JP2016090509A - 感震器およびガスメーター - Google Patents

Abstract

【課題】粘性流体の漏れに伴う感震器の性能低下を抑制する手段を提案する。【解決手段】固定側部材（吊下軸３６３）または揺動側部材（蓋体３６２）、あるいは固定側部材と揺動側部材の両方に架橋抑制手段（表面処理Ｗ、溝Ｇ）が設けられ、架橋抑制手段は、ダンパー部から漏出した粘性流体Ｆが固定面Ｐ１と揺動面Ｐ２との両方に接触して存在する架橋状態となることを抑制する。【選択図】図１

Description

本発明は、振動を感じて動作する感震器に関する。

振動を感じて動作する感震器は、ガスメーターや各種燃焼機器などに広く用いられる。例えばガスメーターにおいては、地震による揺れを検知して電気信号を発生し、その電気信号によって遮断弁を動作させ、災害時のガス漏れを抑止するために用いられる。

感震器には、粘性流体が封入された振動吸収用のダンパーが備えられており、感震器に伝わる振動の周波数や強度を調整する役割を担っている。例えば、ガスメーターの検針者が誤ってガスメーターや配管に接触した場合や、近くで行われている工事の軽微な振動がガスメーターに伝わった場合は、感震器は反応するべきではない。このような場合の誤動作を防止するために、ダンパーが振動を吸収して、不要な振動が感震器に伝播することを防いでいる。

特開平１１−９４６４０号公報

特許文献１の感震器では、高粘度のシリコンオイルをシールして漏出を防止するため、上層部（シリコンオイルの上側）に高硬度のゲルを配設している。しかし特許文献１の感震器では、粘性流体が漏出した場合の性能低下については何ら考慮されていない。

本発明の目的は、粘性流体の漏れに伴う感震器の性能低下を抑制する手段を提案することにある。

上述の課題を解決するための本発明の特徴構成は、振動を感じて動作する感震器であって、前記感震器は、固定側部材と、前記固定側部材に対して揺動可能に取り付けられる揺動側部材と、粘性流体が封入され、前記粘性流体の粘性により前記揺動側部材の前記固定側部材に対する揺動を抑制するダンパー部と、前記揺動側部材に対して固定され、振動を検知して電気信号を発する検知部とを有し、前記固定側部材は、前記揺動側部材に対向する固定面を有し、前記揺動側部材は、前記固定側部材に対向する揺動面を有し、前記固定側部材または前記揺動側部材、あるいは前記固定側部材と前記揺動側部材の両方に架橋抑制手段が設けられ、前記架橋抑制手段は、前記ダンパー部から漏出した前記粘性流体が前記固定面と前記揺動面との両方に接触して存在する架橋状態となることを抑制する点にある。

発明者は今般、感震器の性能の経時的な変化と、感震器の内部状態との比較検証を鋭意進めた結果、感震器の性能低下が、漏出した粘性流体により引き起こされることを新たに見い出した。

すなわち感震器は、固定側部材と、固定側部材に対して揺動可能に取り付けられる揺動側部材と、粘性流体が封入され、粘性流体の粘性により揺動側部材の固定側部材に対する揺動を抑制するダンパー部と、揺動側部材に対して固定され、振動を検知して電気信号を発する検知部とを有している。例えば図３に示すように、漏出した粘性流体（Ｆ）が固定面（Ｐ１）と揺動面（Ｐ２）の両方に接触して存在する架橋状態になると、固定側部材（３７）に対して揺動側部材（３６２）が揺動しようとした際、揺動側部材が粘性流体を圧縮または膨張させるため、揺動を妨げる力が生じる。

ダンパー部は本来、内部に封入された粘性流体により揺動側部材の振動を抑制し、ひいては検知部に伝わる振動を抑制するものである。しかし上述したように、ダンパー部から流出した粘性流体が固定側部材と揺動側部材の両方に接触した状態になると、設計上想定されていない揺動の抑制が生じ、感震器が本来検出すべき振動を検出できない虞がある。そこで本発明に係る感震器は、固定側部材または揺動側部材、あるいは固定側部材と揺動側部材の両方に架橋抑制手段が設けられ、架橋抑制手段は、ダンパー部から漏出した粘性流体が固定面と揺動面との両方に接触して存在する架橋状態となることを抑制する。これにより、ダンパー部に封入された粘性流体が流出したとしても、架橋抑制手段により粘性流体が固定面と揺動面の両方に接触する状態となることを抑制し、感震器の性能低下を抑制することができる。

本発明に係る感震器の別の特徴構成は、前記架橋抑制手段が前記固定側部材の表面に施される撥油性の表面処理である点にある。

上述の特徴構成によれば、固定側部材の表面に撥油性の表面処理が施されるので、固定側部材に粘性流体が滞留しがたくなり、粘性流体が固定面と揺動面との両方に接触して存在する架橋状態となることを効果的に抑制することができるので、感震器の性能低下を効果的に抑制することができる。

本発明に係る感震器の別の特徴構成は、前記ダンパー部は、前記粘性流体を収容する粘性流体収容部と、前記粘性流体収容部の上部開口部を塞ぐ前記揺動側部材としての蓋体とを有し、前記固定側部材としての吊下軸の一方の端部が、前記固定側部材としての吊持用板材に固定され、前記吊下軸の他方の端部が前記蓋体に設けられた孔に挿入されて前記粘性流体収容部の内部に位置しており、前記架橋抑制手段が前記吊下軸の表面に施される撥油性の表面処理である点にある。

ダンパー部が、粘性流体を収容する粘性流体収容部と、粘性流体収容部の上部開口部を塞ぐ揺動側部材としての蓋体とを有し、固定側部材としての吊下軸の一方の端部が、固定側部材としての吊持用板材に固定され、吊下軸の他方の端部が蓋体に設けられた孔に挿入されて粘性流体収容部の内部に位置する構成をとると、例えば図３に示すように、吊下軸（３６３）を伝って粘性流体（Ｆ）が固定面（Ｐ１）へ流れて、架橋状態となることが考えられる。上述の特徴構成によれば、撥油性の表面処理（Ｗ）が吊下軸（３６３）の表面に施されるので、粘性流体（Ｆ）が吊下軸（３６３）の表面に付着すること、あるいは粘性流体が吊下軸を伝って固定面（Ｐ１）へと流れることを抑制でき、架橋状態の発生を未然に防止し感震器の性能低下を効果的に抑制することができる。

本発明に係る感震器の別の特徴構成は、前記架橋抑制手段が、前記固定面と前記揺動面のうち鉛直方向に関して上側に位置する面に施される撥油性の表面処理である点にある。

上述の特徴構成によれば、撥油性の表面処理が、固定面と揺動面のうち鉛直方向に関して上側に位置する面に施される。これにより、仮に粘性流体が鉛直方向上側の面に接触したとしても、撥油性の表面処理により粘性流体が弾かれて、架橋状態はすぐに解消される。すなわち、鉛直方向上側の面への粘性流体の付着を抑止することができるので、架橋状態の発生を未然に防止し感震器の性能低下を効果的に抑制することができる。

本発明に係る感震器の別の特徴構成は、前記架橋抑制手段が、前記固定面と前記揺動面のうち鉛直方向に関して下側に位置する面に設けられる溝または当該面に施される親油性の表面処理である点にある。

例えば図５に示すように、当該面（Ｐ２）に溝（Ｇ）が設けられると、面上に存在する粘性流体（Ｆ）は溝（Ｇ）に沿って広がろうとする。当該面に親油性の表面処理が施されると、面上に存在する粘性流体は表面処理が施された領域に広がろうとする。すなわち、溝または親油性の表面処理が、固定面と揺動面のうち鉛直方向に関して下側に位置する面に設けられると、粘性流体は当該面において広がって存在することになる。

すなわち上述の特徴構成によれば、粘性流体は当該面の上で広がるから、他方の面すなわち鉛直方向に関して上側に位置する面と粘性流体との距離は大きくなる。したがって、固定面と揺動面の両方に粘性流体が接触する状態の発生が抑制されるので、感震器の性能低下を効果的に抑制することができる。

本発明に係る感震器の別の特徴構成は、前記ダンパー部は、前記粘性流体を収容する粘性流体収容部と、前記粘性流体収容部の上部開口部を塞ぐ前記揺動側部材としての蓋体とを有し、前記固定側部材としての吊下軸の一方の端部が、前記固定側部材としての吊持用板材に固定され、前記吊下軸の他方の端部が前記蓋体に設けられた孔に挿入されて前記粘性流体収容部の内部に位置しており、前記架橋抑制手段が前記蓋体に設けられる溝または前記蓋体の表面に施される親油性の表面処理である点にある。

ダンパー部が、粘性流体を収容する粘性流体収容部と、粘性流体収容部の上部開口部を塞ぐ揺動側部材としての蓋体とを有し、固定側部材としての吊下軸の一方の端部が、固定側部材としての吊持用板材に固定され、吊下軸の他方の端部が蓋体に設けられた孔に挿入されて粘性流体収容部の内部に位置する構成をとると、吊下軸を伝って粘性流体が固定面へ流れて架橋状態となることが考えられる。上述の特徴構成によれば、溝または親油性の表面処理が蓋体に設けられるので、粘性流体は蓋体の表面に広がる。これにより、粘性流体が吊下軸の表面に付着すること、あるいは粘性流体が吊下軸を伝って固定面へと流れることを抑制でき、架橋状態の発生を未然に防止し感震器の性能低下を効果的に抑制することができる。

本発明に係る感震器の別の特徴構成は、前記溝が、前記蓋体の前記孔から離間する方向に沿って設けられる点にある。

上述の特徴構成によれば、溝が蓋体の孔から離間する方向に沿って設けられるので、粘性流体は溝に沿って孔から離間する方向、すなわち吊下軸から離間する方向へと導かれる。これにより、粘性流体が吊下軸の表面に付着すること、あるいは粘性流体が吊下軸を伝って固定面へと流れることを抑制でき、架橋状態の発生を未然に防止し感震器の性能低下を効果的に抑制することができる。

上述の課題を解決するための本発明の特徴構成は、上述した感震器を備えるガスメーターであって、前記固定側部材が前記ガスメーターに対して固定され、前記感震器の動作に基づいてガスの供給を停止する点にある。

上述の特徴構成によれば、ガスメーターは上述の感震器を備え、固定側部材がガスメーターに対して固定され、感震器の動作に基づいてガスの供給を停止するので、感震器の性能低下が抑止され、地震に対する感度が適切に保たれるガスメーターを提供することができる。

感震器の概略構成を示す断面図 感震器が備える蓋体の構造を示す上面図 従来の感震器における漏出した粘性流体の状態を示す説明図 吊下軸に設けられる撥油性の表面処理の作用を示す説明図 蓋体に設けられる溝の作用を示す説明図

以下、感震器３０について図面を用いて説明する。
（感震器３０）
感震器３０は、図１に示すように、外ケーシング３１と、その内部に収容された内ケーシング３２と、内ケーシング３２の内部に収容された感震球３３と、小球受盤３４１および小球３４２等からなるスイッチ作動部３４と、下側スイッチ板３５１および上側スイッチ板３５２からなるスイッチ部３５と、内ケーシング３２の上端部に装着される内蓋３６と、外ケーシング３１の上端部に装着される外蓋３８を備えている。外ケーシング３１が、感震器３０が取り付けられる機器、例えばガスメーターに対して固定される。したがって、外ケーシング３１に対して固定される外蓋３８、吊持用板材３７、吊下軸３６３等がガスメーター等の機器に対して固定される固定側部材となる。

（スイッチ作動部３４）
内ケーシング３２の上部には、下面側が凹球面状に形成された小球受盤３４１が、感震球３３に近接して装着されている。小球受盤３４１には複数の小球収容孔３４１ａが形成されており、各孔３４１ａにスイッチ作動用の小球３４２が上下移動自在に収容されている。各小球３４２は、自然状態においては各孔３４１ａの下端より若干突出されるように配置されており、感震球３３が内ケーシング３２内を転動して小球３４２に接触した際に、小球３４２が上方へ持ち上げられる。

（スイッチ部３５）
小球受盤３４１の上面には、下側スイッチ板３５１が設けられる。また、下側スイッチ板３５１の上方には、上側スイッチ板３５２が設けられる。下側スイッチ板３５１と上側スイッチ板３５２とは、図示しない導線により感震器３０の外部すなわちガスメーターと接続されている。そして、地震の揺れにより感震球３３が転動し小球３４２が上方へ持ち上げられると、下側スイッチ板３５１が小球３４２に押されて上側に撓み、上側スイッチ板３５２に接触し導通状態となる。ガスメーターが下側スイッチ板３５１と上側スイッチ板３５２の導通状態を検知すると、ガスの供給を停止する。このようにして感震器は地震を検知する。

（内蓋（ダンパー部）３６）
内ケーシング３２の上端開口部に装着された内蓋３６には、その上面中央部に、粘性流体収容部３６１が形成され、この粘性流体収容部３６１に粘性流体Ｆが充填された状態で、蓋体３６２が装着されている。粘性流体Ｆとしては、長期安定性と適度な粘性を持つ点から、シリコーンオイルが好適に用いられる。

また、蓋体３６２の孔３６２ａに挿入された吊下軸３６３には、蓋体３６２の下面側に係止する略半球状の係止部３６３ａと、その係止部３６３ａの下側に設けられて粘性流体収容部３６１の内部に配置される翼部３６３ｂとを有している。

一方、外ケーシング３１の周壁外面部には、上方へ突出するようにして一対の支持部３１１が形成されており、両支持部３１１間を掛け渡すようにして、吊持用板材３７が設けられている。そして、吊持用板材３７の長手方向中間部に、吊下軸３６３の上端が取り付けられることにより、吊持用板材３７に対して内ケーシング３２が揺動可能に取り付けられる。

内蓋３６と吊持用板材３７が以上のように構成されることにより、内ケーシング３２が水平姿勢に保たれ、さらに内ケーシング３２に伝わる振動の周波数や強度が調整される。詳しくは、粘性流体Ｆが封入された内蓋３６がダンパー部として作用して、地震以外の軽微な振動（工事の振動や配管への接触振動など）に対しては内ケーシング３２を搖動させず、地震の揺れに対しては内ケーシング３２に振動を伝えて、感震球３３を転動させる。すなわち、ダンパー部３６の振動周波数・強度の調整作用により、感震器３０が適正な動作ガル値にて動作することができる。

次に、感震器３０の固定側部材と揺動側部材に設けられる架橋抑制手段について説明する。架橋抑制手段は、ダンパー部３６の粘性流体収容部３６１から漏出した粘性流体Ｆが、固定面Ｐ１と揺動面Ｐ２との両方に接触して存在する架橋状態となることを抑制する。

固定側部材である吊下軸３６３には、図１に示すように、架橋抑制手段としての撥油性の表面処理Ｗが設けられる。表面処理Ｗは、棒状の吊下軸３６３の全周に渡って、かつ、蓋体３６２の上側の面（揺動面Ｐ２）よりも上方に設けられる。撥油性の表面処理Ｗとしては、例えばフッ素化合物によるコーティングや、表面に微細な構造を設けて撥油性を持たせるナノ表面構造を用いることができる。

揺動側部材である蓋体３６２には、図１に示すように、架橋抑制手段としての溝Ｇが設けられる。溝Ｇは、図２に示すように、孔３６２ａから外周に向けて放射状に４本設けられる。すなわち溝Ｇは、蓋体３６２の孔３６２ａから離間する方向に沿って設けられている。

図３〜５を用いて、架橋抑制手段の作用について説明する。

図３は、架橋抑制手段を用いていない従来の感震器３０において、蓋体３６２の孔３６２ａから粘性流体Ｆが漏出し、吊下軸３６３の周囲に滞留している状態を示している。粘性流体Ｆは、蓋体３６２の表面に大きくは広がらず、吊下軸３６３を伝って、吊持用板材３７に接触している。すなわち、粘性流体Ｆは固定面Ｐ１と揺動面Ｐ２との両方に接触して存在する架橋状態となっている。

感震器３０の製造持には、粘性流体Ｆは粘性流体収容部に空隙を生ずることなく満たされている。感震器が使用され、揺動側部材である蓋体３６２が揺動するにつれて、粘性流体Ｆが孔３６２ａから少しずつ漏出する。ここで図３に示すように架橋抑制手段が設けられていない場合は、漏出した粘性流体Ｆは蓋体３６２の表面に拡がらず、吊下軸３６３の根元に滞留してゆく。そして徐々に粘性流体Ｆの高さは高くなり、吊持用板材３７に近づいてゆき、最終的には吊持用板材３７と接触する。このようにして、粘性流体Ｆが粘性流体Ｆは固定面Ｐ１と揺動面Ｐ２との両方に接触して存在する架橋状態となる。

この架橋状態になると、固定側部材（３７）に対して揺動側部材（３６２）が揺動しようとした際、揺動側部材が粘性流体を圧縮または膨張させるため、揺動を妨げる力が生じる。すると、設計上想定されていない揺動の抑制が生じる場合があり、感震器が本来検出すべき振動を検出できない虞がある。

ここで図４に示すように、吊下軸３６３の周囲に撥油性の表面処理Ｗを設けておくと、孔３６２ａから漏出した粘性流体Ｆは、吊下軸３６３に接触することが抑制され、蓋体３６２の表面に広がることになる。すなわち、粘性流体Ｆが吊下軸３６３を伝って吊持用板材３７に接触することが起こりにくくなり、架橋状態の発生を抑制することができる。

また図５に示すように、蓋体３６２の表面に溝Ｇを設けておくと、孔３６２ａから漏出した粘性流体Ｆは、溝Ｇに沿って流れて、蓋体３６２の表面に広がることになる。この場合も、粘性流体Ｆが吊下軸３６３を伝って吊持用板材３７に接触することが起こりにくくなり、架橋状態の発生を抑制することができる。特に、溝Ｇが十分に細く形成されている場合は、毛細管現象により粘性流体Ｆが溝Ｇに沿って流れることになる。

上述した感震器３０は、ガスメーターに取り付けて使用される。固定側部材である外ケーシング３１が、ガスメーターに対して固定され、感震器の出力がガスメーターに入力され、感震器が地震による震動を検知して動作すると、その動作に基づいてガスメーターがガスの供給を停止する。

（他の実施形態）
（１）上述の実施形態では、蓋体３６２の表面に溝Ｇを設けて粘性流体Ｆが蓋体３６２の表面に広がるようにした。溝Ｇに替えて、あるいは溝Ｇに加えて、蓋体３６２の表面（揺動面Ｐ２）に親油性の表面処理を設けてもよい。親油性の表面処理により、粘性流体Ｆを蓋体３６２の表面の広い範囲へと拡げることができ、架橋状態の発生を抑制することができる。親油性の表面処理には、例えば、親油性基を導入した樹脂によるコーティングを用いることができる。

（２）上述の実施形態では、固定側部材である吊下軸３６３に撥油性の表面処理Ｗを設けたが、同じく固定側部材である吊持用板材３７の下側の面（固定面Ｐ１）に撥油性の表面処理を設けてもよい。この場合、粘性流体Ｆが固定面Ｐ１に接触するのを抑制することができ、架橋状態の発生を抑制することができる。

（３）上述の実施形態では、架橋抑制手段である溝Ｇを孔３６２ａから外周に向けて放射状に４本設けたが、溝Ｇの本数はこれに限られず適宜増減が可能である。またこの形態に替えて、溝Ｇを蓋体３６２の上に複数本平行に設けてもよい。このような形態であっても、溝Ｇは孔３６２ａから離間する方向に沿って設けられているといえ、粘性流体Ｆを蓋体３６２の表面に拡げる効果を奏する。

（４）上述の実施形態では、粘性流体Ｆをシリコンオイル等の油性のものとして、吊下軸３６３に撥油性の表面処理を設け、蓋体３６２に親油性の表面処理を設けた。粘性流体Ｆとして油性ではなく水性のものを用いる場合は、吊下軸３６３に疎水性の表面処理を設け、蓋体３６２に親水性の表面処理を設けることで、同様の効果を奏することができる。

（５）上述の実施形態では、架橋抑制手段を固定側部材と揺動側部材の両方に設けたが、固定側部材または揺動側部材のいずれか一方に設けてもよい。

（６）架橋抑制手段としては撥油性の表面処理、溝および親水性の表面処理を例示したが、上述の架橋状態の発生を抑制することができれば、これらの例示に限らず適用可能である。

（７）上述の実施形態では、感震器３０を取り付けて用いられる機器としてガスメーターを例に挙げて説明したが、感震器３０を使用する機器としてはこれに限られず、内部でガスを燃焼させる給湯器やガスコンロなど、地震により動作を停止する必要がある機器に適用可能である。

なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。感震器３０の構造も上述の実施形態で説明したものに限られず、粘性流体が封入され、固定側部材と固定側部材に対して揺動する揺動側部材を備えたものであれば、固定側部材（固定面）と揺動側部材（揺動面）の配置が上下逆のものや、斜めあるいは垂直に配置されたものであっても、本発明を適用可能である。

架橋抑制手段により粘性流体が固定面と揺動面の両方に接触する状態となることを抑制し、性能低下を抑制できる感震器として有効に利用可能である。

３０ ：感震器
３６ ：内蓋（ダンパー部）
３４１ａ ：孔
３６１ ：粘性流体収容部
３６２ ：蓋体（揺動側部材）
３６２ａ ：孔
３６３ ：吊下軸（固定側部材）
３７ ：吊持用板材（固定側部材）
Ｆ ：粘性流体
Ｇ ：溝（架橋抑制手段）
Ｐ１ ：固定面
Ｐ２ ：揺動面
Ｗ ：表面処理（架橋抑制手段）

Claims (8)

1. 振動を感じて動作する感震器であって、
   固定側部材と、
   前記固定側部材に対して揺動可能に取り付けられる揺動側部材と、
   粘性流体が封入され、前記粘性流体の粘性により前記揺動側部材の前記固定側部材に対する揺動を抑制するダンパー部と、
   前記揺動側部材に対して固定され、振動を検知して電気信号を発する検知部とを有し、
   前記固定側部材は、前記揺動側部材に対向する固定面を有し、
   前記揺動側部材は、前記固定側部材に対向する揺動面を有し、
   前記固定側部材または前記揺動側部材、あるいは前記固定側部材と前記揺動側部材の両方に架橋抑制手段が設けられ、前記架橋抑制手段は、前記ダンパー部から漏出した前記粘性流体が前記固定面と前記揺動面との両方に接触して存在する架橋状態となることを抑制する感震器。
2. 前記架橋抑制手段が前記固定側部材の表面に施される撥油性の表面処理である請求項１に記載の感震器。
3. 前記ダンパー部は、前記粘性流体を収容する粘性流体収容部と、前記粘性流体収容部の上部開口部を塞ぐ前記揺動側部材としての蓋体とを有し、
   前記固定側部材としての吊下軸の一方の端部が、前記固定側部材としての吊持用板材に固定され、前記吊下軸の他方の端部が前記蓋体に設けられた孔に挿入されて前記粘性流体収容部の内部に位置しており、
   前記架橋抑制手段が前記吊下軸の表面に施される撥油性の表面処理である請求項１または２に記載の感震器。
4. 前記架橋抑制手段が、前記固定面と前記揺動面のうち鉛直方向に関して上側に位置する面に施される撥油性の表面処理である請求項１〜３のいずれか１項に記載の感震器。
5. 前記架橋抑制手段が、前記固定面と前記揺動面のうち鉛直方向に関して下側に位置する面に設けられる溝または当該面に施される親油性の表面処理である請求項１〜４のいずれか１項に記載の感震器。
6. 前記ダンパー部は、前記粘性流体を収容する粘性流体収容部と、前記粘性流体収容部の上部開口部を塞ぐ前記揺動側部材としての蓋体とを有し、
   前記固定側部材としての吊下軸の一方の端部が、前記固定側部材としての吊持用板材に固定され、前記吊下軸の他方の端部が前記蓋体に設けられた孔に挿入されて前記粘性流体収容部の内部に位置しており、
   前記架橋抑制手段が前記蓋体に設けられる溝または前記蓋体の表面に施される親油性の表面処理である請求項１〜５のいずれか１項に記載の感震器。
7. 前記溝が、前記蓋体の前記孔から離間する方向に沿って設けられる請求項６に記載の感震器。
8. 請求項１〜７に記載の感震器を備えるガスメーターであって、前記固定側部材が前記ガスメーターに対して固定され、前記感震器の動作に基づいてガスの供給を停止するガスメーター。

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