JP3459404B2 - 雨量強度検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、雨量強度を検出
せしめる雨量強度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、雨量強度を測定する雨量強度検出
装置として雨量強度計が知られている。この雨量強度計
としては転倒ます型雨量計が広く使用されている。図２
に示されているように、転倒ます型雨量計１０１は、受
水器１０３の中に金網１０５を備えた漏斗状体１０７が
設けられており、この漏斗状体１０７の下方に逆円錐形
状のろ水器１０９が配置されている。このろ水器１０９
の下方には左右対称形状の転倒ます１１１が揺動自在に
設けられており、この転倒ます１１１は上方と左右両側
方が開放された構造となっており、中央の隔壁１１３に
より左右の隔室１１５Ａ，１１５Ｂとに区画されてい
る。さらに、転倒ます１１１の揺動により作動するマイ
クロスイッチ１１７が転倒ます１１１の揺動支点に設け
られている。

【０００３】また、上記のろ水器１０９には底部に溜ま
ったろ水を外部の転倒ます１１１へ排水するためのサイ
ホン式の排水管１１９が設けられている。排水管１１９
にろ水内の微細の泥が入っていかないようにするため
に、ろ水器１０９の底部に泥だめ１２１が設けられてい
る。

【０００４】したがって、上記の転倒ます型雨量計１０
１においては、受水器１０３に入った雨水は漏斗状体１
０７によりろ水器１０９に入り、ろ水器１０９の底部に
溜まった雨水は排水管１１９を経て転倒ます１１１の一
方の隔室１１５Ａに入る。この一方の隔室１１５Ａ内に
一定量の雨水、例えば降雨量１mm又は０．５mmに対応す
る量の水が入ると、上記の転倒ます１１１は雨水の重さ
により反対方向に揺動し、雨水が下方へ落下する。この
とき、転倒ます１１１の傾倒によりマイクロスイッチ１
１７が作動してパルスが発生する。

【０００５】以後、同様にして、次の降雨量の一定量に
対応する雨水が転倒ます１１１の他方の隔室１１５Ｂに
入ると、転倒ます１１１は雨水の重さにより反対方向に
揺動してマイクロスイッチ１１７が作動してパルスが発
生し、雨水が下方へ落下する。

【０００６】ちなみに、受水器１０３の直径は２００mm
であり、降雨量１mmに対応する雨水量は３１．４ccとな
り、降雨量０．５mmに対応する雨水量は１５．７ccとな
る。

【０００７】上記のマイクロスイッチ１１７によるパル
スはリード線を通じて屋内の自記電接計数器に転倒ます
１１１の転倒回数として記録される。電接計は例えばク
オーツ仕掛けの自記円筒時計に１mm単位で記録される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の雨量
強度装置としての転倒ます型雨量計１０１においては、
過去の中部地区災害発生時には、２３時間の累計降雨量
が４９５mmとなり、２３時間累加雨量が約１５リットル
（１４．９リットル＝４９５×３１．４cc）であった。
これは過去の統計資料では最大であった。

【０００９】このような集中豪雨時の雨量測定結果は、
気象庁で測定したとしても、この情報が自治体（役場な
ど）へ連絡されてから各家庭へ伝わるまでに時間がかか
る。そのために、緊急非難するのに間に合わないという
問題点があった。

【００１０】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、各家庭に設置可能とするた
めに、緊急避難をするほどの集中豪雨があったときに、
予め設定した降雨量を超えるときの一定時間当たりの降
雨量を簡易的に測定して緊急避難の注意を促すための表
示を行い得る雨量強度検出装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の雨量強度検出装置は、一定
面積上に降る雨水を受ける受水器を設け、この受水器に
て収集された雨水を流入せしめて計量する強度計ますを
線条体の一端に懸吊すると共にこの線条体の他端側を装
置本体に軸承した回転体に巻回して弾性体を介して前記
強度計ますを常時上方へ付勢して設け、前記回転体に指
示アームを設けると共にこの指示アームの回動位置を検
出して前記強度計ます内の雨量を測定する雨量測定装置
を設け、前記強度計ますの下端に予め設定した警戒雨量
強度に相当する設定降雨量を一定速度で排水可能な排水
孔を設け、この排水孔から排水される雨水を貯留する累
加計量容器を設けてなることを特徴とするものである。

【００１２】したがって、受水器に降った雨水は、受水
器を経て強度計ます内に流入してから、強度計ますの下
端の排水孔を経て累加計量容器へ排水されて貯留され
る。降雨量が予め設定された警戒雨量強度に相当する設
定降雨量より少ないときは雨水が強度計ますに溜まるこ
とはないが、警戒雨量強度に相当する降雨量より多いと
きは雨水が強度計ますに溜まるのでその分だけ強度計ま
すの重量が増加し、弾性体の付勢力に抗して強度計ます
が下降する。これに伴う線条体の移動により回転体が回
転されて指示アームが回動し、この指示アームの回動位
置が雨量測定装置にて検出されることにより、設定降雨
量と強度計ますに溜まった水量が計測されて、その時点
の雨量強度が測定されるので、気象庁の注意警報を待つ
ことなく警戒態勢に入れる。

【００１３】請求項２によるこの発明の雨量強度検出装
置は、請求項１記載の雨量強度検出装置において、前記
雨量測定装置が、指示アームの回動位置を段階的に検出
すべく前記指示アームの回動軌跡に沿って所定の間隔を
介して配設してなる複数の指示アーム位置検出器と、前
記各指示アーム位置検出器が前記指示アームを検出して
いる時間を計測するタイマと、前記タイマによる計測時
間と前記各指示アーム位置検出器の検出信号による指示
アームの回動位置とから雨量強度を算出する演算装置
と、からなることを特徴とするものである。

【００１４】したがって、前記指示アームを検出してい
る指示アーム位置検出器により指示アームの回動位置が
分かるので降雨量が測定され、且つ前記指示アーム位置
検出器の検出時間がタイマにより計測されるので、一定
時間当たりの降雨量を示す雨量強度が容易に算出され
る。

【００１５】請求項３によるこの発明の雨量強度検出装
置は、請求項１又は２記載の雨量強度検出装置におい
て、前記弾性体が、ほぼ強度計ますの内容積分の水量の
重量相当の強度を有する引張用発条体であることを特徴
とするものである。

【００１６】したがって、引張用発条体は強度計ますの
重量に対して敏感に反応して増加重量に対する伸び量が
大きく設定されるので、降雨量の計測精度が向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の雨量強度検出装置
の実施の形態について図面を参照して説明する。

【００１８】図１を参照するに、本実施の形態に係わる
雨量強度検出装置１は、ほぼ左右対称をなすパイプフレ
ーム式の側壁３Ａ，３Ｂを備えた装置本体としての例え
ば装置固定台５が設けられており、この装置固定台５の
側壁３Ａ，３Ｂの上部には天板７がボルトＢＴにより取
り付けられている。天板７の上面には一定面積に雨水を
流入せしめるための受水器としての例えば受水ます９が
筒状の受水ます固定台１１を介して設けられている。上
記の受水ます９は例えば直径２００mmの漏斗状体をなし
ており、受水ます９の中には金網１３が備えられてお
り、受水ます固定台１１は例えば塩ビ管筒からなってい
る。

【００１９】天板７の下面には支持フレーム１５が設け
られており、この支持フレーム１５は例えば板片を下向
きＵ字状に折曲げられた形状をなし、一部に切り欠きを
有している。この支持フレーム１５の両側の支持片１７
Ａ，１７Ｂには回転体としての例えばスプロケット１９
が回転自在に軸承されている。スプロケット１９の一方
の側面には指示アーム２１が突出するように設けられて
おり、この指示アーム２１の先端にはマグネット２３が
取り付けられている。

【００２０】また、支持フレーム１５の一方の支持片１
７Ａには上記のスプロケット１９が回転するのに伴って
指示アーム２１が回動する際のマグネット２３の回動軌
跡に沿った位置に複数の指示アーム位置検出器としての
例えば６つのリードスイッチ２５が適宜間隔に配置され
ている。なお、リードスイッチの数は適宜設けることが
でき、特に限定されない。また、リードスイッチ２５と
しては例えば指示アーム２１のマグネット２３を検出可
能なフォトダイオードＳＷが用いられており、最上位置
から下へ向けて雨量強度を検出するためのポジションPo
s.0，Pos.1，Pos.2，Pos.3，Pos.4，Pos.5が設けられて
いる。各フォトダイオードＳＷにて検出された信号は、
雨量強度検出装置１に設けた制御装置２７に送信される
ように構成されている。

【００２１】さらに、支持フレーム１５の一方の支持片
１７Ａには湾曲形状をなす係合アーム２９がその長手方
向のほぼ中央部を中心として回動可能に設けられてお
り、ポジションPos.0付近に位置したときの指示アーム
２１の先端に係合アーム２９の上端側が常時係合するよ
うにするために、係合アーム２９が図１において時計回
り方向に回動するように係合アーム２９の下端側がスプ
リング３１により付勢されている。

【００２２】係合アーム２９には、指示アーム２１がポ
ジションPos.0に位置したときにＯＦＦとなり、ポジシ
ョンPos.0を外れたときにＯＮとなるタイマ起動スイッ
チ（図示省略）が設けられており、このタイマ起動スイ
ッチは制御装置２７に接続されている。そして、タイマ
起動スイッチがＯＮしたときに制御装置２７内に設けた
タイマ３３がスタートし、タイマ起動スイッチがＯＦＦ
となったときに前記タイマ３３がリセットされるように
構成されている。

【００２３】また、上記のスプロケット１９には線条体
としての例えばチェーン３５が巻回されており、このチ
ェーン３５の一端は弾性体としての例えば引張スプリン
グ３７を介して装置固定台５の側壁３Ｂに設けたフック
部３９に連結されており、前記チェーン３５の他端には
逆円錐形状をなす強度計ます４１が少なくとも３つの本
実施の形態で４つの線条の釣り具４３を介して懸吊され
ている。

【００２４】なお、本実施の形態では、強度計ます４１
はビニール製であり、その上端縁は吊下げ用枠体４５に
より補強されており、強度計ます４１の内容積は１００
０cc（１kg）である。上記の引張スプリング３７は強度
計ます４１の内容積内の水量の重量にほぼ相当する最大
１ｋｇ重量相当の強さを有し、１ｃｍの動きを１００ｃ
ｃ重量としている。したがって、引張スプリング３７は
強度計ます４１の重量に対して敏感に反応して増加重量
に対する伸び量を大きく設定できるので、降雨量の計測
精度を向上せしめることになる。

【００２５】なお、上記の回転体としてはスプロケット
１９が用いられているがプーリ、滑車、ホイールなどの
他の回転体であっても構わず、また上記の線条体として
はチェーン３５が用いられているがベルト、タイミング
ベルトなどの他の線条体であっても構わない。

【００２６】また、本実施の形態では強度計ます４１の
下端は１分間で１４３ｃｃ（＝4.554mm）の雨水が排水
されるように細い穴の排水孔４７が設けられている。こ
の排水孔４７の排水速度は、過去の統計資料から最大の
集中豪雨時の記録から算出されたものである。つまり、
中部地区災害発生時のときの降雨量は１０分間で４７mm
という記録的なものであった。したがって、直径２００
mmの受水ます９に入り込んだ雨水は１分間で１４７cc
（＝4.7mm×31.4cc）であることから、それより少し下
げた値の１４３ｃｃ／分が警戒雨量強度に相当する設定
降雨量として設定され、この設定降雨量以上の降雨量が
簡易的に測定できるようにしている。

【００２７】なお、支持フレーム１５の支持片１７Ａに
設けた各リードスイッチ２５のポジションPos.0，Pos.
1，Pos.2，Pos.3，Pos.4，Pos.5の間隔は、強度計ます
４１内の雨水量が１分間で１００cc（約３．２mm／分相
当水量）増加する毎に検出されるように配置されてい
る。

【００２８】また、受水ます９に入り込んだ雨水は、受
水ます９の下端に設けられた穴部４９に連通する雨水配
管５１を経て強度計ます４１内に流入するように構成さ
れている。

【００２９】装置固定台５の下部には、累加雨量を貯留
するための累加計量容器としての例えば累加計量ます５
３が設けられている。上記の累加計量ます５３の内容積
は１７リットル（17kg）とされており、累加計量ます５
３の側面には累加雨量の目盛り５５（mm）が設けられて
いるので、この目盛り５５を確認することによって降水
雨量の測定を行うことができる。また、累加計量ます５
３の底部には累加計量ます５３内の雨水を排水するため
のドレン用バルブ５７が設けられている。累加計量ます
５３の蓋部５９には例えば円筒形状の雨水注入口６１が
設けられており、この雨水注入口６１には上記の強度計
ます４１の下端部が上下動可能に入り込んでおり、強度
計ます４１内の雨水が累加計量ます５３に流入するよう
に構成されている。

【００３０】上記の累加計量ます５３の内容積を１７リ
ットルとした根拠は、前述したように過去の統計資料に
基づいて、中部地区災害発生時の２３時間累加雨量が１
５リットルであったことから算出したものである。例え
ば、１分間で１４３ｃｃの降雨量が１時間続いたときは
累加降雨量が８．５８リットル（＝143cc×60分）とな
り、累加計量ます５３の内容積の約１／２を占めること
になる。

【００３１】上記構成により、受水ます９に入り込んだ
雨水は、受水ます９の下端の穴部４９から雨水配管５１
を経て強度計ます４１内に流入される。このとき、降雨
量が１分間で１４３cc（＝4.554mmに相当水量）以下の
ときは、強度計ます４１内の雨水は強度計ます４１の下
端の排水孔４７から下方の累加計量ます５３内へ排水さ
れることになるので、強度計ます４１はチェーン３５を
介して引張スプリング３７により上方へ持ち上げられて
指示アーム２１がポジションPos.0の位置で係合アーム
２９の上端で抑えられた状態である。したがって、制御
装置２７内のタイマ３３はリセットされた状態であり、
スタートされない。

【００３２】しかし、降雨量が１分間で１４３cc以上に
なると、家の人に警戒すべき降雨量となり、雨水が強度
計ます４１内に溜まるために強度計ます４１の重量が増
加することになるので、強度計ます４１が引張スプリン
グ３７の付勢力に抗して下降し、スプロケット１９が図
１において反時計回り方向に回転し、指示アーム２１が
ポジションPos.0から離れることになる。すると、係合
アーム２９が回動してタイマ起動スイッチがＯＮとな
り、制御装置２７内のタイマ３３がスタートする。

【００３３】指示アーム２１は降水速度に応じたポジシ
ョンを指示することになり、各ポジションのリードスイ
ッチ２５によりスプロケット１９の回転角度がどの位置
にあるのか、また検出されているリードスイッチ２５の
ポジションに何秒間滞留しているのかをタイマ３３によ
り随時検出されるので、このデータに基づいて一定時間
当たりの降雨量を示す雨量強度が演算装置６３により算
出され、メモリ６５内に記憶される。そして、上記の算
出された雨量強度は別途設けられた表示計６７に表示さ
れる。

【００３４】例えば、指示アーム２１がポジションPos.
1を指示した状態では１分間で２４３cc（＝143cc＋100c
c×1）つまり１分間で約７．７mm（＝4.5mm＋3.2×１）
で、１時間降り続けると462mmに相当する降雨量がある
ことを示している。

【００３５】以下同様に、ポジションPos.2では１分間
で３４３cc（＝143cc＋100cc×2）、つまり約10.9mm／
分（654mm／時）に相当する降雨量となり、ポジションP
os.3では１分間で４４３cc（＝143cc＋100cc×3）、つ
まり約14.1mm／分（846mm／時）に相当する降雨量とな
り、ポジションPos.4では１分間で５４３cc（＝143cc＋
100cc×4）、つまり約17.3mm／分（103.8mm／時）に相
当する降雨量となり、ポジションPos.5では１分間で６
４３cc（＝143cc＋100cc×5）、つまり約20.5mm／分（1
2.30mm／時）に相当する降雨量となる。

【００３６】したがって、例えば、指示アーム２１がポ
ジションPos.2を７５秒間指示し、ポジションPos.4を１
８０秒間指示した状態では、降雨量は２０５７．７５cc
（＝343cc×7５/60＋543cc×180/60）で、この３分７５
秒間における１分間当たりの平均降雨量は約５４８．７
ccとなり、１７．５mmに相当する降雨量となる。

【００３７】以上のことから理解されるように、複数の
指示アーム位置検出器としての例えば６つのリードスイ
ッチ２５と、各リードスイッチ２５が指示アーム２１を
検出している時間を計測するタイマ３３と、このタイマ
による計測時間と前記各リードスイッチ２５による指示
アーム２１の回動位置の検出とから強度計ます４１内の
雨水量を算出する演算装置６３と、により雨量測定装置
６９が構成されることとなる。

【００３８】以上のように、予め設定された警戒雨量強
度に相当する設定降雨量以上の降雨量があるときに、本
発明の装置を設置された家庭ではすぐに現在の降雨量及
び降水速度を確認できるので、気象庁からの注意警報や
警戒警報が広域情報になりがちな状況を補完でき、余裕
をもって警戒準備を始めることができる。

【００３９】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。

【００４０】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、警戒雨
量強度に相当する設定降雨量より多いときは雨水が強度
計ますに溜まるのでその分だけ強度計ますの重量が増加
し、弾性体の付勢力に抗して強度計ますを下降せしめ
る。したがって、線条体が移動して回転体を回転せしめ
て指示アームを回動せしめ、この指示アームの回動位置
を雨量測定装置にて検出できるので、設定降雨量と強度
計ますに溜まった水量を計測し、その時点の雨量強度を
容易に測定できる。この装置を設置した家庭では気象庁
の注意警報に加えて身近な（近隣地区の）最新情報が得
られるので素早く警戒態勢に入る心構えができる。

【００４１】請求項２の発明によれば、前記指示アーム
を検出している指示アーム位置検出器により指示アーム
の回動位置を判別できるので降雨量を測定でき、且つ前
記指示アーム位置検出器の検出時間をタイマにより計測
できるので、一定時間当たりの降雨量を示す雨量強度を
確実に算出できる。

【００４２】請求項３の発明によれば、引張用発条体は
強度計ますの重量に対して敏感に反応するので増加重量
に対する伸び量を大きく設定でき、降雨量の計測精度を
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における雨量強度検出装置
の全体的な斜視図である。

【図２】従来の転倒ます型雨量計の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 雨量強度検出装置 ５ 装置固定台（装置本体） ９ 受水ます（受水器） １５ 支持フレーム １９ スプロケット（回転体） ２１ 指示アーム ２５ リードスイッチ ２７ 制御装置 ３３ タイマ ３５ チェーン（線条体） ３７ 引張スプリング（弾性体） ４１ 強度計ます ４７ 排水孔 ５３ 累加計量ます（累加計量容器） ６３ 演算装置 ６９ 雨量測定装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開2001−318169（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−208484（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−253619（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−72086（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−59179（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−3482（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭30−7547（ＪＰ，Ｂ１) 特公 平１−51944（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−27873（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭46−26972（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭47−19882（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01W 1/00 - 1/18 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定面積上に降る雨水を受ける受水器を
   設け、この受水器にて収集された雨水を流入せしめて計
   量する強度計ますを線条体の一端に懸吊すると共にこの
   線条体の他端側を装置本体に軸承した回転体に巻回して
   弾性体を介して前記強度計ますを常時上方へ付勢して設
   け、前記回転体に指示アームを設けると共にこの指示ア
   ームの回動位置を検出して前記強度計ます内の雨量を測
   定する雨量測定装置を設け、前記強度計ますの下端に予
   め設定した警戒雨量強度に相当する設定降雨量を一定速
   度で排水可能な排水孔を設け、この排水孔から排水され
   る雨水を貯留する累加計量容器を設けてなることを特徴
   とする雨量強度検出装置。
2. 【請求項２】 前記雨量測定装置が、指示アームの回動
   位置を段階的に検出すべく前記指示アームの回動軌跡に
   沿って所定の間隔を介して配設してなる複数の指示アー
   ム位置検出器と、前記各指示アーム位置検出器が前記指
   示アームを検出している時間を計測するタイマと、前記
   タイマによる計測時間と前記各指示アーム位置検出器の
   検出信号による指示アームの回動位置とから雨量強度を
   算出する演算装置と、からなることを特徴とする請求項
   １記載の雨量強度検出装置。
3. 【請求項３】 前記弾性体が、ほぼ強度計ますの内容積
   分の水量の重量相当の強度を有する引張用発条体である
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の雨量強度検出装
   置。