JP3741422B2 - 振動感知器並びにガス器具の地震感知安全装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は地震発生時に振動を感知して信号を出力する振動感知器並びにこの感知器を用いて家庭に使用されているガスコンロ，給湯器，ガスストーブ，ガスボイラー等のガス器具の火を地震発生時に閉めるガス器具の振動感知安全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
震災による火災の原因として電気とガスがあり、一般市民は普通ガスによる調理が主流である。食事時期に地震が発生すると、先ず火気を消すよう注意勧告がなされる。近年、ガス会社はその対策としてガスメータに振動を感知してガスの供給を停止するメータを各戸に取り付けている。
しかしこれだけで万全ではなく、依然としてガスを使用する本人が火を止める操作が肝要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般家庭において非常の場合皆が皆ガス栓を確実に止めることはとても難しことである。本発明はこのような問題を解決することを目的とし、市民が非常の場合ガス供給を止める操作を行わなくても安心して退避できるガス器具の地震感知安全装置を提供しようとするものである。
また、地震の振動を感知して外部に信号を出力できる振動感知器を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために請求項１の発明は、絶縁材でなる枠体と、該枠体の支持棚を貫通し振動を感知可能に吊り下げ支持又は倒立支持される振子軸と、該振子軸に滑動可能に挿嵌された振り子と、該振り子を前記振子軸端側に付勢する第１ばねと、前記振子軸端の反対端の鍔を前記枠体の支持棚の穴廻り側面の支点に圧接する前記第１ばねより強い第２ばねと、前記枠体に一端が固着され他端が前記振り子が地震の時に当接するＶ面を形成したＬ字形板ばねの接点板と、前記接点板の側壁表面に取着された第１可動接点と該第１可動接点に対向して常時接触するように前記枠体に固着された第１固定接点とで形成され地震の時前記振り子の当接による前記接点板の変位で開放するＡ接点と、前記接点板に前記第１可動接点の裏面に取着された第２可動接点と該第２可動接点に対向して常時接触しないように前記枠体に固着された第２固定接点とで形成され地震のとき前記接点板の変位で接続するＢ接点と、前記振子軸に対して前記接点板と反対側に前記枠体に固着され前記振り子が軸方向移動時に当接して振り子軸を前記接点板側に強制的に変位させる変位加勢板とを含んでなるものである。
【０００５】
この請求項１の発明によれば、水平方向３６０°の振動に対して振子軸が変位傾斜して、板ばねの接点板に振り子が当接して撓ませＡ接点を開放、Ｂ接点を接続し信号を出力することができる。また上下動に対しては振り子が振子軸上で移動し振子の下端テーパ角が変位加勢板に当接して、強制的に接点板側に変位させられるとともに振り子上端部のテーパ筒の傾斜面が接点板のＶ面に当接して接点板を変位させＡ接点を開、Ｂ接点を閉として信号を出力することができる。
【０００６】
請求項２の発明は、前記振り子には振動時の慣性によって軸心を移動する遊環が設けられているのものである。
この請求項２の発明によれば、振り子に設けた遊環が振動時の慣性によって水平３６０°の変位を大きくし接点板に作用するので、小さい振動を感知しても確実に接点の開・閉が行われる。
【０００７】
請求項３の発明は、前記Ａ接点に替え又はＡ接点とともに前記枠体に前記振り子との対面位置にリードスイッチが設けられ、前記振り子の端面に永久磁石が取着されたものである。
この請求項３の発明によれば、リードスイッチを用いるので応答が早く確実性が高い。
【０００９】
請求項４の発明は、押し込んでガス供給路を開きこの押圧又は旋回させることでバーナに点火する点火操作ノブを有するガス器具において、常時ガス供給路を閉口する方向に付勢されガスの点火操作ノブの押圧によってガス供給路を開口するとともに電磁石の鉄心に圧接される弁棒を有する弁部材と、前記ガス器具のバーナによって加熱される位置に配置され加熱で熱起電流を発生する熱電対と、該熱電対と前記電磁石のコイルとの接続回路中にＡ接点回路が介在された請求項１乃至３のいずれかに記載の振動感知器とを含んでなり、点火操作ノブを押圧して弁棒を電磁石に圧接するとともにガス供給路を開きノブの操作で着火したバーナの熱で発生する熱電対の熱起電流で電磁石に圧接された弁棒を吸着されている時に振動感知器の振動感知により熱電対回路を開いて弁棒の吸着を解いてガス供給路を閉じるようになしたものである。
【００１０】
この請求項４の発明によれば、ガス着火に先立ってノブを押し込んで弁部材の弁棒を押し込んで電磁石の鉄心に圧接することでガス供給路を開くとともに点火操作ノブの旋回操作で圧電素子に衝撃を与え、バーナを着火し、この点火によって熱電対が加熱される。そして発生した熱起電流が電磁石のコイルに流れ弁棒が吸着される。この状態で地震が発生し振動を感知してＡ接点が開き熱電対回路が開路さればねの力で弁棒の吸着が解除されて弁座に当接されてガス供給路が遮断され消火されるものである。このため消火の対応遅れによる火災の発生が防止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の振動感知器の一部断面とし例えばガスコンロ着火装置・熱電対との結線を示す図１をもとに説明する。
【００１２】
ガスコンロのバーナ１へのガス供給路２には弁座２ａが設けられている。この弁座２ａに対向して電磁石ケース３がガス供給路２の取付窓に気密的に装着されている。電磁石ケース３の底中心には鉄心４が固着されコイル５が巻回されている。そして電磁石ケース３の鉄心対向壁を貫通して弁座２ａに気密的に当接しうる弁頭６ａを有する弁棒６が介挿されている。また弁頭６ａと電磁石ケース３の端壁３ａとの間にコイルばね７が弁棒６に巻回されていて、常時は弁頭６ａが弁座２ａに圧接されて弁座を塞ぎガスの供給路を遮断している。
【００１３】
さらに、ガス供給路２には、弁座２ａの中心に、弁頭６ａに対して点火操作ノブ８の軸８ａが摺動自在に嵌装されており、Ｏリング９によってガス漏れが防止されている。この点火操作ノブ８は、圧縮ばね１０が介挿されていて常時は後退位置にあり、点火操作ノブ８を押し込み弁座２ａを開くとともに弁棒６の弁棒端６ｂを鉄心４の端面に圧接したあと、操作ノブを旋回させることにより、バーナ１のガス口近くに設けた圧電素子の着火装置１１を作動させることで火花を発生させバーナ１に点火するものである。なお、操作ノブの押圧によって弁棒を鉄心に圧接するとともに着火装置１１を作動させることで点火できるようにしてもよい。
一方、バーナの火焔近くに熱電対１２が配置されていて回路４２によって電磁石のコイル５と接続されている。回路４２には手動操作で回路４２を開く非常スイッチ４１が介挿されている。
【００１４】
地震の振動を感知する振動感知器１５について説明する。
絶縁材でなる枠体１６は、振子支持棚１６ｂで上室と下室の二室に分けられており、振子支持棚１６ｂの下面には貫通穴１６ａの周りに支点となる環状突起１７が形成されている。貫通穴１６ａには上室に突出したフランジ頭部１８ａを有する振子軸１８が、揺動可能にゆるく挿通され、下室に突出した下端段部に鍔（座金）１９がナット２１で締着されている。鍔１９と枠体１６の底面との間に強い圧縮ばね２２が介挿されていて、鍔１９が環状突起１７に圧接されている。このため上室に突出した振子軸１８は直立状態を保つことができる。
【００１５】
振子軸１８の頭部側には振り子２３が遊装されていて圧縮ばね２２より弱い圧縮ばね２４によりフランジ頭部１８ａに圧着するよう押し上げられている。そして上下方向の振動によって振り子２３は振子軸１８上の移動が可能である。この振り子２３は上部の約１／３の幅が上開きのテーパ筒２３ａに形成され、下端は同方向の小テーパの面取り２３ｂが形成されている。なお振子軸１８，振り子２３，鍔１９，ナット２１等は絶縁材で作られることが望ましい。
【００１６】
上室には振子軸１８と並んで導電材の燐青銅の逆Ｌ字形の板ばねでなる接点板２６が、下端部において枠体１６の側壁に固定されており、上端屈曲部２６ａの端は図２に示すようにＶ字形をして振り子２３の胴部と隙間を有して対峙している。そして接点板２６の中程には表面に可動接点２７ａ，裏面に可動接点２７ｂが取着されている。可動接点２７ａに対向して枠体１６の側壁に取り付けられた固定接点２８ａとでＡ接点が形成される。また可動接点２７ｂに対向して枠体１６の側壁に取り付けられた固定接点２８ｂとでＢ接点が形成される。
【００１７】
また振子軸１８に対して接点板２６の反対側には振り子２３の上下移動時に当接する変位加勢板２９が、支持棚１６ｂ上に取着されている。この変位加勢板２９は上端部の振子側に傾斜面２９ａが形成されており、上下振動で振り子２３が軸方向に移動した時下端部の小テーパの面取り２３ｂが、傾斜面２９ａに当接しそのときの衝撃で反対側に強制的に変位させられ、振り子２３が接点板２６に確実に接触撓ませて可動接点２７ａと固定接点２８ａのＡ接点が開かれる。振り子２３の水平方向の変位に対しては、変位加勢板２９は接触しないように上下方向に隙間が作られている。
【００１８】
枠体１６の天井内面には必要によりシールド板を介してリードスイッチ３１が位置調整可能に取り付けられている。リードスイッチ３１を設けるときは、図５に示すように振り子２３の上端面には永久磁石３０が埋設されるものである。そしてリードスイッチ３１のリード線は振動感知器１５のＡ接点の接続に替えて熱電対１２の回路に接続される。
【００１９】
次に、振り子２３の他の実施形態を分解部で示す図３により説明する。振り子２３は３点の部品３３，３４，３５よりなり、圧縮ばね２４により一体として常時は振子軸１８のフランジ頭部１８ａに圧接されており、振子軸１８に遊装されていて軸上を移動することができる。そして接点板２６のＶ面に上下方向に作用して撓ませる外開きテーパ３３ａを形成したテーパ筒３３、下端を小テーパの面取り３４ｂとし上面にボス３４ａを突設したボス付円筒３４、このボス３４ａの直径により少なくとも１ｍｍ程度の隙間を有して外挿され、ボス３４ａの高さより狭い幅を有してテーパ筒３３とボス円筒３４とが合体したときの隙間内にて水平方向の振動による慣性によって移動できるリング（遊環）３５とよりなる。
【００２０】
さらに、振り子２３の他の実施形態の分解図を図４により説明する。
このものはボス付円筒３４のボス３４ａを長くして先端部に雄ねじ３４ｂを刻設し、テーパ筒３３の中心にボス３４ａのねじ部３４ｂが螺合され雌ねじ穴３３ｂを刻設する。そして両者を螺合させて一体とし、ボス３４ａ上でリング３５が移動できるようになしたものである。
リードスイッチ３１対応の永久磁石をテーパ筒３３の端面に設けることもある。この形態の振り子を用いたときは、地震の水平振動時揺れの慣性によってリング３５が大きく振れ接点板２６の振動感知が一層確実となる。
なお、ガス器具の実施例としてガスコンロで説明したが、給湯器，ガスストーブ，ガスボイラー等に応用できることは勿論である。
【００２２】
振動感知器１５の取り付け形態について説明する。ガスコンロに対して通常は振子軸１８を鉛直方向として取り付けるものであるが、上下方向取り付け空間が狭いときには、振動感知器１５は横に寝かせて水平面に対しほぼ３０°傾斜させて取り付けることができる。この場合、接点板２６を上面とする。そして、ばね２２の強さを増して振子軸１８のだれを極力小さくすることが望ましい。振動感知器１５はそれ自体単体で使用してもよく、Ａ接点又はＢ接点をリレー回路，ランプ回路，タイマ回路，ブザー回路等に任意に接続して、警報装置としても利用できるものである。
【００２３】
次に図１にもどつき本発明の作用を説明する。
ガスコンロの使用に際して、点火操作ノブ８を押し込み、弁棒６を電磁石の磁心４の頭部に当接させるとともに弁座２ａより弁棒６の頭部６ａを切り離して開口し、ガスをノズル１に送り出す。点火操作ノブ８を押し込むと同時に旋回させて圧電素子の着火装置１１を作動させて火花を発生させ、ノズル１から噴出するガスに点火する。ガスの点火により熱電対１２の端部が加熱され、熱電対素子（例えばアルメル，クロメル）の接合点の温度上昇により熱起電流が発生し、電流が回路４２を経て電磁石のコイル５に流れて、磁心４に当接されている弁棒は、ばね７の力に抗して吸引され、当接が続行される。バーナ１は引き続き点火され調理が可能である。
【００２４】
この状態で地震が発生したとする。その振動が水平方向であると、振り子２３が水平に振られ、振子軸１８が環状突起１６ａを支点として揺動傾斜する。この傾斜で振り子２３が接点板２６のＶ形２６ａのＶ面に当接して、接点板２６を図１で左方に変位させる。このため可動接点２７ａ，固定接点２８ａ即ちＡ接点が離れて回路４２が開かれる。この開路により熱電対１２の熱起電流が遮断されて電磁石の吸引がなくなり、弁棒６はばね７の力により電磁石から離れ弁頭６ａが弁座２ａに圧接されて、回路が塞がれてガスの供給が遮断され消火される。
【００２５】
地震が上下動である場合には振り子２３がばね２４の力に抗して振子軸１８上を上下に移動する。振り子２３の下向き移動で下端のテーパ面取り２３ｂが、変位加勢板２９の傾斜面２９ａに当接して、強制的に振子軸１８とともに接点板２６側に変位させられる。振り子２３のテーパ面２３ａの下面はＶ形面に下向きに当接して接点板２６を押し、反らせるように作用するとともに振り子２３の胴部もＶ面に当接して確実に接点板２６を撓ませ変位させる。同様にＡ接点が開き熱電対回路４２が開路されるものである。
【００２６】
振動感知器１５が水平より３０°傾斜して設置された場合も作動としては同じである。また、振り子２３が振子軸１８に固定されている場合は、振子軸方向の振動感知は安定性に少し劣る。振り子２３に図４の分解型を用いた場合は、水平振動ではリング３５が慣性によって軸直角方向に振り出され、振幅を増大して接点板２６のＶ面への当接が強くなりＡ接点の開放がより早く確実となる。
【００２７】
また、接点にリードスイッチを用いた図５の場合は通常の場合、永久磁石３０により接点が閉じており、水平振動で永久磁石３０が変位してリードスイッチから遠ざかると接点が開かれ熱電対回路４２が開路される。同様に振り子２３が振子軸１８上を移動する場合、上下動で振り子２３，永久磁石３０がリードスイッチから遠ざかることによりリードスイッチ３１は開かれる。
【００２９】
【発明の効果】
上述のように構成したので本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の発明は、地震等の水平動、及び上下動に対して振り子が揺れることにより、地震を感知して振り子が接点板を確実に押圧作用させることができ、Ａ接点，Ｂ接点により信号回路例えばブザー，リレー，電灯等の信号回路に接続して警報を送ることができる。
【００３０】
請求項２の発明は、振子に設けた遊環によって水平振動の慣性力により振幅を増大することができ、接点板への作用をより確実なものとして微振動に対しても適格に回路の開又は閉路が行える。
【００３１】
請求項３の発明は、リードスイッチを永久磁石で作用させるので接点の汚れがなく、より寿命が長く動作が確実なものとなる。
【００３３】
請求項４の発明は、ガス器具の着火装置と熱電対と電磁石と振動感知器と組み合わせたので地震による上下動、水平動の振動によりガス供給を確実に遮断してガスの火焔を消火するので火災に対して安全且つ確実に火災防止ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスコンロの着火栓，電磁石，熱電対，振動感知器の一部を断面で示した接続図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢線断面図である。
【図３】振り子の他の実施例を示す分解図である。
【図４】振り子をねじ結合で一体とできる他の実施例を示す分解図である。
【図５】リードスイッチと振り子を示す図である。
【符号の説明】
１ バーナ
２ ガス供給路
３ 電磁石ケース
４ 鉄心
５ コイル
６ 弁棒
８ 点火操作ノブ
１１ 着火装置
１２ 熱電対
１５ 振動感知器
１８ 振子軸
７，１０，２１，２４ ばね
２３ 振り子
２６ 接点板
２７ａ，２７ｂ 可動接点
２８ａ，２８ｂ 固定接点
２９ 変位加勢板
３１ リードスイッチ
３５ 遊環
Claims (4)
- 絶縁材でなる枠体と、該枠体の支持棚を貫通し振動を感知可能に吊り下げ支持又は倒立支持される振子軸と、該振子軸に滑動可能に挿嵌された振り子と、該振り子を前記振子軸端側に付勢する第１ばねと、前記振子軸端の反対端の鍔を前記枠体の支持棚の穴廻り側面の支点に圧接する前記第１ばねより強い第２ばねと、前記枠体に一端が固着され他端が前記振り子が地震の時に当接するＶ面を形成したＬ字形板ばねの接点板と、前記接点板の側壁表面に取着された第１可動接点と該第１可動接点に対向して常時接触するように前記枠体に固着された第１固定接点とで形成され地震の時前記振り子の当接による前記接点板の変位で開放するＡ接点と、前記接点板に前記第１可動接点の裏面に取着された第２可動接点と該第２可動接点に対向して常時接触しないように前記枠体に固着された第２固定接点とで形成され地震のとき前記接点板の変位で接続するＢ接点と、前記振子軸に対して前記接点板と反対側に前記枠体に固着され前記振り子が軸方向移動時に当接して振り子軸を前記接点板側に強制的に変位させる変位加勢板とを含んでなることを特徴とする振動感知器。
- 前記振り子には振動時の慣性によって軸心を移動する遊環が設けられているのものである請求項１に記載の振動感知器。
- 前記Ａ接点に替え又はＡ接点とともに前記枠体に前記振り子との対面位置にリードスイッチが設けられ、前記振り子の端面に永久磁石が取着されたものである請求項１又は２に記載の振動感知器。
- 押し込んでガス供給路を開きこの押圧又は旋回させることでバーナに点火する点火操作ノブを有するガス器具において、常時ガス供給路を閉口する方向に付勢されガスの点火操作ノブの押圧によってガス供給路を開口するとともに電磁石の鉄心に圧接される弁棒を有する弁部材と、前記ガス器具のバーナによって加熱される位置に配置され加熱で熱起電流を発生する熱電対と、該熱電対と前記電磁石のコイルとの接続回路中にＡ接点回路が介在された請求項１乃至３のいずれかに記載の振動感知器とを含んでなり、点火操作ノブを押圧して弁棒を電磁石に圧接するとともにガス供給路を開きノブの操作で着火したバーナの熱で発生する熱電対の熱起電流で電磁石に圧接された弁棒が吸着されている時に振動感知器の振動感知により熱電対回路を開いて弁棒の吸着を解いてガス供給路を閉じるようになしたことを特徴とするガス器具の地震感知安全装置。
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