JP5721235B2 - 地震計の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、地震計の取付構造に関する。

住宅等の建物に設置される地震計の一例として、特許文献１に記載のものが知られている。この地震計は、地震の揺れによって生じる加速度を検出する加速度センサと、前記加速度センサによって検出された加速度から震度を算出する震度算出手段と、前記震度算出手段によって算出された震度を表示する表示部とを本体ケース内に収容し、前記本体ケースを建物の壁に設置したことを特徴とするものである。

特開２００３−３０２４７３号公報

ところで、上記従来の技術では、地震計を建物の壁に設置しているので、地震の際に地盤の揺れに加えて、建物の壁の揺れが加算されてしまい、このため、地震時に建物に作用する地震力（加速度）を正確に測定することができないという問題点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、地震時に建物に作用する地震力（加速度）を正確に測定できる地震計の取付構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために本願発明は地震の揺れによって生じる加速度を検出する加速度センサ4を有する地震計2を建物1に取り付けてなる地震計の取付構造であって、前記建物1は平面視において直角に配置された一の外壁1aと他の外壁1bを有し、平面視において前記一の外壁1aと平行または直角に配置された基礎6であって、しかも、前記建物1の中央部に位置する当該基礎6の立上り部6aの側面に前記地震計2が取り付けられていることを特徴とする。
また、前記地震計2の加速度センサ4は前記一の外壁1aおよび他の外壁1bが延在する水平方向に生じる加速度をそれぞれ検出するものであって、この加速度センサ4によって検出された加速度をそれぞれ表示する表示モニタ3が前記建物1の壁に取り付けられており、この表示モニタ3は、前記加速度センサ4によって検出された加速度の方向を表示可能であり、前記表示モニタ3の外面に、当該表示モニタに表示された加速度の方向に対応する方向を表示する方向表示部33が設けられていることを特徴とする。
更に、前記表示モニタ3は、前記加速度センサ4によって検出された加速度をその方向ごとに表示可能であることを特徴とする。

本発明によれば、地震時に建物に作用する地震力（加速度）は、地盤から布基礎を介して作用するが、平面視において直角に配置された一の外壁と他の外壁のうちの一の外壁と平行または直角に配置された基礎の立上り部に、地震計が取り付けられているので、地震時に建物に作用する地震力（加速度）を正確に測定できる。

本発明に係る地震計の取付構造が備える地震計と表示モニタのブロック図である。 本発明に係る地震計の取付構造の一例を示すもので、その側断面図である。 同、別の取付構造を示す側断面図である。 同、斜視図である。 同、平面図である。 同、表示モニタの表示画面を示す図である。 同、表示モニタの斜視図である。 同、表示モニタに取り付けられる被災度判定表を示す図である。

以下、図面を参照して本発明に係る地震計の取付構造の実施の形態について説明する。
まず、地震計の取付構造を説明する前に、当該地震計について説明する。
図１は、住宅等の建物１に設けられる地震情報表示システムの一例を示すブロック図であり、この地震情報表示システムは、地震計２と表示モニタ３を備えている。

地震計２は、地震の揺れによって生じる加速度を検出する加速度センサ４と、この加速度センサ４を収容するケース５とを備えている。
加速度センサ４は、地震の発生により後述する建物の布基礎６が横揺れしたときに、水平方向の加速度が加わると、その加速度に比例した電圧レベルで地震検出信号を出力するようになっている。例えば、建物１の平面視において直角に配置された一の外壁と他の外壁のうちの一の外壁と平行な方向をＸ方向とし、他の外壁と平行な方向がＹ方向とすると、建物に作用した加速度をＸ方向とＹ方向に分離し、この分離したＸ方向とＹ方向における加速度にそれぞれ比例した電圧レベルで地震検出信号を出力するようになっている。
また、加速度センサ４は、地震の発生により建物の布基礎６が縦揺れしたときに鉛直方向の加速度が加わると、その加速度に比例した電圧レベルで地震検出信号を出力するようになっている。例えば、鉛直方向をＺ方向すると、建物に作用したＺ方向における加速度に比例した電圧レベルで地震検出信号を出力するようになっている。このような加速度センサ４はケース５に収容されている。

次に、地震計２の取付構造について説明する。
地震計２のケース５は、図２に示すように、矩形箱状に形成されており、その底面に平坦な取付面５ａが形成されている。そして、この取付面５ａが布基礎６の立上り部６ａの側面の上端部に当接されている。
また、ケース５の底板部にはフランジ部５ｂ，５ｂが形成されており、このフランジ部５ｂ，５ｂに形成された貫通孔に、コンクリートビス等の取付具７，７が挿通され、前記立上り部６ａにねじ込まれている。
また、ケース５のフランジ部５ｂ，５ｂの表面とその近傍の立上り部６ａの表面には、フランジ部５ｂ，５ｂの表面を覆うようにしてモルタル等の固着剤８が塗布されている。
このように、地震計２のケース５は、取付具７，７および固着剤８によって立上り部６ａに一体的に固定されている。
このようにして、地震計２は布基礎６の立上り部６ａの側面の上端部に取り付けられている。

なお、地震計２は布基礎６の立上り部６ａの側面に直接取り付けるものに限らず、例えば図３に示すように、布基礎６の立上り部６ａの側面の上端部に取付金具９を介して取り付けてもよい。取付金具９は断面Ｌ型のアングル材９ａを補強板９ｂによって補強してなるものであり、アングル材９ａがコンクリートビス等によって布基礎６の立上り部６ａのの上端部に固定されている。そして、アングル材９ａの上面に前記ケース５の取付面５ａがねじ止め等の手段によって取付け固定されている。

地震計２は、上記のようにして布基礎６の立上り部６ａの側面の上端部に取り付けられているが、本実施の形態では、布基礎６のうち、外周の布基礎６には取り付けられず、平面視において建物１の内側に位置する布基礎６に取り付けられている。
すなわち、図４に示すように、建物１の平面視において直角に配置された一の外壁１ａと他の外壁１ｂのうちの一の外壁１ａと直角に配置され、かつ平面視において建物１の内側に位置して、当該建物１の内側の壁１ｃが設置される布基礎６の立上り部６ａに、前記地震計２が取り付けられている。つまり、外周の布基礎６と直角に交わって配置された内側の布基礎６の立上り部６ａに地震計２が取り付けられている。

さらに、前記地震計２は、平面視において建物１の中央部に位置する布基礎６の立上り部６ａに取り付けられている。
すなわち、例えば図５（ａ），（ｂ）に示すように、平面視において、正方形リング状または角部に凹所を有する略正方形リング状に設けられ、建物１の外周部の外壁が設置された外周の布基礎６の中央部に内側の布基礎６が設けられている場合、外周の布基礎６の一辺を４等分するとともに、この一辺に直角に交わる他辺を４等分すると、中央部に位置する一辺の２分の１の長さの部分と、中央部に位置する他辺の２分の１の長さの部分とが交差する、中央部分（斜線で示す部分）６ｃの領域に位置する立上り部６ａの所望の位置に地震計２が取り付けられている。
最も望ましくは、平面視における布基礎６の重心位置またはこの重心位置の近傍に位置する布基礎６の立上り部６ａに、地震計２が取り付けられている。

このような位置に地震計２を取り付けることによって、当該地震計２を外側の風雨から保護できるとともに、地震の際の布基礎６の各部位の平均的な揺れを、地震計２によって計測することができる。
なお、本実施の形態では、平面視において建物１の内側に位置する布基礎６の側面に地震計２を取り付けたが、これに代えて、外周側に位置する布基礎６の側面に地震計２を取り付けてもよい。この場合、地震計２を風雨等から保護するために、当該布基礎６の両側面にうち、建物１の内側を向く側面に地震計２を取り付けるのが望ましい。

前記表示モニタ３は、地震計２の加速度センサ４によって検出された加速度とその方向およびこの加速度に基づいて算出された震度、被災度ランク、損傷度予測、地震の発生日時、時刻、履歴等の地震情報を表示するものであり、例えば図４に示すように、建物の内壁１ｃに取り付けられている。
地震計２の加速度センサ４には、図２〜図４に示すように、接続線１０の一端部が接続されており、この接続線１０の他端部は表示モニタ３に接続されている。接続線１０は地震計２から上方に延び、建物の床１１を構成する床パネルを上下に貫通し、さらに、建物の内壁１ｃを構成する壁パネルの下端部から壁パネル内に挿入され、さらに、上方に引き延ばされて、壁パネルの表面に取り付けられた表示モニタ３に接続されている。
なお、図示は省略するが、電源コードは地震計２から上方に延び、建物の床１１を構成する床パネルを上下に貫通し、さらに、建物の内壁１ｃを構成する壁パネルの下端部から壁パネル内に挿入され、さらに、上方に引き延ばされて、壁パネルの内部に設けられたコンセントに接続されている

前記表示モニタ３は、図１に示すように、制御部３ａ、震度算出部３ｂ、データ記憶部３ｃ、構造計算部３ｄ、表示部３ｅを備えており、震度算出部３ｂ、データ記憶部３ｃ、構造計算部３ｄ、表示部３ｅはそれぞれ制御部３ａに接続されている。このような表示モニタ３は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリや必要に応じてハードディスク装置等の記憶部を備えている。
制御部３ａは、震度算出部３ｂ、データ記憶部３ｃ、構造計算部３ｄ、表示部３ｅのそれぞれの制御を行うもので、主にＣＰＵ（中央演算処理装置）によって構成されている。
震度算出部３ｂは、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリまたはハードディスク装置等に記憶されている震度算出プログラム等によって構成されており、地震計２の加速度センサ４からの地震検出信号が入力され、この地震検出信号に基づいて震度を算出するようになっている。
また、震度算出部３ｂは、加速度センサ４からの地震検出信号に基づいて、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向におけるそれぞれの最大加速度を算出するようになっている。Ｘ方向とＹ方向は水平面内で直交する方向であり、例えば、図４に示すように、建物１の平面視において直角に配置された一の外壁１ａと平行な方向をＸ方向、一の外壁１ａと直角に配置された他の外壁１ｂと平行な方向をＹ方向とする。また、Ｚ方向は鉛直方向とする。
さらに、震度算出部３ｂは時計機能を有しており、加速度センサ４からの地震検出信号が入力されたとき、つまり地震が生じたときの時刻、日付を取得できるようになっている。

そして、加速度センサ４によって検出された加速度、震度算出部３ｂによって算出され
た震度、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向におけるそれぞれの最大加速度、取得された時刻、日付等の地震情報は、制御部３ａによってデータ記憶部３ｃに記憶されるとともに表示モニタ３に表示される。さらに、このデータ記憶部３ｃには、複数の地震情報が履歴として記憶されるようになっている。
また、このデータ記憶部３ｃには、建物の構成部材および構造に係る建物情報が記憶されている。建物の構成部材とは、例えば柱、梁、壁、屋根等の構造部材や、筋かい、外装材等の部材であり、これらがその種類、大きさ（柱や梁の太さ、長さ等）、強度、配置位置、壁量等とともにデータ記憶部３ｃに予め記憶されている。建物の構造とは、例えば、在来の軸組構造、パネル工法による構造、ツーバイフォー工法による構造、軽量鉄骨で形成された建物ユニットを組み合わせてなるユニット式建物による構造等が挙げられ、その建物の階数等とともにデータ記憶部３ｃに予め記憶されている。
また、データ記憶部３ｃには、建物１の被災度ランクとしてランク１〜ランク５までが建物の変位角に対応付けられて記憶され、地盤の被災度ランクとして、ランク１とランク２とが震度に対応付けられて記憶されている。
さらに、データ記憶部３ｃには、建物１の損傷度の予測として、「なし」、「小」、「中」、「大」が被災度ランクと対応付けられて記憶されている。なお、データ記憶部３ｃは、前記メモリやハードディスク装置等によって構成されている。

構造計算部３ｄは、データ記憶部３ｃに記憶されている建物情報と地震計２によって計測された加速度から前記建物１の変位角を計算するものである。建物の変位角は、建物１に地震によって水平に力が作用した際に生じる層間変位角（tanθ）で示すのが好ましい。

表示部３ｅは、例えば液晶表示装置等によって構成されており、加速度センサ４によって検出された加速度、震度算出部３ｂによって算出された震度、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向におけるそれぞれの最大加速度、取得された時刻、日付等の地震情報や、データ記憶部３ｃに記憶されている過去の履歴の地震情報は、制御部３ａによって読み出されて表示部３ｅに表示されるようになっている。
表示モニタ３には、各種操作ボタンが設けられており、この操作ボタンをユーザーが操作することによって、制御部３ａに指示を出して、この制御部３ａが表示部３ｅに、指定された日付、時刻の地震情報や地震情報の履歴等を表示するようになっている。

そして、上記のような地震計２と表示モニタ３を備えた建物の地震情報表示システムでは、地震が発生すると、表示モニタ３の構造計算部３ｄによって、データ記憶部３ｃに記憶されている建物情報と地震計２から得られる加速度とに基づいて建物１の変位角が計算される。
次に、この計算された変位角を、データ記憶部３ｃに記憶されている変位角と参照して、計算された変位角に対応する変位角に対応付けられている建物１の被災度ランクを呼び出して、表示モニタ３に建物の被災度ランクとして、図６に示すように、表示する。図６では、例えば、建物１の被災度ランク３の場合を示している。
同様に、建物の地震情報表示システムでは、震度算出部３ｂで算出された震度を、データ記憶部３ｃに記憶されている震度と参照し、算出された震度に対応する震度に対応付けられている地盤の被災度ランクをデータ記憶部３ｃから呼び出して、表示モニタ３に地盤の被災度ランクとして表示する。図６では、例えば、地盤の被災度ランク１の場合を示している。なお、震度は各震度の数値に対して強弱の二つがある。例えば震度６の場合、震度６強と震度６弱の二つがある。図６では、例えば、震度６強の場合を示している。

さらに、建物の地震情報表示システムでは、震度算出部３ｂによって算出されたＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向におけるそれぞれの最大加速度を表示モニタ３に表示する。この表示は、例えば、表示モニタ３に、「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」の文字と、最大加速度の数値とを表示する領域があり、この領域において、「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｚ」の文字が例えば３秒毎に自動的に切り替わり、この文字に対応した最大加速度がガル数値で表示される。図６では、例えば、建物１のＸ方向における最大加速度が１２３４ガルの場合を示している。
加えて建物の地震情報表示システムでは、建物１の損傷度予測を表示モニタ３に表示する。この表示は、例えば、表示モニタ３に、損傷度予測として「なし」、「小」、「中」、「大」の文字を表示する領域があり、この領域において、建物の被災度に対応した損傷度予測が表示される。図６では、例えば、損傷度予測「中」の場合を示している。

前記表示モニタ３は、図７に示すように、所定厚さを有する矩形のパネル状に形成さており、その前面中央部に液晶画面で構成された表示部３０が設けられ、この表示部３０に図６に示すような情報が表示される。
また、表示モニタ３の表示部３０の上方には、建物用のＬＥＤランプ３１ａと地盤用のＬＥＤランプ３１ｂが設けられている。ＬＥＤランプ３１ａは、建物１の被災度がランク１およびランク２の場合、青色で点灯し、ランク３の場合は黄色で点灯し、ランク４の場合は赤色で点灯し、さらにランク５の場合は赤色で点滅する。ＬＥＤランプ３１ｂは地盤の被災度がランク１場合青色で点灯し、ランク２の場合橙色で点灯する。

また、表示モニタ３の表示部３０の下方には、押しボタン３２ａ,３２ｂ,３２ｂが設けられており、中央の押しボタン３２ａによって、画面切り替えを行える。例えば、地震発生に備えた待機画面と、過去の地震履歴を検索する際の検索画面とで画面切り替えを行える。左右両側の押しボタン３２ｂ,３２ｂは検索画面で検索日時を選択するとき等に使用する。
さらに、表示モニタ３の外面のうちの上面には、表示モニタ３の表示部３０に表示された加速度の方向に対応する方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を表示する方向表示部３３が設けられている。この方向表示部３３は、表示モニタ３の上面に、「Ｘ−Ｙ軸」と、Ｘ軸とＹ軸との交点（原点）に記載された「◎印」を印刷等によって記載することにより行う。「◎印」は鉛直方向（Ｚ軸方向）を示している。

また、表示モニタ３の側面には取付部３４が形成されており、この取付部３４に被災度判定表３５が紐等によって取り付けられている。
この被災度判定表３５は、図８に示すように、建物１の被災度ランクに対応して、ＬＥＤランプ３１ｂの点灯色、被災の際のコメント、損傷内容が記載されるとともに、地盤の被災度ランクに対応して、ＬＥＤランプ３１ｂの点灯色、被災の際のコメントが記載されている。
したがって、ユーザーは、この被災度判定表３５を参照することによって、表示モニタ３に表示されている被災度ランクに対応した建物や地盤の損傷内容を容易に知ることができるとともに、対応策についても容易に検討できる。なお、この被災度判定表３５は、取付部３４に紐を介して取り付けるものに代えて、例えば、表示モニタ３の側面または上面の一部にスリットを形成しておき、このスリットに挿脱可能に挿入してもよい。

また、表示モニタ３の前面下部には、例えば住宅メーカの担当者の連絡先と氏名を記載する記載欄３６が設けられ、この記載欄３６の横にバーコード３７が記載されている。バーコード３７を図示しないバーコードリーダによって読み込むことによって、住宅メーカのホームページを呼び出して、このホームページに掲載されている被災度判定表３５を閲覧できる。なお、前記ホームページは、表示モニタ３の表示部３０に表示できるようにしてもよい。この場合、表示モニタ３をインターネットに接続するとともに、当該表示モニタ３にバーコードリーダを接続しておけばよい。また、ホームページは別途パソコン等よって閲覧してもよい。
さらに、表示モニタ３の側面にはスピーカー３８が設けられている。このスピーカー３８は、例えば、表示部３０に表示された震度、被災度ランク、損傷度予測等を音声にて告知したり、緊急地震速報を音声にて告知するようになっている。

本実施の形態によれば、地震時に建物に作用する地震力（加速度）は、地盤から布基礎６を介して作用するが、直角に配置された一の外壁１ａと他の外壁１ｂのうちの一の外壁１ａと直角に配置され、かつ平面視において建物１の内側に位置して、当該建物１の内側の壁１ｃが設置される布基礎６の立上り部６ａに、地震計２が取り付けられているので、地震時に建物１に作用する地震力（加速度）を正確に測定できる。すなわち、地震時における建物１の揺れは建物１の壁の揺れとして捉えることができるが、地震計２が取り付けられた布基礎６の立上り部６ａは、平面視において直角に配置された一の外壁１ａと他の外壁１ｂのうちの一の外壁１ａと直角に配置され、かつ平面視において建物１の内側に位置しており、この立上り部６ａに前記壁１ｃが設置されているので、地震時に建物１に作用する地震力（加速度）を正確に測定できる。
また、建物１への地震力（加速度）は布基礎６の立上り部６ａの上端と建物１との接触部から当該建物１に入力されるが、布基礎６の立上り部６ａの側面の上端部に地震計２が取り付けられているので、地震時に建物１に作用する地震力（加速度）をより実際の値に近いものとして正確に測定できる。
さらに、平面視において建物１の中央部に位置する布基礎６の立上り部６ａに地震計２が取り付けられているので、地震時における布基礎６の各部位の平均的な揺れ（加速度）を測定でき、この結果、地震時に建物１に作用する平均的な地震力（加速度）を測定できる。

また、地震計２の加速度センサ４によって検出された加速度を表示する表示モニタ３が建物１の壁１ｃに取り付けられており、この表示モニタ３は、加速度センサ４によって検出された加速度の方向を表示可能であり、表示モニタ３の上面に、当該表示モニタ３に表示された加速度の方向に対応する方向を表示する方向表示部３３が設けられているので、地震時またはその後に、表示モニタ３に加速度の方向が表示されるが、ユーザーはこの表示と方向表示部３３に表示されている方向を確認することによって建物１がどの方向に揺れたか、つまり建１物にどの方向に加速度が作用したかを容易に知ることができる。
また、表示モニタ３は、加速度センサ４によって検出された加速度をその方向ごとに表示可能であるので、地震時またはその後に、表示モニタ３が加速度センサ４によって検出された加速度をその方向ごとに表示することによって、ユーザーは建物１がどの方向にどの程度揺れたか、つまり建物１にどの方向にどの程度の加速度が作用したかを容易に知ることができる。

１ 建物
１ａ 一の外壁
１ｂ 他の外壁
１ｃ 壁
２ 地震計
３ 表示モニタ
４ 加速度センサ
６ 布基礎
６ａ 立上り部
３３ 方向表示部

Claims (3)

1. 地震の揺れによって生じる加速度を検出する加速度センサ4を有する地震計2を建物1に取り付けてなる地震計の取付構造であって、前記建物1は平面視において直角に配置された一の外壁1aと他の外壁1bを有し、平面視において前記一の外壁1aと平行または直角に配置された基礎6であって、しかも、前記建物1の中央部に位置する基礎6の立上り部6aの側面に前記地震計2が取り付けられていることを特徴とする地震計の取付構造。
2. 請求項１に記載の地震計の取付構造において、
   前記地震計2の加速度センサ4は前記一の外壁1aおよび他の外壁1bが延在する水平方向に生じる加速度をそれぞれ検出するものであって、この加速度センサ4によって検出された加速度をそれぞれ表示する表示モニタ3が前記建物1の壁に取り付けられており、この表示モニタ3は、前記加速度センサ4によって検出された加速度の方向を表示可能であり、前記表示モニタ3の外面に、当該表示モニタに表示された加速度の方向に対応する方向を表示する方向表示部33が設けられていることを特徴とする地震計の取付構造。
3. 請求項２に記載の地震計の取付構造において、
   前記表示モニタ3は、前記加速度センサ4によって検出された加速度をその方向ごとに表示可能であることを特徴とする地震計の取付構造。

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