す概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example of a part of a fixing member and indicators included in the displacement measuring device according to the present application; 本願記載の変位計測装置が備える可動部材及び指示子の移動の一例について説明する概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing explaining an example of the movement of the movable member and indicator with which the displacement measuring device of this application description is provided. 本願記載の変位計測装置が備える可動部材及び指示子の移動の一例について説明する概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing explaining an example of the movement of the movable member and indicator with which the displacement measuring device of this application description is provided. 本願記載の変位計測装置による変位計測の方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the method of displacement measurement by the displacement measuring device of this-application description. 本願記載の変位計測装置による変位計測の方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the method of displacement measurement by the displacement measuring device of this-application description. 本願記載の変位計測装置による変位計測の方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the method of displacement measurement by the displacement measuring device of this-application description. 本願記載の変位計測装置が備える磁気センサの配置列の一例を示す概略模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the arrangement|sequence of the magnetic sensor with which the displacement measuring device of this application description is provided. 本願記載の変位計測装置が備える磁気センサの配置列の一例を示す概略模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the arrangement|sequence of the magnetic sensor with which the displacement measuring device of this application description is provided. 本願記載の計測システムの適用形態の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the form of application of the measurement system of this-application description. 本願記載の変位計測装置が計測した伸縮変位と層間変位との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the expansion-contraction displacement and interlayer displacement which the displacement measuring device of this application statement measured.

以下、本発明の実施形態について詳述する。なお、以下の実施形態は、本発明を具現化した一例であって、本発明の技術範囲を限定する性格のものではない。 Embodiments of the present invention will be described in detail below. It should be noted that the following embodiments are examples of embodying the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention.

＜システム概要＞
図１は、本願記載の計測システムＳを利用した住宅構造モニタリングシステムの概要の一例を模式的に示す説明図である。図１は、本願記載の計測システムＳを、建物の変位を計測する変位計測装置１を用いて地震等の揺れに対する建物の状況を解析する住宅構造モニタリングシステムに適用した例を示している。 <System Overview>
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an example of an overview of a housing structure monitoring system using the measurement system S described in the present application. FIG. 1 shows an example in which the measuring system S described in the present application is applied to a housing structure monitoring system that analyzes the state of a building against shaking such as an earthquake using a displacement measuring device 1 that measures the displacement of the building.

図１に例示する計測システムＳでは、戸建て住宅、集合住宅等の建物が地震等の災害にあった場合に、災害に関する情報、災害の対応に関する情報等の様々な情報を、建物の居住者に提供する。このようなサービスは、例えば、住宅、建築、情報提供等の様々な事業を展開する管理事業体により、建物に居住する居住者等の顧客を対象に提供される。 In the measurement system S illustrated in FIG. 1, when a building such as a detached house or collective housing is hit by a disaster such as an earthquake, various information such as information on the disaster and information on how to respond to the disaster is sent to the residents of the building. offer. Such services are provided to customers such as residents living in buildings, for example, by management entities that develop various businesses such as housing, construction, and information provision.

例えば、地震等の災害が発生した場合、管理事業体は、変位計測装置１の計測結果等の様々な情報から、災害状況、被害状況等の状況を診断し、建物の居住者に対して診断結果及び診断結果に基づく災害・被害情報等の様々な情報を提供する。また、管理事業体は、建物内の各戸から、それぞれの被害状況を示す戸別の被害情報を収集し、収集した戸別の被害情報をも加味して、より正確で緻密な状況把握を行うと共に、より有益な災害・被害情報等の情報を居住者に提供する。 For example, when a disaster such as an earthquake occurs, the management entity diagnoses the situation such as the disaster situation and the damage situation from various information such as the measurement results of the displacement measuring device 1, and diagnoses the residents of the building. Provides various information such as disaster and damage information based on results and diagnostic results. In addition, the management entity collects damage information for each house that shows the damage situation of each house from each house in the building. Provide residents with more useful information such as disaster and damage information.

建物の各階には、変位計測装置１を用いた計測システムＳが配設されている。変位計測装置１は、戸毎又は階毎に配設され、入出力装置２と通信可能に接続されている。各戸に配設された入出力装置２は、専用網、ＶＰＮ(Virtual Private Network )、インターネット等のネットワークＮＷに接続されている。なお、変位計測装置１は、ネットワークＮＷに接続するように構成することも可能であり、入出力装置２及び変位計測装置１間の通信を、ネットワークＮＷを介して行うことも可能である。 A measuring system S using the displacement measuring device 1 is installed on each floor of the building. The displacement measuring device 1 is installed for each house or each floor, and is connected to the input/output device 2 so as to be communicable. The input/output device 2 installed in each house is connected to a network NW such as a dedicated network, a VPN (Virtual Private Network), the Internet, or the like. The displacement measuring device 1 can also be configured to be connected to the network NW, and communication between the input/output device 2 and the displacement measuring device 1 can be performed via the network NW.

ネットワークＮＷには、サーバコンピュータ等のコンピュータを用いた情報処理装置３が接続されており、情報処理装置３は、管理事業体により管理されている。情報処理装置３は、ネットワークＮＷを介して、様々な地域の建物から、変位計測装置１が計測した計測結果等の様々な情報を受信し、受信した情報を記録する。また、記録された情報は、構造性の診断等の目的のために管理事業体により適切に利用される。 An information processing device 3 using a computer such as a server computer is connected to the network NW, and the information processing device 3 is managed by a management entity. The information processing device 3 receives various information such as measurement results measured by the displacement measuring device 1 from buildings in various areas via the network NW, and records the received information. Also, the recorded information is appropriately used by the management entity for purposes such as structural diagnosis.

また、管理事業体は、オペレータが操作する端末装置４を管理しており、端末装置４は、ネットワークＮＷを介して入出力装置２及び情報処理装置３と通信することができる。 Moreover, the management entity manages the terminal device 4 operated by the operator, and the terminal device 4 can communicate with the input/output device 2 and the information processing device 3 via the network NW.

このような入出力装置２としては、必ずしも専用の装置を用いる必要は無く、例えば、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System ）と呼ばれる家庭内エネルギー管理システムに用いられるディスプレイ付きコンピュータを用いることが可能である。即ち、本願出願人らは、住宅構造モニタリングシステムと家庭内エネルギー管理システムとを融合させたスマートハウスを提唱している。 As such an input/output device 2, it is not always necessary to use a dedicated device. For example, a computer with a display used in a home energy management system called HEMS (Home Energy Management System) can be used. That is, the applicants of the present application are proposing a smart house in which a housing structure monitoring system and a home energy management system are combined.

＜各装置の制御構成＞
次に、本願記載の計測システムＳを利用した住宅構造モニタリングシステムにて用いられる各種装置の制御構成を説明する。 <Control configuration of each device>
Next, the control configuration of various devices used in the housing structure monitoring system using the measurement system S described in the present application will be described.

図２は、本願記載の計測システムＳにて用いられる変位計測装置１及び入出力装置２の構成例を概略的に示すブロック図である。前述の変位計測装置１は、各階又は各戸に配設されており、計測機構１０、演算部１１、接続部１２、通信部１３等の各種構成を備えている。 FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration example of the displacement measuring device 1 and the input/output device 2 used in the measuring system S described in the present application. The displacement measuring device 1 described above is installed on each floor or each house, and includes various components such as a measuring mechanism 10, a computing section 11, a connecting section 12, a communication section 13, and the like.

計測機構１０は、建物に関する伸縮変位を計測する機構であり、変位計測装置１の主要な構成となる機構である。計測機構１０の詳細は後述する。 The measuring mechanism 10 is a mechanism for measuring the expansion/contraction displacement of a building, and is a main component of the displacement measuring device 1 . Details of the measurement mechanism 10 will be described later.

演算部１１は、例えば、計測機構１０に内蔵されており、計測した伸縮変位を層間変位（又は層間変形角）に変換する簡単な演算を行う。演算部１１が行う演算は、伸縮変位が層間変位と線形近似するという前提に基づいて実施される一次関数を用いた演算である。簡単な演算のみを実行可能な単純な構成とすることで、地震等の揺れによる振動、衝撃、変形への耐性を高めることを見込むことができる。また、演算が簡単であるため、演算を高速に実行することが可能である。なお、層間変位に代えて層間変形角に変換するようにすることも可能である。 The calculation unit 11 is built in the measurement mechanism 10, for example, and performs a simple calculation to convert the measured expansion/contraction displacement into an interlayer displacement (or an interlayer deformation angle). The computation performed by the computation unit 11 is computation using a linear function that is performed on the premise that the expansion/contraction displacement is linearly approximated to the interlayer displacement. By adopting a simple configuration capable of executing only simple calculations, it is expected that the resistance to vibration, impact, and deformation due to vibrations such as earthquakes will be enhanced. Also, since the calculation is simple, the calculation can be executed at high speed. It is also possible to convert the inter-story displacement into an inter-story deformation angle.

接続部１２は、通信用アダプタ及びその付属回路を用いて構成される通信回路であり、入出力装置２と通信可能に接続される。 The connection unit 12 is a communication circuit configured using a communication adapter and its attached circuit, and is connected to the input/output device 2 so as to be communicable.

通信部１３は、通信用アダプタ及びその付属回路を用いて構成される通信回路であり、ネットワークＮＷに対して通信可能に接続される。 The communication unit 13 is a communication circuit configured using a communication adapter and its attached circuit, and is communicably connected to the network NW.

集合住宅の戸別に配設される入出力装置２は、制御部２０、記録部２１、記憶部２２、通信部２３、接続部２４、入力部２５、表示部２６（画像出力部）、操作部２７、音声出力部２８等の各種構成を備えている。なお、入力部２５及び表示部２６等のユーザインターフェースは、別体の装置として入出力装置２に接続されていても良い。 The input/output device 2 provided for each apartment in the housing complex includes a control unit 20, a recording unit 21, a storage unit 22, a communication unit 23, a connection unit 24, an input unit 25, a display unit 26 (image output unit), an operation unit. 27, an audio output unit 28, and other various components. User interfaces such as the input unit 25 and the display unit 26 may be connected to the input/output device 2 as separate devices.

制御部２０は、情報処理回路、計時回路、レジスタ回路等の各種回路を備え、装置内の各部を制御する処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit ）等の回路である。 The control section 20 is a circuit such as a CPU (Central Processing Unit) that includes various circuits such as an information processing circuit, a timer circuit, a register circuit, and the like, and executes processing for controlling each section in the apparatus.

記録部２１は、ハードディスクドライブ等の磁気記録媒体、半導体記録媒体等の不揮発性メモリにて構成される回路であり、各種プログラム及びデータ等の様々な情報が記録されている。 The recording unit 21 is a circuit composed of a magnetic recording medium such as a hard disk drive and a non-volatile memory such as a semiconductor recording medium, and various information such as various programs and data are recorded.

記憶部２２は、揮発性メモリを用いて構成される回路であり、各種プログラムの実行に際して発生するデータを一時的に記憶する。なお、便宜上、記録部２１及び記憶部２２を異なる構成として示しているが、一の回路で構成しても良く、また相互にその機能を補完するように構成することも可能である。 The storage unit 22 is a circuit configured using a volatile memory, and temporarily stores data generated when various programs are executed. For the sake of convenience, the recording unit 21 and the storage unit 22 are shown as having different configurations, but they may be configured by one circuit, or may be configured so that their functions complement each other.

通信部２３は、通信用アダプタ及びその付属回路を用いて構成される通信回路であり、図示しないルータ等の装置を介してネットワークＮＷと接続する。 The communication unit 23 is a communication circuit configured using a communication adapter and its attached circuit, and is connected to the network NW via a device such as a router (not shown).

接続部２４は、通信用アダプタ及びその付属回路を用いて構成される通信回路であり、変位計測装置１と通信可能に接続する。 The connection unit 24 is a communication circuit configured using a communication adapter and its attached circuit, and is connected to the displacement measuring device 1 so as to be communicable.

入力部２５及び表示部２６は、指又は支持具の接触又は接近を検知する薄板状の入力部２５と、液晶パネル等の薄膜状の表示部２６とを積層したタッチパネル式ディスプレイを用いて構成されている。そして、表示部２６は、建物に重大な損傷が発生している虞があること等の警告を表示出力する。 The input unit 25 and the display unit 26 are configured using a touch panel type display in which a thin plate-shaped input unit 25 for detecting contact or approach of a finger or a supporting tool and a thin-film display unit 26 such as a liquid crystal panel are laminated. ing. Then, the display unit 26 displays and outputs a warning that the building may be seriously damaged.

操作部２７は、電源ボタン等の各種ボタン、その他入力用部品を用いて構成される入力用マンマシンインターフェースである。 The operation unit 27 is a man-machine interface for input configured using various buttons such as a power button and other input components.

音声出力部２８は、音声を出力するスピーカ等の部品を用いて構成される出力用マンマシンインターフェースである。 The audio output unit 28 is a man-machine interface for output configured using a component such as a speaker for outputting audio.

図３は、本願記載の計測システムＳにて用いられる情報処理装置３及び端末装置４の構成例を概略的に示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration example of the information processing device 3 and the terminal device 4 used in the measuring system S described in the present application.

情報処理装置３は、制御部３０、記録部３１、記憶部３２、通信部３３等の各種機構を備えている。記録部３１には、各建物に関する情報、各戸に関する情報、各変位計測装置１が計測した計測結果に関する情報、被害に関する情報、被害に対する対応状況を示す情報等の様々な情報が記録されている。 The information processing device 3 includes various mechanisms such as a control unit 30, a recording unit 31, a storage unit 32, a communication unit 33, and the like. The recording unit 31 records various information such as information on each building, information on each house, information on measurement results measured by each displacement measuring device 1, information on damage, and information indicating the status of response to damage.

端末装置４は、制御部４０、記録部４１、記憶部４２、入力部４３、出力部４４、表示部４５等の各種機構を備えている。入力部４３は、キーボード、マウス等の入力用マンマシンインターフェースである。出力部４４は、音声及び非常時における光を発する出力用マンマシンインターフェースである。表示部４５は、モニタ等の出力用マンマシンインターフェースである。 The terminal device 4 includes various mechanisms such as a control unit 40, a recording unit 41, a storage unit 42, an input unit 43, an output unit 44, a display unit 45, and the like. The input unit 43 is a man-machine interface for input such as a keyboard and a mouse. The output unit 44 is a man-machine interface for output that emits sound and light in an emergency. The display unit 45 is a man-machine interface for output such as a monitor.

＜各装置の処理概要＞
このように構成された計測システムＳでは、地震等の揺れが生じて、変位計測装置１が配設されている階に対する上層階と下層階との間に層間変位が生じた場合、計測機構１０は、層間変位に起因する伸縮変位を計測する。変位計測装置１は、計測した結果を入出力装置２及び／又はネットワークＮＷに接続する情報処理装置３へ送信する。入出力装置２は、計測結果に基づく層間変位が所定の基準値を超えると判断した場合、基準値を超える層間変位が生じていることを居住者に警告する出力を表示部２６及び／又は音声出力部２８から行う。また、情報処理装置３では、各所の変位計測装置１で計測された計測結果に基づき大地震の発生の有無、建物の状況、住居者に対する警告の要否及び内容についての判断を行い、必要に応じて警告を示す警告情報を入出力装置２へ送信する。入出力装置２では、受信した警告情報に基づいて、居住者に警告する出力を表示部２６及び／又は音声出力部２８から行う。なお、計測結果に基づく各種判断は、変位計測装置１、入出力装置２、情報処理装置３のそれぞれで行うように設計することが可能であり、その場合、判断内容は、それぞれの装置に適した内容となる。また、情報処理装置３の処理は、必要に応じて端末装置４を操作するオペレータの操作に基づき実行される。そして、情報処理装置３、オペレータに操作される端末装置４等の各装置では、各戸、各地域の層間変形角を収集し、建物の倒壊の状況を把握し、建物、地域等の単位でグルーピング等の処理を行うことにより、復旧対応を支援することになる。 <Outline of processing of each device>
In the measurement system S configured in this way, when a shaking such as an earthquake occurs and inter-story displacement occurs between the upper floor and the lower floor with respect to the floor on which the displacement measuring device 1 is installed, the measuring mechanism 10 measures the expansion and contraction displacement caused by the interlayer displacement. The displacement measuring device 1 transmits the measurement result to the input/output device 2 and/or the information processing device 3 connected to the network NW. When the input/output device 2 determines that the inter-story displacement based on the measurement result exceeds a predetermined reference value, the display unit 26 and / or voice outputs warning the resident that the inter-story displacement exceeding the reference value has occurred. It is performed from the output unit 28 . In addition, the information processing device 3 determines whether or not a major earthquake has occurred, the state of the building, and the necessity and content of a warning to residents based on the measurement results measured by the displacement measuring devices 1 at various locations. In response, it transmits warning information indicating a warning to the input/output device 2 . The input/output device 2 outputs a warning to the resident from the display unit 26 and/or the audio output unit 28 based on the received warning information. Various judgments based on the measurement results can be designed to be performed by the displacement measuring device 1, the input/output device 2, and the information processing device 3, respectively. content. Further, the processing of the information processing device 3 is executed based on the operation of the operator who operates the terminal device 4 as necessary. Then, each device such as the information processing device 3 and the terminal device 4 operated by the operator collects the story deformation angle of each house and each region, grasps the state of collapse of the building, and groups by building, region, etc. Restoration support is supported by performing such processing.

＜変位計測装置１の構造＞
次に変位計測装置１の具体的な取付例について説明する。図４は、本願記載の計測システムＳの一例を示す概略図である。図４（ａ）は、正面図であり、図４（ｂ）は、Ａ－Ｂ断面における平面図であり、図４（ｃ）は、右側面図である。変位計測装置１を用いた計測システムＳは、例えば、戸建住宅や集合住宅の各階におけるパイプスペース、メーターボックス、収納室、設備機械室、更には外周壁内、間仕切壁内等の壁体内も含め、日常的な居住空間からは区画された、あまり目立たない非居住空間等に配設されている。 <Structure of Displacement Measuring Device 1>
Next, a specific mounting example of the displacement measuring device 1 will be described. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a metrology system S described herein. 4(a) is a front view, FIG. 4(b) is a plan view of the AB cross section, and FIG. 4(c) is a right side view. The measurement system S using the displacement measuring device 1 can be used, for example, in pipe spaces, meter boxes, storage rooms, equipment machine rooms on each floor of a detached house or collective housing, and further inside walls such as the inside of the outer peripheral wall and the inside of the partition wall. It is arranged in an inconspicuous non-residential space, etc., which is separated from the daily living space.

計測システムＳは、建物の下層階と上層階との間に略垂直に取り付けられた縦杆１ａと、縦杆１ａの中間部と下層階との間に斜めに取り付けられた伸縮可能な斜材１ｂとを備え、斜材１ｂには、伸縮変位を計測する変位計測装置１が取り付けられている。 The measurement system S includes a vertical rod 1a installed substantially vertically between the lower floor and the upper floor of the building, and an extendable diagonal member installed obliquely between the middle part of the vertical rod 1a and the lower floor. 1b, and a displacement measuring device 1 for measuring expansion/contraction displacement is attached to the diagonal member 1b.

縦杆１ａは、細長い棒状部材を用いて形成され、その上下両端は、それぞれ下層階及び上層階の躯体を構成する梁材、土台、棟木、床版等の横架材１ｆ（剛性を有する床材、床下材等の水平部材を含む）に対して、ピン節点と見做しうる接合形態により接合される。ピン節点とは、構造力学的に軸力及び剪断力は伝達するが、曲げモーメントは伝達しないとして扱うことのできる節点である。図４に例示する縦杆１ａは、幅数センチ程度の角形鋼管を用いて形成されている。縦杆１ａの上下両端には、角形鋼管の管端開口を塞ぐように溶接された封端プレート１ｃを介して、横断面十字形の継手部材１ｄが溶接されており、その継手部材１ｄの端部は、該端部に溶接された平板状のエンドプレート１ｅを介して、下層階及び上層階のＨ形鋼からなる横架材１ｆのフランジに、ボルト・ナット綴着によってそれぞれ接合されている。 The vertical rod 1a is formed using an elongated rod-shaped member, and its upper and lower ends are attached to horizontal members 1f (rigid floors, (including horizontal members such as underfloor materials) are joined by a joint form that can be regarded as a pin node. A pin node is a node that can be treated structurally as if it transmits an axial force and a shear force, but does not transmit a bending moment. A vertical rod 1a illustrated in FIG. 4 is formed using a rectangular steel pipe having a width of about several centimeters. A joint member 1d having a cruciform cross section is welded to the upper and lower ends of the vertical rod 1a via a sealing end plate 1c welded so as to close the pipe end opening of the square steel pipe. Each part is joined to the flanges of the horizontal members 1f made of H-shaped steel on the lower and upper floors by bolt-nut attachment via flat plate-shaped end plates 1e welded to the ends. .

斜材１ｂは、縦杆１ａの中間部から下層階の横架材１ｆにかけて、縦杆１ａに対して例えば約２０°の角度をなすように配設されている。斜材１ｂは、略円筒状の外筒部材１ｂ１の内側に略円筒状の内筒部材１ｂ２を挿装して互いに摺動自在とすることにより、全体の長さを伸縮させるように形成されている。斜材１ｂの上端には、その材端に開口して軸方向に延びるスリットが形成され、スリットに平板状の接合プレート１ｇが挿入されて溶接されている。接合プレート１ｇは、縦杆１ａの下から２／５程度の位置から側方に突設された平板状の取付プレート１ｈに対し、接合プレート１ｇの弱軸方向（板厚方向）を斜材１ｂの傾斜角の変位を拘束しない方向（図４（ａ）の紙面内で斜材１ｂの材軸に直交する方向）に向けて溶接されている。 The diagonal members 1b are arranged so as to form an angle of, for example, about 20° with respect to the vertical rod 1a from the middle portion of the vertical rod 1a to the horizontal member 1f of the lower story. The diagonal member 1b is formed so that the entire length thereof can be expanded and contracted by inserting a substantially cylindrical inner cylindrical member 1b2 inside a substantially cylindrical outer cylindrical member 1b1 so as to be slidable relative to each other. there is A slit extending in the axial direction is formed at the upper end of the diagonal member 1b, and a flat joining plate 1g is inserted into the slit and welded. The joint plate 1g is arranged so that the weak axis direction (thickness direction) of the joint plate 1g is aligned with the oblique member 1b with respect to the flat mounting plate 1h that protrudes laterally from a position about 2/5 from the bottom of the vertical rod 1a. are welded in a direction that does not constrain the displacement of the inclination angle of the diagonal member 1b (the direction orthogonal to the material axis of the diagonal member 1b in the plane of FIG. 4A).

斜材１ｂの下端も上端と同様に、その材端に開口して軸方向に延びるスリットが形成され、そのスリットに平板状の接合プレート１ｇが挿入されて溶接されている。接合プレート１ｇは、縦杆１ａの下端から側方に所定距離だけ離れて下層階の横架材１ｆの上面に突設された平板状の取付プレート１ｈに対し、接合プレート１ｇの弱軸方向（板厚方向）を斜材１ｂの傾斜角の変位を拘束しない方向（同上）に向けて溶接されている。これらにより、斜材１ｂの上下両端は、縦杆１ａ及び下層階の横架材１ｆに対し、ピン節点と見做せる接合形態でそれぞれ接合されることとなる。 Similar to the upper end, the lower end of the diagonal member 1b is also formed with a slit that is open and extends in the axial direction. The joint plate 1g is attached to a flat plate-like mounting plate 1h that projects from the upper surface of the horizontal member 1f of the lower story at a predetermined distance laterally from the lower end of the vertical rod 1a. The plate thickness direction) is oriented in the direction (same as above) in which the displacement of the inclination angle of the diagonal member 1b is not restrained. As a result, the upper and lower ends of the diagonal members 1b are joined to the vertical rods 1a and the horizontal member 1f of the lower story in a joining form that can be regarded as pin nodes.

次に変位計測装置１の具体的な構造の例について説明する。図５は、本願記載の計測システムＳにて用いられる変位計測装置１の一例を示す概略図である。変位計測装置１は、斜材１ｂと略平行になるように、取り付けられている。変位計測装置１は、前述の計測機構１０として、斜材１ｂの内筒部材１ｂ２に固定される固定部材１００と、固定部材１００に対して基準位置から計測方向へ移動可能な可動部材１０１とを備えており、可動部材１０１は、斜材１ｂの外筒部材１ｂ１に固定されている。固定部材１００は、第１固定具１０００を介して内筒部材１ｂ２に固定されており、可動部材１０１は、第２固定具１０１０を介して外筒部材１ｂ１に固定されている。可動部材１０１の基準位置とは、斜材１ｂに伸縮がない場合の位置であり、可動部材１０１の計測方向とは、斜材１ｂに平行な方向である。変位計測装置１には、接続部１２及び入出力装置２を接続する接続線、通信部１３及びネットワークＮＷを接続する通信線等の各種導線を内包するケーブルが接続されており、入出力装置２及び／又は情報処理装置３に接続されている。 Next, a specific structural example of the displacement measuring device 1 will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a displacement measuring device 1 used in the measuring system S described in the present application. The displacement measuring device 1 is attached so as to be substantially parallel to the diagonal member 1b. The displacement measuring device 1 includes, as the measuring mechanism 10 described above, a fixed member 100 fixed to the inner cylindrical member 1b2 of the diagonal member 1b, and a movable member 101 movable relative to the fixed member 100 from a reference position in the measurement direction. The movable member 101 is fixed to the outer cylindrical member 1b1 of the diagonal member 1b. The fixed member 100 is fixed to the inner cylindrical member 1b2 via a first fixture 1000, and the movable member 101 is fixed to the outer cylindrical member 1b1 via a second fixture 1010. As shown in FIG. The reference position of the movable member 101 is the position when the diagonal member 1b does not expand and contract, and the measurement direction of the movable member 101 is the direction parallel to the diagonal member 1b. The displacement measuring device 1 is connected with a cable containing various conductors such as a connection line connecting the connection unit 12 and the input/output device 2 and a communication line connecting the communication unit 13 and the network NW. and/or connected to the information processing device 3 .

このように構成された変位計測装置１は、上層階と下層階との間に地震等の揺れにより層間変位が生じた場合、層間変位を、変位計測装置１が取り付けられた斜材１ｂの伸縮変位として計測する。計測された斜材１ｂの伸縮変位は、計測結果として、入出力装置２、情報処理装置３等の装置へ送信される。 The displacement measuring device 1 configured in this way measures the inter-story displacement when an inter-story displacement occurs between the upper floor and the lower floor due to shaking such as an earthquake. Measured as displacement. The measured expansion/contraction displacement of the diagonal member 1b is transmitted to devices such as the input/output device 2 and the information processing device 3 as measurement results.

図６Ａ及び図６Ｂは、本願記載の変位計測装置１の一例を示す概略外観図である。以降の説明において、変位計測装置１の方向については、説明の便宜上、固定部材１００に固定された側を下側とし、可動部材１０１が挿通されている側を右側として説明する。具体的には、図６Ｂに図示した変位計測装置１において、図に向かって上下左右の方向を、変位計測装置１の上下左右として説明し、手前側を変位計測装置１の正面側として説明する。なお、説明に用いる方向は、説明の便宜上の方向であり、変位計測装置１の取付方向を限定するものではない。図６Ａは、変位計測装置１の概略平面図であり、図６Ｂは、変位計測装置１の概略側面図である。変位計測装置１の計測機構１０は、斜材１ｂの内筒部材１ｂ２に第１固定具１０００にて固定される固定部材１００と、固定部材１００に対して移動可能な可動部材１０１とを備えている。固定部材１００は、略直方体の筒状をなしており、長手方向が斜材１ｂに平行となるように固定されている。可動部材１０１は、長尺な板状をなしており、一方の端部が第２固定具１０１０にて斜材１ｂの外筒部材１ｂ１に固定されており、他方の端部が、固定部材１００の右側面から固定部材１００の内部に移動可能に挿通されている。固定部材１００の内部に挿通された可動部材１０１において、挿通方向に直交する方向の幅は、固定部材１００の内壁の間隔より若干短い程度に形成されている。また、固定部材１００の内部には、可動部材１０１の上面側に、可動部材１０１を安定して移動させるべく案内板１００１が配設されている。可動部材１０１は、固定部材１００の内壁及び案内板１００１に案内されて摺動することにより、斜材１ｂに平行な挿通方向に移動可能である。 6A and 6B are schematic external views showing an example of the displacement measuring device 1 described in the present application. In the following description, regarding the direction of the displacement measuring device 1, for convenience of explanation, the side fixed to the fixed member 100 is defined as the bottom side, and the side through which the movable member 101 is inserted is defined as the right side. Specifically, in the displacement measuring device 1 illustrated in FIG. 6B , the up, down, left, and right directions toward the drawing are described as the up, down, left, and right directions of the displacement measuring device 1, and the near side is described as the front side of the displacement measuring device 1. . In addition, the direction used for description is a direction for convenience of description, and does not limit the mounting direction of the displacement measuring device 1 . 6A is a schematic plan view of the displacement measuring device 1, and FIG. 6B is a schematic side view of the displacement measuring device 1. FIG. The measuring mechanism 10 of the displacement measuring device 1 includes a fixed member 100 fixed to the inner cylindrical member 1b2 of the diagonal member 1b by a first fixture 1000, and a movable member 101 movable with respect to the fixed member 100. there is The fixing member 100 has a substantially rectangular parallelepiped tubular shape and is fixed so that its longitudinal direction is parallel to the diagonal member 1b. The movable member 101 has an elongated plate shape, one end of which is fixed to the outer cylindrical member 1b1 of the diagonal member 1b by a second fixture 1010, and the other end of which is fixed to the fixed member 100. is movably inserted into the fixing member 100 from the right side of the fixing member 100 . In the movable member 101 inserted inside the fixed member 100 , the width in the direction orthogonal to the insertion direction is formed to be slightly shorter than the interval between the inner walls of the fixed member 100 . Further, inside the fixed member 100, a guide plate 1001 is arranged on the upper surface side of the movable member 101 so as to move the movable member 101 stably. The movable member 101 is guided by the inner wall of the fixed member 100 and the guide plate 1001 and slides, thereby being movable in the insertion direction parallel to the diagonal member 1b.

第１固定具１０００及び第２固定具１０１０にて斜材１ｂに固定された変位計測装置１は、地震の揺れ等の振動に伴う斜材１ｂの軸方向の伸縮変位を、固定部材１００に対する可動部材１０１の長手方向の移動に基づいて検出する。固定部材１００の内部に挿通された可動部材１０１の端部の下面（斜材１ｂに対向する面）には、磁界を形成する出力素子として磁石１０１１が配置されている。また、固定部材１００の内部には、可動部材１０１に配置された磁石１０１１の下方に位置するように、後述する長尺板状の基板１００２（図７Ａ、図７Ｂ等参照）が配置されている。基板１００２には、磁界を検出する検出素子として後述する複数の磁気センサ１００３（図７Ａ、図７Ｂ等参照）が配置されている。更に、固定部材１００の内部には、移動する可動部材１０１に押圧されて、固定部材１００内部を不可逆的に移動可能な一対の指示子１０２を備えている。指示子１０２は、可動部材１０１の磁石１０１１に対し、移動方向の両側にそれぞれ配置されている。 The displacement measuring device 1 fixed to the diagonal member 1b by the first fixture 1000 and the second fixture 1010 measures the axial expansion and contraction displacement of the diagonal member 1b due to vibrations such as earthquake shaking. Detection is based on the movement of the member 101 in the longitudinal direction. A magnet 1011 is arranged as an output element for forming a magnetic field on the lower surface (the surface facing the diagonal member 1b) of the end portion of the movable member 101 inserted inside the fixed member 100. As shown in FIG. Further, inside the fixed member 100, a long plate-like substrate 1002 (see FIGS. 7A, 7B, etc.), which will be described later, is arranged so as to be positioned below the magnets 1011 arranged on the movable member 101. . A plurality of magnetic sensors 1003 (see FIGS. 7A, 7B, etc.), which will be described later, are arranged on the substrate 1002 as detection elements for detecting a magnetic field. Furthermore, inside the fixed member 100 , a pair of indicators 102 are provided that are pressed by the moving movable member 101 and can irreversibly move inside the fixed member 100 . The indicators 102 are arranged on both sides of the magnet 1011 of the movable member 101 in the moving direction.

図７Ａ及び図７Ｂは、本願記載の変位計測装置１が備える基板１００２の一例を示す概略外観図である。図７Ａは、基板１００２の概略平面図であり、図７Ｂは、基板１００２の概略底面図である。変位計測装置１の固定部材１００に内部に配置された基板１００２は、長尺板状をなしている。基板１００２の上面には、複数の磁気センサ１００３が、可動部材１０１の移動方向である長手方向に沿って平行な２列の配置列として配置されており、基板１００２の下面には、複数の磁気センサ１００３が、長手方向に沿って平行な２列の配置列として配置されている。即ち、基板１００２の上面及び下面に４列の配置列として複数の磁気センサ１００３が配置されている。なお、可動部材１０１の移動方向（基板１００２の長手方向）に対する各磁気センサ１００３の位置はそれぞれ異なっている。ここでいう移動方向に対する磁気センサ１００３の位置とは、基準位置から移動方向へ延びる座標上での位置であり、基準位置からの距離を示す。具体的には、それぞれの配置列では、複数の磁気センサ１００３を略等間隔で配置しているが、配置列同士の磁気センサ１００３の位置を比較すると、配置列間で配置された磁気センサ１００３の位置は、ずれている。また、配置列の長さは異なっており、上面側の配置列では、一方の配置列が短く（配置された磁気センサ１００３は少なく）、他方の配置列が長く（配置された磁気センサ１００３は多く）なっている。一方の配置列より、他方の配置列の方が長いとは、一方の配置列の最端にある磁気センサ１００３よりも更に端部側（移動方向側）に、他方の配置列の磁気センサ１００３が２個以上存在する状態を示す。また、下面側の配置列では、２列の配置列の長さは略同様であるが、いずれも上面側の配置列より短くなっている。これら４列に分けて配置された複数の磁気センサ１００３を、可動部材１０１の移動方向に対する位置として見ると、移動の基準位置の近傍の位置では、４列の磁気センサ１００３が少しずつずれて配置されており、基準位置から遠い位置では、２列の磁気センサ１００３がずれて配置されており、更に遠い位置では、１列の磁気センサ１００３が配置されている。即ち、基板１００２上に、複数の磁気センサ１００３が、移動の基準位置から近い位置より、遠い位置の配置間隔が粗になるように配置されている。更に、基板１００２の上面の端部近傍には、磁気センサ１００３の検出結果を演算部１１等の回路へ出力するコネクタ１００４が配置されている。 7A and 7B are schematic external views showing an example of the substrate 1002 included in the displacement measuring device 1 described in the present application. 7A is a schematic top view of substrate 1002 and FIG. 7B is a schematic bottom view of substrate 1002. FIG. A substrate 1002 arranged inside the fixing member 100 of the displacement measuring device 1 has a long plate shape. On the upper surface of the substrate 1002, a plurality of magnetic sensors 1003 are arranged in two parallel rows along the longitudinal direction, which is the direction in which the movable member 101 moves. Sensors 1003 are arranged in two parallel rows along the longitudinal direction. That is, a plurality of magnetic sensors 1003 are arranged in four rows on the upper and lower surfaces of the substrate 1002 . The position of each magnetic sensor 1003 with respect to the moving direction of the movable member 101 (longitudinal direction of the substrate 1002) is different. The position of the magnetic sensor 1003 with respect to the moving direction here is the position on coordinates extending from the reference position in the moving direction, and indicates the distance from the reference position. Specifically, in each array, the plurality of magnetic sensors 1003 are arranged at approximately equal intervals. are misaligned. In addition, the lengths of the arrays are different. Among the arrays on the upper surface side, one array is short (the number of magnetic sensors 1003 arranged is small), and the other array is long (the number of magnetic sensors 1003 arranged is many). That the other arrangement row is longer than one arrangement row means that the magnetic sensor 1003 of the other arrangement row is positioned closer to the end (moving direction side) than the magnetic sensor 1003 at the end of the one arrangement row. indicates a state in which two or more exist. In addition, in the arrangement rows on the lower surface side, the lengths of the two arrangement rows are substantially the same, but both are shorter than the arrangement rows on the upper surface side. When the plurality of magnetic sensors 1003 arranged in four rows are viewed as positions in the movement direction of the movable member 101, the four rows of magnetic sensors 1003 are arranged with a slight shift at a position near the reference position of movement. , two rows of magnetic sensors 1003 are displaced at a position far from the reference position, and one row of magnetic sensors 1003 is arranged at a farther position. That is, the plurality of magnetic sensors 1003 are arranged on the substrate 1002 such that the arrangement intervals of the positions farther from the movement reference position are coarser than those of the positions closer to the movement reference position. Further, a connector 1004 for outputting the detection result of the magnetic sensor 1003 to a circuit such as the arithmetic unit 11 is arranged near the edge of the upper surface of the substrate 1002 .

図８Ａ及び図８Ｂは、本願記載の変位計測装置１が備える指示子１０２の一例を示す概略外観図である。図９は、本願記載の変位計測装置１が備える固定部材１００及び指示子１０２の一部の例を示す概略斜視図である。図８Ａ及び図８Ｂ並びに図９は、固定部材１００内に配置される一対の指示子１０２のうちの一方を例示している。図９では、固定部材１００及び指示子１０２の係合状況を示す一部を拡大して示している。指示子１０２は、可動部材１０１の最大変位を指示する部材であり、偏平な直方体状をなす被押圧部１０２０と、被押圧部１０２０の相対する両側面に形成された腕部１０２１と、腕部１０２１の先端に形成された係合突起１０２２と、腕部１０２１から側方へ突出する案内片１０２３とを備えている。 8A and 8B are schematic external views showing an example of the indicator 102 included in the displacement measuring device 1 described in the present application. FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of part of the fixing member 100 and indicator 102 provided in the displacement measuring device 1 described in the present application. FIGS. 8A, 8B and 9 illustrate one of a pair of indicators 102 disposed within stationary member 100. FIG. FIG. 9 shows an enlarged part of the state of engagement between the fixing member 100 and the indicator 102 . The indicator 102 is a member that indicates the maximum displacement of the movable member 101, and includes a flat rectangular parallelepiped pressed portion 1020, arms 1021 formed on opposite side surfaces of the pressed portion 1020, and arm portions 1021 formed on opposite sides of the pressed portion 1020. It has an engaging projection 1022 formed at the tip of the arm portion 1021 and a guide piece 1023 projecting sideways from the arm portion 1021 .

指示子１０２が備える被押圧部１０２０は、可動部材１０１に配置された磁石１０１１からの押圧を受ける部分であり、指示子１０２の本体部分となっている。 A pressed portion 1020 included in the pointer 102 is a portion that receives pressure from the magnet 1011 arranged on the movable member 101 and is a main body portion of the pointer 102 .

指示子１０２が備える腕部１０２１は、指示子１０２の両側面に形成されており、根元となる指示子１０２と連続する部位を固定端とし、自由端側が固定部材１００の内壁に沿って延びている。腕部１０２１の自由端の先端には、固定部材１００の内壁側へ向けて突出する係合突起１０２２が形成されている。係合突起１０２２は、固定部材１００の内壁面に対して直交するように延びる直交面と、斜交する方向に延びる斜面とにより略直角三角形状に形成されている。腕部１０２１は、固定端側を軸として撓む可撓性を有している。図９に示すように、固定部材１００の内壁には、係合突起１０２２に対応する位置に、長手方向に沿って鋸歯状に延びる戻り止め１００５が形成されており、指示子１０２は、腕部１０２１の係合突起１０２２が、固定部材１００の戻り止め１００５と係合することにより、固定部材１００内で保持される。戻り止め１００５を形成するそれぞれの突起は、固定部材１００の内壁面に対して直交するように延びる直交面と、斜交する方向に延びる斜面とにより略直角三角形状に形成されている。指示子１０２が固定部材１００の端部側へ押圧された場合、指示子１０２の係合突起１０２２と固定部材１００の戻り止め１００５とが互いに斜面同士で係合するため、腕部１０２１が撓み指示子１０２は移動可能である。ただし、指示子１０２が固定部材１００の中央側へ押圧を受けたとしても、指示子１０２の係合突起１０２２と固定部材１００の戻り止め１００５とが互いに直交面で係合するため、腕部１０２１が撓むことはなく指示子１０２は移動しない。即ち、指示子１０２は、固定部材１００の端部側への押圧を受けた場合、移動可能であるが、中央側へは移動しないように形成されているため、指示子１０２は、固定部材１００の長手方向に沿って一方へのみ不可逆的に移動可能である。 The arm portions 1021 included in the pointer 102 are formed on both side surfaces of the pointer 102, and have fixed ends that are continuous with the pointer 102, and free ends that extend along the inner wall of the fixing member 100. there is An engaging projection 1022 projecting toward the inner wall side of the fixing member 100 is formed at the tip of the free end of the arm portion 1021 . The engaging protrusion 1022 is formed in a substantially right-angled triangular shape by an orthogonal surface extending orthogonally to the inner wall surface of the fixing member 100 and a slope extending in an oblique direction. The arm portion 1021 has flexibility to bend around the fixed end side. As shown in FIG. 9, the inner wall of the fixing member 100 is formed with a detent 1005 extending in a sawtooth shape along the longitudinal direction at a position corresponding to the engaging projection 1022, and the indicator 102 is an arm portion. Engagement projections 1022 of 1021 are retained within fixation member 100 by engaging detents 1005 of fixation member 100 . Each protrusion forming the detent 1005 is formed in a substantially right-angled triangular shape by an orthogonal surface extending perpendicular to the inner wall surface of the fixing member 100 and a slope extending in an oblique direction. When the indicator 102 is pushed toward the end of the fixing member 100, the engaging projection 1022 of the indicator 102 and the detent 1005 of the fixing member 100 are engaged with each other at the slopes, so that the arm 1021 instructs bending. Child 102 is movable. However, even if the pointer 102 is pressed toward the center of the fixing member 100, the engaging projection 1022 of the pointer 102 and the detent 1005 of the fixing member 100 are engaged with each other in orthogonal planes. does not bend and the indicator 102 does not move. That is, the indicator 102 is movable when receiving pressure toward the end of the fixing member 100, but is formed so as not to move toward the center. is irreversibly movable only in one direction along the length of the

指示子１０２が備える案内片１０２３は、固定部材１００の内側壁に形成された長手方向に延びる嵌合凹部１００６に対して嵌合可能に形成されている。案内片１０２３が固定部材１００の嵌合凹部１００６に嵌合することにより、指示子１０２は案内片１０２３に案内されて固定部材１００の長手方向に沿って移動する。 A guide piece 1023 included in the pointer 102 is formed to be fittable in a fitting recess 1006 extending in the longitudinal direction formed in the inner wall of the fixing member 100 . By fitting the guide piece 1023 into the fitting recess 1006 of the fixed member 100 , the indicator 102 is guided by the guide piece 1023 and moves along the longitudinal direction of the fixed member 100 .

指示子１０２の移動について説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、本願記載の変位計測装置１が備える可動部材１０１及び指示子１０２の移動の一例について説明する概略説明図である。図１０Ａは、固定部材１００に対して移動する可動部材１０１及び指示子１０２を正面からの視点で示しており、図１０Ｂは、上方からの視点で示している。変位計測装置１を取り付けた段階では、可動部材１０１に配置された磁石１０１１は、移動の基準となる基準位置「０」に位置しており、左右に接するようにしてそれぞれ指示子１０２が配置されている。斜材１ｂの伸縮による可動部材１０１の移動に伴い磁石１０１１が右方向（「＋」方向）へ移動すると、移動する磁石１０１１に押圧されて右側の指示子１０２も右側へ移動する。また、磁石１０１１が左方向（「－」方向）へ移動すると、移動する磁石１０１１に押圧されて左側の指示子１０２も左側へ移動する。右側の指示子１０２は右方向へのみ不可逆的に移動可能であり、左側の指示子１０２は左方向へのみ不可逆的に移動可能である。このため、斜材１ｂの伸縮に伴い磁石１０１１が左右への往復運動を繰り返す振動動作をすると、右側の指示子１０２は右方向への移動の最大値まで移動した位置で固定部材１００の戻り止め１００５と係合して止まる。また、左側の指示子１０２は左方向への移動の最大値まで移動した位置で固定部材１００の戻り止め１００５と係合して止まる。即ち、指示子１０２は、磁石１０１１が配置された可動部材１０１の移動距離の最大値を指示することになる。可動部材１０１の移動距離の最大値は、斜材１ｂの伸縮の最大値に対応する。なお、厳密には、磁石１０１１の基準位置「０」と、左右の指示子１０２が押圧される前の初期位置とは、ずれている。このため、磁石１０１１の基準位置及び指示子１０２の初期位置の間の距離を初期距離とすると、指示子１０２の最大値は、可動部材１０１の移動距離の最大値と、初期距離との和となる。従って、最大値を計算する計算処理の段階では、指示子１０２が示す値から初期距離を減算して求めることになる。 Movement of the indicator 102 will be described. 10A and 10B are schematic explanatory diagrams explaining an example of movement of the movable member 101 and the indicator 102 included in the displacement measuring device 1 described in the present application. 10A shows the movable member 101 and the indicator 102 moving relative to the fixed member 100 from the front view, and FIG. 10B shows the view from above. At the stage when the displacement measuring device 1 is attached, the magnet 1011 arranged on the movable member 101 is positioned at the reference position "0", which is the reference for movement, and the indicators 102 are arranged so as to contact with each other on the left and right sides. ing. When the magnet 1011 moves to the right (“+” direction) as the movable member 101 moves due to the extension and contraction of the diagonal member 1b, the right indicator 102 is also moved to the right by being pressed by the moving magnet 1011 . Further, when the magnet 1011 moves leftward (“−” direction), the left indicator 102 is pressed by the moving magnet 1011 and also moves leftward. The right indicator 102 is irreversibly movable only to the right, and the left indicator 102 is irreversibly movable only to the left. Therefore, when the magnet 1011 vibrates by repeating reciprocating motion to the left and right as the diagonal member 1b expands and contracts, the indicator 102 on the right side moves to the maximum value of the movement in the right direction. It engages with 1005 and stops. Also, the left indicator 102 engages with the detent 1005 of the fixing member 100 and stops at the position where it has moved to the maximum value of its leftward movement. That is, the indicator 102 indicates the maximum value of the moving distance of the movable member 101 on which the magnet 1011 is arranged. The maximum value of the moving distance of the movable member 101 corresponds to the maximum value of expansion and contraction of the diagonal member 1b. Strictly speaking, the reference position "0" of the magnet 1011 is shifted from the initial position before the left and right indicators 102 are pressed. Therefore, if the distance between the reference position of the magnet 1011 and the initial position of the pointer 102 is the initial distance, the maximum value of the pointer 102 is the sum of the maximum moving distance of the movable member 101 and the initial distance. Become. Therefore, at the stage of calculation processing for calculating the maximum value, the initial distance is subtracted from the value indicated by the indicator 102 to obtain the maximum value.

＜変位計測装置１の計測理論＞
次に、本願記載の変位計測装置１による変位計測の理論について説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂ、並びに図１２は、本願記載の変位計測装置１による変位計測の方法の一例を示す模式図である。図１１Ａ及び図１１Ｂは、可動部材１０１の磁石１０１１と、固定部材１００の基板１００２及び磁気センサ１００３を示しており、図１１Ａが平面図であり、図１１Ｂが正面図である。図１２は、磁石１０１１により形成される磁界の影響を側方から模式的に示している。図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、可動部材１０１に配置された磁石１０１１は、固定部材１００の基板１００２の上面（基板１００２の「＋Ｚ」側）及び下面（基板１００２の「－Ｚ」側）にそれぞれ２列に配置された磁気センサ１００３の上方に位置している。可動部材１０１に配置された磁石１０１１は、図１１Ａに記載した「＋Ｘ」方向又は「－Ｘ」方向へ移動可能である。磁石１０１１の磁界は、前後方向、即ち、図１１Ａでは、「＋Ｙ」及び「－Ｙ」の方向、図１２では、白抜き矢印に示す方向へ向けて放出し、略環状の磁場を形成して磁石１０１１に戻るように磁力線を放出することで形成される。基板１００２に配置された磁気センサ１００３は、磁界を検出した場合に「オン」状態となり、磁界を検出しない場合に「オフ」状態となる。図１１Ａ及び図１１Ｂに例示する状態では、複数の磁気センサ１００３のうち、黒色で示した磁気センサ１００３がオン状態であり、白抜きの四角形で示した磁気センサ１００３がオフ状態である。変位計測装置１が備える演算部１１は、複数の磁気センサ１００３の検出結果に基づいてオン状態となって各磁気センサ１００３の位置から磁石１０１１の位置を検出することができる。図１１Ａ及び図１１Ｂに例示するように、オン状態となる磁気センサが複数である場合、それぞれの磁気センサ１００３に対応付けられた位置を示す数値の統計値、例えば、平均値が磁石１０１１の位置として検出される。基準位置に対する磁石１０１１の位置を検出することにより、磁石１０１１の移動距離及び方向、即ち斜材１ｂの変位を計測することができる。 <Measurement theory of the displacement measuring device 1>
Next, the theory of displacement measurement by the displacement measuring device 1 described in the present application will be described. 11A, 11B, and 12 are schematic diagrams showing an example of a method of measuring displacement by the displacement measuring device 1 described in the present application. 11A and 11B show the magnet 1011 of the movable member 101, the substrate 1002 of the fixed member 100, and the magnetic sensor 1003, FIG. 11A being a plan view and FIG. 11B being a front view. FIG. 12 schematically shows the influence of the magnetic field formed by the magnet 1011 from the side. As shown in FIGS. 11A and 11B, the magnet 1011 arranged on the movable member 101 is applied to the upper surface (the “+Z” side of the substrate 1002) and the lower surface (the “−Z” side of the substrate 1002) of the substrate 1002 of the fixed member 100. are located above the magnetic sensors 1003 arranged in two rows on each side. A magnet 1011 placed on the movable member 101 is movable in the “+X” direction or the “−X” direction shown in FIG. 11A. The magnetic field of the magnet 1011 is emitted in the front-rear direction, that is, in the directions of “+Y” and “−Y” in FIG. 11A, and in the direction indicated by the white arrows in FIG. 12, forming a substantially annular magnetic field. It is formed by emitting magnetic field lines back to magnet 1011 . The magnetic sensor 1003 placed on the substrate 1002 is in an "on" state when it detects a magnetic field, and is in an "off" state when it does not detect a magnetic field. 11A and 11B, of the plurality of magnetic sensors 1003, the magnetic sensors 1003 shown in black are in the ON state, and the magnetic sensors 1003 shown in white squares are in the OFF state. The calculation unit 11 included in the displacement measuring device 1 can detect the position of the magnet 1011 from the position of each magnetic sensor 1003 by turning on based on the detection results of the plurality of magnetic sensors 1003 . As illustrated in FIGS. 11A and 11B, when a plurality of magnetic sensors are turned on, statistical values of numerical values indicating the positions associated with the respective magnetic sensors 1003, for example, the average value is the position of the magnet 1011 detected as By detecting the position of the magnet 1011 with respect to the reference position, it is possible to measure the movement distance and direction of the magnet 1011, that is, the displacement of the diagonal member 1b.

図１３Ａ及び図１３Ｂは、本願記載の変位計測装置１が備える磁気センサ１００３の配置列の一例を示す概略模式図である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、基板１００２の上面及び下面に４列で配置された磁気センサ１００３の位置とｍｍ単位での変位との関係を模式的に示している。図１３Ａは、磁気センサ１００３の配置位置と、ｍｍ単位での変位との関係を、磁気センサ１００３を示す四角形に変位を示す数値を記載することで示している。なお、負側の変位を示す磁気センサ１００３は、紙面の都合上、一部を割愛している。図１３Ｂは、図１３Ａの一点鎖線で示す範囲を拡大して示している。四角形で示した磁気センサ１００３に記載された数値は、当該磁気センサ１００３がオン状態となった場合に、磁石１０１１の位置として出力される変位を示している。図１３Ｂに拡大して示すように、４列の配置列として配置された各磁気センサ１００３は、可動部材１０１の移動方向に対する位置、即ち、図１１Ａに示したＸ方向の位置は少しずつずれた状態で配置されている。磁気センサ１００３の変位が「０」である基準位置近傍では、磁気センサ１００３が４列に配置されているため、配置間隔が密である。また、基準位置から離れた「１６」以上の位置では、磁気センサ１００３の配置列が２列となり、更に「２７」以上の位置では、磁気センサ１００３の配置列が１列となる。従って、磁気センサ１００３の配置間隔は、基準位置近傍では密であり、基準位置から遠い位置では粗となる。即ち、図１３Ａ及び図１３Ｂに示す例では、基準位置近傍では、「０．５」間隔の分解能で斜材１ｂの変位として、磁石１０１１の位置を検出することができる。変位の分解能は、磁気センサ１００３の配置列が２列となる基準位置から遠い位置では、「１．０」間隔となり、配置列が１列となる更に遠い位置では、「２．０」間隔となる。図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、各配置列の磁気センサ１００３毎の間隔は、略等間隔であるが、配置列の数を増減させることにより、計測方向に対する実質的な配置間隔を調整することが可能である。また、個々の磁気センサ１００３の計測方向の位置をずらして配置することにより、磁気センサ１００３の物理的な外形の大きさより小さい間隔で変位を計測することが可能である。 13A and 13B are schematic diagrams showing an example of an arrangement row of the magnetic sensors 1003 included in the displacement measuring device 1 according to the present application. 13A and 13B schematically show the relationship between the position of the magnetic sensors 1003 arranged in four rows on the upper and lower surfaces of the substrate 1002 and the displacement in units of mm. FIG. 13A shows the relationship between the placement position of the magnetic sensor 1003 and the displacement in millimeters by describing the numerical value indicating the displacement in the rectangle indicating the magnetic sensor 1003 . Part of the magnetic sensor 1003 that indicates the displacement on the negative side is omitted due to space limitations. FIG. 13B shows an enlarged view of the range indicated by the dashed line in FIG. 13A. A numerical value written on the magnetic sensor 1003 indicated by a square indicates a displacement output as the position of the magnet 1011 when the magnetic sensor 1003 is turned on. As shown enlarged in FIG. 13B, the positions of the magnetic sensors 1003 arranged in four rows in the direction of movement of the movable member 101, that is, the positions in the X direction shown in FIG. placed in a state. In the vicinity of the reference position where the displacement of the magnetic sensor 1003 is "0", the magnetic sensors 1003 are arranged in four rows, so the arrangement intervals are close. Further, at positions "16" or more away from the reference position, two rows of the magnetic sensors 1003 are arranged, and at positions "27" or more, the arrangement row of the magnetic sensors 1003 is one row. Therefore, the arrangement intervals of the magnetic sensors 1003 are dense in the vicinity of the reference position and coarse in positions far from the reference position. That is, in the example shown in FIGS. 13A and 13B, the position of the magnet 1011 can be detected as the displacement of the diagonal member 1b with a resolution of "0.5" intervals near the reference position. The resolution of the displacement is "1.0" interval at a position far from the reference position where two rows of the magnetic sensors 1003 are arranged, and "2.0" interval at a farther position where one row is arranged. Become. As shown in FIGS. 13A and 13B, the intervals between the magnetic sensors 1003 in each arrangement row are substantially equal, but by increasing or decreasing the number of arrangement rows, the substantial arrangement interval with respect to the measurement direction can be adjusted. Is possible. Further, by displacing the individual magnetic sensors 1003 in the measurement direction, it is possible to measure the displacement at intervals smaller than the physical outer size of the magnetic sensors 1003 .

＜変位計測装置１の特性＞
次に、本願記載の変位計測装置１の特性について説明する。図１４は、本願記載の計測システムＳの適用形態の一例を示す説明図である。図１５は、本願記載の変位計測装置１が計測した伸縮変位と層間変位との関係の一例を示すグラフである。図１４は、変位計測装置１における横架材１ｆに対する縦杆１ａ及び斜材１ｂの配置を概略的に示している。この概略モデルにおいて、階高（縦杆１ａの長さ）を２，７６２ｍｍ、縦杆１ａの中間部と斜材１ｂの上端との節点の高さを１，３８１ｍｍ、縦杆１ａの下端と斜材１ｂの下端との離隔距離を１，０００ｍｍ、略垂直の縦杆１ａに対する斜材１ｂの傾斜角度を３６°に設定したときの、斜材１ｂの伸縮変位と、その伸縮変位に対応する実際の層間変位及び層間変形角は、表１のようになる。 <Characteristics of Displacement Measuring Device 1>
Next, the characteristics of the displacement measuring device 1 described in the present application will be described. FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of an application form of the measurement system S described in the present application. FIG. 15 is a graph showing an example of the relationship between the expansion/contraction displacement and the interlayer displacement measured by the displacement measuring device 1 described in the present application. FIG. 14 schematically shows the arrangement of the vertical rod 1a and the diagonal member 1b with respect to the horizontal member 1f in the displacement measuring device 1. As shown in FIG. In this schematic model, the floor height (the length of the vertical rod 1a) is 2,762 mm, the height of the node between the middle part of the vertical rod 1a and the upper end of the diagonal member 1b is 1,381 mm, the lower end of the vertical rod 1a and the diagonal When the separation distance from the lower end of the member 1b is set to 1,000 mm and the inclination angle of the diagonal member 1b with respect to the substantially vertical vertical rod 1a is set to 36°, the expansion and contraction displacement of the diagonal member 1b and the actual corresponding to the expansion and contraction displacement are shown. The inter-story displacement and inter-story deformation angle are shown in Table 1.

Figure 0007243536000001
Figure 0007243536000001

図１５のグラフは、変位計測装置１が検出する斜材１ｂの伸縮変位を横軸にとり、層間変位を縦軸にとって、それらの相関性を示したものである。図１５に示すグラフにおける実線は表１に示した実際の伸縮変位と層間変位との関係を示しており、一点鎖線は、伸縮変位と層間変位との関係を線形近似した一次関数を示している。 The graph of FIG. 15 shows the correlation between the expansion and contraction displacement of the diagonal member 1b detected by the displacement measuring device 1 on the horizontal axis and the interlayer displacement on the vertical axis. The solid line in the graph shown in FIG. 15 indicates the relationship between the actual expansion/contraction displacement and the interlayer displacement shown in Table 1, and the dashed line indicates a linear function linearly approximating the relationship between the expansion/contraction displacement and the interlayer displacement. .

本願記載の変位計測装置１は、伸縮変位と層間変位との関係の線形性が高く、線形近似して一次式により伸縮変位から層間変位を求めても誤差が小さいことが明らかである。この効果は、伸縮変位が大きくなる領域、即ち、層間変形角が大きくなる領域、特に層間変形角が±１／３０（ｒａｄ）となる領域で顕著であり、層間変形角が±１／１５（ｒａｄ）でも誤差が小さい。 It is clear that the displacement measuring device 1 described in the present application has a high linearity in the relationship between the expansion/contraction displacement and the interlayer displacement, and the error is small even if the expansion/contraction displacement is linearly approximated to obtain the interlayer displacement from the expansion/contraction displacement by a linear expression. This effect is remarkable in the region where the expansion/contraction displacement is large, that is, the region where the interlayer deformation angle is large, especially the region where the interlayer deformation angle is ±1/30 (rad), and the interlayer deformation angle is ±1/15 (rad). rad), the error is small.

更に詳細な計測結果及び変位計測装置１の取付方法の他の形態については、本願出願人が提案している特許６３７６２３５号公報の明細書に記載された通りであり、本願記載の変位計測装置１及び計測システムＳには、当該特許に記載された様々な形態を適用することが可能である。 More detailed measurement results and other forms of the mounting method of the displacement measuring device 1 are as described in the specification of Japanese Patent No. 6376235 proposed by the applicant of the present application. and the measurement system S can be applied with various forms described in the patent.

上述した計測システムＳにおいて、中地震程度では、層間変形角１／２００～１／１００と想定され、変位計測装置１では、当該層間変形角を４～８ｍｍ程度の伸縮変位として計測することになる。また、大地震では、層間変形角１／５０～１／１５と想定され、変位計測装置１は、当該層間変形角を１５～５０ｍｍ程度の伸縮変位として計測する。このため、基準位置から±１５ｍｍ程度の範囲の分解能を高めることで、中地震規模の揺れによる建物の変形量を高精度に測定することができる。また、基準位置から離れた±１５～６０ｍｍの範囲の分解能は粗くしても、大地震規模の揺れによる建物の変形量の測定に対する要求精度は十分に得られる。 In the measurement system S described above, the inter-story deformation angle is assumed to be 1/200 to 1/100 for a moderate earthquake, and the displacement measurement device 1 measures the inter-story deformation angle as an expansion and contraction displacement of about 4 to 8 mm. . Also, in a large earthquake, the inter-story drift angle is assumed to be 1/50 to 1/15, and the displacement measuring device 1 measures the inter-story drift angle as an expansion/contraction displacement of about 15 to 50 mm. Therefore, by increasing the resolution within a range of about ±15 mm from the reference position, it is possible to measure the amount of deformation of the building due to shaking of a moderate earthquake scale with high accuracy. In addition, even if the resolution in the range of ±15 to 60 mm away from the reference position is coarse, the accuracy required for measuring the amount of deformation of a building due to shaking on the scale of a large earthquake can be sufficiently obtained.

図１３Ａ及び図１３Ｂを用いて説明したように、基準位置から±１５ｍｍの範囲において、磁気センサ１００３は、０．５ｍｍ間隔で配置されている。個々の磁気センサ１００３の分解能を０．２５ｍｍとすると、層間変形角１／２００の揺れを、変位計測装置１は４ｍｍの伸縮変位として計測する。即ち、変位計測装置１の分解能を０．２５ｍｍとした場合、層間変形角１／２００までの揺れを１６段階の伸縮変位に分級して計測することができる。 As described with reference to FIGS. 13A and 13B, the magnetic sensors 1003 are arranged at intervals of 0.5 mm within a range of ±15 mm from the reference position. Assuming that the resolution of each magnetic sensor 1003 is 0.25 mm, the displacement measuring device 1 measures the shaking of the interlayer deformation angle of 1/200 as an expansion/contraction displacement of 4 mm. That is, when the resolution of the displacement measuring device 1 is set to 0.25 mm, it is possible to classify the shaking up to 1/200 of the interlayer deformation angle into 16 levels of expansion/contraction displacement and measure them.

従来から用いられている一般的な変位計では、分解能が機器毎に設定されており、分解能を高くすると計測範囲が短くなり、計測範囲を長くなると分解能が低くなる。また、高分解能の変位計は高価格であることに加えて、計測精度を保つためには定期的な校正が必要で、使用環境も限定されることが一般的である。これに対し、上述した本願記載の変位計測装置１は、磁気センサ１００３の配置間隔を調整することにより、計測範囲を長くすることが可能であり、また、計測範囲に応じて分解能を調整することが容易である。即ち高精度な計測が要求される範囲では、磁気センサ１００３の配置間隔を密にし、要求される精度が低い範囲では磁気センサ１００３の配置間隔を粗にすることが可能である。このように、本願記載の変位計測装置１は、要求される制度に応じて磁気センサ１００３の配置間隔を調整することにより、地震の揺れ等の建物の変位に基づく伸縮を効果的に計測することが可能である。 In general displacement gauges that have been used in the past, the resolution is set for each device, and the higher the resolution, the shorter the measurement range, and the longer the measurement range, the lower the resolution. In addition to the high-resolution displacement gauge being expensive, periodic calibration is required to maintain measurement accuracy, and the usage environment is generally limited. On the other hand, the displacement measuring device 1 described in the present application described above can extend the measurement range by adjusting the arrangement interval of the magnetic sensors 1003, and the resolution can be adjusted according to the measurement range. is easy. That is, it is possible to make the arrangement interval of the magnetic sensors 1003 closer in the range where highly accurate measurement is required, and make the arrangement interval of the magnetic sensors 1003 coarser in the range where the required accuracy is lower. In this way, the displacement measuring device 1 described in the present application can effectively measure the expansion and contraction based on the displacement of the building such as earthquake shaking by adjusting the arrangement interval of the magnetic sensors 1003 according to the required accuracy. is possible.

また、本願記載の変位計測装置１は、磁気センサ１００３の配置で基準位置、分解能、計測範囲等の設定ができるため、定期的な校正が不要で、粉塵、熱、湿気等の厳しい環境下においても、長期間の安定使用が可能である。 In addition, the displacement measuring device 1 described in the present application can set the reference position, resolution, measurement range, etc. by arranging the magnetic sensor 1003, so that periodic calibration is unnecessary, and it can be used in severe environments such as dust, heat, and humidity. can also be used stably for a long period of time.

更に、本願記載の変位計測装置１では、不可逆的に移動する指示子１０２が変位の最大値を示すので、目視又は指示子１０２の位置を示す出力信号により、変位の最大値を容易に確認することが可能である。 Furthermore, in the displacement measuring device 1 described in the present application, the irreversibly moving indicator 102 indicates the maximum value of displacement, so the maximum value of displacement can be easily confirmed visually or by an output signal indicating the position of the indicator 102. Is possible.

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various other forms. Therefore, the above-described embodiments are merely examples in all respects, and should not be construed in a restrictive manner. The scope of the present invention is indicated by the claims and is not restricted by the text of the specification. Furthermore, all modifications and changes within the equivalent scope of claims are within the scope of the present invention.

例えば、前記実施形態では、４列の配置列として磁気センサ１００３を配置する形態を示したが、本発明はこれに限らず、３列以下であっても、５列以上であってもよく、適宜設計することが可能である。 For example, in the above-described embodiment, the magnetic sensors 1003 are arranged in four rows, but the present invention is not limited to this. It can be designed as appropriate.

更に、前記実施形態では、磁石１０１１により形成される磁界を磁気センサ１００３にて検出する形態を示したが、本発明はこれに限るものではなく、磁石１０１１以外の出力素子を用い、磁気センサ１００３以外の検出素子を用いることも可能である。例えば、光を発するＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の光学出力素子を用い、検出素子として光センサを用いる等、適宜展開することが可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, the magnetic field formed by the magnet 1011 is detected by the magnetic sensor 1003, but the present invention is not limited to this. It is also possible to use other sensing elements. For example, an optical output element such as an LED (Light Emitting Diode) that emits light may be used, and an optical sensor may be used as a detection element.

１ 変位計測装置
１０ 計測機構
１００ 固定部材
１００２ 基板
１００３ 磁気センサ（検出素子）
１００５ 戻り止め
１０１ 可動部材
１０１１ 磁石（出力素子）
１０２ 指示子
１０２０ 被押圧部
１０２１ 腕部
１０２２ 係合突起
１０２３ 案内片
１１ 演算部
１２ 接続部
１３ 通信部
１ａ 縦杆
１ｂ 斜材
１ｂ１ 外筒部材
１ｂ２ 内筒部材
１ｆ 横架材
２ 入出力装置
３ 情報処理装置
４ 端末装置
ＮＷ ネットワーク
Ｓ 計測システム Reference Signs List 1 displacement measuring device 10 measuring mechanism 100 fixing member 1002 substrate 1003 magnetic sensor (detection element)
1005 detent 101 movable member 1011 magnet (output element)
102 Indicator 1020 Pressed Part 1021 Arm 1022 Engagement Protrusion 1023 Guide Piece 11 Calculation Part 12 Connection Part 13 Communication Part 1a Vertical Rod 1b Diagonal Material 1b1 Outer Cylinder Member 1b2 Inner Cylinder Member 1f Horizontal Material 2 Input/Output Device 3 Information Processing device 4 Terminal device NW network S Measurement system

Claims (9)

建物に関する伸縮変位を計測する変位計測装置であって、
建物に固定される固定部材と、
前記固定部材に対して基準位置から計測方向へ移動可能な可動部材と、
前記可動部材に配置された磁石と、
前記固定部材に配置され、前記磁石による磁界を検出する複数の磁気センサと
を備え、
磁気センサは、
前記可動部材の移動方向に沿って配置されており、
移動の基準位置から近い位置より遠い位置の配置間隔が粗になるように配置されている
ことを特徴とする変位計測装置。 A displacement measuring device for measuring expansion and contraction displacement of a building,
a fixing member fixed to a building;
a movable member movable in a measurement direction from a reference position with respect to the fixed member;
a magnet disposed on the movable member;
a plurality of magnetic sensors arranged on the fixed member and detecting a magnetic field generated by the magnet,
The magnetic sensor
arranged along the moving direction of the movable member,
A displacement measuring device characterized in that the displacement measuring device is arranged such that the arrangement intervals of positions farther from a reference position of movement are coarser than those of positions closer to the reference position of movement. 請求項１に記載の変位計測装置であって、
磁気センサは、前記可動部材の移動方向に沿った複数の配置列として略等間隔に配置されており、
複数の配置列のうちの第１の配置列として配置された磁気センサの移動方向に対する位置と、第２の配置列として配置された磁気センサの移動方向に対する位置とは異なっている
ことを特徴とする変位計測装置。 The displacement measuring device according to claim 1,
The magnetic sensors are arranged at substantially equal intervals as a plurality of arrays along the moving direction of the movable member,
The position of the magnetic sensor arranged as the first array among the plurality of arrays with respect to the movement direction is different from the position of the magnetic sensor arranged as the second array with respect to the movement direction. displacement measuring device. 請求項２に記載の変位計測装置であって、
移動の基準位置から第１の配置列の先端に配置された磁気センサまでの距離より、基準位置から第２の配置列の先端に配置された磁気センサまでの距離の方が長い
ことを特徴とする変位計測装置。 The displacement measuring device according to claim 2,
The distance from the reference position to the magnetic sensor arranged at the tip of the second arrangement row is longer than the distance from the movement reference position to the magnetic sensor arranged at the tip of the first arrangement row. displacement measuring device. 請求項２又は請求項３に記載の変位計測装置であって、
第１の配置列及び第２の配置列を含む平面とは異なる平面上に含まれる第３の配置列があり、
第３の配置列として配置された磁気センサの移動方向に対する位置は、第１の配置列及び第２の配置列として配置された磁気センサの移動方向に対する位置と異なっている
ことを特徴とする変位計測装置。 The displacement measuring device according to claim 2 or 3,
there is a third array contained on a plane different from the plane containing the first array and the second array;
A displacement characterized in that the position of the magnetic sensors arranged as the third arrangement row in the movement direction is different from the position of the magnetic sensors arranged as the first arrangement row and the position in the movement direction of the magnetic sensors arranged as the second arrangement row. measuring device. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の変位計測装置であって、
前記可動部材の移動距離の最大値を指示する指示子を備える
ことを特徴とする変位計測装置。 The displacement measuring device according to any one of claims 1 to 4,
A displacement measuring device comprising an indicator that indicates the maximum value of the moving distance of the movable member. 請求項５に記載の変位計測装置であって、
前記指示子は、
基準位置から計測方向へ移動可能であり、
前記可動部材は、
基準位置から計測方向への移動に伴い前記指示子を計測方向へ押圧するようにしてあり、
前記指示子は、
前記固定部材と係合することにより、移動した位置から基準位置方向への移動が抑止される
ことを特徴とする変位計測装置。 The displacement measuring device according to claim 5,
The indicator is
It is movable in the measurement direction from the reference position,
The movable member is
The indicator is pressed in the measurement direction as it moves from the reference position in the measurement direction,
The indicator is
The displacement measuring device is characterized by being prevented from moving from the moved position toward the reference position by being engaged with the fixing member. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の変位計測装置であって、
前記可動部材は、
基準位置から第１方向及び第１方向の反対となる第２方向へ移動可能である
ことを特徴とする変位計測装置。 The displacement measuring device according to any one of claims 1 to 6,
The movable member is
A displacement measuring device capable of moving from a reference position in a first direction and in a second direction opposite to the first direction. 伸縮変位を計測する変位計測装置であって、
固定部材と、
前記固定部材に対して基準位置から計測方向へ移動可能な可動部材と、
前記固定部材及び前記可動部材の一方に配置された出力素子と、
前記固定部材及び前記可動部材の他方に配置され、前記出力素子からの出力を検出する複数の検出素子と
を備え、
検出素子は、
前記可動部材の移動方向に沿って配置されており、
移動の基準位置から近い位置より遠い位置の配置間隔が粗になるように配置されている
ことを特徴とする変位計測装置。 A displacement measuring device for measuring expansion and contraction displacement,
a fixing member;
a movable member movable in a measurement direction from a reference position with respect to the fixed member;
an output element arranged on one of the fixed member and the movable member;
a plurality of detection elements arranged on the other of the fixed member and the movable member and detecting an output from the output element;
The detection element is
arranged along the moving direction of the movable member,
A displacement measuring device characterized in that the displacement measuring device is arranged such that the arrangement intervals of positions farther from a reference position of movement are coarser than those of positions closer to the reference position of movement. 建物の下層階と上層階との間に取り付けられた縦杆と、
前記縦杆の中間部と前記下層階又は前記上層階との間に斜めに取り付けられ、長手方向に伸縮可能な斜材と、
前記斜材の伸縮変位を計測する請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の変位計測装置と
を備え、
前記縦杆の上下両端は、前記下層階及び上層階の躯体を構成する横架材に対しピン節点と見做しうる接合形態によって接合されており、
前記斜材の上下両端は、前記縦杆並びに前記下層階又は上層階の躯体を構成する横架材に対しピン節点と見做しうる接合形態によって接合されている
ことを特徴とする計測システム。 a vertical rod attached between the lower and upper floors of the building;
a diagonal member that is attached obliquely between the middle part of the vertical rod and the lower story or the upper story and that is stretchable in the longitudinal direction;
The displacement measuring device according to any one of claims 1 to 8, which measures the expansion and contraction displacement of the diagonal member,
The upper and lower ends of the vertical rod are joined to the horizontal members constituting the frame of the lower floor and the upper floor by a joint form that can be regarded as a pin node,
A measurement system characterized in that both upper and lower ends of said diagonal members are joined to said vertical rods and horizontal members constituting the framework of said lower story or upper story by a joining form that can be regarded as a pin node.
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