JP3735718B2 - 動揺計測装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、台風や低気圧に伴う強風やビル風の影響を受ける樹木等の揺れを測定するための動揺計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、動揺角や傾斜角を計測する手段としては、機械式ジャイロによる動揺計（例えば、引用文献１参照）や固定反射鏡と可動反射鏡とレーザ光線を使った光学式傾斜計などが使用されている（例えば、引用文献２参照）。
【０００３】
また、振動を電圧に変換する圧電素子と、振動による圧電素子の電圧変化を計数するカウンター回路とによって歩数の計数を行う圧電式の万歩計（登録商標）が記載されている（例えば、引用文献３参照）。
【０００４】
また、引用文献３（第６図）には万歩計（登録商標）の従来方式として、一端が回動自在に支持され、その中央部に伸縮ばねが付着され他端に磁石が固定された支持軸と、振動によって磁石の部分が上下動すると、対応するリードスイッチがＯＮ・ＯＦＦし、電気回路部が導通する回数で歩数を計数する機械式の万歩計（登録商標）が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８５５７０号公報
【特許文献２】
特開平１０−０１９５６６号公報
【特許文献３】
特開平５−５６２８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の機械式ジャイロによる動揺計やレーザ光を使った光学式傾斜計では、構造が複雑となり高価なものとなる。
【０００７】
また、上記万歩計（登録商標）の作動原理は簡単であるが、万歩計（登録商標）は上下方向の加速度の変化を検知することによって歩数を計数するものであるから、左右方向あるいは前後方向の傾斜として検知される樹木の動揺角を計測することはできない。また樹木の揺れは、加速度の変化としては微小であり、動揺角として計測されるものであり、さらに樹木の揺れはその揺れの方向が不特定であるという特殊性がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり従来の傾斜計、万歩計（登録商標）に種々の検討を加えて、構造が簡単で安価かつ使い勝手のよい動揺計測装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、動揺計測のためのリードスイッチを実装した回路基板、該回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチ、上端部に回転軸を有し下端部にマグネットを装着した振り子および前記各構成部品を格納する平行な６面壁を有するケースからなる所定の動揺角を超える動揺回数を計数する動揺計測装置であり、前記回路基板は前記ケースの正面手前側の縦壁内面に固定され、前記振り子の回転軸は該回路基板と平行に配設され、かつ該振り子の回転軸を前記回路基板に対して離接方向に移動させる移動手段によって計測動揺角を可変調整できる動揺計測装置であって、前記移動手段が、前記振り子の回転軸を、前記側壁とその対面する側壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記計測動揺角を複数段に可変調整できることを特徴とする動揺計測装置である。
【００１０】
第２の発明は、動揺計測のためのリードスイッチをそれぞれ実装した回路基板と補助基板、該回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチ、それぞれ上端部に回転軸を有し下端部にマグネットを装着した第１と第２の振り子および前記各構成部品を格納する平行な６面壁を有するケースからなる所定の動揺角を超える動揺回数を計数する動揺計測装置であり、前記回路基板は前記ケース正面手前側の縦壁内面に、前記補助基板は前記ケースの側壁内面にそれぞれ固定され、前記第１振り子の回転軸は前記回路基板と平行に配設され、かつ該第１振り子の回転軸を該回路基板に対して離接方向に移動させる第１の移動手段と、前記第２振り子の回転軸は前記補助基板に平行に配設され、かつ該第２振り子の回転軸を該補助基板に対して離接方向に移動させる第２の移動手段とによって直交する２方向の計測動揺角を可変調整できる動揺計測装置であって、前記第１の移動手段が、前記第１振り子の回転軸を、前記側壁とその対面する側壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記第２の移動手段が前記第２振り子の回転軸を、前記正面奥側の縦壁と該奥側の縦壁の手前側に位置する中壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記直交する２方向の計測動揺角を複数段に可変調整できることを特徴とする動揺計測装置である。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明に係る動揺計測装置において、前記ケースを形成する６面壁が透明板または前記正面手前側の縦壁が透明板でその他が白色板であることを特徴とする動揺計測装置である。
【００１２】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１の発明に係る動揺計測装置において、前記回路基板に前記回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチが実装されていることを特徴とする動揺計測装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る動揺計測装置の正面図であり表示部側を示している。図２は図１のＡ―Ａ断面図であり、第１振り子が最大に動揺した状態を示めしている（第２振り子およびその関連部品は省略）。図３は本発明の実施の形態に係る動揺計測装置の上面図であり、上蓋を取外した状態を示している。図４は図３のＢ−Ｂ断面図であり、第２振り子が、最大に動揺した状態を示している。図５（Ａ）は本発明の実施の形態に係る動揺計測装置を樹木（片枝木）へ取付けた状態図である。図５（Ｂ）は図５（Ａ）の断面図であり、１方向の動揺計測装置を２個取付けた状態を示している。図５（Ｃ）は図５（Ａ）の断面図であり、２方向の動揺計測装置を円周方向に４５度の間隔をおいて２個取付けた状態を示している。
【００１６】
図１乃至図４おいて、１００は２方向の動揺角を計測することが可能な動揺計測装置である。１０は樹脂製の透明板を接合して製作された外形が直方体の収納ケースであり、手前側の縦壁１０−１、奥側の縦壁１０−２、左右の側壁１０−３、１０−４、底壁１０−６、ケースの内部を前後に仕切る中壁１０−７と着脱可能な上蓋１０−５で形成され、その内部に回路基板、板状の２個の振り子、液晶表示板、リードスイッチ、電池等の動揺計測装置の構成部品が収納されている。
【００１７】
７０は前後方向と左右方向の２方向の動揺回数を表示する液晶表示板であり、上段が前後方向、下段が左右方向の動揺回数を表示し、それぞれ６桁の表示が可能であり、動揺回数が９９９９９９を超えると元に戻って０を表示する。
【００１８】
そして、この液晶表示板７０は樹脂製の第１スペーサ４０の略中央部に設けられた長方形の切欠きの内部に嵌込まれ、その外側から回路基板３０を重ねてビス３０−１でケースの手前側の縦壁１０−１に締付け、固定されている。
【００１９】
この回路基板３０には動揺計測装置の回路が形成され第１リードスイッチ８０と動揺計測装置の電源となる電池９０が取付けられ、また液晶表示板７０がその回路に接続されている。
【００２０】
また、回路基板３０にはリセットスイッチ２０が取付けられており、２０−１はそのリセットノブであり、リセットノブ２０−１を押すと液晶表示板７０に表示された動揺回数は０表示となる。
【００２１】
また、液晶表示板７０の嵌め込まれた第１スペーサ４０には、その液晶表示板７０の上段表示の左側に、前後方向の動揺回数を表示する「前・後」の文字が、下段表示の左側に左右方向の動揺回数を表示する「左・右」の文字がそれぞれ表示されている。
【００２２】
５０は前後方向の動揺角を計測するための第１振り子であり、長方形の板状をなし、上部には振り子の軸５０−４を挿通する孔５０−３が設けられ、下部には第１磁石６０を嵌合する長方形の孔５０−７が設けられている。
【００２３】
振り子の軸５０−４は先端のみにネジが切られ、他端には＋溝の切られた頭部の設けられた小径長寸のボルト５０−２で形成され、この軸５０−４は回路基板３０に平行に側壁１０−３の孔１０−３−１から挿入され、第１振り子５０を中央に、第１スペーサ５０−５と第２スペーサ５０−６を両側にして挿通し、側壁１０−４のネジ孔１０−４−１にネジ止めされ、第１振り子５０は軸５０−４に回動自在に軸支されている。
【００２４】
中壁１０−７はその左右端下部に切欠き１０−７−２が設けられたＴ字状をなし、その左右および下部端末は左右の側壁１０−３、１０−４および底壁１０−７に設けられ溝１０−３−２、１０−４−２、１０−６−１に嵌入して固定されている。切欠き１０−７−２が設けられていることにより後述の第１振り子５０が動揺する時の干渉が防止されている。
【００２５】
中壁１０−７で仕切られた奥側の部屋には、第２リードスイッチ８５を実装した補助基板３５が、第２スペーサ４５を介して左側の側壁１０−３にビス３５−１でネジ止めされ、第２リードスイッチ８５は不図示のリード線で回路基板３０上の回路と接続されている。
５５は左右方向の動揺角を計測するための第２振り子であり、長方形の板状をなし、上部には振り子の軸５５−４を挿通する孔５５−３が設けられ、下部には第２磁石６５を嵌合する長方形の孔５５−７が設けられている。
【００２６】
そして、第１振り子と同様に、軸５５−４は先端のみにネジが切られ、他端に+溝の切られた頭部の設けられた小径長寸のボルト５５−２で形成され、この軸５５−４は補助基板３５に平行に縦壁１０−２のボルト孔１０−２−２から挿入され、第２振り子５５を中央に、第１スペーサ５５−５と第２スペーサ５５−６を両側にして挿通し、中壁１０−７のネジ孔１０−７−１にネジ止めされ、第２振り子５５は軸５５−４に回動自在に軸支されている。
【００２７】
角度αは前後方向の計測可能な動揺角度であり、第1振り子５０の動揺角がαに達したときに、第１磁石６０の磁力によって、第１リードスイッチ８０の接点が閉となるように設定されており、この動揺角を超えるときは、腕５０−１の下部が回路基板３０の端部に当接する。
【００２８】
また、角度βは左右方向の計測可能な動揺角度であり、第２振り子５５の動揺角がβに達したときに、第２磁石６５の磁力によって、第２リードスイッチ８５の接点が閉となるように設定されており、この動揺角を超えるときは、第２振り子の腕５５−１の下部が補助基板３５の下部に当接する。
【００２９】
１０−５は樹脂製の上蓋であり、ケース１０の上方開口部に軽嵌合乃至側壁１０−３、１０−４の上端部にビスでネジ止めされる（不図示）。
【００３０】
また、底板１０−６には、内部に浸入した水滴を排除するための小孔が複数個設けられている（不図示）。
【００３１】
このように構成された動揺計測装置は図５（Ａ）に示す通り、樹木の所定の高さに、測定しようとする方向を動揺計測装置の前後または左右方向に合せて、孔１０−１−１、１０−２−１を使用して針金等で樹木に固定する。
【００３２】
また、針金に換えて、ワンタッチ着脱自在のテープの一方を樹木に巻付け、他方をケースの側壁１０−３に接着して使用してもよい。
【００３３】
所定の高さは計測目的に合せて、１箇所または複数箇所とし、この２方向の動揺計測装置を樹木の外周方向に４５度ずらしてさらに１個取付けると、４５度づれた４方向の動揺角を計測することができる。
【００３４】
次に、本動揺計測装置の作動について説明する。
【００３５】
樹木が台風や低気圧に伴う強風やビル風を受けて動揺し、それにつれて動揺計測装置が前後方向に動揺して（図２参照）、第１振り子の腕５０−１の先端が回路基板３０の下端に近接し、第１振り子５０が角度αだけ動揺したところで、第１磁石６０の磁力によって第１リードスイッチ８０の接点が閉じて、カウンター回路が動揺回数を計数する。動揺角がさらに増加しても、動揺回数は１回と計測され、動揺角が減少して、再び動揺角が増加して角度αに達すると、次の動揺回数が計数される。
【００３６】
樹木が左右方向に傾斜した時は、それにつれて動揺計測装置が左右方向に動揺して（図４参照）、第２振り子の腕５５−１の先端が補助基板３５の下端に近接し、第２振り子５５が角度βだけ動揺したところで、第２磁石６５の磁力によって第２リードスイッチ８５の接点が閉じて、カウンター回路が動揺回数を計数する。前後方向の動揺の場合と同様に、動揺角がさらに増加しても、動揺回数は１回と計測され、動揺角が減少して、再び動揺角が増加して角度βに達すると、次の動揺回数が計数される。
【００３７】
計測された動揺回数は液晶表示板７０に表示される。この表示された動揺回数を読み取り、その表示をリセットノブ２０―１を押して消去することにより次の計測に備えることができる。
【００３８】
本発明の実施の形態に係る動揺計測装置を樹木等の円周方向と高さ方向の所定の位置に所定の個数装着することにより、所定方向の所定の大きさの動揺回数を、極めて簡単に計測することができ、台風や低気圧に伴う強風やビル風の影響を受ける樹木等の揺れを測定することができ、樹木等の環境条件を考慮した最適の枝打ち等の検討に資することができる。
【００３９】
本実施の形態に係る動揺計測装置は、樹木等の動揺角のうち、所定の動揺角を超える動揺角を規制して、動揺する振り子に装着された磁石の磁力で、リードスイッチの接点をＯＮ、ＯＦして、所定の動揺角を超える動揺角のみの回数を計数するものであり、回路基板に形成された回路は極めて簡単で安価である。
【００４０】
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。リセットスイッチを１個として前後と左右の表示を同時にリセットすることにしたが、リセットスイッチを２個として、前後方向と左右方向の表示を別個にリセットするようにしてもよい。
【００４１】
また、縦壁１０−２の右端にも突起を設け孔１０−２−１相当の孔を設けて、樹木等への取付け面を側壁１０−３から縦壁１０−２に換えて、液晶表示板７０の表示を樹木等の正面から読取れるようにすることができる。
【００４２】
また、必要な場合には、「前・後」方向の表示を「東・西」に、「左・右」方向の表示を「南・北」と書き換えてもよい。
【００４３】
また、「前・後」「左・右」の文字を第１スペーサ４０に記載したが、これをケースの縦壁１０−１に記載してもよいし、縦壁の液晶表示板の上下２段の表示部と、「前・後」「左・右」の文字を除き、内面または外面から塗装してもよい。
【００４４】
なお、上記実施の形態においては、動揺角が計測角度（α、β）を超えた時に、振り子の先端部が回路基板または補助基板の下端に当接するようにしたが、専用の減衰性能を有する当接部材を設けてもよい。
【００４５】
さらに、上記の実施の形態においては、２方向の動揺角を計測可能な動揺計測装置としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、前後方向のみまたは左右方向のみの動揺角を計測できる１方向の動揺計測装置とすることができる。
【００４６】
この場合、上記の実施の形態から不要な構成部品を除去したものとしてもよいし、ケースを含め、専用部品として小型にすることもできる。
【００４７】
また、左側壁１０−３に設けられたボルト孔１０−３−１と右側壁１０−４に設けられたネジ孔１０−４−１を前後方向に複数設けて、第１振り子５０の軸５０−４を前後方向に移動可能とし、また奥側の縦壁１０−２に設けられたボルト孔１０−２−２と手前側の中壁１０−７に設けられたネジ孔１０−７−１を左右方向に複数設けて左右方向に移動可能として計測動揺角を複数に変えることができる調整式にすることができる。
【００４８】
【発明の効果】
第１の発明は、動揺計測のためのリードスイッチを実装した回路基板、該回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチ、上端部に回転軸を有し下端部にマグネットを装着した振り子および前記各構成部品を格納する平行な６面壁を有するケースからなる所定の動揺角を超える動揺回数を計数する動揺計測装置であり、前記回路基板は前記ケースの正面手前側の縦壁内面に固定され、前記振り子の回転軸は該回路基板と平行に配設され、かつ該振り子の回転軸を前記回路基板に対して離接方向に移動させる移動手段によって計測動揺角を可変調整できる動揺計測装置であって、前記移動手段が、前記振り子の回転軸を、前記側壁とその対面する側壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記計測動揺角を複数段に可変調整できることを特徴とする動揺計測装置であるから、該計測動揺角を可変調整しながら、１方向の段階的な複数段の動揺角を超えるそれぞれの動揺角の動揺回数を確実かつ容易に計数することができるという効果がある。
【００４９】
第２の発明は、動揺計測のためのリードスイッチをそれぞれ実装した回路基板と補助基板、該回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチ、それぞれ上端部に回転軸を有し下端部にマグネットを装着した第１と第２の振り子および前記各構成部品を格納する平行な６面壁を有するケースからなる所定の動揺角を超える動揺回数を計数する動揺計測装置であり、前記回路基板は前記ケース正面手前側の縦壁内面に、前記補助基板は前記ケースの側壁内面にそれぞれ固定され、前記第１振り子の回転軸は前記回路基板と平行に配設され、かつ該第１振り子の回転軸を該回路基板に対して離接方向に移動させる第１の移動手段と、前記第２振り子の回転軸は前記補助基板に平行に配設され、かつ該第２振り子の回転軸を該補助基板に対して離接方向に移動させる第２の移動手段とによって直交する２方向の計測動揺角を可変調整できる動揺計測装置であって、前記第１の移動手段が、前記第１振り子の回転軸を、前記側壁とその対面する側壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記第２の移動手段が前記第２振り子の回転軸を、前記正面奥側の縦壁と該奥側の縦壁の手前側に位置する中壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記直交する２方向の計測動揺角を複数段に可変調整できることを特徴とする動揺計測装置であるから、該計測動揺角を可変調整しながら、１個の動揺計測装置で直交する２方向の段階的な複数段の動揺角を超えるそれぞれの動揺角の動揺回数を確実かつ容易に計数することができるという効果がある。
【００５０】
第３の発明は、第１または第２の発明に係る動揺計測装置において、前記ケースを形成する６面壁が透明板または前記正面手前側の縦壁が透明板でその他が白色板であることを特徴とする動揺計測装置であるから、第１または第２の発明の効果に加えて、内部を容易に確認することができ、保守・点検を容易に行うことができるという効果が得られる。
【００５１】
第４の発明は、第１乃至第３のいずれか１の発明に係る動揺計測装置において、前記回路基板に前記回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチが実装されていることを特徴とする動揺計測装置であるから、第１乃至第３のいずれか１の発明の効果に加えて、構造が簡単にして小型安価な動揺計測装置にすることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る動揺計測装置の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る動揺計測装置の上面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の実施の形態に係る動揺計測装置を樹木（片枝木）へ取付けた状態図であり、（Ｂ）は１方向の動揺計測装置を２個取付けた断面図、（Ｃ）は２方向の動揺計測装置を円周方向に４５度の間隔をおいて２個取付けた断面図である。
【符号の説明】
１００：動揺計測装置
１０：ケース
１０−１：縦壁（手前側）
１０−１−１：孔
１０−２：縦壁（奥側）
１０−２−１：孔 １０−２−２：ボルト孔
１０−３：側壁（左側）
１０−３−１：ボルト孔 １０−３−２：溝
１０−４：側壁（右側）
１０−４−１：ネジ孔 １０−４−２：溝
１０−５：上蓋
１０−６：底壁
１０−６−１：溝
１０−７：中壁
１０−７−１：ネジ孔 １０−７−２：切欠き
２０：リセットスイッチ
２０−１：リセットノブ
３０：回路基板
３０−１：ビス
３５：補助基板
３５−１：ビス
４０：第１スペーサ ４５：第２スペーサ
５０：第１振り子（前後） ５５：第２振り子（左右）
５０−１、５５−１：腕
５０−２、５５−２：ボルト
５０−３、５５−３：孔
５０−４、５５−４：軸
５０−５、５５−５：第１スペーサ
５０−６、５５−６：第２スペーサ
５０−７、５５−７：孔（磁石嵌合用）
６０：第１磁石（前後） ６５：第２磁石（左右）
７０：液晶表示板
８０：第１リードスイッチ（前後）
８５：第２リードスイッチ（左右）
９０：電池

Claims (4)

1. 動揺計測のためのリードスイッチを実装した回路基板、該回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチ、上端部に回転軸を有し下端部にマグネットを装着した振り子および前記各構成部品を格納する平行な６面壁を有するケースからなる所定の動揺角を超える動揺回数を計数する動揺計測装置であり、
   前記回路基板は前記ケースの正面手前側の縦壁内面に固定され、前記振り子の回転軸は該回路基板と平行に配設され、かつ該振り子の回転軸を前記回路基板に対して離接方向に移動させる移動手段によって計測動揺角を可変調整できる動揺計測装置であって、
   前記移動手段が、前記振り子の回転軸を、前記側壁とその対面する側壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記計測動揺角を複数段に可変調整できることを特徴とする動揺計測装置。
2. 動揺計測のためのリードスイッチをそれぞれ実装した回路基板と補助基板、該回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチ、それぞれ上端部に回転軸を有し下端部にマグネットを装着した第１と第２の振り子および前記各構成部品を格納する平行な６面壁を有するケースからなる所定の動揺角を超える動揺回数を計数する動揺計測装置であり、
   前記回路基板は前記ケース正面手前側の縦壁内面に、前記補助基板は前記ケースの側壁内面にそれぞれ固定され、前記第１振り子の回転軸は前記回路基板と平行に配設され、かつ該第１振り子の回転軸を該回路基板に対して離接方向に移動させる第１の移動手段と、前記第２振り子の回転軸は前記補助基板に平行に配設され、かつ該第２振り子の回転軸を該補助基板に対して離接方向に移動させる第２の移動手段とによって直交する２方向の計測動揺角を可変調整できる動揺計測装置であって、
   前記第１の移動手段が、前記第１振り子の回転軸を、前記側壁とその対面する側壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記第２の移動手段が前記第２振り子の回転軸を、前記正面奥側の縦壁と該奥側の縦壁の手前側に位置する中壁に設けられた対をなす複数のボルト穴とネジ孔によって複数段に移動可能とするものであり、前記直交する２方向の計測動揺角を複数段に可変調整できることを特徴とする動揺計測装置。
3. 前記ケースを形成する６面壁が透明板または前記正面手前側の縦壁が透明板でその他が白色板であることを特徴とする請求項１または２に記載の動揺計測装置。
4. 前記回路基板に前記回路等の電源となる電池、動揺計測回数を表示する液晶表示板、該液晶表示板のリセットスイッチが実装されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の動揺計測装置。

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