JPH06214040A - 振動速度検出型地震センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 〔目的〕 電磁波ノイズで誤作動せず、安価に製作でき
る振動速度検出型地震センサを得る。 〔構成〕 自由支点２を有する振子軸１を垂下させてこ
れにスリット５付の制御プレート６と制動盤７を取り付
けると共に発光素子３と受光素子４をスリット５の中心
上下位置に対向させて配置し、地震による振子運動によ
り発生する制御プレート６の変位を受光素子で捕捉して
信号を出力し、この信号で安全装置の制御回路を制御す
る。 〔効果〕 制御プレート６の変位量を受光素子４で捕捉
する所謂機械的な運動で被害が発生すると予測される地
震の大きさを検出するため、電磁波ノイズには全く影響
されない。この結果、誤作動の心配がないと共に電磁コ
イルを利用しないため安価に製作できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震発生時に、その揺
れの大きさが、建造物に被害が発生すると予測される大
きさを検知したときに、例えば安全装置、警報装置等の
制御回路を作動させるＳＩ（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｉｎｔ
ｅｎｓｉｔｙ）値検出型を含む振動速度検出型地震セン
サに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地震発生時に都市ガス供給システ
ム或いは石油プラント等において誘発される火炎その他
の二次災害を防止する目的から、図３に示すように、受
台５１上に鋼球５２を置いて、一定以上の地震の加速度
を感知したときに鋼球５２を落下させて電気接点５３を
スプリング５４により閉じるように構成したもの、或い
は図４に示すようにバネ材５６により支持された振子５
７が振動して一定以上の加速度となった時に電気接点５
５が閉じるように構成した地震センサが知られている。

【０００３】上記地震センサは何れも地震の大きさを加
速度で感知する構成であるが、都市ガスの供給システム
或いは石油プラント、超高層ビル等のような建造物の場
合、地震時の被害の発生は必ずしも加速度の大きさに比
例するものではないことが判明している。

【０００４】このため、上記した加速度応答型の地震セ
ンサでは適切な災害防止が果たせない場合がある。

【０００５】そこで提案されているのがＳＩ値や最大速
度等を検出する所謂振動速度検出型地震センサによる災
害防止対策の構築である。

【０００６】従来、このような振動速度検出型地震セン
サは、電磁誘導の原理で加速度波形を収集し、演算回路
又はコンピュータにより例えばＳＩ値を算出している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように電
磁誘導の原理で加速度波形を収集する方式の場合、セン
サ付近で万一電磁ノイズが発生するとこのノイズで誤作
動することがあり、信頼性に欠けるという欠点があると
共に電磁コイルを利用しているために高価である。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みて提案されるもの
で、その目的は、電磁波ノイズで誤作動せず、安価に製
作できる振動速度検出型地震センサを提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は次のとお
りである。

【００１０】過制動機構により、直接振動速度に比例し
た全方向の動きが得られるように構成した振子と、前記
振子の変位を光センサにより検出し、この変位が一定以
上になると制御信号を出力するように構成した制御回路
と、から成る振動速度検出型地震センサ。

【００１１】なお、上記構成において、振子に円盤状の
制御プレートを取り付け、この制御プレートの一部に遮
光又は透光部を形成すると共に遮光又は透光部を中間に
して対向するように制御回路の発光素子と受光素子を配
置して振動速度検出型地震センサを構成してもよい。

【００１２】又、制御プレートに遮光又は透光面積の異
なる複数の遮光又は透光部を形成すると共に夫々の遮光
又は透光部を中間にして対向するように制御回路の発光
素子と受光素子を配置し、それぞれの受光素子からの信
号を切り替えて使用することにより制御回路から出力さ
れる制御信号を選定して、制御回路の設定値（振動の大
きさ）を変更できるように構成してもよい。

【００１３】制御プレートの形状は、円形、多角形を特
に問わないが、重量バランスを考えた場合、真円が望ま
しい。又、温度変化の影響を受けない材質のものが選択
されることは勿論である。

【００１４】発光素子と受光素子の位置は、制御プレー
トに遮光又は透光部としてスリットを設けた場合にはこ
のスリットの中心の上下である。なお、スリットではな
く、円盤状の制御プレートの周縁から微小離れた位置に
対向させて発光素子と受光素子を配置することにより、
制御プレートの変位を３６０°方向で検出するようにし
てもよい。この際の配置位置は、最小で３ケ所、出来れ
ば４ケ所以上等間隔で配置するのが精度上望ましい。

【００１５】

【作用】地震が発生してこの揺れ（振動）がセンサに作
用すると、制御プレートを含む振子が振れる。この振れ
により、発光素子から発光されている光が制御プレート
で遮光又は透光されたとき、受光素子に信号が発生し、
この信号で例えば安全装置が作動する。

【００１６】なお、発光素子は常時発光させておく場
合、電池式であると電力の消費が大きいので、例えばこ
の電池の電源スイッチをＯＮ、ＯＦＦするために、図
３、図４に示したような加速度式の地震センサと組み合
わせておき、一定の大きさの地震を感知したときにの
み、電源スイッチをＯＮ状態に設定するようにしてもよ
い。

【００１７】

【実施例】図１に本発明を実施した地震センサの概略を
示す。この図において、符号の１は振子軸であって、支
持台１２上にジンバル機構による支点２で支持され、３
６０°方向に揺動自在である。

【００１８】該振子軸１の下端には過制動機構として、
アルミ板よりなる制動盤７が水平に固着されており、制
動用永久磁石８の両磁極間に制動盤７の周囲の１部が位
置している。そして、この制動盤７には例えば振子軸１
の動きに制動係数ｈ＝３で計算して得た制動を与えるよ
うになっている。

【００１９】振子軸１には、図２に示すように、円形の
スリット５を設けた円盤状の透明な制御プレート６が水
平に固着されている。そして、制御プレート６には遮光
処理したスリット５が設けられており、このスリット５
の中心上下位置には制御プレート６の変位（振れ）を検
出するため受光素子４及び発光素子３が対向して配置さ
れており、発光素子３からの光はスリット５で平時は遮
光されている。なお、受光素子４は例えば安全器側の増
幅器９と接続され、更に増幅器９は安全装置の制御回路
１１に設けられたリレー接点１０に接続されている。

【００２０】ここで、地震が発生すると振子軸１が支点
２を中心として揺れて制御プレート６が変位する。そし
て、この変位により、スリット５が発光素子３と受光素
子４を外れると、発光素子３から発光されている光が制
御プレート６内を透過し、受光素子４に入力される。こ
のとき、受光素子４から信号が出力され、この信号は増
幅器９により増幅されてリレー接点１０に入り、制御回
路１１を開又は閉とする。今ここで地動をＹとし、振子
軸１の変位値をＸとすると次の関係数式１が成立する
（但し、ｈ…制動係数、ω_０…振子の固有角振動数）。

【００２１】

【数１】

【００２２】

【００２３】制動板７と永久磁石８の関係を調整してｈ
＝３の条件を満たすと数式１は近似的に数式２及び数式
３となる（但し、ｈ…制動係数、ω_０…振子の固有角振
動数）。

【００２４】

【数２】

【００２５】

【００２６】

【数３】

【００２７】

【００２８】数式３から振子１の変位量Ｘは地動Ｙの概
ね微分された値に比例する。これからスリット５の大き
さを調整することにより必要とする大きさ以上の地震を
感知して制御回路１１を開閉することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る地震センサは以上のよう
に、振子軸に例えば制動係数ｈ＝３の制動を与え、振子
軸の変位量を概ね地震の速度に比例させ、この動きを光
により検出することによって、被害応答型の地震感知を
行うことができると共に振子軸における動きを検出する
ために発光素子と受光素子とが対設し、該両素子間に予
定振幅を設定するための例えばスリットを有する制御プ
レートを介装し、該制御プレートの振れに伴う遮光又は
受光により前記受光素子から信号を出力させるようにし
たので、次の如き効果を奏する。

【００３０】ａ．従来の振動速度検出型センサのよう
に、電磁誘導の原理を採用していないので、電磁波ノイ
ズの影響を全く受けない。この結果、誤作動の心配のな
い地震センサを得ることができる。

【００３１】ｂ．電磁コイルを使用していないので、製
作費が安い。この結果、広範囲に地震対策用の安全シス
テムを構築する場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地震センサの説明図。

【図２】制御プレートの平面図。

【図３】落球式地震センサの説明図。

【図４】振子式地震センサの説明図。

【符号の説明】

１ 振子 ２ ジンバル支点 ３ 発光素子 ４ 受光素子 ５ スリット ６ 制御プレート ７ 制動盤 ８ 永久磁石 ９ 増幅器 １０ リレー １１ 制御回路 １２ 支持台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横井 勇 東京都荒川区西日暮里２−25−１株式会社 東京測振内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 過制動機構により、直接振動速度に比例
   した全方向の動きが得られるように構成した振子と、 前記振子の変位を光センサにより検出し、この変位が一
   定以上になると制御信号を出力するように構成した制御
   回路と、 から成る振動速度検出型地震センサ。
2. 【請求項２】 振子に円盤状の制御プレートを取り付
   け、この制御プレートの一部に遮光又は透光部を形成す
   ると共に遮光又は透光部を中間にして対向するように制
   御回路の発光素子と受光素子を配置して成る請求項１記
   載の振動速度検出型地震センサ。
3. 【請求項３】 制御プレートに遮光又は透光面積の異な
   る複数の遮光又は透光部を形成すると共に夫々の遮光又
   は透光部を中間にして対向するように制御回路の発光素
   子と受光素子を配置し、それぞれの受光素子からの信号
   を切り替えて使用することにより制御回路から出力され
   る制御信号を選定できるように構成して成る請求項１記
   載の振動速度検出型地震センサ。
4. 【請求項４】 永久磁石により過制動機構を構成して成
   る請求項１記載の振動速度検出型地震センサ。
5. 【請求項５】 オイルダンパーにより過制動機構を構成
   して成る請求項１記載の振動速度検出型地震センサ。