(57)【要約】【課題】ねじれ、引張り、圧縮などの多種の応力に対して、多方向から作用する複数の応力を受けて検知する簡易型応力検知。【解決手段】内部が空気に満ちた中空で立体の形状をし、応力により変形するが、応力が解消すると復元できる、伸縮性の少ない密閉性の極めて高い素材で形成した１：受力体が多方向から作用する複数の応力を受けて該応力の増減の変化を空気圧の増減の変化に置換し、該空気圧力の増減の変化を４：小型空圧センサーが感知して電気信号を出力し、該空気圧センサーから出力した該電気信号を５：制御回路が増幅且つ安定させて外部に出力できることにより応力を検知できることで課題が解決できる。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじれ、引張り、圧縮などの応力を受けて、該応力の増減の変化を空気圧の増減の変化に置換することを目的とする中空で立体な受力体と、該空気圧の増減の変化を感知し且つ電気信号に変換し出力できる小型空圧センサーと、該小型空圧センサーから出力された該電気信号を増幅且つ安定させた該電気信号にして外部に出力できる制御回路から形成される簡易型応力検知器。
【請求項２】
上記の受力体は応力の内、ねじれ、引張り、圧縮の単一又は複数の応力を受け、且つ、作用する方向も単一方向又は多方向である応力を受けることができるように内部が空気に満ちた中空で立体の形状をし、該応力を受けると変形するが、該応力が解消すると復元できる、伸縮性の少ない密閉性の極めて高い素材で形成されることを特徴とする請求項１記載の簡易型応力検知器。
【請求項３】
上記の小型空圧センサーと制御回路に通信機と電源を一体となるよう連結し、該小型空圧センサーと該制御回路と該通信機と該電源の一体を受力体の気室に内臓されるよう配置して、該受力体を密閉すると、該受力体に応力が作用すれば、気室内圧力が増減の変化をし、該小型空圧センサーで気室内圧力の増減の変化を感知して電気信号を出力する、該制御回路で該電気信号を増幅し安定化し該通信機に出力すると、該通信機が該電気信号を通信信号に変換し外部に送信し、送信された該通信信号は遠隔地で受信機を用いて容易に受信することができる請求項１記載の簡易型応力検知器。
【請求項４】
上記受力体と小型空圧センサーの間隔を開けて、応力に干渉されないストロー状の気管を用いて該受力体と該小型空圧センサーを連結することで、該受力体と該気管が設置できるだけの空間があれば、どのような狭い場所でも応力を検知することができる。更に、通常は該受力体と該気管と該小型空圧センサーとで一つの密閉空間を保持しているが、該受力体と該気管と該小型空圧センサーは連結を脱着可能な構造に形成することで補修や部品交換や部品の再利用が可能となることを特徴とする請求項１記載の簡易型応力検知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡易型の応力検知器であり、検知する応力の増減の変化を空気圧の増減の変化に置換し、該空気圧の増減の変化を小型空圧センサーが感知して電気信号に変換し、該電気信号を制御回路で増幅且つ安定させることにより応力を安定して検知できる簡易型応力検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、応力の検知器は機械式か光学式の動作原理による方式が多く、そのほとんどがねじれ、引張り、圧縮の応力の中の一部の単一の力を検知することを目的としている。また、力の作用方向も単一の方向の検知の場合が多い。本発明のように小型空圧センサーを利用した単一又は多方向から作用する、単一又は複数の応力を検知することを目的とした簡易型応力検知器は見当たらない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように機械式や光学式の応力検知器は単一方向からの単一の種類の力の検知を目的としていることが多く、換言すれば応力の加わる方向や種類によっては検知できない応力が有り得る。ところが、自然界や一般社会において直面する力は力の複合体がほとんどで、作用する方向も様々である。故に、現社会では多種類の応力を作用する方向に関わらず検知する必要性は高い。また、防災や防犯において実際に発生した力や力の作用する方向が事前に想定した力の種類や方向と違うため防災や防犯が検知できなかったというような事態が発生することを防止するためにも、あらゆる方向の複数の応力を検知できることが好ましい。
【０００４】
更に、山中や海中や建造物の中などは平時でも事故や危険が発生し易く、距離をおいて安全な場所で山中や海中や建造物の中などの応力の検知が確認できることは非常有益である。
【０００５】
本発明は応力の作用する方向に関わらず複数の応力を検知し、構造が簡単でメンテナンスが容易、軽量小型で設置が簡単な簡易型応力検知器を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための手段として本発明は、応力を受ける目的の受力体がねじれ、引張り、圧縮の単一又は複数の応力を単一又は多方向から受けることが容易にできるように、内部が空気に満ちた中空で立体の形状をし、該応力を受けると変形するが、該応力が解消すると復元できる、伸縮性の少ない密閉性の極めて高い素材で形成されることで単一及び多方向から作用する単一及び複数の応力を受け易く出来る。
【０００７】
また、本発明は上記受力体が応力を受けると、該受力体は該応力の増減の変化を空気圧の増減の変化に置換し、該空気圧の増減の変化を小型空圧センサーが感知して電気信号に変換し、出力する該電気信号を制御回路が増幅且つ安定させて外部に出力できるようにしたことで応力を容易に検知できる。
【０００８】
また、本発明の制御回路から出力される電気信号を通信信号として送信できる通信機と電気供給の電源と本発明の小型空圧センサーと該制御回路を一体となるように連結して、受力体の内部の気室に内蔵するように配置して該受力体を密閉すると、該受力体に応力が作用すれば、気室内圧力が増減の変化をし、該小型空圧センサーで気室内圧力の増減の変化を感知し電気信号に変換し、該制御回路で該電気信号を増幅し安定化して出力し、増幅し安定化された該電気信号を該通信機が外部に通信信号として送信でき、該通信信号を受信できる受信機を用いて該応力の発生場所と離れた場所で該応力を検知確認できる。
【０００９】
更に、応力を検知するための装置全体を設置できない狭い空間では、本発明の受力体と小型空圧センサーの間隔を開けて、応力に干渉されないストロー状の気管を用いて該受力体と該小型空圧センサーを連結することで、該受力体と該気管の設置できる空間があればどこでも応力を検知することができる。また、通常は該受力体と該気管と該小型空圧センサーとで一つの密閉空間を保持しているが、該受力体と該気管と該小型空圧センサーは連結の脱着が可能な構造に形成することで補修や部品交換が容易にでき、部品の再利用が可能となることで問題を解決できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の小型空圧センサーを利用した簡易型応力検知器について図を用いて説明する。図１は、本発明の基本的構成の一例の断面図で、応力を受ける１：受力体、１の内部の２：気室、３：小型空圧センサーの圧力感知部、３を前面に有する４：小型空圧センサー、５：制御回路、５の後部に接続する６：外部端子となる各部で形成されている。
【００１１】
図１において、３：小型空圧センサーの圧力感知部は２：気室の内部圧力に直接触れる状態で接続され、１：受力体と４：小型空圧センサーで２：気室の気密は保たれる。
【００１２】
図１の１：受力体に上と下の２方向から押し圧力を加えると、図２のように１：受力体は変形し、２：気室の圧力が増加し、３：小型空圧センサーの圧力感知部で空気圧の増加の変化を感知し、４：小型空圧センサーで電気信号に変換して出力できる。該電気信号を５：制御回路で増幅且つ安定させて、接続の６：外部端子を通じて外部に増幅し安定された該電気信号を出力できる。
【００１３】
上記の流れを図３にフローチャートにして示す。
【００１４】
図４は、本発明の４：小型空圧センサーと５：制御回路に７：通信機と８：電源を一体化するよう連結し、１：受力体の内部に配置して、５：制御回路で出力する電気信号を７：通信機を通じて通信信号として発信し、該通信機の発する該通信信号を受信できる受信機を用いて、遠隔の場所で応力の検知確認をできるようにした実施例である。
【００１５】
図５は、本発明を小さな空間で使用する場合の実施例の断面図である。図５にある９：気管はストロー状で１：受力体の２：気室と３：小型空圧センサーの圧力感知部を連結し、２：気室の空気圧の増減の変化を３：小型空圧センサーの圧力感知部に伝えることができる。
【００１６】
図６は、本発明を敢えて単一方向から作用する応力を検知するための実施例の断面図で、受力体が箱型又は柱状の形をし、上底を力を受けるための面で、力を受けると変形するが、該力が解消すると復元できる、伸縮性の少ない密閉性の極めて高い素材でできた１０：受力体の受力面と、上底以外は応力の干渉を受けない素材の１１：受力体のハウジングで形成されることで１０：受力体の受力面に作用する力だけを受けることができるため、単一な方向から作用する応力を検知することができる。図７は上底上方から押し圧力を作用させた断面図で、１０：受力体の受力面は変形し、２：気室の内部圧力は増加の変化をし、４：小型空圧センサーは圧力の増加の変化を感知し電気信号に変換する。
【００１６】
図８は、本発明で利用する小型センサーの一例の回路図であり、株式会社富士セラミックス製造のＦＫＳ−１１１である。但し、空気圧の増減の変化を感知して電気信号に変換し、出力することができる小型センサーである他製品も利用可能である。
【００１７】
【発明の効果】以上に述べたように、請求項１、２に記載の発明により、単一方向及び多方向から作用するねじれ、引張り、圧縮などの単一又は複数の応力を検知することが容易に出来、従来では容易に検知できなかった応力の複合体を検知できる。
【００１８】
また、請求項３の発明により、通信機及び電源の連結により遠距離で発生する単一方向及び多方向から作用するねじれ、引張り、圧縮などの単一又は複数の応力を検知し確認できるため、自然界のあらゆる場所で安全に利用することが可能となり、これまで取得できなかった応力の情報が入手することができる。
【００１９】
更に、請求項４記載の本発明により、受力体と小型空圧センサーをストロー状の気管を用いて連結することで、受力体と気管の設置できる余地があればどのように狭い空間でも単一方向又は多方向から作用するねじれ、引張り、圧縮などの単一又は複数の応力を検知できる。その上、受力体と気管と小型空圧センサーは連結の脱着が可能な構造に形成すると、補修や部品の交換が容易にでき、部品の再利用が可能となり、コスト低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的構成の一例の断面図
【図２】【図１】の受力体に押し圧力を加えた時の断面図
【図３】【図２】のフローチャート
【図４】小型空圧センサーと制御回路に通信機と電源を連結して一体化し、受力体に内臓配置した実施例の断面図
【図５】本発明を小さな空間で使用する場合の実施例の断面図
【図６】本発明を単一方向から作用する応力の検知をする実施例の断面図
【図７】
【図６】の受力体の受力面に押し圧力を加えた時の断面図
【図８】本発明で利用する小型空圧センサーの一例の回路図
【符号の説明】
１：受力体
２：気室
３：小型空圧センサーの圧力感知部
４：小型空圧センサー
５：制御回路
６：外部端子
７：通信機
８：電源
９：気管
１０：受力体の受力面
１１：受力体のハウジング
【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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