(57)【要約】【課題】交通規制を行うことなく、走行する点検車両から伸縮装置の故障を検出できる伸縮装置の故障検知システム及び伸縮装置を提供する。【解決手段】点検車両１が橋梁３上を走行する際に、モニタ装置２のアンテナ２７から第１周波数の電磁波を輻射し、伸縮装置４に設けられている検知装置５が、第１周波数の電磁波を受波し、この電磁波のエネルギーによって駆動する。さらに、検知装置５によって、伸縮装置４の所定部分の振動数が検出されて検出結果が第２周波数の電磁波を用いて送信される。検知結果を受信したモニタ装置２は、この検知結果に基づいて、伸縮装置４の故障を検出する。従って、橋梁３上で点検車両１を走行させている間に各伸縮装置４の故障検出をおこなうことができる。【選択図】  図１
2004190264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の繋ぎ目部分に設けられた伸縮装置の故障を前記橋梁上を走行する点検車両から検知する伸縮装置の故障検知システムであって、
前記伸縮装置或いは前記伸縮装置の近傍の少なくとも何れか一方に設けられた検知装置と、
前記点検車両に設けられたモニタ装置とを備え、
前記検知装置は、
第１周波数の電磁波を受波し、該電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段と、
前記電気エネルギーによって駆動し、周囲の所定物理量を検出して該検出した物理量に対応する電気信号を出力するセンサ部と、
前記電気エネルギーによって駆動し、前記センサ部から出力される電気信号に基づいて前記物理量の検出結果を検知情報として第２周波数の電磁波を用いて送信する送信手段とを備え、
前記モニタ装置は、
前記第１周波数の電磁波を輻射する電磁波輻射手段と、
前記第２周波数の電磁波を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信した電磁波から前記検知情報を検出する手段と、
前記検知情報に基づいて、前記伸縮装置の故障を検出する故障検出手段とを備えている
ことを特徴とする伸縮装置の故障検知システム。
【請求項２】
前記検知装置のセンサ部は、前記伸縮装置の所定部分に設けられ、前記所定部分の歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値のうちの何れかを前記物理量として検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項３】
前記モニタ装置は、前記伸縮装置に異常がない状態で使用されているときの、定常状態及び非定常状態のそれぞれにおける前記検出結果を基準値として記憶している基準値記憶手段を有し、
前記故障検出手段は、前記基準値と前記検出結果とを比較することにより故障を検出する故障検出手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項４】
前記モニタ装置の電磁波輻射手段は、駆動開始後に、所定の時間間隔Ｔ１で所定時間ｔ１だけ前記第１周波数の電磁波を輻射する
ことを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項５】
前記検知装置は、前記電気エネルギーが供給されて駆動している間に、前記検出結果を複数回送信する
ことを特徴とする請求項４に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項６】
前記第１周波数と前記第２周波数は同一周波数に設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項７】
前記第１周波数と前記第２周波数は互いに異なる周波数に設定されており、
前記モニタ装置の電磁波輻射手段は、駆動開始後に、連続して前記第１周波数の電磁波を輻射する手段を有し、
前記検知装置は、前記電気エネルギーが供給されて駆動している間、所定の時間間隔Ｔ２で前記検出結果を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項８】
少なくとも前記検知装置のセンサ部は、前記伸縮装置を前記橋梁に固定する固定部材内に埋設され、前記固定部材の、歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値のうちの何れかを前記物理量として検知する
ことを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項９】
前記固定部材がコンクリートであることを特徴とする請求項８に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項１０】
前記伸縮装置は前記検知装置を複数個備え、
各検知装置は、個々に固有の識別情報を記憶している識別情報記憶手段を有すると共に、
前記検知装置の送信手段は、前記検出結果と共に前記識別情報を送信する手段を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項１１】
前記センサ部は、振動センサを有し、周囲の所定時間内の振動数を前記物理量として検出して該検出した物理量に対応する電気信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の伸縮装置の故障検知システム。
【請求項１２】
橋梁の繋ぎ目部分に設けられる伸縮装置であって、
第１周波数の電磁波を受波し、該電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段と、
前記電気エネルギーによって駆動し、周囲の所定物理量を検出して該検出した物理量に対応する電気信号を出力するセンサ部と、
前記電気エネルギーによって駆動し、前記センサ部から出力される電気信号に基づいて前記物理量の検出結果を検知情報として第２周波数の電磁波を用いて送信する送信手段とを有する検知装置を備えている
ことを特徴とする伸縮装置。
【請求項１３】
前記センサ部は、前記伸縮装置の所定部分に設けられ、前記所定部分の歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値のうちの何れかを前記物理量として検知する
ことを特徴とする請求項１２に記載の伸縮装置。
【請求項１４】
前記検知装置は、前記電気エネルギーが供給されて駆動している間、所定の時間間隔Ｔ２で前記検出結果を複数回送信する
ことを特徴とする請求項１２に記載の伸縮装置。
【請求項１５】
前記検知装置のセンサ部は、前記伸縮装置を構成するゴム部材に埋設され、前記ゴム部材の、歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度のうちの何れかを前記物理量として検知する
ことを特徴とする請求項１２に記載の伸縮装置。
【請求項１６】
前記検知装置のセンサ部は、前記伸縮装置を構成する金属製のアンカーバー或いはアンカーバーに連結されている金属部材のうちの少なくとも何れか一方に装着され、前記アンカーバー或いは前記金属部材の、歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度のうちの何れかを前記物理量として検知する
ことを特徴とする請求項１２に記載の伸縮装置。
【請求項１７】
前記伸縮装置は内部に空洞部を有し、
前記検知装置のセンサ部は、空洞部内の底部に設けられ、前記空洞部の底部に水分が溜まっているか否かを前記物理量として検知する手段を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の伸縮装置。
【請求項１８】
前記検知装置を複数個備え、
各検知装置は、個々に固有の識別情報を記憶している識別情報記憶手段を有すると共に、
前記検知装置の送信手段は、前記検出結果と共に前記識別情報を送信する手段を有する
ことを特徴とする請求項１２に記載の伸縮装置。
【請求項１９】
前記センサ部は、振動センサを有し、周囲の所定時間内の振動数を前記物理量として検出して該検出した物理量に対応する電気信号を出力する
ことを特徴とする請求項１２に記載の伸縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伸縮装置の故障検知システム及び伸縮装置に関し、特に橋梁などの繋ぎ目部分に用いる伸縮装置の故障検知システム及び伸縮装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、橋梁の建設は、橋脚などの下部構造の上に橋桁などの上部構造を建設し、この橋桁間を伸縮装置によって連結した構造となっており、上部構造は、車両荷重、交通振動、温度変化などで変形・伸縮し、下部構造も地震などで変位する。
【０００３】
このため、周囲の温度変化による橋桁の伸縮による歪みを吸収するするために、例えば実開昭６０−７６１０６号公報に開示されるような伸縮装置が用いられている。
【０００４】
この伸縮装置は、２つの橋桁のそれぞれに固定される部材間をゴム等の伸縮部材によって連結するものであり、この伸縮装置をクッション材として前述した変化によって起きる歪みを吸収し、構造物の損傷を防いでいる。
【０００５】
また、このような伸縮装置は半永久的に使用できるものではなく、磨耗や劣化を生じるため、定期的な人手による見回りを行い、損傷等を生じている伸縮装置は交換される。
【０００６】
また、定期的な人手による見回りを不要とするための異常診断装置が特開２００２−２５７６２５号公報に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】実開昭６０−７６１０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５７６２５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、橋梁等の構造物に使用される伸縮装置は、経年劣化や環境条件、車両走行に伴う繰り返し負荷等により劣化し、摩耗、亀裂腐食等の故障が生じる。これらの故障の進行は構成部材の強度低下を誘発し、最終的には装置破損に至り、通行車両が被災するなどの２次災害が発生する恐れもある。
【０００９】
また、ゴム製の伸縮装置は、車両の通過に伴うタイヤとの接触により摩耗が進行する。荷重支持鋼板がゴムに被覆されたタイプの伸縮装置ではゴムの摩耗により荷重支持鋼板が露出すると、荷重支持鋼板が腐食する。この荷重支持鋼板の腐食は、荷重支持鋼板とゴムとの剥離を誘発し、最終的には荷重支持鋼板が分離したり、飛散したりするに至り、第３者に被害を及ぼす災害が発生する恐れがある。また、路面側ゴムの摩耗により、伸縮装置の表面と橋桁の舗装面との間に過度の段差が発生することもある。
【００１０】
従来は上記災害の発生防止のために、目視にて点検が実施されており、詳細点検を実施するためには交通規制が必要である。また、装置内部に発生している故障の発見は難しく、故障発生を発見できないために、２次災害を予防できないこともある。さらに、荷重支持鋼板が露出する前に補修することが必要であるが、ゴムの被覆厚を判断することは困難なことである。
【００１１】
また、伸縮装置内部に発生している漏水の発見は難しく、漏水発生を発見できないがために、２次災害を予防できない事例が発生している。
【００１２】
また、ボルト或いはナットにて路面より締結するタイプの鋼製及びゴム製の伸縮装置は、車両通過に伴う繰り返し負荷、振動等によりボルト或いはナットに緩みが生じることがある。緩みにより伸縮装置本体は振動、バタツキを起こすようになると、さらに緩みはひどくなり、ボルト或いはナットは脱落、最終的には本体が脱落、飛散し、第３者に被害を及ぼす災害が発生する恐れがある。
【００１３】
このようなタイプの伸縮装置の場合、従来は目視点検やハンマーによる打音点検が実施されている。しかし、点検を実施するためには交通規制が必要であることはもちろんのこと、異常打音の判定基準は別途製作したサンプルにて決められ、人間の聴覚によるもので、点検者には個人差が必然的に生じてくる。
【００１４】
さらに、伸縮装置を橋桁に固定するための後打ちコンクリートが、経年劣化や環境条件、車両通過に伴う繰り返し負荷等により劣化し、亀裂、欠け等の損傷が発生する場合がある。後打ちコンクリートの損傷により伸縮装置側面へ雨水等が浸水し、伸縮装置が腐食していく場合がある。このような腐食の進行は鋼製部材の強度低下を誘発し、最終的には伸縮装置の破損に至り、第３者に被害を及ぼす災害が発生する恐れがある。
【００１５】
このような後打ちコンクリートの点検も目視にて実施されており、詳細点検を実施するためには交通規制が必要である。後打ちコンクリートに発生している亀裂の深さ等の推測は困難である。
【００１６】
また、上記従来例の特開２００２−２５７６２５号公報に開示されている異常診断装置は装置設備にコストがかかりすぎて実用的ではない。
【００１７】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、交通規制を行うことなく、走行する点検車両から伸縮装置の故障を検出できる伸縮装置の故障検知システム及び伸縮装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、橋梁の繋ぎ目部分に設けられた伸縮装置の故障を前記橋梁上を走行する点検車両から検知する伸縮装置の故障検知システムであって、前記伸縮装置或いは前記伸縮装置の近傍の少なくとも何れか一方に設けられた検知装置と、前記点検車両に設けられたモニタ装置とを備え、前記検知装置は、第１周波数の電磁波を受波し、該電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段と、前記電気エネルギーによって動作し、周囲の所定物理量を検出して該検出した物理量に対応する電気信号を出力するセンサ部と、前記電気エネルギーによって動作し、前記センサ部から出力される電気信号に基づいて前記物理量の検出結果を検知情報として第２周波数の電磁波を用いて送信する送信手段とを備え、前記モニタ装置は、前記第１周波数の電磁波を輻射する電磁波輻射手段と、前記第２周波数の電磁波を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信した電磁波から前記検知情報を検出する手段と、前記検知情報に基づいて、前記伸縮装置の故障を検出する故障検出手段とを備えている伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００１９】
本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、点検車両が橋梁上を走行する際に、モニタ装置の電磁波輻射手段から第１周波数の電磁波が輻射されると、伸縮装置に設けられている検知装置は、前記第１周波数の電磁波を受波し、該電磁波のエネルギーをエネルギー変換手段によって電気エネルギーに変換し、検知装置は、この電気エネルギーによって動作する。
【００２０】
さらに、検知装置のセンサ部によって、周囲の所定物理量が検出されて該検出された物理量に対応する電気信号が出力され、送信手段によって、センサ部から出力される電気信号に基づいて前記物理量の検出結果が検知情報として第２周波数の電磁波を用いて送信される。
【００２１】
また、モニタ装置は、受信手段によって、検知装置から送信された第２周波数の電磁波を受信し、受信した電磁波から検知情報を検出し、この検知情報に基づいて、故障検出手段により前記伸縮装置の故障を検出する。
【００２２】
従って、橋梁上で点検車両を走行させている間に各伸縮装置の故障検出をおこなうことができる。
【００２３】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記検知装置のセンサ部は、前記伸縮装置の所定部分に設けられ、前記所定部分の歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値のうちの何れかを前記物理量として検知する伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００２４】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、前記物理量として、所定部分の歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値が検出される。
【００２５】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記モニタ装置は、前記伸縮装置に異常がない状態で使用されているときの、定常状態及び非定常状態のそれぞれにおける前記検出結果を基準値として記憶している基準値記憶手段を有し、前記故障検出手段は、前記基準値と前記検出結果とを比較することにより故障を検出する故障検出手段を有する伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００２６】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、モニタ装置における基準値記憶手段に、伸縮装置に異常がない状態で使用されているときの、定常状態及び非定常状態のそれぞれにおける前記検出結果が基準値として記憶されており、故障検出手段によって、前記基準値と前記検出結果とが比較されて伸縮装置の故障が検出される。
【００２７】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記モニタ装置の電磁波輻射手段は、駆動開始後に、所定の時間間隔Ｔ１で所定時間ｔ１だけ前記第１周波数の電磁波を輻射する伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００２８】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、モニタ装置の電磁波輻射手段によって、所定の時間間隔Ｔ１で所定時間ｔ１だけ第１周波数の電磁波が輻射される。これにより、検知装置が検出範囲内、例えば、モニタ装置から輻射される電磁波を受信でき且つ前記時間ｔ１で駆動に十分なエネルギーを取得できる範囲内に存在する場合は、モニタ装置は前記時間間隔Ｔ１毎に検出結果を受信することができる。
【００２９】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記検知装置は、前記電気エネルギーが供給されて駆動している間に、前記検出結果を複数回送信する伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００３０】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、モニタ装置は前記時間間隔Ｔ１毎に検出結果を複数回受信することが可能になるので、検知装置から送信される検知結果を確実に受信可能になる。
【００３１】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記第１周波数と前記第２周波数は同一周波数に設定されている伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００３２】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、第１周波数と第２周波数が同一周波数に設定され、モニタ装置と検知装置との間の通信が１つの周波数を用いて行われる。
【００３３】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記第１周波数と前記第２周波数は互いに異なる周波数に設定されており、前記モニタ装置の電磁波輻射手段は、駆動開始後に、連続して前記第１周波数の電磁波を輻射する手段を有し、前記検知装置は、前記電気エネルギーが供給されて駆動している間、所定の時間間隔Ｔ２で前記検出結果を送信する伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００３４】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、モニタ装置の電磁波輻射手段によって連続して電磁波が輻射される。これにより、検知装置が検出範囲内、例えば、モニタ装置から輻射される第１周波数の電磁波を受信でき且つ駆動に十分なエネルギーを取得できる範囲内に存在する場合は、モニタ装置は前記時間間隔Ｔ２で検出結果を受信することができる。
【００３５】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、少なくとも前記検知装置のセンサ部は、前記伸縮装置を前記橋梁に固定する固定部材内に埋設され、前記固定部材の、歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値のうちの何れかを前記物理量として検知する伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００３６】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、少なくとも検知装置のセンサ部が、伸縮装置を橋梁に固定する固定部材内、例えば伸縮装置を橋梁に固定する後打ちコンクリート内に埋設され、この固定部材の、歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値のうちの何れかが物理量として検知される。これにより、固定部材の劣化や破損を検出することができ、固定部材の劣化や破損によって引き起こされる伸縮装置の故障発生を未然に防ぐことが可能になる。
【００３７】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記固定部材がコンクリートである伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００３８】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、前記固定部材が上記のような後打ちコンクリートであり、少なくとも検知装置のセンサ部がこのコンクリート内に埋設される。
【００３９】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記伸縮装置は前記検知装置を複数個備え、各検知装置は、個々に固有の識別情報を記憶している識別情報記憶手段を有すると共に、前記検知装置の送信手段は、前記検出結果と共に前記識別情報を送信する手段を有する伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００４０】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、１つの伸縮装置に複数個の検知装置が設けられ、各検知装置によって検出結果と共に識別情報が送信される。これにより、モニタ装置はこれらの検知装置を個々に固有の識別情報によって識別可能となる。
【００４１】
また、本発明は、上記伸縮装置の故障検知システムにおいて、前記センサ部は、振動センサを有し、周囲の所定時間内の振動数を前記物理量として検出して該検出した物理量に対応する電気信号を出力する伸縮装置の故障検知システムを提案する。
【００４２】
上記本発明の伸縮装置の故障検知システムでは、センサ部の振動センサによって伸縮装置の所定部位の振動数が検出され、この振動数が検出結果として送信される。伸縮装置に部分的な異常、例えば亀裂や、破損、腐食、剥がれ、欠け等の異常が発生した場合、その振動数が大きく変化するため、振動数の変化を検出することにより伸縮装置の故障を検知することができる。
【００４３】
また、本発明は、上記の目的を達成するために、上記システムで使用可能な伸縮装置として、橋梁の繋ぎ目部分に設けられる伸縮装置であって、第１周波数の電磁波を受波し、該電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー変換手段と、前記電気エネルギーによって動作し、周囲の所定物理量を検出して該検出した物理量に対応する電気信号を出力するセンサ部と、前記電気エネルギーによって動作し、前記センサ部から出力される電気信号に基づいて前記物理量の検出結果を検知情報として第２周波数の電磁波を用いて送信する送信手段とを有する検知装置を備えている伸縮装置を提案する。
【００４４】
本発明の伸縮装置は検知装置を備え、該検知装置は受波した第１周波数の電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換して、該電気エネルギーによって動作する。また、伸縮装置に故障や破損或いは亀裂等が生じたときに、これに伴って変化する物理量が検知装置のセンサ部によって検出され、前記物理量の検出結果が検知情報として第２周波数の電磁波を用いて送信手段によって送信される。
【００４５】
従って、伸縮装置の外部から前記第１周波数の電磁波を検知装置に向けて輻射することにより検知装置を駆動させることができ、検知装置から送信される第２周波数の電磁波を受信することにより前記物理量の検出結果を取得することで、この検出結果に基づいて伸縮装置の故障を検知することができる。
【００４６】
また、本発明は、上記伸縮装置において、前記検知装置は、前記電気エネルギーが供給されて駆動している間、所定の時間間隔Ｔ２で前記検出結果を複数回送信する伸縮装置を提案する。
【００４７】
上記本発明の伸縮装置では、前記検知装置に前記電気エネルギーが供給されて検知装置が駆動している間、検知装置によって所定の時間間隔Ｔ２で検出結果が複数回送信される。
【００４８】
また、本発明は上記伸縮装置において、前記センサ部は、前記伸縮装置の所定部分に設けられ、前記所定部分の歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値の内の何れかを前記物理量として検知する伸縮装置を提案する。
【００４９】
上記本発明の伸縮装置では、前記物理量として、所定部分の歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度、電気抵抗値が検出される。
【００５０】
また、本発明は、上記伸縮装置において、前記検知装置のセンサ部は、前記伸縮装置を構成するゴム部材に埋設され、前記ゴム部材の、歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度のうちの何れかを前記物理量として検知する伸縮装置を提案する。
【００５１】
上記本発明の伸縮装置では、検知装置のセンサ部によって伸縮装置のゴム部材の歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度のうちの何れかが検出され、この検出結果が送信される。伸縮装置のゴム部材に部分的な異常、例えば亀裂や、破損、腐食、剥がれ、欠け等の異常が発生した場合、その歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度のうちの何れかが大きく変化するため、これの変化を検出することにより伸縮装置の故障を検知することができる。
【００５２】
また、本発明は、上記伸縮装置において、前記検知装置のセンサ部は、前記伸縮装置を構成する金属製のアンカーバー或いはアンカーバーに連結されている金属部材のうちの少なくとも何れか一方に装着され、前記アンカーバー或いは前記金属部材の、歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度のうちの何れかを前記物理量として検知する伸縮装置を提案する。
【００５３】
上記本発明の伸縮装置では、検知装置のセンサ部によって伸縮装置のアンカーバー或いはアンカーバーに連結されている金属部材のうちの少なくとも何れかの歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度のうちの何れかが検出され、この検出結果が送信される。伸縮装置のアンカーバー或いはアンカーバーに連結されている金属部材のうちの少なくとも何れかに部分的な異常、例えば亀裂や、破損、腐食、剥がれ、欠け等の異常が発生した場合、その歪み度、所定時間内の振動数、振動加速度のうちの何れかが大きく変化するため、これの変化を検出することにより伸縮装置の故障を検知することができる。
【００５４】
また、本発明は、上記伸縮装置において、前記伸縮装置は内部に空洞部を有し、前記検知装置のセンサ部は、空洞部内の底部に設けられ、前記空洞部の底部に水分が溜まっているか否かを前記物理量として検知する手段を有する伸縮装置を提案する。
【００５５】
上記本発明の伸縮装置では、検知装置のセンサ部によって伸縮装置内部の空洞部に水分が溜まったときに、水分が溜まったことが検出され、この検出結果が検知装置から送信される。これにより、伸縮装置にひび割れや亀裂或いは欠け等が生じて空洞部内に水分が浸透したことを検知することができる。
【００５６】
また、本発明は、上記伸縮装置において、前記検知装置を複数個備え、各検知装置は、個々に固有の識別情報を記憶している識別情報記憶手段を有すると共に、前記検知装置の送信手段は、前記検出結果と共に前記識別情報を送信する手段を有する伸縮装置を提案する。
【００５７】
上記本発明の伸縮装置では、１つの伸縮装置に複数個の検知装置が設けられ、各検知装置によって検出結果と共に識別情報が送信される。これにより、各検知装置を個々に固有の識別情報によって識別可能になると共に、伸縮装置の全体に亘った細かな故障検出が可能になる。
【００５８】
また、本発明は、上記伸縮装置において、前記センサ部は、振動センサを有し、周囲の所定時間内の振動数を前記物理量として検出して該検出した物理量に対応する電気信号を出力する伸縮装置を提案する。
【００５９】
上記本発明の伸縮装置では、センサ部の振動センサによって伸縮装置の所定部位の振動数が検出され、この振動数が検出結果として送信される。伸縮装置に部分的な異常、例えば亀裂や、破損、腐食、剥がれ、欠け等の異常が発生した場合、その振動数が大きく変化するため、振動数の変化を検出することにより伸縮装置の故障を検知することができる。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
【００６１】
図１は本発明の第１実施形態における伸縮装置の故障検知システムを示す構成図である。第１実施形態におけるシステムは、モニタ装置を備えた点検車両を走行させ、橋梁を通過することによって橋梁に設けられている伸縮装置の故障を自動的に検知することができるシステムである。
【００６２】
図１において、１は点検車両、２はモニタ装置で、装置本体２０と送受信アンテナ２１，２７から構成される。３は橋梁の路面、４は伸縮装置、５は検知装置である。伸縮装置４は後打ちコンクリート等の固定部材６によって橋梁の繋ぎ目部分、すなわち隣り合う橋桁を連結する部分に固定されている。また、検知装置５は、伸縮装置４の故障検出を行えるような所定部位に設けられている。
【００６３】
図２は第１実施形態における伸縮装置４を示す外観斜視図、図３は第１実施形態における伸縮装置４を示す平面図、図４は図３におけるＡ−Ａ線矢視方向断面図、図５は図３におけるＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。
【００６４】
これらの図において、４１は本体ゴム、４２ａ及び４２ｂは本体ゴム４１の幅方向両側の底面に固定された直方体形状の鋼板からなる定着板、４３は幅方向中央部に埋設された直方体形状の鋼板からなる荷重支持鋼板である。
【００６５】
４４は鉄鋼などの金属製のアンカーボルトで、略Ｌ型をなし、伸縮装置４の幅方向両側に突き出すように複数個設けられている。アンカーボルト４４の一端にはネジ溝が形成され、その一端が定着板４２ａ，４２ｂ及び本体ゴム４１に設けられた挿入孔に挿入されて、ナット挿入孔４５に挿入されたナット４６によって定着板４２ａ，４２ｂ及び本体ゴム４１に固定されている。
【００６６】
４７は、２つの定着板４２ａ，４２ｂ間に、伸縮装置４の長手方向に延びるように本体ゴム４１の底面に形成された凹部である。
【００６７】
４８ａ及び４８ｂは、本体ゴム４１の表面に形成された溝で、本体ゴム４１の幅方向の両側に設けられ、波形に蛇行して伸縮装置４の長手方向に延びるように形成されている。
【００６８】
４９ａ及び４９ｂは、本体ゴム４１の表面に形成された溝で、本体ゴムの４１の幅方向の中央部に、長手方向に延びるように形成されている。
【００６９】
（第１実施例）
第１実施形態における第１実施例では、図６に示すように、伸縮装置４の凹部４７に１個以上の検知装置５が装着され、検知装置５によって本体ゴム４１の所定時間内の振動数を検出できるようになっている。
【００７０】
図７は、第１実施形態における第１実施例のモニタ装置２の電気系回路を示すブロック図である。図において、２はモニタ装置で、受信用アンテナ２１、受信部２２、中央処理部２３、キーボード２４、表示部２５、発信部２６、送信用アンテナ２７、及びこれらへ電源を供給する電源部２８から構成されている。ここで、本発明におけるモニタ装置とは、後述するように検知装置５に対して第１の周波数の電磁波を輻射し、これに伴って検知装置５から送信される第２の周波数の電磁波を受信することにより、検知装置５が検知した検出結果を検知情報として取得し、この検知情報に基づいて伸縮装置４の異常、すなわち故障を検出する装置を言う。
【００７１】
モニタ装置２の装置本体２０は運転席近傍に配置され、受信用アンテナ２１と送信用アンテナ２７はアンテナユニットとして点検車両１の底部に固定されている。
【００７２】
また、モニタ装置２の受信部２２は、受信機２２１とアナログ／ディジタル（以下、Ａ／Ｄと称する）変換回路２２２から構成され、受信器２２１の入力側は受信用アンテナ２１に接続され、例えば３００ＭＨｚ（第２周波数）の電磁波を受信し、これを検波した後、Ａ／Ｄ変換回路２２２を介して中央処理部２３に出力する。
【００７３】
中央処理部２３は、周知のＣＰＵ２３１及びメモリ２３２から構成され、メモリ２３２に記憶されているプログラムによって故障検出処理を行う。ＣＰＵ２３１はキーボード２４から入力された命令に基づいて、受信部２２から入力した上記検知情報をメモリ２３２に記憶すると共に、メモリ２３２に予め記憶されているデータベースの情報及び上記受信した検知情報に基づいて、伸縮装置４の状態情報を表示部２５に表示する。
【００７４】
ここで、上記データベースには、各伸縮装置４のセリアルナンバーとその設置場所及びそれに設けられている検知装置５の識別情報並びに各検知装置５の検知情報の基準値が対応づけられて格納されている。前記検知情報の基準値としては、車両通行がないときの定常値すなわち定常状態における検出結果と、車両通行があるときの非定常値すなわち非定常状態における検出結果の情報が格納されている。
【００７５】
ＣＰＵ２３１は、取得した検知情報を各検知装置５毎に受信した日時情報に対応づけてメモリ２３２に記憶すると共に、検知情報に含まれる検出結果とデータベースに記憶されている基準値とを比較して、各検知装置５の検出結果が異常であるか否かを判定し、その判定結果を各検知装置５毎にメモリ２３２に記憶する。
【００７６】
上記中央処理部２３が表示部に表示する状態情報としては、例えば、伸縮装置４のセリアルナンバーとその設置場所及びそれに設けられている検知装置５の識別情報並びに各検知装置５の検出結果が異常であるか正常であるかの情報が表示される。
【００７７】
さらに、発信部２６はＣＰＵ２３１からの制御信号に基づいて、例えば１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ（第１周波数）の電磁波を送信用アンテナ２７を介して外部に連続して輻射すると共に、所定時間間隔Ｔ１で搬送波に所定の送信命令をのせて送信する。ここで、発信部２６による高周波出力は、微小なものであり、本実施例では送信用アンテナ２７から例えば半径５ｍ以内に存在する検知装置５に対して駆動用のエネルギーを供給できる値に設定されている。また、上記送信命令の送信時間間隔Ｔ１は、例えば基準値としては３００ｍｓに設定されており、キーボード２４からの命令入力によって変更できるようになっている。
【００７８】
図８は、第１実施形態における第１実施例の検知装置５の電気系回路を示すブロック図である。図において、５１は送受信用のアンテナ、５２は電子スイッチ、５３は整流回路、５４は検波部、５５はセンサ部、５６は中央処理部、５７は発信部である。
【００７９】
アンテナ５１は、前述した１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ（第１周波数）及び３００ＭＨｚ（第２周波数）に共振するように設定されている。
【００８０】
電子スイッチ５２は、後述するＣＰＵ５６１によって切替が行われ、定常状態すなわち検知装置５が駆動していない状態では、アンテナ５１を後述する整流回路５３と検波部５４に接続する。尚、検知装置５の送受信周波数が異なる場合は、電子スイッチ５２に代えて帯域通過型フィルタ或いは低域通過型フィルタ及び広域通過型フィルタ等を組み合わせたデュープレクサを用いても良い。
【００８１】
整流回路５３は、ダイオード５３１，５３２、コンデンサ５３３、及び抵抗器５３４から構成され、周知の全波整流回路を形成している。この整流回路５３の入力側には電子スイッチ５２を介して送受信用アンテナ５１が接続され、送受信用アンテナ５１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換し、中央処理部５３、記憶部５６３及び発信部５７の駆動電源として出力するものである。
【００８２】
検波部５４は、ダイオード５４１とＡ／Ｄ変換回路５４２からなり、ダイオード５４１のアノードは電子スイッチ５２を介してアンテナ５１に接続され、カソードはＡ／Ｄ変換回路５４２を介して中央処理部５６のＣＰＵ５６１に接続されている。
【００８３】
センサ部５５は、センサ素子５５１とＡ／Ｄ変換回路５５２から構成されている。本実施例ではセンサ素子５５１として自己のかかる加速度の変化を検出する振動センサを用い、センサ素子５５１から加速度に対応するアナログ電気信号がＡ／Ｄ変換回路５５２に出力される。Ａ／Ｄ変換回路５５２は、センサ素子５５１から入力した電気信号の値をディジタル値に変換して中央処理部５６に出力する。
【００８４】
中央処理部５６は、周知のＣＰＵ５６１、ディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換回路５６２及び記憶部５６３から構成され、ＣＰＵ５６１は電源が供給されて駆動するとＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなる記憶部５６３内に記憶されているプログラムに従って動作する。記憶部５６３には、上記プログラムと、個々の検知装置５に固有の識別情報が記憶されている。
【００８５】
ＣＰＵ５６１は、動作を開始した後、センサ部５５から取得したディジタル値に基づいて所定時間毎に該時間内の振動数を計数すると共に、検波部５４から送信命令を受信したときに計数した振動数の情報を自己の識別情報と共にＤ／Ａ変換回路５６２を介して発信部５７に出力し、これらの情報を送信する。この情報送信時には、ＣＰＵ５６１は電子スイッチ５２を切り替えて発信部５７をアンテナ５１に接続すると共に、時間間隔Ｔ２で同じ情報を複数回繰り返して送信する。本実施例では、例えば時間Ｔ２を１０ｍｓ、繰り返し数を５回に設定している。
【００８６】
発信部５７は、発振回路５７１、変調回路５７２及び高周波増幅回路５７３から構成され、発振回路５７１によって発振された、例えば３００ＭＨｚの搬送波を、中央処理部５６から入力した情報信号に基づいて、変調回路５７２で変調して、これを高周波増幅回路５７３及び電子スイッチ５２を介してアンテナ５１に供給する。
【００８７】
上記構成よりなる故障検知システムでは、点検車両１が橋梁３上を走行する際に、モニタ装置２の送信用アンテナ２７から上記第１周波数の電磁波が輻射されると、伸縮装置４に設けられている検知装置５は、第１周波数の電磁波を受波し、この電磁波のエネルギーを整流回路５３によって電気エネルギーに変換し、検知装置５はこの電気エネルギーによって動作する。
【００８８】
さらに、検知装置５のセンサ部５５によって、本体ゴム４１の振動数が検出されて、これに対応する電気信号が出力され、検知装置５からその検出結果が検知情報として上記第２周波数の電磁波を用いて送信される。
【００８９】
これにより、モニタ装置２は、受信用アンテナ２１を介して、検知装置５から送信された第２周波数の電磁波を受信し、受信した電磁波から検知情報を検出し、この検知情報に基づいて、伸縮装置４の故障を検出する。
【００９０】
従って、橋梁３上で点検車両１を走行させている間に各伸縮装置４の故障検出をおこなうことができる。即ち、本体ゴム４１に異常が生じると本体ゴム４１の振動数が変化するので、この振動数の変化に基づいて伸縮装置４の故障を検出することができる。本体ゴム４１の異常とは、例えば、本体ゴム４１に亀裂が生じる、本体ゴム４１の表面が摩耗して厚さが薄くなる、本体ゴム４１の一部が欠ける、ナット４６が緩んで本体ゴム４１と定着板４２ａ，４２ｂとの間に隙間が生じる、本体ゴム４１と荷重支持鋼板４３との間が剥離する等の異常であり、これらの異常を生じたときに検知装置５が検出する振動数が変化する。
【００９１】
また、モニタ装置２は、上記のように所定時間間隔Ｔ１で検知情報を収集することができるので、点検車両１の前輪が伸縮装置４にかかる前、前輪が伸縮装置４上にあるとき、前輪が伸縮装置４を通過し後輪が伸縮装置４にかかる前、後輪が伸縮装置４上にあるとき、後輪が伸縮装置４を通過した後等における検出結果を全て取得することができる。
【００９２】
（第２実施例）
図９は第１実施形態における第２実施例の伸縮装置を示す断面図である。第２実施例の伸縮装置４は、その幅方向の両側に検知装置５が設けられ、これらの検知装置５は金属部材に触れないように本体ゴム４１内に埋設されている。
【００９３】
（第３実施例）
図１０は第１実施形態における第３実施例の伸縮装置を示す断面図である。第３実施例の伸縮装置４は、その幅方向の両側に検知装置５が設けられ、これらの検知装置５は定着板４２ａ，４２ｂに接触して本体ゴム４１内に埋設されている。
【００９４】
（第４実施例）
図１１は第１実施形態における第４実施例の伸縮装置の設置状態を示す断面図である。第４実施例では、伸縮装置４を橋梁に固定しているコンクリート等の固定部材６の中に検知装置５が埋設されている。これにより、主として固定部材６の異常を検知することができ、固定部材６の異常に伴う伸縮装置４の故障を防止することができる。固定部材の異常としては亀裂の発生や、アンカーボルト４４との間の剥離の発生などが挙げられる。
【００９５】
尚、上記第１実施形態の故障検知システムでは、上記第１周波数と第２周波数を異なる周波数に設定したが、これらを同一周波数としても良い。この場合、モニタ装置２は、駆動開始後に、所定の時間間隔Ｔ１で所定時間ｔ１（＜Ｔ１）だけ第１周波数の電磁波を輻射し、輻射後に受信状態に移行すればよい。また、使用周波数は上記実施例に限定されることはなく、電波法に基づく周波数の割り当て範囲内で適宜設定することが好ましい。
【００９６】
また、上記実施形態では、検知装置５はセンサ部５５を用いて、振動数を検出するようにしたが、これに限定されることはなく、伸縮装置４の異常或いは異常を引き起こす要因を検出できればよいのであって、伸縮装置４の所定部分の歪み度や、振動加速度、電気抵抗値などの物理量を検知することによって異常を検出することも可能であることは言うまでもない。
【００９７】
また、モニタ装置２に記憶しておくデータベースの情報は、伸縮装置４の設置状況に合わせて適宜設定することが望ましい。例えば、１つの伸縮装置が２車線以上に跨って設置される場合には、各車線の車両通行状況に合わせた複数の情報を基準値として記憶しておくことが望ましい。
【００９８】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
【００９９】
図１２は本発明の第２実施形態における伸縮装置７を示す外観斜視図、図１３は図１２におけるＣ−Ｃ線矢視方向断面図である。
【０１００】
図において、７は伸縮装置で、７１は伸縮ゴム、７２ａ，７２ｂはフェースプレート、７３はカバーゴム、７４はアンカーバー、７５は接続フランジである。
【０１０１】
伸縮ゴム７１は、短か手方向に上下に波形にうねりを持った形状を有し、その短か手方向の両側にフェースプレート７２ａ，７２ｂが固定され、その上部にはフェースプレート７２ａ，７２ｂの上片部との間に板状のカバーゴムが設けられている。
【０１０２】
フェースプレート７２ａ，７２ｂは、断面が略Ｔ字形状を有し、上片部の互いに対応する側面は波形にうねりを持たせて形成されている。これにより２つのフェースプレート７２ａ，７２ｂ間に波形形状の溝７６が形成されている。
【０１０３】
フェースプレート７２ａ，７２ｂの下片部の外側側面には複数の円柱鋼製のアンカーバー７４が水平方向に延びるように固定されている。さらに、フェースプレート７２ａ，７２ｂの長手方向の両端部には接続フランジ７５が設けられている。
【０１０４】
第２実施形態における伸縮装置７では、図１３に示すように、フェースプレート７２ａ，７２ｂの内側に検知装置５が固定されている。検知装置５は、フェースプレート７２ａ，７２ｂの上片部の底面及び下片部の内側面のそれぞれに固定されている。
【０１０５】
上記構成よりなる伸縮装置７は、検知装置５によってフェースプレート７２ａ，７２ｂの腐食や亀裂の発生状態、或いは、フェースプレート７２ａ，７２ｂと伸縮ゴム７１やアンカーバー７４との間の固定状態の異常を検出することができる。
【０１０６】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
【０１０７】
図１４は本発明の第３実施形態における伸縮装置８を示す外観斜視図、図１５は図１４におけるＤ−Ｄ線矢視方向断面図である。
【０１０８】
図において、８は伸縮装置で、８１は本体ゴム（止水ゴム）、８２ａ，８２ｂは断面Ｌ字形状の鋼製の側板、８３は荷重支持鋼板、８４はＵ字形状の鋼製のアンカーバー、８５は接続フランジである。
【０１０９】
本体ゴム８１は、その断面が略エ字形状をなし、上片部の両端部は伸縮性を持たせるために断面略Ｍ字形状をなし、その端部が側板８２ａ、８２ｂの上片部の内側面に固定されている。また、本体ゴム８１の下片部の両端は側板８２ａ、８２ｂの下片部の上面に固定されている。これにより本体ゴム８１と側板８２ａ、８２ｂとの間に空洞部８６ａ，８６ｂが形成されている。
【０１１０】
また、本体ゴム８１の下片部の中央部分内には板状の荷重支持鋼板８３が埋設されている。
【０１１１】
側板８２ａ，８２ｂの上片部の外側側面には複数のアンカーバー８４が水平方向に延びるように固定されている。さらに、側板８２ａ，８２ｂの長手方向の両端部には接続フランジ８５が設けられている。
【０１１２】
第３実施形態における伸縮装置８では、図１５に示すように、側板８２ａ，８２ｂの内側に形成された空洞部８６ａ，８６ｂの底面に接するように検知装置９が固定されている。
【０１１３】
検知装置９の構成は前述した第１実施形態の検知装置５の構成とほぼ同様で、検知装置５との相違点はセンサ素子５５１として電気抵抗値を検知するセンサ素子を用いたことである。このセンサ素子によって空洞部８６ａ，８６ｂ内に水がたまったことを検知できるようになっている。
【０１１４】
すなわち、例えば図１６に示すように、伸縮装置８を橋梁の橋桁連結部分に固定部材６によって固定して使用しているときに、本体ゴム８１の上片部に亀裂８９が生じて空洞部８６ｂの内部に水９０が溜まったとき、これを検知装置９によって検知することができる。これにより、本体ゴムの８１に亀裂が生じたことを検出して早期の修理を行うことができると共に、空洞部８６ｂ内に溜まった水９０による側板８２ｂの腐食等を防止することができる。
【０１１５】
前述したように、上記故障検知システムによれば、点検車両１を走行させるだけで各伸縮装置４，７，８の故障を容易に検知することができるので、従来のように交通規制を行い、人手による点検作業を行う必要がない。これにより、点検作業に要する時間の短縮を図ることができる。
【０１１６】
さらに、従来は点検作業員の経験的な感覚に頼っていた点検が不要であるので、点検作業経験の無い作業員による誤判断も無くすことができる。
【０１１７】
尚、上記実施形態および各実施例は本発明の一具体例であって、本発明がこれらの一具体例の構成のみに限定されることはなく、各実施形態或いは各実施例を組み合わせた構成も含むものであることは言うまでもないことである。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の伸縮装置の故障検知システム及び伸縮装置によれば、モニタ装置を装備した点検車両を走行し、検知装置から送信された検知情報を受信し、この検知情報に基づいて、故障検出手段により前記伸縮装置の故障を検出することができるので、従来の目視点検による故障発生の見落としがなくなるため、２次災害の発生を未然に防ぐことが可能となる。また、交通規制等を実施することなく伸縮装置の点検作業を行うことができる。さらに、従来のような目視点検に比較して、大幅に点検作業時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における伸縮装置の故障検知システムを示す構成図
【図２】本発明の第１実施形態における伸縮装置を示す外観斜視図
【図３】本発明の第１実施形態における伸縮装置を示す平面図
【図４】図３におけるＡ−Ａ線矢視方向断面図
【図５】図３におけるＢ−Ｂ線矢視方向断面図
【図６】本発明の第１実施形態における伸縮装置への検知装置の装着状態を示す断面図
【図７】本発明の第１実施形態における第１実施例のモニタ装置の電気系回路を示すブロック図
【図８】本発明の第１実施形態における第１実施例の検知装置の電気系回路を示すブロック図
【図９】本発明の第１実施形態における第２実施例の伸縮装置を示す断面図
【図１０】本発明の第１実施形態における第３実施例の伸縮装置を示す断面図
【図１１】本発明の第１実施形態における第４実施例の伸縮装置を示す断面図
【図１２】本発明の第２実施形態における伸縮装置を示す外観斜視図
【図１３】図１２におけるＣ−Ｃ線矢視方向断面図
【図１４】本発明の第３実施形態における伸縮装置を示す外観斜視図
【図１５】図１４におけるＤ−Ｄ線矢視方向断面図
【図１６】本発明の第３実施形態における伸縮装置の異常発生時の状態を説明する断面図
【符号の説明】
１…点検車両、２…モニタ装置、３…橋梁、４…伸縮装置、５…検知装置、６…固定部材、７…伸縮装置、８…伸縮装置、９…検知装置、２０…装置本体、２１…受信用アンテナ、２２…受信部、２３…中央処理部、２４…キーボード、２５…表示部、２６…発信部、２７…送信用アンテナ、２８…電源部、２２１…受信機、２２２…Ａ／Ｄ変換回路、２３１…ＣＰＵ、２３２…メモリ、４１…本体ゴム、４２ａ，４２ｂ…定着板、４３…荷重支持鋼板、４４…アンカーボルト、４５…ナット挿入孔、４６…ナット、４７…凹部、４８ａ，４８ｂ，４９ａ，４９ｂ…溝、５１…アンテナ、５２…電子スイッチ、５３…整流回路、５４…検波部、５５…センサ部、５６…中央処理部、５７…発信部、５３１，５３２…ダイオード、５３３…コンデンサ、５３４…抵抗器、５５１…センサ素子、５５２…Ａ／Ｄ変換回路、５６１…ＣＰＵ、５６２…Ｄ／Ａ変換回路、５６３…記憶部、５７１…発振回路、５７２…変調回路、５７３…高周波増幅回路、７１…伸縮ゴム、７２ａ，７２ｂ…フェースプレート、７３…カバーゴム、７４…アンカーバー、７５…接続フランジ、７６…溝、８１…本体ゴム（止水ゴム）、８２ａ，８２ｂ…側板、８３…荷重支持鋼板、８４…アンカーバー、８５…接続フランジ、８６ａ，８６ｂ…空洞部、８７…凹部、８８ａ〜８８ｄ…溝、８９…亀裂、９０…水。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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