地震衝撃力の測定システムおよび測定方法
【課題】構造物の地下埋設物に加わる地震の衝撃力を可視化して測定する。
【解決手段】破壊強度の異なる複数種類のマイクロカプセル８に破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各マイクロカプセルを破壊強度別に配した感圧発色体５を構造物１の地下杭２等衝撃力測定部位に設け、地下杭が受けた地震衝撃力に応じてマイクロカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、地下杭が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定システム。
【解決手段】破壊強度の異なる複数種類のマイクロカプセル８に破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各マイクロカプセルを破壊強度別に配した感圧発色体５を構造物１の地下杭２等衝撃力測定部位に設け、地下杭が受けた地震衝撃力に応じてマイクロカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、地下杭が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震の発生等によって基礎杭等の地下埋設物が受ける衝撃力を測定する地震衝撃力の測定システムおよび測定方法の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
構造物が地震の発生等によって強い衝撃を受けた場合、該構造物の地下部分に埋設された基礎杭等の地下埋設物がどれ程の衝撃力を受けたかを知ることは、構造物や地下埋設物における亀裂や破壊等の地震被害の可能性を判断したり、或いは被害発生の場合における補修方法を決定したりする上でとても重要である。
ところで地下埋設物の地震被害の程度については、目視等によっては知ることが難しく、そこで基礎杭として埋設された鉄筋に導線を接続し該導線を電気抵抗測定器に接続して、通常時における電気抵抗値を予め測定しておき、地震が発生した場合は地震後の電気抵抗値を測定して前記通常時の測定値と比較し、異なる測定値を得た場合には基礎杭が破壊若しくは損傷を受けたと評価するように構成したもの（特許文献１）や、地下埋設物に振動装置で振動を与え、該振動によって発生する反射波の状態を地震前と地震後とで比較することによって基礎杭の破壊の有無や程度を評価するようにしたものが提唱されている（特許文献２）。しかしながらこれらのものは、地下埋設物の破壊の有無や程度を評価するものであって、構造物がどれ程の衝撃力を受けたかを知るものではない。
また、受けた外力によって生じる応力に比例して発光する応力発光材料を用い、該応力発光材料の発光状態を観測することで応力測定をするようにしたもの（特許文献３）や、二液反応により発光する発光前駆体を、所定の応力で破壊される脆性材料に封入して基礎杭内部に挿入し、地震により基礎杭に生じた応力によって脆性材料が破壊されると二液が反応して発光するよう構成し、該発光の有無を観測することで所定以上の応力を受けたか否かを検知するようにしたものが知られている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８３６５８号公報
【特許文献２】特開平１０−１８３６５９号公報
【特許文献３】特開２００１−２１５１５７号公報
【特許文献４】特開２００３−２６２５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献３のものを地震による衝撃力の測定に用いようとした場合、該応力発光材料の発光は絶えず変動する地震の応力に対する追従性が悪く、正確な応力測定ができないという問題がある。また特許文献４のものは、所定応力を超えたか否かという一点検知であって、どれくらいの大きさの応力がはたして発生したか、ということの測定ができないという問題がある。しかも前者のものは応力の大きさに比例する発光であり、また後者のものは化学発光であるため発光時間に制限があり、このため、殆どリアルタイムでの観測が必要であるが、地震発生時に伴い停電になったりパソコン等の観測機械が故障したりすると、電気の供給や観測機械が復旧するまで事実上の観測ができないという問題があり、これらに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、被検体が地震によって受ける衝撃力を可視化して測定する地震衝撃力の測定システムであって、該地震衝撃力の測定システムは、破壊強度の異なる複数種類のカプセルに破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各カプセルを破壊強度別に配した感圧発色体を前記被検体の衝撃力測定部位に設け、被検体が受けた地震衝撃力に応じてカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、被検体が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定システムである。
請求項２の発明は、感圧発色体は、シート状であることを特徴とする請求項１記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項３の発明は、カプセルは、破壊強度順に配されるとともに、カプセルを白色不透明とし、カプセルに封入される染料または顔料の色相を白色以外にしたことを特徴とする請求項１または２記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項４の発明は、カプセルは、並列状に配設されていることを特徴とする請求項３記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項５の発明は、カプセルは、同心円状に配設されていることを特徴とする請求項３記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項６の発明は、カプセルは、所定角度を存して周回り方向に配設されていることを特徴とする請求項３項記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項７の発明は、感圧発色体は、担体に担持されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項８の発明は、被検体が地震によって受ける衝撃力を可視化して測定する地震衝撃力の測定方法であって、該地震衝撃力の測定方法は、破壊強度の異なる複数種類のカプセルに破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各カプセルを破壊強度別に配した感圧発色体を前記被検体の衝撃力測定部位に設け、被検体が受けた地震衝撃力に応じてカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、被検体が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定方法である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１または８の発明とすることにより、地震が発生して被検体が衝撃を受けると、衝撃力に応じた破壊強度のカプセルが破壊され、これらカプセルの破壊によって発現する染料或いは顔料の色相によって地震の衝撃力を知ることが出来る。
しかも、該感圧発色体は、衝撃力が最大となった時に該最大の衝撃力に応じてマイクロカプセルが破壊され、染料或いは顔料が発現することから、発現した色相を調べれば衝撃力の最大値を知ることが出来て、構造物が受けた最大衝撃力を簡単に測定することが出来る。
そして、本発明によれば、既に発色している染料或いは顔料をカプセルに封入すれば良いため、染料前駆体を発色させるための顕色剤を必要とせず、材料点数の削減を図ることが出来る。
また、大地震が発生した場合、リアルタイムでの測定は困難である場合も多いが、該感圧発色体は時間が経過しても変色や退色が少ない上、仮令変色や退色があったとしても、一度発現した染料或いは顔料は未発現のものとは明瞭に異なる色相を呈するため、発現と未発現とを見間違うことはなく、地震発生の後に測定を行っても正確な測定データを得ることが出来る。従って、停電等の事故が発生した場合であってもデータが消失してしまうといったようなトラブルがなく、確実に衝撃力を測定することが出来る。
さらにこの発明によれば、衝撃力測定部位に感圧発色体を設けるだけで衝撃力測定を行うことが出来て、地震による衝撃力の測定を簡単なシステムで行うことが出来る。しかも、どのような場所でも簡単に設置することができるため、測定地点を広範囲に設けることができて、より正確な地震衝撃力の測定を行うことが出来る。
請求項２の発明とすることにより、感圧発色体を被検体に直接貼付したり、被検体の周囲に設けた支持部材に貼付するだけの簡単な作業で取付けることが出来るため、任意の場所での衝撃力測定が可能であり、従って計測箇所を多数設けることも容易に出来る。
請求項３の発明とすることにより、感圧発色体に発現した色相を全て確認しなくても、カプセルが白色不透明であることによって、カプセルが未破壊の部分の感圧発色体は白色となり、カプセルが破壊されることによって発現する染料或いは顔料の色相は、未破壊のカプセルが形成する白色との対比によって明確に識別される。そして、カプセルが破壊強度順に配されることから、未破壊のカプセルによって形成される白色に隣接して発現した色相を調べるだけで、地震衝撃力を知ることができる。つまり、感圧発色体における白色の有無、白色以外の色相の有無、そして白色と白色以外の色相ががある場合は、白色に隣接する色相だけを判別することによって、容易に地震の衝撃力の大きさを測定することができる。
請求項４の発明とすることにより、感圧発色体が正方形状或いは長方形状であったような場合、カプセルをレイアウトし易く、視覚的にも白色と隣接する色相を見つけ出し易いものとすることが出来る。
請求項５または６の発明とすることにより、感圧発色体が円形状或いは楕円形状のようなものであった場合、カプセルをレイアウトし易く、視覚的にも白色と隣接する色相を見つけ出し易いものとすることが出来る。
請求項７の発明とすることにより、感圧発色体を取り出すにあたって、担体を地中から抜き出すだけで良く、感圧発色体を地中から取り出すために掘削したりする必要がない。従って、感圧発色体を簡単に地中から取出せるものにすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】構造物および担体の概略図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ担体に感圧発色体が取付けられた様子を示す斜視図および発色体取付けプレートの縦断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ感圧発色体の第一の実施の形態を示す平面図、正面図である。
【図４】感圧発色体が受ける応力と発現する色相との関係を示す図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ感圧発色体の第二、第三の実施の形態を示す正面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ感圧発色体の第四、第五の実施の形態を示す要部側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、１は被検体である構造物であって、該構造物の土台を構成する地下埋設物である地下杭（基礎杭）２の側面には、長尺の板材である担体３が、長尺方向が上下となるように地下杭２に沿って垂直状に埋設されている。該担体３は、例えば熱硬化性プラスチック或いはステンレス板等の硬性部材によって形成されており、図２（Ａ）に示すように、担体３の表面中央部位には、担体３の上端部３ａから下端部３ｂに至る溝部３ｃが形成されている。そして、該溝部３ｃの左右両側面には、それぞれ上端部３ａから下端部３ｂに至る凹溝３ｄ、３ｅが対向して形成されている。
【０００９】
一方、４は、担体３に形成された溝部３ｃにスライド嵌合する長尺の板材である発色体取付けプレートであって、担体３と同様に熱硬化性プラスチック或いはステンレス板等の硬性部材で形成されている。該発色体取付けプレート４の表面には、後述する正方形状のシート体である感圧発色体５が直列状に貼着される貼着部４ａが形成されており、左右両端部には、前記担体３の凹溝３ｄ、３ｅにスライド嵌合する凸条４ｂ、４ｃが形成されている。そして、担体３の凹溝３ｄ、３ｅに発色体取付けプレート４の凸条４ｂ、４ｃをスライド嵌合させることで発色体取付けプレート４が担体３に対して抜き差し自在に取付けられるようになっている。尚、図２（Ｂ）に示すように、感圧発色体５が貼着された発色体取付けプレート４の表面には軟性樹脂材等からなる被膜４ｄが一様に被覆されており、これによって感圧発色体５が発色体取付けプレート４から脱落したり、地中の水分等によって変質したりすることのないようになっている。
【００１０】
前述した感圧発色体５は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基材６と、該基材６上に塗布されるカプセル層７とで構成されており、正方形状のシート体となって形成されている。上記基材６は板状であって、例えば、紙、合成紙、プラスティックフィルム等のある程度の硬性を有したもので形成されており、裏側面（反発色剤層側面）には貼着剤６ａが塗布され、該貼着剤６ａによって発色体取付けプレート４に貼着されるようになっている。
【００１１】
カプセル層７は、染料或いは顔料が封入された多数のマイクロカプセル（本発明のカプセルに相当する）８を含有する層であるが、該カプセル層７には、異なる破壊強度を有する複数種類のマイクロカプセル８が、破壊強度別に区分された状態で配設されていると共に、これらマイクロカプセル８には、破壊強度別に異なる色相の染料または顔料が封入されている。
【００１２】
つまり、カプセル層７は、前記図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、並列状に区画された複数の各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎから構成される。
そして、各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎは、含有されるマイクロカプセル８のうち、カプセル層７ａ−１に含有されるマイクロカプセル８の破壊強度が最も弱く、カプセル層７ａ−ｎに向かって段階的に破壊強度が強くなり、カプセル層７ａ−ｎに含有されるマイクロカプセル８の破壊強度が最も強くなるように配設されている。例えば、測定する衝撃力（ｋＮ／ｃｍ２）を、５ｋＮ／ｃｍ２から２５０ｋＮ／ｃｍ２までの範囲に設定したとすると、各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎに含有されるマイクロカプセルの破壊強度は、カプセル層７ａ−１に含有されるマイクロカプセル８が圧縮応力（ｋＮ／ｃｍ２）５ｋＮ／ｃｍ２で破壊されるものとし、カプセル層７ａ−ｎに含有されるマイクロカプセルが圧縮応力２５０ｋＮ／ｃｍ２で破壊されるものとして、カプセル層７ａ−１からカプセル層７ａ−ｎまでは、例えば５ｋＮ／ｃｍ２或いは１０ｋＮ／ｃｍ２等任意の強度差でもって段階的にマイクロカプセルの破壊強度が増すように配設されている。
尚、カプセル層７には、マイクロカプセル８の保護材料として、アラビアゴムやゼラチン、でんぷん粒子等が配合されている。
【００１３】
一方、各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎに含有されるマイクロカプセル８は、白色以外のそれぞれ異なる色相の染料或いは顔料、例えば黄色、赤色、青色、黒色等の染料或いは顔料がそれぞれ封入されている。前記マイクロカプセル８に封入される染料としては、例えば、キサンテン系、チアジン系、フェニルメタン系、インジゴイド系、アゾ系、クマリン系、アジン系、ポリメチン系、シアニン系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ピラゾリン系、スチルベン系、キノリン系等の化合物やこれらの混合物を使用することができ、また、顔料としては、例えば、カーボンブラック、鉛丹、酸化鉄赤、黄鉛、亜鉛黄、ウルトラマリン青、フェロシアン化鉄カリ等の無機顔料、或いはアゾ系、フタロシニアン系、インジゴイド系、アントラキノン系等の有機顔料を使用することができるが、何れも、白色以外の染料或いは顔料を使用する。
【００１４】
また、マイクロカプセル８の膜壁は白色不透明であって、マイクロカプセル８の破壊前に、封入されている染料或いは顔料の色が透けないようになっていると共に、膜壁が白色不透明であることによって、マイクロカプセル８が未だ破壊されていない部分のカプセル層７は白色となり、マイクロカプセル８が破壊されることによって発現する染料或いは顔料の色相は、バックとなるカプセル層７の白色との対比によって明確に識別できるようになっている。この様な白色不透明のマイクロカプセル８は、例えば、ポリ尿素樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラニン−ホルムアルデヒド樹脂、飽和ポリエステル、ポリウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等を用いて形成することができる。また、破壊強度の異なるマイクロカプセル８の製造については、既に周知となっているため説明は省略するが、マイクロカプセル８の粒径や膜厚を異ならしめることによって破壊強度を調節することができる。
【００１５】
そして、前記マイクロカプセル８は、破壊強度以上の応力を受けることによって破壊され、これによりマイクロカプセル８に封入されていた染料或いは顔料の色相がカプセル層７に発現することになるが、この場合、前述したように、マイクロカプセル８は、破壊強度別に異なる色相の染料或いは顔料が封入されていると共に、破壊強度順に各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎと区分された状態で配設されているため、受けた応力よりも破壊強度の低いマイクロカプセル８に封入された染料或いは顔料の色相が、破壊強度順に区分された状態で感圧発色体５に発現し、これにより感圧発色体５が受けた地震の衝撃力の大きさを可視化できるようになっている。
【００１６】
ここで、感圧発色体５が受ける地震の衝撃力の大きさと発現する色相との関係を示す一例について、図４に基づいて説明する。この一例では、５０ｋＮ／ｃｍ２、１００ｋＮ／ｃｍ２、１５０ｋＮ／ｃｍ２、２００ｋＮ／ｃｍ２、２５０ｋＮ／ｃｍ２、３００ｋＮ／ｃｍ２の各衝撃力で破壊されるように形成された６種類のマイクロカプセル８が、破壊強度の低い順に各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、７ａ−４、７ａ−５、７ａ−６に区分されて配設されていると共に、各カプセル層７ａのマイクロカプセル８には、それぞれ黄色、緑色、青色、赤色、紫色、黒色の染料或いは顔料が封入されている。そして、衝撃力を受けていない状態では、何れのマイクロカプセル８も破壊されないため、感圧発色体５はマイクロカプセル８の膜壁の色である白色をしているが、衝撃力が５０ｋＮ／ｃｍ２の場合には、破壊強度５０ｋＮ／ｃｍ２のマイクロカプセル８のみが破壊されるため黄色が発現し、また、衝撃力が１００ｋＮ／ｃｍ２の場合には、破壊強度５０ｋＮ／ｃｍ２と１００ｋＮ／ｃｍ２のマイクロカプセル８が破壊されるため黄色と緑色とが発現し、さらに、衝撃力が１５０ｋＮ／ｃｍ２の場合には黄色と緑色と青色とが、衝撃力が２００ｋＮ／ｃｍ２の場合には黄色と緑色と青色と赤色とが、衝撃力が２５０ｋＮ／ｃｍ２の場合には黄色と緑色と青色と赤色と紫色とが、衝撃力が３００ｋＮ／ｃｍ２以上の場合には黄色と緑色と青色と赤色と紫色と黒色が発現する。而して、感圧発色体５に発現した色相によって、感圧発色体５が受けた衝撃力の大きさを測定することができる。この場合、カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、７ａ−４、７ａ−５、７ａ−６は、マイクロカプセル８の破壊強度順に配されているため、発現した色相を全て確認しなくても、破壊されていないマイクロカプセル８の膜壁の色である白色の有無、白色以外の色相の有無、及び白色に隣接するカプセル層７ａの色相によって、感圧発色体５が受けた衝撃力の大きさを容易に知ることができる。尚、上記一例では、５０ｋＮ／ｃｍ２〜３００ｋＮ／ｃｍ２の範囲の破壊強度の異なる６種類のマイクロカプセル８を用いたが、マイクロカプセル８の破壊強度の範囲を広狭したり破壊強度の種類数を増減することによって、様々な衝撃力に対応する感圧発色体５を作成することができる。
【００１７】
このように構成される感圧発色体５は、地震の衝撃力を受けることによってマイクロカプセル８が破壊され、マイクロカプセル８内の染料或いは顔料が発現するが、前述したように、マイクロカプセル８は破壊強度の異なる複数種類のカプセルが破壊強度順に配設されるとともに、破壊強度毎に異なる色相の染料が封入されているため、地震の衝撃力に応じた破壊強度以下のマイクロカプセル８までが破壊され、該破壊されたマイクロカプセル８のうち、色相が未発現の、つまりマイクロカプセル８が破壊されていないカプセル層７ａに隣接したカプセル層７ａの色相を目視或いは分光測色計等の測色計（測色器）を用いて色相を判別することで発生した地震の最大衝撃力を測定できるようになっている。
【００１８】
叙述の如く構成された本実施の形態において、構造物１の地下杭２が受けた地震の衝撃力を測定するにあたり、まず感圧発色体５が貼着された発色体取付けプレート４を担体３にスライド嵌合させた後、該担体３を地下杭２の側壁に沿って埋設しておく。そして、地震発生後には発色体取付けプレート４を担体３から抜き出し、該発色体取付けプレート４に貼着された感圧発色体５の色相を判別することで地震の衝撃力の測定を行えば良く、該測定が終了した後は、発色体取付けプレート４の貼着部４ａに新たな感圧発色体５を再び貼着した後、該発色体取付けプレート４を担体３にスライド嵌合することで担体３に担持させれば良い。このようにして感圧発色体５を再び地下に埋設すれば引き続き地震の衝撃力を測定することが出来る。
【００１９】
また、本実施の形態によれば、感圧発色体５における染料或いは顔料の発現した色相を調べることで、該感圧発色体５が受けた最大の応力、つまり、地震の最大衝撃力を簡単に測定することが出来る。
しかも、本実施の形態によれば、カプセル層７ａはマイクロカプセル８の破壊強度順に配設されていることから、破壊されたマイクロカプセル８のうち、色相が未発現のカプセル層７ａに隣接したカプセル層７ａの色相のみを確認すれば地震の衝撃力を知ることができて、発現した染料或いは顔料の全ての色相を調べる必要がない。従って、迅速な地震の衝撃力の測定を行うことが出来る。
そして、染料或いは顔料の色相は時間の経過によって退色してしまうことはあっても完全に消失してしまうようなことはないため、地震や余震が確実に治まってから感圧発色体５を地中から取出して測定すれば良いことになって、安全を確保した上での測定が出来る。
また、本実施の形態のものでは、既に発色している染料或いは顔料がマイクロカプセル８に封入されているため、染料前駆体を発色させるための顕色剤を必要とせず、部品点数の削減を図ることが出来る。
その上、感圧発色体５は、シート体であるため、容易に着脱することが出来て交換も簡単である。また、貼着する場所を選ばないため、広範囲での測定が可能となり、測定地点を増やすことで正確な測定結果を得ることが出来る。
【００２０】
尚、本発明の実施の形態においては、カプセル層７を各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎが並列したものに構成したが、これに限定されるものではなく、図５（Ａ）に示す第二の実施の形態のように、感圧発色体５を、各カプセル層７を同心円状に配して構成し、この場合に、例えば破壊強度の最も弱いマイクロカプセル８が封入されたカプセル層７ａ−１を中心部に配し、破壊強度の最も強いカプセル層７ａ−ｎ（本実施の形態ではカプセル層７ａ−５）を外周に配して、外周に近いカプセル層ほどマイクロカプセル８の破壊強度が段階的に強くなるよう各カプセル層を配して構成しても良い。
また、図５（Ｂ）に示す第三の実施の形態のように、円形状の感圧発色体５の各カプセル層７ａの区分を、所定角度を存して周回り方向に順次配設したものとしているが、この場合に、最も破壊強度の弱いカプセル層７ａ−１から最も破壊強度の強いカプセル層７ａ−ｎへと段階的に強くなるよう各カプセル層を周回り方向に並ぶように配して構成しても良い。
このように構成することで、感圧発色体５を円形状に形成した場合、破壊強度の異なるマイクロカプセル８が効率的に区分されて配設されたカプセル層７とすることが出来る。
【００２１】
また、本発明の前記実施の形態では、既発色の染料或いは顔料がμｍオーダーの小さなマイクロカプセル８に封入されるものに構成したが、カプセル８としては、このような小さなものに限定されず、医薬品の錠剤用のように大きなカプセルであっても良く、また、封入されるカプセルの数も特に限定されるものではなく、数万個であっても良いし、目視出来る程度の染料或いは顔料が封入されるものであれば一つでも良いのであって、カプセルの数量は特に限定されるものではない。
【００２２】
またさらに、本発明は、感圧発色体５を構成するにあたり、マイクロカプセルに封入する染料としては、既発色のものに限定されず、染料前駆体を用いることも出来る。つまり、図６（Ａ）に示す第四の実施の形態のように、各カプセル層７ａ毎に異なる色相を発現する染料前駆体をマイクロカプセル９に封入して発色剤層１０に含有せしめるとともに該発色剤層１０の下面に染料前駆体と反応して染料前駆体を発色せしめる顕色剤を含有する顕色剤層１１を形成し、マイクロカプセル９が破壊されることで染料前駆体と顕色剤とが反応して発色せしめるようにしたものであっても良いし、また図６（Ｂ）に示す第五の実施の形態のように、カプセル層毎に異なる色相を発現する染料前駆体と顕色剤とをそれぞれマイクロカプセル９に封入して発色剤層１０に含有せしめても良い。このように構成すれば染料前駆体と顕色剤とがより均一に分散された状態とすることが出来る。
【００２３】
また、本実施の形態においては、感圧発色体５を正方形状或いは円形状のシート体としたが、これに限定されるものではなく、長方形状や楕円形状或いは多角形状のものであっても良く、また、発色体取付けプレート４の表面全てを覆うような一枚の長尺状シート体としても良いのであって特に限定されない。
【００２４】
また、発色体取付けプレート４のみを地中に埋設して、測定時には該発色体取付けプレート４を地中から引き抜くように構成しても良いし、発色体取付けプレート４がスライド嵌合した担体３を直接地下杭２に取付けても良い。或いは、感圧発色体５を直接地下杭２に貼着けたり、感圧発色体５が貼着された発色体取付けプレート４を地下杭２に貼着したりしても良く、掘り出しが容易な箇所にあってはこのように地下杭２に直接貼付けることで担体３或いは担体３および発色体取付けプレート４が不要となり、部品点数の減少を図ることが出来る。
【００２５】
さらにまた、感圧発色体５は垂直方向に設置されるものに限られず、水平方向に設置しても良いのであって、このように設置することで水平方向の衝撃力も測定することが出来て、より立体的に地震の衝撃力を測定することが出来る。
このように感圧発色体５は種々の取付け方法が可能であって、特に本実施の形態に限定されるものではなく、地震によって応力が発生する場所であればどこでも設置して地震衝撃力の測定をすることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、地震の発生によって基礎杭等の地下埋設物が受ける衝撃力を測定する地震による衝撃力測定の分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 構造物
２ 地下杭
５ 感圧発色体
７ 発色層
８ マイクロカプセル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震の発生等によって基礎杭等の地下埋設物が受ける衝撃力を測定する地震衝撃力の測定システムおよび測定方法の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
構造物が地震の発生等によって強い衝撃を受けた場合、該構造物の地下部分に埋設された基礎杭等の地下埋設物がどれ程の衝撃力を受けたかを知ることは、構造物や地下埋設物における亀裂や破壊等の地震被害の可能性を判断したり、或いは被害発生の場合における補修方法を決定したりする上でとても重要である。
ところで地下埋設物の地震被害の程度については、目視等によっては知ることが難しく、そこで基礎杭として埋設された鉄筋に導線を接続し該導線を電気抵抗測定器に接続して、通常時における電気抵抗値を予め測定しておき、地震が発生した場合は地震後の電気抵抗値を測定して前記通常時の測定値と比較し、異なる測定値を得た場合には基礎杭が破壊若しくは損傷を受けたと評価するように構成したもの（特許文献１）や、地下埋設物に振動装置で振動を与え、該振動によって発生する反射波の状態を地震前と地震後とで比較することによって基礎杭の破壊の有無や程度を評価するようにしたものが提唱されている（特許文献２）。しかしながらこれらのものは、地下埋設物の破壊の有無や程度を評価するものであって、構造物がどれ程の衝撃力を受けたかを知るものではない。
また、受けた外力によって生じる応力に比例して発光する応力発光材料を用い、該応力発光材料の発光状態を観測することで応力測定をするようにしたもの（特許文献３）や、二液反応により発光する発光前駆体を、所定の応力で破壊される脆性材料に封入して基礎杭内部に挿入し、地震により基礎杭に生じた応力によって脆性材料が破壊されると二液が反応して発光するよう構成し、該発光の有無を観測することで所定以上の応力を受けたか否かを検知するようにしたものが知られている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８３６５８号公報
【特許文献２】特開平１０−１８３６５９号公報
【特許文献３】特開２００１−２１５１５７号公報
【特許文献４】特開２００３−２６２５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献３のものを地震による衝撃力の測定に用いようとした場合、該応力発光材料の発光は絶えず変動する地震の応力に対する追従性が悪く、正確な応力測定ができないという問題がある。また特許文献４のものは、所定応力を超えたか否かという一点検知であって、どれくらいの大きさの応力がはたして発生したか、ということの測定ができないという問題がある。しかも前者のものは応力の大きさに比例する発光であり、また後者のものは化学発光であるため発光時間に制限があり、このため、殆どリアルタイムでの観測が必要であるが、地震発生時に伴い停電になったりパソコン等の観測機械が故障したりすると、電気の供給や観測機械が復旧するまで事実上の観測ができないという問題があり、これらに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、被検体が地震によって受ける衝撃力を可視化して測定する地震衝撃力の測定システムであって、該地震衝撃力の測定システムは、破壊強度の異なる複数種類のカプセルに破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各カプセルを破壊強度別に配した感圧発色体を前記被検体の衝撃力測定部位に設け、被検体が受けた地震衝撃力に応じてカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、被検体が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定システムである。
請求項２の発明は、感圧発色体は、シート状であることを特徴とする請求項１記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項３の発明は、カプセルは、破壊強度順に配されるとともに、カプセルを白色不透明とし、カプセルに封入される染料または顔料の色相を白色以外にしたことを特徴とする請求項１または２記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項４の発明は、カプセルは、並列状に配設されていることを特徴とする請求項３記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項５の発明は、カプセルは、同心円状に配設されていることを特徴とする請求項３記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項６の発明は、カプセルは、所定角度を存して周回り方向に配設されていることを特徴とする請求項３項記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項７の発明は、感圧発色体は、担体に担持されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の地震衝撃力の測定システムである。
請求項８の発明は、被検体が地震によって受ける衝撃力を可視化して測定する地震衝撃力の測定方法であって、該地震衝撃力の測定方法は、破壊強度の異なる複数種類のカプセルに破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各カプセルを破壊強度別に配した感圧発色体を前記被検体の衝撃力測定部位に設け、被検体が受けた地震衝撃力に応じてカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、被検体が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定方法である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１または８の発明とすることにより、地震が発生して被検体が衝撃を受けると、衝撃力に応じた破壊強度のカプセルが破壊され、これらカプセルの破壊によって発現する染料或いは顔料の色相によって地震の衝撃力を知ることが出来る。
しかも、該感圧発色体は、衝撃力が最大となった時に該最大の衝撃力に応じてマイクロカプセルが破壊され、染料或いは顔料が発現することから、発現した色相を調べれば衝撃力の最大値を知ることが出来て、構造物が受けた最大衝撃力を簡単に測定することが出来る。
そして、本発明によれば、既に発色している染料或いは顔料をカプセルに封入すれば良いため、染料前駆体を発色させるための顕色剤を必要とせず、材料点数の削減を図ることが出来る。
また、大地震が発生した場合、リアルタイムでの測定は困難である場合も多いが、該感圧発色体は時間が経過しても変色や退色が少ない上、仮令変色や退色があったとしても、一度発現した染料或いは顔料は未発現のものとは明瞭に異なる色相を呈するため、発現と未発現とを見間違うことはなく、地震発生の後に測定を行っても正確な測定データを得ることが出来る。従って、停電等の事故が発生した場合であってもデータが消失してしまうといったようなトラブルがなく、確実に衝撃力を測定することが出来る。
さらにこの発明によれば、衝撃力測定部位に感圧発色体を設けるだけで衝撃力測定を行うことが出来て、地震による衝撃力の測定を簡単なシステムで行うことが出来る。しかも、どのような場所でも簡単に設置することができるため、測定地点を広範囲に設けることができて、より正確な地震衝撃力の測定を行うことが出来る。
請求項２の発明とすることにより、感圧発色体を被検体に直接貼付したり、被検体の周囲に設けた支持部材に貼付するだけの簡単な作業で取付けることが出来るため、任意の場所での衝撃力測定が可能であり、従って計測箇所を多数設けることも容易に出来る。
請求項３の発明とすることにより、感圧発色体に発現した色相を全て確認しなくても、カプセルが白色不透明であることによって、カプセルが未破壊の部分の感圧発色体は白色となり、カプセルが破壊されることによって発現する染料或いは顔料の色相は、未破壊のカプセルが形成する白色との対比によって明確に識別される。そして、カプセルが破壊強度順に配されることから、未破壊のカプセルによって形成される白色に隣接して発現した色相を調べるだけで、地震衝撃力を知ることができる。つまり、感圧発色体における白色の有無、白色以外の色相の有無、そして白色と白色以外の色相ががある場合は、白色に隣接する色相だけを判別することによって、容易に地震の衝撃力の大きさを測定することができる。
請求項４の発明とすることにより、感圧発色体が正方形状或いは長方形状であったような場合、カプセルをレイアウトし易く、視覚的にも白色と隣接する色相を見つけ出し易いものとすることが出来る。
請求項５または６の発明とすることにより、感圧発色体が円形状或いは楕円形状のようなものであった場合、カプセルをレイアウトし易く、視覚的にも白色と隣接する色相を見つけ出し易いものとすることが出来る。
請求項７の発明とすることにより、感圧発色体を取り出すにあたって、担体を地中から抜き出すだけで良く、感圧発色体を地中から取り出すために掘削したりする必要がない。従って、感圧発色体を簡単に地中から取出せるものにすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】構造物および担体の概略図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ担体に感圧発色体が取付けられた様子を示す斜視図および発色体取付けプレートの縦断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ感圧発色体の第一の実施の形態を示す平面図、正面図である。
【図４】感圧発色体が受ける応力と発現する色相との関係を示す図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ感圧発色体の第二、第三の実施の形態を示す正面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ感圧発色体の第四、第五の実施の形態を示す要部側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、１は被検体である構造物であって、該構造物の土台を構成する地下埋設物である地下杭（基礎杭）２の側面には、長尺の板材である担体３が、長尺方向が上下となるように地下杭２に沿って垂直状に埋設されている。該担体３は、例えば熱硬化性プラスチック或いはステンレス板等の硬性部材によって形成されており、図２（Ａ）に示すように、担体３の表面中央部位には、担体３の上端部３ａから下端部３ｂに至る溝部３ｃが形成されている。そして、該溝部３ｃの左右両側面には、それぞれ上端部３ａから下端部３ｂに至る凹溝３ｄ、３ｅが対向して形成されている。
【０００９】
一方、４は、担体３に形成された溝部３ｃにスライド嵌合する長尺の板材である発色体取付けプレートであって、担体３と同様に熱硬化性プラスチック或いはステンレス板等の硬性部材で形成されている。該発色体取付けプレート４の表面には、後述する正方形状のシート体である感圧発色体５が直列状に貼着される貼着部４ａが形成されており、左右両端部には、前記担体３の凹溝３ｄ、３ｅにスライド嵌合する凸条４ｂ、４ｃが形成されている。そして、担体３の凹溝３ｄ、３ｅに発色体取付けプレート４の凸条４ｂ、４ｃをスライド嵌合させることで発色体取付けプレート４が担体３に対して抜き差し自在に取付けられるようになっている。尚、図２（Ｂ）に示すように、感圧発色体５が貼着された発色体取付けプレート４の表面には軟性樹脂材等からなる被膜４ｄが一様に被覆されており、これによって感圧発色体５が発色体取付けプレート４から脱落したり、地中の水分等によって変質したりすることのないようになっている。
【００１０】
前述した感圧発色体５は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基材６と、該基材６上に塗布されるカプセル層７とで構成されており、正方形状のシート体となって形成されている。上記基材６は板状であって、例えば、紙、合成紙、プラスティックフィルム等のある程度の硬性を有したもので形成されており、裏側面（反発色剤層側面）には貼着剤６ａが塗布され、該貼着剤６ａによって発色体取付けプレート４に貼着されるようになっている。
【００１１】
カプセル層７は、染料或いは顔料が封入された多数のマイクロカプセル（本発明のカプセルに相当する）８を含有する層であるが、該カプセル層７には、異なる破壊強度を有する複数種類のマイクロカプセル８が、破壊強度別に区分された状態で配設されていると共に、これらマイクロカプセル８には、破壊強度別に異なる色相の染料または顔料が封入されている。
【００１２】
つまり、カプセル層７は、前記図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、並列状に区画された複数の各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎから構成される。
そして、各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎは、含有されるマイクロカプセル８のうち、カプセル層７ａ−１に含有されるマイクロカプセル８の破壊強度が最も弱く、カプセル層７ａ−ｎに向かって段階的に破壊強度が強くなり、カプセル層７ａ−ｎに含有されるマイクロカプセル８の破壊強度が最も強くなるように配設されている。例えば、測定する衝撃力（ｋＮ／ｃｍ２）を、５ｋＮ／ｃｍ２から２５０ｋＮ／ｃｍ２までの範囲に設定したとすると、各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎに含有されるマイクロカプセルの破壊強度は、カプセル層７ａ−１に含有されるマイクロカプセル８が圧縮応力（ｋＮ／ｃｍ２）５ｋＮ／ｃｍ２で破壊されるものとし、カプセル層７ａ−ｎに含有されるマイクロカプセルが圧縮応力２５０ｋＮ／ｃｍ２で破壊されるものとして、カプセル層７ａ−１からカプセル層７ａ−ｎまでは、例えば５ｋＮ／ｃｍ２或いは１０ｋＮ／ｃｍ２等任意の強度差でもって段階的にマイクロカプセルの破壊強度が増すように配設されている。
尚、カプセル層７には、マイクロカプセル８の保護材料として、アラビアゴムやゼラチン、でんぷん粒子等が配合されている。
【００１３】
一方、各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎに含有されるマイクロカプセル８は、白色以外のそれぞれ異なる色相の染料或いは顔料、例えば黄色、赤色、青色、黒色等の染料或いは顔料がそれぞれ封入されている。前記マイクロカプセル８に封入される染料としては、例えば、キサンテン系、チアジン系、フェニルメタン系、インジゴイド系、アゾ系、クマリン系、アジン系、ポリメチン系、シアニン系、フタロシアニン系、アントラキノン系、ピラゾリン系、スチルベン系、キノリン系等の化合物やこれらの混合物を使用することができ、また、顔料としては、例えば、カーボンブラック、鉛丹、酸化鉄赤、黄鉛、亜鉛黄、ウルトラマリン青、フェロシアン化鉄カリ等の無機顔料、或いはアゾ系、フタロシニアン系、インジゴイド系、アントラキノン系等の有機顔料を使用することができるが、何れも、白色以外の染料或いは顔料を使用する。
【００１４】
また、マイクロカプセル８の膜壁は白色不透明であって、マイクロカプセル８の破壊前に、封入されている染料或いは顔料の色が透けないようになっていると共に、膜壁が白色不透明であることによって、マイクロカプセル８が未だ破壊されていない部分のカプセル層７は白色となり、マイクロカプセル８が破壊されることによって発現する染料或いは顔料の色相は、バックとなるカプセル層７の白色との対比によって明確に識別できるようになっている。この様な白色不透明のマイクロカプセル８は、例えば、ポリ尿素樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラニン−ホルムアルデヒド樹脂、飽和ポリエステル、ポリウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等を用いて形成することができる。また、破壊強度の異なるマイクロカプセル８の製造については、既に周知となっているため説明は省略するが、マイクロカプセル８の粒径や膜厚を異ならしめることによって破壊強度を調節することができる。
【００１５】
そして、前記マイクロカプセル８は、破壊強度以上の応力を受けることによって破壊され、これによりマイクロカプセル８に封入されていた染料或いは顔料の色相がカプセル層７に発現することになるが、この場合、前述したように、マイクロカプセル８は、破壊強度別に異なる色相の染料或いは顔料が封入されていると共に、破壊強度順に各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎと区分された状態で配設されているため、受けた応力よりも破壊強度の低いマイクロカプセル８に封入された染料或いは顔料の色相が、破壊強度順に区分された状態で感圧発色体５に発現し、これにより感圧発色体５が受けた地震の衝撃力の大きさを可視化できるようになっている。
【００１６】
ここで、感圧発色体５が受ける地震の衝撃力の大きさと発現する色相との関係を示す一例について、図４に基づいて説明する。この一例では、５０ｋＮ／ｃｍ２、１００ｋＮ／ｃｍ２、１５０ｋＮ／ｃｍ２、２００ｋＮ／ｃｍ２、２５０ｋＮ／ｃｍ２、３００ｋＮ／ｃｍ２の各衝撃力で破壊されるように形成された６種類のマイクロカプセル８が、破壊強度の低い順に各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、７ａ−４、７ａ−５、７ａ−６に区分されて配設されていると共に、各カプセル層７ａのマイクロカプセル８には、それぞれ黄色、緑色、青色、赤色、紫色、黒色の染料或いは顔料が封入されている。そして、衝撃力を受けていない状態では、何れのマイクロカプセル８も破壊されないため、感圧発色体５はマイクロカプセル８の膜壁の色である白色をしているが、衝撃力が５０ｋＮ／ｃｍ２の場合には、破壊強度５０ｋＮ／ｃｍ２のマイクロカプセル８のみが破壊されるため黄色が発現し、また、衝撃力が１００ｋＮ／ｃｍ２の場合には、破壊強度５０ｋＮ／ｃｍ２と１００ｋＮ／ｃｍ２のマイクロカプセル８が破壊されるため黄色と緑色とが発現し、さらに、衝撃力が１５０ｋＮ／ｃｍ２の場合には黄色と緑色と青色とが、衝撃力が２００ｋＮ／ｃｍ２の場合には黄色と緑色と青色と赤色とが、衝撃力が２５０ｋＮ／ｃｍ２の場合には黄色と緑色と青色と赤色と紫色とが、衝撃力が３００ｋＮ／ｃｍ２以上の場合には黄色と緑色と青色と赤色と紫色と黒色が発現する。而して、感圧発色体５に発現した色相によって、感圧発色体５が受けた衝撃力の大きさを測定することができる。この場合、カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、７ａ−４、７ａ−５、７ａ−６は、マイクロカプセル８の破壊強度順に配されているため、発現した色相を全て確認しなくても、破壊されていないマイクロカプセル８の膜壁の色である白色の有無、白色以外の色相の有無、及び白色に隣接するカプセル層７ａの色相によって、感圧発色体５が受けた衝撃力の大きさを容易に知ることができる。尚、上記一例では、５０ｋＮ／ｃｍ２〜３００ｋＮ／ｃｍ２の範囲の破壊強度の異なる６種類のマイクロカプセル８を用いたが、マイクロカプセル８の破壊強度の範囲を広狭したり破壊強度の種類数を増減することによって、様々な衝撃力に対応する感圧発色体５を作成することができる。
【００１７】
このように構成される感圧発色体５は、地震の衝撃力を受けることによってマイクロカプセル８が破壊され、マイクロカプセル８内の染料或いは顔料が発現するが、前述したように、マイクロカプセル８は破壊強度の異なる複数種類のカプセルが破壊強度順に配設されるとともに、破壊強度毎に異なる色相の染料が封入されているため、地震の衝撃力に応じた破壊強度以下のマイクロカプセル８までが破壊され、該破壊されたマイクロカプセル８のうち、色相が未発現の、つまりマイクロカプセル８が破壊されていないカプセル層７ａに隣接したカプセル層７ａの色相を目視或いは分光測色計等の測色計（測色器）を用いて色相を判別することで発生した地震の最大衝撃力を測定できるようになっている。
【００１８】
叙述の如く構成された本実施の形態において、構造物１の地下杭２が受けた地震の衝撃力を測定するにあたり、まず感圧発色体５が貼着された発色体取付けプレート４を担体３にスライド嵌合させた後、該担体３を地下杭２の側壁に沿って埋設しておく。そして、地震発生後には発色体取付けプレート４を担体３から抜き出し、該発色体取付けプレート４に貼着された感圧発色体５の色相を判別することで地震の衝撃力の測定を行えば良く、該測定が終了した後は、発色体取付けプレート４の貼着部４ａに新たな感圧発色体５を再び貼着した後、該発色体取付けプレート４を担体３にスライド嵌合することで担体３に担持させれば良い。このようにして感圧発色体５を再び地下に埋設すれば引き続き地震の衝撃力を測定することが出来る。
【００１９】
また、本実施の形態によれば、感圧発色体５における染料或いは顔料の発現した色相を調べることで、該感圧発色体５が受けた最大の応力、つまり、地震の最大衝撃力を簡単に測定することが出来る。
しかも、本実施の形態によれば、カプセル層７ａはマイクロカプセル８の破壊強度順に配設されていることから、破壊されたマイクロカプセル８のうち、色相が未発現のカプセル層７ａに隣接したカプセル層７ａの色相のみを確認すれば地震の衝撃力を知ることができて、発現した染料或いは顔料の全ての色相を調べる必要がない。従って、迅速な地震の衝撃力の測定を行うことが出来る。
そして、染料或いは顔料の色相は時間の経過によって退色してしまうことはあっても完全に消失してしまうようなことはないため、地震や余震が確実に治まってから感圧発色体５を地中から取出して測定すれば良いことになって、安全を確保した上での測定が出来る。
また、本実施の形態のものでは、既に発色している染料或いは顔料がマイクロカプセル８に封入されているため、染料前駆体を発色させるための顕色剤を必要とせず、部品点数の削減を図ることが出来る。
その上、感圧発色体５は、シート体であるため、容易に着脱することが出来て交換も簡単である。また、貼着する場所を選ばないため、広範囲での測定が可能となり、測定地点を増やすことで正確な測定結果を得ることが出来る。
【００２０】
尚、本発明の実施の形態においては、カプセル層７を各カプセル層７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、・・・、７ａ−ｎが並列したものに構成したが、これに限定されるものではなく、図５（Ａ）に示す第二の実施の形態のように、感圧発色体５を、各カプセル層７を同心円状に配して構成し、この場合に、例えば破壊強度の最も弱いマイクロカプセル８が封入されたカプセル層７ａ−１を中心部に配し、破壊強度の最も強いカプセル層７ａ−ｎ（本実施の形態ではカプセル層７ａ−５）を外周に配して、外周に近いカプセル層ほどマイクロカプセル８の破壊強度が段階的に強くなるよう各カプセル層を配して構成しても良い。
また、図５（Ｂ）に示す第三の実施の形態のように、円形状の感圧発色体５の各カプセル層７ａの区分を、所定角度を存して周回り方向に順次配設したものとしているが、この場合に、最も破壊強度の弱いカプセル層７ａ−１から最も破壊強度の強いカプセル層７ａ−ｎへと段階的に強くなるよう各カプセル層を周回り方向に並ぶように配して構成しても良い。
このように構成することで、感圧発色体５を円形状に形成した場合、破壊強度の異なるマイクロカプセル８が効率的に区分されて配設されたカプセル層７とすることが出来る。
【００２１】
また、本発明の前記実施の形態では、既発色の染料或いは顔料がμｍオーダーの小さなマイクロカプセル８に封入されるものに構成したが、カプセル８としては、このような小さなものに限定されず、医薬品の錠剤用のように大きなカプセルであっても良く、また、封入されるカプセルの数も特に限定されるものではなく、数万個であっても良いし、目視出来る程度の染料或いは顔料が封入されるものであれば一つでも良いのであって、カプセルの数量は特に限定されるものではない。
【００２２】
またさらに、本発明は、感圧発色体５を構成するにあたり、マイクロカプセルに封入する染料としては、既発色のものに限定されず、染料前駆体を用いることも出来る。つまり、図６（Ａ）に示す第四の実施の形態のように、各カプセル層７ａ毎に異なる色相を発現する染料前駆体をマイクロカプセル９に封入して発色剤層１０に含有せしめるとともに該発色剤層１０の下面に染料前駆体と反応して染料前駆体を発色せしめる顕色剤を含有する顕色剤層１１を形成し、マイクロカプセル９が破壊されることで染料前駆体と顕色剤とが反応して発色せしめるようにしたものであっても良いし、また図６（Ｂ）に示す第五の実施の形態のように、カプセル層毎に異なる色相を発現する染料前駆体と顕色剤とをそれぞれマイクロカプセル９に封入して発色剤層１０に含有せしめても良い。このように構成すれば染料前駆体と顕色剤とがより均一に分散された状態とすることが出来る。
【００２３】
また、本実施の形態においては、感圧発色体５を正方形状或いは円形状のシート体としたが、これに限定されるものではなく、長方形状や楕円形状或いは多角形状のものであっても良く、また、発色体取付けプレート４の表面全てを覆うような一枚の長尺状シート体としても良いのであって特に限定されない。
【００２４】
また、発色体取付けプレート４のみを地中に埋設して、測定時には該発色体取付けプレート４を地中から引き抜くように構成しても良いし、発色体取付けプレート４がスライド嵌合した担体３を直接地下杭２に取付けても良い。或いは、感圧発色体５を直接地下杭２に貼着けたり、感圧発色体５が貼着された発色体取付けプレート４を地下杭２に貼着したりしても良く、掘り出しが容易な箇所にあってはこのように地下杭２に直接貼付けることで担体３或いは担体３および発色体取付けプレート４が不要となり、部品点数の減少を図ることが出来る。
【００２５】
さらにまた、感圧発色体５は垂直方向に設置されるものに限られず、水平方向に設置しても良いのであって、このように設置することで水平方向の衝撃力も測定することが出来て、より立体的に地震の衝撃力を測定することが出来る。
このように感圧発色体５は種々の取付け方法が可能であって、特に本実施の形態に限定されるものではなく、地震によって応力が発生する場所であればどこでも設置して地震衝撃力の測定をすることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、地震の発生によって基礎杭等の地下埋設物が受ける衝撃力を測定する地震による衝撃力測定の分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１ 構造物
２ 地下杭
５ 感圧発色体
７ 発色層
８ マイクロカプセル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が地震によって受ける衝撃力を可視化して測定する地震衝撃力の測定システムであって、該地震衝撃力の測定システムは、破壊強度の異なる複数種類のカプセルに破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各カプセルを破壊強度別に配した感圧発色体を前記被検体の衝撃力測定部位に設け、被検体が受けた地震衝撃力に応じてカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、被検体が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定システム。
【請求項２】
感圧発色体は、シート状であることを特徴とする請求項１記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項３】
カプセルは、破壊強度順に配されるとともに、カプセルを白色不透明とし、カプセルに封入される染料または顔料の色相を白色以外にしたことを特徴とする請求項１または２記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項４】
カプセルは、並列状に配設されていることを特徴とする請求項３記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項５】
カプセルは、同心円状に配設されていることを特徴とする請求項３記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項６】
カプセルは、所定角度を存して周回り方向に配設されていることを特徴とする請求項３項記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項７】
感圧発色体は、担体に担持されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項８】
被検体が地震によって受ける衝撃力を可視化して測定する地震衝撃力の測定方法であって、該地震衝撃力の測定方法は、破壊強度の異なる複数種類のカプセルに破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各カプセルを破壊強度別に配した感圧発色体を前記被検体の衝撃力測定部位に設け、被検体が受けた地震衝撃力に応じてカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、被検体が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定方法。
【請求項１】
被検体が地震によって受ける衝撃力を可視化して測定する地震衝撃力の測定システムであって、該地震衝撃力の測定システムは、破壊強度の異なる複数種類のカプセルに破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各カプセルを破壊強度別に配した感圧発色体を前記被検体の衝撃力測定部位に設け、被検体が受けた地震衝撃力に応じてカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、被検体が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定システム。
【請求項２】
感圧発色体は、シート状であることを特徴とする請求項１記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項３】
カプセルは、破壊強度順に配されるとともに、カプセルを白色不透明とし、カプセルに封入される染料または顔料の色相を白色以外にしたことを特徴とする請求項１または２記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項４】
カプセルは、並列状に配設されていることを特徴とする請求項３記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項５】
カプセルは、同心円状に配設されていることを特徴とする請求項３記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項６】
カプセルは、所定角度を存して周回り方向に配設されていることを特徴とする請求項３項記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項７】
感圧発色体は、担体に担持されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の地震衝撃力の測定システム。
【請求項８】
被検体が地震によって受ける衝撃力を可視化して測定する地震衝撃力の測定方法であって、該地震衝撃力の測定方法は、破壊強度の異なる複数種類のカプセルに破壊強度別に色相の異なる染料或いは顔料を封入し、該各カプセルを破壊強度別に配した感圧発色体を前記被検体の衝撃力測定部位に設け、被検体が受けた地震衝撃力に応じてカプセルが破壊されることで発現した染料或いは顔料の色相により、被検体が受けた地震衝撃力を測定することを特徴とする地震衝撃力の測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−９４９７５（Ｐ２０１１−９４９７５Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６１０５（Ｐ２００９−２４６１０５）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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