JP2020134214A - 家庭用地震計 - Google Patents

Abstract

【課題】公共施設及び家庭において地震に遭遇した時、被害を軽減する家庭用地震計が必須で、家庭用地震計を建造物の床面に設置した時、正確な加速度が検出されない恐れがあった。また、家庭用地震計が大きな加速度を受けた時に、機能不全になりセンサーを取替える作業が一般人では困難であると言う問題があった。【解決手段】家庭用地震計は、内蔵センサー、外部センサー、Ａ／Ｄ変換部、演算処理部、メモリ、表示部、音声部等からなる。また、震度の大きさを居住者に知らせ、連絡部から管理ＰＣを介してユーザ１、ユーザ２、消防署、警察署、自治体に被災通報して救助を要請できる。さらに、家庭用地震計の筐体裏面に摺動しにくい支持部２点の防振ゴムと、摺動し易い支持部１点のボールからなる支持構造を有する。加速度センサーやジャイロセンサーが機能不全になった時、容易にセンサー等を交換できるソケット構造からなる。【選択図】 図１

Description

本発明は、地震の検知及び地震、台風、土砂災害等の被災状況を通報する被災通報システムに係り、特に公共施設及び家庭における災害救助を要請するための家庭用地震計に関する。

本発明は、公共施設及び家庭において地震に遭遇した時、瞬時に地震の規模を検知して利用者又は居住者に知らせ、避難させると共に消防、警察、自治体に連絡することによって被害の軽減を可能にする。また、台風や土砂被害を受けた時に被災状況をいち早く消防署、警察署、自治体に通報する家庭用地震計を提供するものである。

文献１：実用新案登録第３１０９９８５号公報（平成17.1.24出願）
本例は、地震発生時に地震の震度を検出して表示すると共に、震度に応じた対処方法を音声で告知するようにした家庭用小型地震計である。

文献２：実用新案登録第３１３４８０６号公報（平成19.6.14出願）
本例は、例１の表示手段にバーグラフにてリアルタイムに表示する震度リアルタイム表示手段を備えた家庭用小型地震計である。

文献３：特開２０１０−１７０４７１公報（平成21.1.26出願）
本例は、地震の揺れが到達する前に地震の発生を検知し、震災を減災すると共に廉価で、配置場所において目障りとなることがない警報装置である。

文献４：実用新案登録第３１８００６５号公報（平成24.9.20出願）
本例は、地震等の各種災害の発生前に送信される緊急放送の入手を可能にすると共に、災害時における商用電源の停止を可動することができる緊急放送受信機である。

これらの先行技術は、地震計の本体内に内蔵センサーを設置し、地震の加速度を計測すると同時に本体画面表示及び音声告知をするもの（文献１、文献２）や、地震の発生を地震波の到達前に検知して減災する警報のもの（文献３）、及び地震時の緊急放送を入手して、商用電源を遮断するもの（文献４）で、いずれも利用者が後の処置をすることを前提にしたものであった。しかも地震センサーの設置は本体内だけ（内蔵センサーのみ）である。

先行技術の文献１、文献２は、地震を検知して居住者に知らせるのみで、後の判断は居住者が全てしなければならないという問題があった。また、センサーが地震計の本体内にあるのみであるから、建物の別の場所で大きな加速度になっていても判らず、逃げ遅れることが考えられると言う問題があった。
また、文献３は、基本的には地震を検知して知らせる機能のみである。さらに、文献４は、地震発生時の緊急放送を受信して商用電源の停止を可能にするものであるが、居住者が救助を要請する機能を備えていない。
家庭用地震計は、建造物の床面に設置した時、地震発生時での水平方向の加速度を受ける。その際、家庭用地震計の筐体がズレたりして正確な加速度が検出されない恐れがあった。また、当該の家庭用地震計は、外部から大きな加速度を受けた時（例えば、取付け作業中に落としたり、物に接触させて大きな衝撃を与えたりした時）に機能不全になることがある。さらに、機能不全等の故障時において、加速度センサーやジャイロセンサーを取り替える作業が必要で、一般の人では困難なため、地震計本体を取替えるため、製造メーカに戻して修理する等の問題があった。

本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、建物の複数個所に地震センサーを設置することで建物内の大きな地震加速度を見逃さないようにすると共に、災害時の救助要請機能を備えた家庭用地震計を構築することを目的にしている。
また、本発明は家庭用地震計を床面に設置した場合、地震が発生して水平方向の加速度を受けると、筐体ごと滑ったりして正確な加速度が検出されないことを避けることを目的にしている。
さらに、本発明は家庭用地震計の使用時において、故障した加速度センサーやジャイロセンサーの交換作業を容易にすることを目的にしている。

本発明は、地震センサーを地震計の本体に内蔵すると共に、地震計から離れた場所の複数個所に外部センサーとして設置して、建物内の最も大きな地震加速度を検知できるようにすると共に、検知した地震の加速度を表示、通知すると同時に連絡部署（例えば、一括管理する企業のＰＣ(パソコン)等）を介して消防署、警察署、自治体等に被災通報する機能を備えている。また、本発明の内蔵及び外部の地震センサーは、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の加速度センサーに加えて、Ｘ，Ｙ方向の角速度を検出するジャイロセンサーを備えており、角速度に筐体内ののジャイロセンサー実装位置の長さ寸法を掛け算して求めた地震の速度（加速度の積分値）、加速度センサーのみでは把握しにくい小さな加速度（震度１や震度２レベルの微弱加速度）を検出できる。
また、本発明は家庭用地震計の筐体裏面に、摺動しにくい支持部２点と摺動し易い支持部１点の支持部材を配置して、大きな水平加速度を受けた場合でも筐体のずれによる影響を受け難くしたことを特徴とする。

さらに、ジャイロセンサーは角速度に筐体内ののジャイロセンサー実装位置の長さ寸法を掛け算して求めた速度の微分である加速度を算出するもので、直接加速度を検出するＸ、Ｙ、Ｚ方向の加速度センサーに比較して、耐衝撃性に優れ、ノイズに強いと言う効果も期待できる。
以上、家庭用地震計に加速度センサーとジャイロセンサーを用いて、大きな加速度が作用し機能不全になった時、容易にそれらのセンサー等を交換できるようにして、センサー等を着脱可能なソケット構造にしたことを特徴とする。

本発明は、地震以外の台風や土砂災害に遭遇した時でも、音声入力によって被害の状況について連絡部署などを介し消防署、警察署、自治体に被災通報及び救助要請できる機能を備えている。

本発明は、以下の様な効果を有する。
第１に、家庭用地震計の筐体裏面に摺動しにくい支持部２点と摺動し易い支持部１点を有する支持構造からなり、大きな水平加速度を受けた場合でも筐体のずれによる影響を受け難くなると言う効果がある。
第２に、当該家庭用地震計の加速度センサーやジャイロセンサーを着脱可能なソケット構造にしたことにより、各センサーが大きな加速度を受けて機能不全になった時、それらのセンサーを容易に交換できるという効果がある。

家庭用地震計の一例を示す構成図である。 家庭用地震計の被災通報一例を示すフローチャート図である。 本実施例の一例を示す電源回路図である。 本実施例の一例を示す家庭用地震計の筐体内の部品配置図である。 本実施例の一例を示す家庭用地震計の斜視外観図である。 本実施例の一例を示す家庭用地震計の別の斜視外観図である。 本実施例の一例を示す家庭用地震計の筐体裏面図である。

１）家庭用地震計の構成
図１は、家庭用地震計の全体構成を模式的に示した図である。１は地震計及び被災通報システム、２は地震計の本体内に設置された内蔵センサー、３は地震計本体から離れた場所に設置された外部センサーである。また、４ａはＡＣ電源、４ｂは電池（バッテリー電源）、５は内蔵センサー２及び外部センサー３で検出したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部、６は信号を演算処理する演算処理部ＣＰＵ、７は演算結果である地震加速度の数値を判定するために準備されたメモリ、８は家庭用地震計及び通報システム１を始動・停止するためのON-OFFボタン、９はリセットボタン、１０は検知・演算した結果を表示するための表示部、１１は検知・演算した結果を音声で知らせるための音声部、１２は地震以外に台風や土砂災害を受けた時の被災状況を被災通報するための音声入力部、１３は地震、台風、土砂災害等を外部に被災通報するための連絡部である。

また、１４は多数の家庭用地震計及び被災通報システム１からの連絡を管理し必要な所に連絡する管理ＰＣ、１５はユーザ１、１６はユーザ２、１７は消防署、１８は警察署、１９は自治体であり、それぞれ被災通報すべき部署である。２０は電源回路で、ＡＣ電源４ａ、電池４ｂ、Ａ/Ｄ変換部５、演算処理部ＣＰＵ６、メモリ７などのマイコン基板に電源および電気信号を供給するものである。

図１において、内蔵センサー２と外部センサー３は、それぞれ加速度センサー２ａ、３ａ、及び角速度を検出するジャイロセンサー２ｂ、３ｂから構成されている。

図１において、ユーザ１ １５、ユーザ２ １６、消防署１７、警察署１８、自治体１９は必要に応じて選択され、利用者の被災情報を通知する。

２）システム動作

図２は、家庭用地震計のシステム動作流れを示すフローチャートである。
先ず、初期設定した後、内蔵センサー２及び外部センサー３が検出した地震の加速度や角速度のアナログ信号をＡ／Ｄ変換部５においてデジタル信号に変換する。センサー値を取得した後、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向(３軸方向)の地震の加速度を算出するベクトル計算を行う。その後、算出された加速度が予め設定された基準値を超えたか否かを計算判定し、超えていなければ連絡不要とする。

もし、算出された加速度が基準値を超えていれば連絡要として地震の震度値を決定し、表示部１０に表示すると共に、音声部１１から音声で利用者に知らせ、連絡部１３を介して管理ＰＣ（パソコン）１４に送られ、ユーザ１ １５，ユーザ２ １６及び消防署１７，警察署１８，自治体１９へ連絡して救助要請する。また、地震以外にも台風や土砂災害を受けた時、音声入力で連絡部１３を介して管理 ＰＣ１４に連絡することができる。

３）他の実施例

本発明の他の実施例として、外部センサー３を複数個所に設置するケースがある。その場合では、算出された地震の加速度の中で最大値をその建物における地震の加速度として採用し、表示部１０、音声部１１、連絡部１３に連絡して処理する。

本発明の別の実施例として、ＡＣ電源４ａが停電した時、瞬時に電池４ｂに切り替える電源変換機能を備え、かつ電池４ｂの電源電圧が補正限界を越えて降下した時の報知機能を備えた電源回路２０があり、その実施例を図３に示す。

図３は、家庭用地震計及び被災通報システムの電源回路の構成を示す。４ａはＡＣアダプターのＡＣ電源、４ｂは直流１．５Ｖで６本のＤＣ９Ｖの電池、２１はＡＣ（交流）／ＤＣ（直流）変換器、２２はＡＣ電源が停電した時に電池４ｂに切り替えるための切替器、２３はＤＣ９ＶをＤＣ５Ｖに電圧変換するための ＤＣ／ＤＣ変換器である。これによりＡＣ電源の瞬時停電、瞬断等の心配はなくなり、メモリ７内の保存データの保障が可能となり、停電時の不稼働がないと言う効果がある。
また、図３における３０は加速度センサー２ａ，３ａをつなぐコネクター１、４０はジャイロセンサー２ｂ、３ｂをつなぐコネクター２、これらのコネクター３０、４０は加速度センサー２ａ，３ａおよびジャイロセンサー２ｂ、３ｂに不具合が生じた場合、着脱可能なソケット構造になっているので、センサー交換作業を容易にすることを目的にしている。

図４は、家庭用地震計の筐体内の部品配置図、図５は、家庭用地震計の斜視外観図、図６は、家庭用地震計の別の斜視外観図を示す。図７は、家庭用地震計の筐体裏面図を示す。１００は家庭用地震計の筐体、１０１は、回転して摺動し易い支持部１点からなるボール、１０２は摺動しにくい支持部２点からなる防振ゴムの構成を示す。

１ ：地震計及び被災通報システム
２ ：内蔵センサー
２ａ：加速度センサー（内蔵）
２ｂ：ジャイロセンサー（内蔵）
３ ：外部センサー
３ａ：加速度センサー（外部）
３ｂ：ジャイロセンサー（外部）
４ａ：ＡＣ電源
４ｂ：電池
５ ：Ａ／Ｄ変換部
６ ：演算処理部ＣＰＵ
７ ：メモリ
１０：表示部
１３：連絡部
１４：管理ＰＣ（パソコン）
２０：電源回路
２１：ＡＣ／ＤＣ変換器
２２：切替器
２３：ＤＣ／ＤＣ変換器
３０：コネクター１
４０：コネクター２
１００：筐体
１０１：ボール
１０２：防振ゴム

Claims (2)

1. 建物に設置された地震センサーと、センサーからのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、デジタル信号を演算処理する演算処理部と、演算結果である地震加速度の数値を判定するために準備されたメモリと、家庭用地震計を始動・停止するためのON-OFFボタンと、演算処理部を初期設定するリセットボタンと、地震加速度の数値結果を表示するための表示部と、検知・演算した結果を音声で知らせるための音声部と、地震以外に台風や土砂災害を受けた時の被災状況を通報するための音声入力部と、地震、台風、土砂災害等を外部に被災通報するための連絡部と、ＡＣ電源および電池と、電源回路を備えた地震計と、地震計の情報を一活管理して必要なところに連絡する管理パソコンとからなり、該管理パソコンに接続した利用者の遠隔地にいるユーザ、消防署、警察署、自治体に連絡できるようにし、地震計の裏面に摺動しにくい支持部２点と、摺動し易い支持部１点を設置したことを特徴とする家庭用地震計
2. 請求項１の地震センサーは、装置本体内に設置される内蔵センサーと装置から離れた建屋の別の複数箇所に設置された外部センサーからなり、地震センサーの内蔵センサーを組み入れ、内蔵センサー及び外部センサーを着脱可能なソケット構造にしたことを特徴とする家庭用地震計
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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