(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の圧力測定部と、他方の圧力測定部と、外側検出管と、整流手段と、差圧センサーとを備えた風検知装置であって、前記他方の圧力測定部が筒体であり、前記外側検出管が他方の圧力測定部の先端部を覆う筒体であり、前記整流手段が略平行な２枚の円盤からなり、この２枚の円盤の一方の円盤が前記他方の圧力測定部の筒体の外周面に取付けられ、他方の円盤が前記他方の圧力測定部と外側検出管のいずれか一方の先端に取付けられ、外側検出管と他方の圧力測定部との間の空間と、他方の圧力測定部の内部の空間とを連通させたことを特徴とする風検知装置。
【請求項２】
前記一方の円盤には、この一方の円盤を上板とする閉鎖空間を構成するハウジングが取付けられ、このハウジングの内部に、一方の圧力測定部と差圧センサーとが設けられたことを特徴とする請求項１記載の風検知装置。
【請求項３】
前記２枚の円盤の径寸法および間隔を、上下角特性が最小になるように最適化したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の風検知装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の風検知装置を、ロック装置に備えたことを特徴とする免震建物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、風検知装置及び該装置を用いた免震建物に関し、特に、戸建て住宅等の軽量構造物に好適に適用される風検知装置及び該装置を用いた免震建物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基礎に対して上部構造体が水平方向へ変位可能に免震支承された免震建物において、上部構造体が、地震発生時以外に、強風により不必要に揺れ動かないようにするために、強風時には、上部構造体が基礎に対して水平方向へ変位することを禁止するロック装置を免震建物に組み込むことが従来より提案されている。
【０００３】
免震建物用ロック装置としては、特開平１０−３０６８４１号公報や特開平１１−４４１２４号公報に示されているものがあり、特開平１１−４４１２４号公報には、風速センサーによって風速を計測し、この風速センサーによって計測される風速が所定（設定値）を超えた時に、免震建物用ロック装置をロック作動状態とする風検知方式の制御装置が示されている。
【０００４】
従来、風速センサーとして、風杯型風速計、プロペラ式風向風速計の他に超音波風速計があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、超音波風速計としては、音源と感知部を水平方向へ複数配置して、風向きを知ると共に音の到達時間によって風速を検知することができるようにしたものが使われており、高価なものとなっていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消し、安価な構成で必要な精度を得ることのできる風検知装置及び該装置を用いた免震建物を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載された風検知装置の発明では、一方の圧力測定部と、他方の圧力測定部と、外側検出管と、整流手段と、差圧センサーとを備えた風検知装置であって、前記他方の圧力測定部が筒体であり、前記外側検出管が他方の圧力測定部の先端部を覆う筒体であり、前記整流手段が略平行な２枚の円盤からなり、この２枚の円盤の一方の円盤が前記他方の圧力測定部の筒体の外周面に取付けられ、他方の円盤が前記他方の圧力測定部と外側検出管のいずれか一方の先端に取付けられ、外側検出管と他方の圧力測定部との間の空間と、他方の圧力測定部の内部の空間とを連通させたことを特徴としている。
【００２２】
このように構成された請求項１にかかる発明によれば、２枚の円盤の一方の円盤を他方の圧力測定部の筒体の外周面に取付け、他方の円盤を他方の圧力測定部と外側検出管のいずれか一方の先端に取付けるというように、支柱を設けずに整流手段の２枚の円盤を他方の圧力測定部（又は他方の圧力測定部と外側検出管）で支持するようにしたことにより、支柱による差圧減少の発生を回避することができる。
又、外側検出管と他方の圧力測定部との間の空間と、他方の圧力測定部の内部の空間とを連通させることにより、略平行な２枚の円盤の間を通過し、外側検出管の開口の前を流れる風気流による外側検出管の内部の負圧を、他方の圧力測定部の筒体の内部の圧力を測定することにより求めることができる。
【００２３】
請求項２に記載された風検知装置では、前記請求項１記載の風感知装置において、前記一方の円盤には、この一方の円盤を上板とする閉鎖空間を構成するハウジングが取付けられ、このハウジングの内部に、一方の圧力測定部と差圧センサーとが設けられたことを特徴としている。
【００２４】
このように構成された請求項２にかかる発明によれば、閉鎖空間を構成するハンジングの上板を一方の円盤にすることにより、整流手段とハウジングとが一体となり一方の圧力測定装置と、他方の圧力測定装置と、外側検出管と、整流手段と、差圧センサーとを備えた風検知装置をコンパクトな形状にすることができるし、このようにコンパクトな形状とすることができるので、この風検知装置を運搬したり、取り付け易い。
【００２５】
請求項３に記載された風検知装置の発明では、前記請求項１または請求項２記載の風検知装置において、前記２枚の円盤の径寸法および間隔を、上下角特性が最小になるように最適化したことを特徴としている。
【００２６】
このように構成された請求項３にかかる発明によれば、２枚の円盤の径寸法および間隔を、上下角特性が最小になるように最適化したことにより、予想される範囲の上下からの風にも安定して風速を測定することができる。
【００２７】
請求項４に記載された免震建物の発明では、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の風検知装置を、ロック装置に備えたことを特徴としている。
【００２８】
このように構成された請求項４にかかる発明によれば、請求項１ないし請求項３の風検知装置を、ロック装置に備えることにより、強風で揺れず風揺れによる居住性の低下が回避され、しかも、地震のときだけ、水平方向に変移して、地面の揺れに追随しない免震建物とすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の具体的な実施の形態１について、図示例と共に説明する。
【００３０】
図１、図２は、この発明の実施の形態１を示すものである。
【００３１】
まず、構成を説明すると、図１において、１は免震建物の上部構造体を、２は基礎を示している。上部構造体１は図示されていない周知の構造の免震支承装置により基礎２に水平方向へ変位可能に免震支承されている。免震建物は、戸建て住宅等の軽量構造物等とする。
【００３２】
この免震建物には、強風時に、上部構造体１が基礎２に対して水平方向へ変位することを禁止する以下のようなロック装置１６が設けられている。
【００３３】
基礎２は鉄筋等で補強されたコンクリート製のものであり、基礎２には箱状の窪みとして上方開口形のチャンバ３が直接形成されている。チャンバ３内には直径が２〜３ｃｍ程度の同一直径の鋼球４が多数個充填されている。
【００３４】
上部構造体１にはアンカー５を上下に往復駆動するアクチュエータとしての空気圧シリンダ装置６のシリンダ本体７が固定状態で取り付けられている。空気圧シリンダ装置６は、シリンダ本体７内のピストン８の両側に上部シリンダ室（ロック動作側のシリンダ室）９と下部シリンダ室（ロック開放側のシリンダ室）１０を画定しており、電磁弁１２の切換動作により上部シリンダ室９と下部シリンダ室１０の何れか一方に、タンク１１ａを有するコンプレッサ１１（あるいはタンク１１ａ）より高圧空気が供給されるようになっている。
【００３５】
空気圧シリンダ装置６のピストン８下面側に設けられた下方へ延びるピストンロッド１３の下端部にはアンカー５が取り付けられており、アンカー５はチャンバ３の直上位置に配置されている。アンカー５は、尖った先端を有し、横断面形状が十文字の羽根形状をなしている。
【００３６】
空気圧シリンダ装置６は、次に示す構造となっている。
即ち、上部シリンダ室９に高圧空気が供給されると、アンカーが降下駆動し、アンカー５を、図１にて仮想線により示されているように、チャンバ３内の鋼球４間に進入する降下位置（ロック動作位置）に位置させ、これに対し下部シリンダ室（ロック解放側のシリンダ室）１０に高圧空気が供給されると、アンカー５が上昇駆動し、アンカー５を、図１にて実線により示されているように、チャンバ３内の鋼球４間より抜け出した上昇位置（ロック解放位置）に位置させる。換言すれば、空気圧シリンダ装置６は、上部シリンダ室９と下部シリンダ室１０の何れか一方に高圧空気が選択的に供給されることにより、アンカー５が上昇位置と降下位置との間を往復駆動する。
【００３７】
電磁弁１２は、通電時にはタンク１１ａ付きのコンプレッサ１１を下部シリンダ１０に連通接続し、非通電時にはタンク１１ａ付きのコンプレッサ１１を上部シリンダ室９に連通接続するものである。
【００３８】
電磁弁１２に対する通電制御（切換動作）は、制御装置１４により行われる。制御装置１４には風速を検知する風検知装置１５が接続されており、制御装置１４は、風検知装置１５が設定値以上の風速を検知したときには、すなわち、強風時には、空気圧シリンダ装置６の上部シリンダ室９に高圧空気が供給されるように電磁弁１２の切換制御を行い、これに対し、風検知装置１５が設定値以上の風速を検知しないときには、空気圧シリンダ装置６の下部シリンダ室１０に高圧空気が供給されるように電磁弁１２の切換制御を行う。
【００３９】
この実施の形態１のものでは、風検知装置１５は、図２に示すように、ほぼ上方または下方（図２では上方となっている）へ向けて超音波２１を常時送信またはパルス送信などにより送信する超音波送信機２２と、超音波送信機２２からの超音波２１を受信する超音波受信機２３と、ほぼ上下方向へ延びて、超音波送信機２２および超音波受信機２３を所要の間隔２４を置いて上下に対向支持する支持マスト２５（支持部材）とを備えている。この間隔２４を調整することにより検知可能な風速を設定する。例えば、超音波２１の周波数を４０ｋＨｚとした場合、２０ｍ／ｓの風速を検知するには、超音波送信機２２と超音波受信機２３との間隔２４を約３４ｃｍとする。
【００４０】
そして、制御装置１４は、超音波送信機２２が送信する超音波２１を発生させる超音波発振部２６と、超音波受信機２３が受信した信号２７を増幅する超音波増幅部２８とを備えている。そして、超音波増幅部２８には、超音波増幅部２８で増幅した信号の波形を整形する波形整形部２９と、波形整形部２９で整形された信号をしきい値と比較する比較部３０と、比較部３０での比較の結果に基づきＯＮ／ＯＦＦの２値信号３２を電磁弁１２へ出力するスイッチング部３１とが接続されている。
【００４１】
次に、この実施の形態１の作用について説明する。
【００４２】
強風時には、制御装置１４による電磁弁１２の切換動作により、空気圧シリンダ装置６の上部シリンダ室９に高圧空気が供給され、アンカー５が降下位置に位置する。これにより、アンカー５がチャンバ３内の鋼球４間に進入し、基礎２に対する上部構造物１の水平方向変位が禁止されたロック状態になり、強風時に上部構造物１が揺れ動くことが防止され、風揺れによる居住性の低下が回避される。また、ロック状態は、アンカー５がチャンバ３内の鋼球４間に進入することにより得られるから、地震発生後の免震装置の残留変位に対して支障なくロック状熊を得ることができる。
【００４３】
反対に、無風または弱風時には、制御装置１４による電磁弁１２の切換動作により、空気圧シリンダ装置６の下部シリンダ室１０に高圧空気が供給され、アンカー５が上昇位置に位置する。これにより、アンカー５がチャンバ３内の鋼球４間より抜け出し、基礎２に対する上部構造物１の水平方向変位を許容するアンロック状態になる。これにより、地震発生時には、上部構造物１が基礎２に対して水平方向に変位し、免震作用が得られる。
【００４４】
そして、風検知装置１５および制御装置１４は、以下のようにして、強風と、無風または弱風とを検知する。
【００４５】
先ず、風検知装置１５では、超音波送信機２２が上方へ向けて超音波２１を常時送信またはパルス送信などにより送信し、超音波送信機２２に対し所要の間隔２４を置いて上方に対向配置された超音波受信機２３が超音波送信機２２からの超音波２１を受信するよう機能する。
【００４６】
制御装置１４では、超音波送信機２２が送信する超音波２１を超音波発振部２６によって発生させ、超音波受信機２３が受信した信号２７を超音波増幅部２８によって増幅する。そして、超音波増幅部２８で増幅した信号の波形を波形整形部２９が整形し、波形整形部２９で整形された信号を比較部３０がしきい値と比較し、比較部３０での比較の結果に基づきスイッチング部３１がＯＮ／ＯＦＦの２値信号３２を電磁弁１２へ出力する。
【００４７】
無風または弱風時には、上方へ発振される超音波２１は風による影響を受けないので、図２に破線で示すように、超音波送信機２２からの超音波２１を超音波受信機２３で支障なく受信することができる。そのため、制御装置１４から電磁弁１２へはＯＮ信号が出力されることとなる。
【００４８】
一方、強風時には、超音波２１は上方への伝播を乱されて、図２の破線の状態から仮想線（波線）の状態となるため、超音波受信機２３が超音波２１を受信できなくなる。そのため、制御装置１４から電磁弁１２へはＯＦＦ信号が出力されることとなる。
【００４９】
以上により、強風と、無風または弱風とを、検知することが可能となる。特に、超音波送信機２２と超音波受信機２３とを上下に対向させるという簡単な構成としているので、風検知装置１５を安価なものとすることができる。しかも、超音波送信機２２と超音波受信機２３との間隔２４を調節・設定することにより、簡単に必要な検出感度を確保することが可能である。また、超音波２１を上方（または下方）へ発振させてその伝播の乱れを見る構成とすることにより、風向きにかかわらず一対の超音波送信機２２と超音波受信機２３のみで風速を検知することができる。また、受信できる範囲で風速を測定したい２つのしきい値によりヒステリシス制御をしても良い。
【００５０】
【発明の実施の形態２】
図３は、この発明の実施の形態２を示すものである。なお、前記実施の形態１と同一ないし均等な部分については、同一の符号を付して説明する。
【００５１】
この実施の形態２のものでは、一対の超音波送信機２２および超音波受信機２３をほぼ上方または下方のほぼ同一方向（図３では下方どうしとなっているが上方どうしとしてもよい）へ向けて配置すると共に、反射板３５を一対の超音波送信機２２および超音波受信機２３による送受信方向（この場合には下方）へ所要の間隔２４を置いて対向配置し、超音波送信機２２で送信された超音波２１を反射板３５で反射させた後に超音波受信機２３で受信させるようにした風検知装置１５を使用している。
【００５２】
なお、一対の超音波送信機２２および超音波受信機２３は、支持マスト２５における上下方向のほぼ同一位置に取付けられているが、上下に位置をずらせるようにしても良い。
【００５３】
このように、反射板３５を用いることにより、風検知装置１５の上下方向の長さ寸法を小さくすることができる。また、このように上下方向の長さを小さくすることで、防水処理を要する装置を一つにまとめることができる。即ち、超音波送信機２２および超音波受信機２３をまとめて１つの容器に入れることにより、防水処理を行うことができる。
【００５４】
上記以外の部分については、前記実施の形態１と同様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることができる。
【００５５】
【発明の実施の形態３】
図４は、この発明の実施の形態３を示すものである。なお、前記実施の形態１と同一ないし均等な部分については、同一の符号を付して説明する。
【００５６】
この実施の形態３のものでは、大気に開放された一方の圧力測定部４１と、先端が気流とほぼ直角となるようほぼ上方または下方（図４では上方となっている）へ向けて開口する直立または倒立のピトー管４３を検出管とし、このピトー管４３の中に取付けられた他方の圧力測定部４２と、一方の圧力測定部４１の気圧と他方の圧力測定部４２の気圧の差を検知する差圧センサー４４とを備えた風検知装置１５を使用している。
【００５７】
この実施の形態３では、風検知装置１５の一方の圧力測定部４１が大気圧を検出し、ピトー管４３の開口の前を流れる風によって減圧されたピトー管４３の内部の風気流による負圧を他方の圧力測定部４２が検出し、差圧センサー４４が両者の差圧（微差圧）を求める。そして、制御装置１４が、風検知装置１５で得られた信号４５を予め設定したしきい値と比較することにより、強風と、無風または弱風とを検知してＯＮ／ＯＦＦの２値信号３２を電磁弁１２へ出力する。
【００５８】
以上により、強風と、無風または弱風とを、検知することが可能となる。特に、大気に開放された圧力測定部４１と、ピトー管４３が取付けられた他方の圧力測定部４２と、差圧センサー４４という簡単な構成としているので、風検知装置１５を安価なものとすることができる。しかも、ピトー管４３の長さや太さを調節・設定することにより、簡単に必要な検出感度を確保することが可能である。また、ピトー管４３の先端を上方又は下方へ向けて開口させる構成とすることにより、風向きにかかわらず風速を検知することができる。
【００５９】
上記以外の部分については、前記実施の形態１と同様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることができる。
【００６０】
【変形例】
図５〜図９は、実施の形態３の第１の変形例であり、他方の圧力測定部４２の直立または倒立したピトー管４３の先端に整流手段５０が取付けられている。この整流手段５０は、ほぼ平行な２枚の円盤５１，５２（整流板）によって構成されており、ピトー管４３を円盤５１，５２のほぼ中心に直角に配置する。即ち、円盤５１，５２を地面に対してほぼ水平に配置する。そして、ピトー管４３の先端が２枚の円盤５１，５２間のほぼ中央に位置するようにピトー管４３を配置する（ｄ１≒ｄ２）。この整流手段５０は、屋根５３による風向、乱流の影響を避けるために、図６、図７に示すように、免震建物１の平面中央部の最上部から約１ｍの高さに取付ける。
【００６１】
そして、差圧センサー４４をハウジング５４で包囲して、一方の圧力測定部４２が閉鎖空間内に設けられるようにし、ピトー管４３の先端がハウジング５４の外に出るようにする。
【００６２】
このように、他方の圧力測定部４２の先端に整流手段５０を取付けることにより、安定して風速を測定することが可能となる。特に、円盤５１，５２を地面に対してほぼ水平に配置することにより、斜め上下方向からの風５５，５６に対しても安定して風速を測定できるので、吹き上げや吹き下ろし、乱流でも風速を測定することが可能となる。また、円盤５１，５２型の整流手段５０とすることにより、平面方向で無指向性とすることができる。
【００６３】
また、一方の圧力測定部４２を、ハウジング５４などの閉鎖空間内に設けることにより、閉鎖されて無風状態となっている位置で大気圧を検出することができるので、大気圧の検出精度を向上させることができる。
【００６４】
以上により、簡単な構成の追加で、より精度の高い風検知装置１５を得ることができる。
【００６５】
この際、円盤５１，５２の間隔が広くなるとプラス角度側の特性（下方向からの風５５に対する特性、いわゆるプラス角特性）が良好となり、円盤５１，５２の間隔が狭くなると逆の傾向が見られる。また、ピトー管４３の有効長（ここではｄ２）が長くなる程大きな差圧が発生することが判っている。よって、プラス角度側の特性変化はｄ２が支配的で、マイナス角度側の特性変化（上方向からの風５６に対する特性変化、いわゆるマイナス角特性）はピトー管４３の上端から一方の円盤５１までの距離ｄ１が支配的であることとなる。そこで、ｄ１＝１５ｍｍに固定し、ｄ２を変化させて特性変化を検証したところ、図８、図９のような結果が得られた。
【００６６】
これによると、マイナス角度側特性は３０゜まで何れの条件でも良好な特性となり、特に、ｄ２＝３０ｍｍではフラットな特性となった。プラス角度側特性はｄ２＝３０ｍｍ、ｄ２＝３５ｍｍで＋３０゜まで良好な特性を示しているが、それ以上の角度ではｄ２＝３０ｍｍの方が偏差が少なく全体としてｄ２＝３０ｍｍが優れた特性を示している。従って、マイナス角度側特性およびプラス角度側特性を総合して、ｄ１＝１５ｍｍ，ｄ２＝３０ｍｍが最適として得られた。
【００６７】
図１０〜図１３は、実施の形態３の第２の変形例であり、整流手段５０の平行な２枚の円盤５１，５２を支柱６０を用いて支持する場合に、支柱６０とピトー管４３との間を、両者の外径比に応じた、差圧減少を回避し得る所要の隔離距離６１以上の距離を有して配置するようにしたものである。
【００６８】
即ち、図１０に示すように、風６２が、支柱６０とピトー管４３とが一直線となる方向になると、差圧が減少し測定風速が不正確になるので、これを防止するため、所要の距離またはそれ以上の隔離距離６１を有して両者を配置する。
【００６９】
この所要の距離を求めるために、ピトー管４３の外径を１５ｍｍに設定し、外径が３ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍの３種類の支柱６０を用意して、隔離距離６１を変化させつつ風速を測定し、得られた風速と実際の風速との偏差を求めた。その結果をまとめたものが図１１の表であり、図１１の表から図１２のような隔離距離特性を示すグラフが得られた。このグラフによれば、外径が１５ｍｍのピトー管４３に対し、外径３ｍｍの支柱６０では６０ｍｍ以上、外径４ｍｍの支柱６０では１２０ｍｍ以上、外径６ｍｍの支柱６０では１４０ｍｍ以上の隔離距離６１とすれば、差圧減少の発生を回避することができることが確認された。従って、所要の距離は、外形３ｍｍの支柱６０では６０ｍｍ、外形４ｍｍの支柱では１２０ｍｍ以上にすればよいことが判る。
【００７０】
更に、図１３に示すように、ピトー管４３と支柱６０との外径比を横軸、隔離距離６１を縦軸として、上記結果を外径比に換算してプロットし、これを曲線で結ぶことにより、限界曲線が得られる。この限界曲線よりその他の場合の必要な隔離距離６１が算定される。
【００７１】
なお、平行な２枚の円盤５１，５２を支柱６０を用いて支持する構造では、雨水などの浸入が懸念される場合に倒立して使用することが可能である。
【００７２】
このように、支柱６０と他方の圧力測定部４２との隔離距離６１を適正に設定することにより、差圧減少の発生を回避し、正確に風速を測定することができる。
【００７３】
【発明の実施の形態４】
図１４、図１５は、この発明の実施の形態４を示すものである。なお、前記実施の形態１〜３の同一ないし均等な部分については、同一符号を付して説明する。
この実施の形態４のものでは、風検知装置１５は、図示されない一方の圧力測定部と、他方の圧力測定部４２と、外側検出管６５と、整流手段５０と、図示しない差圧センサーとを備えている。
【００７４】
他方の圧力測定部４２が筒体であり、外側検知管６５が他方の圧力測定部４２の先端部を覆う筒体であり、整流手段５０が略平行な２枚の円盤５１、５２である。
一方の圧力測定部と差圧センサーは実施形態３と略同じであるので、この一方の圧力測定部と差圧センサーについての説明を省略する。
【００７５】
略平行な２枚の円盤５１，５２の一方の円盤５２が他方の圧力測定部４２（内側検出管）の外周面に直接取付けられ、他方の円盤５１が他方の圧力測定部４２の先端に取付けられ、この他方の圧力測定部４２に、この他方の圧力測定部４２とほぼ同一中心軸を有し、且つ、径が他方の圧力測定部４２より大きな筒状の外側検出管６５が取付けられている。即ち、外側検出管６５が他方の圧力測定部４２の外側を覆っている。この場合において、他方の圧力測定部４２の先端は、開口しているが、他方の円盤５１に取付けることにより閉口される。
【００７６】
そして、他方の圧力測定部４２の外周面と外側検出管６５の内周面との間には両者を所要の間隙を有して同心円状に保持するスペーサ６６が介在されて、外側検出管６５が他方の圧力測定部４２に取り付けられている。そして、他方の圧力測定部４２には、スペーサ６６よりも僅かに下方の位置に通気口６７が設けられて、外側検出管６５と他方の圧力測定部４２との間の空間と、他方の圧力測定部４２の内部の区間とが連通し、外側検出管６５の負圧が他方の圧力測定部４２に伝播するようになっている。
【００７７】
このように構成されているので、略平行な２枚の円盤５１，５２の間を経て外側検出管６５の開口の前を通過する風によって外側検出管６５の内部に生じた負圧は、通気口６７を経て他方の圧力測定部４２へと作用する。従って、この他方の圧力測定部４２の気圧を測定することによって外側検出管６５内の負圧を測定できるようになっている。
このようになっているので、他方の圧力測定部４２と、図示しない一方の圧力測定部の気圧の差を図示しない差圧センサーで測定して風を検知することができるのである。
かかる構造を実施の形態３と比較すると、外側検出管６５が実施の形態３のピトー管に相当することになる。
【００７８】
なお、この実施の形態４では、他方の円盤５１が他方の圧力測定部４２に直接取付けられ、この他方の圧力測定部４２の外側に外側検出管６５が取付けられているが、逆に、他方の円盤５１が筒状の外側検出管６５に直接取付けられ、この外側検出管６５に他方の圧力測定部４２が取付けられていてもよい。又、他方の円盤５１が外側検出管６５と他方の圧力測定部４２の両方に取付けられてもよい。
【００７９】
このように、支柱６０を設けずに整流手段の２枚の円盤５１，５２を支持するようにしたことにより、差圧減少の発生を回避し、正確に風速を測定することができる。
また、支柱６０を省略すると共に、平面指向性を無指向性にすることができる。
更に、雨水などの浸入がない構造なので、構造的に複雑な倒立させて使用する必要がない。
【００８０】
【比較例】
図１６〜図２０は実施の形態４の第１の変形例であり、実施の形態４において、２枚の円盤５１，５２の径寸法および外側検出管６５の長さと円盤５２から外側検出管６５までの距離を、上下角特性（マイナス角特性およびプラス角特性）が最小になるように最適化したものである。
【００８１】
この最適値を求めるために、他方の圧力測定部４２の直径を５ｍｍ、肉厚を０．５ｍｍに、また、外側検出管６５の直径を１０ｍｍ、肉厚を１ｍｍ、通気口６７の直径を１〜３ｍｍに設定した。そして、円盤５２から外側検出管６５までの距離Ｐ１と、外側検出管６５の長さＰ２とをそれぞれＰ１＝１５ｍｍ、Ｐ２＝３０ｍｍに固定し、円盤５２の直径Ｄ１＝４８ｍｍかつ円盤５１の直径Ｄ２＝６０ｍｍ、円盤５２の直径Ｄ１＝４８ｍｍかつ円盤５１の直径Ｄ２＝４８ｍｍ、円盤５２の直径Ｄ１＝６０ｍｍかつ円盤５１の直径Ｄ２＝６０ｍｍの３つの場合につき上下角特性の変化を調べる実験を行った。その結果をまとめたのが図１７の表であり、この表から、円盤５２の直径Ｄ１＝４８ｍｍかつ円盤５１の直径Ｄ２＝６０ｍｍとした場合に上下角特性が最も小さくなることが確認された。
【００８２】
同様に、円盤５２の直径Ｄ１＝４８ｍｍかつ円盤５１の直径Ｄ２＝６０ｍｍに固定し、円盤５２から外側検出管６５までの距離Ｐ１＝１０ｍｍかつ外側検出管６５の長さＰ２＝３０ｍｍ、円盤５２から外側検出管６５までの距離Ｐ１＝１５ｍｍかつ外側検出管６５の長さＰ２＝３０ｍｍ、円盤５２から外側検出管６５までの距離Ｐ１＝２０ｍｍかつ外側検出管６５の長さＰ２＝３０ｍｍの３つの場合につき上下角特性の変化を調べる実験を行った。その結果をまとめたのが図１８の表であり、この表から、円盤５２から外側検出管６５までの距離Ｐ１＝１０ｍｍかつ外側検出管６５の長さＰ２＝３０ｍｍとした場合に上下角特性が最も小さくなることが確認された。
【００８３】
そして、円盤５２の直径Ｄ１＝４８ｍｍかつ円盤５１の直径Ｄ２＝６０ｍで、円盤５２から外側検出管６５までの距離Ｐ１＝１０ｍｍかつ外側検出管６５の長さＰ２＝３０ｍｍとしたものの、指向性確認を行ったところ、図１９の表に示す結果が得られ、指向性に問題がないことが確認された。
【００８４】
最後に、円盤５２の直径Ｄ１＝４８ｍｍかつ円盤５１の直径Ｄ２＝６０ｍで、円盤５２から通気口６７までの距離Ｐ１＝１０ｍｍかつ外側検出管６５の長さＰ２＝３０ｍｍとしたものの、風速特性を調べたところ、図２０の表に示す結果が得られ、予想される範囲の上下からの風５５，５６にも安定して風速を測定できることが確認された。
【００８５】
上記以外の部分については、前記実施の形態３と同様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることができる。
【００８６】
図２１〜図２４は、実施の形態４の第２の変形例であり、風検知装置１５には、図示されない一方の圧力測定部と、他方の圧力測定部４２と、外側検出管６５と、整流手段５０と、差圧センサー４４と、ハウジング５４とが備えられている。
他方の圧力測定部４２の先端は、閉口されている。
【００８７】
そして、略平行な２枚の円盤５１，５２の一方の円盤５２が他方の圧力測定部４２（内側検出管）の外周面に直接取付けられ、他方の円盤５１が、他方の圧力測定部４２の先端と、この他方の圧力測定部４２と略同一中心軸を有し、且つ、径が他方の圧力測定部４２より大きい筒状の外側検出管６５の先端の両方に取付けられている。
【００８８】
又、他方の圧力測定部４２の外周面と外側検出管６５の内周面との間には両者を所要の間隙を有して同心円状に保持するスペーサ６６が介在されている。そして、他方の圧力測定部４２には、スペーサ６６よりも下方の位置に通気口６７が設けられて、外側検出管６５と他方の圧力測定部４２との間の空間と他方の圧力測定部４２の内部の区間とが連通し、外側検出管６５の負圧が他方の圧力測定部４２に伝播するようになっている。
【００８９】
このように構成されているので、略平行な２枚の円盤５１，５２の間を経て外側検知管６５の開口の前を通過する風によって外側検出管６５の内部に生じた負圧は、通気口６７を経て他方の圧力測定部４２へと作用する。従って、この他方の圧力測定部４２の気圧を測定することで外側検出管６５内の気圧を測定できるようになっている。
従って、他方の圧力測定部４２の気圧と、ハウジング５４の内部の気圧を測定する図示されない一方の圧力測定部の圧力との差をハウジング５４内に設けられている差圧センサー４４で測定して風速を測定することができるのである。
【００９０】
バウジング５４は、他方の円盤５１と、この他方の円盤５１に取付けられた塩化ビニル管５７と、この塩化ビニル管５７の下側に取付けられた蓋５８とからなるものであり、これ等で閉鎖空間が形成されている。
そして、このバウジング５４の内部に差圧センサー４４と、この閉鎖空間内の気圧を測定する図示されない一方の圧力測定部とが設けられている。
そして、この差圧センサー４４と他方の圧力測定部４２とは接続チューブ５９で連結され、この差圧センサー４４で他方の圧力測定部４２と一方の圧力測定部との差圧を測定することができるようになっている。尚、この測定結果は電線７０で制御装置に送られる。
【００９１】
具体的には、他方の円盤５２の直径は４８ｍｍとし、一方の円盤５１の直径は、検出偏差の上下角特性が最もフラットになる他方の円盤５２の直径の約１．２５倍である６０ｍｍとした。
又、ハウジング５４に使用される塩化ビニル管５７の外径は、他方の円盤５２を上板とするために、４８ｍｍとし、内径は、４０ｍｍ（公称）とし、長さは、ハウジング５４による乱流の影響を抑制するためには８０ｍｍ以上が必要であるので、１００ｍｍとしている。
【００９２】
又、他方の圧力測定部４２の直径は、差圧センサー４４の接続部を接続チューブ５９で連結するために、差圧センサー４４の接続部と略同じ５ｍｍとし、長さは２０ｍｍとしている。又、通気口６７は、下からの風の吹き上げの影響を抑制するために、他方の圧力測定部４２の開口から１０ｍｍ上がった位置（先端から１０ｍｍ下がった位置）に設けられている。そして、塵埃による詰まりを考慮して直径１．５ｍｍの通気口６７を２箇所に設ける。
又、外側検知管６５は、他方の圧力測定部４２との隙間を１．０ｍｍ以上とするために、外径１０ｍｍ、肉厚１．０ｍｍとしている。
【００９３】
又、外側検出管の長さＰ２と外側検出管６５の先端から他方の円盤５１までの距離Ｐ１は、実験評価から、Ｐ２＝２０ｍｍ、Ｐ１＝１５ｍｍとした。
この風検知装置１５の上下角特性を測定した結果、図２３に示す図表が得られた。
この図表から判るように、この風検知装置１５の上下角特性は、−４０°〜＋３０°の範囲で、偏差が±１０％〜±３０°であり、十分実用に供することができる。
【００９４】
この風検知装置１５を設置するには、図２４に示すように、建物に支持マスト２５を立て、この支持マスト２５にパイプバンド７１を用いて固定する。
尚、支持マスト２５の影響を少なくするために、他方の円盤５２を支持マスト２５の上端から５０ｍｍ以上高い位置に固定する。
【００９５】
以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、実施の形態１および実施の形態２にかかる超音波送信機と超音波受信機との間に実施の形態３の整流手段を設けるようにしてもよい。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１の風検知装置の発明によれば、２枚の円盤の一方の円盤を他方の圧力測定部の筒体の外周面に取付け、他方の円盤を他方の圧力測定部と外側検出管のいずれか一方の先端に取付けるというように、支柱を設けずに整流手段の２枚の円盤を他方の圧力測定部（又は他方の圧力測定部と外側検出管）で支持するようにしたことにより、支柱による差圧減少の発生を回避することができる。  又、外側検出管と他方の圧力測定部との間の空間と、他方の圧力測定部の内部の空間とを連通させることにより、略閉口な２枚の円盤の間を通過し、外側検出管の開口前を流れる風気流による外側検出管の負圧を、他方の圧力測定部の筒体の内部の圧力を測定することによって求めることができる。
【０１０４】
請求項２の風検知装置の発明によれば、閉鎖空間を構成するハウジングの上板を一方の円盤にすることにより、整流手段とハウジングとが一体になり、一方の圧力測定装置と、他方の圧力測定装置と、外側天地管と、整流手段と、差圧センサーとを備えた風検知装置をコンパクトな形状にすることができるし、このようにコンパクトの形状とすることができるので、この風検知装置を運搬したり、取付け易い。
【０１０５】
請求項３の風検知装置の発明によれば、２枚の円盤の径寸法および間隔を、上下角特性が最小になるように最適化したことにより、予想される範囲の上下からの風にも安定して風速を測定することができる。
【０１０６】
請求項４の免震建物の発明によれば、請求項１ないし請求項７の風検知装置を、ロック装置に備えることにより、強風で揺れず、風揺れによる居住性の低下が回避され、しかも、地震のときだけ、水平方向に変移し、地面の揺れに追随しない免震建物とすることができ、実用上有益な効果を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の構成図である。
【図２】図１の風検知装置部分の拡大構成図である。
【図３】本発明の実施の形態２の風検知装置部分の拡大構成図である。
【図４】本発明の実施の形態３の風検知装置部分の拡大構成図である。
【図５】実施の形態３の第１の変形例の拡大構成図である。
【図６】図５を用いた免震建物の側面図である。
【図７】図５を用いた免震建物の他の側面図である。
【図８】整流手段の特性データを示す表である。
【図９】整流手段の特性データを示すグラフである。
【図１０】実施の形態３の第２の変形例の説明図である。
【図１１】差圧減少を回避するための実験例を示す表である。
【図１２】図１１をまとめた隔離距離特性を示すグラフである。
【図１３】差圧減少を回避するための限界曲線を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施の形態４の風検知装置部分の拡大構成図である。
【図１５】図１４のＡ部分拡大断面図である。
【図１６】実施の形態４の第１の変形例の説明図である。
【図１７】円盤の径による上下角特性の変化を示すグラフである。
【図１８】円盤と通気孔までの位置による上下角特性の変化を示すグラフである。
【図１９】最適化後の指向性確認の状態を示すグラフである。
【図２０】最適化後の風速特性を示すグラフである。
【図２１】実施の形態４の第２の変形例の説明図である。
【図２２】図２１のＢ部分拡大断面図である。
【図２３】上下角特性の変化を示すグラフである。
【図２４】風検知装置の使用状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１    免震建物の上部構造体
１５  風検知装置
１６  ロック装置
２１  超音波
２２  超音波送信機
２３  超音波受信機
２４  間隔
２５  支持マスト
３５  反射板
４１  圧力測定部
４２  圧力測定部
４３  ピトー管
４４  差圧センサー
５０  整流手段
５１  一方の円盤
５２  他方の円盤
５４  ハウジング
６０  支柱
６１  隔離距離
６５  外側検出管
６７  通気口
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
0003857890.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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