JPH02120631A

JPH02120631A - 感震装置

Info

Publication number: JPH02120631A
Application number: JP27499088A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ono; 大野　壽彦
Original assignee: ISHIZUKA KINUYO
Current assignee: ISHIZUKA KINUYO
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1990-05-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、感震装置に関し、水平地震動に対し水平面
の全方向について、一定振幅以上の震動を受けたとき、
電気センサスイッチあるいはＦＭ電気変換センサを介し
て、例えば、ガス弁の閉止動作をさせるための感震装置
に関するものである。

さらに垂直地震動に対してら応用できるものである。

［従来の技術］従来の自動的に水平を保つようにした怒震装置は、ケー
スに入った形の感震センザ部分を、さらに外側のケース
内に収容しＣ２そのケース間に液体を入れたものが提案
されている（特開昭６３２９２８６号公報）。従来の例
として第６図および第７Ｕ２Ｊにそめ２例の断面図を示
［、説明する。

第６［２Ｉの例では、球体室３１が球琳手３２を介して
吊り下げられており１球継手３２により自由に揺動する
２外ケース３３との間に液体３４が収容されている。　
Ｆｉ：体室３１内には感震球３５およびスイッチ部３６
が収容されている。７α木３４は高粘度液体とし球体室
３１の揺動と押さえるダンパーとして１％用する。この
構成では外ケース３３が傾斜して固定されても、　球体
室３１は球継手３２と中心に回転して水平と保つことが
できる。

水平地震動を受けたとき液体３４の高粘性により、球体
室３１の移動速度を制御し、地震動３球体室３１に伝達
する。所定以上の地震動振幅になると感震球３５は水平
方向に転動し同時に感震球の上に設けられたスイッチ部
３６を作動させるようになっている。

この例ではン＾体３／１の浮力ど球１手３２の摩擦に打
ぢ特って揺動出来るためには、球体室３１を重くシなけ
ればならない。そのため全体が大きくなると共に球体室
３１！！−重くした事により地震時に球体室３１が振り
子として共振する問題が起こる。また、球体室３１の揺
動範囲を広くして、大きな取り付は傾斜角度に対応でき
るようにするには、外ケース３３を大きくしなければな
らず、必然的に液体３４の量が増し、さらに外ケース３
３内での液体３４の移動が自由となり１球体室３１に働
く粘性力が下がるため、球体室３１の揺動阻止力が下が
り、前記のごとき共振現象を更に増大する。スイッチ部
３６は感震球３５にビンを介して接触している構造であ
るため、感震球３５に対し上方からの負荷として加わり
、感震球３５の自由な動きを抑制する構造であって、感
震振幅精度が悪くなる欠点がある。

第７［２Ｉは第６図とは別の構造例である。外ケース３
７内に球体室３８を高粘度で比重の大きい液体３つで浮
かせている。外ケース３７の内側と球体室３８の外側は
半球状であり、その間に漫かな隙間がある寸法とし、こ
の隙間に液体３９が介在している９球体室３８の中にあ
る感震球４０は球体室３８の底部中央に凹状の受は座が
あって、所定の地震動を越えると水平方向に転動し、内
側の柔軟な円；極４１を押し、その外側に間隔をとって
設けである円電極４２に接触し通電し、地震動を検出す
ることができる６球体室３８は密閉して液体３つの流入
を防ぎ、感震球４０の重量により外ケース３７の卸斜に
従って、その内面をゆっくり滑動して常に水平を保つ構
造となっている。

地震動は外ケース３７に伝えられるが、　ｌｔ木３つが
高粘度であり、外ケース３７と球体室３８の隙間が僅か
であるため、そのまま球体室３８に伝達される。

仕切板４３は球体室３８がある角度以上の傾斜を防ぐス
トッパーであり、同時に、電気端子部分４４を保護して
いる。

［発明が解決しようとする課題］以上の２例で示す従来の感震装置においては、どちらも
液体と使用し、感震球を内装する第６図の球体室３１ま
たは第７図の球体室３８を外ケース内に浮かして水平３
保つ構造である、第６［２Ｉの例では、前述のように全
体が大きくなり、また球体室が振り子として動きやすく
、その共振も発生しやすい欠点があり、従って感震精疫
の変動を住いやすい。また、第７図の例では、高粘度で
比重の大きい液体により、外ケースに球体室が包かな隙
間を保って浮上しているように構成しており、第６１２
１の例のものより小型化が図れる。

しかし、この２例とも、本質的に液体上に球体室３浮か
すことにより水平と保っている。このため、構造のＬで
は外ケースと球体室の２ケースを・ビ・要とじ複雑であ
り、かつ、液体の温度による粘度の変化の影響があり、
これが機能に影響すること、また、いくらかの対策は採
られていても搬送時における天地による７９体の流動と
その復元性に問題がおこること、さらに、液体からの蒸
気ガスの電気接点への彰饗などが欠点である。その上、
工業生産性において、機構部品の池に液体を使用するこ
とによる作業性の悪さなどの欠点がある。

また、感震センサ部に感震球型のみが適応し、他の形式
のものは使えないため、小型にした場合には感震球も必
然的に小型となり感震球がスイッチを動作せしめる力が
不足し、これらの５９装置は超小型化が不可能である。

この発明では、外ケースと球体室のごとき２ケースを必
要としない簡単な構造とし、ケース自体が鉛直を自動的
に保つ重錘の役割と感震センサーの重錘の三役を兼ねる
ことができ、容易に超小型化できて従来の欠点を取り除
いた優れた機能と生産性の良い感震装置を得ることを目
的とする。

［課頚を解決するための手段］この発明に係る感震装置は、被検知体に略水平に取り付
けられるべき支持板と、この支持板が非接触貫通して支
持板に自由支点機構により鉛直に支持されている細長ケ
ースと、自由支点機構を境として上、下に細長ケースに
それぞれ設けられた振動センサおよびバランス重錘とを
備えている。

［作用］この発明においては、水平地震動を正しく捕捉するため
に、支持板が、ある傾斜範囲内では細長ケースが自動的
に鉛直に補正される構造であり、怒震装置の取り付は上
の傾斜の許容範囲が広い。

［実施例］第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、円錐体１
は円錐凹面２に立ち、ピボットとして自由支点機構を形
成している０円錐凹面２を中央に設けた支持板３は、こ
のピボット部の円錐体１を介して、その上部にベース４
を支持している。ベース４の上面には、電気絶縁板６を
介して中心に棒状電極７を、細長い円筒ケース８の土壁
に形成した穴８ａから突出させ、また、ベース４の上面
に棒状ｔ［ｉ、７を中心に設けたコイルスプリング５は
、ベース４と共に円筒ケース８内面とは接触しない径に
しである。コイルスプリング５の上端は円筒ケース８の
土壁の内面に固定しである。このようにして円筒ケース
８はコイルスプリング５によりベース４上に支持されて
いる。棒状型ｆ！７は円筒ケース８とは同心であって、
上端においても円筒ケース８の穴８ａと間隔をとって配
置されている。また１円筒ケース８は支持板３に接触し
ないように、支持板３を跨いで下方に延長しバランス重
ｊ！９を設けている。支持板３には取り付は用の縁１０
があり、この縁１０をもって地震動の伝達がある被検知
体の適宜の部位に取り付けるものとする。

以上の構成において、　自由支点機構であるピボット部
を境として、上部の構成部分の総重量をＭｌとし、下部
の構成部分の総重量をＭ２として代表させるとき、Ｍ１
＝Ｍ２であれば、とポットを境に上下の部分は全く釣り
合い、支持板３が水平に振動したとき、ピボットの上下
の部分は支持板３と同振幅、同位相で共に振動する。ピ
ボット上下の重量がこのように全く等しいときは、この
楕成全木は上下の転勤に安定を欠く、ここでＭｌ＜Ｍ２
の条件、つまり下部の重量を大とすると、円筒ケース８
内の全構成はピボットにて鉛直に自動的に支持され上下
に転動することはない、また、支持板３の水平振動に対
しては、ピボットを境とする上下の重ＪＥｔＲ成による
回転モーメントによるピボットを支点とする振子を形成
するが、その共振振動数はピボットから上部の構成物が
なく下部の構成物の重ｉＭ２のみでなる振子を想定した
場合に比し、その共振振動数はＭｌとＭ２のバランスを
適当にとることで低いものとすることができ、これによ
り目的とする地震動周波数に対して円筒ケース８は静止
しているのと同様にすることができる。

このように、支点を境として上下の構成部分の重量がＭ
ｌ＜Ｍ２の条件であれば、円筒ケース８は常に円錐体１
の上のベース４とコイルスプリング５で支えられ鉛直に
保たれる。支持板３が水平面に対して若干傾斜して縁１
ｏで取り付けられても、円筒ケース８は鉛直を保つこと
になる。前記のごとく、支持板３の震動に対して静止の
状態が得られ、さらに、円筒ケース８の全重量としてコ
イルスプリング５と組み合わせの系でベース４の上に立
つ横振動の振子として作用する。この系の共振振動数は
バランス重錘９３含む円筒ケース８の重量を十分大きく
することができるため、支持板３に伝えられる水平地震
動の検知すべき振動数に対して、十分低い共振振動数と
することができるや以上のような条件において、水平地震振動が縁１０で固
定したところから支持板３に伝えられたとき、棒電極７
は支持板３の動きと共に振動し、円筒ケース８は静止の
状態であるから、棒電極７と円筒ケース８の穴８ａとの
間の空隙を超える振動振幅が支持板３に与えられたとき
、棒電極７と円筒ケース８は接触し、この間にあらかじ
め電気端子１１および電気端子１１ａを介して電圧を加
えておくことにより電流が流れ、振動センサとしてスイ
ッチの動作をする。この信号によりガス弁なとめ自動閉
止を行う。

なお、バランス重ｊ１９は円筒ケース８自体に一体形成
してもよい。

また、他の実施例として、第３図に示すごとく、捧電ｆ
ｆ１７の先端を円筒ケース８の上端より延長し。

円筒ケース８の上面と空隙を開けて横に曲げまたは平円
板を設定し、さらに、円筒ケース８とコイルスプリング
５とでなる縦の共振周波数を観測すべき縦のｌ！！震動
周Ｉｉ数より十分低くしておくことにより、上記空隙を
超える縦振動振幅で水平の場合と同様に、振動センサと
してスイ・ンチング動作をさせることができる。このよ
うに、スイッチング動作により電気パルスを得れば、以
後例えばガス弁を閉鎖する電子回路については各種の手
段があるやまた、自由支点機構はピボットのみでなく、球継手やそ
の他の機構による結合も考えられ、その動１ｔはピボッ
ト程敏捷である必要はない、被検知体に支持板を取り付
は後、自由支点機構の動作により１０秒程度の時間で細
長ケースが鉛直に支持されれば実用的に満足できる。

第４図は、さらに他の実施例である。すなわち円筒ケー
ス８とベース４を結合固定して一体化し。

円筒ケース８は常に鉛直に保たれている。電気絶縁性の
ベース４の中心より上端に重さのある円柱状電極１２を
付けたスプリング１３を立てる。この円柱状を極１２と
スプリング１３からなる系の共振振動数を検知せんとす
る振動数より低振動数に設定すれば、支持板３に伝えら
れた地震振動によりベース４と円筒ケース８は振動し、
このとき円柱状ｔｆｆｉｔ２は静止の状態にある０円筒
ケース８の振動が、ある振幅をこえると円柱状電ｆｆ１
１２と円部ケース８が接触するように設定できる。この
接触による電気スイッチ動作をもって振動センサとする
。

第５図の別の実施例は、第１図と同様にベース４は円筒
ケース８とは接触せず、円筒ケース８はコイルスプリン
グうでベース４上において鉛直に支持されている。ベー
ス４と中心を合わせ上部に延伸直立した棒１４とベース
４の中間に、圧電素子１５を設け、棒１４と円筒ケース
８との接触による振動を圧電素子１５により電気信号に
変換して検出する手段を示す、このほか各種の振動セン
サの応用取り付けが類推できる。

［発明の効果］この発明は、以上説明したように、自由支点機構と中心
にｍｌ長ケースの中で自由支点機構より上部に振動セン
サ部、自由支点機構より下部にバランス重錘を設け、自
由支点機構より上部と下部の重量とその比を適切に選び
、細長ケースが常に鉛直を保ち、自由支点機構を設けた
支持板が若干傾斜して設置されても振動センサは鉛直で
あって、装置の設置に際して、その取り付けの水平性を
極めて正確に確定する要がなく、自動的に煩斜取り付け
を補正するので、設置作業が極めて容易である効果があ
る。また、細長ケースを等価的に重錘とすることができ
、これを振動センサの一部に利用できるため、全体の構
成が簡易化できる利点がある。この発明は、内部に水銀
のような有害物質を用いることなく安全で、構造簡単で
しかも安価に実現でき、さらにこの機械構成は、装置の
流通輸送時においても容易に破壊されない効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の正断面図、第２図は第１
図のものの斜視図、第３図、第４図、第５図はそれぞれ
他の実施例の正断面図、第６図、第７図はそれぞれ従来
の感震装置の正断面図である。１．２・・・自由支点？［を形成する円錐体と円錐凹面
、　　３・・・支持板、　　４・・・ベース、５・・・
コイルスプリング、　　６・・・電気絶縁板、７・・・
棒状電極、　８・・・円筒ケース、　８ａ・・・穴、９
・・・バランス重錘、　　　１０・・・縁、１１・・・
電気端子、　　ｌｌａ・・・電気端子、１２・・・円柱
状電極、　１３・・・スプリング、１４・・・棒、　１
５・・・圧電素子。特許出願人　大野素度（ほか１名）第１図竿Ｚ１図肇９０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検知体に略水平に取り付けられるべき支持板と
、前記支持板が非接触貫通され、前記支持板に自由支点機
構により鉛直に支持されている細長ケースと、前記細長ケースに、前記自由支点機構の部位を境にして
上、下にそれぞれ設けられている振動センサおよびバラ
ンス重錘と、を備えてなる感震装置。
（２）自由支点機構上のベース中心から上方に伸長した
棒電極と、この棒電極を中心としたスプリングで前記ベ
ースから支持された細長ケースとの接離でなるスイッチ
を振動センサとする請求項（１）記載の感震装置。
（３）自由支点機構上のベース中心にスプリングを設け
、その上端に円柱状電極を設け、かつ前記ベースは細長
ケースと結合固定し、支持板が受けた振動による前記円
柱状電極と前記細長ケースとの接離でなるスイッチを振
動センサとする請求項（１）記載の感電装置。
（４）自由支点機構上のベースに圧電素子による振動お
よび衝撃にたいする振動センサを設置し前記ベースは細
長ケースと結合固定してなる請求項（１）記載の感震装
置。