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公開番号2024036209
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-15
出願番号2022141002
出願日2022-09-05
発明の名称変位拡大装置及び測定装置
出願人有限会社テクノ菅谷
代理人個人
主分類G01B 5/00 20060101AFI20240308BHJP(測定;試験)
要約【課題】変位の拡大率を向上した変位拡大装置及び変位測定装置並びに変位測定方法を提供すること。
【解決手段】変位拡大装置10は、第一作用点17及び第二作用点25が軸線CL方向に向けて配されるとともに、軸線CR方向に並設された円状切欠部28A及び長円状切欠部28Bに挟まれて中央が最も細い鼓形状に形成され、第一支点16が軸線CR方向に長円状切欠部28Bを挟んで第一作用点17と対向するとともに軸線CL方向に向けて配され、軸線CR方向に並設された長円状切欠部28B及び三日月状切欠部28Cに挟まれて第一作用点17側を中心とした円弧弓状に形成され、第二支点23が軸線CR方向に長円状切欠部28Bを挟んで第二作用点25と対向するとともに軸線CL方向に向けて配され、軸線CR方向に並設された長円状切欠部28B及び三日月状切欠部28Cに挟まれて第二作用点25側を中心とした円弧弓状に形成されている。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
入力された変位を拡大して出力する変位拡大装置であって、
平板状の本体を備え、
該本体が、基体と、前記本体の一部が柱状に溝彫り加工されて前記本体の端部から中心部に向かって伸びるとともに前記基体に対して可動に形成された入力端と、前記本体の一部が柱状に溝彫り加工されて前記基体に対して可動に形成されるとともに前記入力端の伸びる方向に対して略鉛直方向に平行に配されたテコ部と、を備え、
前記テコ部が、一端側に回動中心となる第一支点が配され、前記入力端からの前記変位が入力される第一作用点を挟んで一端側から他端側に伸びる第一テコ部と、
一端側に回動中心となる第二支点が配され、前記第一テコ部によって拡大された前記変位が入力される第二作用点を挟んで出力端が配された他端側へ一端側から伸びる第二テコ部と、
を備え、
前記入力端の伸びる方向を第一方向、前記テコ部の延びる方向を第二方向としたとき、前記第一作用点及び前記第二作用点が前記第一方向に向けて配されるとともに、前記第二方向に並設された円状切欠部及び長円状切欠部に挟まれて中央が最も細い鼓形状に形成され、
前記第一支点が前記第二方向に前記長円状切欠部を挟んで前記第一作用点と対向するとともに前記第一方向に向けて配され、前記第二方向に並設された長円状切欠部及び三日月状切欠部に挟まれて前記第一作用点側を中心とした円弧弓状に形成され、
前記第二支点が前記第二方向に長円状切欠部を挟んで前記第二作用点と対向するとともに前記第一方向に向けて配され、前記第二方向に並設された長円状切欠部及び三日月状切欠部に挟まれて前記第二作用点側を中心とした円弧弓状に形成された変位拡大装置。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記テコ部が、一端側に回動中心となる中間支点が配され、前記第一テコ部によって拡大された前記変位が入力される中間作用点を挟んで前記第二支点が配された他端側へ一端側から伸びる中間テコ部を備える請求項１に記載の変位拡大装置。
【請求項３】
変位拡大装置によって拡大された変位を計測する変位測定装置であって、
前記変位拡大装置が、平板状の本体を備え、
該本体が、基体と、前記本体の端部から中心部に向かって前記基体に対して可動に形成された入力端と、前記基体に対して可動に形成され前記入力端の伸びる方向に対して略鉛直方向に向かって平行に配されたテコ部と、を備え、
中心軸線を有する筒状の感受体と、
前記中心軸線側に突出して前記感受体に配されて前記入力端のみが載置される第一棚部と、
前記中心軸線を挟んで前記第一棚部に対向するとともに前記中心軸線側に突出して前記感受体に配され、前記基体の一部が固定される第二棚部と、
前記入力端と接離可能に配されて前記第一棚部に載置された前記入力端を押圧する加圧部と、
該加圧部を駆動する駆動機構と、
を備える変位測定装置。
【請求項４】
前記変位拡大装置が、請求項１又は２に記載の変位拡大装置である請求項４に記載の変位測定装置。
【請求項５】
平板状の本体が、基体と、前記本体の端部から中心部に向かって前記基体に対して可動に形成された入力端と、前記基体に対して可動に形成され前記入力端の伸びる方向に対して略鉛直方向に向かって平行に配されたテコ部と、を備えた変位拡大装置により測定対象物に生じた変位を測定する方法であって、
前記入力端及び該入力端に対して前記中心部を挟んで反対側の前記基体の一部を前記本体の板厚方向から前記測定対象物に対して固定する準備工程と、
前記変位拡大装置から出力される変位を計測する測定工程と、
前記測定対象物に対する前記入力端の固定を解除するリセット工程と、
を備える変位測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位拡大装置及び変位測定装置並びに変位測定方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
微小変位をテコの原理を応用して連続的に拡大する変位拡大装置として弾性基板に溝彫り加工して支点、作用点、テコを連続的に溝彫りして形成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この変位拡大装置は、第一テコ５、第二テコ６、第３テコ７が平行配置で形成されていると共に、第一テコ５の第一柱状支点Ａ１、第一柱状作用点Ｂ１、第二テコ６の第二柱状支点Ａ２、第二柱状作用点Ｂ２、第３テコ７の第３柱状支点Ａ３第３柱状作用点Ｂ３が加工され、更に第一柱状支点Ａ１、第一柱状作用点Ｂ１、第二柱状支点Ａ２、第二柱状作用点Ｂ２、第３柱状支点Ａ３、第３柱状作用点Ｂ３が一体に加工されている。
【０００４】
また、上記各柱状支点及び柱状作用点は、夫々のテコの基部において、テコに対して直角方向に配置され、更に各柱状支点及び柱状作用点は、中央が最も細くなるように両サイドが円弧状にカットされた鼓形状を呈し、かつ各柱状支点と各柱状作用点は並列に配置されている。また、各テコはすべて平行に配置され、第一テコ５の先端は第二柱状作用点Ｂ２と連結され、第二テコ６の先端は第３テコ７の第３柱状作用点Ｂ３と連結されている。
【０００５】
この変位拡大装置によれば、入力端２に入力された変位量をテコの原理により第３テコ７の先端まで拡大することができ、拡大された変位量を検出することで高精度に変位量を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特公平０８－０１２０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年多発する巨大地震に対応するために研究者から広いダイナミックレンジを求められているのに対して、上記従来の変位拡大装置では変位の拡大率に制約があり、要求を満足することが困難になっている。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、変位の拡大率のさらなる向上とスムーズな応答が得られる変位拡大装置及び変位測定装置並びに変位測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る変位拡大装置は、入力された変位を拡大して出力する変位拡大装置であって、平板状の本体を備え、該本体が、基体と、前記本体の一部が柱状に溝彫り加工されて前記本体の端部から中心部に向かって伸びるとともに前記基体に対して可動に形成された入力端と、前記本体の一部が柱状に溝彫り加工されて前記基体に対して可動に形成されるとともに前記入力端の伸びる方向に対して略鉛直方向に平行に配されたテコ部と、を備え、前記テコ部が、一端側に回動中心となる第一支点が配され、前記入力端からの前記変位が入力される第一作用点を挟んで一端側から他端側に伸びる第一テコ部と、一端側に回動中心となる第二支点が配され、前記第一テコ部によって拡大された前記変位が入力される第二作用点を挟んで出力端が配された他端側へ一端側から伸びる第二テコ部と、を備え、前記入力端の伸びる方向を第一方向、前記テコ部の延びる方向を第二方向としたとき、前記第一作用点及び前記第二作用点が前記第一方向に向けて配されるとともに、前記第二方向に並設された円状切欠部及び長円状切欠部に挟まれて中央が最も細い鼓形状に形成され、前記第一支点が前記第二方向に前記長円状切欠部を挟んで前記第一作用点と対向するとともに前記第一方向に向けて配され、前記第二方向に並設された長円状切欠部及び三日月状切欠部に挟まれて前記第一作用点側を中心とした円弧弓状に形成され、前記第二支点が前記第二方向に長円状切欠部を挟んで前記第二作用点と対向するとともに前記第一方向に向けて配され、前記第二方向に並設された長円状切欠部及び三日月状切欠部に挟まれて前記第二作用点側を中心とした円弧弓状に形成されている。
【００１０】
また、本発明に係る変位拡大装置は、さらに前記テコ部が、一端側に回動中心となる中間支点が配され、前記第一テコ部によって拡大された前記変位が入力される中間作用点を挟んで前記第二支点が配された他端側へ一端側から伸びる中間テコ部を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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