JP2019184410A - 感震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長周期地震動のレベルを判定でき、高層階の住居等で発生する長周期地震動が一定のレベルを超えたら電源の遮断等を実施できる感震装置を提供する。【解決手段】 加速度センサ１が出力する加速度情報を基に揺れの速度を算出する揺れ速度演算部７ｃと、算出した速度と設定されている速度閾値とを比較して地震のレベルを判定するレベル判定部７ｃと、外部に信号を出力する出力部６と、出力部６から警報信号の出力を遅延させる出力遅延部７ｄを有し、算出された揺れの速度が速度閾値以上であったら、出力部６から警報信号が遅延出力される。【選択図】 図１

Description

本発明は、地震の揺れが一定のレベルを超えたら電源の遮断等に活用できる信号を出力する感震装置に関する。

従来より感震装置が組み付けられた分電盤がある。このような分電盤に組み付けられた従来の感震装置は、感知震度が例えば震度５強に設定されており、震度５強以上の地震が発生したら信号を出力し、その信号により主幹ブレーカの遮断等を実施した。
ただし、従来の感震装置は地表の揺れに対してその大きさを検知するものであるため、高層マンション等の高層階の建物で発生する長周期地震動には対応しておらず、高層階の分電盤に組み付けた場合には想定外の振動で動作する場合があったし、家具の倒壊等の被害が発生しても動作しない場合もあった。
これは、例え地上階の地震波が小さい場合でも、地震波周期と建物の共振周波数が一致した場合に、高層階では長周期地震動の大きな揺れとなるためで、地上階の振動の大きさと高層階で発生する長周期地震動の大きさが比例しないことによるものであった。
そのため、感震震度を変更可能として、高層の住戸での頻繁な遮断動作を低減できるよう構成された感震装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−２１１９２０号公報

しかしながら、感震震度を変更して対応させても、上述したように高層階の揺れは地上階の揺れに比例するわけではないため、良好な感知動作を実施させるのは難しく、高層階の居住者は採用を躊躇する傾向にあり、更に高層階での使用に好ましい感震装置が求められていた。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、長周期地震動の大きさを判定でき、高層階の住居等で発生する長周期地震動が一定のレベルを超えたら電源の遮断等を実施できる感震装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係る感震装置は、加速度センサが出力する加速度情報を基に揺れの速度を算出する揺れ速度演算部と、算出した速度と設定されている速度閾値とを比較して地震のレベルを判定するレベル判定部と、外部に信号を出力する出力部とを有し、レベル判定部は、算出された揺れの速度が速度閾値以上であったら、出力部から所定の信号を出させることを特徴とする。
この構成によれば、加速度情報から速度を算出することで、長周期地震動の大きさに比例する情報を得ることができる。そして、この速度が設定された閾値以上であったら所定の信号を出力するため、この信号を利用することにより、一定の大きさ以上の長周期地震動が発生したら電源の遮断等を実施することができる。よって、高層階の住居等で発生する長周期地震動に対応でき、安全確保に有効である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、出力部が出力する所定の信号を遅延させる出力遅延部を有し、出力遅延部は、算出された揺れの速度が速度閾値以上であると判断しても、算出した速度が速度閾値を下回った時点から、更に一定時間が経過したら出力部から所定の信号を出力させることを特徴とする。
この構成によれば、所定の信号は、揺れが小さくなり更に一定時間が経過したら出力されるため、居住者の避難が終了した頃をみはからって電源を遮断操作するのに好適であり、居住者の安全確保に活用できる。

請求項３の発明は、請求項２に記載の構成において、一定時間を設定する遅延時間設定部を有することを特徴とする。
この構成によれば、遅延時間を設定できるため、設置環境に応じて或いは利用者の要求に応じて変更でき、利便性が良い。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、速度閾値を設定するレベル設定部を有することを特徴とする。
この構成によれば、速度閾値を設定できるため、設置環境に応じて或いは利用者の要求に応じて変更でき、利便性が良い。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、出力部は、所定の電路に漏電を擬似発生させるための擬似漏電発生端子を有し、所定の信号が擬似漏電発生端子を介して漏電を擬似発生させる信号であることを特徴とする。
この構成によれば、漏電を擬似発生させるため、漏電遮断器を遮断動作させることができる。よって、専用の遮断器を設けることなく既存の漏電遮断器を使用して、所定震度以上の地震が発生したら電路の遮断ができ、利便性が良い。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の構成において、加速度センサが出力する加速度情報を基に地震の震度を算出する震度算出部を有し、レベル判定部は、算出された震度が所定の震度閾値以上であったら、出力部から所定の信号を出させることを特徴とする。
この構成によれば、揺れの速度による判断に加えて震度によっても判断するため、震度と長周期地震動の双方による判断ができ、双方の判断が必要な高層ビルの中層階等に対して好適で有り、高さによらず地震の発生を受けて電源の遮断等に利用できる。

本発明によれば、加速度情報から速度を算出することで、長周期地震動の大きさに比例する情報を得ることができる。そして、この速度が設定された閾値以上であったら所定の信号を出力するため、この信号を利用することにより、一定の大きさを超える長周期地震動が発生したら電源の遮断等を実施することができる。よって、高層階の住居等で発生する長周期地震動に対応でき、安全確保に有効である。

本発明に係る感震装置の一例を示すブロック図である。 感震装置の他の例を示すブロック図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る感震装置のブロック図を示し、１は加速度センサ、２は設定部、３は表示部、４は報知部、５は記憶部、６は電路の遮断等に使用される警報信号（所定の信号）を出力する出力部、７は各種演算を実施すると共に感震装置の各部を制御するＣＰＵを備えた演算制御部である。
尚、この感震装置は、分電盤内に設置され、地震発生を受けて電路の遮断に使用されるものとして説明する。

加速度センサ１は、水平方向の加速度に加えて垂直方向の加速度を検知する３次元の加速度センサであり、発生した地震の加速度に応じた信号を出力する。

設定部２は、例えばテンキーを有して構成され、この設定部２により警報信号を出力する揺れの閾値等が設定される。具体的に震度閾値及び長周期地震動の大きさに比例する揺れ速度の閾値、更には後述する遅延時間が設定される。
例えば震度５、震度５強、震度６等の震度閾値が設定されるし、速度閾値（例えば、５０ｃｍ／ｓ）が設定される。更に、５分等の遅延時間が設定される。

尚、設定操作はテンキーでなくても良く、例えばセレクトスイッチを使用しても良い。また、設定された閾値のうち震度閾値、速度閾値のどちらを使用するか、或いは双方とも使用するかの設定もこの設定部２で行われる。

表示部３は、例えば液晶表示部により構成され、閾値等の設定内容を表示するし、演算結果に基づき感知した揺れの震度や速度が表示される。尚、表示部３はＬＥＤを用いた簡易な構成として、その発光形態の変化で表示させても良い。

報知部４は、スピーカ等の報音部、発光通知するＬＥＤ等の発光部を有し、演算結果が設定された閾値或いは閾値を上回る数値であったら、即時に警報音を報音するし発光部の点滅等を実施する。

記憶部５は、設定された震度閾値、速度閾値、遅延時間が保存される。

出力部６から出力される警報信号は、分電盤の主幹電路或いは分岐電路、更には分岐先の特定の電源コンセントを遮断操作するために使用される。例えば、この警報信号により電路に擬似漏電を発生させれば、電路が接続されている漏電遮断器が遮断動作する。そして、遮断対象の漏電遮断器を分電盤の主幹ブレーカ（図示せず）とすれば、警報信号により主電路を遮断して住戸全体の電源を遮断させることができる。

また、出力部６から伝送線を延設して分電盤の外部に出力しても良く、地震の発生を受けて停止させたい電気機器が分電盤外にあれば、それを停止（遮断動作）させることができる。

演算制御部７は、加速度センサ１からの加速度情報を基に地震の震度を算出する震度演算部７ａ、加速度センサ１の加速度情報から速度を演算する揺れ速度演算部７ｂ、算出された震度或いは速度の計測値が設定された閾値以上であるか判定するレベル判定部７ｃ、レベル判定部７ｃが計測値が閾値以上であると判断した際に、出力部６からの警報信号の出力を遅延させる出力遅延部７ｄ等を備えている。

ここで、出力遅延部７ｄの動作を具体的に説明する。出力遅延部７ｄはレベル判定部７ｃの判定結果を受けて遅延動作する。即ち、震度演算部７ａが演算した震度、或いは揺れ速度演算部７ｂが演算した速度が、設定された閾値に達したら或いは超えたと判定したら、まず閾値以上となっている演算結果が閾値より下がるのを待ち、その間出力部６から警報信号を出力しない。
そして、閾値を下回ってから、更に予め設定されている時間、例えば５分等をカウントし、その時間が経過したら出力部６に起動信号を出力して出力部６から警報信号を出力させる。

このように、加速度情報から速度を算出することで、長周期地震動の大きさに比例する情報を得ることができる。そして、この速度が設定された閾値以上であったら警報信号を出力するため、この信号を利用することにより、一定の大きさ以上の長周期地震動が発生したら電源の遮断等を実施することができる。よって、高層階の住居等で発生する長周期地震動に対応でき、安全確保に有効である。
また、警報信号は、揺れが小さくなり更に一定時間が経過したら出力されるため、居住者の避難が終了した頃をみはからって電源を遮断操作するのに好適であり、居住者の安全確保に活用できる。
加えて、震度閾値、速度閾値、遅延時間を設定できるため、設置環境に応じて或いは利用者の要求に応じて変更でき、利便性が良い。
更に、揺れの速度による判断に加えて震度によっても判断するため、震度と長周期地震動の双方による判断ができ、双方の判断が必要な高層ビルの中層階等に対して好適で有り、高さによらず地震の発生を受けて電源の遮断等に利用できる。

尚、上記実施形態では、震度と揺れの速度の双方で揺れの大きさを判断しているが、高層住宅の高層部で使用する感震装置の場合は、長周期地震動の大きさを判定できる揺れ速度の判断みで警報信号を出力しても良く、震度演算部等の震度による判定部は無くても良い。
また、震度及び速度の閾値と遅延時間の双方を設定する設定部２を備えているが、震度閾値或いは速度閾値のみ設定可能として、遅延時間は固定としても良いし、逆に遅延時間のみ可変として閾値は固定値としても良い。

図２は感震装置の他の例を示すブロック図であり、上記図１とは出力部６の構成が異なっている。以下、共通する構成要素の説明は省略し、出力部６を具体的に説明する。
出力部６ａ（６）は、漏電を擬似発生させるために２つの端子（擬似漏電発生端子）１２，１２を有し、その間にリレー１１が配置されている。このリレー１１は、出力遅延部７ｄの起動信号によりオン動作する。
擬似漏電発生端子１２、１２を、漏電遮断動作させたい漏電遮断器の特定の１次側端子と２次側端子に接続することで、漏電遮断器を跨いだ電路を形成する。こうすることで、リレー１１のオン動作により擬似漏電発生端子１２が接続された電路が閉状態になると、通電状態となり漏電を擬似発生した状態が形成される。この結果、漏電遮断器が遮断動作する。即ち、出力部６ａから出力される警報信号が漏電遮断器を遮断動作させる擬似漏電発生信号となる。

このように、漏電を擬似発生させるため、漏電遮断器を遮断動作させることができる。よって、専用の遮断器を設けることなく既存の漏電遮断器を使用して、所定震度以上の地震が発生したら電路の遮断ができ、利便性が良い。
また、遮断させたい特定の漏電遮断機能を備えた分岐ブレーカに対して出力部６ａを接続すれば、特定の分岐電路のみ遮断操作できる。

尚、上記実施形態では、震度演算部７ａが算出した震度に基づく警報信号と、揺れ速度演算部７ｂが算出した速度の大きさに基づく警報信号とが同一の出力部６から出力される構成であるが、出力部を独立させても良く、使用する信号に応じて出力部を選択するよう構成しても良い。

１・・加速度センサ、２・・設定部（遮断レベル設定部、遅延時間設定部）、６，６ａ・・出力部、７・・演算制御部、７ａ・・震度演算部（震度算出部）、７ｂ・・揺れ速度演算部、７ｃ・・レベル判定部、７ｄ・・出力遅延部、１２・・擬似漏電発生端子。

Claims (6)

1. 加速度センサが出力する加速度情報を基に揺れの速度を算出する揺れ速度演算部と、
   算出した速度と設定されている速度閾値とを比較して地震のレベルを判定するレベル判定部と、
   外部に信号を出力する出力部とを有し、
   前記レベル判定部は、算出された揺れの速度が前記速度閾値以上であったら、前記出力部から所定の信号を出させることを特徴とする感震装置。
2. 前記出力部が出力する前記所定の信号を遅延させる出力遅延部を有し、
   前記出力遅延部は、算出された揺れの速度が前記速度閾値以上であると判断しても、算出した前記速度が前記速度閾値を下回った時点から、更に一定時間が経過したら前記出力部から所定の信号を出力させることを特徴とする請求項１記載の感震装置。
3. 前記一定時間を設定する遅延時間設定部を有することを特徴とする請求項２記載の感震装置。
4. 前記速度閾値を設定するレベル設定部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の感震装置。
5. 前記出力部は、所定の電路に漏電を擬似発生させるための擬似漏電発生端子を有し、
   前記所定の信号が前記擬似漏電発生端子を介して漏電を擬似発生させる信号であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の感震装置。
6. 前記加速度センサが出力する加速度情報を基に地震の震度を算出する震度算出部を有し、
   前記レベル判定部は、算出された震度が所定の震度閾値以上であったら、前記出力部から所定の信号を出させることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の感震装置。

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