JPH0658805A - 感震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装備対象物あるいはその内部の設置箇所の如
何によっても、常に良好な感震特性が得られる感震装置
を提供することを目的とする。 【構成】 ケーシング３内に感震球１を転動自在に収納
すると共に、感震球１の転動に伴って開閉作動されるス
イッチ部２を設ける。そして、感震球１を、非磁性材料
からなるもので構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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ー４８３２５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。

【０００３】かかる従来の感震機構部は、内底面が緩や
かな凹球面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、その上下移動に対応して開閉作動
されるスイッチ部が設けられてなるものが広く使用され
ている。

【０００４】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を
上方に押し上げ、これにより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。

【０００５】ところで、この種の感震装置は近年の小型
軽量化に伴って、各種機器、装置の内部に設置して使用
されることが多くなった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、装備対
象物である機器、装置の種類、あるいはその内部におけ
る設置箇所の如何によっては、必ずしも良好な感震特性
が得られず、極端な場合には震動を検出できないという
不都合を生じることがあった。かかる不都合は、殊に小
型軽量化の図られた感震装置の場合に生じ易いものであ
った。

【０００７】この発明は、上述の問題点に鑑みてなされ
たものであって、装備対象物あるいはその内部の設置箇
所の如何によっても、常に良好な感震特性が得られる感
震装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】而して、本願発明者は、
装備対象物やその内部の設置箇所によって感震特性が影
響を受ける原因を追及すべく、鋭意実験と研究を重ねる
うち、感震球として専ら鋼製のものが用いられていると
いう事実、および装備対象物の中には内部にマグネット
が装備されたものが多いという事実を知見するに至り、
かかる知見に基づいて更に実験と研究を重ねた結果、感
震球がマグネットの磁力の影響を受けることによって感
震特性が乱れたり、あるいは感震不能状態となったりす
ることを突き止め、本願発明を完成するに至ったのであ
る。

【０００９】而して、この発明においては、感震球とし
て、磁力の影響を受けない非磁性材料かならなるものを
用いたものである。

【００１０】即ち、この発明は、ケーシング内に感震球
が転動自在に収納されると共に、感震球の転動に伴って
開閉作動されるスイッチ部が装備された感震装置におい
て、前記感震球が、非磁性材料からなるものであること
を特徴とする感震装置を要旨とするものである。

【００１１】非磁性材料としては、ステンレス鋼、黄
銅、真鍮、セラミックなどが好適に用いられる。

【００１２】

【作用】感震球自体が非磁性材料からなるものであるこ
とより、マグネットの近くに設置してもその磁界の影響
を受けて感震特性が変化したりすることがない。

【００１３】

【実施例】以下、この発明にかかる感震装置をガスメー
タ用に好適に用いられる図示実施例に基づいて説明す
る。

【００１４】図１および図２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、
その軸線方向を常時鉛直方向に一致させた状態で外側ケ
ーシング（４）内に、揺動制限状態で吊持されたもので
ある。

【００１５】前記感震球（１）は、非磁性材料からなる
ものが用いられている。かかる非磁性材料としては、例
えばステンレス鋼、黄銅、真鍮、セラミックなどが好適
に用いられる。このように、感震球（１）として非磁性
材料からなるものを採用したのは次ぎのような理由によ
る。

【００１６】例えば、装備対象物がガスメータの場合に
は、例えば図８に示すように、ガスメータのケース内上
部の空間に感震装置（Ａ）およびガス流量センサー
（Ｂ）を同一プリント基板（Ｐ）上に配設する一方、ガ
ス流量に対応して回転する回転軸（３０）の頂部に、外
周縁部にマグネット（Ｍ）を有する円盤（３１）を取り
付け、かつそのマグネット（Ｍ）が流量センサー（Ｂ）
の近傍位置を回転するようにして、ガス使用量を電気信
号として遠隔指示するように構成されたものがある。し
かし、このように感震装置（Ａ）をマグネット（Ｍ）に
接近して配置すると、感震装置（Ａ）内の感震球（１）
が鋼製等のように磁力の影響を受けるものであると、感
震特性が変化したり、極端な場合には震動検出不能状態
となることがあるからである。なお、このようにマグネ
ットが装備されるのは、必ずしもガスメータに限られる
ものではなく、他の装置、機器の場合も同様である。

【００１７】以下、実施例にかかる感震装置の構成を詳
細に説明する。

【００１８】前記内側ケーシング（３）は、後述する高
粘性流体を用いたダンパに抗して自動的に水平状態に保
持せしめる、いわゆる自動調心が容易に行われるよう
に、全体の重量を増大せしめると共に、重心が低くなる
ように設計されている。即ち、周壁（５ａ）より底壁
（５ｂ）を肉厚状に設定して、重心が底壁側に位置する
ものとなされた金属製の外側ケース（５）内に、硬質合
成樹脂製の内側ケース（６）を強制嵌合して、全体とし
て重心が低い位置に設定された二重構造のものが採用さ
れている。

【００１９】なお、この内側ケーシング（３）を構成す
る外側ケース（５）として、上記のように金属製のもの
を用いることにより、その底壁（５ｂ）の厚さを適宜設
定することにより重心位置を任意に設定することができ
て好都合である。

【００２０】内側ケーシング（３）の底壁内面中央部分
には、凹陥部（７）が形成されており、直径約１１．１
１mmの感震球（１）が常時は上記凹陥部（７）上に保持
された状態で収納されると共に、該ケーシング（３）の
内側上部に感震球（１）の転動に伴って開閉作動される
スイッチ部（２）が設けられている。

【００２１】正確に地震動を検出するには、感震球
（１）がケーシング（３）内で地震動に応じて確実に、
かつ正確に直線往復運動をすることが要求される。

【００２２】而して、かかる確実かつ正確な直線往復運
動を実現するために、この実施例では、ケーシング
（３）の底壁（３ａ）内面中央部に特種構造の凹陥部
（７）を形成している。即ち、図６および図７に示すよ
うに、ケーシング（３）の底壁（３ａ）内面中心部に凹
部（７ａ）が形成されると共に、該凹部（７ａ）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１４０度に設定された断面三角形の凸条（７ｂ）が
合計１２本放射状に形成されている。

【００２３】上記凹部（７ａ）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い。また各凸条（７ｂ）
はそれぞれ外側に向かって緩やかな上り傾斜状に設定さ
れている。この傾斜角度は３〜４度程度以下であること
が望ましい。

【００２４】このような放射状の凸条（７ｂ）を形成す
ることにより、感震球（１）の転動方向を凸条（７ｂ）
に沿う方向に規制してケーシング周方向への運動を防止
することができる。従って、地震動時に感震球（１）が
正確な直線往復運動を行うこととなり、より一層正確な
震動検出が可能となる。また各凸条（７ｂ）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
（７ｂ）に対して点接触状態に保持される。従って、感
震球（１）として従来品より小さいものを採用すること
が可能である。

【００２５】上述したように上記放射状凸条（７ｂ）
は、地震動時に感震球（１）が円運動するのを効果的に
防止しうるものである。しかしながら、外部から大きな
衝撃力が加わった場合等に、感震球（１）がケーシング
底壁（３ａ）から浮き上がってケーシング周壁（３ｂ）
内面に沿って円運動をすることがあるが、そのような場
合には上記放射状凸条（７ｂ）は最早有効に作用しなく
なる。そしてかかる浮き上がり状態での感震球（１）の
円運動は、スイッチ部（２）を閉状態に維持してしまう
ため震動検出に有害であり、可及的速やかに円運動を減
衰させることが望ましい。

【００２６】このためこの実施例では、図６および図７
に示すように、ケーシング周壁（３ｂ）内面に上下方向
に沿った互いに平行な断面三角形の凸条（８）が所定間
隔毎に合計６本形成されている。この凸条（８）は、感
震球（１）が浮き上がった状態においてそのケーシング
周壁（３ｂ）内面に沿って円運動するのを防止するため
には、少なくともその浮き上がり状態にある感震球
（１）が当接しうる高さ位置に設定することが必要であ
る。

【００２７】この実施例にあっては、ケーシング底壁
（３ａ）中央部に着座状態にある感震球（１）の球心高
さ位置よりやや下方位置から同球心高さ位置よりやや上
方位置に至る長さに設定されている。従って、その凸条
（８）によって、ケーシング底壁（３ａ）内面に接触し
た状態はもとより該底壁（３ａ）から浮き上がった状態
の感震球（１）の円運動が抑制されるようになってい
る。

【００２８】上記凸条（８）は、それら相互間のケーシ
ング周壁（３ｂ）に感震球（１）が接触しないような間
隔および突出度に設定することが望ましい。即ち、図６
に一点鎖線で示すように、感震球（１）が、隣接する凸
条（８）（８）に当接した状態でも、凸条間のケーシン
グ周壁（３ｂ）に当接しないような関係を満たすことが
望ましい。もし、この関係を満たさなければ、感震球
（１）がケーシング周壁（３ｂ）に接触して慣性によっ
て円運動が助長されてしまうおそれがある。望ましく
は、感震球（１）がケーシング周壁（３ｂ）に最も接近
した状態でもそれらの隙間が０、１mm程度か、それより
若干広くなる程度に設定すべきである。

【００２９】この実施例のように、感震球（１）がケー
シング底壁（３ａ）に接触した状態で転動した際に上記
凸条（８）の下部に接触する場合には、各凸条（８）
は、ケーシング底壁（３ａ）に形成された放射状凸条
（７ｂ）の延長線上の位置に設けられていることが望ま
しい。その理由は、感震球（１）は隣接する放射状凸条
（７ｂ）（７ｂ）間の溝部に沿って直線往復運動を行う
ものであることより、もしケーシング周壁（３ｂ）に形
成された凸条（８）がケーシング底壁（３ａ）に形成さ
れた放射状凸条相互間の溝部の延長線上の位置に設けら
れていると、感震球（１）の転動のための隙間が小さく
なるからである。

【００３０】上記内側ケーシング（３）の内側上部に
は、図１に示すように、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（９）が、感
震球（１）から近接離間状態となるように嵌合されてい
る。該受盤（９）は、特に図３および図４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（９ａ）が上下
貫通状態に穿設されており、図１に示すように、これら
各孔部（９ａ）にそれぞれ直径約２．５mmの鋼製等の接
片作動用小球（１０）が嵌め込まれている。

【００３１】この小球（１０）についても、感震球
（１）と同様の理由により非磁性材料からなるものを用
いることが望ましい。この嵌め込み状態において各小球
（１０）は各孔部（９ａ）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（９ｂ）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（９）の
上面中央部には開閉スイッチ取付用突起（９ｃ）が突設
されており、該突起（９ｃ）に上下一対の電極片（１
１）（１２）からなる開閉スイッチ（１３）が固着され
ている。

【００３２】また、上記接片作動用小球受盤（９）の下
面側には、図３および図４に示すように、感震球（１）
がケーシング底壁（３ａ）から浮き上がった状態におけ
る円運動を抑制する目的で、各孔部（９ａ）間に突起
（９ｄ）が設けられている。この突起（９ｄ）は、感震
球（１）による小球（１０）の作動を妨げることのない
ような大きさに設定する必要があるのはいうまでもな
い。

【００３３】上記開閉スイッチ（１３）は、図５（イ）
（ロ）に示すように、一部切欠輪状の連結部（１１ａ）
から隣接するものどおしが互いに略６０度の角度をなす
ように放射状に６本の可動接片（１１ｂ）が延設される
と共に、前記連結部（１１ａ）から細幅状引出片（１１
ｃ）が延設された下側電極（１１）と、上記可動接片
（１１ｂ）に対応する接片（１２ｂ）、それらの間に放
射状に延設された固定用片（１２ａ）および引出片（１
２ｃ）を有する上側電極（１２）とで構成されている。
上記可動接片（１１ｂ）は、前記小球受盤（９）の対応
孔部（９ａ）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（９ａ）と同位相をなすもの
となされている。

【００３４】上記両電極（１１）（１２）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。

【００３５】而して、上記小球受盤（９）の各孔部（９
ａ）上に各可動接片（１１ｂ）が位置するように下側電
極片（１１）がその中央部を小球受盤（９）のスイッチ
取付用突起（９ｃ）に嵌合固定されると共に、その上部
に絶縁座金（１４）を介して近接離間状態となるように
上側電極片（１２）が、各接片（１２ｂ）を下側電極片
（１１）の可動接片（１１ｂ）と同位相、かつ引出片
（１１ｃ）（１２ｃ）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５（イ）において、（１２
ｄ）は可動接片（１２ｂ）に形成された接点である。

【００３６】ここに感震球（１）と各接片作動用小球
（１０）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（１
０）に接触され、該小球（１０）が押し上げられる。そ
してこの押し上げられた小球（１０）は、下側電極片
（１１）の対応する可動接片（１１ｂ）を押し上げ、該
接片（１１ｂ）が上側電極片（１２）の対応する接片
（１２ｂ）に接触されるものとなる。震動がなくなって
感震球（１）の転動が終了されると、感震球（１）、小
球（１０）および可動接片（１１ｂ）はいずれも元の位
置に復帰して、次の震動の検出に備えるものとなる。

【００３７】なお、上記のような構造のスイッチ部
（２）に代えて、従来汎用のプランジャー形式あるいは
その他の構造のものを採用しても良い。

【００３８】上記内側ケーシング（４）の上端開口部に
は蓋部（１５）が嵌め合わされ、該蓋部の中央部に一体
的に設けられた上端開口状の円筒状部（１５ａ）に、対
応形状の蓋体（１６）が強制嵌合されている。

【００３９】上記内側ケーシング（３）は、図１に示す
ように、両端が外側ケーシング（４）内に係止された内
側ケーシング吊持用帯板材（１７）とその長手方向の中
間部に下向き突出状に取り付けられた吊下軸（１８）と
によって外側ケーシング（４）内に吊持固定されたもの
である。

【００４０】この吊下軸（１８）は、軸部（１８ａ）の
下端に球面膨隆状の係止部（１８ｂ）を有すると共にそ
の下端に円板上の翼部（１８ｃ）を有するものであり、
軸部（１８ａ）が前記蓋体（１６）の中央部に形成され
た吊下軸挿通孔（１６ａ）に遊嵌されると共に、該挿通
孔（１６ａ）の下端縁に前記係止部（１８ｂ）が揺動自
在に吊持固定されている。上記係止部（１８ｂ）は少な
くともその上半分が球面膨隆状に形成されておれば足り
るものであり、また上記翼部（１８ｃ）は必ずしも円板
状のものでなくても良く他の任意の形状のものを採用し
うる。

【００４１】なお、上記実施例における各部材の寸法
は、吊下軸（１８）の軸部（１８ａ）が直径約０、８m
m、これを遊挿する吊下軸挿通孔（１６ａ）が直径約
１．３mm、その下端縁に係止される係止部（１８ｂ）が
半径約０．７５mm、円筒状部（１５ａ）の内径が約６．
３mm、その内部にに臨んで配置される翼部（１８ｃ）が
直径約６mmにそれぞれ設定されている。

【００４２】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
を防止する目的で前記円筒状部（１５ａ）とその上端開
口部に被蓋された蓋体（１６）とで囲まれる空間に高粘
性流体（Ｘ）が充填されている。

【００４３】この高粘性流体（Ｘ）としては、内側ケー
シング（３）をその軸線方向が常時鉛直方向に沿った状
態に保持しうること、震動を内側ケーシング（３）に効
率よく伝達しうること、長期間に亘って性能が劣化しな
いこと、油洩出のおそれがないこと等の諸条件を満た
す、例えば粘度が１万〜３万（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−９６
Ｈ」等）が好適に用いられる。なお、必要に応じて更に
上記帯板材（１７）と蓋体（１６）との間に、円錐バネ
などの調心作用を阻害しない揺動規制部材や、粘性流体
流出防止用にべローズを介在配置させるようにしても良
い。

【００４４】一方、外側ケーシング（４）は、図１およ
び図２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、上
部ケーシング半体（２０）と下部ケーシング半体（２
１）とに分割されている。

【００４５】下部ケーシング半体（２１）は、その外周
面の４カ所に９０度の位相差をもって、軸線方向に沿う
膨隆部（２１ａ）（２１ａ）（２１ａ）（２１ａ）が一
体的に設けられている。

【００４６】対向する一対の膨隆部（２１ａ）（２１
ａ）の各下端部には、取付側のプリント基板に対する差
し込み固定用脚部（２１ｂ）が一体的に延設されてい
る。他の一対の膨隆部（２１ａ）（２１ａ）には、それ
ぞれ導電性の端子棒（２２）（２２）が埋設状態に圧入
嵌合され、この各端子棒（２２）（２２）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（１３）
の引出片（１１ｃ）（１２ｃ）がそれぞれリベット止め
により接続され、かつ同下端に逆Ｌ字状の端子板（２
３）（２３）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にリード線なしに直接取り付け可能
となされている。

【００４７】これにより、従来品のようなリード線を接
合させるため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接続箇所の電気抵抗の低下を図るこ
とができるものである。

【００４８】なお、上記実施例では、感震球を収納した
内側ケーシングを外側ケーシング内に揺動自在に吊持し
たものを示したが、必ずしもこのような形式のものに限
定されるものではない。また感振球を収納した内側ケー
シングの揺動規制についてもも上記実施例に限定される
ものではなく、例えば内側ケーシングの外側に外側ケー
シングを配置し、両ケーシング相互間の底部に高粘性流
体を充填したものであっても良い。

【００４９】また、この発明は上記実施例において示し
たようなガスメータ用感震装置に限定されるものではな
く、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、装置等用の感震装置にも適用されうるもの
である。

【００５０】

【発明の効果】この発明にかかる感震装置は、上述のと
おり、感震球が非磁性材料からなるものであることよ
り、磁力の影響によって震動特性が変化したり、震動検
出不能状態となったりすることがない。従って、マグネ
ット等を装備した各種装置、機器内の任意箇所に配置す
ることができ、ひいては装備対象物およびその内部にお
ける設置箇所の自由性を増大することができると共に、
この種の感震装置を装備せしめる装備対象物の小型化を
も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】感震装置の縦断面図である。

【図２】各構成部材を分解状態にして示した斜視図であ
る。

【図３】接片作動用小球受盤の平面図である。

【図４】図３のIV-IV 線の断面図である。

【図５】図５（イ）（ロ）はそれぞれ上側電極片および
下側電極片の平面図である。

【図６】内側ケーシングの平面図である。

【図７】第６図VII-VII 線の断面図である。

【図８】感震装置の装備状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１…感震球 ２…スイッチ部 ３…ケーシング

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【手続補正書】

【提出日】平成５年９月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】而して、この発明においては、感震球とし
て非磁性材料からなるものを用いたものである。なお、
この明細書において、非磁性材料の語は、感震球の素材
として採用した場合に、該球の付近に装備されることの
あるマグネット等による磁場の影響を受けて感震特性が
乱れたり、あるいは感震不能状態となったりする程度に
強磁性を呈するような材料以外のものを示す意味におい
て使用する。

Claims (1)

【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）の転動に伴
   って開閉作動されるスイッチ部（２）が装備された感震
   装置において、 前記感震球（１）が、非磁性材料からなるものであるこ
   とを特徴とする感震装置。