(57)【要約】【課題】簡単な構造でありながらも、確実に傾斜面の崩壊が検知できる表層異常感知装置およびその設置方法を提供する。【解決手段】表層異常感知装置１０の検知用杭１１は、傾斜面に打ち込まれる中空の杭部２０と、杭部２０の内部に設けられた検知部３０とを備えている。検知部３０は、杭部２０の内壁面２１ｓに接触して導通する金属棒による接触部３１と、接触部３１を鉛直方向Ｆ１に延びた状態で支持する支持部３２とを備えている。傾斜面の表層が崩れ移動して杭部２０が傾斜すると、支持部３２により鉛直方向Ｆ１に延びた状態で支持され、第２電極部となる接触部３１が、第１電極部となる杭部２０に接触する。これにより、傾斜面のわずかな表層の移動を検知することができる。傾斜面の崩壊を事前に感知することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜面に打ち込まれる第１電極部である中空の杭部と、前記杭部の内部に設けられた検知部とを備え、
前記検知部は、前記杭部の内壁面に接触して導通する第２電極部となる接触部と、前記接触部を鉛直方向に延びた状態で支持する支持部とを備えた表層異常感知装置。
【請求項２】
前記支持部は、前記接触部が下方に向かって突出する球面部と、前記球面部の円弧面を回転自在に支持する球担持部とを備えている請求項１記載の表層異常感知装置。
【請求項３】
前記杭部は、筒状に形成され、上下端が開放状態の杭本体と、上端を覆う蓋部とを備えた請求項１または２記載の表層異常感知装置。
【請求項４】
前記杭部の下端の開口縁部は、下端に向かうに従って管厚が徐々に薄くなるように形成されている請求項３記載の表層異常感知装置。
【請求項５】
前記杭部と前記接触部との接触を検知すると、前記杭部が傾斜した旨の通知を無線通信より送信する通知装置を備えた請求項１から４のいずれかの項に記載の表層異常感知装置。
【請求項６】
前記通知装置は、太陽光発電による電源装置から電源が供給されている請求項５記載の表層異常感知装置。
【請求項７】
前記請求項１から６のいずれかの項に記載の表層異常感知装置を施工するに際し、
傾斜面に鉛直方向に縦穴を掘削する工程と、
前記杭部を前記縦穴に沿って埋め込む工程とを含む表層異常感知装置の設置方法。
【請求項８】
前記杭部を前記縦穴に沿って埋め込むときに、前記縦穴の周壁面が崩落すると、筒状に形成され、上下端が開放状態の前記杭本体に、穿孔機を挿通させ、崩落した土を掘削して、前記縦穴の周壁面を修復する工程を含む請求項７記載の表層異常感知装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜面の表層を含む範囲の崩壊を感知するための表層異常感知装置およびその設置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
傾斜したことを感知するものとして傾斜計が知られている。
例えば、特許文献１に記載の「傾斜角度検出装置」は、箱体上板から吊り下げた振子と、振子に上端が結着し、箱体底部孔から垂下した細線と、細線の下端に緊締されたストライカーとを備え、振子が傾斜すると、細線がストライカーを移動させることでスイッチが閉じ、警報を発するようにしたものである。
【０００３】
また、特許文献２に記載の「傾斜振動センサ、傾斜振動感知装置及び携帯警報装置」は、銅製円筒からなる固定電極に、高弾性ステンレス鋼線からなる導電性部材が立ち下げられ、この導電性部材の下端には導電性の球体重りからなる可動電極が導電性部材と導通状態で固着され、傾斜すると、可動電が固定電極に接触して、傾斜（振動）を検知するというものである。
【０００４】
特許文献１に記載の傾斜角度検出装置は、デッキクレーンに好適であることが記載されている。特許文献２に記載の傾斜振動センサは、主に消防隊員、救助隊員、登山家、工事作業者、警備者などがベルトに固定して携帯する警報装置に適用できることが記載されている。
【０００５】
傾斜面の表層崩壊を感知するものとしては、特許文献３に記載されたものが知られている。特許文献３に記載の土砂崩れ検知装置は、地盤に打ち込まれる杭部の傾斜状態を検出する傾斜検知センサを、中心部を窪ませた円錐状の電極からなる下側電極体と、下側電極体と対向する上側電極体と、これらの間に設けられるボール部材とを備えて構成したもので、ボール部材が上側電極体と下側電極体との外周部を通電させることにより傾斜状態を検出するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭４８−８２９４号公報
【特許文献２】特開平１１−６７３２号公報
【特許文献３】特開２００９−６３３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に記載の土砂崩れ検知装置における傾斜検知センサは、特許文献１に記載のものであったり、特許文献２に記載のものであったりすることができ、様々な傾斜計が応用できるものと思われる。
しかし、特許文献３に記載の土砂崩れ検知装置は、地盤に打ち込まれる杭部の上に、傾斜検知センサが搭載されているため、部品点数が多く、組み立てが煩雑であるため、コストが高くなる。
【０００８】
そこで本発明は、簡単な構造でありながらも、確実に傾斜面の崩壊が検知できる表層異常感知装置およびその設置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】
本発明の表層異常感知装置は、傾斜面に打ち込まれる第１電極部である中空の杭部と、前記杭部の内部に設けられた検知部とを備え、前記検知部は、前記杭部の内壁面に接触して導通する第２電極部となる接触部と、前記接触部を鉛直方向に延びた状態で支持する支持部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の表層異常感知装置によれば、傾斜面に打ち込まれる中空の杭部が傾斜すると、支持部により鉛直方向に延びた状態で支持された接触部が接触することで導通する。従って、杭部を第１電極部、接触部を第２電極部とすることで、第１電極部と、第２電極部とが、短絡状態か、開放状態かによって、傾斜面がずれ、杭部が傾斜したことを感知することができる。第２電極部となる接触部が接触する杭部が、第１電極部を兼ねることにより、簡単な構造とすることができ、容易に作製することができる。
【００１１】
前記支持部を、前記接触部が下方に向かって突出する球面部と、前記球面部の円弧面を回転自在に支持する球担持部とを備えたものとすることができる。球担持部が、接触部を下方に向かって突出させる球面部を、回転自在に支持するため、杭部が傾斜すると、接触部を杭部に接触させることができる。
【００１２】
前記杭部を、筒状に形成され、上下端が開放状態の杭本体と、上端を覆う蓋部とを備えたものとすることができる。杭本体を、上下端が開放状態の筒状とすることにより、杭本体を、傾斜面に形成した縦穴に沿って埋め込む際に、縦穴の周壁面が崩落しても、杭本体にコアドリルなどの穿孔機を挿通させ、杭本体を通じて、崩落した土を排出させることができる。
【００１３】
前記杭部の下端の開口縁部を、下端に向かうに従って管厚が徐々に薄くなるように形成することができる。杭部を埋め込む際に、杭部の下端を傾斜面にスムーズに埋め進めることができる。
【００１４】
前記杭部と前記接触部との接触を検知すると、前記杭部が傾斜した旨の通知を無線通信より送信する通知装置を備えていると、監視者は、傾斜面から遠隔地に所在していても、傾斜面の崩壊を認知することができる。
【００１５】
前記通知装置が、太陽光発電による電源装置から電源が供給されていると、電力会社により配電が得られない人里離れた山奥の僻地に本発明の表層異常感知装置が設置されていても、通知装置は太陽光発電による電源装置から電源が得られるため、監視者は傾斜面を監視することができる。
【００１６】
本発明の表層異常感知装置の設置方法は、本発明の表層異常感知装置を施工するに際し、傾斜面に鉛直方向に縦穴を掘削する工程と、前記杭部を前記縦穴に沿って埋め込む工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の表層異常感知装置の設置方法によれば、鉛直方向に沿って掘削された縦穴に沿って、杭本体を埋め込むことにより、小石などに邪魔されることなく、杭本体をまっすぐ埋め込むことができるので、鉛直性を確保することができる。
【００１８】
前記杭部を前記縦穴に沿って埋め込むときに、前記縦穴の周壁面が崩落すると、筒状に形成され、上下端が開放状態の前記杭本体に、穿孔機を挿通させ、崩落した土を掘削して、前記縦穴の周壁面を修復する工程を含むことができる。
杭本体の上端および下端が開放状態の筒状に形成されていることで、穿孔機を杭本体に挿通させて、周壁面が崩落した縦穴を修復することができるので、杭本体の埋め込み作業を、杭本体を引き抜くことなく継続することができ、杭本体の鉛直性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の表層異常感知装置によれば、第２電極部となる接触部が接触する杭部が、第１電極部を兼ねることにより、確実に傾斜面の崩壊が検知できると共に、簡単な構造とすることができ、容易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る表層異常感知装置の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す表層異常感知装置の検知用杭の断面図である。
【図３】図２に示す検知用杭の上部拡大断面図である。
【図４】図２に示す検知用杭の下部拡大断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す表層異常感知装置における検知用杭の設置方法の各工程を説明するための図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示す表層異常感知装置における検知用杭を設置するときに、縦穴の周壁面が崩れたときの工程を説明するための図である。
【図７】図１に示す表層異常感知装置の検知用杭が傾斜した状態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態に係る表層異常感知装置を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、表層異常感知装置１０は、傾斜面の表層がずれたり、表層や深層が崩壊したりしたときに、その動きを感知するものである。
本実施の形態では、表層異常感知装置１０は、送配電線が架線された鉄塔が設置された傾斜面に配置される。表層異常感知装置１０は、傾斜面の表層のわずかな移動が感知できるため、表層崩壊の前に鉄塔が倒壊するおそれがあることを察知して、事前の対策を施すことができる。
【００２２】
表層異常感知装置１０は、傾斜面に打ち込まれる第１電極部である中空の杭部２０と、杭部２０の内部に設けられた検知部３０とを備えた検知用杭１１を有する。
杭部２０は、傾斜面に埋め込まれる杭本体２１と、杭本体２１の上端２１ｔに被さる蓋部２２とを備えている。
【００２３】
杭本体２１は、上端２１ｔから下端２１ｂまで管径が同じ筒状（円筒形状）に形成され、上端２１ｔおよび下端２１ｂが開放状態としたものである。杭本体２１は、鋼管とすることができる。例えば、杭本体２１は、外径が５０ｍｍ〜７０ｍｍ、長さが１ｍ〜３ｍ程度のものが使用できる。杭本体２１には、配線Ｌ２が接続されている。
図３に示すように、杭本体２１は、開口縁部２１ｍの管厚が下端２１ｂに向かうに従って徐々に薄くなるように形成されている。本実施の形態では、開口縁部２１ｍの外周面側が切削されることで、外周面側が中心に向かって傾斜する傾斜面が形成されている。
【００２４】
図２に示すように、蓋部２２は、天井面が形成された筒状に形成されている。蓋部２２の内径が、杭本体２１の外径とほぼ同じに形成されていることで、蓋部２２を杭本体２１に概ね隙間なく被せることができる。
【００２５】
検知部３０は、杭部２０の内壁面２１ｓに接触して導通する第２電極部となる接触部３１と、接触部３１を鉛直方向Ｆ１に延びた状態で支持する支持部３２とを備えている。
接触部３１は、導電性を有する金属棒により形成されている。本実施の形態では、接触部３１は、長さが０．５ｍ〜１ｍ程度の耐腐食性が高いアルミ棒が使用されている。
接触部３１の上部３１ｕには、配線Ｌ１が接続されている。
【００２６】
支持部３２は、杭本体２１の上端２１ｔに設けられている。支持部３２は、接触部３１が下方に向かって突出する球面部３２１と、球面部３２１の円弧面を回転自在に支持する球担持部３２２とを備えている。
球面部３２１は、接触部３１が貫通している。球面部３２１は、金属製としても、樹脂製としてもよい。本実施の形態では、球面部３２１は球体であるが、下方に向かって膨出した下半分が球面の半球状でもよい。
球担持部３２２は、杭本体２１の上端２１ｔに装着された状態で、蓋部２２が被さる。球担持部３２２は、球面部３２１を担持する円形状の担持板３２２１と、担持板３２２１を支持する立壁部３２２２とを備えている。球担持部３２２は、絶縁体により形成されている。
【００２７】
担持板３２２１には、球面部３２１を担持すると共に、接触部３１を挿通させるための貫通孔３２２１ａが、杭部２０の軸線位置となる中心部に形成されている。
貫通孔３２２１ａは、上方に向かうに従って開口面積が徐々に拡がるように、周壁面が上りの傾斜面に形成されている。
立壁部３２２２は、円筒形状に形成され、杭本体２１の上端から上方へ延びるように形成されている。立壁部３２２２は、担持板３２２１の外周端面３２２１ｂが、内壁面３２２２ａに接続されている。立壁部３２２２には、下部３２２２ｂを杭本体２１の上端２１ｔから嵌め込むために環状の切欠き部３２２２ｃが形成されている。
【００２８】
図４に示すように、表層異常感知装置１０は、第１電極として機能する杭部２０（杭本体２１）からの配線Ｌ２と、第２電極として機能する接触部３１とからの配線Ｌ１とに接続する通知装置４０を備えている。
通知装置４０は、配線Ｌ１と配線Ｌ２との短絡状態を検知すると、杭部２０が傾斜した旨の通知を無線通信より送信する機能を備えている。
この通知は、携帯電話ＴへのＳＭＳ（ショートメッセージサービス）としたり、電話回線への音声メッセージとしたりすることができる。また、通知をインターネットへの電子メールとしてもよい。
【００２９】
この通知装置４０の電源は、電源装置５０に接続されている。
電源装置５０は、太陽光発電パネル５１と、充放電制御装置５２と、インバータ５３と、蓄電池５４とを備えている。
太陽光発電パネル５１は、サイズは適宜選択できるが、本実施の形態では約２５ｃｍの正方形状の小型のものを使用している。
充放電制御装置５２は、太陽光発電パネル５１からの電力を受け、インバータ５３へ出力すると共に、蓄電池５４へ充電電流を供給したり、太陽光発電パネル５１からの電力が不足するときには蓄電池５４からの電流をインバータ５３へ出力したりする機能を備えている。
インバータ５３は、充放電制御装置５２からの直流を交流に変換して、通知装置４０へ出力する機能を備えている。
【００３０】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る表層異常感知装置１０の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
図５（Ａ）に示すように、まず、杭本体２１より少し直径が小さい縦穴Ｓ１を傾斜面Ｓに掘削する。この縦穴Ｓ１は、杭本体２１の上部が地上に出る程度の深い穴である。
そして、図５（Ｂ）に示すように、この縦穴Ｓ１の穴縁に杭本体２１の下端２１ｂの位置を合わせ、杭本体２１の上端２１ｔをハンマーなどで叩くことで、縦穴Ｓ１に沿って杭本体２１を埋め込む。
【００３１】
縦穴Ｓ１が無ければ、鉛直方向Ｆ１に杭本体２１を埋め込む際に、傾斜面Ｓを形成する表層に小石があり、この小石に杭本体２１の下端２１ｂが接触すると、曲がって埋め込まれてしまうため、鉛直性が確保できない。
しかし、鉛直方向Ｆ１に沿って掘削された縦穴Ｓ１に沿って、杭本体２１を埋め込むことにより、小石などに邪魔されることなく、杭本体２１をまっすぐ埋め込むことができるので、鉛直性を確保することができる。
【００３２】
杭本体２１は、開口縁部２１ｍの管厚が下端２１ｂに向かうに従って徐々に薄くなるように形成されているため、杭本体２１の下端２１ｂにより縦穴Ｓ１の周壁面を削りながら掘り進めることができるため、スムーズに埋め込むことができる。
また、開口縁部２１ｍの傾斜面は、外周面側が切削されることで形成されているため、内周面側を切削加工するより、加工が容易である。
【００３３】
杭本体２１がまっすぐ傾斜面Ｓに埋め込めれば、図５（Ｃ）に示すように、球担持部３２２を杭本体２１の上端２１ｔの配置した後に、接触部３１が取り付けられた球面部３２１を、担持板３２２１の貫通孔３２２１ａに接触部３１を挿通させながら配置する。
そして、蓋部２２を杭本体２１に被せれば、検知用杭１１の設置は完了である。
【００３４】
図６（Ａ）に示すように、杭本体２１の埋め込みを進めるときに、その途中で、縦穴Ｓ１の周壁面Ｓ２が崩れ、縦穴Ｓ１が土で埋まることがある。
そうしたときに、杭本体２１の上端２１ｔの開口部から下端２１ｂの開口部に向かってコアドリルＤと称される穿孔機を挿通させる。そして、コアドリルＤにより、崩落した土を掘削して、周壁面Ｓ２が崩れた縦穴Ｓ１を修復する。
崩落した土を掻き出させれば、続けて、杭本体２１の上端２１ｔをハンマーなどで叩き、縦穴Ｓ１に沿って杭本体２１を埋め込む。
そして、図５（Ｃ）のときと同様に、図６（Ｃ）に示すように、接触部３１を球面部３２１と共に、配置し、蓋部２２を被せれば、検知用杭１１の設置を完了させることができる。
【００３５】
このように、杭本体２１の上端２１ｔおよび下端２１ｂが開放状態の筒状に形成されていることで、コアドリルＤを杭本体２１に挿通させて、周壁面Ｓ２が崩落した縦穴Ｓ１を修復することができるので、杭本体２１の埋め込み作業を、杭本体２１を引き抜くことなく継続することができ、杭本体２１の鉛直性を確保することができる。
【００３６】
図１に示すように、傾斜面Ｓに杭部２０が鉛直方向Ｆ１に沿って打ち込まれた初期状態では、接触部３１は、接触部３１も鉛直方向Ｆ１に沿って垂下しているため杭本体２１と非接触状態である。
【００３７】
例えば、傾斜面Ｓに、表層崩壊、または深層崩壊が発生したとする。そうすると、検知用杭１１は、図７に示すように、鉛直方向Ｆ１に対して傾斜する。
杭部２０が傾斜面Ｓと共に傾斜するが、接触部３１は、支持部３２が接触部３１を鉛直方向Ｆ１に垂下させた状態で支持するため、当初の姿勢が維持される。
この状態をより詳しく説明する。杭部２０の傾斜と共に、立壁部３２２２および担持板３２２１が傾斜するが、球面部３２１は、担持板３２２１に形成され、上方に向かうに従って開口面積が徐々に拡がるように、周壁面が上りの傾斜面に形成された貫通孔３２２１ａに担持されている。従って、接触部３１の重さにより、球面部３２１は、接触部３１が鉛直方向Ｆ１に延びた状態で、貫通孔３２２１ａに担持されながら、貫通孔３２２１ａの中で回転する。そうすることで、接触部３１は、鉛直方向Ｆ１に沿って垂下した当初の姿勢が維持される。
【００３８】
接触部３１が鉛直方向Ｆ１に延びた状態で、当初の姿勢が維持され、杭部２０が傾斜するため、接触部３１は杭部２０の内壁面２１ｓに接触する。
この接触により、杭本体２１からの配線Ｌ１と接触部３１からの配線Ｌ２とが短絡状態となる。
図４に示す通知装置４０では、配線Ｌ１と配線Ｌ２とが短絡状態となったことを検知して、携帯電話Ｔに、携帯電話会社の基地局を通じてＳＭＳにより、傾斜面Ｓが崩壊したことが通知される。この通知により監視者は、傾斜面Ｓから遠隔地に所在していても、傾斜面Ｓの崩壊を認知することができる。
【００３９】
この通知装置４０は、電源装置５０からの電源により動作している。電源装置５０では、太陽光発電パネル５１が太陽光を受け発電した電力をインバータ５３へ出力する。また、充放電制御装置５２が安定的な充電電流を発生して蓄電池５４を充電する。太陽光発電パネル５１による発電電力が、通知装置４０を動作させるのに不足するときには、蓄電池５４からの電流をインバータ５３へ出力する。
インバータ５３では、充放電制御装置５２からの直流を交流に変換して、通知装置４０に供給する。
【００４０】
このように、電源装置５０が太陽光発電パネル５１による太陽光発電により動作しているため、電力会社により配電が得られない人里離れた山奥の僻地に、表層異常感知装置１０が設置されていても、表層異常感知装置１０により傾斜面Ｓを監視することができる。
【００４１】
以上のように本実施の形態に係る表層異常感知装置１０によれば、傾斜面Ｓに打ち込まれる中空の杭部２０が傾斜すると、支持部３２により鉛直方向Ｆ１に延びた状態で支持された接触部３１が、杭部２０の杭本体２１に接触することで導通する。
従って、杭本体２１を第１電極部、接触部３１を第２電極部とすることで、第１電極部と、第２電極部とが、短絡状態か、開放状態かによって、傾斜面Ｓがずれ、杭部２０が傾斜したことを感知することができる。第１電極部を杭部２０が兼ねることにより、簡単な構造とすることができ、容易に作製することができる。よって、表層異常感知装置１０の検知用杭１１は、簡単な構造でありながらも、確実に傾斜面Ｓの崩壊が検知できる。
【００４２】
また、第１電極部として機能する杭本体２１は、埋め込む深さに応じて長くすることができるため、接触部３１も杭本体２１の長さに応じて長くすることができる。従って、接触部３１の長さを長くすることにより、杭本体２１の管径が同じであれば、接触部３１の長さが短いものと比較して、傾斜に対する感度を上げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、傾斜面の崩壊が検知できるため、崩壊により影響を受ける斜面に好適である。特に、送配電線が架線された鉄塔が設置された傾斜面に、本発明品を配置すれば、傾斜面の表層が崩れ移動して鉄塔が倒壊する前に、この表層の移動が検知できるため、鉄塔の保護に最適である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  表層異常感知装置
１１  検知用杭
２０  杭部
２１  杭本体
２１ｓ  内壁面
２１ｔ  上端
２１ｂ  下端
２１ｍ  開口縁部
２２  蓋部
３０  検知部
３１  接触部
３１ｕ  上部
３２  支持部
３２１  球面部
３２２  球担持部
３２２１  担持板
３２２１ａ  貫通孔
３２２１ｂ  外周端面
３２２２  立壁部
３２２２ａ  内壁面
３２２２ｂ  下部
３２２２ｃ  切欠き部
４０  通知装置
５０  電源装置
５１  太陽光発電パネル
５２  充放電制御装置
５３  インバータ
５４  蓄電池
Ｆ１  軸線方向
Ｓ  傾斜面
Ｓ１  縦穴
Ｓ２  周壁面
Ｔ  携帯電話
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018072154.tif 000005
【図４】
2018072154.tif 000006
【図５】
2018072154.tif 000007
【図６】
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【図７】
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