(57)【要約】【課題】  低コストでデータの信頼性が高く、データ回収の容易な地すべり記録器を提供する。【解決手段】  本発明による地すべり記録器は、地すべりの予想される領域に２つの支点を設置し、一方の支点にはワイヤーの一端を固定するとともに、他方の支点にはプーリ８を回転可能に設置して該プーリに張力を保ってワイヤーの他端を巻き付け、記録紙３が外周に取り付けられたドラム２にプーリを接続して２つの支点間の距離変化をドラムの回転に変換するとともに、ドラムの長手方向に一定速度で移動するペン４をドラム上の記録紙に接触させることにより、２つの支点間の距離変化を記録する。特に、ドラムの回転を電気信号に変換する変換手段を設置するとともに、前記電気信号を処理する処理手段と処理されたデータを記録するメモリとを備え、該メモリに記録されているデータをメモリカード等により外部から読み出し可能とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表に２つの支点を設置し、一方の支点には線部材の一端を固定するとともに、他方の支点には回転部材を回転可能に設置して該回転部材に張力を保って前記線部材の他端を巻き付け、記録紙が外周に取り付けられたドラムに前記回転部材を接続して前記２つの支点間の距離変化を前記ドラムの回転に変換するとともに、前記ドラムの長手方向に一定速度で移動するペンをドラム上の前記記録紙に接触させることにより、前記２つの支点間の距離変化を記録する地すべり記録器において、
前記ドラムの回転を電気信号に変換する変換手段を設置するとともに、前記電気信号を処理する処理手段と処理されたデータを記録するメモリとを備え、該メモリに記録されているデータを外部から読み出し可能としたことを特徴とする地すべり記録器。
【請求項２】
請求項１に記載の地すべり記録器において、前記処理手段は処理したデータを前記メモリに定期的に記録し、該メモリの記録内容は汎用インターフェイスを介して外部に取り出し可能とするとともに、メモリカード用スロットを設けることでメモリカードにも前記メモリへの記録データと同等のデータを記録可能としたことを特徴とする地すべり記録器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の地すべり記録器において、前記変換手段として光学的エンコーダを使用し、該光学的エンコーダは、前記ドラムまたは該ドラムと共に回転する部位に設けたエンコーダ用パターンと、該エンコーダ用パターンを光学的に読み取る光学読取り手段とから成ることを特徴とする地すべり記録器。
【請求項４】
請求項３に記載の地すべり記録器において、前記エンコーダ用パターンは、前記ドラムの側面または該ドラムの回転をその側面において支持する円形板に一体に成形あるいは取り付けられていることを特徴とする地すべり記録器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の地すべり記録器において、前記ドラムはその両側面において軸により回転可能に支持されており、２つの軸の少なくとも一方は軸方向に変位可能にしてドラムの着脱を容易にしたことを特徴とする地すべり記録器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に地すべりの予想される地域の地表面変位を観測する地すべり記録器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の地すべり計は、地盤の移動を、ペンを使用して記録用紙に直書きする方法や、地盤の移動をポテンシショメータなどで電気信号に変換して記録する方法などで、地表面の移動量を測定している。
【０００３】
地すべり計測は、主に山間部で行われており、広範囲に亘って地すべり計を複数設置することが多々ある。このことから、安価で、確実に測定できるペン記録型地すべり計が多く使用されている。
【０００４】
上記ペン記録型地すべり計は、記録紙に記録を行うので定期的に記録紙の交換に行かなければならず、記録用紙を取り付けるためのドラムは地すべり計に固定されているので、記録用紙の交換や、ペンの位置合わせに手間がかかるといった問題がある。
【０００５】
一方、ポテンショメータなどを利用して地表面の移動量を電気信号に変換して記録する方法では、電源や外来ノイズによりデータが消失することがある。また、データを回収するためには、地すべり計の外部に通信用の装置、またはメモリカードを別に接続する必要があり、山間地では容易ではない。
【０００６】
さらに、ＧＰＳを利用した地すべり計測方式も提案されているが（例えば特許文献１参照）、この方式ではＧＰＳ用の送受信機が必要になるので高価になる。
【０００７】
近年は、データの自動回収や、パーソナルコンピュータによるデータ管理のための技術を利用する方法も実用化されている。しかしながら、山間部の計測であるために、電源の確保や、落雷等による内部電子部品への影響、山間地の広範囲に信号線を敷設するというシステムの構築が困難などの問題がある。また、計測データを回収するためのデータロガーや表示器が別途必要となることで高コストになる。
【特許文献１】特開平９−１８４７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、低コストでデータの信頼性が高く、データ回収の容易な地すべり記録器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、地表に２つの支点を設置し、一方の支点には線部材の一端を固定するとともに、他方の支点には回転部材を回転可能に設置して該回転部材に張力を保って前記線部材の他端を巻き付け、記録紙が外周に取り付けられたドラムに前記回転部材を接続して前記２つの支点間の距離変化を前記ドラムの回転に変換するとともに、前記ドラムの長手方向に一定速度で移動するペンをドラム上の前記記録紙に接触させることにより、前記２つの支点間の距離変化を記録する地すべり記録器において、前記ドラムの回転を電気信号に変換する変換手段を設置するとともに、前記電気信号を処理する処理手段と処理されたデータを記録するメモリとを備え、該メモリに記録されているデータを外部から読み出し可能としたことを特徴とする。
【００１０】
本発明による地すべり記録器においては、前記処理手段は処理したデータを前記メモリに定期的に記録し、該メモリの記録内容は汎用インターフェイスを介して外部に取り出し可能とするとともに、メモリカード用スロットを設けることでメモリカードにも前記メモリへの記録データと同等のデータを記録可能とすることができる。
【００１１】
本発明による地すべり記録器においてはまた、前記変換手段として光学的エンコーダを使用することができ、この場合、該光学的エンコーダは、前記ドラムまたは該ドラムと共に回転する部位に設けたエンコーダ用パターンと、該エンコーダ用パターンを光学的に読み取る光学読取り手段とから構成され得る。
【００１２】
本発明による地すべり記録器においてはさらに、前記エンコーダ用パターンは、前記ドラムの側面または該ドラムの回転をその側面において支持する円形板に一体に成形あるいは取り付けられていることが好ましい。
【００１３】
本発明による地すべり記録器においてはさらに、前記ドラムはその両側面において軸により回転可能に支持されており、２つの軸の少なくとも一方は軸方向に変位可能にしてドラムの着脱を容易にしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による地すべり記録器は、２つの支点間の距離変化（変化量）をペンによってアナログ的に記録する機能と、ドラムの回転を電気信号に変換したうえで地すべり記録器内のメモリにデジタル的に記録する機能とを有し、２つの支点間の距離変化を同時に記録することで、測定データの相互補完を行い、別途表示器等を設けることなくデータの確認ができる。加えて、記録器本体に汎用インターフェイスを設けることでメモリから外部へのデータ読み出し、転送が可能であり、また、メモリカード用スロットを設けることで該スロットに着脱可能なメモリカードにもデータを記録することができる。このように、通信またはメモリカードの交換のみでデータ回収が可能となり、測定データの信頼性を向上させることができる。しかも、ドラムの回転を電気信号に変換する手段として光学的エンコーダを用いることで、回転変位を非接触で計測でき、かつ、エンコーダ用パターンをドラムの側面またはドラムを支持する円形板に一体に成形または取り付けることにより、機構を小形にすることができる。
【００１５】
本発明による地すべり記録器においてはまた、ドラムをその両側面において支持している２つの軸の少なくとも一方を軸方向に変位可能にしていることで、ドラムの着脱を容易にすることができる。
【００１６】
以上のことから、本発明による地すべり記録器は、地表面の変位を、ペン記録紙、メモリ及び記録器本体に着脱可能なメモリカードヘ同時記録が可能なことにより、ペン記録紙に記録できなくなった場合や、電源としての電池切れまたは落雷等の影響により電子部品が動作しなくなった場合でも、それぞれの測定記録によりデータの連続性が保たれる。また、ペン記録紙のデータから、専用の表示器が不要となる。
【００１７】
また、着脱可能に取り付けられたメモリカードにデータが記録されているので、通信によらなくてもデータ回収が可能である。加えて、汎用デジタルインターフェイスを使用した場合、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）との接続が可能となり、地すべり計測システムを構築することが可能である。
【００１８】
また、ドラムを容易に着脱できる構造となっているので、記録紙の交換やペンの位置合わせが簡単にでき、作業性が良くなる。さらに、変換手段として光学的エンコーダを用いているので、測定系に摺動部が無く、機械的な損傷が発生しない。
【００１９】
以上のように、本発明による地すべり記録器は低コストで信頼性の高い計測が可能であり、データ回収も容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明による地すべり記録器の好ましい実施の形態について説明する。図１は本発明による地すべり記録器の構成図である。地すべり記録器は、ばね付き支持軸１、ペン記録紙取り付け用ドラム２、記録紙３、記録用ペン４、ドラム押さえ板５、変位読み取り用エンコーダ板６、エンコーダ読み取り装置７、変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８、変位測定ワイヤー引張用ばね９、基板１０、減速ギヤ機構を内蔵したモータ駆動部１１、カバー１２、ベース体２０等で構成されている。
【００２１】
また、ベース体２０には、ばね付き支持軸１、モータ駆動部１１を設置するために第１の支持板２１が立設されている。なお、ここではばね付き支持軸１は、第１の支持板２１に回転可能に設置されている。ベース体２０にはまた、変位測定ワイヤー引張用ばね９、基板１０を設置するために第２の支持板２２が立設されている。カバー１２は、変位測定ワイヤー引張用ばね９、基板１０等をカバーするために第２の支持板２２に取り付けられる。ベース体２０にはさらに、第２の支持板２２との間で変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８を回転可能に支持するために第３の支持板２３が立設されている。つまり、第２の支持板２２は変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８の一端側を回転可能に支持し、第３の支持板２３は変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８の回転軸を軸受け（図示せず）を介して貫通させて回転可能に支持している。
【００２２】
本発明による地すべり記録器は、以下のように設置される。地すべりの予想される領域に２つの支点、例えば杭を設置し、一方の杭にはワイヤーの一端を固定するとともに、他方の杭に本地すべり記録器が設置される。つまり、この他方の杭上で変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８が回転可能であり、変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８に張力を保ってワイヤーの他端が巻き付けられる。この場合、上記一方の杭は地すべりが起こり得る地表、他方の杭は地すべりの起こりにくい地表に設置することが好ましいが、この限りでは無い。なお、変位測定ワイヤー引張用ばね９は、ワイヤーの前記張力を保つために備えられる。また、ワイワーとしては、例えばインバー線のようなものが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、地すべり等により２つの支点間の距離が広がると、ワイヤーには変位測定ワイヤー引張用ばね９の張力を上回る張力が作用し、その結果、ワイヤーの他端が巻き付けられている変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８が回転する。一方、２つの支点間の距離が狭くなる場合には、変位測定ワイヤー引張用ばね９の張力によって変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８は上記回転方向とは反対方向に回転する。
【００２４】
第１の支持板２１と第３の支持板２３との間にはモータ駆動部１１の出力軸に連結された回転軸３１が掛け渡され、この回転軸３１に記録用ペン４が装着される。回転軸３１にはねじが切られており、回転軸３１が微速で回転することにより、ボールスクリューと同じ原理で記録用ペン４がペン記録紙取り付け用ドラム２の長手方向に微小の一定速度で移動する。なお、モータ駆動部１１には図示しない電池による電源が接続され、モータ駆動部１１は、本地すべり記録器が計測を行っている間、駆動され続ける。
【００２５】
ばね付き支持軸１はペン記録紙取り付け用ドラム２をその一端側において共に回転可能に支持している。ドラム押さえ板５、変位読み取り用エンコーダ板６は、分離されていても良いが、ここでは一体化されており、変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８と共に回転可能である。ペン記録紙取り付け用ドラム２は、ばね付き支持軸１とドラム押さえ板５との間に装着される。
【００２６】
ばね付き支持軸１は特に、バネを備えていることで軸方向に変位可能であり、ペン記録紙取り付け用ドラム２の無い状態では、図２に示すように、突出量が最大となっている。ばね付き支持軸１を第１の支持板２１側に押した状態で、ペン記録紙取り付け用ドラム２をセットし、ばね付き支持軸１を元に戻すと、ばね付き支持軸１がばねの付勢力でペン記録紙取り付け用ドラム２をドラム押さえ板５側に押し付ける構造となっている。
【００２７】
ばね付き支持軸１、ペン記録紙取り付け用ドラム２、ドラム押さえ板５、変位読み取り用エンコーダ板６、変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８、変位測定ワイヤー引張用ばね９、基板１０は略一直線上に配置されているが、基板１０は別の位置、例えば第１の支持板２１側や、ベース体２０側に設けられても良い。ばね付き支持軸１、ペン記録紙取り付け用ドラム２、ドラム押さえ板５、変位読み取り用エンコーダ板６、変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８、変位測定ワイヤー引張用ばね９は、変位測定ワイヤー巻取り用プーリ８の回転角度と同等に動く構造となっている。
【００２８】
図３はペン記録紙取り付け用ドラム２の側面、特にドラム押さえ板５側に対向する側面２ａを示し、図４は側面２ａに対向するドラム押さえ板５の側面５ａを示している。側面２ａと側面５ａはそれぞれ、互いに接合し合う接合面としてドーナツ状部分を有する。そして、これらのドーナツ状部分にはそれぞれ、セレーション加工により、図５にも示すように、のこぎり波形状の断面を持つ接合部２ｂ、５ｂが形成されている。特に、接合部２ｂ、５ｂののこぎり波形状のピッチを記録紙３の記録目盛と一致させていることにより、記録用ペン４の位置合わせを容易にし、ペン記録紙取り付け用ドラム２に対して回転を確実に伝えることができる。
【００２９】
ドラム押さえ板５と変位読み取り用エンコーダ板６はねじで固定されて一体構造となっている。変位読み取り用エンコーダ板６の主面６ａには、エンコーダ用パターンとして白黒のコードパターンが印刷されている。コードパターンを検出するために、第３の支持板２３にはコードパターンに対向させてエンコーダ読み取り装置７（光学読取り手段）が設置されている。エンコーダ読み取り装置７は、発光ダイオードとフォトダイオードが同じ取り付け面に配置されて成る。つまり、発光ダイオードからの光がコードパターンに照射され、その反射光がフォトダイオードに入射するように構成されている。
【００３０】
図６を参照して、基板１０にはエンコーダ読み取り装置７からの信号に対してデジタル演算処理を行うＣＰＵ１０−１と、ＣＰＵ１０−１で処理された測定データを記録するための内部メモリ１０−２と、メモリカード用スロット１０−３と、汎用デジタルインターフェイス１０−４とが実装されている。具体的な一例を説明すると、ＣＰＵ１０−１は計時機能を有し、定期的、例えば１分毎にエンコーダ読み取り装置７からの信号を演算処理して演算処理結果を基準値と比較し、演算処理結果が基準値より小さければ変位量０、大きければその値を時間データと共に内部メモリ１０−２に記録してゆく。ＣＰＵ１０−１はまた、例えば１時間毎に内部メモリ１０−２の記録を読み出してこれをメモリカード３０に記録する。ＣＰＵ１０−１は、以上の動作を計測動作を行っている間、実行し、その結果、内部メモリ１０−２、メモリカード３０には変位量データと時間データとが蓄積される。なお、基板１０に搭載された電子部品には図示しない電池による電源が接続されている。
【００３１】
上記のように、変位読み取り用エンコーダ板６の変位に対するコードパターンは、ＣＰＵ１０−１の制御下で定期的にエンコーダ読み取り装置７によって読み取られ、ＣＰＵ１０−１にてデジタル演算処理が行われる。演算処理後、その結果は定期的に内部メモリ１０−２に記録されるとともに、メモリカード用スロット１０−３に装着されたメモリカード３０にも記録される。また、基板１０内の汎用デジタルインターフェイス１０−４を経由して外部のパーソナルコンピュータ（図示せず）に接続すれば、内部メモリ１０−２に記録された測定データを通信によって送り出すことが可能となる。一方、メモリカード３０はデータ回収時に取り外すことで、遠隔地にあるパーソナルコンピュータに接続された読み取り装置によりメモリカード３０のデータを読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による地すべり記録器の実施の形態の構成を示した図である。
【図２】図１に示されたペン記録紙取り付け用ドラムの着脱構造について説明するための図である。
【図３】図１に示されたペン記録紙取り付け用ドラムとドラム押さえ板との接合構造を説明するためにペン記録紙取り付け用ドラム側の接合部を示した図である。
【図４】図１に示されたペン記録紙取り付け用ドラムとドラム押さえ板との接合構造を説明するためにドラム押さえ板側の接合部を示した図である。
【図５】図３に示されたペン記録紙取り付け用ドラム側の接合部と、図４に示されたドラム押さえ板側の接合部との接合構造を説明するための図である。
【図６】図１に示された基板に実装される電子部品の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    ばね付き支持軸
２    ペン記録紙取り付け用ドラム
３    記録紙
４    記録用ペン
５    ドラム押さえ板
６    変位読み取り用エンコーダ板
７    エンコーダ読み取り装置
８    変位測定ワイヤー巻取り用プーリ
９    変位測定ワイヤー引張用ばね
１０    基板
【図１】
2005164390.tif 000003
【図２】
2005164390.tif 000004
【図３】
2005164390.tif 000005
【図４】
2005164390.tif 000006
【図５】
2005164390.tif 000007
【図６】
2005164390.tif 000008