JP2892585B2 - 加速度応動スイッチ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地震の震動などを検知す
るための加速度応動スイッチに関するものであり、地震
の震動と外乱振動とを確実に区別するためのものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の加速度応動スイッチとし
ては例えば特願平４−２７２３８７の「感震器」等があ
る。この感震器は金属製の容器内にこの容器とは電気的
に絶縁して固定された電極を有するとともに導電球を揺
動可能に収納し、この導電球が震動により揺動すると電
極に接触することにより容器と電極との間を電気的に短
絡接続し検知信号を発するものである。

【０００３】近年、この様な感震器を各家庭に設置され
る都市ガスやプロパンガスなどのガス流量計に取り付
け、単に流量を記録するだけではなく地震による火災な
どの二次災害の防止やガス洩れなどの早期発見の為の機
能を付与するために所謂マイコンを内蔵したマイコン式
ガス流量計（以下マイコンメーターという。）が使用さ
れ始めている。このマイコンメーターはマイコンと電池
を内蔵し、地震による振動や転倒、ガスの異常な大量流
出や少量ながら長期的な流出等を検知して内蔵した電磁
弁等を閉鎖したり警報器から警報を発したりするなどの
制御を行ない、これらを原因とする事故を未然に防ぐも
のである。

【０００４】このうち地震の検知に関しては、マイコン
メーターへの飛来物の衝突とか、自動車の走行や工事現
場などを原因とする人為的な振動と地震の振動とを判別
する必要がある。そのためには感震器が地震の振動領域
である周波数帯域に於いては所定の信号出力特性を有
し、それ以外の周波数帯域に於いては別の信号出力特性
を有する事が必要である。

【０００５】例えば、地震の震動は色々な周波数の振動
が複合したものであるが、主に１０Hz以下、特に５Hz以
下の振動を中心としており、感震装置の検査などにおい
ては地震の代用特性として５Hz以下の正弦波振動を印加
して行なわれる。そこで例えば前述の導電球などの慣性
子の揺動によってオン−オフ動作をする接点を有した感
震器を使用する感震装置においては、例えば１回の継続
時間が４０ミリ秒以上のオン信号及びオフ信号が所定の
時間内、例えば３秒間に３回以上出力された時に、マイ
コンにより地震と判断して信号を出力する構造とし、そ
の他の外乱振動とを区別している。

【０００６】この様な方法で地震と外乱振動とを区別す
るために、感震器は地震の振動領域である周波数帯域と
それ以外の周波数帯域に於いては異なった信号出力特性
を有する。例えば５Hz以下の正弦波を印加した時には震
度５に相当する１２０ガル程度でマイコンが地震発生の
指令を出力してガスの遮断弁を閉止する等の安全装置を
作動させ、５Hzを超え６Hz乃至７Hz以上では３００ガル
でもマイコンが制御動作を行なわないようにすることが
好ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これら従来のマイコン
メーター等の制御機器は、検針などの為、戸外に取付け
られる事が多く、例えば建物の外壁に配管を伴って取付
けられる。その為に取付場所によっては、人の通り道や
子供の遊び場などに面する事になり、例えば人が通る時
に体や荷物、自転車等が当たったり、キャッチボールの
ボールなどが当たる事がある。この場合、ガス配管の固
定金具の支持位置の間隔寸法等により多少の差はあるが
１０００〜３０００ガルの衝撃波の後は１０Hz前後の周
期でほぼ正弦波形の１０００ガル程度から減衰していく
振動加速度がガスメータに印加されるという事が実験に
より認められた。

【０００８】この様な振動は周波数が１０Hz前後である
ため、理論的には感震器からの信号はこの周期に同期す
るため少なくともオン信号もしくはオフ信号が４０ミリ
秒に達せず、これより可成り短い時間間隔の例えばオン
時間とオフ時間が均等になるとすると２５ミリ秒のオン
信号とオフ信号を発するのでマイコンが地震を認識した
制御動作を行なうことはない。

【０００９】しかし前述の例の如く円筒形や半球形の容
器中で慣性子として球体を使用している場合には、衝撃
が大きいと慣性子が容器の内壁又は電極に沿って回転運
動をすることがある。この場合、振動が収束する過程で
電極の弾性や底面の形状と慣性子の質量による共振周波
数と加振されている振動周波数の相違から、慣性子は不
完全な円運動に移行し楕円軌道や多角形軌道を描く。そ
のため必ずしも出力信号は振動周波数と同期せず、慣性
子の運動が収束していく過程でオン−オフ信号が上述の
条件、即ち４０ミリ秒程度となり地震の判定条件と合致
してしまうことがあり、地震と外乱振動との区別を困難
なものにしている。

【００１０】この様な問題を解決するために本出願人は
特願平５−２７６２３０の「加速度応動スイッチ」にお
いて、容器内部に制振液体たるフッ素系不活性液体を慣
性球とともに注入し、慣性球の不所望な転動を抑制して
その転動を振動方向にそった動きに規制する規制力を制
振液体により与え、慣性球の共振運動による周回運動へ
の移行を防止し、また衝撃による周回運動を早期に収束
させるものを提案している。

【００１１】しかし、フッ素系不活性液体は比重が１．
６以上と比較的大きく、そのため感震器に振動が与えら
れ慣性球が容器底面上を転動する時に慣性球に働く浮力
により慣性球がフッ素系不活性液体の流れにより可成り
影響を受けて、慣性球が一方の接点である容器底面との
間で充分な接点圧がとれなくなる等、その動きに不所望
の影響がでるおそれがある。

【００１２】またフッ素系不活性液体を密閉容器内に封
入する場合、密閉容器を溶接などにより形成する場合に
は溶接部付近で瞬間的に高熱にさらされたフッ素系不活
性液体の蒸気が分解し、微量ながらパーフロロイソブチ
レンやフッ化水素などの有毒物質を生じることがあるな
どの問題があった。

【００１３】さらにフッ素系不活性液体に於いては低温
時、例えば−３０℃に於いて信号が出にくくなるという
問題があった。これらのフッ素系不活性液体は低温にな
るほど粘度が高くなるものであり、例えば常温で動粘度
が０．８センチストークス（以下csと記す）であると−
３０℃では３cs程度になる。従って常温時と比較して粘
度の上昇に対応して信号が出にくくなるのは当然の現象
ではある。しかし実際には常温で代替特性を得るために
−３０℃での粘度に相当する３csの粘度以上の粘度に相
当する５csのものと比較しても所定時間のオン信号が出
にくくなり、所定の地震波等の振動が与えられてもマイ
コンは地震と判断しなくなるという問題があった。

【００１４】実験と測定の結果、この問題は０℃附近を
境にして顕著に発生することが判った。つまり０℃附近
以上の温度に於いてはフッ素系不活性液体の粘度の上昇
に対応してオン信号が短くなっていくのに対し、それよ
り低い温度では粘度の上昇率以上に所定時間のオン信号
が発生しにくくなったりオン信号が跡切れることが確認
された。例えば図１０の波形図を参照して説明すると、
加速度応動スイッチを図１０（Ａ）に示すような所定の
加速度以上の正弦波で加振した場合、概ね０℃以上の温
度では図１０（Ｂ）の波形の様に与えられた振動に対応
するオン・オフ信号が出力される。しかしそれより低い
低温域になると例えば図１０（Ｃ）の波形の様にオン信
号が跡切れたり場合によってはオン信号がほとんど発生
しなくなる。この現象はフッ素系不活性液体以外にシリ
コン系液体についてもさらには炭化水素系液体について
も同様の傾向がみられる。この現象は制振液体中に微量
ながら含まれている水分によるものであると考えられ
る。そのため低温域での使用における加速度応動スイッ
チの動作特性は、制振液体の粘度変化のみでは予測でき
ず構成要素や材質の選定が非常に困難であった。

【００１５】その対策として出願人は平成５年１１月２
５日付けで出願した「加速度応動スイッチ及びその製造
方法」において、制振液体としてアルコールのみ若しく
はアルコールを添加した液体を使用してアルコール中に
水分を溶解させることにより制振液体中の水分の影響を
なくしたり、制振液体として水分を除去した炭化水素等
を使用した加速度応動スイッチを提案した。

【００１６】しかし、制振液体としてアルコールを使用
した場合にはアルコールには導電性があるため静止状態
に於いて少なくとも接点部材の一部を浸す量のアルコー
ルを入れると常時電力を消費することになり、例えば電
源に電池を使用した場合などには長期間にわたり使用す
るためには消費電力節約のための設計上の特別な配慮や
電池交換などが必要になるという問題があった。またフ
ッ素系不活性液体やシリコンオイルにアルコールを添加
した場合にはどちらもアルコールをほとんど溶解しない
ため、アルコールとそれぞれの液体は比重の違いにより
分離してしまう。このときシリコンオイルとアルコール
の混合液体では、比重の差が僅かなために振動時に攪拌
されたアルコールがシリコンオイル中を浮遊し接点部材
と容器または慣性球の間を導通してしまうという問題が
あった。

【００１７】またこの問題を避けるために制振液体の量
を接点部材に接触しない程度の量にしたものに於いて
は、特に静止時の接点部材と慣性球との間隔が狭いと、
比較的質量の小さな慣性球を使用したり慣性球の動きを
受けるために接点部材をしなやかにした場合に、振動後
に接点部材や慣性球に付着した制振液体の滴の表面張力
により慣性球と接点部材とが引き付けられ静止状態に於
いてオン信号を発する不具合があった。

【００１８】また制振液体として水分を除去した炭化水
素等を使用した場合にも、脱水処理が難しくかつ厳密に
は水分を完全になくすことはできないため、処理後の炭
化水素でも不安定な信号が出ることがあった。また脱水
後の制振液体の管理が難しくなるという問題があった。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の加速度応動スイ
ッチは円形の金属板の実質的な中心に穿たれた孔に電気
絶縁性の充填材によって導電性のリード端子を貫通し気
密に固定した蓋板と、有底円筒形の導電性のハウジング
を有し、該ハウジングの底面には実質的な中心部から外
側に向かって同心円状に緩やかに上昇する傾斜面が形成
され、前記蓋板の周縁部にハウジングの開口端が気密に
固着されて密閉容器を形成し、蓋板のリード端子の密閉
容器内側の端部には導電端子ピンを中心としてしなやか
な弾性を有した複数の羽根状部を実質的に同心放射状に
配設する導電材製の接点部材が導電的に固着され、前記
密閉容器の内部には導電性の固体の慣性球が正規姿勢に
おいて静止時には重力によりハウジングの実質的な中央
部に位置するように収納され、振動を受ける事により慣
性球が転動し接点部材と接触して変位させるとともに摺
動し同時にハウジング内面と接点部材との間を慣性球を
介して短絡するように構成され、前記密閉容器中には慣
性球の不所望な転動を抑制するためにスイッチの使用温
度範囲内では流動性を保つ制振液体が封入されるととも
に、この制振液体中に含まれる微量の水分が少なくとも
低温領域で前記接点部材とハウジング間の導電性を阻害
しないようにする液体が所定量添加されたことを特徴と
する。

【００２０】また他の特徴は密閉容器中には慣性球の不
所望な転動を抑制するための制振液体として炭化水素が
封入されると共にこの制振液体中の水分の凍結片による
導電性の阻害による波形の跡切れを防止するためにアル
コールが所定量添加されたことにある。

【００２１】また他の特徴は上記の加速度応動スイッチ
に於いて制振液体に対するアルコールの添加量は静止時
にリード端子とハウジングの間の絶縁抵抗値が規定の値
以上になる量に選定されていることにある。

【００２２】また他の特徴は加速度応動スイッチの密閉
容器中には慣性球の不所望な転動を抑制するための制振
液体としてアルコールをほとんど溶解しない電気絶縁性
の液体が封入されると共にこの制振液体中の水分の凍結
防止用にアルコールが所定量添加され、制振液体に対す
るアルコールの添加量は静止時にリード端子とハウジン
グの間の絶縁抵抗値が規定の値以上になるような量に選
定されていることにある。

【００２３】他の特徴は制振液体に対するアルコールの
添加量を制振液体に対して体積比で１０パーセント以下
であると同時に静止時にリード端子とハウジングの間の
絶縁 抵抗値が１００ＭΩ以上になるような量に選定した
ことにある。

【００２４】また他の特徴は加速度応動スイッチ中の制
振液体の量を少なくとも液面が接点部材に接触する量と
されていることにある。

【００２５】さらに他の特徴は加速度応動スイッチのハ
ウジング内面には慣性球が前記静止時には無関係で所定
の加速度を受けた時に接触する壁面部分に衝接部が設け
られ、加振時等には前記慣性球が断続的に該衝接部に衝
接して進路を変更させられ慣性球と接点部材との接触が
不連続に乱されるように構成されたことにある。

【００２６】またさらに他の特徴は円形の金属板に電気
絶縁性の充填材によって導電性のリード端子を気密に貫
通固定して蓋板とし、該リード端子の端部に複数のしな
やかな弾性を有した羽根状部を持つ導電材製の接点部材
を導電的に固着し、有底円筒形の導電性のハウジングに
導電性の慣性球を収納し、予め制振液体に対してアルコ
ールを含む複数の液体を均一に混合しそのアルコールの
添加量は制振液体に対して体積比で１０パーセント以下
とされた所定量の制振液体を注入した後に、ハウジング
の開口端に前記接点部材がハウジング内部に収納される
ように蓋板の周囲を気密に固着して気密容器を構成する
加速度応動スイッチの製造方法にある。

【００２７】

【実施例】以下、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。図１は本発明の加速度応動スイッチの一
実施例である。この加速度応動スイッチ１は金属製の円
形の蓋板２を有し、この蓋板２の中央には貫通孔２Ａが
穿たれており、この貫通孔２Ａには導電性のリード端子
３が挿通されガラスなどの電気絶縁性充填材４により気
密に絶縁固定されている。蓋板２の周縁部にはフランジ
部２Ｂが設けられ、このフランジ部２Ｂには有底円筒形
の金属製ハウジング５の開口端がリングプロジェクショ
ン溶接などの方法で気密に固定され制振液体９が長期間
にわたり漏出しないような密閉容器を構成している。こ
のハウジング５の底面５Ａはほぼ中心部から外側に向か
って同心円状に緩やかに上昇する傾斜面が形成されてお
り、本実施例では円錐面とされているが必要に応じて途
中で傾斜角度が変えてあるもの、或いは球面状となって
いてもよい。

【００２８】リード端子３の密閉容器内部側の先端には
導電材製の接点部材６が溶接などにより導電的に固着さ
れている。この接点部材６は複数のしなやかな弾性を有
した羽根状部６Ａを有しており、導電端子ピン３を中心
に後述の慣性球７との接触部がほぼ同心円状に配設され
ている。慣性球の質量が０．７グラム程度の場合には、
接点部材６の材質として例えば厚みが０．０１〜０．０
３mmのリン青銅板が使用される。

【００２９】密閉容器内には導電性の慣性球７が収納さ
れており、通常正規姿勢時で静止時には円錐面状のハウ
ジング底面５Ａの中央附近に設けられた静止部５Ｂ上に
位置している。この慣性球７は鉄や銅やそれらの合金な
どの導電性の固体の球であり、好ましくは銀メッキや金
メッキ等の表面処理が施されている。そして慣性球７は
地震などによる所定の大きさ以上の振動によりハウジン
グ底面５Ａ上を転動可能にされており、前記接点部材６
の羽根状部６Ａと接触−開離可能にされている。なおリ
ード端子３と接触部材６との固着部の下面には厚みのあ
る金属板で作られた保護板８が固着されており、慣性球
７の接点部材６の根元附近への衝接による接点部材の変
形を防止している。

【００３０】密閉容器内には制振液体９が封入されてい
る。この制振液体は例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ン、トルエン等の使用温度附近で液体となる炭化水素や
シリコンオイル等の液体を主液体とし、後述する理由で
制振液体中に含まれる微量の水分が少なくとも低温領域
で前記接点部材とハウジング間の導電性を阻害しないよ
うにする液体としてメチルアルコールやエチルアルコー
ル等のアルコールやメチルトリメトキシシランやビニル
トリメトキシシラン等水分と反応しアルコールを生成す
る所謂シランカップリング剤等を所定量加えた液であ
り、使用条件から適当な粘性や融点などを有するものが
選定されている。また導電性のあるアルコールの制振液
体に対する添加量は静止時にリード端子とハウジングの
間の絶縁抵抗値が規定の値以上になるような量に選定さ
れている。

【００３１】例えば本実施例では制振液体９としてヘキ
サンにメチルアルコールを質量比で３パーセント溶解し
たものを使用している。制振液体９の全体の量は少なく
とも接点部材６の先端が浸る程度とされている。但しそ
の液面上に気体を存在させる空間を設ける程度の量とし
て温度変化による制振液体の膨張収縮に基づく密閉容器
の変形等を防止している。

【００３２】このとき接点部材６は少なくとも羽根状部
６Ａの先端が制振液体９に接触しているので、制振液体
９中のアルコールの添加量が多いとアルコールの導電性
により微少電流が流れるが、アルコールの添加量を加速
度応動スイッチの静止時にリード端子とハウジングの間
の絶縁抵抗値が規定の値以上になるような量、例えば実
施例では体積比にして３パーセントとすることにより実
質上無視することができる。

【００３３】例えば実施例の構造では実験によると主液
体となるヘキサンにメチルアルコールを添加した場合、
体積比でアルコールが５パーセント程度まではリード端
子３とハウジング５の間は５００Ｖメガーで１０００Ｍ
Ω以上あるが、８パーセントで２００〜３００ＭΩ、１
０パーセントで４０〜６０ＭΩと急激に導電性が増す事
が判った。例えば本発明の加速度応動スイッチをマイコ
ンメータ等長期にわたって電池で駆動する必要があるも
のに使用する場合、加速度応動スイッチの絶縁抵抗値は
１００ＭΩ以上と規定されている。そのため本加速度応
動スイッチの様に小形化が要求されるものに於いては、
ヘキサンを主液体としメチルアルコールを添加したもの
を制振液体とする場合には、メチルアルコールの添加量
は８パーセント以下とされる。

【００３４】また同様の試験に於いてヘキサンにエチル
アルコールを添加したものを使用した時には添加量が８
パーセント程度までのものでは１０００ＭΩ以上、１０
パーセントで４００ＭΩ程度、１５パーセントで５０Ｍ
Ω程度であり、エチルアルコールの方が絶縁抵抗値を基
準とした場合の添加量の幅を広く取る事ができるため、
その管理がより容易になる。また例えばヘキサンに対し
てメチルアルコールはやや溶けにくく充分攪拌をしない
と溶解しないが、エチルアルコールは容易に溶けるため
ヘキサンに溶解させるための特別な攪拌を必要とせず製
造はより容易になる。なお低温時の効果に関してはアル
コールの添加量を１０パーセントとしたものに於いて
も、８パーセント以下例えば３パーセントとしたものと
同様の効果が得られる。

【００３５】また、シリコンオイルにアルコールを添加
した場合にはアルコールはシリコンオイルにはほとんど
溶解しないため、両者は二相に分離する。そのためアル
コールの添加量が多いと、例えば加振時に攪拌された制
振液体中のアルコールの一部が接点部材と慣性球との間
に留ることにより導電性を呈し、静止時の絶縁抵抗値を
規定の値以下、例えば１００ＭΩ以下にしてしまう事が
ある。しかし実験によればアルコールを体積比で１０パ
ーセント以下にする事により、静止時の絶縁抵抗値を規
定値以上、例えば１００ＭΩ以上にする事ができ、低温
下における加振時の信号の波形の跡切れも排除する事が
できる。

【００３６】次にこの加速度応動スイッチの動作につい
て説明する。正規姿勢時で静止時には慣性球７はハウジ
ング底面５Ａの静止部５Ｂ上に位置しており、この状態
では慣性球７は接点部材６とは接触せずリード端子３と
ハウジング５及び蓋体２の間は電気的に接続されないの
で信号が出力されることはない。

【００３７】加速度応動スイッチ１が所定の値以上の振
動をうけると慣性球７がハウジング底面５Ａ上を転動し
て接点部材６の羽根状部６Ａと接触することにより、接
点部材６とハウジング５が電気的に短絡され、リード端
子３−接点部材６−慣性球７−ハウジング５−蓋板２の
経路で電路が形成され信号が出力される。

【００３８】この様な慣性球の転動時に振動が一定方向
への往復運動であれば理論的には慣性球は振動方向によ
って決定付けられるハウジングの中心線上で往復運動を
行なうことになる。しかし実際には接点部材との接触時
に軌道をかえられたり、ハウジングの底面の形状と慣性
子の質量による共振周波数と加振周波数の相違等から振
動方向と交差する方向の加速度成分が非常に僅かながら
存在することにより、慣性球がハウジングの中心を逸
れ、ある周波数では慣性球の共振と円錐面状の底面形状
からその方向の動きが増幅されていって楕円軌道や８の
字運動を始めることがある。

【００３９】しかし本発明に於いては、密閉容器内に慣
性球７とともに制振液体９が封入されている事により慣
性球７の運動が規制され、振動方向と直交する方向への
慣性球７の運動は実質的になくなりほぼ理想的な往復運
動になる。これは密閉容器内に制振液体９を注入したた
めに慣性球７の共振周波数を制振液体のない場合と比較
して非常に低い領域にまで下げることができるからであ
り、そのため振動方向と直交する方向への慣性球の不所
望の転動が増幅されることはなく、またこの方向への転
動力は振動方向に対して非常に僅かな力なので慣性球の
動きはほぼ理想的な転動になり、もちろん慣性球が周回
運動を始めることはない。

【００４０】ここで制振液体９の動粘度などは慣性球７
の電極との接触動作に於いて実質的に問題のないような
値に選定される。例えば実施例に於いては制振液体とし
てヘキサンを使用した場合、−３０℃〜６０℃の温度で
動粘度が１〜０．３cs程度となる。制振液体９を０．２
〜０．３cc使用した時、常温での正弦波による加振に対
して制振液体９が封入されていないものでは１１０ガル
で慣性球７が転動を始めたのに対して、制振液体９を封
入したものは１２０ガルで転動開始しており、この加速
度は震度５に相当する８０ガルから２５０ガルの範囲内
であり実質的に問題はない。

【００４１】また、周波数を７〜８Hzとし加速度を増加
して例えば３００〜５００ガルの値で加振した場合には
ハウジングの底面の形状と慣性子の質量による共振周波
数と加振周波数の相違等から振動方向と交差する方向に
発生する僅かな加速度成分により、制振液体９が封入さ
れていない場合には慣性球７の振動方向と交差する方向
への運動が増幅されて不所望の信号を発したのに対し
て、制振液体９を封入したものではほとんどそのような
運動は発生せず、慣性球７の運動を実質的に振動方向の
運動のみにする事ができた。なお前述の慣性球７が転動
を始める加速度の値はハウジング５の底面形状などを変
更する事により調整できる事はいうまでもない。

【００４２】また例えば加速度応動スイッチ１が取り付
けられた装置に人やボールがあたる等して強い衝撃が与
えられると、慣性球７がハウジング５の内面や接点部材
６に沿って回転を始めることがある。このとき本発明で
は制振液体９として例えばヘキサン等の炭化水素やシリ
コンオイル等が封入されているため、その回転運動を短
時間で収束させることができる。そのため信号の出力は
されても、その収束過程を短くすることで前述の条件に
合致する信号の繰り返しを避けることができ、マイコン
が不所望な制御動作を行なうことがなくなる。

【００４３】たとえば実施例では衝撃試験に於いて、制
振液体９を封入しないものでは慣性球の運動が収束する
までに２０〜３０秒かかったのに対して、同様の試験で
制振液体９を封入したものは１０秒以下で収束してい
る。そのため例えば前述の様に１回の継続時間が４０ミ
リ秒以上のオン信号及びオフ信号が３秒間以内に３回以
上出力された時にマイコンが地震であると判断する如き
ソフトウェアにおいては、４０ミリ秒以上のオン信号が
慣性球７の運動の収束過程で発生するものの、３回発生
することなくそれ以前に慣性球の運動は接点部材と接触
しない範囲内に収束し、よってこの様な衝撃ではマイコ
ンは地震発生の誤判断をしなくなる。

【００４４】ここで実施例のスイッチを低温域、例えば
−３０℃で動作させると制振液体たるヘキサンの粘度が
上がるため出力信号はそれに対応して短くなる。しかし
本発明では制振液体に対して体積比で１０パーセント以
下のアルコールを添加しているため、地震波やそれに相
当する所定の振動に対し低温下でもオン信号が発生しな
かったり跡切れたりする事が無く、例えば図１０（Ｂ）
の如きオン・オフ波形を低温域でも保つ事ができ、広い
温度範囲でマイコンの動作が可能な安定した信号を発生
することができる。０℃以下の低温域の条件に於いてヘ
キサン等の炭化水素やフッ素系不活性液体、若しくはシ
リコンオイルのみを制振液体として使用した場合には不
安定になった信号がアルコールを添加した制振液体に於
いては不安定にならない理由としては以下の様に推定さ
れる。

【００４５】加速度応動スイッチに封入される制振液体
は予め脱水処理をされているが、実際には微量ながら水
分が含有されることは避けられない。例えば各種の脱水
手段を講じても２０ppm程度の水分が含まれる事が確認
されている。この水分はフッ素系不活性液体やシリコン
オイルのみを制振液体として使用した場合には、制振液
体に含まれた水分は０℃以下になると水分は制振液体中
で氷の結晶となる。この氷の結晶は界面、特に接点部材
の先端部等に集中しやすく僅か２０ppm程度であっても
慣性球と接点部材との接触時に両者の間に入り込み電気
的に絶縁してオン信号の発生を妨げるため、図１０
（Ｃ）の如く信号全体が短くなったり、信号が寸断され
て一回当たりの信号の出力時間が短くなる等するためマ
イコンは所定の振動を与えられても地震と判断すること
ができなくなるためであると推定される。

【００４６】これに対して本発明の加速度応動スイッチ
に於いては少なくともアルコールを添加した制振液体を
使用することにより、微量の水分はアルコール中に溶け
込むと共に水分の凝固点は降下するので低温域において
も水分が接点部材と慣性球の金属表面の凸部相互の接触
を妨げない。そのため低温域においても信号は粘度の変
化に依存した変化のみで、通常の使用温度範囲内であれ
ば信号が寸断されて異常に短い信号となったり、信号が
発生しなかったりすることはなく、低温域においても予
めそれに適した温度−粘度特性を有した液体を使用する
ことにより確実に地震波をとらえることができるものと
考えられる。

【００４７】以上の実施例については炭化水素たるヘキ
サンに所定量のアルコールを添加溶解したものを封入し
たものについて述べたが、例えばヘキサンのかわりに前
述のペンタンやヘプタン、トルエン等使用温度範囲内で
液体である炭化水素にアルコールを添加溶解したもの
や、若しくはアルコールとシリコンオイルとの混合液を
制振液体として使用することにより前述の実施例と同様
に低温時に於ける微量の水分の存在による影響を防止す
る効果を得ることができる。またアルコールに換えて例
えばメチルトリメトキシシランやメチルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン等のシランカップリン
グ剤を主液体に所定量添加しておく事により、さらには
シランカップリング剤そのものを制振液体として使用す
る事により、制振液体中の水分がシランカップリング剤
のアルキル基と反応してアルコールを生成するので、結
果として水分が除去されることとなり低温領域での動作
が確実になる。またこれらの液体はアルコールやシラン
カップリング剤に限るものではなく、制振液体中に含ま
れる微量の水分により低温領域において接点部材とハウ
ジング間の導電性を阻害しないようにしたもの、例えば
水分と反応して二酸化炭素を生成するイソシアネートエ
チルメタクレートの様なイソシアン酸系物質等を使用し
てもよい。

【００４８】また、本発明においては制振液体の主液体
としてペンタン、ヘキサンの如き炭化水素にメチルアル
コールやエチルアルコール、プロピルアルコールの如き
アルコールを所定量添加溶解したり、シリコンオイル等
のアルコールをほとんど溶解しない液体にアルコールを
添加した液体を使用し、これらの制振液体は接点部材や
慣性球表面をおかすことはなく、またハウジングと蓋板
の溶接時にもその熱によりパーフロロイソブチレンやフ
ッ化水素などの有毒物質が発生することはない。そのた
め封入溶接時に発生した物質の特別な処理や作業者の安
全の確保に対する特別な配慮が不要になる。さらにアル
コールや炭化水素、シリコンオイルの比重は概ね０．６
〜０．８程度でフッ素系不活性液体と比べて小さいた
め、慣性球に与える浮力の影響を低減することができ
る。

【００４９】またこのスイッチの通常の使用条件は電圧
５Ｖ以下、電流１ｍＡ以下であり慣性球と接点部材及び
ハウジングとの接触時に接触部間のアークや発熱等によ
り制振液体が分解したりすることはほとんどなく、シリ
コン酸化物等の電気絶縁物の発生もほとんどない。また
制振液体に対するアルコールの添加量を静止時にリード
端子とハウジングの間の絶縁抵抗値が規定の値以上にな
るような量、実施例では３パーセントに選定されている
ことにより、接点部材６とハウジング５との間を制振液
体９中のアルコールによって微少電流が流れることもな
い。

【００５０】また上述の通り接点部材６とハウジング５
との間を制振液体９を介して微少電流が流れることが無
いので、地震等の発生時以外通常は回路を完全に遮断す
るために制振液体９の量を静止時正規姿勢において接点
部材６の下部が接しない程度とする必要がなくなる。そ
こで制振液体９の量を少なくとも液面が接点部材６に接
触する量とすることにより、加振後に接点部材６と慣性
球７の間に残る制振液体の滴は容器内に溜まっている制
振液体の液面と接して表面張力により流れ落ち一体化す
るので、静止時に接点部材上に残った制振液体の滴の表
面張力により接点部材と慣性球が接触してしまうことは
ない。

【００５１】また、本発明の実施例のスイッチでは密閉
容器中に制振液体９を封入することにより接点部材６や
慣性球７の表面に汚れが付着しにくくなり、振動時に慣
性球７が制振液体９を攪拌し流れを生ずることによりこ
れらの汚れが落ちやすくなる。また本実施例のスイッチ
では接触部となりうる部分は慣性球では表面全体であ
り、接点部材及びハウジングでは円周状に存在するため
に、例えばシリコン酸化物等の電気絶縁物の発生が１ヵ
所に集中する可能性は実質的に零に近く、よって接触部
間の導通不良は発生しにくい。さらに慣性球と各接触部
は摺動を伴って接触するため、発生した絶縁物は摺動に
より擦り落とされ接触部は常に清浄に保たれる。さらに
制振液体９の比重がシリコン酸化物と比較して小さいた
めに、擦り落とされたシリコン酸化物は沈みやすく、ま
たこれらが浮上して接点部材６と慣性球７の接触を阻害
する可能性は低くなる。そのため電気信号は確実にな
り、長期に亘って所期の性能を維持することができる。

【００５２】この様な加速度応動スイッチ１をマイコン
メーターなどに取り付ける場合の例を図２に示し、この
実施例について説明する。この感震器１１はケース１２
中に加速度応動スイッチ１を収納している。加速度応動
スイッチ１のリード端子３には吊り部１３が設けられ、
ケース１２内に設けられた保持体１４のハンガー１４Ａ
に揺動可能に懸吊され、通常は加速度応動スイッチ１が
自動的に正規姿勢となるようにされている。加速度応動
スイッチ１の蓋板２及びリード端子３にはしなやかなリ
ード線１５Ａ，１５Ｂの一端が電気的に接続され、各リ
ード線の他端は接続端子１６Ａ，１６Ｂを介してケース
１２にインサート成形された導電端子１７Ａ，１７Ｂに
接続される。ケース１２内には粘性流体１８が所定量充
填されており、ケース１２の開口端には外蓋１９が前記
粘性流体１８が漏出しない程度の気密性をもって封着さ
れている。

【００５３】この感震器１１は制御装置のプリント基板
等に直接取り付けられ、導電端子１７Ａ，１７Ｂによっ
て基板上の配線に接続される。本発明の如き加速度応動
スイッチはその構造上、取付姿勢が動作特性に大きく影
響し、例えば正規姿勢から１度傾斜すると２０ガル近く
動作加速度が変化する。この様に取付姿勢に高い精度を
要求されるため、加速度応動スイッチ１を直接プリント
基板に取り付ける構造とすることは非常に困難である。
しかし感震器１１においては加速度応動スイッチ１をケ
ース１２内に吊り下げているため、感震器の取付姿勢が
許容傾斜角度の範囲内であれば加速度応動スイッチ１は
自重により自動的に正規姿勢になるので取付けに必要以
上の精度は要求されずその作業は容易になる。

【００５４】またケース１２には加速度応動スイッチ１
とともにその粘性を選定された高粘度の粘性流体１８、
例えば５０００cs程度のシリコンオイルが封入されてい
るため、感震器１を取付けた装置が転倒したり急に傾い
たときや地震等の振動に対しては加速度応動スイッチ１
はケース１２の動きにほぼ追従し動作信号を発生する。
また取り付け時の傾き等に対しては例えば３０秒以内に
正規姿勢に復帰するように粘性流体１８の粘度は選定さ
れている。このように図２に示す如き構造の感震器にお
いては取付けが容易になるとともに、地震の振動や急激
な傾斜や転倒を確実に検出することができる。

【００５５】なお、本発明の加速度応動スイッチについ
て実施例では金属製の蓋板を有したものについて説明し
たが、制振液体が漏出しない程度の密閉容器を構成する
ことができ導電性のリード端子を絶縁固定できるもので
あれば、樹脂やセラミックスを使用してもよい。この場
合図２に示すリード線１５Ａの一端はハウジング５に導
電的に固定される。

【００５６】次に図３及び図４を参照しながら本発明の
他の実施例について説明する。図３は本発明の加速度応
動スイッチ２１の縦断面を図４のＢ−Ｂ断面で表わした
図であり、図４は図３の加速度応動スイッチのＡ−Ａ断
面矢視図である。なお、前述の加速度応動スイッチ１と
同じ部材には同じ記号を付して重複する説明を省略す
る。

【００５７】上述の如く容器内に制振液体を注入したも
のにおいては制振液体の粘度はその温度に大きく影響さ
れるため、広い使用温度範囲にわたって安定した特性を
有した制振液体が要求されるため液体の選定が非常に難
しくなる。そこで低温域、例えば−３０℃における粘度
の上昇を補い所期の性能を得るために、制振液体として
低温域でも充分な流動性を有したものを選定するか、そ
の注入量を少なくして慣性球に対する規制力を調整する
という方法が考えられる。しかし制振液体の粘度を低温
域で充分な流動性を有するものに選定すると高温域例え
ば６０℃ではさらに粘度が低くなるため規制効果が低下
して所期の性能が得られないことがある。また注入量を
少なくする場合にも制振液体の粘性の温度変化は変らな
いために低温域において正常な動作をするように注入量
を減らした場合には高温域では規制効果が不充分にな
り、さらに前述の様に静止時に於いて制振液体の滴の表
面張力により接点部材と慣性球との間が接触されるとい
う問題もある。このように制振液体のみを使用したもの
においては低温域から高温域までの広い温度範囲に於け
る安定した動作を得ることは困難である。

【００５８】そこでこの加速度応動スイッチ２１におい
てはハウジング２５内に制振液体９を注入しておくと共
にハウジング２５の内側の側壁２５Ｃには高温時など制
振液体だけでは規制効果が不充分な時に於いて慣性球の
運動を規制するための衝接部たる突起２５Ｄが実施例で
は図４に示す如く等間隔で６ヵ所設けられることによ
り、低温域から高温域まで安定した動作特性を得る事が
できる。この突起２５Ｄは例えばプレス成形等で形成さ
れており、その数はハウジングや慣性球の大きさや慣性
球の材質等によって決まる共振周波数によって決めら
れ、ハウジング内周に均等に設けられるのであれば５ヵ
所以下例えば３ヵ所若しくは４ヵ所でも良いし、もちろ
ん７ヵ所以上設けてもよい。またプレス加工上の理由等
からハウジング底面２５Ａ部分で慣性球７が側壁２５Ｃ
に当たる迄に実際上動き得る範囲の転動部２５Ｅの形状
に影響を与えないならば、突起２５Ｄ等の衝接部は例え
ば図３に点線で示す慣性球７の最大移動位置とハウジン
グ側壁２５Ｃとの間の慣性球７と衝接しない位置にハウ
ジング底面２５Ａの外側の部分から上方に向けて柱状に
設けてもよい。

【００５９】また衝接部のハウジング内側への突出量は
慣性球７がこの突起２５Ｄに接触する位置にあっても慣
性球７と接点部材６との接触を妨げず且つ接点部材６が
突起２５Ｄに直接接触せず、慣性球の円運動が確実に進
路変更させられる高さに選定されている。また衝接部の
ハウジングの円周方向の幅は可及的狭くしておくことに
より、慣性球の往復振動時に慣性球７が衝接部に正面衝
突して振幅が減少する機会を最小限にでき、且つ慣性球
７が衝接部である突起２５Ｄに正面衝突する時以外、例
えば僅かな角度で斜めに当たれば慣性球７はハウジング
２５の側壁２５Ｃまで到達し、慣性球７の振幅が減少す
ることがなくなるから接点部材６との接触時間にはほと
んど影響はない。

【００６０】次にこの加速度応動スイッチ２１の動作に
ついて説明する。正規姿勢時で静止時には前述の加速度
応動スイッチ１の場合と同様に慣性球７はハウジング底
面２５Ａの静止部２５Ｂ上に位置しており、この状態で
は慣性球７は接点部材６とは接触せずリード端子３とハ
ウジング２５及び蓋体２との間は電気的に接続されない
ので信号が出力されることはない。

【００６１】加速度応動スイッチ１が所定の値以上の水
平方向の振動をうけると慣性球７がハウジング底面２５
Ａの転動部２５Ｅ上を転動して接点部材６の羽根状部６
Ａと接触することにより、接点部材６とハウジング２５
が電気的に短絡され、リード端子３−接点部材６−慣性
球７−ハウジング２５−蓋板２の経路で電路が形成され
信号が出力される。

【００６２】この様な慣性球７の転動時に前述の実施例
の説明でも述べた如く、慣性球７がハウジング２５の中
心を逸れ、ある周波数では慣性球の共振と円錐面状の底
面形状からその方向の動きが徐々に増幅されていって８
の字運動や楕円軌道や円軌道等の周回運動を始めること
がある。

【００６３】しかし本発明に於いては、前述の如く密閉
容器内に慣性球７とともにアルコール等の制振液体９が
注入されている事により慣性球７の転動が規制され、振
動方向と直交する方向への慣性球７の転動は実質的にな
くなりほぼ理想的な転動になる。

【００６４】また例えば加速度応動スイッチ２１が取り
付けられた装置に人やボールがあたる等して強い衝撃が
与えられると、慣性球７がハウジング５や接点部材６に
沿って回転を始めることがあるが、本発明では制振液体
９が注入されかつハウジング内面に衝接部が設けられて
いるため、その回転運動を短時間で収束させることがで
きる。そのため信号の出力はされても、その収束過程を
短くすることで前述の条件に合致する信号の繰り返しを
避けることができ、マイコンが不所望な制御動作を行な
うことがなくなる。これは衝撃により慣性球７が周回運
動を始めると慣性球７は衝接部たる突起２５Ｄと衝接し
て軌道を変えられるとともに、制振液体９により慣性球
７の共振周波数が下げられているために周回運動は維持
できず、また衝撃時から急激に減衰していく振動では制
振液体９に抗して慣性球の転動を維持することができな
いためである。

【００６５】そのため例えば前述の様に１回の継続時間
が４０ミリ秒以上のオン信号及びオフ信号が３秒間に３
回以上出力された時にマイコンが地震と判断するものに
おいては、慣性球の動きを不規則に変化させるため前述
の実施例以上に４０ミリ秒以上のオン信号が発生しにく
くなり、３回発生する以前に慣性球の転動は接点部材と
接触しない範囲内に収束し、よってこの様な衝撃ではマ
イコンは地震発生と誤判断をしなくなる。

【００６６】この様に制振液体、本実施例ではアルコー
ルを溶解した炭化水素やアルコールを溶解しないシリコ
ンオイル等の主液体とアルコールとを混合した液体を注
入した加速度応動スイッチを低温域で使用する場合、制
振液体の粘度を常温での使用に適した粘度に設定してお
くと、低温域では制振液体の粘度が高くなるため慣性球
の動作に対する規制力が大きくなり、所定の振動が与え
られても慣性球が接点部材との接触時間が短くなり例え
ば前述の４０ミリ秒以上のオン信号が出力されなかった
り、さらには慣性球が接点部材と接触せず信号が出力さ
れないことがある。しかし本発明に於ては制振液体９は
その粘度が最低使用温度でも所定の値以下であるような
ものを選定されており、たとえば炭化水素のヘキサンは
−３０℃で動粘度が１cs程度であり正弦波による加振に
対して１３０ガルで所定時間のオン信号を出力してお
り、この加速度は前述の通り震度５に相当する８０ガル
から２５０ガルの範囲内である。

【００６７】またもちろん、−３０℃に於て周波数を７
〜８Hzとし２００〜３００ガル加速度で加振した場合に
も制振液体９により慣性球７の振動方向と交差する方向
への振動成分による周回運動は規制されるので、慣性球
７の転動を実質的に振動方向の転動のみにする事ができ
不所望の信号を発することはない。さらにはヘキサンな
どの主液体中に所定量添加されたアルコールにより、低
温域に於ける制振液体中の微量水分の凍結による影響を
排除する事ができる。

【００６８】さらに−３０℃での衝撃試験に於いても、
本実施例においては制振液体と衝接部との効果により慣
性球７の転動は１０秒以下で収束する。そのためマイコ
ンメータにボールが当たる等の衝撃をうけてもマイコン
は地震発生の誤判断をしなくなる。

【００６９】しかし本実施例では低温域でも制振液体９
の粘度が所定の値以上にならないように選定したため、
高温域に於ては逆に粘度が低くなり過ぎて制振液体９に
よる規制効果が充分に得られないことがある。そこで本
発明では制振液体９の規制効果の低下を補うためにハウ
ジング２５内面に衝接部たる突起２５Ｄが設けられてい
る。そのため温度の上昇により制振液体９の粘度が低下
してその規制効果が低下しても、慣性球７は突起２５Ｄ
によりその転動を規制され常温での状態と同様に周回運
動への移行を規制することができる。

【００７０】また衝撃などが与えられ慣性球７が周回運
動を始めた場合には慣性球７は突起２５Ｄと衝接するこ
とによりその運動方向を変えられると同時に周回運動の
エネルギーを奪われるため、常温での状態と同様に慣性
球の周回運動ならびに転動を早期に収束させることがで
きる。そのため信号の出力はされても、その収束過程を
短くすることで前述の条件に合致する信号の繰り返しを
避けることができ、マイコンが不所望な制御動作を行な
うことがなくなる。このとき制振液体９は粘度が低くは
なっているものの慣性球７の転動に対して規制力を与え
ていることはもちろんであり、よって使用範囲内のあら
ゆる状況下に於て制振液体と衝接部とは共に慣性球の転
動の早期収束に寄与している。

【００７１】たとえば本実施例に於ては６０℃で制振液
体９としてヘキサンを使用するとヘキサンの動粘度は
０．４cs以下であり、正弦波による加振に対して慣性球
７は１２０ガルで転動開始している。この加速度応動ス
イッチ２１を６０℃に於て周波数を７〜８Hzとし２００
〜３００ガルの加速度で加振した場合には、制振液体９
の粘度が低下するためにハウジングの底面の形状と慣性
子の質量による共振周波数と加振周波数の相違等から振
動方向と交差する方向に発生する僅かな加速度成分を制
振液体だけでは充分に抑えられない。そのため衝接部を
持たない場合には慣性球７の振動方向と交差する方向へ
の転動が増幅されて慣性球７が周回運動を始め不所望の
信号を発することがあるが、衝接部たる突起２５Ｄを設
けた場合には慣性球７の転動は突起２５Ｄにより規制さ
れるため、制振液体の粘性が低下している温度領域でも
慣性球の周回運動を規制することができ、慣性球７の転
動を実質的に振動方向の転動のみにする事ができる。

【００７２】またたとえば６０℃での衝撃試験に於い
て、衝接部のないものでは制振液体９の粘度が下がるた
め慣性球７の転動の収束に１５〜２０秒程度かかったの
に対して、実施例では慣性球７の転動は制振液体と衝接
部との協働効果により１０秒以下で収束している。その
ためマイコンはマイコンメータに人やボールが当たる等
の衝撃では地震発生の誤判断をしなくなる。

【００７３】なお衝接部の形状は図３及び図４の様な突
起に限定されるものではなく、慣性球が回転運動に移行
する時にその運動方向を急激に変え且つ運動エネルギー
を減少させるものであれば、たとえば図５及びそのＣ−
Ｃ断面図である図６に示すようにハウジング内にハウジ
ングとは別体の前述の例の衝接部と同様の効果を有する
衝接部材を固定した構造としてもよい。この実施例にお
いて前述の例と同様の部材には同一の番号を付しその説
明を省略する。この実施例の加速度応動スイッチ３１の
密閉容器内部にも粘度等を選定された制振液体９が注入
されており慣性球７の周回運動や不所望の転動を規制す
る。

【００７４】本実施例の衝接部材３２は例えば鉄やその
合金等の金属や樹脂等により成形されており、図７
（Ａ），（Ｂ）に示す如くリング状の基部３２Ａに等間
隔で衝接部３２Ｂが設けられている。この基部３２Ａを
有底円筒形のハウジング５の底面に固定することによ
り、衝接部３２Ｂは所定の位置に配置され、実施例では
等間隔に８ヵ所設けられている。衝接部材３２の基部３
２Ａはリング状でありその内側の直径は慣性球７の転動
部がこの内側に到達しないようにされているため、衝接
部材３２が慣性球７の基本的な転動の特性に影響を及ぼ
すことはない。

【００７５】この衝接部材３２の衝接部３２Ｂによる効
果は前述の突起２５Ｄの場合と同様であるが、この衝接
部材３２はハウジングとは別個の部材で構成されている
ので、例えばハウジングより薄い材料や弾性変形しやす
い材料を使用することが可能であり慣性球７との衝接時
に剛体に近い突起２５Ｄと比較して慣性球７の運動エネ
ルギーを多く吸収することができるように設計可能で、
制振液体９と協働して慣性球７の転動をより速やかに収
束させることができる。

【００７６】また図８に示すハウジング４５の横断面図
の如くハウジングの側壁４５Ａを多角形にしたり曲率を
変化させて非円形断面形状とすることにより、側壁４５
Ａを実質的に衝接部とし、慣性球７のハウジング４５の
内面に沿っての周回運動を不安定にするとともに制振液
体の規制効果により収束させる構造としてもよい。この
場合もハウジング底面４５Ｂ上の点線で示す慣性球転動
部４５Ｃの立体的形状を図１に示したハウジングの底面
５Ａと同じ様な勾配にしておけば慣性球７の基本的な転
動の特性に対して影響を与えないようにできる。また慣
性球７の転動方向による転動距離の差により生ずるオン
時間の差を最小限とするよう慣性球７の直径との相対的
寸法を考慮した多角形等の非円形形状に設計すれば、実
質的に震動の検出に支障はなくなる。

【００７７】次に上述の加速度応動スイッチの製造方法
について説明する。通常これらの加速度応動スイッチに
おいては使用電圧が比較的低く電流が微弱であるため、
接点部材及び慣性球の表面やハウジング内面に酸化被膜
等が発生すると接触抵抗が大きく変化する。そこでスイ
ッチ本体のハウジングを密閉容器とし、内部空間には汚
損防止用ガスとしてヘリウムやアルゴン等の不活性ガス
や窒素や水素が置換封入され、酸化被膜等の発生を防止
している。特にヘリウムを含有させると、ヘリウムリー
クディテクタで気密検査を行なうことができ好ましい。
また各接触部の酸化等の不都合が無ければ容器内の気体
を置換しなくてもよい事は云うまでもない。

【００７８】ハウジング内の制振液体に例えばシリコン
オイルとアルコールの混合液を使用する場合等には既に
述べた通りアルコールはシリコンオイルに溶解しないた
め、その混合比率を一定にするためにはハウジングに２
液を別々に注入する必要がある。しかしこの様な注入方
法は製造上手間がかかり特にハウジング内の気体を不活
性ガス等に置換するものに於いて後述の溶接チャンバー
内で制振液体を注入するものにおいては封入装置が非常
に複雑になり、さらにはアルコールの比率が低い制振液
体とする場合には注入量の僅かな誤差が比率にすると大
きな差となってしまい、安定した性能を得ることが難し
くなるという問題がある。

【００７９】そこで本発明の加速度応動スイッチの製造
方法においては、制振液体の主液体とアルコールを均一
に混合した状態でこの制振液体をハウジング内に注入す
ることにより、注入作業を容易にすると共に制振液体中
のアルコールの比率を一定に揃える事ができる。この方
法としては例えば炭化水素の如くアルコールを溶解する
液体を制振液体の主液体とし予め所定の比率のアルコー
ルを溶解したのちにハウジング内に注入したり、シリコ
ンオイルの如くアルコールを溶解しない液体を主液体と
する場合には制振液体中のアルコール分布が均一になる
ように攪拌した状態でハウジング内に注入したり予めシ
リンダー内に加速度応動スイッチ一個分の量の主液体と
アルコールを所定の割合で混合しておきこれをハウジン
グ内に注入する等が考えられる。この様な方法で制振液
体をハウジング内に注入する事により２液を別々に注入
するものと比較して、製造装置、特に注入機構が簡略化
されると共に製造が非常に容易になる。

【００８０】この製造方法について図１に示したスイッ
チについて図９を参照して述べる。図９は本発明の加速
度応動スイッチの封入に使用する封入装置の一例であ
り、溶接機は省略してあるが溶接電極とその周辺部を示
している。この封入装置に使用される溶接機はコンデン
サに充電した電荷をトランスの一次コイルに放電しその
トランスの二次側の大電流を利用するものが好ましい。
そして上下に加圧力を印加された時大電流を流すように
上側電極１０５と下側電極１０６を有している。前記電
極１０５と１０６は、各々の開口端がＯリングの如きパ
ッキン１０１Ｃを介して気密に当接する下保持部材１０
１と上保持部材１０２とによって包囲されたチャンバー
１０３を構成するように配設されている。

【００８１】このチャンバー１０３内に、貫通孔２Ａに
電気絶縁性の充填材によりリード端子を気密に貫通保持
された該リード端子の図示下端に電極６を固定した円形
の蓋板２と、慣性球を収納し制振液体を注入したハウジ
ング５が保持される。このチャンバー１０３を構成して
いる上保持部材１０２と下保持部材１０１とは大電流を
通す事の可能な電極であり例えばクローム銅などの材料
が用いられる。

【００８２】チャンバー１０３に連通された通路１０１
Ａには図示はしないが排気用電磁弁を介して真空ポンプ
が接続され、チャンバー１０３の内部の空気を通路１０
１Ａを介して排気できるようにされている。また同じく
チャンバー１０３に連通された通路１０１Ｂには図示し
ない充填用電磁弁を介してガス供給源からチャンバー１
０３内に汚損防止用の不活性ガスが通路１０１Ｂを介し
てハウジング５内に充填可能にされている。

【００８３】チャンバー１０３内に蓋板２とハウジング
５を保持した後、通路１０１Ａ側の排気用電磁弁を開き
（充填用電磁弁は閉じてある）チャンバー１０３内の空
気を通路１０１Ａから排気する。この排気によりチャン
バー１０３内が所定の真空度に達すると排気用電磁弁を
閉め、次に通路１０１Ｂ側のガス充填用電磁弁を開きガ
スボンベ等の供給源からチャンバー１０３内に汚損防止
用の不活性ガスを通路１０１Ｂを介してハウジング５内
に充填し、所定の充填量に達した時点で充填用電磁弁を
閉じる。この工程まではハウジング５の開口端と蓋板２
の周縁部は所要の隙間を保たれている。

【００８４】この場合、例えば制振液体の主液体として
ヘキサンを使用したものを例に説明すると、ヘキサンの
２０℃での蒸気圧が約１２０torrであり、減圧時の圧力
を１５０torr程度、約１／５気圧に抑えなければならな
い。つまり１５０torrに減圧した後に不活性ガスの充填
を行なうことにより空間の４／５を不活性ガスとするこ
とができる。また残る１／５は通常は排気前の気体、実
際には空気と制振液体の蒸気、例えば実施例では空気と
ヘキサン及びメチルアルコールの蒸気が残留している。

【００８５】この残留量が長期間のスイッチの信頼性に
問題となるのであれば例えば容器の封止前に上述の置換
作業を繰り返す事により置換率は４／５の階乗になり例
えば置換作業を５回繰り返す事により制振液体の蒸気を
考慮しないとすると空気の残留量は１／３１２５以下に
なる。なお実際には減圧により制振液体の蒸気が発生す
るため、１回の排気による空気の排出量は多くなるので
例えば５回繰り返した後の空気の残留量は計算値よりも
低くなり、５回繰り返さなくても充分に少なくすること
もできる。また予め常温より低い温度に冷却し蒸気圧を
下げた制振液体を注入することにより、封入時にハウジ
ング内の圧力をより低くする事ができるのでハウジング
内の気体の置換作業が容易になる。また封入前にハウジ
ング内に不活性ガス等の汚損防止ガスを貫流させて充分
に置換した後に封入することにより蒸気圧の高い制振液
体を注入し封入する時にもハウジング内の気体の置換作
業が短時間で済むと共にハウジング内部の気体を容易に
置換することができる。また予めハウジング内の気体を
汚損防止ガスと置換した後に制振液体を注入するように
してもよい。

【００８６】次にチャンバー１０３の上保持部材１０２
は気密を保ち且つ上下に動き得るダブルアクション構造
となっていて、そのうちの蓋板２を保持している部分は
大気圧が印加されてもそれに耐え得る反発力を有するバ
ネ１０４等により一定の位置に保たれているが、それ以
上の力が印加されると蓋板２の周縁部がハウジングの開
口端と所定の圧力で接触させられ、その後両端面間に例
えばコンデンサ放電形の溶接機の上電極１０５及び下電
極１０６によって挟みつけるようにしてこの両電極を介
して大電流を瞬間的に通じて、所謂リングプロジェクシ
ョン溶接と称する気密溶接を完了する。通常は気密検査
のために不活性ガスにヘリウムが混合されており、気密
溶接後ヘリウムリークディテクターによりその漏洩量が
１０^-9atm・cm³/sec以下となる程度の気密性を付与され
る。

【００８７】この様に予め制振液体の主液体に所定の比
率のアルコールを溶解したのちにこの制振液体をハウジ
ング内に注入することにより、注入作業を容易にすると
共に制振液体中のアルコールの比率を一定に揃える事が
できる。

【００８８】また上述の実施例においてはハウジング内
の気体を不活性ガス等の汚損防止ガスに置換するものに
ついて説明したが、例えば排気による減圧を行ない、そ
のまま封入し空間内に制振液体の蒸気を充満させる構造
とすれば汚損防止用の不活性ガスは不必要になり封入作
業の効率化がはかれる。

【００８９】また例えば慣性球やハウジング内面、接点
部材等に貴金属のメッキ等の表面処理を行なうことによ
り、密閉容器内の気体の不活性ガスとの置換率を下げた
り、不活性ガスとの置換そのものを省略することがで
き、密閉容器の気密性も容器中の制振液体が洩れない程
度に緩和することができる。

【００９０】また本実施例においては図２の如き感震器
に使用する加速度応動スイッチとして図１のものについ
てのみ説明したが、他の各実施例の加速度応動スイッチ
を使用しても同様に製造できることはいうまでもない。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば、制振液体で外乱による
慣性球の運動を抑えることにより、慣性球の運動を加速
度応動スイッチに与えられた振動に対して忠実な往復運
動とすることができ、従来のものの様な慣性球の楕円運
動や低温域での信号の不確実さを排除することができ
る。

【００９２】また衝撃による慣性球の転動時には、制振
液体によりその運動をすばやく収束させることができ、
収束過程に於ける信号の出力時間を短くすることにより
マイコンによる地震検知条件に合致する信号の繰り返し
を避け、マイコンメーターの誤動作を防ぐことができ
る。

【００９３】さらに制振液体としてペンタンやヘキサ
ン、トルエン等使用温度附近で液体となる炭化水素にア
ルコールを溶解した液体や、シリコンオイルとアルコー
ルの混合液を使用することによりフッ素系不活性液体を
使用する時の如く封入溶接時の熱により有毒物質が発生
することがなくなり、発生した物質の特別な処理や作業
者の安全の確保に対する特別な配慮が不要になる。また
制振液体の比重がフッ素系不活性液体に比べて小さいた
め、慣性球に与える浮力の影響を低減することができ
る。

【００９４】また本発明では制振液体として炭化水素等
の主液体にアルコールを添加した液体や、シリコンオイ
ル等とアルコールとの混合液の如く制振液体中に含まれ
る微量の水分が少なくとも低温領域で前記接点部材とハ
ウジング間の導電性を阻害しないようにした液体を所定
量添加した事により低温域に於ける水分の影響をなくす
ことができる。

【００９５】また制振液体の主液体に対して添加するア
ルコールの混合比率を体積比で１０パーセント以下とし
た事によりアルコールが接点間を短絡する事はなく接点
間の抵抗値は充分に高くなり、事実上接点間の制振液体
の導電性は問題ない。

【００９６】さらには制振液体の量を少なくとも接点部
材の先端が接触する程度とする事により、加振後に接点
部材上に残った制振液体の滴の表面張力により接点部材
と慣性球が互いに引き寄せられることはなくなる。

【００９７】さらに本発明によれば、ハウジング内に制
振液体を注入するとともにハウジング内面に衝接部を設
けることにより高温域での制振液体の粘度の低下による
規制効果の低下を補うことができる。また衝撃による慣
性球の転動時には、制振液体と衝接部とによりその周回
運動及び不所望の転動をよりすばやく収束させることが
でき、収束過程に於ける信号の出力時間を短くすること
によりマイコンによる地震検知条件に合致する信号の繰
り返しを避け、マイコンメーターの誤動作を防ぐことが
でき、且つ高温域での制振液体の粘度の低下による規制
効果の低下を衝接部により補うことができる。

【００９８】また制振液体の主液体とアルコールを均一
に混合した状態でこの制振液体をハウジング内に注入す
ることにより、注入作業を容易にすると共に制振液体中
のアルコールの比率を一定に揃える事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加速度応動スイッチの一実施例。

【図２】本発明の加速度応動スイッチを使用した感震器
の一実施例。

【図３】本発明の加速度応動スイッチの他の実施例。

【図４】図３の加速度応動スイッチの横断面図。

【図５】本発明の加速度応動スイッチの他の実施例。

【図６】図５の加速度応動スイッチの横断面図。

【図７】図５及び図６の実施例に使用する衝接部材の一
例。

【図８】本発明の加速度応動スイッチのハウジングの一
例の横断面図。

【図９】本発明の加速度応動スイッチの製造に使用され
る封入装置の一例。

【図１０】本発明及び従来の加速度応動スイッチの波形
図の一例。

【符号の説明】

１，２１：加速度応動スイッチ ２：蓋板 ３：リード端子 ４：電気絶縁性充填材 ５，２５：ハウジング ６：接点部材 ７：慣性球 ８：保護板 ９：制振液体 ２５Ｄ：突起（衝接部） ３２：衝接部材 ３２Ｂ：衝接部 ４５Ａ：側壁（衝接部）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 35/14 G01V 1/18 H01H 11/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板の実質的な中心に穿たれた孔に電
   気絶縁性の充填材によって導電性のリード端子を貫通し
   気密に固定した蓋板と、 有底円筒形の導電性のハウジングを有し、 該ハウジングの底面には実質的な中心部から外側に向か
   って同心円状に緩やかに上昇する傾斜面が形成され、 前記蓋板の周縁部にハウジングの開口端が気密に固着さ
   れて密閉容器を形成し、蓋板のリード端子の密閉容器内
   側の端部には導電端子ピンを中心としてしなやかな弾性
   を有した複数の羽根状部が実質的に同心放射状に配設さ
   れた導電材製の接点部材を導電的に固着し、 前記密閉容器の内部には導電性の固体の慣性球が正規姿
   勢において静止時には重力によりハウジングの実質的な
   中央部に位置するように収納され、 振動を受ける事により慣性球が転動し接点部材と接触し
   て変位させるとともに摺動し同時にハウジング内面と接
   点部材との間を慣性球を介して短絡するように構成さ
   れ、 前記密閉容器中には慣性球の不所望な転動を抑制するた
   めにスイッチの使用温度範囲内では流動性を保つ制振液
   体が封入されるとともに、この制振液体中に含まれる微
   量の水分が少なくとも低温領域で前記接点部材とハウジ
   ング間の導電性を阻害しないようにする液体が所定量添
   加されたことを特徴とする加速度応動スイッチ。
2. 【請求項２】 金属板の実質的な中心に穿たれた孔に電
   気絶縁性の充填材によって導電性のリード端子を貫通し
   気密に固定した蓋板と、 有底円筒形の導電性のハウジングを有し、 該ハウジングの底面には実質的な中心部から外側に向か
   って同心円状に緩やかに上昇する傾斜面が形成され、 前記蓋板の周縁部にハウジングの開口端が気密に固着さ
   れて密閉容器を形成し、蓋板のリード端子の密閉容器内
   側の端部には導電端子ピンを中心としてしなやか な弾性
   を有した複数の羽根状部が実質的に同心放射状に配設さ
   れた導電材製の接点部材を導電的に固着し、 前記密閉容器の内部には導電性の固体の慣性球が正規姿
   勢において静止時には重力によりハウジングの実質的な
   中央部に位置するように収納され、 振動を受ける事により慣性球が転動し接点部材と接触し
   て変位させるとともに摺動し同時にハウジング内面と接
   点部材との間を慣性球を介して短絡するように構成さ
   れ、 前記密閉容器中には慣性球の不所望な転動を抑制するた
   めの制振液体として炭化水素が封入されると共にこの制
   振液体中の水分の凍結による電流の導通不良防止用にア
   ルコールが所定量添加されたことを特徴とする加速度応
   動スイッチ。
3. 【請求項３】 制振液体に対するアルコールの添加量は
   静止時にリード端子とハウジングの間の絶縁抵抗値が規
   定の値以上になる量に選定されていることを特徴とする
   請求項２の加速度応動スイッチ。
4. 【請求項４】 金属板の実質的な中心に穿たれた孔に電
   気絶縁性の充填材によって導電性のリード端子を貫通し
   気密に固定した蓋板と、 有底円筒形の導電性のハウジングを有し、 該ハウジングの底面には実質的な中心部から外側に向か
   って同心円状に緩やかに上昇する傾斜面が形成され、 前記蓋板の周縁部にハウジングの開口端が気密に固着さ
   れて密閉容器を形成し、蓋板のリード端子の密閉容器内
   側の端部には導電端子ピンを中心としてしなやかな弾性
   を有した複数の羽根状部が実質的に同心放射状に配設さ
   れた導電材製の接点部材を導電的に固着し、 前記密閉容器の内部には導電性の固体の慣性球が正規姿
   勢において静止時には重力によりハウジングの実質的な
   中央部に位置するように収納され、 振動を受ける事により慣性球が転動し接点部材と接触し
   て変位させるとともに摺動し同時にハウジング内面と接
   点部材との間を慣性球を介して短絡するように構成さ
   れ、 前記密閉容器中には慣性球の不所望な転動を抑制するた
   めの制振液体としてアルコールをほとんど溶解しない電
   気絶縁性の液体が封入されると共にこの制振液体 中の水
   分の凍結防止用にアルコールが所定量添加され、 制振液体に対するアルコールの添加量は静止時にリード
   端子とハウジングの間の絶縁抵抗値が規定の値以上にな
   るような量に選定されていることを特徴とする加速度応
   動スイッチ。
5. 【請求項５】 制振液体に対するアルコールの添加量は
   制振液体に対して体積比で１０パーセント以下であると
   同時に静止時にリード端子とハウジングの間の絶縁抵抗
   値が１００ＭΩ以上になるような量に選定されているこ
   とを特徴とする請求項４に記載の加速度応動スイッチ。
6. 【請求項６】 制振液体の量は少なくとも液面が接点部
   材に接触する量とされていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項５のいずれか１項に記載の加速度応動スイッ
   チ。
7. 【請求項７】 ハウジング内面には慣性球が前記静止時
   には無関係で所定の加速度を受けた時に接触する壁面部
   分に衝接部が設けられ、 加振時等には前記慣性球が断続的に該衝接部に衝接して
   進路を変更させられ慣性球と接点部材との接触を不連続
   に乱すことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれ
   か１項に記載の加速度応動スイッチ。
8. 【請求項８】 金属板に電気絶縁性の充填材によって導
   電性のリード端子を気密に貫通固定して蓋板とし、 該リード端子の端部に複数のしなやかな弾性を有した羽
   根状部を持つ導電材製の接点部材を導電的に固着し、 有底円筒形の導電性のハウジングに導電性の慣性球を収
   納し、 予め制振液体に対してアルコールを含む複数の液体を均
   一に混合しそのアルコールの添加量は制振液体に対して
   体積比で１０パーセント以下とされた所定量の制振液体
   を注入した後に、 ハウジングの開口端に前記接点部材がハウジング内部に
   収納されるように前記蓋板の周囲を気密に固着して気密
   容器を構成することを特徴とする加速度応動スイッチの
   製造方法。