【手続補正書】
【提出日】平成21年5月20日(2009.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】変状監視システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばがけ崩れ等落石発生、雪崩、あるいは道路やトンネル内変状などが懸念される箇所に取り付けてきわめて有効な変状監視システムに関し、簡単かつ低コストでしかも正確な変状監視を可能とすることを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
近時光ファイバの後方散乱光量減衰度を捉えて変位量測定をおこなうＯＴＤＲ測定手段が開発され、建物や橋梁、あるいはトンネル内の変状監視手段などとして種々研究がなされている。（例えば、特許文献１〜３参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７５０７１
【特許文献２】特開２０００−３２１０９９
【特許文献３】特開２００１−４４１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＯＴＤＲ測定手段を用いる場合においては、原理的には優れているものの、光ファイバ自体がきわめて細く、しかも強度的にもあまり強くない線状体であるところから、これを監視対象域に対してどのように結びつけて使用するかが大きな課題である。  またこれまでに開発されているＯＴＤＲ測定手段を用いた変状監視手段は、何れも構造が複雑で、しかも高価であったり、あるいは耐久性に乏しく、実用性には十分とはいえない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明にあっては、簡単な構造でありながら正確で、とくに経時的変状の監視を可能にしたものであって、具体的には請求項１の発明は、光ファイバの光損失により後方散乱光量減衰度に応じた変位量測定が可能なＯＴＤＲ測定器と、光センサ部とからなり、該光センサ部はある程度緊張させた光ファイバの長さ方向における一部であって、光ファイバに沿わせて設置されるところの、光ファイバに対し直交方向に臨ませて形成した凹部およびケーブル操作により該凹部内に出没自在であってケーブルの一端を監視領域に張られたワイヤー等索道の一部等、監視領域における変位測定対象部分に固定させるとともに、ケーブルが索道の変位により引っ張られた際に、光ファイバの対応箇所を上記凹部内に押圧進入させて光ファイバに湾曲部を形成する光ファイバ屈曲手段とを有する変状監視システムに関する。
【０００６】
また請求項２の発明は、光ファイバに対し直交方向に臨ませて形成した凹部および該凹部内に光ファイバを押圧進入させて光ファイバに湾曲部を形成する光ファイバ屈曲手段が、光ファイバの長さ方向に向けて複数対形成され、しかも変位測定対象部分の変位量に応じて各光ファイバ屈曲手段の作動時期が異なるべくケーブルの長さを異ならしめてなるところの請求項１に記載の変状監視システムに関する。
【０００７】
さらに請求項３の発明は、ケーブルが索道の変位により引っ張られた際に、光ファイバの対応箇所を凹部内に押圧進入させて光ファイバに湾曲部を形成する光ファイバ屈曲手段は、凹部内に押圧進入した際に、凹部内から戻るのを防ぐロック手段を備えてなるところの請求項１又は請求項２に記載の変状監視システムに関する。  さらに請求項４の発明は、監視領域が、がけ崩れ等落石監視領域であるところの請求項１又は請求項２に記載の変状監視システムに関する。
【０００８】
さらに請求項５の発明は、監視領域に張られたワイヤー等索道の一部等、監視領域における変位測定対象部分にケーブルの一端を固定させる手段として、変位測定対象部分に固定具が取り付けられ、しかも該固定具は上記ケーブルの本数に対応した数のピン穴が形成されており、ケーブル端に取り付けたところの、ケーブルの長さ方向に対して交差方向に向けた係止孔を有するケーブルピンを上記ピン穴内に装入するとともに、係止孔内にはケーブルが変位測定対象部分の変位による過剰な引っ張り力で引っ張られた際に容易に剪断される程度の剪断強度を有する係止ピンを装入してケーブルピンを固定具に係止させてなるところの請求項１又は請求項２に記載の変状監視システムに関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光ファイバ屈曲手段のケーブルが変位測定対象部分の索道の変位により引っ張られた際に、光ファイバの対応箇所を上記凹部内に押圧進入させて光ファイバに湾曲部を形成する結果、索道の引っ張り荷重を光ファイバの局部的な湾曲という微細かつ高精度の動きに変えて、該湾曲部による光損失の程度をＯＴＤＲ測定器により測定して変位測定対象部分の変位量を正確に監視することができるために、簡単な構造でありながら高精度の変状監視を可能とすることができる。
【００１０】
また請求項２の発明は、光ファイバに対し直交方向に臨ませて形成した凹部および該凹部内に光ファイバを押圧進入させて光ファイバに湾曲部を形成する光ファイバ屈曲手段が、光ファイバの長さ方向に向けて複数対形成され、しかも変位測定対象部分の変位量に応じて各光ファイバ屈曲手段の作動時期が異なるべくケーブルの長さを異ならしめてなるものであるために、変位測定対象域における変位量が軽度の場合においては第１段目の光ファイバ屈曲手段のみが作動し、さらに変位が進むと第２段目の光ファイバ屈曲手段が作動し、さらに変位量が大きくなった場合に第３段目の程度に応じて光ファイバ屈曲手段が作動する、というように変位測定対象域における変位量の程度に応じて順次時間をおいて複数の光ファイバ屈曲手段により光ファイバの屈曲箇所を増加させつつＯＴＤＲ測定器による変位測定をおこなうことができるために、とくに段階的な経時的変状の監視を可能にすることができる。
【００１１】
さらに請求項３の発明は、ケーブルが索道の変位により引っ張られた際に、光ファイバの対応箇所を凹部内に押圧進入させて光ファイバに湾曲部を形成する光ファイバ屈曲手段は、凹部内に押圧進入した際に、凹部内から戻るのを防ぐロック手段を備えてなるものであるために、ケーブル端のケーブルピンが索道との固定具から外れても光ファイバ屈曲手段が凹部内に押圧進入した状態のまま戻ることがないから、光ファイバの伝送ロスをそのまま維持することができる。
【００１２】
さらに請求項５の発明は、監視領域に張られたワイヤー等索道の一部等、監視領域における変位測定対象部分にケーブルの一端を固定させる手段として、変位測定対象部分に固定具が取り付けられ、しかも該固定具は上記ケーブルの本数に対応した数のピン穴が形成されており、ケーブル端に取り付けたところの、ケーブルの長さ方向に対して交差方向に向けた係止孔を有するケーブルピンを上記ピン穴内に装入するとともに、係止孔内にはケーブルが変位測定対象部分の変位による過剰な引っ張り力で引っ張られた際に容易に剪断される程度の剪断強度を有する係止ピンを装入してケーブルピンを固定具に係止させてなるために、変位測定対象部分の変位による過剰な引っ張りによって、他の監視領域に繋がるケーブルまでも影響を与えることがなく、さらに継続した監視が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下において本発明の具体的な内容を図１〜５の実施例をもとに説明すると、１は光ファイバの光損失により後方散乱光量減衰度に応じた変位量測定が可能なＯＴＤＲ測定器、２は該測定器１に光スイッチ（図示省略）を介して接続される光センサ部をあらわしている。
【００１４】
さらに、光センサ部２は、横長の筐体３における壁面４を仕切り枠５によりセンサ室４ａとケーブルヤード室４ｂの２室に仕切るとともに、センサ室４ａの壁面４に光ファイバ屈曲手段６が取り付けられる。  光ファイバ屈曲手段６は、屈曲本体部７および該屈曲本体部７に取り付けられた光ファイバ押え１１、と該光ファイバ押え１１を作動させるケーブル１３とから構成される。
【００１５】
屈曲本体部７は、光ファイバＦに対し直交方向に臨ませて形成した凹部８ａ・８ｂ・８ｃが、光ファイバＦの長さ方向に向けて等間隔に複数（図２では３箇所）形成してあり、しかもこれらの各凹部８ａ・８ｂ・８ｃに対応させるべく、屈曲本体部７に形成された溝７ａ・７ｂ・７ｃに沿って壁面４ａとの間をスライド可能なスライドプレート１０ａ・１０ｂ・１０ｃの各先端に取り付けられた光ファイバ押え１１ａ・１１ｂ・１１ｃが、光ファイバＦを跨いで反対側に位置し、上記したスライドプレート１０ａ・１０ｂ・１０ｃのスライド移動によって直線状の光ファイバＦの対応箇所を上記凹部８ａ・８ｂ・８ｃ内にそれぞれ押圧進入させて光ファイバＦに湾曲部を形成させるべく構成されている。
【００１６】
なおこの場合において、各凹部８ａ・８ｂ・８ｃおよびこれに対応する光ファイバ押え１１ａ・１１ｂ・１１ｃ、ならびに光ファイバＦが凹部８ａ・８ｂ・８ｃ内にそれぞれ押圧進入させられた際に接触する屈曲本体部７の各開口堤９ａ・９ｂ・９ｃ・９ｄについては光ファイバＦが圧しつけられた際に損傷しないように湾曲や円弧状に形成するのが好ましい。
【００１７】
さらに、上記したスライドプレート１０ａ・１０ｂ・１０ｃには、図３に示したようにそれぞれロック穴ｈが、またスライドプレート１０ａ・１０ｂ・１０ｃがスライドする屈曲本体部７の対応個所にはそれぞれピン穴Ｈが形成され、しかも該ピン穴Ｈ内には押圧バネＳを介して常時スライドプレート１０ａ・１０ｂ・１０ｃに向けて付勢されたロックピンＰが装入されており、図３（Ａ）の状態から同図（Ｂ）のように屈曲本体部７の光ファイバ押え１１ａ・１１ｂ・１１ｃが凹部８ａ・８ｂ・８ｃ内にそれぞれ進入した際に、上記したロックピンＰが押圧バネＳに押されてスライドプレート１０ａ・１０ｂ・１０ｃのロック穴ｈ内に嵌入し、スライドプレート１０ａ・１０ｂ・１０ｃをロックして戻りを阻止するようになっている。
【００１８】
さらに光ファイバ押え１１ａ・１１ｂ・１１ｃを作動させるケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃは、細いワイヤーあるいは樹脂コードなどが用いられ、一端をスライドプレート１０ａ・１０ｂ・１０ｃの、それぞれの末端部（図２において上端部）に固定させるとともに、壁面４ａに取り付けたプーリ１２ａ・１２ｂ・１２ｃを介してケーブルヤード室４ｂ内を通過し、他端をそれぞれ例えば図３にあらわしたような落石監視領域に張られたワイヤー等索道１５ｂの一部等、監視領域における変位測定対象部分に固定させる。
【００１９】
なおこの場合において、ケーブル１３ａはそのままケーブルヤード室４ｂ内を直線的に通過し、筐体３の側面枠３ｂを貫通して他端を監視領域に張られたワイヤー等索道１５ｂの一部等、監視領域における変位測定対象部分に固定させるが、ケーブル１３ｂについてはケーブルヤード４ｂ内において、壁面４に等間隔に形成されたストッカー杭１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・１４ｄのそれぞれに支承させて弛みを持たせ、さらにケーブル１３ｃについては上記各トッカー杭１４ａ・１４ｂ・１４ｃ・１４ｄのそれぞれに対し、さらにより一層大きな弛みをもたせて支承させることにより、変位測定対象部分の変位量に応じて各光ファイバ屈曲手段の作動時期が異なるべくケーブルの長さを異ならしめてある。
【００２０】
上記した構成において、例えば監視領域として、がけ崩れ等落石監視領域に応用した図３の実施例について具体的な作動を説明すると、この場合には落石監視領域にワイヤー等索道１５ａおよび１５ｂがそれぞれ一端を固定し、落石により負荷がかかった際に互いにスリップして伸びるようにクランプ手段１６ａ・１６ｂおよび１７ａ・１７ｂにより結合されており、ケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃの各自由端部がケーブルピンａ・ｂ・ｃを介してワイヤー等索道１５ｂの結合用固定具１８にそれぞれ連結されている。
【００２１】
この場合に、上記した落石監視領域に落石があった場合、落石量に応じてワイヤー等索道１５ａと１５ｂに負荷がかかって相互の結合部に伸びを生じ、ワイヤー等索道１５ａと１５ｂとの結合部における一部の間隔Ｄが次第に狭まってくる。  その際にワイヤー等索道１５ｂの伸びを生じてこれに結合されているケーブル１３ａが図３において右矢印方向に引かれ、これに伴ってスライドプレート１０ａを介して光ファイバ押え１１ａが光ファイバＦの一部を凹部８ａ内に押圧進入させて光ファイバに湾曲部を形成し、ＯＴＤＲ測定器による変位測定がおこなわれる。
【００２２】
この場合において、変位測定対象部分にケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃの一端を固定させる手段として固定具１８が用いられており、ケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃのそれぞれの端部にケーブルピンａ・ｂ・ｃが固定され、該ケーブルピンａ・ｂ・ｃを固定具１８に対して、一定の引張力に達した際に容易に固定具１８から外れるように係合させてあり、変位測定対象部分の変位による過剰な引っ張りによって、他の監視領域に繋がるケーブルまでも影響を与えることがなく、さらに継続した監視を可能としている。
【００２３】
すなわち固定具１８には図５にもあらわされているように、異なる長さのケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃがケーブルピンａ・ｂ・ｃを介してそれぞれ接続されており、監視領域に張られたワイヤー等索道１５ｂの一部等、監視領域における変位測定対象部分にケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃの一端を固定させる手段として、変位測定対象部分に固定具１８が取り付けられている。
【００２４】
さらに該固定具１８には上記ケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃの本数に対応した数のピン穴１８ａ・１８ｂ・１８ｃが形成されており、ケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃの各端部に取り付けたところの、ケーブルの長さ方向に対して交差方向に向けた係止孔（図示省略）を有するケーブルピンａ・ｂ・ｃを上記ピン穴１８ａ・１８ｂ・１８ｃ内に装入するとともに、上記係止孔内にはケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃが変位測定対象部分の変位による過剰な引っ張り力で引っ張られた際に容易に剪断される程度の剪断強度を有する係止ピン（図示省略）を装入してケーブルピンａ・ｂ・ｃを固定具１８に係止させてなり、これによって各ケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃが、それぞれ一定の張力を得たときにピンａ・ｂ・ｃが外れ、ケーブル１３ａ・１３ｂ・１３ｃおよび光センサ部の破損を防ぐことができ、安全かつ確実な計測をおこなうことができる。
【００２５】
落石監視領域における落石量がさらに増加すると、ケーブルヤード４ｂ内において弛んでいたケーブル１３ｂが次第に伸びて緊張され、光ファイバ押え１１ｂによって光ファイバＦのさらに別の箇所が凹部８ｂ内に押圧進入されて光ファイバＦに別の湾曲部を形成し、ＯＴＤＲ測定器によるより大きな変位発生が検出される。
【００２６】
さらに落石監視領域における落石量がより一層増加すると、ケーブルヤード４ｂ内において大きく弛んでいたケーブル１３ｃが次第に伸びて緊張され、光ファイバ押え１１ｃによって光ファイバＦのさらに別の箇所が凹部８ｃ内に押圧進入されて光ファイバＦに別の湾曲部を形成し、ＯＴＤＲ測定器によるよりさらに大きな変位発生が検出される。
【００２７】
なお上記の実施例においては、光ファイバＦに対し直交方向に臨ませて形成した凹部８および該凹部８内に光ファイバＦを押圧進入させて光ファイバＦに湾曲部を形成する光ファイバ屈曲手段が、光ファイバの長さ方向に向けて３対形成され、しかも変位測定対象部分の変位量に応じて各光ファイバ屈曲手段の作動時期が異なるべくケーブルの長さを異ならしめてなるものであるが、上記した凹部８および該凹部８内に光ファイバＦを押圧進入させる光ファイバ押え１１が一対のみであっても目的とする監視領域の変状監視が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例である変状監視システムの要部正面図。
【図２】図１におけるセンサ室内のセンサ部拡大図。
【図３】図１におけるＡーＡ部分の拡大断面図。
【図４】本発明の変状監視システムをがけ崩れ等落石監視領域に適用した場合の実施例をあらわした説明図。
【図５】図４におけるＢ部分の拡大図。
【符号の説明】
【００２９】
１      ＯＴＤＲ測定器
２      光センサ部
３      筐体
４      壁面
４ａ    センサ室
４ｂ    ケーブルヤード室
５      仕切り枠
６      光ファイバ屈曲手段
７      屈曲本体部
８      凹部
９      開口堤
１０    スライドプレート
１１    光ファイバ押え
１２    プーリ
１３    ケーブル
１４    ストッカー杭
１５    ワイヤー等索道
１６    クランプ手段
１７    クランプ手段
１８    固定具
ａ      ケーブルピン
ｂ      ケーブルピン
ｃ      ケーブルピン
ｈ      ロック穴
Ｈ      ピン穴
Ｐ      ロックピン
Ｓ      バネ