(57)【要約】  【課題】設置が容易に行なえ、しかも低コストでありながらわずかな傾斜変化を高感度で検知することが出来る傾斜検出装置を提供する。  【解決手段】基体に設けられた支持軸に揺動可能に枢支した振り子部材と、前記振り子部材の動きに連動して、前記振り子部材の揺動よりも増幅して揺動する揺動増幅機構と、前記揺動増幅機構により増幅された揺動に基づいて振り子部材に対する基体の傾斜を報知するための報知部と、揺動増幅機構により増幅された揺動に基づいて振り子部材に対する基体の傾斜を検知するための検知部が備えられ、揺動増幅機構は、長さ方向一端部が基板に支持軸を介して揺動可能に設けられて、長さ方向他端部が振り子部材に連動軸を介して連動連結されている連動体と、前記連動体の長さ方向一端部から延びる拡大増幅体とから構成され、前記支持軸の支点から拡大増幅体の上端までの距離が支持軸の支点から前記連動軸の支点までの距離よりも長くしている。【選択図】図１
2009121916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体に設けられた支持軸に揺動可能に枢支した振り子部材と、前記振り子部材の動きに連動して、前記振り子部材の揺動よりも増幅して揺動する揺動増幅機構と、前記揺動増幅機構により増幅された揺動に基づいて振り子部材に対する基体の傾斜を報知するための報知部が備えられていることを特徴とする傾斜検出装置。
【請求項２】
基体に設けられた支持軸に揺動可能に枢支した振り子部材と、前記振り子部材の動きに連動して、前記振り子部材の揺動よりも増幅して揺動する揺動増幅機構と、前記揺動増幅機構により増幅された揺動に基づいて振り子部材に対する基体の傾斜を検知するための検知部が備えられていることを特徴とする傾斜検出装置。
【請求項３】
揺動増幅機構が、長さ方向一端部が基板に支持軸を介して揺動可能に設けられて、長さ方向他端部が振り子部材に連動軸を介して連動連結されている連動体と、前記連動体の長さ方向一端部から延びる拡大増幅体とから構成され、前記支持軸の支点から拡大増幅体の上端までの距離が支持軸の支点から前記連動軸の支点までの距離よりも長いことを特徴とする請求項１または２に記載の傾斜検出装置。
【請求項４】
報知部が、傾斜角度を表示するための目盛りを備えた表示板と、揺動増幅機構の拡大増幅体の先端に設けられた表示針から構成されていることを特徴とする請求項１または３に記載の傾斜検出装置。
【請求項５】
検知部が、揺動増幅機構側に設けられる磁石と、基板側に設けられるリードスイッチと、検知部の駆動を制御するための駆動制御器と、この駆動制御器を介して所定の電波を受信器に向けて発信する電波発信器を備えていることを特徴とする請求項２、３または４に記載の傾斜検出装置。
【請求項６】
検知部が、揺動増幅機構側に設けられる磁石と、基板側に設けられるリードスイッチと、検知部の駆動を制御するための駆動制御器と、この駆動制御器を介して所定の電気信号を送信する送信回路を備えていることを特徴とする請求項２、３または４に記載の傾斜検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設置場所の傾斜を検知するための傾斜検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋や構造物の付近にある崖や急斜面等は、例えば大雨による地盤の緩み等によって斜面崩壊を起こすことがあり、その場合には、崩落土砂により、その家屋の居住者が極めて危険な状態に遭遇することとなる。
【０００３】
このように、崖や急斜面等の上方又は下方に位置する民家や構造物などでは、崩壊の事態を予知しない限りは、斜面崩壊に遭遇するに伴って、物的な被害のほか人的な被害が発生するような事態を招く。
【０００４】
そのため、このような地盤等の傾きの変化を検知する方法として、従来ではGPS(Global Positioning System)、AE(Acoustic Emission)センサ、傾斜センサ、ケーブル断線検知方式、ケーブル坤張検知方式等の種々のセンサを用いて、これら各種センサの観測記録により判断する方法や、監視員が崖や急斜面等を直接巡視して崩壊の兆候を人為的に発見する方法が見受けられる。
【０００５】
例えば、傾斜センサ方式として、従来の列車の線路の斜面の崩壊を検知システムは、鉛直姿勢から傾斜姿勢に変化したことを検出して、所定の周波数をもつ電波を発信する崩壊検知センサと、この崩壊検知センサが発信する電波を受信する受信器及びこの受信器が電波を受信したことを表示する表示器とから成る警報受信装置が備えられ、崩壊検知センサを被監視場所に鉛直姿勢で設置して、警報受信装置が所定の周波数の電波を受信したことを表示器に表示させることにより、崩壊検知センサの設置場所の崩壊を判定するようにしているのであって、この方法は、線路の斜面が崩壊したことを最寄りの駅に知らせて、列車を止めようとするものである。(特許文献1参照)
【特許文献１】特開平１１−１０１６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のセンサを用いた観測記録に基づいて判断する方法は、センサを作動させるための電源が常時必要であるという不具合がある。
【０００７】
また、傾斜センサ方式の崩壊検知センサでは、傾斜角に対する感度が低くて、通常１０度程度の傾斜角の変化でないと検知することが困難であるが、現実には、微小な傾斜角の変化を検知することができなければ、斜面崩壊時に検知が遅れ、そのため土砂災害の報知が遅れて、災害に遭遇するという不具合がある。
【０００８】
また前記した従来のシステムは、施工費や維持管理費が高くつく。
【０００９】
一方、監視員が巡視して崖や急斜面等の崩壊の兆候を人為的に発見する方法では、斜面が大きく傾動して地割れ等の崩壊に至ったような顕著な兆候が地表に出現するまでは発見することが困難である。
【００１０】
本発明は以上の実情に鑑みて開発されたものであって、目的とするところは、設置が容易に行なえ、しかも低コストでありながらわずかな傾斜変化を高感度で検知することが出来る傾斜検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
基体に設けられた支持軸に揺動可能に枢支した振り子部材と、
前記振り子部材の動きに連動して、前記振り子部材の揺動よりも増幅して揺動する揺動増幅機構と、
前記揺動増幅機構により増幅された揺動に基づいて振り子部材に対する基体の傾斜を報知するための報知部が備えられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、
基体に設けられた支持軸に揺動可能に枢支した振り子部材と、
前記振り子部材の動きに連動して、前記振り子部材の揺動よりも増幅して揺動する揺動増幅機構と、
前記揺動増幅機構により増幅された揺動に基づいて振り子部材に対する基体の傾斜を検知するための検知部が備えられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の揺動増幅機構が、長さ方向一端部が基板に支持軸を介して揺動可能に設けられて、長さ方向他端部が振り子部材に連動軸を介して連動連結されている連動体と、前記連動体の長さ方向一端部から延びる拡大増幅体とから構成され、前記支持軸の支点から拡大増幅体の上端までの距離が支持軸の支点から前記連動軸の支点までの距離よりも長いことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１または３に記載の報知部が、傾斜角度を表示するための目盛りを備えた表示板と、揺動増幅機構の拡大増幅体の先端に設けられた表示針から構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また請求項５に記載の発明は、請求項２、３または４に記載の検知部が、揺動増幅機構側に設けられる磁石と、基板側に設けられるリードスイッチと、検知部の駆動を制御するための駆動制御器と、この駆動制御器を介して所定の電波を受信器に向けて発信する電波発信器を備えていることを特徴とする。
【００１６】
また請求項６に記載の発明は、請求項２、３または４に記載の検知部が、揺動増幅機構側に設けられる磁石と、基板側に設けられるリードスイッチと、検知部の駆動を制御するための駆動制御器と、この駆動制御器を介して所定の電気信号を送信する送信回路を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、振り子部材と揺動増幅機構の組み合わせにより、微小な傾斜を正確且つ確実に報知部でもって報知することが出来る。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、振り子部材と揺動増幅機構の組み合わせにより、微小な傾斜を正確且つ確実に検知することが出来、従って例えば斜面崩壊時の初期段階に迅速かつ正確な予知乃至検知が可能になり、斜面崩壊前に崩壊の兆候を知ることが出来る。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、揺動増幅機構が、長さ方向一端部が基板に支持軸を介して揺動可能に設けられて、長さ方向他端部が振り子部材に連動軸を介して連動連結されている連動体と、前記連動体の長さ方向一端部から延びる拡大増幅体とから構成されたことにより、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、微小な傾斜を低コストでしかも正確且つ確実に検出することが出来るし、取扱いや現地での施工も容易となる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、報知部が、傾斜角度を表示するための目盛りを備えた表示板と、揺動増幅機構の拡大増幅体の先端に設けられた表示針から構成されていることにより、請求項１または３に記載の発明の効果に加え、報知部を構成する表示板に表示される０．２度程度の微小な傾斜を確実に判読することが出来るし、取扱いや現地での施工が容易である。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、揺動増幅機構側に設けられる磁石と、基板側に設けられるリードスイッチと、検知部の駆動を制御するための駆動制御器と、この駆動制御器を介して所定の電波を受信器に向けて発信する電波発信器を備えていることにより、請求項２、３または４に記載の発明の効果に加え、傾斜が検知されていない通常時には電力が不要であり、換言すれば、常時電源を供給しなくても良く、そのため設備費や維持管理費を低く抑えることが出来る。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、検知部が、揺動増幅機構側に設けられる磁石と、基板側に設けられるリードスイッチと、検知部の駆動を制御するための駆動制御器と、この駆動制御器を介して所定の電気信号を送信する送信回路を備えていることにより、請求項２、３または４に記載の発明の効果に加え、例えば崖や斜面のわずかな傾斜変化を高感度で検知して、崩壊に至らしめる兆候を近傍の民家や第三者に報知するシステムとして最適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明にかかる傾斜検出装置の一実施形態を示すものであって、図に示す傾斜検出装置１は基本的には、
鉛直方向に配置される基板２と、
この基板２の上部背面に設けられた支持軸２１に揺動可能に枢支された振り子部材３と、
この振り子部材３に連動して、この振り子部材の揺動により振り子の揺動（揺動幅）よりも拡大して揺動する揺動増幅機構４と、
この揺動増幅機構４により拡大された揺動に基づいて、振り子部材３に対する基板２の傾斜を報知するための報知部５と、
前記揺動増幅機構４により拡大された揺動に基づいて振り子部材３に対する基板２の傾斜を検知するための検知部６が備えられている。
【００２４】
振り子部材３は、短冊状に形成された振り竿３１と、この振り竿３１の下端部に組みつけられた錘３２から構成されている。
【００２５】
そして振り竿３１は、その上端部が基板２の上部背面に設けられた支持軸２１にベアリング２２を介して揺動自由に支持されている。
【００２６】
揺動増幅機構４は、振り子部材の振り竿３１と連動する連動体４１と、この連動体４１の上端に組みつけられた金属線材からなる拡大増幅体４２から構成されている。
【００２７】
連動体４１は、短冊状の板材から形成され、その上端部が基板２の下部正面に設けられた支持軸２３にベアリング２４を介して揺動自由に支持されており、また連動体４１の下端部は、振り竿３１の下端部に連動軸４３を介して連結されている。
【００２８】
具体的には、基板２の下端部に振り子部材３の揺動方向にほぼ延びる長孔状の貫通孔２５を形成する一方、連動軸４３の長さ方向一端を振り竿３１の下端部に固定して、この連動軸４３の長さ方向他端部側を前述の貫通孔２５に挿通した上で、その挿通端部を連動体の下端部に開設した挿通孔４４に挿通することで、振り竿３１の揺動に伴い、連動軸４３で連結された連動体４１も支持軸２３を支点にして揺動するようにしている。
【００２９】
また拡大増幅体４２は、支持軸２３の支点から拡大増幅体４２の上端までの距離を支持軸２３の支点から連動軸４３の支点までの距離の５倍の長さとすることで、拡大増幅体４２の上端の揺動幅が、振り竿３１の揺動幅よりも５倍に拡大されるようにしている。
【００３０】
具体的には、支持軸２３の支点から拡大増幅体４２の上端までの距離は７５ｍｍであり、支持軸２３の支点から連動軸４３の支点までの距離１５ｍｍとすることで、拡大増幅体４２の上端の揺動幅が、振り竿３１の揺動幅よりも５倍に増幅されるようにしている。
【００３１】
報知部５は、基板２の上端部を９０度屈曲させて形成した表示板５１と、拡大増幅体４２の上端から表示板５１の上面に対して所定間隔を開けて対向するように屈曲された表示針５２から構成されている。
【００３２】
そして表示板５１の上面には、基板２の傾斜角度を示す目盛り５３が表示されており、基板２の傾斜に伴う振り竿３１の揺動により、揺動増幅機構４を介して表示板５１上で揺れ動く表示針５２が基板２の傾斜角度に見合う目盛り５３を指し示すようにしている。
【００３３】
検知部６は、永久磁石６１と一対のリードスイッチ６２ａ・６２ｂと、発光ダイオードから成る警告表示灯６３と、駆動制御器６４と、電波発信器６５から構成されている。
【００３４】
永久磁石６１は、表示針５２に固定され、またリードスイッチ６２ａ・６２ｂは、表示板５１の上面側において、検知したい傾斜角度（実施形態では２度）と対応する目盛りの位置に埋設されている。
【００３５】
尚、リードスイッチ６２ａ・６２ｂは、耐塵粉性、防爆性、耐食性を確保するために、接点部がガラス封止されたものを用いている。
【００３６】
斯くして、揺動増幅機構４の採用により、基板２の傾斜に伴う振り子部材３における振り竿３１の例えば１度程度の小さな揺動でも報知部５では明瞭に表示されることとなるし、またリードスイッチ６２ａ・６２ｂの設置間隔を広く取ることができて、リードスイッチ６２ａ・６２ｂの設置にも余裕が生じる。
【００３７】
図７は、駆動制御器６４の構成を示す図であって、この駆動制御器６４は、基板２の傾斜に伴いリードスイッチ６２ａ・６２ｂがオンになれば、以降は連続的に電波発信器６５が駆動するように構成されている。
【００３８】
即ち、この駆動制御器６４は、前述した一対のリードスイッチ６２ａ・６２ｂが並列に接続されており、いずれかのリードスイッチ６２ａまたは６２ｂがオンになると、電池Vから供給される電流が抵抗Rを通って、警告表示灯６３及び電波発信器６５がオン状態となり、リードスイッチ６２ａまたは６２ｂが一旦オンになると、サイリスタSがオン状態となって、その後リードスイッチ６２ａまたは６２ｂがオフになっても警告表示灯６３及び電波発信器６５がオン状態を継続するように構成されている。
【００３９】
これにより、検知部６が一瞬の時間しか基板２の傾斜を検知することができない状況であっても、確実に警報信号を発信することが可能となる。
【００４０】
以上の構成からなる傾斜検出装置1は、図６において概略的に示すように、水準器７と共に筒状の筐体１０内に搭載して用いられるのであって、筐体１０は、雨水や土が内部に入り込まない構造であり、かつ駆動制御器7内の電池の交換や傾斜検知センサ8、電波発信器６５などの保守点検が容易に行なえるように、筐体１０の上部開口には蓋１１がねじ込みにより取り付けられている。また蓋１１は透明の合成樹脂材料から形成されて、外部から筐体１０内が見えるようにしている。
【００４１】
尚、水準器７は、施工者が筐体１０内の基板２を正確に鉛直方向に配置する際に目視できるように筐体１０内の上部に設置される。
【００４２】
また前述の電波発信器６５は、傾斜検出装置1と後記する受信器８ｂとの間の距離が数十m程度をカバーできればよく、電波法に触れない程度の微弱で且つ予め設定された周波数の電波を発信するものであればよい。
【００４３】
そして筐体１０内に組み込まれた以上の傾斜検出装置１は、例えば図８に概略的に示すように、大雨時に崩落が予想されるような斜面や崖の近傍の地面に掘られた穴にセメントなどで固定されるのであって、固定に際しては、基板２が鉛直方向を向くように筐体１０をセットする。
【００４４】
一方、斜面や崖の付近の家屋Ｈには、傾斜検出装置１の電波発信器６５から発信される電波を受信するためのアンテナ８ａ、受信器８ｂ、居住者に土砂災害の危険を知らせるための警報ランプ８ｃ及び警報ブザー８ｄが設置される。
【００４５】
尚、前述の傾斜検出装置1は、例えば崖の複数箇所に点在させて設置するようにしてもよい。
【００４６】
斯くして以上の傾斜検出装置１では無線方式を採用しているので、傾斜検出装置１と後記する受信器８ｂの配線作業を行なう必要がなく、施工作業が極めて容易であるし、断線の心配も解消される。
【００４７】
また以上の傾斜検出装置１では、振り子部材３と揺動増幅機構４の組み合わせにより、小型でしかも低コストで作成することが出来ながら、正確且つ確実に微小な傾斜を検出することが出来るし、また拡大増幅体４２を介して指示される目盛りを判読することで、傾斜角度の変化を永年にたって監視することが可能である。
【００４８】
また以上の傾斜検出装置１を用いることで、例えば斜面崩壊時の初期段階に迅速かつ正確な予知乃至検知が可能になり、家屋の居住者が斜面崩壊前に崩壊の兆候を知ることが出来る。
【００４９】
尚、以上の実施形態では、検知部６にリードスイッチ６２ａ・６２ｂを用いたが、これに限定されるものではなく、他の近接スイッチや接触スイッチ等を用いてもよい。
【００５０】
また検知部６による警報は、ブザーやサイレン等の警報音、音声合成による音、液晶ディスプレイ上への文字や図形表示、ランプの点灯・点滅乃至これらの組み合わせによるものであってもよい。
【００５１】
また以上の実施形態では、検知部が、揺動増幅機構側に設けられる磁石と、基板側に設けられるリードスイッチと、検知部の駆動を制御するための駆動制御器と、この駆動制御器を介して所定の電波を受信器に向けて発信する電波発信器を備えたが、これに限定されるものではなく、たとえば、揺動増幅機構側に設けられる磁石と、基板側に設けられるリードスイッチと、検知部の駆動を制御するための駆動制御器と、この駆動制御器を介して所定の電気信号を送信する送信回路を備えるようにしてもよい。
【００５２】
また以上の実施形態では、拡大増幅体４２を金属線材から形成したが、これに限定されるものではなく、プラスチックから形成してもよい。
【００５３】
また以上の実施形態では、筐体１０及び蓋１１を合成樹脂材料から形成して、蓋１１を筐体１０の上部開口に対してねじ込みにより取り付けているが、これに限定されるものではなく、筐体１０及び蓋１１をステンレス材料から形成すると共に、蓋１１には、前記した表示板５１の目盛りを判読できるように透明樹脂材料から形成した窓を設けてもよい。また蓋１１を筐体１０に止め具により取り付けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明にかかる傾斜検出装置の一実施形態を示す正面図。
【図２】同、背面図。
【図３】同、側面図。
【図４】同、平面図。
【図５】同、縦断面図。
【図６】本発明にかかる傾斜検出装置の一実施形態を示す概略構成図。
【図７】駆動制御器の構成図
【図８】本発明にかかる傾斜検出装置の使用例を示す説明図。
【符号の説明】
【００５５】
１      傾斜検出装置
１０    筐体
２      基板
２１    支持軸
３      振り子部材
３１    振り竿
３２    錘
４      揺動増幅機構
４１    連動体
４２    拡大増幅体
５      報知部
５１    表示板
５２    表示針
５３    目盛り
６      検知部
６１    磁石
６２ａ・６２ｂ  リードスイッチ
６３    警告表示灯
６４    駆動制御器
６５    電波発信器
【図１】
2009121916.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009121916.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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