JPH073359B2 - 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61−4832
5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、内底面が緩やかな凹球面状
に形成されると共に、その中央部に感震球保持用の凹部
が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、内底面が緩やかな凹球面状に形成されると共に、そ
の中央部に感震球保持用の平面視円形の凹部が形成され
たケーシング内に感震球が収納され、常時は感震球が前
記凹部の上端縁部にその全周に亘って線接触された状態
で載置保持されている。ところで、この凹部は、その真
円度、直径等の如何によってこの種の感震装置の感度、
方向性等の特性に非常に大きな影響を与えるものである
が、これを所期するとおり正確に成形することは必ずし
も容易ではなく、特に、ケーシング材料として硬質合成
樹脂を採用した場合には尚更であった。

また、地震を検出するためには、震動に応じて感震球が
ケーシング内でその凹球面中央部を通過する直径方向に
沿って直線往復運動をすることによって必要なパルス信
号を発生せしめることが必要であるが、震動の方向によ
っては必ずしも直線往復運動されずに円運動等の非直線
運動をするようなことがあった。このような場合にはそ
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、ひいては地震を正確
に検出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、ケー
シング内底面の構造を改良することによって、より一層
の小型化および信頼性の向上を図ることを見出すに至
り、この発明を完成し得たものである。

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、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、 上記ケーシングの内底面に、その中央部から隣り合うも
のどおしが互いに等角度をなす態様で放射状に延び、か
つ外方に向かって上り傾斜状に設定された断面略三角形
の偶数本の放射状凸条が感震球の転動範囲全域に亘って
形成され、 これら放射状凸条は、前記内底面中央部の中心点を通る
直線上に位置し前記感震球の上記中心点を通る往復直線
運動を許容する複数対の凹条を形成せしめ、かつこれら
各凹条に沿って感震球を２点接触状態で転動せしめるよ
うに形成されると共に、 前記内底面中央部に平面視円形の凹部が形成され、該凹
部に臨んで等間隔で環状に配置された前記各凸条の求心
側端部によって感震球が常時は多数点接触状態に載置保
持されるものとなされる一方、 前記ケーシングは、その周方向への回動が許容されるよ
うに外側ケーシング等の取付側に対して取付けられてい
ることを特徴とする感震装置を要旨とするものである。

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形成された凹部に、該凹部に臨んで
等間隔で環状に配置された各凸条の求心側端部によって
常時は摩擦抵抗の少ない多数点接触状態に載置保持され
る。

地震等の震動により、感震球はケーシング内で震動方向
に沿って転動しようとするが、ケーシングの内底面に、
その中央部から隣り合うものどおしが互いに等角度をな
す態様で半径方向に延び、かつ外方に向かって上り傾斜
状に設定された断面略三角形の偶数本の放射状凸条が感
震球の転動範囲全域に亘って形成されているため、円運
動等の非直線往復動が効果的に抑制され、感震球は凸条
方向に沿ってケーシング内を正確に直線往復運動を行う
ようになる。従って、地震検出に必要なパルス信号を確
実に得ることができる。

またこれら放射状凸条は、前記内底面中央部の中心点を
通る直線上に位置し前記感震球の上記中心点を通る往復
直線運動を許容する複数対の凹条を形成せしめるもので
あるから、感震球がその転動に際して震動エネルギーを
減殺されることなく直線往復運動される。またその際、
感震球は、隣り合う凸条間に形成された凹条に沿って全
長に亘って摩擦抵抗の少ない２点接触状態で転動され
る。

震動方向と凹条の方向とが異なる場合、感震球は凹条を
形成する一方の凸条に対して直交方向の分力を及ぼす
が、ケーシングはその周方向への回動を許容するように
外側ケーシング等の取付側に対して取付けられているた
め、ケーシングは震動方向と凹条方向とが一致するよう
に回動される。而して、震動方向と凹条の方向とが異な
る場合でも、ケーシング内での感震球の非直線運動が早
期に抑制される。

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、かつ揺動制限状
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。

正確に震動を検出するには、感震球（１）がケーシング
（３）内で震動に応じて確実に、かつ正確に直線往復動
をすることが要求される。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）の内底面中央部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140度に設定された断面三角形の凸条（5b）が感
震球の転動範囲全域に亘って合計12本放射状に形成され
ている。而して、これら放射状凸条（5b）は、前記内底
面中央部の中心点を通る直線上に位置し前記感震球
（１）の上記中心点を通る往復直線運動を許容する複数
対の凹条を形成せしめ、これら各凹条に沿って感震球が
摩擦抵抗の少ない２点接触状態で転動されるようになさ
れている。また上記凹部（5a）に臨んで前記各凸条（5
b）の求心側端部が等間隔で環状に配置され、これら複
数個の凸条求心側端部によって感震球（１）が常時は多
数点接触状態に載置保持されるものとなされている。

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165gal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。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
て正確に直線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）が隣り合う
凸条（5b）間に形成された凹条に沿って転動する際に２
点接触状態となされる。従って、転動に際して摩擦抵抗
が小さいので感震球（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。

上記内側ケーシング（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
ように嵌合されている。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2.5m
m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（8
b）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（8
b）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）と同位相をなすものとなされている。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）（9c）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）に接触されるものとなる。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。

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）に対して揺動自在かつ該ケーシン
グの周方向に対して回動が許容されるものとなされてい
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
株式会社製、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（15）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（4b）
（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（8
c）（9c）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（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。

なお、上記実施例では開閉スイッチとして放射状の可動
接片を有する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、従来品と同様のプラ
ンジャー形式のスイッチング機構部により作動されるス
イッチを用いても良いし、また凹陥部の凸条の本数等も
上記実施例に限定されるものではなく、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、感震球が
転動自在に収納されたケーシングの内底面に、その中央
部から隣り合うものどおしが互いに等角度をなす態様で
放射状に延び、かつ外方に向かって上り傾斜状に設定さ
れた断面略三角形の偶数本の放射状凸条が感震球の転動
範囲全域に亘って形成されているので、これら凸条によ
り感震球はその転動方向を凸条方向に規制される。従っ
て、ケーシング内で感震球が不用意に円運動等の非直線
往復運動をすることが効果的に抑制され、震動に応じた
正確なパルス信号を発生するために必要な感震球の直線
往復運動が得られ、ひいては正確な地震検出を可能とし
得る。

また、前記放射状凸条は、前記内底面中央部の中心点を
通る直線上に位置し前記感震球の上記中心点を通る往復
直線運動を許容する複数対の凹条を形成するものである
ため、感震球がその往復直線運動に際して運動エネルギ
ーを凸条によって減殺されることがない。またその際、
感震球は、隣り合う凸条間に形成された凹条に沿って摩
擦抵抗の少ない２点接触状態で転動されるので、感震球
として従来品より小型のものを採用することができる。

またケーシングの内底面中央部に平面視円形の凹部が形
成され、該凹部に臨んで等間隔で環状に配置された前記
各凸条の求心側端部によって感震球が常時は多数点接触
状態に載置保持されるものとなされているから、この種
の感震装置における感度、方向性等の特性に非常に大き
な影響を与える上記凹部を、ケーシング材料として成形
精度を得にくい硬質合成樹脂を採用したとしても、全周
に亘って線接触状態に感震球を載置保持するようにした
従来の凹部と較べて、容易かつ正確に所期する真円度、
直径等を有する所定形状および大きさに成形することが
できる。従って、この種の感震装置の特性を容易かつ正
確に所期するとおりに設定することができる。更に、前
記凹部に臨んで凸条の求心側端部が等間隔で環状に配置
された構造となっているので、震動方向の如何に拘らず
全周に亘って一定の感度で震動を検出することができ
る。また感震球が常時は摩擦抵抗の少ない多数点接触状
態に載置保持されているため、感震球が凹部にその全周
に亘って線接触状態に載置保持された従来品と較べて、
感度を良好なものとすることができ、ひいては従来品よ
り小型の感震球を採用することができる。

しかも、ケーシングは、その周方向への回動が許容され
るように外側ケーシング等の取付側に対して取付けられ
ているから、震動方向と凹条方向とが異なる場合には、
感震球が凹条を形成する一方の凸条に対して直交方向の
分力を及ぼし、該ケーシングがその凹条方向を震動方向
に一致させるように回動される。従って、震動方向と凹
条方向とが異なる場合でも、ケーシング内での感震球の
非直線運動が早期に抑制され、震動に応じた正確なパル
ス信号の発生に必要な直線往復運動を早期に実現させる
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
感震装置の縦断面図、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
VI−VI線の断面図である。 （１）…感震球、（２）…スイッチ部、（３）…（内
側）ケーシング、（5a）…凹部、（5b）…凸条。

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、 上記ケーシング（３）の内底面に、その中央部から隣り
   合うものどおしが互いに等角度をなす態様で放射状に延
   び、かつ外方に向かって上り傾斜状に設定された断面略
   三角形の偶数本の放射状凸条（5b）が感震球（１）の転
   動範囲全域に亘って形成され、 これら放射状凸条（5b）は、前記内底面中央部の中心点
   を通る直線上に位置し前記感震球（１）の上記中心点を
   通る往復直線運動を許容する複数対の凹条を形成せし
   め、かつこれら各凹条に沿って感震球（１）を２点接触
   状態で転動せしめるように形成されると共に、 前記内底面中央部に平面視円形の凹部（5a）が形成さ
   れ、該凹部（5a）に臨んで等間隔で環状に配置された前
   記各凸条（5b）の求心側端部によって感震球（１）が常
   時は多数点接触状態に載置保持されるものとなされる一
   方、 前記ケーシング（３）は、その周方向への回動が許容さ
   れるように外側ケーシング等の取付側に対して取付けら
   れていることを特徴とする感震装置。