JPH05302848A - 水平全方向重力振子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地震動などの振動を検知する感震器として好
適な１自由度重力振子装置を水平全方向の振動に対応可
能な装置に改良する。 【構成】 感震球１の一方向のみの転動を許容する円弧
状軌道２を受け座３の上面に形成し、受け座３を基台８
に回転可能に取付けることにより、１自由度重力振子装
置を水平全方向の振動に対応できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば地震動やその他
の振動を検知する感震器として好適な１自由度重力振子
装置に関し、特に、水平全方向の振動に対応可能な１自
由度重力振子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、感震球と同感震球の転動面として
の凹球面とを組み合わせて水平方向の変位（振動）の検
知が行なえるようにした重力振子装置として、図４に示
したようなものが知られている。

【０００３】すなわち図４において、符号11は絶縁体製
のケーシングを示していて、このケーシング11の内部
に、凹球面12が形成されており、この凹球面12上に感震
球13が転動可能に載置されている。

【０００４】符号14は下面に感震球13の球面に摺動可能
に当接する凹球面をそなえたアクチュエータを示してい
て、このアクチュエータ14はその中央部に突設された案
内杆14aがケーシング11の中央仕切板11aに形成された貫
通穴に出没可能に挿入されることにより、凹球面12上に
おける感震球13の転動に伴って、上下動できるようにな
っている。

【０００５】ケーシング11の内部で中央仕切板11aの上
部に、スイッチが配置されている。スイッチは一対の弾
性体製のスイッチ片15a,15bで構成され、各スイッチ片1
5a,15bはそれらの基端部をケーシング11に固着されると
ともに、一方のスイッチ片15aにアクチュエータ14の案
内杆14aの頂部が当接している。符号16a,16bは各スイッ
チ片15a,15bの先端部に形成された接点を、また符号17
a,17bは各スイッチ片15a,15bに接続されたリード線を、
さらに符号18a,18bは各リード線17a,17bが接続されるタ
ーミナルをそれぞれ示している。

【０００６】このような構成の重力振子装置が、ケーシ
ング11を固定物（被検査物）に取り付けられて使用され
る。

【０００７】そして固定物が地震などで振動すると、感
震球13がケーシング11の凹球面12上を転動し、その結果
アクチュエータ14を押し上げ、接点16a,16bを閉じて出
力ターミナル18a,18bに信号が出力される。この信号か
ら固定物の振動を検出することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、上述のような
従来の水平方向の変位検出用重力振子装置では、感震球
が凹球面の垂直面内を転がる時にのみ感震球の位置エネ
ルギーが運動エネルギーに転換されて、重力振子として
機能するものである。

【０００９】しかし、実際には、わずかな接触面の抵抗
の不均一性や球体表面の歪み、あるいは振動外力の影響
等により、感震球が凹球面の同一水平面内を転動するこ
とが多く、このような場合には、球体の位置エネルギー
が変位せず、重力振子としての機能を失い、重力振子と
しての目的を達成することができなくなる。

【００１０】このような感震球の同一水平面内での転動
を防止するために、凹球面に障害板を放射状に２,３枚
取り付けた装置が提案されている。しかしこの装置で
は、感震球が障害板に衝突したとき感震球の動きが不連
続となるため、１自由度重力振子としての動作をしなく
なるという問題点がある。

【００１１】本発明はこのような問題点の解決をはかろ
うとするもので、感震球と凹球面とを組み合わせて構成
される重力振子装置において、感震球を凹球面上の一方
向にのみ転動可能な１自由度形にするとともに、感震球
の転動方向を水平面内で回転可能に構成して、１自由度
重力振子装置を水平全方向の振動に対応可能とした、水
平全方向重力振子装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載の水平全方向重力振子装置
は、感震球と、同感震球の半径よりも大きい曲率半径を
有し上記感震球の一方向のみの転動を許容する円弧状軌
道と、同円弧状軌道を上面にそなえた受け座と、同受け
座を上面に取り付けられる基台とを有する１自由度重力
振子装置において、上記受け座が水平面内で回転可能に
構成されていることを特徴としている。また請求項２に
記載の水平全方向重力振子装置は、請求項１に記載の水
平全方向重力振子装置において、上記受け座の回転角度
検出器がそなえられていることを特徴としている。

【００１３】

【作用】上述の本発明の請求項１に記載の水平全方向重
力振子装置では、基台が取り付けられた床が振動すると
き、床の振動方向に平行した方向へ円弧状軌道が自動的
に向くので、１自由度重力振子を水平全方向の振動に対
応させることができる。また本発明の請求項２に記載の
水平全方向重力振子装置では、上記作用のほか、床の振
動方向が角度検出器により検出できる。

【００１４】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
水平全方向重力振子装置について説明すると、図１は側
断面図、図２は平面図、図３は正面図である。

【００１５】この実施例の水平全方向重力振子装置も、
感震球１とこの感震球１が転動可能な転動面２を上面に
形成された受け座３とをそなえ、転動面２が、感震球１
の半径より大きい曲率半径を有し、感震球１が一方向に
のみ転動するのを許容する円弧状軌道４として形成され
ていて、感震球１と円弧状軌道４とで１自由度重力振子
装置が形成される。

【００１６】一方、受け座３の下面中央部に回転軸５が
突設され、この回転軸５がベアリング６を介して基台８
に対して回転可能に取り付けられて、受け座３すなわち
円弧状軌道４を水平面内で回転可能に保持している。符
号９は基台８が取り付けられる建物の床を示している。

【００１７】また、受け座３の下面に受け座３の回転角
度を検出するためのエンコーダ用の円盤10が取り付けら
れており、円盤10の目盛を読み取るためにエンコーダ
（回転角度検出器）７が設けられている。

【００１８】さらに、受け座３の水平面内での過回転を
防止するために、受け座３に適度な減衰を行なわせる減
衰機構（図示せず）も取り付けられている。

【００１９】上述の構成において、受け座３に形成され
る円弧状軌道４が、感震球１の１方向のみの転動を許容
するものであるため、床９に地震等による振動が生じた
とき、球体は円弧状軌道４に対して直角方向に転動する
ことができず、もし感震球１に作用する振動ベクトルが
円弧状軌道４と一致していない場合、その振動ベクトル
と円弧状軌道４の方向とを一致させる方向に、感震球１
が円弧状軌道４、すなわち受け座３を回転させることに
なる。

【００２０】これにより、円弧状軌道４が床９の振動方
向に平行した方向に自動的に向かい、その結果、１自由
度重力振子装置を水平全方向の振動に対応させることが
可能となる。

【００２１】このとき、減衰機構の作用により円弧状軌
道４が水平面内で過大に回動するのが阻止される。

【００２２】また、エンコーダ７により円弧状軌道４の
方向すなわち床９の振動方向を検知することができる。

【００２３】なお、この実施例のものでも、図示してい
ないが図４に示したのと同様のアクチュエータやスイッ
チなどの感震球の移動（転動）を検出する装置がそなえ
られていることは言うまでもない。なお感震球を磁性体
で構成しかつケーシング内に磁場を発生させておき、磁
力変化を検出して感震球の転動を検出するようにしても
よい。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の水平全方
向重力振子装置によれば、次のような効果ないし利点が
得られる。 (1) 感震球の転動面としての円弧状軌道が、基台を取り
付けられた床の振動方向に平行した方向へ自動的に向か
うので、１自由度重力振子装置を水平全方向の振動に対
応させることができる。 (2) 角度検出器により上記床の振動方向の検出ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての水平全方向重力振子
装置の側断面図。

【図２】同平面図。

【図３】同正面図。

【図４】従来の重力振子装置の側断面図。

【符号の説明】

１ 感震球 ３ 受け座 ４ 円弧状軌道 ５ 回転軸 ６ ベアリング ７ エンコーダ ８ 基台 ９ 床 10 エンコーダ用の円盤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感震球と、同感震球の半径よりも大きい
   曲率半径を有し上記感震球の一方向のみの転動を許容す
   る円弧状軌道と、同円弧状軌道を上面にそなえた受け座
   と、同受け座を上面に取り付けられる基台とを有する１
   自由度重力振子装置において、上記受け座が水平面内で
   回転可能に構成されていることを特徴とする、水平全方
   向重力振子装置。
2. 【請求項２】 上記受け座の回転角度検出器がそなえら
   れていることを特徴とする、請求項(1)に記載の水平全
   方向重力振子装置。