JP2981509B2 - 感震器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜発明の分野＞ この発明は、例えばガスメータ用プリント基板やその
他のガス器具などに取付けられ、地震などの振動が所定
値以上になったことを感知して電源の自動切断や燃焼装
置の自動消火などの災害防止機能を達成させるように用
いられる感震器に関するものである。

＜従来技術とその課題＞ この種の感震器として従来から広く知られているもの
に、例えば実開昭55−21510号公報、実開昭55−114943
号公報、実開昭55−119938号公報などに開示されている
ように、球面状もしくはテーパ面状の受け皿上に鋼球な
どの球体を載せて、振動にともなう球体の転動によりス
イッチを開閉させるように構成した球体方式のものと、
例えば実開昭55−28938号公報や特開昭57−74625号公報
などに開示されているように、ケース内に振子重錘を吊
下げ、この振子重錘またはこれに一体に連設された可動
体の水平方向もしくは水平方向および上下方向の運動を
検知するように構成した振子方式のものがある。

前者の球体方式の感震器の場合は、球体の転勤面を構
成する受け皿を必要とすることから、感震器全体が水平
方向において大径化、大形化しやすい。

一方、後者の振子方式の感震器の場合は、上記球体方
式のものに比べて水平方向において小形化しやすいけれ
ども、感度をよくするためには振子の吊下げ距離を大き
くする必要があるために、感震器の上下方向の全長が大
きくなりやすく、小形化しにくい。また、従来の振子方
式の感震器の場合は、ケースを傾斜して取り付けたと
き、感震部がその傾斜の影響をうけて、取付け時点での
ケースと感震部との相対的な傾きを感知して誤動作した
り、感知すべき振動の所定値、すなわち、設定震度が変
動したり、さらには、振動の方向による動作偏差が大き
くなるといったように、感震器としての動作の信頼性の
面で未だ多くの問題がある。

また、ケースの取付けが傾斜しても感震部を水平に保
つ自動水平機能を有する感震器として、従来、例えば、
実開昭62−193529号公報や実開昭62−169434号公報など
に開示されているように、取付け部側にオイルダンパー
などの粘性液体封入構造のダンパーを装着するととも
に、上記取付け部に対して全方向自由に揺動可能に吊下
げ支持させた感震部側に、上記ダンパーの封入粘性液体
内に浸漬されて取付け部との相対姿勢の変更時に液体抵
抗を受ける液体抵抗部を一体に付設したものが知られて
いる。

しかし、このような構成の従来の水平機能付き感震器
は、球体方式であって、上述したように感震器全体の大
形化は避けられず、しかも、ダンパー部におけるシール
個所が多く、また、それだけ部品点数も多くて構造が複
雑になるとともに、全体の組付けもむずかしく、さら
に、シールの信頼性が低いので、所定のダンパー機能、
ひいては水平機能において製品間でばらつきを発生しや
すいという問題があった。

＜発明の目的＞ この発明は上記従来の問題点を解消するためになされ
たもので、全体を小形化できるとともに、構造をシンプ
ルにして組付けを容易にでき、しかも、取付け姿勢が傾
斜しても所定の感震動作を常に確実に、かつ精度よく行
なわせることができる感震器を提供することを目的とし
ている。

＜発明の構成と効果＞ この発明に係る感震器は、ケース本体およびこれに冠
着されるケースカバーからなるケースと、このケース内
に設置され水平運動する振子重錘と、この振子重錘の水
平運動を上下運動に変換する運動変換機構部と、この機
構部により変換された振子重錘の上下運動を検知する検
知器と、ケースの傾斜取付け時に感震部を自動的に水平
に保持する自動水平機構部と、この水平機構部に対して
制振作用を与えるダンパー部とを具備し、上記ダンパー
部が上記ケースカバーの頂部内面との間に空隙を残しそ
の外周縁部が液密に固着された可撓性薄膜と、上記空隙
に充填された粘性液体とからなり、上記自動水平機構部
の可動部材の上面を上記可撓性薄膜の下面に当接させた
ものである。

この発明に係る感震器によれば、地震などの一定以上
の振動が加わると、振子重錘が水平運動し、この水平運
動が運動変換機構部により上下運動に変換されてその上
下運動が検知器により検知されるので、振子重錘の長さ
を動作加速度の設定とは無関係にすることができる。こ
れにより、振子方式であることと、感度をよくするため
に振子重錘の長さを余り大きくとる必要がないこととか
ら、水平方向および上下方向の両方から全体の小形化を
図ることができる。

また、ケースを傾斜して取付けたとしても、自動水平
機構部の働きで、振子重錘、運動変換機構部および有接
点スイッチ機構からなる感震部を自動的に水平に保持す
るとともに、その水平機構部をダンパー部を介して制振
することができるので、ケースの傾斜取付けにともなう
感知すべき振動値の変動や振動の方向による動作偏差を
非常に少なくして、所定の感震動作を確実に、かつ精度
よく行なわせることができる。

しかも、水平機能を達成する上で必要なダンパー部
が、ケースカバーの頂部内面にその外周縁部を液密に固
着した一枚の可撓性薄膜と上記ケースカバーとの間に形
成した空隙に粘性液体を充填してなる構成のものであ
り、また自動水平機構部との関係は単なる面接触とした
から、シール個所が少なくてすみ、シールの信頼性を向
上でき、ダンパー機能、水平機能を確実に発揮させるこ
とができる。また、ケースカバーの頂部内面を利用する
ことにより、粘性液体式ダンパーとしての構成部品を少
なくして構造を簡単にすることができるとともに、感震
器への組付けも容易なものにできる。

以上のように、この発明によれば、小形であるととも
に、構造も簡単でありながら、取付け姿勢にかかわらず
常に適確かつ高精度な感震性能を発揮する感震器を提供
することができる。

＜実施例の説明＞ 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例による感震器の構成を示
す縦断面図であり、この感震器は大別して、円筒形のケ
ース１と、このケース１内に設置されて水平運動する振
子重錘２と、この振子重錘２の水平運動を上下運動に変
換する運動変換機構部３と、この運動変換機構部３によ
り変換された上記振子重錘２の上下運動を検知する検知
器４と、上記ケース１の傾斜取付け時に上記振子重錘
２、運動変換機構部３および検知器４からなる感震部を
自動的に水平に保持する自動水平機構部５と、この水平
機構部５および上記感震部に対して制振作用を与える粘
性液体式ダンパー部６とから構成されている。

上記ケース１は、上向きに開口するケース本体1Aとこ
のケース本体1Aの上部に冠着されるケースカバー1Bとか
らなり、上記ケース本体1Aの径方向で相対向する個所に
はそれぞれ下端部をケース本体1Aの下方に突出させ、か
つ、上端部をケースカバー1B内にまで延出させる状態で
一対の固定端子7A、7Bが立設されているとともに、これ
ら相対向する一対の外部固定端子7A、7B間の中央部に相
当するケース本体1Aの開口部にはこのケース本体1Aを径
方向に横断させてフラットバー状の梁部材８が架設され
ている。

上記振子重錘２はその中心部に吊軸９を貫通させてお
り、この吊軸９の上端には第２図で明示するような截頭
円錐形状の吊下げ部9Aが形成されている。一方、上記ケ
ース１内に後述する自動水平機構部５を介して吊下げ設
置される円板状の中ベース11には、上記吊軸９の水平移
動を許容する径の貫通孔11Aが形成されているととも
に、この貫通孔11Aの上端部に上記截頭円錐形状の吊下
げ部9Aの下面の周縁部に当接する円環状の座11bを有す
る大径貫通孔11Bが形成されており、この大径貫通孔11B
の円環状の座11bに上記吊軸９の上端の吊下げ部9Aを首
吊り支持させることにより、上記振子重錘２の水平運動
を、上記円環状の座11bと上記吊下げ部9Aの下面の周縁
部との当接点を支点Ｒとした上下の揺動運動に変換する
運動変換機構部３が構成されている。

この上下運動変換機構部３における上記支点Ｒの内径
をld、支点Ｒから吊軸９の中心、つまり、力点までの距
離をlgとすると、振子重錘２の動作加速度Ｇは、 Ｇ＝（ld/lg）×980 ……（１） で設定される。したがって、上記截頭円錐形状の吊下げ
部9Aおよび貫通孔11Bの径を変更することにより、振子
重錘２の設定動作加速度Ｇ、すなわち、この感震器の感
知震度を調整可能に構成している。

上記検知器４は上記上下運動変換機構部３により変換
された振子重錘２の上下運動を電気信号に変える有接点
スイッチ機構からなるもので、第３図で示すように、上
記中ベース11の上面に、４本の枝穴11c1および中央部の
円形穴11c2からなる切込み穴11Cが形成され、この切込
み穴11C内に上方から落し込まれた切込み孔11Cと相似形
状の可動片13の中央円板部13aが上記吊軸９の吊下げ部9
Aの頂面に当接し、この中央円板部13aの上面に可動接点
14が固定されている。

一方、上記中ベース11とこの中ベース11の上面に複数
本のビス15を介して固定される円板状のベース16との間
に一端部17aが挟持された帯板状の固定片17の長手方向
の中央部に、上記可動接点14を接離可能とする固定接点
18が固定されており、以上の可動接点14と固定接点18と
により、検知器４となる有接点スイッチ機構が構成され
ている。

上記固定片17の長手方向の他端部17bに対応する上記
中ベース11の上面の周辺部には、この固定片17の幅より
やや大きい幅の切込溝11Dが形成され、この切込溝11Dの
底面に雌ねじ孔11dが形成されているとともに、同じく
上記固定片17の他端部17bに対応するベース16の周辺部
には切込孔16Aが形成されており、この切込孔16Aを通し
て上記固定片17の他端部17bの貫通孔17Cから上記雌ねじ
孔11dに螺合させた接点位置調整用ねじ28のねじ込み量
を加減することにより、上記固定片17の他端部17bを、
その一端部17a側を支点として上下に変位させて、上記
両接点14、18間の距離を可変に構成している。このよう
な両接点14、18間の距離の可変によって、上記振込重錘
２の動作加速度を微調整可能としている。

また、上記可動片13と一体に形成され、上方に折曲げ
起立された可動端子19が上記固定片17およびベース16に
それぞれ形成された孔17dおよび16Bを経てベース16の上
方に突出されているとともに、上記固定片17から切起こ
された固定端子20が上記ベース16の切込孔16Aを経てベ
ース16の上方に突出されている。これら可動および固定
端子19、20はそれぞれ第４図で示すように、上記ケース
本体1Aに固定された一対の外部固定端子7A、7Bに対向し
て配置され、これら対向する端子19、7A間および20、7B
間にそれぞれコイル状リード線21、22が介装されてい
る。これらコイル状リード線21、22は、その両端部を各
端子19、7Aおよび20、7Bの上端に形成した切欠き部19
a、7Aaおよび20a、7Baに上方から落し込んでカシメ止め
するもしくはろう付けすることにより、対向する端子19
と7Aおよび20aと7Bをそれぞれ電気的に接続させてい
る。

上記ケース本体1Aに架設された梁部材８の長手方向の
中央部には第１図および第４図に示すように、上方に突
出する凸型球面部23aを有する支点部材23が圧入固定さ
れているとともに、この支点部材23の球面部23aに点接
触する凹型球面部24aを下面中央部に有する円盤状可動
部材24が設けられ、この可動部材24の径方向の対向個所
から下方に延設した一対の吊下げ片25,25の下端には径
方向の外方に張り出す係止爪25a,25aが一体に形成され
ており、上記一対の吊下げ片25,25を上記ベース16に形
成した貫通孔16C,16Dからベース16の下方に挿入して、
上記係止爪25a,25aをベース16の下面に係止させること
により、ケース１の傾斜取付け時に上記感震部を自動的
に水平に保持するヤジロベイ型式の自動水平機構部５が
構成されている。

上記粘性流体式ダンパー部６は、上記ケースカバー1B
と、このケースカバー1B内に嵌合されるリング状液密部
材26と、周囲に断面がほぼ円形の厚肉部27aを有するゴ
ムなどの可撓性薄膜27と、空隙に充填されるオイルなど
の粘性液体28とからなるものである。詳述すると、第１
図のように、上記ケースカバー1Bの頂壁部1Baの内面側
に配置した可撓性薄膜27の外周厚肉部27aを上記ケース
カバー1Bの頂壁部1Baと液密部材26とにより挟み込んで
液密に固着することにより、ケースカバー1Bおよび可撓
性薄膜27との間に空隙29を形成し、上記ケースカバー1B
に設けた孔1Bbから上記空隙29内に粘性液体28を充填し
た上で、上記孔1Bbを、例えば紫外線硬化性の接着剤30
を介して封止することにより所定の粘性液体式ダンパー
部６を構成したものである。なお、上記ケースカバー1B
の頂壁部1Baの中央部には、封入された粘性液体28の流
動に抵抗を与えて、ダンパー機能を高める突起部31が突
設されている。

この粘性液体式ダンパー部６における上記可撓性薄膜
27の下面に上記自動水平機構部５における円盤状可動部
材24の上面を当接させることにより、自動水平機構部５
および感震部に対して制振作用を与え、ケース１の水平
取付け時および傾斜取付け時のいずれの場合も同一の感
震特性を保つように構成されている。

次に、上記のように構成された感震器の全体的な動作
について説明する。

ケース１が、例えばガスメータ用プリント基板などに
振子重錘２の吊軸９の中心が垂直となるように水平に取
付けられた第５図（Ａ）の状態では、有接点スイッチ機
構４の可動接点14と固定接点18とが第５図（Ｂ）のよう
に離間している。

このような取付け状態において、地震などの設定値以
上の振動が加わると、第６図（Ａ）のように、振子重錘
２が上記（１）式で示した加速度Ｇで水平運動し、この
水平運動にともない吊軸９の上端の吊下げ部9Aが支点Ｒ
の周りで上下に揺動することにより、上記水平運動が上
下運動に変換される。この上下運動によって可動片13の
中央円板部13aが第６図（Ｂ）のように、上方に弾性変
位して有接点スイッチ機構４の可動接点14が固定接点18
に当接してスイッチ・オンとなる。

これにより、対向する一対の外部固定端子7A、7B間が
コイル状リード線22、固定端子20、固定片17、接点18,1
4、可動片13、可動端子19およびコイル状リード線21を
介して電気的に導通されて所定の感震動作が行なわれ
る。

また、ケース１が傾斜して取付けられた場合は、上記
した自動水平機構部５の自動水平作用により、第７図に
示すように、感震部の全体が水平に保持される。このと
き、自動水平機構部５の円盤状可動部材24の上面が粘性
液体式ダンパー部６の可撓性薄膜27の下面に当接してい
るので、ケース１と感震部の全体との相対的な傾き変位
にともなう感震部の一定以上の揺動が規制され、不測の
感震動作を防止することができる。

このような傾斜取付け状態において、地震などの設定
値以上の振動が加わった場合の感震動作は上記した水平
取付け状態の場合とほぼ同様であるため、説明を省略す
る。

以下、この発明の他の実施例について列記する。

第８図は、振子重錘２の水平運動を上下運動に変換す
る運動変換機構部３の変形構造を示し、吊軸９の上端に
断面が下向き開放のコ字形吊下げ部9Aを形成する一方、
円板状の中ベース11の上面で貫通孔11Aの外周に環状溝1
1B1を形成し、この環状溝11B1の底面からなる円環状の
座11bに上記吊下げ部9Aの周壁部の先端尖り部9aを当接
させて上記吊軸９の首吊り支持させたものである。この
場合の上下運動変換のための揺動支点Ｒは、上記先端尖
り部9aの座11bへの当接点であり、吊下げ部9Aの周壁部
の内径および環状溝11B1の径を変更することにより、振
子重錘２の設定動作加速度Ｇを自由に調整することがで
きる。

第９図（Ａ）〜（Ｈ）は上記実施例で示した有接点ス
イッチ機構と代替可能な検知器４の別例をそれぞれ示
す。第９図（Ａ）は吊軸９の上端の吊下げ部9Aの頂面お
よびベース16の下面に互いに対向させて固定した電極板
32A,32B間の静電容量の変化により振子重錘２の運動を
検出する静電容量式の検知器４であり、第９図（Ｂ）は
中ベース11の上面で吊軸９の吊下げ部9Aの直径方向の両
側に互いに対向させて透過式の投光器33Aと受光器33Bと
を配置して、振子重錘２の運動を光の遮断により検出す
る光方式の検知器４であり、第９図（Ｃ）は吊軸９の吊
下げ部9Aの頂面に反射板34を貼付けるとともに、ベース
16の下面に反射式の投光器35Aと受光器35Bとを付設し
て、振子重錘２の運動を反射光の非受光により検出する
光方式の検知器４であり、第９図（Ｄ）は吊軸９の吊下
げ部9Aの頂面に永久磁石36を固着するとともに、ベース
16の下面にリードスイッチ37を付設して、振子重錘２の
運動をリードスイッチ37のオン・オフにより検出するリ
ードスイッチ方式の検知器４である。

また、第９図（Ｅ）は吊軸９の吊下げ部9Aの頂面に半
球状の加圧部38を固着するとともに、ベース16の下面に
感圧素子39を付設して、振子重錘２の運動を感圧により
検出する感圧方式の検知器４であり、第９図（Ｆ）は吊
軸９の吊下げ部9Aの頂面に棒状の永久磁石40を固着する
とともに、ベース16の下面側にコイル41を配置して、振
子重錘２の運動を電流の変化により検出する差動トラン
ス方式の検知器４であり、第９図（Ｇ）は吊軸９の吊下
げ部9Aの頂面に半球状の永久磁石42を固着するととも
に、ベース16の下面にホール素子などの磁気素子43を付
設して、振子重錘２の運動を磁気変化により検出する磁
気方式の検知器４であり、さらに、第９図（Ｈ）は吊軸
９の吊下げ部9Aの頂面に対向する個所に歪ゲージ44を配
置して、振子重錘２の運動を歪（変位）−電気信号の変
換により検出する歪方式の検知器４である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による感震器の構成を示す
縦断面図、第２図は上下運動変換機構部の拡大縦断面
図、第３図は有接点スイッチ機構の詳細な構成を示す要
部の分解斜視図、第４図は自動水平機構部の構成を示す
要部の斜視図、第５図（Ａ），（Ｂ）、第６図（Ａ），
（Ｂ）および第７図はそれぞれ、感震動作を説明するた
めの縦断面図、第８図はこの発明の他の実施例による感
震器の上下運動変換機構部の拡大縦断面図、第９図
（Ａ）〜（Ｈ）はそれぞれ検知器の別例を示す要部の概
略縦断面図である。 １……ケース、1A……ケース本体、1B……ケースカバ
ー、２……振子重錘、３……運動変換機構部、４……有
接点スイッチ機構（検知器の一例）、５……自動水平機
構部、６……粘性液体式ダンパー部、９……吊軸、24…
…円盤状可動部材、26……液密部材、27……可撓性薄
膜、28……粘性液体、30……接着剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩切 憲雄 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン株式会社内 (56)参考文献 実開 昭62−62226（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−141432（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−84717（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01H 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケース本体およびこれに冠着されるケース
   カバーからなるケースと、このケース内に設置され水平
   運動する振子重錘と、この振子重錘の水平運動を上下運
   動に変換する運動変換機構部と、この機構部により変換
   された振子重錘の上下運動を検知する検知器と、ケース
   の傾斜取付け時に感震部を自動的に水平に保持する自動
   水平機構部と、この自動水平機構部に対して制振作用を
   与えるダンパー部とを具備し、上記ダンパー部が上記ケ
   ースカバーの頂部内面との間に空隙を残しその外周縁部
   が液密に固着された可撓性薄膜と、上記空隙に充填され
   た粘性液体とからなり、上記自動水平機構部の可動部材
   の上面を上記可撓性薄膜の下面に当接させたことを特徴
   とする感震器。