JP2006003231A - 地震センサ - Google Patents

Abstract

【課題】地震による横揺れ（Ｐ波）および縦揺れ（Ｓ波）を確実に検知できる地震センサを提供する。
【解決手段】支持手段２により吊り下げられる第１の吊り棒３と、第１の吊り棒３に取り付けられた横揺れ用振子４と、横揺れ用振子４を取り囲むように、かつ、横揺れ用振子４と距離Ｘ離れて配置され、横揺れ用振子４が揺れたときに横揺れ用振子４が接触し得る第１接触子１０と、第１の吊り棒３に対して上下に移動可能に設けられ、無振動時には所定の定位置にある縦揺れ用振子７と、定位置にある縦揺れ用振子７と距離Ｈ離れて第１の吊り棒に固定された第２接触子８と、第１接触子１０に横揺れ用振子４が接触したことにより横揺れを検知し、第２接触子８に縦揺れ用振子７が接触したことにより縦揺れを検知する検知手段と、を含む地震センサ。
【選択図】 図１

Description

この発明は、地震センサに関する。特に、この発明は、地震による横揺れ（Ｐ波）および縦揺れ（Ｓ波）を感知できる地震センサに関する。

地震を素早く検知し、建物の扉を自動的に開放して避難経路を確保することは極めて重要なことである。この種の内容に関し、先行技術として、特開平１０−８８９３３号公報には、地震センサが地震を感知すると、制御装置が施錠装置を解錠すると共に、開放装置が扉を開放するといった技術が示されている。
ところで、地震が発生すると、そのエネルギーは、波の一種である地震波となって地中から地表に伝わる。この地震波にはＰ波（ラテン語のｐｒｉｍａｅ（ｐｒｉｍａｒｙの語源）の頭文字をとって、Ｐ波と呼ばれている。）とＳ波（ラテン語のｓｅｃｕｎｄａｅ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙの語源）の頭文字をとって、Ｓ波と呼ばれている。）とが含まれており、震源地からの距離によりＰ波とＳ波との到達時間が変わる。いずれにしろ、地表にいる人間や建造物は、最初に到達するＰ波により横揺れを感知し、次に到達するＳ波により縦揺れを感知する。なお、地震に関する専門文献等では、人間が感じる揺れの状態ではなく、地面を伝播する波の態様により、Ｐ波を縦波、Ｓ波を横波と説明しているものがあるが、この発明は、人間が感じる揺れ（地表において現象として現れる揺れ）に基づき地震を検知するセンサに関する技術であるから、この明細書、請求の範囲では、Ｐ波を横揺れ、Ｓ波を縦揺れとして説明をする。
特開平１０−８８９３３号公報

ところで、上記先行技術に記載されているような装置では、地震センサが迅速かつ正確に地震を検知できることが前提となる。ところが、従来の地震センサは、正確かつ迅速に地震を検知できるものは、構造が極めて複雑であったり、大きさが大きいものであったり、取付操作が難しいものであったりするという課題があった。
一方、簡単な構成の、小型の地震センサは、地震を正確に検知できないという課題があった。

この発明は、かかる背景技術のもとになされたもので、地震による横揺れ（Ｐ波）および縦揺れ（Ｓ波）を確実に検知できる地震センサを提供することを目的とする。
この発明は、また、小型で、かつ、感度調整が簡単にできる地震センサを提供することを目的とする。
さらに、この発明は、設置作業（取付作業）が容易に行える地震センサを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、支持手段により吊り下げられる第１の吊り棒と、上記第１の吊り棒に取り付けられた横揺れ用振子と、上記横揺れ用振子を取り囲むように、かつ、横揺れ用振子と距離Ｘ離れて配置され、横揺れ用振子が揺れたときに横揺れ用振子が接触し得る第１接触子と、上記第１の吊り棒に対して上下に移動可能に設けられ、無振動時には所定の定位置にある縦揺れ用振子と、上記定位置にある縦揺れ用振子と距離Ｈ離れて第１の吊り棒に固定された第２接触子と、上記第１接触子に横揺れ用振子が接触したことにより横揺れを検知し、上記第２接触子に縦揺れ用振子が接触したことにより縦揺れを検知する検知手段と、を含むことを特徴とする地震センサである。

請求項２記載の発明は、上記横揺れ用振子および第１接触子は、上下方向に、両者の相対的な位置関係を変化させることにより、上記距離Ｘが変化することを特徴とする、請求項１記載の地震センサである。
請求項３記載の発明は、上記横揺れ用振子は、直円錐形状を有することを特徴とする、請求項２記載の地震センサである。

請求項４記載の発明は、上記第１接触子は、内空間が直円錐台形状を有することを特徴とする、請求項２記載の地震センサである。
請求項５記載の発明は、上記縦揺れ用振子の定位置を変化させ、上記第２接触子との距離Ｈを調整する調整手段が備えられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の地震センサである。

請求項６記載の発明は、上記調整手段は、第１の吊り棒を上下させることにより、上記縦揺れ用振子の定位置を調整することを特徴とする、請求項５記載の地震センサである。 請求項７記載の発明は、上記縦揺れ用振子は、第１の吊り棒の所定位置に設けられた係止体の上にコイルばねを介して載置されており、その上方に上記第２接触子が配置されていることを特徴とする、請求項１記載の地震センサである。

請求項８記載の発明は、上記支持手段は、水平面内において、第１の吊り棒を第１の軸回りに回動させる第１支持体と、第１支持体を水平面内において第１の軸と直交する第２の軸回りに回動させる第２支持体とを有する第１ジャイロ機構を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の地震センサである。
請求項９記載の発明は、上記第１ジャイロ機構を上記第１の軸回りに回動させる第３支持体と、第３支持体を上記第２の軸回りに回動させる第４支持体とを有する第２ジャイロ機構をさらに含み、上記第３支持体から第２の吊り棒がぶら下げられていて、その第２の吊り棒に上記第１接触子が保持されていることを特徴とする、請求項８記載の地震センサである。

請求項１０記載の発明は、上記第２の吊り棒は、第１の吊り棒よりも長いことを特徴とする、請求項９記載の地震センサである。

請求項１の発明によれば、第１の吊り棒という１本の吊り棒を利用して、地震による横揺れ（Ｐ波）および縦揺れ（Ｓ波）の両方の揺れをそれぞれ検知することができる。すなわち、地震では、まず、横揺れが起こり、それに続いて縦揺れが起こる。最初の横揺れが生じると、第１の吊り棒が支持手段を中心に横に揺れ、横揺れ用振子が第１の接触子と接触することにより、横揺れが検知される。次いで、縦揺れが生じると、縦揺れ用振子が第１の吊り棒に沿って上下にスライド移動し、第２接触子と接触する。これにより、縦揺れを検知することができる。

請求項２の発明によれば、横揺れ用振子と第１接触子との距離Ｘを変化させられるから、横揺れに対する検知感度を調整することができる。
請求項３の発明では、横揺れ用振子が直円錐形状を有するから、横揺れ用振子と第１接触子との相対的な上下方向位置を変化させるだけで、両者の距離Ｘが自動的に変化する。よって横揺れに対する感度調整が簡単にできる。

請求項４の発明では、第１接触子の内空間が直円錐台形状を有する。それゆえこの場合にも、横揺れ用振子と第１接触子との上下方向の相対的な位置関係を変化させれば、自動的に距離Ｘが変化するので、横揺れの検知感度調整が容易に行える。
請求項５の発明では、縦揺れに対する検知感度を調整することができる。
請求項６の発明では、第１の吊り棒を上下させることにより、縦揺れ用振子の定位置が調整できる。またその際、第１の吊り棒に取り付けられた横揺れ用振子の上下位置も調整されるから、縦揺れおよび横揺れに対する感度調整を、１つの操作で同時に行うことができる。

請求項７の発明では、第１の吊り棒に対する縦揺れ用振子の装着を、縦揺れ用振子が良好に上下方向に移動可能に設けることができる。すなわち、縦揺れ用振子は、係止体の上にコイルばねを介して上下に移動可能に載置されている。それゆえ縦揺れが生じたとき、コイルばねに乗せられた縦揺れ用振子は、縦揺れに伴って良好に上下移動し、コイルばねにより、その上下移動が増幅される。

請求項８の発明では、第１の吊り棒を自動的に水平に吊り下げるための支持手段を提供できる。すなわち、支持手段は、第１ジャイロ機構を含むから、第１ジャイロ機構の中央にぶら下げられた第１の吊り棒は、第１ジャイロ機構によって垂直にぶら下げられる。
請求項９の発明では、第１の吊り棒に取り付けられた横揺れ用振子と第１接触子との位置関係が常に所望の距離Ｘ離れた状態でぶら下げることのできる支持手段を提供できる。

なぜなら、第１の吊り棒は第１ジャイロ機構により第１ジャイロ機構の中心から垂直方向にぶら下がっている。そして第１ジャイロ機構を取り囲む第２ジャイロ機構から第２の吊り棒が垂直にぶら下げられている。第１ジャイロ機構および第２ジャイロ機構の作用により、第１の吊り棒と第２の吊り棒とは、互いに平行で、常に水平方向に一定の間隔をあけ、両者とも垂直にぶら下げられている。それゆえ、第１の吊り棒に取り付けられた横揺れ用振子と第２の吊り棒に保持された接触子とは、常に距離Ｘ離れてぶら下がった状態を保つ。

請求項１０の発明では、第１の吊り棒よりも第２の吊り棒の方が長いので、地震が生じたとき、すなわち横揺れが生じたとき、両吊り棒の揺れ具合が異なる。より具体的には、第２の吊り棒が第１の吊り棒よりも長いので、第２の吊り棒が揺れる周期は、第１の吊り棒が揺れる周期よりも長くなる。それゆえ第１の吊り棒に取り付けられた横揺れ用振子と第２の吊り棒に保持された第１接触子との揺れる周期が異なる。このため、両者が常に平行に揺れて、両者が接触しないといった事態は生じない。つまり、横揺れが生じると、第１の吊り棒および第２の吊り棒は、それぞれ異なる周期で揺れるので、揺れの程度に応じて、横揺れ用振子が第１接触子と接触し、横揺れが正しくかつ迅速に検知できる。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態に係る地震センサを示す斜視図である。地震センサ１には支持手段２と支持手段２から吊り下げられた２つの振子とが含まれている。
具体的には、支持手段２の中央から吊り下げられた第１の吊り棒３を有し、第１の吊り棒３の下端には横揺れ用振子４が取り付けられている。横揺れ用振子４は直円錐台形状をし、頂部に第１の吊り棒３の下端が固定されている。この横揺れ用振子４は導体（たとえば銅、アルミ、鉄等の金属体）で形成されている。

横揺れ用振子４から垂直上方に延びる第１の吊り棒３には、コイルスプリング６が外嵌され、コイルスプリング６の上に縦揺れ用振子７が搭載されている。縦揺れ用振子７は第１の吊り棒３に対して上下に移動自在に設けられており、コイルスプリング６によって弾発的に受け止められ、無振動時にはコイルスプリング６によって受け止められた定位置に位置する。縦揺れ用振子７は、円環状をした導体（たとえば銅、アルミ、鉄等の金属体）である。

第１の吊り棒３には、縦揺れ用振子７の定位置から上方に距離Ｈ離れた位置に、導体で構成された第２接触子８が備えられている。第２接触子８は、図示しない絶縁体を介して第１の吊り棒３に固定され、上下移動はしない。つまり、第１の吊り棒３に第２接触子８は電気的に絶縁状態で固定されている。
さらに、支持手段２から第２の吊り棒９が吊り下げられている。第２の吊り棒９は対をなす２本の吊り棒であり、第１の吊り棒３の両側に、第１の吊り棒３と一定間隔をあけて垂直に吊り下げられている。そして第２の吊り棒９により第１接触子１０が保持されている。第１接触子１０は、横揺れ用振子４を水平面内において取り囲むように配置された円環状の導体である。第１接触子１０は、第２の吊り棒９から横方向に張り出した保持杆１１により左右から保持され、水平方向に保たれている。そして第１接触子１０の中央に横揺れ用振子４が上下方向にぶら下がっている。水平面内において横揺れ用振子４と第１接触子１０との距離は、横揺れ用振子４の全周において、距離Ｘになっている。

なお、第２の吊り棒９の下端は、第１の吊り棒３の下端に取り付けられた横揺れ用振子４の下端よりも下方に延びており、その下方部には振子用の重り１２が備えられている。 以上のような振子構成であるから、地震発生時には、次のように動作をする。すなわち、横揺れに対しては、第１の吊り棒３の下端に取り付けられた横揺れ用振子４が第１の吊り棒３と共に左右に揺れる。このとき、第２の吊り棒９も左右に揺れるが、第１の吊り棒３は相対的に短く、第２の吊り棒９は相対的に長いので、両者の揺れ（単振動）は周期が異なる。よって第１の吊り棒３と第２の吊り棒９とが常に平行に揺れるわけではなく、横揺れ用振子４が所定量以上揺れることにより第１接触子１０と接触する。接触の検知は極細リード線を横揺れ用振子４と第１接触子１０とに電気的に接続しておくことにより行える。（詳しくは後述する）
縦揺れに対しては、コイルスプリング６の上に載せられた縦揺れ用振子７が第１の吊り棒３に沿って上下にスライドする。特に縦揺れ用振子７が下方へ移動してコイルスプリング６を縮めると、次に上方へ移動する際には、コイルスプリング６の弾発力が縦揺れ用振子７の上方への移動を助ける。よって、振子７は縦揺れに対してスムーズに上下動を繰り返す。そして上方向に距離Ｈ以上移動したときには、第１の吊り棒３に固定された第２接触子８と縦揺れ用振子７は接触する。接触の検知は、極細リード線を用いて行える。

上述の構成では、横揺れ用振子４が直円台錐形状をしているから、横揺れ用振子４の上下方向の位置を調整することにより、第１接触子１０との距離Ｘを変化させ、横揺れに対する検知感度を調整できる。
つまり、横揺れ用振子４と第１接触子１０との距離Ｘが大きければ、横揺れ用振子４が大きく振れなければ両者は接触しない。逆に、距離Ｘを狭めれば、横揺れ用振子４が少し振れれば両者は接触する。よって、横揺れに対する検知感度の調整は、距離Ｘの調整により行える。そして、横揺れ用振子４が直円錐台形状であるから、横揺れ用振子４と第１接触子１０との上下方向の相対的な位置関係を調整することにより、感度調整ができるのである。

なお、この実施形態では、横揺れ用振子４は頂部側が第１の吊り棒３の下端に固定されているので、横揺れ用振子４の重心が低く、振れがスムーズであるという利点がある。しかし、かかる構成に限定されるものではなく、横揺れ用振子４は、図１と逆方向、すなわち底面（円形平面）５が第１の吊り棒３の下端に連結され、その頂点が下方を向いた直円錐形状としてもよい。

さらに、縦揺れ用振子７と第２接触子８との距離Ｈを調整することにより、縦揺れに対する検知感度の調整が可能である。
次に、支持手段２について説明する。支持手段２は、いわゆる二重ジャイロ構造を有している。
すなわち、支持手段２には、水平面内において、内側に配置された第１ジャイロ機構２１と、その外側を取り囲むように設けられた第２ジャイロ機構２２とが含まれている。そして第２ジャイロ機構２２の外側には固定フレーム２３が備えられている。

第１ジャイロ機構２１は、中央に位置し、第１の吊り棒３の上端が固定された第１支持体２４と、第１支持体２４を水平面内において取り囲んでいる第２支持枠２５とを含んでいる。そして第１支持体２４には、水平方向両側へ張り出した第１軸２６ａが設けられていて、第１軸２６ａを介して第２支持枠２５に連結されている。そして第２支持枠２５に対し、第１軸２６ａ回りに回動自在にされる。

第２支持枠２５は、第１軸２６ａと直交する第２軸２７ａが水平方向両側へ張り出していて、第２軸２７ａを介して第２ジャイロ機構２２の第３支持枠２８に回動自在に連結されている。それゆえ第３支持枠２８から観察すると、第１の吊り棒３は、第１軸２６ａおよび第２軸２７ａにより互いに直交する方向へ回動自在でり、常に垂直に吊り下げられた状態が保たれている。

第３支持枠２８には、第１軸２６ａの延長線上に位置する第１軸２６ｂにより回動自在に保持され、その周囲を取り囲む第４支持枠２９と連結されている。さらに、第４支持枠２９は、第２軸２７ａの延長線上に位置する第２軸２７ｂにより回動自在に保持されて固定フレーム２３と連結されている。そして第３支持枠２８には第２の吊り棒９が取り付けられている。

このように、第１の吊り棒３は第１ジャイロ機構２１により支持されており、第２の吊り棒９は第２ジャイロ機構２２により支持されており、第１ジャイロ機構２１および第２ジャイロ機構２２が固定フレーム２３内で回動自在に備えられた二重ジャイロ構造となっている。従って、固定フレーム２３が厳密に水平方向ではなく、多少傾いた取り付け状態であっても、第１ジャイロ機構２１および第２ジャイロ機構２２により、第１の吊り棒３および第２の吊り棒９は、常時垂直に、かつ両者が一定の距離をあけて平行に吊り下げられた状態が保たれる。

それゆえ、この地震センサ１を取り付ける際に、固定フレーム２３は厳密に水平に取り付ける必要がなく、水準器等の器具を用いないで、容易に地震センサを配置できるという優れた利点がある。
図２は、この発明の別の実施形態に係る地震センサ３０の構成を説明するための縦断面図であり、図３はその平面図である。

図２、図３を参照して説明すると、地震センサ３０は側面形状がコ字状のフレーム３１を有する。そしてフレーム３１の上板３２に支持手段２が組み込まれ、支持手段２から第１の吊り棒３および第２の吊り棒９ａ，９ｂが吊り下げられているという基本構成をしている。これら基本構成は、先に説明した実施形態とほぼ共通している。この地震センサ３０の特徴の１つは、縦揺れおよび横揺れの感度調整のための機構が組み込まれていることである。

以下、地震センサ３０の構成について、具体的に説明する。
フレーム３１の上板３２は、平面視で長方形状をし、その中央部には、隅が丸められた正方形の大きな窓３３が開けられている。そしてこの窓３３内に二重ジャイロ機構の支持手段２が組み込まれている。
支持手段２は、中央に位置する下方に延びた円筒状の第１支持体２４、ならびに、平面視において第１支持体２４を取り囲むように同心に配置され、順にその径が大きくされている第２支持枠２５、第３支持枠２８および第４支持枠２９を有する。そして第１支持体２４の両側には一対の第１軸２６ａが突出しており、第２支持枠２５と回動自在に係合している。第２支持枠２５には両側外方に、かつ第１軸２６ａと直交方向に一対の第２軸２７ａが突出しており、第３支持枠２８と回動自在に係合している。第３支持枠２８には両側外方へ一対の第１軸２６ｂが突出している。第１軸２６ｂは平面視において第１軸２６ａと同一軸線上に存在する。そして第１軸２６ｂは第４支持枠２９と回動自在に係合している。さらに、第４支持枠２９には外方へ一対の第２軸２７ｂが突出しており、第２軸２７ｂは平面視で第２軸２７ａと同一線上に位置する。そして上板３２と回動自在に係合している。

従って、第１支持体２４および第２支持枠２５によって第１ジャイロ機構が、第３支持枠２８および第４支持枠２９によって第２ジャイロ機構が構成され、二重ジャイロ構造となっている。
そして、第１支持体２４に第１の吊り棒３が取り付けられ、第３支持枠２８に第２の吊り棒９ａ，９ｂが取り付けられている。

ところで上述のような二重ジャイロ機構を採用すると、第１支持体２４、第２支持枠２５、第３支持枠２８および第４支持枠２９を支える第１軸２６ａ，２６ｂおよび第２軸２７ａ，２７ｂが全て水平で同じ高さで、直交する軸上に存在しなければならない。仮に、内側の軸（２６ａ，２６ｂ）が外側の軸（２６ｂ，２７ｂ）よりも水平方向に高い位置にあれば、内側のジャイロ機構はバランスを崩してしまう。そこでこの実施形態では、水平方向に見て、わずかではあるが、内側の軸が外側の軸よりも内側にいくほど低くなる構成にしている。すなわち、第１軸２６ａ、第２軸２７ａ、第１軸２６ｂ、第２軸２７ｂの順に、水平方向にわずかにその位置が高くなっていくように、いわゆるオフセットが付けられている。これにより、第１支持体２４に吊り下げられた第１の吊り棒３および第３支持枠２８に吊り下げられた第２の吊り棒９ａ，９ｂをより安定して吊り下げられるという利点がある。

図４は、図２に示される構成のうち、第１支持体２４と第１吊り棒３とに関する部分を抜き出した図である。この図４を参照して、第１の吊り棒３に関する構成について説明する。
第１の吊り棒３は、鉄等の金属材料で形成され、その下端部３ａ、中央部３ｂおよび上端部３ｃはねじが切られたねじ軸である。第１支持体２４は円筒状をし、上下に貫通する孔３５を有する。その孔３５内に第１の吊り棒３が挿通されている。孔３５の上部はねじ孔３６であり、第１の吊り棒３の中央のねじ軸３ｂが螺合している。第１の吊り棒３の上方のねじ軸３ｃには調整つまみ３が取り付けられ、下方のねじ軸３ａには直円錐台形状の横揺れ用振子４が取り付けられている。

さらに、横揺れ用振子４の上方には、第１の吊り棒３に外嵌するようにコイルスプリング６が嵌められ、その上方には縦揺れ用振子７が係合されている。縦揺れ用振子７は円筒状の金属体で、第１の吊り棒３に沿って上下方向に移動自在である。この縦揺れ用振子７は、非振動時には、コイルスプリング６で受け止められ、第１の吊り棒３に対して高さ方向に所定の定位置に存在する。

調整つまみ３８と第１支持体２４との間には、第１の吊り棒３に外嵌するようにコイルスプリング４３が嵌められている。調整つまみ３８を回転させると、第１支持体２４と第１の吊り棒３のねじ軸３ｂとの螺合位置が変化し、第１支持体２４に対して第１の吊り棒３は上下に変位する。従って、横揺れ用振子４の上下方向位置および縦揺れ用振子７の上下方向位置を調整つまみ３８を回転させることによって同時に調整することができる。

第１支持体２４の下端部外周には、ひとまわり細くなった段差部３９が形成されている。そして段差部３９には、図示しない絶縁シートを挟んでリング状の第２接触子８が嵌合されている。つまり第１支持体２４は金属材料で構成されており、第２接触子８も金属材料で構成されているが、両者は電気的に絶縁された状態で固定されている。そして第２接触子８の下端と縦揺れ用振子７の上端との間隔は距離Ｈとなっている。

そして、リード線４１の一端が第１支持体２４のたとえば上端面に接続され、その他端は電極端子Ａに接続されている。また、第２接触子８にはリード線４２の一端が接続され、その他端は電極端子Ｂに接続されている。従って、電極端子Ａからリード線４１を介して電圧を印加すると、電圧は第１支持体２４、第１の吊り棒３、縦揺れ用振子７および横揺れ用振子４という電気的につながった各部材に与えられる。一方、リード線４２を介して第２接触子８は端子Ｂと同電位に保たれる。

かかるリード線の接続構造を採用すると、次のようなメリットがある。すなわち、横揺れ用振子４および縦揺れ用振子７の上下位置を調整するために、調整つまみ３８を回転させると、第１の吊り棒３、縦揺れ用振子７および横揺れ用振子４が回転する。（縦揺れ用振子７は第１の吊り棒３に上下方向にスライド自在に係合しているが、第１の吊り棒３が回転すれば、外力が働いていない限り一緒に回転する。）このため、縦揺れ用振子７や横揺れ用振子４に電圧を印加しようと、縦揺れ用振子７や横揺れ用振子４に直接リード線を接続した場合、感度調整のために調整つまみ３８を回転すると、リード線が縦揺れ用振子７や横揺れ用振子４のまわりに巻きついたり、第１の吊り棒３に巻きついたりする可能性がある。

これに対し、上述のように、第１支持体２４および第２接触子８という、固定配置されていて、調整つまみ３８を回しても回転しない部材にリード線４１，４２を接続すれば、感度調整時にリード線４１，４２が絡まないという利点がある。
図２，図３を再び参照して、第２の吊り棒９ａ，９ｂに関連する構成について説明をする。

第２の吊り棒９ａ，９ｂは、横揺れ用振子４の周囲に水平方向の距離Ｘ隔てて第１接触子１０を配置するために必要な構成である。第１接触子１０は図に現れていないが、平面視が円形の金属製の環状体である。第１接触子１０は、両端外方に保持杆１１ａ，１１ｂが備えられ、保持杆１１ａ，１１ｂによってそれぞれ第２の吊り棒９ａ，９ｂに連結されている。

第２の吊り棒９ａ，９ｂの両端は、前述したように、第３支持枠２８に取り付けられている。その取り付け位置は、図３に示すように、平面視で、第１軸２６ｂと第２軸２７ｂとの中間の角度位置に取り付けられている。かかる位置に取り付けることにより、ジャイロ機構によって第２の吊り棒９ａ，９ｂが良好に垂直下方に吊り下げられる。
具体的には、第２の吊り棒９ａの上端は第３支持枠２８に嵌められ、ナット４４により固定されている。この第２の吊り棒９の下方部は垂直方向から水平方向に９０度湾曲されていて、水平方向部分５１に重り１２が取り付けられている。重り１２の位置は第２の吊り棒９ａと９ｂとの真ん中、すなわち第１の吊り棒３の下方にされている。こうすると、一対の第２の吊り棒９ａ，９ｂが同期して一体的に振れる。

第２の吊り棒９ｂの上部はねじ軸４５になっていて、ねじ軸４５の上端には調整つまみ４６が固定されている。ねじ軸４５は第３支持枠２８に形成されたねじ孔に螺合されている。それゆえ調整つまみ４６を回転させることにより、ねじ軸４５と第３支持枠２８との螺合位置が変わり、第２の吊り棒９ｂは上下移動する。第２の吊り棒９ｂの下端には止めナット４７が嵌められている。そして、保持杆１１ｂは止めナット４７で受け取められるように、第２の吊り棒９ｂに回動自在に嵌められている。また、第２の吊り棒９ｂに外嵌されたコイルスプリング４８により上方から弾力的に押し下げられている。一方、保持杆１１ａは、第２の吊り棒９ａに摺動自在に嵌められている。よって調整つまみ４６を回転させると、第２の吊り棒９ｂが上下に動き、それに伴って保持杆１１ａ，１１ｂで保持された第１接触子１０が上下に変位する。振動が生じたとき（横揺れが生じたとき）は、第２の吊り棒９ａ，９ｂは揺れるが、第２の吊り棒９ｂが上下方向に位置調整されても、第２の吊り棒９ａの長さは常に一定であるから、一対の第２の吊り棒９ａ，９ｂは一定の周期で一体的に揺れる。

また、縦揺れが生じたとき、第１接触子１０および保持杆１１ａ，１１ｂは、第２の吊り棒９ａ，９ｂに沿って上下に移動しようとするが、保持杆１１ｂがコイルスプリング４８により押し下げられているため、縦揺れが生じても第１接触子１０および保持杆１１ａ，１１ｂは上下に移動することはない。
さらに、調整つまみ４６を回し、第２の吊り棒９ｂを上下に変位させる際、保持杆１１ｂと第２の吊り棒９ｂとは回動自在に嵌合しているから、第２の吊り棒９ｂの回転に伴い保持杆１１ｂおよび第１接触子１０が回転することはない。

そして、回転することのない第１接触子１０には、リード線４９の一端が接続され、リード線４９の他端は電極端子Ｃに接続されている。リード線４９は、回転しない第１接触子１０に接続されているから、感度調整時等に部材に絡まる等の心配はない。
なお、保持杆１１ｂ、第２の吊り棒９ｂ、コイルスプリング４８、第４支持枠２９などを導体で構成し、第１接触子１０に接続するリード線４９を、第２の吊り棒９ｂの上端に、ワッシャなどを介して接続してもよい。

この実施形態に係る地震センサ３０では、調整つまみ３８を回転させることにより、横揺れ用振子４および縦揺れ用振子７を同時に上下移動させることができる。従って、調整つまみ３８は、横揺れ（Ｐ波）および縦揺れ（Ｓ波）に対する感度調整を同時に行うための調整つまみとなっている。さらに、調整つまみ４６は、調整つまみ３８により調整した感度のうち横揺れ（Ｐ波）の感度補正を行うためのつまみとなっている。

図５は、上述した実施形態における電気的な信号の流れを説明するための図解図である。たとえば端子Ａに対し電源電圧（たとえば３Ｖ）を印加する。すると、電源電圧はリード線４１を通って第１支持体２４へ与えられ、第１支持体２４と電気的につながっている第１の吊り棒３により縦揺れ用振子７および横揺れ用振子４に電源電圧が与えられる。
そして横揺れが生じ、横揺れ用振子４が揺れて第１接触子１０と接触すると、リード線４９を介して端子Ｃに接触に伴うパルス電流が流れる。

また、縦揺れにより縦揺れ用振子７が上下に揺れて第２接触子８と接触すると、リード線４２を通って端子Ｂに接触に伴うパルス電流が流れる。それゆえ端子Ｃ，Ｂに流れるパルス電流を検知することによって、横揺れの発生および縦揺れの発生を、電気的に検知することができる。
そしてこの検知信号は、地震発生の警報、地震発生時の逃げ道を確保するためのドアの開閉制御、ガス器具、石油器具その他の火を用いる装置の動作停止制御、その他の制御信号として有効活用が可能である。

なお、検知信号を利用するに当たり、必要があれば、検知されたパルス信号のチャタリング防止や自己保持等の信号処理が行われてもよい。
図６は、この発明のさらに他の実施形態に係る地震センサ６０の構成を説明するための斜視図である。この地震センサ６０の特徴は、フレーム６１に単一のジャイロ機構（二重ジャイロ機構ではない）からなる支持手段２が備えられ、該支持手段２によって第１の吊り棒３が吊り下げられている。第１の吊り棒３にはその下端部にコイルスプリング６２が外嵌され、コイルスプリング６２の上に、第１の吊り棒３に対して上下方向にスライド自在に嵌合された円筒状の横揺れ兼縦揺れ振子６３が備えられている。そしてこの振子６３の上端と距離Ｈ離れた上方位置に、第２接触子８が設けられている。第２接触子８は支持手段２の中心に取り付けられ、上下に長手の筒状をした第１支持体２４の下端に固定されている。そして第１の吊り棒３は第１支持体２４内を上下に貫通するように嵌められており、その内方で一部がねじ係合している。

第１の吊り棒３の上端には調整つまみ６４が取り付けられている。調整つまみ６４を回転させることにより、支持手段２に取り付けられた第１支持体２４に対して第１の吊り棒３を上下に変位させることができるから、第２接触子８と振子６３との距離Ｈを調整することができる。
さらに、フレーム６１には、フレーム６１に沿って上下にスライド移動可能に第１接触子１０が備えられている。すなわち、フレーム６１にねじ係合され、上下に延びるねじ軸６５が備えられていて、ねじ軸６５の上端には調整つまみ６６が取り付けられている。ねじ軸６５の下方部には、保持杆６７がねじ係合されている。保持杆６７は横方向に長手で、その先端には第１接触子１０が固定されている。それゆえ調整つまみ６６を回転させることにより、ねじ軸６５と保持杆６７との係合位置が変化し、保持杆６７が上下に移動して、第１接触子１０の上下方向位置を調整できる。

第１接触子１０は、金属材料で構成されており、逆直円錐台形状の内空間を備え、その内空間内に第１の吊り棒３およびその吊り棒３に嵌合された横揺れ兼縦揺れ用振子６３が挿通されている。第１接触子１０はその内空間が略直円錐台形状をしているから、振子６３と第１接触子１０との相対的な上下方向位置関係を調整することにより、振子６３とそれを取り囲む第１接触子１０の内周面との距離Ｘを調整することができる。

つまりこの実施形態では、調整つまみ６４を回して振子６３を上下に変位させることにより、横揺れおよび縦揺れの感度調整が同時に行える。また、調整つまみ６６を回転させることにより、第１接触子１０を上下に移動させ、横揺れに対する感度を調整（補正）できる。
この地震センサ６０は、支持手段２が単一のジャイロ機構であるから、構成を簡易化できる。しかも、第１接触子１０はフレーム６１に対して上下に位置が変位するだけであるから、地震センサ６０を取り付ける場合、フレーム６１の取り付け方向を調整し、第１の吊り棒３が第１接触子１０の内空間の真ん中にぶら下がるように取り付ければ、正しい取り付けが可能である。よって、この地震センサ６０も、取り付けの際に、水準器等を用いる必要がなく取り付けが行える。

この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載の範囲内において種々の変更が可能である。

この発明の一実施形態に係る地震センサの構成を説明するための斜視図である。 この発明の別の実施形態に係る地震センサの構成を説明するための側面図で、一部の構成は断面で示されている。 この発明の別の実施形態に係る地震センサを説明するための平面図で、一部構成が省略された図である。 この発明の別の実施形態に係る地震センサに備えられた第１の吊り棒を中心とする構成を説明するための図である。 この発明の別の実施形態に係る地震センサの電気的な信号の流れまたは接続状態を説明するための図解図である。 この発明のさらに別の実施形態に係る地震センサの構成を説明するための斜視図である。

符号の説明

１、３０、６０ 地震センサ
２ 支持手段
３ 第１の吊り棒
４ 横揺れ用振子
７ 縦揺れ用振子
８ 第２接触子
９、９ａ、９ｂ 第２の吊り棒
１０ 第１接触子
１１、１１ａ、１１ｂ、６７ 保持杆
１２ 重り
２１ 第１ジャイロ機構
２２ 第２ジャイロ機構
２３ 固定フレーム
２４ 第１支持体
２５ 第２支持枠
２６ａ、２１ｂ 第１軸
２７ａ、２７ｂ 第２軸
２８ 第３支持枠
２９ 第４支持枠
３１ フレーム
３８、４６、６４、６６ 調整つまみ
４１、４２、４９ リード線
６３ 横揺れ兼縦揺れ振子

Claims (10)

1. 支持手段により吊り下げられる第１の吊り棒と、
   上記第１の吊り棒に取り付けられた横揺れ用振子と、
   上記横揺れ用振子を取り囲むように、かつ、横揺れ用振子と距離Ｘ離れて配置され、横揺れ用振子が揺れたときに横揺れ用振子が接触し得る第１接触子と、
   上記第１の吊り棒に対して上下に移動可能に設けられ、無振動時には所定の定位置にある縦揺れ用振子と、
   上記定位置にある縦揺れ用振子と距離Ｈ離れて第１の吊り棒に固定された第２接触子と、
   上記第１接触子に横揺れ用振子が接触したことにより横揺れを検知し、上記第２接触子に縦揺れ用振子が接触したことにより縦揺れを検知する検知手段と、
   を含むことを特徴とする地震センサ。
2. 上記横揺れ用振子および第１接触子は、上下方向に、両者の相対的な位置関係を変化させることにより、上記距離Ｘが変化することを特徴とする、請求項１記載の地震センサ。
3. 上記横揺れ用振子は、直円錐形状を有することを特徴とする、請求項２記載の地震センサ。
4. 上記第１接触子は、内空間が直円錐台形状を有することを特徴とする、請求項２記載の地震センサ。
5. 上記縦揺れ用振子の定位置を変化させ、上記第２接触子との距離Ｈを調整する調整手段が備えられていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の地震センサ。
6. 上記調整手段は、第１の吊り棒を上下させることにより、上記縦揺れ用振子の定位置を調整することを特徴とする、請求項５記載の地震センサ。
7. 上記縦揺れ用振子は、第１の吊り棒の所定位置に設けられた係止体の上にコイルばねを介して載置されており、その上方に上記第２接触子が配置されていることを特徴とする、請求項１記載の地震センサ。
8. 上記支持手段は、
   水平面内において、第１の吊り棒を第１の軸回りに回動させる第１支持体と、
   第１支持体を水平面内において第１の軸と直交する第２の軸回りに回動させる第２支持体とを有する第１ジャイロ機構を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の地震センサ。
9. 上記第１ジャイロ機構を上記第１の軸回りに回動させる第３支持体と、
   第３支持体を上記第２の軸回りに回動させる第４支持体とを有する第２ジャイロ機構をさらに含み、
   上記第３支持体から第２の吊り棒がぶら下げられていて、その第２の吊り棒に上記第１接触子が保持されていることを特徴とする、請求項８記載の地震センサ。
10. 上記第２の吊り棒は、第１の吊り棒よりも長いことを特徴とする、請求項９記載の地震センサ。

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