JP2001264154A - 振動検知装置 - Google Patents

振動検知装置

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JP2001264154A
JP2001264154A JP2000073297A JP2000073297A JP2001264154A JP 2001264154 A JP2001264154 A JP 2001264154A JP 2000073297 A JP2000073297 A JP 2000073297A JP 2000073297 A JP2000073297 A JP 2000073297A JP 2001264154 A JP2001264154 A JP 2001264154A
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vibration
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Tomohisa Kaneko
共尚 金子
Noboru Yamane
昇 山根
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/14Switches operated by change of acceleration, e.g. by shock or vibration, inertia switch
    • H01H35/147Switches operated by change of acceleration, e.g. by shock or vibration, inertia switch the switch being of the reed switch type

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価、堅牢で、高い信頼性で震度を検出でき
る振動検出装置を実現する。 【解決手段】 ほぼ水平方向に延びるアーム10から撚
り糸12により磁石14を吊り下げる。吊り下げられた
磁石14の下側に、内面が球状の皿16を配置する。球
面皿16の内面には、吊り下げられた磁石14から横方
向に一定の半径距離の位置に、一定以上の磁気を感知し
てオフからオンになる複数の磁気感知スイッチ18を配
置する。静止状態での磁石14の真下に相当する球面皿
16の中央には、鉄製ボルト20を嵌め込んである。ア
ーム10の基端にシャフト26が挿通され、シャフト2
6は高さ調節摘み28により回転自在である。これによ
り、球面皿16の内面に対する磁石14の高さを調節で
き、検知震度を微調節できる。検出回路30は、全ての
磁気感知スイッチ18を監視し、何れかの磁気感知スイ
ッチ18がオンになると、地震検出信号を警報装置3
2、保護装置及び監視センタに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動検知装置に関
し、より具体的には、地震のような衝撃的な振動を検知
するのに適した振動検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の振動感知装置には、種々の構成の
ものがある。(1)振動による移動体(例えば、球体及
び可動接点等)の物理的移動により、直接、スイッチを
オン/オフする構成、(2)固定電極に対して振動によ
り変位する可動電極を隣接配置し、両電極間の静電容量
の変化から振動を検出する構成、(3)固定されたソレ
ノイド内に振動により移動自在な磁性体を挿入し、ソレ
ノイドのインダクタンスの変化で振動を検知する構成、
(4)、(5)皿状のケース内に鋼球を移動自由に配置
すると共に、ケースの底部に磁石及びコイル又は磁電変
換素子を配置し、鋼球の移動による磁束変化を検出する
ことで振動を検知する構成、(6)磁性体とコイルが振
動により相対的に移動することによりコイルに発生する
起電力で振動を検知する構成、(7)半球形の受け皿に
複数の鉄玉を収容し、半球形の上蓋で密閉し、受け皿と
上蓋との間に強力マグネットを配置し、所定震度以上の
振動により鉄玉が強力マグネットに接着し、それにより
スイッチが閉成する構成などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】振動、特に地震を検知
しようとする場合、その振動検知器は、例えば、重要文
化財などを地震の被害から救済する保護装置を起動する
のに使用される。従って、検知感度の正確さ及び信頼性
が重要である。例えば、震度2を検知したい場合には、
正しく震度2で動作する必要がある。また、振動方向に
対する無指向性も重要であり、水平方向の振動のみなら
ず垂直方向の振動をも検知できなければならない。
【0004】静電容量、インダクタンス又は磁束変化を
検出する従来例では、検知感度を正しく設定するのがむ
つかしく、個別の調節が面倒であり、また、誤検出しや
すい。通常、検知できる振動方向が限定されるので、そ
れぞれ異なる方向に対応する複数の検知ユニットを設け
なければならない。
【0005】1回の地震で壊れる又は故障するようで
は、使用に耐えない。物理的な接触を伴う構成では、1
回の振動で破損してしまうおそれがある。
【0006】本発明は、安価、堅牢で信頼性の高い振動
検知装置を提示することを目的とする。
【0007】本発明はまた、どの方向の振動をも検知で
きる振動検知装置を提示することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る振動検知装
置は、策条により吊り下げられる磁石と、所定以上の振
動により当該策条上の所定位置を中心に回転移動した当
該磁石の磁力線を感知するように、所定静止位置での当
該磁石の周囲に配置される1以上の磁気感知センサと、
当該1以上の磁気感知センサの少なくとも1つが当該磁
石の磁力線を感知したかどうかを検出する検出手段とか
らなることを特徴とする。
【0009】振動によっても接触する部分が無いので、
堅牢である。簡単な構成であるので、安価に製造でき
る。複数の方向に磁気感知センサを配置することで、実
質的にどの横方向の振動をも迅速に検知できる。
【0010】更に、当該磁石と磁気的に引き合うことで
当該磁石を当該所定静止位置に静止させ、当該所定以上
の振動により当該磁石を解放する移動抑制部材を具備す
るのが好ましい。これにより、検知目的未満の振動に対
しては、移動抑制部材が磁石を静止位置に保持するの
で、精度良く目的以上の振動を検出できる。すなわち、
高精度であり、検出結果の信頼性が高い。
【0011】当該策条を撚り糸とすることで、それが持
つ伸縮性により、上下方向の振動、例えば、直下型地震
をも確実に検知できる。
【0012】更に、当該磁石の高さを調節する高さ調節
手段を具備するのが好ましい。これにより、検出する振
動を微調整できる。
【0013】本発明に係る振動検知装置はまた、策条に
より吊り下げられる磁気感知センサと、当該磁気感知セ
ンサが所定静止位置にあるときには磁力線を感知せず、
所定以上の振動により当該策条上の所定位置を中心に回
転移動した位置で当該磁力線を感知するように、当該磁
気感知センサから離れて配置される1以上の磁石とを具
備することを特徴とする。
【0014】振動によっても接触する部分が無いので、
堅牢である。簡単な構成であるので、安価に製造でき
る。複数の方向に磁石を配置することで、実質的にどの
横方向の振動をも迅速に検知できる。
【0015】磁気感知センサが複数の磁気感知素子から
なるのが好ましい。この場合には、複数の磁気感知素子
の少なくとも1つが当該1以上の磁石の磁力線を感知し
たかどうかを検出する検出手段を設ける。これにより、
磁力感知方向に指向性を有する磁気感知素子であって
も、多様な方向の振動を迅速に検出できるようになる。
【0016】当該策条を撚り糸とすることで、それが持
つ伸縮性により、上下方向の振動、例えば、直下型地震
をも確実に検知できる。
【0017】更に、磁気感知センサの高さを調節する高
さ調節手段を具備するのが好ましい。これにより、検出
する振動を微調整できる。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0019】図1は、本発明の一実施例における振動検
知ユニットの中央断面図を示し、図2は、図1のA−A
線から見た平面図を示し、図3は、本実施例の電気回路
図を示す。
【0020】本実施例では、ほぼ水平方向に延びるアー
ム10から撚り糸12により磁石14を吊り下げる。吊
り下げられた磁石14の下側に、内面が球状の皿(球面
皿)16を配置する。球面皿16の内面には、吊り下げ
られた磁石14から横方向に一定の半径距離の位置に、
一定以上の磁気を感知してオフからオンになる複数の磁
気感知スイッチ18を配置してある。図2に示すよう
に、本実施例では、30゜おきに12個の磁気感知スイ
ッチ18を皿16上に配置してある。
【0021】静止状態での磁石14の真下に相当する球
面皿16の中央には、鉄製ボルト20を嵌め込んであ
る。ボルト20と磁石14が磁力により引き合うこと
で、検知感度閾値以下の振動に対して、磁石14は静止
状態に保たれる。換言すると、本実施例では、磁石14
とボルト20の磁気吸引力を越える地震が発生したとき
に、磁石14は移動可能となり、地震による振動に応じ
て、撚り糸12により吊られた状態で実際に横方向に移
動する。ボルト20をどの程度、球面皿16に嵌め込む
かに応じて、すなわち、磁石14とボルト20の先端と
の距離により、磁石14がボルト20から離脱する地震
の震度、即ち検知震度を調整できる。さらには、磁石1
4に重りを付加することでも、検知できる震度を調節で
きる。
【0022】磁石14、球面皿16、磁気感知スイッチ
18及びボルト20は、保護ケース22内に収容されて
いる。保護ケース22の天井の中央部分には、撚り糸1
2を通す孔が開けられ、その孔に、撚り糸12の垂直移
動を許容しつつ水平移動を拘束する保持具24を挿入し
てある。保持具24の下面の中央は、球面皿16の内面
を構成する球の中心に相当する。これにより、磁石14
は、ボルト20による磁気的拘束を離れたときには、球
面皿16の内面に沿って、球面皿16の内面と一定の距
離を保ちつつ、移動することになる。
【0023】アーム10の基端にシャフト26が挿通さ
れ、シャフト26は高さ調節摘み28により回転自在で
ある。すなわち、高さ調節摘み28を回転することで、
アーム10の先端がシャフト26を中心に垂直面内で回
転し、これにより、球面皿16の内面に対する磁石14
の高さを調節でき、検知震度を微調節できる。
【0024】検出回路30は、全ての磁気感知スイッチ
18を監視し、何れかの磁気感知スイッチ18がオンに
なると、地震検出信号を警報装置32に供給する。警報
装置32は、例えば、ブザー及び/又はランプからな
る。地震検出信号はまた、必要により、図示しない防護
装置にその起動信号として供給され、また、監視センタ
にも送信される。
【0025】検出回路30は、図3に例示したような構
成からなる。すなわち、直流電源34は抵抗36を介し
て、並列接続の複数の磁気感知スイッチ18に電圧を印
加する。磁気感知スイッチ18は通常時にはオフである
ので、抵抗36には電流が流れない。何れかの磁気感知
スイッチ18がオンになると、抵抗36に電流が流れ
る。抵抗36における電位差が、地震検出信号として警
報装置32に印加され、必要により、図示しない防護装
置にその起動信号として供給され、また、監視センター
に送信される。
【0026】地震発生時の本実施例の動作を簡単に説明
する。先ず、前述したように、ボルト20及び高さ調節
摘み28により、検知震度を希望する震度に調整する。
通常、ボルト20による調節は製造時に行われ、摘み2
6による調節は、設置時に行われる。
【0027】検知震度以下の地震が発生した場合、磁石
14は、ボルト20との吸引力から離脱することができ
ず、その位置に静止したままとなる。検知震度以下の振
動に対して磁石14を初期位置に拘束するボルト20を
設けているので、検知震度以下の振動を誤検出する恐れ
が無くなくなり、震度検出の信頼性が向上する。ボルト
20による磁石14の拘束は、大きな震度の場合に特に
有効である。
【0028】検知震度以上の地震が発生すると、ボルト
20との吸引力以上の運動力が磁石14に作用し、これ
により、磁石14はボルト20による拘束から解放さ
れ、保持具24の下面中央を中心に揺動する。その結
果、磁石14が何れかの磁気感応スイッチ18に接近し
て、その磁気感応スイッチ18をオン状態にする。検出
回路30は、何れかの磁気感応スイッチ18がオンにな
ると、それを検出して、警報装置32に地震検出信号を
供給し、また、図示しない防護装置及び/又は監視セン
ターにも地震検出信号を供給する。
【0029】本実施例は、直下型地震も検出できる。直
下型の場合、瞬間的な上下動が発生する。その際、撚り
糸12が一瞬、伸縮し、これにより磁石14がボルト2
0による拘束から解放される。以後、同様にして、何れ
かの磁気感応スイッチ18がオンになり、検出回路30
が地震検出信号を出力する。ピアノ線のような剛性の高
い線材で磁石14を吊り下げた場合、直下型に対して適
切に作動しない場合があるが、伸縮性のある撚り糸12
を使用することにより、垂直方向の振動も検出可能とな
る。
【0030】磁気感知スイッチ18を例えば、45゜お
き程度に配置しても、任意の水平方向の振動を検知でき
る。最低でも直交する2ヶ所に配置することで、任意の
水平方向の振動を検知できるが、2個の磁気感知スイッ
チ18では、地震による磁石14の最初の移動方向によ
っては、振動検知が遅れることがあるので、実質的に
は、最低でも、90゜おきに4個の磁気感知スイッチ1
8を設けるのが好ましい。
【0031】低震度を検出する場合、磁石14と磁気感
応スイッチ18の配置を逆にしても良い。図5は、その
変更実施例の磁気検知ユニットの中央断面図を示す。図
1に示す実施例と同じ作用の構成要素には同じ符号を付
してある。撚り糸12に磁気感応スイッチ40を吊り下
げ、球面皿16の内面上に、複数の磁石42を配置し
た。磁気感応スイッチ40は撚り糸12に沿った電線を
介して検出回路30に接続する。
【0032】図5に示す変更例では、磁気感応スイッチ
40として、実質的に無指向性の磁気感応スイッチを用
いる場合、又は、指向性があっても、その指向性が影響
しない方向で磁石及び磁気感応スイッチが配置される場
合には、磁気感応スイッチ40は、単一の磁気感応スイ
ッチ素子からなる。感応方向に指向性がある場合、磁気
感応スイッチ40は、少なくとも感応方向が直交する2
以上の磁気感応スイッチ素子からなる。
【0033】この変更実施例で、検出震度以下の振動で
作動するのを防ぐには、吊り下げた磁気感応スイッチ4
0に重量調整用重りを付加すればよい。これが、第1実
施例におけるボルト20と同様に作用する。勿論、吊り
下げられた磁気感応スイッチ40の高さを調整すること
で、検出震度を微調整できる。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、安価及び堅牢な構成でありなが
ら、目的の振動を高い信頼性で確実に検出できるように
なる。これにより、例えば、重要文化財及び高価な美術
品などを地震から確実に保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例の振動検出ユニットの中央
断面図を示す構成図である。
【図2】 図1のA−A線から見た平面図である。
【図3】 検出回路30の電気回路例である。
【図4】 本発明の変更実施例の振動検出ユニットの中
央断面図を示す構成図である。
【符号の説明】
10:アーム 12:撚り糸 14:磁石 16:球面皿 18:磁気感知スイッチ 20:鉄製ボルト 22:保護ケース 24:保持具 26:シャフト 28:高さ調節摘み 30:検出回路 32:警報装置 34:直流電源 36:抵抗 40:磁気感応スイッチ 42:磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01H 36/00 301 H01H 36/00 301Z Fターム(参考) 2G064 AB19 BD11 BD21 BD41 BD61 BD66 5G046 BA05 BD13 BD25 5G056 BD51

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 策条により吊り下げられる磁石と、 所定以上の振動により当該策条上の所定位置を中心に回
    転移動した当該磁石の磁力線を感知するように、所定静
    止位置での当該磁石の周囲に配置される1以上の磁気感
    知センサと、 当該1以上の磁気感知センサの少なくとも1つが当該磁
    石の磁力線を感知したかどうかを検出する検出手段とか
    らなることを特徴とする振動検知装置。
  2. 【請求項2】 更に、当該磁石と磁気的に引き合うこと
    で当該磁石を当該所定静止位置に静止させ、当該所定以
    上の振動により当該磁石を解放する移動抑制部材を具備
    する請求項1に記載の振動検知装置。
  3. 【請求項3】 当該策条が撚り糸からなる請求項2に記
    載の振動検知装置。
  4. 【請求項4】 更に、当該磁石の高さを調節する高さ調
    節手段を具備する請求項1に記載の振動検知装置。
  5. 【請求項5】 策条により吊り下げられる磁気感知セン
    サと、 当該磁気感知センサが所定静止位置にあるときには磁力
    線を感知せず、所定以上の振動により当該策条上の所定
    位置を中心に回転移動した位置で当該磁力線を感知する
    ように、当該磁気感知センサから離れて配置される1以
    上の磁石とを具備することを特徴とする振動検知装置。
  6. 【請求項6】 当該磁気感知センサが複数の磁気感知素
    子からなる請求項5に記載の振動検知装置。
  7. 【請求項7】 更に、当該複数の磁気感知素子の少なく
    とも1つが当該1以上の磁石の磁力線を感知したかどう
    かを検出する検出手段を具備する請求項6に記載の振動
    検知装置。
  8. 【請求項8】 当該策条が撚り糸からなる請求項5に記
    載の振動検知装置。
  9. 【請求項9】 更に、当該磁気感知センサの高さを調節
    する高さ調節手段を具備する請求項5に記載の振動検知
    装置。
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