JP5027635B2 - Slope fluctuation detector - Google Patents
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Description
本発明は、崩落の可能性のある自然斜面や建設工事で造成又は切削により形成された人工斜面の変動を検知するための斜面変動検知装置に関する。 The present invention relates to a slope fluctuation detecting device for detecting a fluctuation of a natural slope that may collapse or an artificial slope formed by construction or cutting in construction work.
道路や鉄道等に沿って形成された斜面は、崩落による土砂災害が社会的に問題となっている。こうした斜面は、山間部の自然に形成された自然斜面や建設工事に伴って造成又は切削により形成された人工斜面があるが、いずれも地震や大雨による地盤の緩みが発生した後一挙に崩落するため、定期的に巡回して監視していたとしても崩落を正確に予測して通行止め等の予防措置をとることが難しいのが現状である。 On slopes formed along roads and railways, landslides due to collapse have become a social problem. These slopes include naturally formed slopes in mountainous areas and artificial slopes formed by construction or cutting in connection with construction work, both of which collapse at once after an earthquake or heavy rain has caused the ground to loosen. For this reason, even if the patrol is periodically monitored, it is difficult to accurately predict the collapse and take preventive measures such as closing the road.
そこで、斜面に検知装置を設置して崩落の危険性を検知することが提案されている。例えば、特許文献1では、ケースが鉛直姿勢から傾斜姿勢に変化したことを検出し、所定の周波数を持つ電波を発信する崩壊検知センサと、この崩壊検知センサが発信する電波を受信する受信器及びこの受信器が電波を受信したことを表示する表示器とから成る警報受信装置とを具備し、上記崩壊検知センサを被監視場所に鉛直姿勢で設置すると共に、上記警報受信装置が所定の周波数の電波を受信したことを上記表示器に表示させることにより、上記崩壊検知センサの設置場所が崩壊したと判定する斜面崩壊検知方法が記載されている。また、特許文献2では、崩落型災害が発生した際転動されるように転動可能な外形を備えた液密なケースと、このケースの転動に応答して作動されるべくケース内に配設された転動検出器と、ケース内に配置され転動検出器9の作動に応答して作動される崩落型災害報知信号発生器とを有する崩落型災害警報装置が記載されている。
上述した特許文献に記載された装置では、斜面の変化や崩落を確実に検知することができるものの、検知には電気エネルギーが必要となるため長期間にわたって確実に電気エネルギーを提供できるようにしなければならず、また、定期的に正常に作動するか否かチェックする必要がある。さらに、検知センサ、信号発生回路、受信回路といった電子部品が必要となり、装置を製造するコスト及びメンテナンスのためのコストが高くなるため、多くの斜面に設置することはコストの面からみて難しくなる。そのため、崩落の危険性の高い斜面から設置することになるが、その優先順位をどのような基準で行なうか、また、1つの斜面に対してどの位置に設置するかについてもその判断が難しいのが実情である。 Although the device described in the above-mentioned patent document can detect the change or collapse of the slope with certainty, it requires electric energy for detection, so it must be able to reliably provide electric energy over a long period of time. In addition, it is necessary to periodically check whether it operates normally. Furthermore, since electronic components such as a detection sensor, a signal generation circuit, and a reception circuit are required, and the cost for manufacturing the device and the cost for maintenance are high, it is difficult to install on many slopes from the viewpoint of cost. Therefore, it will be installed from the slope with a high risk of collapsing, but it is difficult to judge what criteria should be used for the priority order and where it should be installed on one slope. Is the actual situation.
そこで、本発明では、簡単な構造で製造コストを安価に抑えることができ斜面の変動を正確に検知することができる斜面変動検知装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a slope fluctuation detecting device that can suppress the manufacturing cost at a low cost with a simple structure and can accurately detect the slope fluctuation.
本発明に係る斜面変動検知装置は、斜面に設置固定された基台と、前記基台に設けられた平面状の載置面を水平状態に調整する水平調整機構と、前記載置面上に移動自在に配置されるとともに前記載置面が傾斜することで移動する移動体と、前記移動体上に当接して設置された転動板と、前記転動板の上面に転動自在に配置された検知球体と、前記検知球体が前記転動板から落下したことを検知する検知機構とを備えていることを特徴とする。さらに、前記移動体は、前記載置面上に転動自在に配置された3個以上の同じ大きさの球体群からなることを特徴とする。さらに、前記水平調整機構は、前記載置面が形成された載置板に取り付けられた3本の調整ネジからなることを特徴とする。さらに、前記検知機構は、外部に露出する表示位置に移動可能な表示板を備えており、前記検知球体の落下に連動して前記表示板が前記表示位置に移動して保持されることを特徴とする。 A slope fluctuation detecting device according to the present invention includes a base installed and fixed on a slope, a horizontal adjustment mechanism for adjusting a planar placement surface provided on the base to a horizontal state, and the placement surface described above. A movable body that is arranged so as to be movable and moves when the mounting surface is inclined, a rolling plate that is placed in contact with the movable body, and a rolling plate that is arranged on the upper surface of the rolling plate so as to be capable of rolling. And a detection mechanism that detects that the detection sphere has dropped from the rolling plate. Furthermore, the moving body is composed of a group of three or more spheres of the same size, which are arranged to roll on the mounting surface. Further, the horizontal adjustment mechanism is characterized by comprising three adjustment screws attached to the mounting plate on which the mounting surface is formed. Further, the detection mechanism includes a display plate movable to a display position exposed to the outside, and the display plate is moved to and held at the display position in conjunction with the drop of the detection sphere. And
本発明は、上記のような構成を有することにより、水平状態の載置面上に移動自在に配置された移動体の上に転動板を設置し、転動板の上面に検知球体を転動自在に配置しているので、斜面の変動により検知球体が落下することでその変動を正確に検知することができる。 The present invention has the above-described configuration, so that a rolling plate is installed on a movable body that is movably disposed on a horizontal mounting surface, and a detection sphere is rolled on the upper surface of the rolling plate. Since it arrange | positions freely, the fluctuation | variation can be correctly detected because a detection sphere falls by the fluctuation | variation of a slope.
すなわち、斜面に設置固定された基台が斜面の変動により傾斜すると移動体が載置面上を移動するようになり、それに連動して転動板が動くことで検知球体が転動して落下する。したがって、載置面の水平状態を精度よく調整しておけば、移動体の移動が生じる載置面の傾斜を正確に設定することが可能となり、斜面の変動の発生を正確に検知することができる。 That is, when the base fixed on the slope tilts due to the slope change, the moving body moves on the mounting surface, and the detection sphere rolls and drops by moving the rolling plate in conjunction with it. To do. Therefore, if the horizontal state of the mounting surface is adjusted accurately, it is possible to accurately set the inclination of the mounting surface that causes the movement of the moving body, and it is possible to accurately detect the occurrence of a change in slope. it can.
そして、これらの一連の動作では、電気エネルギー等は一切不要で重力作用による動作のみにより検知球体の落下が発生するため、製造コストを極めて安価に抑えることができ、定期的な点検といったメンテナンスコストについてもほとんど発生しない。また、検知球体が落下した後でも載置面の水平状態を調整し直すことで、再度検知可能な状態に簡単に設定することができ、繰返し使用することが可能となる。そのため、設置が必要な箇所が多数となっても全体の設置コストを抑えることができ、多数の設置箇所において斜面の変動を正確に検知することが可能となるため、斜面の変動による土砂災害の発生の予測精度を向上させることができる。 In these series of operations, no electrical energy is required, and the detection sphere is dropped only by the action of gravity, so the manufacturing cost can be kept extremely low, and maintenance costs such as periodic inspections can be reduced. Hardly occur. Further, even after the detection sphere is dropped, the horizontal state of the placement surface is readjusted, so that it can be easily set to a state where it can be detected again and can be used repeatedly. Therefore, even if there are many locations that need to be installed, the overall installation cost can be reduced, and it is possible to accurately detect slope changes at many locations. The accuracy of occurrence prediction can be improved.
また、移動体として、載置面上に転動自在に配置された3個以上の同じ大きさの球体群を用いることで、転動板を安定した状態に設置することができ、球体の転動の容易性を利用して載置面のわずかな傾斜に対しても移動体が動作して検知することが可能となる。そして、球体群のみにより構成されているので、コスト面においてもきわめて安価に抑えることができる。 In addition, by using three or more sphere groups of the same size that are arranged so as to be able to roll on the placement surface as the moving body, the rolling plate can be installed in a stable state. Using the ease of movement, it becomes possible for the moving body to operate and detect even a slight inclination of the placement surface. And since it is comprised only by the spherical body group, it can suppress very cheap also in terms of cost.
また、水平調整機構として、載置面が形成された載置板に取り付けられた3本の調整ネジを用いることで、簡単な構成で載置板の水平状態を正確に調整することができ、製造コストが抑えられるとともに再設定する場合にも3本の調整ネジを調整する簡単な操作で行なうことができる。 Further, as the horizontal adjustment mechanism, by using three adjustment screws attached to the mounting plate on which the mounting surface is formed, the horizontal state of the mounting plate can be accurately adjusted with a simple configuration, The manufacturing cost can be reduced, and even when resetting, it can be performed by a simple operation of adjusting the three adjusting screws.
また、検知機構に、外部に露出する表示位置に移動可能な表示板を備えることで、検知球体の落下に連動して表示板が表示位置に移動して保持されるようにすれば、設置箇所から離れた場所から目視で斜面に変動があったか否か確認することができる。そのため、検査のために斜面を登る必要はなく、土砂崩れ等の危険性の高い斜面に近づくことなく安全に斜面の監視を行なうことが可能となる。 In addition, if the detection mechanism is equipped with a display plate that can be moved to a display position exposed to the outside, the display plate can be moved to the display position and held in conjunction with the fall of the detection sphere. It is possible to confirm whether or not there has been a change in the slope visually from a place away from the station. Therefore, it is not necessary to climb the slope for inspection, and it is possible to monitor the slope safely without approaching a slope with high danger such as landslide.
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail. The embodiments described below are preferable specific examples for carrying out the present invention, and thus various technical limitations are made. However, the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these forms.
図1は、本発明に係る実施形態に関する概略断面図であり、図2は、その分解斜視図である。斜面変動検知装置1は、斜面Sの変動に連動する作動機構2及び検知機構3を備えている。 FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view thereof. The slope fluctuation detection device 1 includes an operation mechanism 2 and a detection mechanism 3 that are linked to the slope S fluctuation.
作動機構2は、斜面Sに打ち込まれて固定された杭10の上面に基板11が釘等の固定具12により固定されており、基板11の上方に直方体状のケース13が3本の粗調整ネジ14により取り付けられている。粗調整ネジ14は、下部が基板11にねじ込まれて固定されており、その中間部に支持ボルト14aが螺合されている。そして、支持ボルト14aの高さを調整してケース13の底面に穿設された取付穴に粗調整ネジ14の上部を挿着し、ケース13の底面をほぼ水平状態に設定する。
In the operating mechanism 2, the
粗調整ネジ14の上部に支持ボルト14bが螺合されており、支持ボルト14bの高さを調整して三角形状の支持板15の3つの角部に穿設された取付穴にそれぞれ粗調整ネジ14の上部を挿着し、支持板15の上面をほぼ水平状態に設定する。支持板15の上面には、ほぼ中央部に水準器16が固定されており、水準器16により支持板15の上面が水平状態であるかチェックする。水平状態でない場合には、3つの支持ボルト14bの高さ位置をそれぞれ微調整することで水平状態に設定される。
支持板15の上方には、3本の微調整ネジ17を介して三角形状の載置板18が設置されている。各微調整ネジ17は、載置板18の3つの角部にそれぞれ上方から螺合し下部が貫通して設けられており、下端部が支持板15の角部に回動可能に取り付けられている。3本の微調整ネジ17をそれぞれ回転させることで、載置板18の3つの角部の高さをそれぞれ微調整することができるようになっている。
Above the
載置板18の中央部分には、円形状の載置台19が設置されており、載置台19の上面の周縁に沿って円環状のゴム製枠体20が設けられている。そして、載置台19上面の載置面の中心部には、3個の同じ大きさの球体21が互いに当接するように配置されており、各球体21は載置面を転動自在となるように設置されている。
A circular mounting table 19 is installed at the center of the
球体21は、載置面がわずかに傾斜するだけで転動してしまうことから、3本の微調整ネジ17により載置板18の3つの角部の高さを微調整して球体21が転動しないように載置面の水平状態に設定する。
Since the
3つの球体21が載置面の中心部に当接した状態で設置した後、球体21の上に円形状の転動板22を設置する。転動板22は、載置台19と同じ大きさに設定されており、載置台19に合わせて位置決めすることで、転動板22の重心位置が3つの球体21により支持される位置に設定されて転動板22が安定した状態に支持される。
After the three
転動板22上面の転動面の中心位置に検知球体23が転動自在に設置される。転動板22は、同じ厚さに形成されているため、載置面が水平状態に設定されていれば、転動面も水平状態に設定されるため、検知球体23は安定した状態で中心位置に設置することができる。
The
なお、移動体として3個の球体21を用いる場合以外にも、それ以上の個数の球体を用いてもよい。また、例えば車輪を用いた構造体のように、載置面の傾斜により移動するものであれば用いることができる。
In addition to the case where three
ケース13の内部には、底面側に傾斜板24が設けられており、傾斜板24はケース13の底面の1つの角部に向かって傾斜するように設定されている。そして、傾斜板24の最も低い位置となる角部には円形状の落下孔25が穿設されており、落下孔25はケース13を貫通して下方取り付けた誘導管26と接続されている。なお、傾斜板24には、ケース13の底面と同様に粗調整ネジ14が貫通する取付穴が穿設されている。
An
検知機構3は、斜面Sに固定されたケース30を備えており、ケース30内に上方から誘導管26が挿入されている。誘導管26には、図3の拡大斜視図に示すように、管内を横断する方向に連通するように取付穴26aが穿設されており、取付穴26aに棒状の検知バー31が挿着されている。そして、検知バー31は、誘導管26内を落下してくる検知球体23に衝突する位置に設定されており、検知球体23が衝突することで容易に折れるような素材で作成されている。
The detection mechanism 3 includes a
挿着された検知バー31の誘導管26から突出する両端部には、係止部材32が係止されている。係止部材32は、検知バー31の両端部に引っ掛けられるフック部32aを備えており、フック部32aを連結する連結バー32bに紐33の一端部が結び付けられている。
Locking
紐33は、ケース30内の天井面に設置固定された滑車部34を介して他端部に表示板35が結び付けられており、矩形状の表示板35は紐33によりケース30内に吊下げられた状態に設定される。そして、ケース30の底面には、表示板35が落下する際に通過可能な開口部が穿設されている。滑車部34の上部には、高さ調整ネジ34bが設けられており、高さ調整ネジ34bをケース30の天井面に穿設した取付穴に挿入して支持ボルト34aによりケース30に取り付けられる。そして、支持ボルト34aの位置を調整して、表示板35の高さ位置を調整したり、紐33に付与する張力を調整する。
A
次に、斜面Sが地盤の緩み等により変動した場合の装置の作動について説明する。図4(a)に示すように、装置を斜面Sに設置する場合には、上述したように、粗調整ネジ14及び微調整ネジ17を調整することで載置台19の載置面を水平状態に設定して球体21を載置台19の中心部に静置させた後、その上に転動板22を設置して転動板22の中心に検知球体23を静置する。この設置状態では転動板22の転動面が水平状態に設定されるため、検知球体23が転動することはない。
Next, the operation of the apparatus when the slope S fluctuates due to the looseness of the ground will be described. As shown in FIG. 4A, when the apparatus is installed on the slope S, the mounting surface of the mounting table 19 is kept in a horizontal state by adjusting the
設置後斜面Sが徐々に変動してくると、設置当初水平状態に設定されていた載置台19が徐々に傾斜した状態になり、図4(b)に示すように、載置面が傾斜して球体21に転動する力が徐々に加わるようになる。そして、転動する力が所定の閾値を超えると、球体21が転動を開始し、図4(c)に示すように、載置台19の周縁まで転動してゴム製枠体20に当接して止まる。球体21の転動に伴い転動板22が球体21の上を滑動していき、検知球体23とともに落下するようになる。
When the slope S gradually changes after installation, the mounting table 19 set in the horizontal state at the beginning of installation is gradually inclined, and the mounting surface is inclined as shown in FIG. Thus, the rolling force is gradually applied to the
落下した検知球体23は、傾斜板24上に落ちてその傾斜方向に誘導されて転動し、落下孔25から誘導管26内を落下するようになる。
The fallen
誘導管26内を落下する検知球体23は、図5に示すように、検知機構3内に導入されて(図5(a))、検知バー31に上方から衝突して検知バー31を破損し、そのまま落下する。検知バー31が破損すると、係止部材32と検知バー31との間の係止状態が解除されて表示板35の自重により紐33が手繰られていき、係止部材32が滑車部34に引っ掛かって停止するようになる。そのため、表示板35は、開口部36から落下しケース30から外部に露出した表示位置に到達して停止した状態に保持される。
As shown in FIG. 5, the
以上の例では、検知バー31を検知球体23により破損して検知を行なうようにしているが、図6に示すように、誘導管26から検知球体23が落下する地点に回動板37を設けておき、検知球体23が回動板37に衝突すると回動板37が上下動するように設定しておく。回動板37の先端部には係止爪37aが上方に折り曲げるように形成されており、係止爪37aに係止バー38を引っ掛けて係止バー38を紐33により引っ張るようにセットする。このように構成することで、回動板37の上下動により係止バー38が外れるようになるが、再度係止バー38を回動板37に引っ掛けることで容易に再セットすることが可能となる。
In the above example, the
以上説明した実施形態に関する斜面変動検知装置を用い、載置板を傾斜させる作動実験を行なったところ、傾斜角度がほぼ500秒で作動することが確かめられた。検知角度が500秒の場合、回転半径が1〜2m(落石する岩石に匹敵する大きさ)では2.4〜4.8mm程度の変位となることから、こうした斜面の変動を確実に検知することができる。 When the operation experiment which inclines a mounting board using the slope variation detection apparatus regarding embodiment described above was carried out, it was confirmed that an inclination | tilt angle operate | moves in about 500 second. When the detection angle is 500 seconds, the displacement is about 2.4 to 4.8 mm when the turning radius is 1 to 2 m (a size comparable to a falling rock). Can do.
また、載置板及び検知球体の材料を種々組み合せて作動実験を行ったところ、載置板の載置面の材料として強化ガラス等の表面が傷つきにくく平滑で硬い材料を用い、検知球体の材料としてジルコニア等の高強度の材料を用いることで、傾斜角度が100秒〜300秒で作動し、検知精度の向上が確認できた。そして、こうした材料を使用することで長期間使用した場合でも錆等の劣化が生じることがなく、検知精度が維持されて耐久性に優れた斜面変動検知装置とすることができる。 In addition, when an operation experiment was performed by combining various materials for the mounting plate and the detection sphere, the surface of the mounting plate was made of a smooth and hard material such as a tempered glass that was not easily damaged. By using a high-strength material such as zirconia, the tilt angle operated in 100 seconds to 300 seconds, and it was confirmed that the detection accuracy was improved. And even if it uses for a long period of time by using such a material, degradation, such as a rust, does not arise, but it can be set as the slope fluctuation | variation detection apparatus excellent in durability with the detection accuracy maintained.
検知球体の上に設置する転動板については、円板状のものが好ましく、重量が大きい方が検知精度を向上させることができる。また、転動板のサイズが大きい方が検知精度を高くすることができるが、上述したように、載置板及び検知球体の材料を検知精度が高くなるように選択しておけば、転動板のサイズを小さくしても検知精度の低下を抑えることができ、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。 The rolling plate installed on the detection sphere is preferably a disc-shaped plate, and the larger the weight, the better the detection accuracy. In addition, the larger the rolling plate size, the higher the detection accuracy. However, as described above, if the material of the mounting plate and the detection sphere is selected so as to increase the detection accuracy, the rolling accuracy can be increased. Even if the size of the plate is reduced, a decrease in detection accuracy can be suppressed, and the apparatus can be made compact.
本発明に係る斜面変動検知装置は、表示板35が外部に露出することで、斜面から離れた場所からも表示板35を視認することができ、斜面に変動があったことを確実に判断することが可能となる。以上の装置の作動には電気エネルギー等は一切用いられておらず、バッテリ切れ等による不作動といった問題はなく、また安価な材料を用いて簡単な構造で斜面の変動を検知できることから、装置を多数設置してもコスト負担を抑えることが可能となる。そのため、同一の斜面において多数箇所に設置したり、多数の斜面に設置するといったことができ、広範囲で斜面の変動を正確に監視することが可能となる。そして、設置場所から離れていても表示板により確実に確認することができるため、監視作業を容易に行うことができる。
The slope change detection device according to the present invention allows the
また、本発明に係る斜面変動検知装置では、検知球体の上に転動板を設置する構成を有しているため、地震動等の地盤の振動に対して免震構造として働くようになり、地盤振動による誤作動を防止することができる。装置に対する振動実験を行ったところ、震度3程度の振動に対しては誤作動しないことが確認できた。 In addition, the slope fluctuation detecting device according to the present invention has a configuration in which a rolling plate is installed on the detection sphere, so that it works as a seismic isolation structure against ground vibration such as earthquake motion. Malfunction due to vibration can be prevented. As a result of vibration tests on the device, it was confirmed that no malfunction occurred for vibrations with a seismic intensity of about 3.
1 斜面変動検知装置
2 作動機構
3 検知機構
17 微調整ネジ
18 載置板
19 載置台
21 球体
22 転動板
23 検知球体
31 検知バー
35 表示板
1 Slope change detection device 2 Actuation mechanism 3 Detection mechanism
17 Fine adjustment screw
18 Mounting plate
19 Mounting table
21 sphere
22 Rolling plate
23 detection sphere
31 Detection bar
35 Display board
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