JPH0658257B2 - 感震装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は地震動を検出して各種災害を未然に防止する
目的で、例えばガスメータ、石油ストーブ、エレベー
タ、化学プラント、鉄道等の各種機器、装置等に取付け
られる感震装置に関する。

従来の技術 従来、この種の感震装置として、例えば実開昭６１−４
８３２５号公報等に示されるように、感震機構部に感震
球を使用したものが既知である。

かかる従来の感震機構部は、内底面が緩やかな逆円錐状
に形成されたケーシング内に感震球が収納され、かつそ
の上部に、下面側が感震球より曲率半径の大なる凹球面
に形成された円盤状部を有するプランジャーが、上記凹
球面を感震球上に接触せしめた状態で上下移動自在に配
設され、かつ該プランジャーの上端中央部に突設された
軸部に、一端部が枢着された押圧板の他端先端部が当接
されると共に、該押圧板の中間部上面に開閉スイッチの
作動レバーの先端部が下方付勢状態に弾接されている。
而して、震動に伴って感震球が上記ケーシング内を転動
することによって、該球がプランジャーの凹球面を上方
に押し上げ、これによりプランジャーの上端軸部が押圧
板を押し上げ、それに伴い作動レバーが押し上げられて
開閉スイッチの接点が閉じるように作動するものであ
る。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、この種の従来の感震装置は、上述のとお
り、プランジャーが感震球上に常時接触状態に配設され
ると共に、プランジャーの上端軸部がケーシング上部に
被蓋された蓋体の軸孔に嵌入され、かつプランジャーが
押圧板により押圧された構造であるため、震動時に開閉
スイッチを確実に作動させるためには、プランジャーと
感震球との摩擦力、プランジャーの軸部とこれが嵌入さ
れた前記軸孔との摩擦力、プランジャーの重力、押圧板
の付勢力等に打ち勝ってプランジャーを上下移動させな
ければならない。従って、感震球として必然的に大型の
ものを採用しなければならず、そのために感震装置自体
が大型になってしまうという難があった。

また、感震球がケーシング内で正確に直線往復運動をし
た場合には、必要なパルス信号が発生されて地震を検出
することが可能であるが、円運動等した場合にはその間
開閉スイッチが閉状態を維持してしまうので、必要なパ
ルス信号を得ることができず、地震を正確に判定するこ
とができないという難があった。

この発明は、上述の問題点を解決すべくなされたもので
あり、小型化を図ることができ、それでいて高性能、高
信頼性に優れた感震装置を提供することを目的とするも
のである。

課題を解決するための手段 而して、発明者等は鋭意研究と実験を重ねた結果、従来
のスイッチ機構を採用した型式のものにあっては、より
一層の小型化および信頼性の向上を図ることは困難であ
ると認識するに至り、更に研究と実験を繰り返すことに
より、この発明を完成し得たものである。

即ち、この発明にかかる感震装置は、ケーシング内に感
震球が転動自在に収納されると共に、該感震球の上部に
その転動に伴って開閉作動されるスイッチ部が設けられ
てなる感震装置において、 上記スイッチ部が、互いに等角度をなすように放射状に
延びた偶数本の可動接片を有する下側電極片とその上部
に近接離間状態に配置された上側電極片とよりなる開閉
スイッチと、上記各可動接片と前記感震球との間にそれ
ぞれ上下移動自在に配設され、感震球の転動時に該球に
接触されて前記可動接片を上側電極片に接触させるよう
に押上作動せしめる接片作動用小球とで構成されてなる
ものであることを特徴とするものである。

感震装置を直接プリント基板に取り付けることができる
ようにする目的で、外側ケーシングの下端に脚部を下方
突出状に設けても良い。また、開閉スイッチとプリント
基板の回路とを接続するリード線を省略するために、外
側ケーシングの下端に、開閉スイッチに電気的に接続さ
れた接続端子を下方突出状に設けても良い。

作 用 ケーシング内に収納された感震球は、常時は該ケーシン
グの内底面中央部に位置すると共に、各接片作動用小球
に近接離間状態となされている。そして、この状態にお
いて地震等によりケーシングが震動すると、感震球がケ
ーシング内で転動され、その転動に伴って感震球が対応
位置の接片作動用小球に接触され、これを押し上げる。
この小球の上昇作動によって下側電極片の可動接片が押
し上げられ、該接片が上側電極片に接触されることによ
り開閉スイッチが閉の状態となって震動が検出される。

外側ケーシングの下端に下方突出状に設けられた脚部を
プリント基板の対応孔部に差し込むことにより該基板に
容易かつ確実に取付けられると共に、同下端に設けられ
た接続端子によりリード線なしに開閉スイッチをプリン
ト基板の回路に接続することができる。

実施例 以下、この発明にかかる感震装置を図示実施例に基づい
て説明する。

第１図および第２図に示す実施例の感震装置は、内部に
感震球（１）が収納されると共に、上部にスイッチ部
（２）が設けられた内側ケーシング（３）が、外側ケー
シング（４）内に常時水平に維持され、かつ揺動が制限
された状態で吊持されたものである。

前記内側ケーシング（３）は、内底面中央部に凹陥部
（５）が形成されたもので、直径約１１．１１mmの鋼製
等の感震球（１）が常時は上記凹陥部（５）上に保持さ
れた状態で収納されている。この内側ケーシング（３）
の内側上部には、下面側が感震球（１）に対応する凹球
面に形成された接片作動用小球受盤（６）が、感震球
（１）から近接離間状態となる位置に係止された状態で
嵌め込まれている。該受盤（６）は、特に第３図および
第４図に示すように、その中心から等距離の位置に円周
方向に沿って等間隔毎に合計６個の直径約２．６mmの孔
部（6a）が上下貫通状態に穿設されており、第１図に示
すように、これら各孔部（6a）にそれぞれ直径約２．５
mmの鋼製等の接片作動用小球（７）が嵌め込まれてい
る。この嵌め込み状態において各小球（７）は各孔部
（6a）の下端開口部より下方に若干突出された状態で下
端縮径部（6b）に係止保持され、かつ上下移動自在とな
されている。該小球受盤（６）の上面中央部には開閉ス
イッチ取付用突起（6c）が突設されており、該突起（6
c）に上下一対の電極片（８）（９）からなる開閉スイ
ッチ（10）が固着されている。

この開閉スイッチ（10）は、第５図（イ）（ロ）に示す
ように、隣接するものどおしが互いに略６０度の角度を
なすように中央部（8a）から放射状に６本の可動接片
（8b）が延設されると共に、それらの間から１本の細幅
状引出片（8c）が延設された下側電極（８）と、これに
略対応する形状の接片（9b）および引出片（9c）を有す
る上側電極（９）とで構成されている。上記可動接片
（8b）は、前記小球受盤（６）の対応孔部（6a）の上部
を覆いうる長さを有し、かつ互いに隣接するものどおし
が孔部（6a）と同位相となるものであることが必要であ
る。上記両電極（８）（９）としては、電気的特性（低
接触抵抗）、強度（耐久性）、柔軟性（撓曲性ないしは
感度）等の観点より、厚さ０．０３mm程度のＣｕ−Ｂｅ
合金製超薄板材を上記形状に打ち抜いて金メッキ処理を
施した後、熱処理を施したものが好適に用いられる。而
して、第１図に示すように、上記小球受盤（６）の各孔
部（6a）上に各可動接片（8b）が位置するように下側電
極片（８）がその中央部（8a）を小球受盤（６）のスイ
ッチ取付用突起（6c）に嵌合固定されると共に、その上
部に絶縁座金（11）を介して近接離間状態となるように
上側電極片（９）が、各接片（9b）を下側電極片（８）
の可動接片（8b）と同位相にし、かつ引出片（8c）（9
c）を互いに反対方向に引出した状態で嵌合固定されて
いる。図中、（9d）は可動接片（9b）に形成された接点
である。

ここに感震球（１）と各接片作動用小球（７）とは間隔
が０．２mm程度の極めて近接した離間状態となされてお
り、感震球（１）がケーシング（３）内を転動した際に
該感震球（１）が対応位置の小球（７）に接触され、該
小球（７）が押し上げられる。そしてこの押し上げられ
た小球（７）は、下側電極片（８）の対応する可動接片
（8b）を押し上げ、該接片（8b）が上側電極片（９）の
対応する接片（9b）に接触される。震動がなくなり感震
球（１）の転動が終了されると、感震球（１）、小球
（７）および可動接片（8b）はそれぞれ元の位置に復帰
し、次の震動の検出に備えるものとなる。なお、正確に
震動を検出するには、感震球（１）がケーシング（３）
内で震動に対応して確実に、しかも直線往復動をするこ
とが望ましい。而して、かかる確実かつ正確な直線運動
をさせるために、この実施例では、ケーシング（３）の
内底面に特種形状の凹陥部（５）を形成している。即
ち、第６図および第７図に示すように、中央部に凹部
（5a）が形成されると共に、該凹部（5a）から隣接する
ものどおしが約３０度の角度をなすように頂角が約１４
０度に設定された断面三角形の凸条（5b）が合計１２本
放射状に形成されている。上記凹部（5a）は検知すべき
震動に応じてその直径を適宜設定すれば良く、例えば１
６５ｇａｌの震動を検知するためには直径を１．８７mm
程度に設定すれば良い。また各凸条（5b）はそれぞれ外
側に向かって３〜４度程度以下の緩やかな上り傾斜状に
設定されている。このような放射状の凸条（5b）を形成
することにより、感震球（１）が該凸条（5b）に沿って
正確に往復作動されることとなり、より一層正確な震動
検出が可能となる。また各凸条（5b）が断面三角形に形
成されていることより、感震球（１）が各凸条（5b）に
対して点接触状態となされる。従って、感震球（１）と
して従来品よりも小さいものを採用することが可能であ
る。

上記内側ケーシング（４）の上端開口部には蓋体（12）
が嵌合固定されている。この蓋体（12）の上面中央部に
は上端が半球状に形成された吊下用軸部材（13）が上方
突出状に固植されており、その上端半球状部（13a ）が
内側ケーシング吊持用の帯板材（14）の中央部に穿設さ
れた孔部（14a ）の周縁に係止され、内側ケーシング
（３）が帯板材（14）に対して揺動自在となされてい
る。上記帯板材（14）に代えて円盤状その他適宜形状の
吊持部材を用いても良い。

一方、外側ケーシング（４）は、第１図および第２図に
示すように、内部に上記内側ケーシング（３）を揺動自
在に収納しうる大きさに形成されたもので、その上端開
口部が蓋体（15）により閉塞されている。上記ケーシン
グ（４）の上端内側縁部には段部（4a）が形成されてお
り、該段部（4a）に内側ケーシング（３）を吊持する前
記帯板材（14）の両端部が係止されることにより、内側
ケーシング（３）が外側ケーシング（４）の傾斜設定時
においても常時水平状態を維持しつつ揺動自在な態様で
吊持されるようになされている。この吊持状態において
外側ケーシング（４）の震動を内側ケーシング（３）に
伝達させると共に、内側ケーシング（３）が慣性力によ
り揺動することを防止する目的で外側ケーシング（４）
の凹球状底部と内側ケーシング（３）底部との間に若干
量の高粘度流体（16）が充填されている。この高粘度流
体（16）としては、内側ケーシング（３）を常時水平保
持に保持しうること、震動を効率良く伝達しうること、
長期間に亘って性能が劣化しないこと、油洩出の虞がな
いこと等の諸条件を満たすことが必要であり、例えば粘
度が１万（ｃＰ）程度のシリコン・オイル（信越化学工
業株式会社、商品名「ＫＦ−９６Ｈ」等）が好適に用い
られる。なお、上記高粘度流体（16）に代えて、あるい
はそれと共に上記帯板材（14）と蓋体（12）との間に円
錐バネ等の調心作用を阻害しない揺動規制部材を介在配
置させるようにしても良い。

また外側ケーシング（４）には、その外周面の４箇所に
９０度の位相差をもって、軸線方向に沿う膨隆部（4b）
が一体的に設けられている。対向する一対の膨隆部（4
b）（4b）の各下端部には、取付側のプリント基板
（Ｐ）に対する差し込み固定用脚部（4c）が一体的に延
設されている。他の一対の膨隆部（4b）（4b）には、そ
れぞれ導電性の端子棒（17）（17）が埋設状態に圧入嵌
合され、この各端子棒（17）（17）の上端に内側ケーシ
ング（３）より引出された開閉スイッチ（10）の引出片
（8c）（9c）がそれぞれリベット止めにより接続され、
かつ下端に逆Ｌ字状の端子板（18）（18）が下方突出状
に固着されることにより、取付側のプリント基板（Ｐ）
にリード線なしに直接取り付け可能となされている。こ
れにより、従来品のようなリード線を接合させるたのハ
ンダ付け作業を省略し得、もって製造コストの低減およ
び電気抵抗の低減を図ることができるものである。

なお、上記実施例では下側電極片として放射状に延びた
６片の可動接片を有するものを用い、かつこれに対応す
る６片の接片を有する上側電極片を用いたものを示した
が、この発明はこれに限定されるものではなく、下側電
極片としてそれ以上の可動接片を有するものを用いても
良いし、また上側電極片として放射状接片を有しない例
えば円盤状のもの等を用いることも許容するものであ
る。要するに、ケーシング内に感震球が転動自在に収納
されると共に、該感震球の上部に、互いに等角度をなす
ように放射状に延びた偶数本の可動接片を有する下側電
極片とその上部に近接離間状態に配置された上側電極片
とよりなる開閉スイッチが配設され、かつ上記各可動接
片と前記感震球との間に、感震球の転動時に該球に接触
されて押し上げられることにより前記可動接片を上側電
極片に接触させるように押上作動せしめる接片可動用小
球が上下移動自在に配設されてなるものであれば、他の
任意の設計的変更をも許容するものである。

発明の効果 この発明にかかる感震装置は、上述のとおり、各可動接
片と前記感震球との間に、感震球の転動時に該球に接触
されて押し上げられることにより前記可動接片を上側電
極片に接触せしめる接片可動用小球が上下移動自在に配
設されてなるものであるから、震動時において感震球と
接片可動用小球とは摩擦抵抗の非常に小さい点接触状態
となされる。しかも感震球の震動を可動接片に伝達する
部材として小球が用いられると共に、これにより作動さ
れる開閉スイッチとして放射状に延びた可動接片を有す
る電極片が用いられている。従って、感震球のわずかな
震動をも正確に検出することができ、感震球として従来
品よりはるかに小さいものを採用することができ、ひい
ては感震装置全体の小形化を図ることができる。

また、感震球の上部に、互いに等角度をなすように放射
状に延びた偶数本の可動接片を有する下側電極片とその
上部に近接離間状態に配置された上側電極片とよりなる
開閉スイッチが配設され、かつ上記各可動接片と前記感
震球との間に接片作動用小球が上下移動自在に配設され
てなるものであるから、感震球がケーシング内でいずれ
の方向に往復作動しても震動を正確に検知しうるのはも
とより、震動に伴って感震球がケーシング内で円運動を
するようなことがあっても、地震判定に必要なパルス信
号を確実に得ることができる。従って、地震判定を誤る
ような不都合を回避し得、より一層信頼性に優れたもの
とし得る。

また、請求項（２）に記載のように、外側ケーシングの
下端に、該ケーシングをプリント基板に固定するための
脚部と、前記開閉スイッチの引出片に電気的に接続され
た接続端子とをそれぞれ下方突出状に設けることによ
り、プリント基板に直接取り付けることができ、しかも
リード線を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の実施例を示すものであり、第１図は
縦断面図、第２図は各構成部材を分解状態にして示した
斜視図、第３図は接片作動用小球受盤の平面図、第４図
は第３図IV−IV線の断面図、第５図（イ）（ロ）はそれ
ぞれ上側電極片および下側電極片の平面図、第６図は内
側ケーシングの平面図、第７図は第６図VII−VII線の断
面図である。 （１）……感震球、（３）……（内側）ケーシング、
（４）……外側ケーシング、（4c）……脚部、（７）…
…接片作動用小球、（８）……下側電極片、（8b）……
可動接片、（９）……上側電極片、（10）……開閉スイ
ッチ、（18）……接続端子、（Ｐ）……プリント基板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング（３）内に感震球（１）が転動
   自在に収納されると共に、該感震球（１）の上部にその
   転動に伴って開閉作動されるスイッチ部（２）が設けら
   れてなる感震装置において、 上記スイッチ部（２）が、互いに等角度をなすように放
   射状に延びた偶数本の可動接片（8b）を有する下側電極
   片（８）とその上部に近接離間状態に配置された上側電
   極片（９）とよりなる開閉スイッチ（10）と、上記各可
   動接片（8b）と前記感震球（１）との間にそれぞれ上下
   移動自在に配設され、感震球（１）の転動時に該球
   （１）に接触されて前記可動接片（8b）を上側電極片
   （９）に接触させるように押上作動せしめる接片作動用
   小球（７）とで構成されてなるものであることを特徴と
   する感震装置。
2. 【請求項２】感震球（１）が転動自在に収納されると共
   に、該感震球（１）の上部にその転動に伴って開閉作動
   されるスイッチ部（２）が設けられた内側ケーシング
   （３）が、外側ケーシング（４）内に水平状態に保持さ
   れるように揺動自在に吊持された感震装置であって、 上記スイッチ部（２）が、互いに等角度をなすように放
   射状に延びた偶数本の可動接片（8b）を有する下側電極
   片（８）とその上部に近接離間状態に配置された上側電
   極片（９）とよりなる開閉スイッチ（10）と、上記各可
   動接片（8b）と前記感震球（１）との間にそれぞれ上下
   移動自在に配設され、感震球（１）の転動時に該球
   （１）に接触されて前記可動接片（8b）を上側電極片
   （９）に接触させるように押上作動せしめる接片作動用
   小球（７）とで構成されてなる一方、 上記外側ケーシング（４）の下端に、該ケーシング
   （４）をプリント基板（Ｐ）に固定するための脚部（4
   c）（4c）と、前記開閉スイッチ（２）に電気的に接続
   された接続端子（18）（18）とがそれぞれ下方突出状に
   設けられてなることを特徴とする感震装置。