JP2015184274A

JP2015184274A - 無電力最大加速度検出・記憶・表示デバイス

Info

Publication number: JP2015184274A
Application number: JP2014078928A
Authority: JP
Inventors: 真志磯崎; Shinji Isozaki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-10-22

Abstract

【課題】感知する加速度を調節できる最大加速度検出デバイスを提供する。【解決手段】ネジ１に吸着した磁石２を外部から加えられた加速度で離脱させる加速度感知装置。磁石１の吸着力が重力を考慮に入れた下向きの力のほうが大きい時落下する。ネジを用いることにより、加速度を調節できる。また、コイル４や圧電素子５を用いて外部からの振動を与え、設定した加速度を検出し、磁石２が落ちた時、電気信号を出力させる。【選択図】図１

Description

本発明は、無電力で最大加速度を検出できるデバイスです。

南海トラフ地震の被害想定２００兆円とされている。これを受けて国土強靭化が政府により検討されている。

現在日本列島には余震でよく揺れている。この余震は、前向きに捉えると家屋の脆弱性を調べる絶好のテスト信号と考えることができる。気象庁は地震があるごとに地域別の震度を発表する。住宅家屋にしてみれば、個々がその家の建つ地盤、家屋の強度が異なり、その家屋が受けた振動は全家屋で異なるはずである。この違いは、実は地盤も含め家屋の地震に対する脆弱性あるいは、家屋の地震リスクの度合いを示す。

道路や陸橋は国の予算で作られているのもがあるが、その後の保守は地方行政に移管され、その負担は大きい。どのように保守するかは法律の一定の枠組範囲ではあるが自治体で異なる。適当な手立てがないので結局、目視検査や、一定の時間ごとに補修管理することになる。この一定の補修期間の間、劣化の激しい部位や、全く健全な部位があり得るにもかかわらす、全面補修は、あたかも無駄であり不合理である。健全なものは定められた期間を過ぎてもそのまま使用すればよい。一方ストレスの大きく消耗の激しい部分や部品は一定の補修期間の以外でも保守は必要である。

もし全家屋に加速度センサーを設置し３６５日何年にもわたり計測しデータロギングし、ある地震後にその揺れを解析すればその家の脆弱度は推定でなく事実として促すことができる。しかしこのような計測装置は数十万円するであろうし、年数にわたり正確に地震動のロギングは実際不可能に近い。

従って耐久性、信頼性に加え、コストも合理的にし、日本の全ての家屋に設置できるということが必要になってくる。

磁石の吸着させた磁性体を磁性体の自重と、付加させた重錐の質量により、外部から加えられた加速度に反応し、磁石から引き離す力を発生させてその動きを加速度感知出力として使用するデバイスがある。（特許文献１）

特開２００４−４５３６１

発明が解決しようとする課題

しかし、特許文献１のデバイスでは、部品の数が多くコストが高くなり多くの家屋に設置することが難しくなる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、シンプルでコストが合理的、メンテナンス不要、信頼度が高いものを提供することが目的である。

このデバイスが設置された場所で感知した最大加速度があるレベルを超えたか否かを判定するものである。そのレベルを低から高まで何段階か設定して複数台設置しておけば、感知した最大加速度の範囲を知ることができる。

また、極めてシンプルであり、耐久性・信頼性に優れコストも合理的で、日本の全ての家屋に設置出来る程度のものである。家屋に作用した加速度の最大値は、家屋が受けるダメージの重要な指標になる。近い将来と予想されている南海トラフ地震に備えるために、このデバイスを全戸に設置して、脆弱な家屋は今のうちに対策することができる。これにより被害ができるだけ防ぐことができる。

この結果を受けた対策の方法は多様である。基本的には基礎梁と土台間に筋交い構造を付加することとなる。数枚の板と釘で対策できる。最近は防振筋交い部品が住宅用に開発されている。実際、この製品を販売している会社では、住宅の脆弱性についてコンシューマの理解が得にくく苦労していると聞く。このデバイスで、客観的に数値でその脆弱性がわかりそのデータが示すことができれば、苦労は大幅に減ると言っている。

このデバイスをインフラ箇所に設置し、例えば一ヶ月間ごとに点検する。その一ヶ月の間に地震などの事象が発生したとすれば、その地震の特性はあらかじめわかる。これらの事前情報、デバイスによる最大加速度情報から、インフラの構造脆弱性が判定できる。このような検査を繰り返し確認して、脆弱部位から優先的に保守することができる。

工場には多くの回転機器が使用されている。製品を生産する工場がとまることはそのまま会社の売上減少、損失につながり、設備診断に一定なお金をかけている。回転機器はその負荷変動などの時に不都合が顕在化する。このような最もストレスの高い状況で測定し診断しなければならない。そのためには常に高価な診断装置を回転機器に設備しておくこととなる。これは診断装置の費用、診断機器のメンテナンスコストなどから実質不可能である。

提供デバイスは、無電源でありメンテナンスフリーである。しかも簡単に結果を目視できる。回転機器が不都合と判断できる最大加速度は工場ごとにしっている。この加速度で反応するように調節したデバイスを強力な磁石でモーターなどに貼り付けるやり方で設置できる。毎日のように工場を点検する保守要因は、設置デバイスの磁石が落下しているか確認するだけで診断ができる。工場の場合には早期故障と判断できる最大加速度が分かっており、その加速度反応するよう設定できるデバイスである。

また、スポーツの分野にも役立つことができます。ランニング時腰の上下が大きいことは、スタミナを奪い去るファームで適切ではない。一流のマラソン選手のデータでは、上下加速度は３，０００ｇａｌ〜５，０００ｇａｌである。３，０００ｇａｌを下回るランナーはパワーが鍛えられていない。５，０００ｇａｌを超える選手は筋肉はあるが、上下運動が激しすぎで無駄にエネルギーを使っている。

３，０００ｇａｌで反応するもの５，０００ｇａｌで反応するものを腰につけ、適正なフォームに改善することに役立つことができる。

発明の効果

本発明によれば、一定期間で鉛直方向の振動、衝撃加速度があるレベルを超えたか否かを検知しその状態を保持することができる。

基本構造を示す全体図である。基本構造の動作後の状態図である。図１を応用させた構成例の全体図である。図１を応用させ図３とは異なる構成例の全体図である。上からみた検知する加速度を調節するための目盛りである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１において全体図の例を示す。筒状の筐体３を真ん中よりやや上の位置で仕切り板４をつけ、下側に磁石１をいれ、上側にネジ２を取り付け組み立てる。仕切り板４、匡体３ともに磁気接着しない素材を使用する。

ネジ２を取り付ける際に磁石１の中心とネジ２の中心が一直線上に設置する。

ネジ２を上げ下げし衝撃受けたときに反応する加速度の大きさを調節することができる。

図１に示したものを応用させた構成図を図３に示す。図１にコイルを巻き、ある加速度を受け磁石が落下した際に、電気信号を出力し必要に応じて音や光に変換する。

図３とは異なる図１に示したものを応用させた構成図を図４に示す。図１の下部圧電素子を設置し、デバイスが反応し磁石が落ちた時に電気信号を出力し必要に応じて音や光に変換する。

１・・・・匡体（磁気接着しない素材）
２・・・・ネジ
３・・・・磁石
４・・・仕切り板（磁気接着しない素材）
５・・・・コイル
６・・・・圧電素子

Claims

透明な円筒の匡体内に仕切り板を設け仕切り板の上部に仕切り板との間隔を調節できる磁性体、仕切り板の下部に磁石を設置し磁性体に吸着した磁石を外部から加えられた加速度で離脱させる加速度感知装置。
間隔を調節できる磁性体にネジを用いた請求項１に記載の加速度感知装置。
匡体の外部にコイルを巻き、外部からの加速度に反応し磁石が落ちコイルの部位を通過した時、磁力線が増え電流を発生させることができる請求項１に記載の加速度感知装置。
匡体の下部に圧電素子を置き外部からの加速度に反応し磁石が落ちた時にその力を電圧に変換し、それを電気信号として外部に知らせる機能を備えた請求項１に記載の加速度感知装置。