(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
崩落が予想される岩塊に取り付けられる検知ワイヤと、該検知ワイヤの一端を連結して該検知ワイヤの繰り出し量又は繰り込み量を検知する検知装置本体と、該検知装置本体を動作させるための電池部、及び該検知装置本体から計測データを回収するためのデータ回収機能部とを備え、
前記検知装置本体は、前記検知ワイヤを案内するガイド部材と、検知ワイヤのブレーキ機構と、該ブレーキ機構を経て導びかれる検知ワイヤの一端部を巻き付ける巻取りドラムと、該巻取りドラムに巻取り力を付勢するゼンマイと、巻取りドラムの回転軸に直結してその回転角を検出するポテンショメータと、該ポテンショメータの出力信号を一定時間毎にＡ／Ｄ変換してデジタル情報として記憶するデータロガー部とを有し、
前記ガイド部材は、検知ワイヤを案内する貫通穴を備え、該貫通穴の外側端縁が円錐面状に拡げられていているブッシュ様の部材であり、前記ブレーキ機構は、相対向するように配置した２枚の円板と、一方の円板の側面を支えるスリーブと、他方の円板を押圧するスプリングとからなり、前記検知ワイヤが２枚の円板の間を挿通していて、スプリングの押圧力によって２枚の円板で挾み込まれ、摩擦力で繰り込みのスピードが抑制される構造であって、
岩塊の崩落を、検知ワイヤの繰り出し量又は繰り込み量から検知することを特徴とする岩塊崩落検知装置。
【請求項２】
データロガー部は、ポテンショメータの出力をデジタル情報に変換するＡ／Ｄコンバータ、その出力を記憶するメモリ、それらを制御するマイクロプロセッサを具備しており、前記検知装置本体は岩塊の近傍に設置し、電池部及びデータ回収機能部を一体化して前記検知装置本体とは分離しケーブルで接続する構造とし、その電池・データ回収部はアクセス容易な場所に設置する請求項１記載の岩塊崩落検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、岩塊の崩落を検知するための装置に関し、更に詳しく述べれば、崩落が予想される岩塊に検知ワイヤを取り付け、その一端にゼンマイ式の自動巻取り機構を設けて、検知ワイヤの繰り出し量又は繰り込み量を計測することで岩塊の挙動を検知する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
岩盤斜面に分布した岩塊は、雨水の浸透、浸透水の凍結・解凍、長年にわたる風化などによって滑り易くなったり脆くなり、時として大きな崩落災害を引き起こすことがある。特に、交通量が多い道路や鉄道で崩落事故が起こると、甚大な被害がもたらされる恐れがある。そこで、崩落が予想される岩塊の挙動や崩落を迅速且つ正確に把握する必要が生じる。
【０００３】
土石流などによる土砂崩落災害などの対策としては、従来、ワイヤセンサと呼ばれる検知システムが開発され使用されている。これは、不動土塊と、崩落が予想される移動土塊との間に、検知ワイヤを張設しておき、その検知ワイヤに常時微弱電流を通電し続けるように構成されている。ここで土砂の崩落に伴い検知ワイヤが切断されると電流が遮断されることから、その電流の遮断（回路の開放）を検知して警報を鳴らすなどにより報知するシステムである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなワイヤセンサ・システムでは、検知ワイヤが切断されるか否かで警報が発せられるか否かが決まるため、時間的には崩落が生じた後しか報知できない。言い換えれば、警報を発するか否かの設定の自由度が無く、検知ワイヤが切断しないまでも、かなり岩盤が変位した状態（崩落寸前の状態）の検知は不可能である。
【０００５】
本発明の目的は、崩落が予想される岩塊の形状に関わらず、岩塊のマスとしての挙動として、崩落を簡便に、確実に且つ安価に検知できる装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、崩落が予想される岩塊に取り付けられる検知ワイヤと、該検知ワイヤの一端を連結して該検知ワイヤの繰り出し量又は繰り込み量を検知する検知装置本体と、該検知装置本体を動作させるための電池部、及び該検知装置本体から計測データを回収するためのデータ回収機能部とを備えている岩塊崩落検知装置である。ここで前記検知装置本体は、前記検知ワイヤを案内するガイド部材と、検知ワイヤのブレーキ機構と、該ブレーキ機構を経て導びかれる検知ワイヤの一端部を巻き付ける巻取りドラムと、該巻取りドラムに巻取り力を付勢するゼンマイと、巻取りドラムの回転軸に直結してその回転角を検出するポテンショメータと、該ポテンショメータの出力信号を一定時間毎にＡ／Ｄ変換してデジタル情報として記憶するデータロガー部とを有し、前記ガイド部材は、検知ワイヤを案内する貫通穴を備え、該貫通穴の外側端縁が円錐面状に拡げられていているブッシュ様の部材であり、前記ブレーキ機構は、相対向するように配置した２枚の円板と、一方の円板の側面を支えるスリーブと、他方の円板を押圧するスプリングとからなり、前記検知ワイヤが２枚の円板の間を挿通していて、スプリングの押圧力によって２枚の円板で挾み込まれ、摩擦力で繰り込みのスピードが抑制される構造である。そして、検知ワイヤの繰り出し量又は繰り込み量から岩塊の崩落を検知するように構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
データロガー部は、ポテンショメータのアナログ出力をデジタル情報に変換するＡ／Ｄコンバータ、その出力を記憶するメモリ、それらを制御するマイクロプロセッサ等で構成する。そして、検知装置本体は岩塊の近傍に設置する。他方、電池部及びデータ回収機能部は一体化し、前記検知装置本体とは分離してケーブルで接続する構造とし、その電池・データ回収部はアクセス容易な位置に設置するのが好ましい。
【０００８】
検知ワイヤは、その端部を、岩塊に打ち込んだ杭などに直接取り付けてもよいし、岩塊に巻き付けたり落石防止ネットなどに取り付けてもよい。なお本発明において「検知ワイヤ」とは、金属材料からなる一般のワイヤのみならず、樹脂製のロープなども含めた広い概念を意味する用語として用いてる。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明に係る岩塊崩落検知装置の一実施例を示す平面から見た説明図であり、図２はその検知装置本体の側面から見た説明図である。この岩塊崩落検知装置は、崩落が予想される岩塊に取り付けられる検知ワイヤ１０と、該検知ワイヤ１０の一端を連結して該検知ワイヤの繰り出し量又は繰り込み量を検知する検知装置本体１２と、電池・データ回収部１４とを具備している。検知ワイヤ１０は、その他端を、岩塊に打ち込んだ杭に固定するか、岩塊の周囲に巻き付けて固定するか、あるいは落石防止ネットに結び付けるなどの方法で、岩塊に取り付けられる。
【００１０】
検知装置本体１２は、回転軸２０に取り付けられて回転自在となっている巻取りドラム２２と、該巻取りドラム２２に巻取り力を付勢するゼンマイ２４と、前記回転軸２０に直結して巻取りドラム２２の回転角を検出するポテンショメータ２６と、該ポテンショメータ２６の出力信号を一定時間毎にＡ／Ｄ変換してデジタル情報として記憶するデータロガー部２８とを有し、それらが筐体３０の中に納められている。そして巻取りドラム２２には検知ワイヤ１０の一端が巻き付けられていて、前記ゼンマイ２４によって検知ワイヤ１０に一定の張力が付与されるように構成されている。
【００１１】
ここで検知ワイヤ１０は、温度変化あるいは経時変化による伸びや縮みが少なく、且つ変形自在のものが好ましく、例えばステンレス鋼の縒り線（直径１mm程度）あるいは芳香族ポリアミド系繊維（商品名：ケプラー）からなるロープなどが好ましい。検知ワイヤ１０を巻き取るゼンマイ２４の長さは任意であり、自由に選択してよいが、通常、検知ワイヤを１．２ｍ程度の長さ巻き取れるように設計するのが好ましい。
【００１２】
ここでデータロガー部２８は、ポテンショメータ２６のアナログ出力をデジタル情報に変換するＡ／Ｄコンバータ、その出力を記憶するメモリ、それらを制御するマイクロプロセッサなどを具備している。このデータロガー部２８は、予め設定した一定時間毎にポテンショメータ２６の出力を取り込み、デジタル情報としてメモリに記憶させ、データを伝送するインターフェイス回路（例えばＲＳ２３２Ｃなど）によって必要に応じて適宜外部に伝送できるように構成する。
【００１３】
また本実施例では、検知ワイヤ１０は、筐体３０の側壁に設けたガイド部材３２を貫通して巻取りドラム２２で巻き取られるようになっている。そのガイド部材３２は、中心に貫通穴を有するブッシュ様の部材であり、該貫通穴の外側端縁３２ａは円錐面状に拡げられていて、その角度範囲内であれば、異なる方向でも検知ワイヤ１０がスムーズに出入りできるようになっている。これによって検知ワイヤ１０に対する検知装置本体１２の設置方向の自由度が高まり、且つ検知ワイヤ１０の繰り出し量あるいは繰り込み量が正確に計測できるようになる。崩落が予想される箇所では一般に検知装置本体１２の設置場所に制約が多いため、このガイド部材３２は特に有効である。
【００１４】
更に本実施例では、検知ワイヤ１０はブレーキ機構を介して巻取りドラム２２に巻き取られるように構成されている。このブレーキ機構は、相対向するように配置した２枚の円板３４，３５と、その一方の円板３４の側面を支えるスリーブ３６と、他方の円板３５を押圧するスプリング３８とからなる。検知ワイヤ１０は、その２枚の円板３４，３５の間を挿通していて、スプリング３８の押圧力によって２枚の円板３４，３５で挾み込まれ、摩擦力で特に繰り込みのスピードが抑制されるようになっている。これは検知ワイヤ１０の繰り込みスピードが、ゼンマイ２４による検知ワイヤ１０の巻き取りスピードよりも低くし、検知ワイヤ１０がフリーになったときに、絡まって巻き取れなくなるのを防止する機能を果たす。
【００１５】
電池・データ回収部１４は、前記検知装置本体１２を動作させるための電池部４０、及び検知装置本体１２からのデータを回収するためのデータ回収機能部４２を備え、それらが水密構造の筐体４４に納められ一体化されている。データ回収機能部４２は、ここではパーソナルコンピュータなどにデータを伝送するコネクタであり、単純にに検知装置本体のデータロガー部２８からの信号をパーソナルコンピュータなどで回収できるようにケーブル接続しただけの構成として示している。しかしデータ回収機能部４２として、電話回線への接続回路や無線伝送回路などを含んでいてもよい。この電池・データ回収部１４は、前記検知装置本体１２とは分離されている別体構造であり、両者間をケーブル４６で接続するように構成してある。
【００１６】
本装置の設置状況の例を図３及び図４に示す。図３は岩塊崩落検知に適用した説明図である。検知ワイヤ１０の先端を、崩落が予想される岩塊５０に打ち込んだ杭５２に取り付け、その岩塊５０の近傍に検知装置本体１２を設置する。あるいは、崩落が予想される岩塊５０を取り巻くように検知ワイヤ１０を張り巡らして、同様に検知装置本体１２をその岩塊５０の近傍に設置する。なお検知ワイヤ１０は弛まないように張設する。電池・データ回収部１４は、例えば道路５６近くのアクセスし易い場所に設置し、それらの間をケーブル４６で接続する。これによって電池交換あるいはデータ回収を容易に行えるようにする。電池・データ回収部１４に電話回線５４を接続すれば、リアルタイムで遠隔測定を行うことも可能である。また、無線伝送によってデータの回収を行うように構成することも可能である。
【００１７】
図４は、落石防止ネットに適用した例である。崩落が予想される岩塊５０を覆うように設けた落石防止ネット５６の外側に、検知ワイヤ１０を張り巡らす。勿論、検知ワイヤ１０の端部を杭などに固定してもよい。検知装置本体１２は、落石が予想される箇所の近傍に設置し、電池・データ回収部１４は道路５６の際などアクセスし易い場所に設置する。
【００１８】
岩塊の崩落、あるいは崩落しないまでも大きな移動が生じると、検知ワイヤ１０は巻取りドラム２２から繰り出されるか、あるいは繰り込まれる。岩塊の崩落で検知ワイヤ１０が切断した場合には、検知ワイヤの残部が巻取りドラム２２に繰り込まれる。この検知ワイヤ１０の動きは、巻取りドラム２２の回転に変換され、その回転はポテンショメータ２６で検出される。回転角のデータは、経時的にデータロガー部２８で収録されて、データ回収機能部４２に送られる。その検出量によって、岩塊の安定度合、変位などを知ることができる。また、その検出量が予め設定されている値よりも大きくなった時に警報を発するなどのシステムにすれば、崩落発生を迅速且つ正確に報知することもできる。更には、前記のように電話回線を介してデータをリアルタイムで回収したり、異常発生を管理者に迅速に通報するシステムを構築することも可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は上記のように、崩壊が予想される岩塊に検知ワイヤを取り付け、その一端にゼンマイ式の自動巻取り機構を設けて張力を付与し、前記検知ワイヤの繰り出し量あるいは繰り込み量をポテンショメータで検出するように構成しているから、岩塊の形状に関わらず、岩塊のマスの挙動として、崩落を極めて容易に、確実に且つ安価に検知できる。検知ワイヤの繰り出し量・繰り込み量の観測によって、崩落の発生の報知みならず、崩落の予知も可能となる。
【００２０】
特に検知装置本体から電池・データ回収部を分離し、該電池・データ回収部を作業員が容易に行ける場所に設置すると、電池交換などのメンテナンスやデータ回収作業も容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る岩塊崩落検知装置の一実施例を示す説明図。
【図２】その検知装置本体の説明図。
【図３】本発明に係る岩塊崩落検知装置の設置状況の一例を示す説明図。
【図４】本発明に係る岩塊崩落検知装置の設置状況の他の例を示す説明図。
【符号の説明】
１０  検知ワイヤ
１２  検知装置本体
１４  電池・データ回収部
２２  巻取りドラム
２４  ゼンマイ
２６  ポテンショメータ
２８  データロガー部
４０  電池
４２  データ回収機能部
【図１】
0003770681.tif 000002
【図２】
0003770681.tif 000003
【図３】
0003770681.tif 000004
【図４】
0003770681.tif 000005