JPH09133774A - 地震検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単なる「衝撃」を「地震」によるもの誤判定
しガス遮断弁を誤作動させてしまうことを防止する。 【解決手段】 ＯＮ信号の入力開始より所定の計測時間
ｔ０内で、地震波判定の場合より短く設定した継続時間
Ｌ０を有するのＯＮ信号の回数Ｎ１を計測し、所定の回
数Ｎ０に達した場合には、感震器に印加された振動は
「衝撃」による振動と判定し、所定の時間は信号の処理
判定を中断する信号処理を行うことにより、「衝撃」に
よる遮断弁の誤作動を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスの事故を未然に
防ぐガス遮断装置を内蔵したガスメータ等に取り付けら
れ、地震による振動を検知する地震検出装置である感震
器の信号処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】危険性の高いガス事故を未然に防ぐため
過去より種々の安全装置が利用されており、中でもガス
の異常使用およびガス漏れ時等を検知しガスを遮断する
ガス遮断装置を内蔵したガスメータが注目されている。

【０００３】特に、電池電源とマイクロコンピュータと
電磁遮断弁を内蔵し、マイクロコンピュータによりガス
の使用状態を判断し異常のある場合は遮断弁によりガス
を遮断するガスメータ（以下マイコンメータという）は
安全性、経済性、ガス配管への取り付けの利便性などに
優れているため全所帯に普及することを目指して取り組
みが実施されるに至っている。

【０００４】一方、日本では地震が多発しており大きな
被害が発生している。この地震によるガス事故の発生を
未然に防止する目的で、前述のマイコンメータに感震器
を内蔵しその信号判定を行い、「地震」であると判定し
た場合に遮断弁を閉止する地震検出装置が発明・考案さ
れ実用化されている。

【０００５】以下従来の技術について図面に基づいて説
明する。図１２は従来の地震検出装置の一実施の形態を
示したものである。感震器１は一定の底面傾斜を有する
ポット電極２、その中に封入したボール接点３、ボール
接点３の上部に設けている傘状電極４から成っている。
ポット電極３の底面は規定以上の加速度が印加された場
合、ボール接点３が動き出すようにその中央部の座の接
触径と傾斜角度が調整されている。感震器１が加振され
規定より大きな加速度が加わった場合、このボール接点
３がポット電極４の中央部の座より動きだし、ポット電
極２の底面に沿って振動運動を開始する。このとき、傘
状電極４にボール接点３が接触し、ポット電極と傘状電
極４が導通状態となり、端子５Ａ、５Ｂ間にＯＮ信号を
発生する。そして振動が収まると斜面の傾斜により生ず
る重力分力によりボール接点３が傘状電極４より離れポ
ット電極２の底面中央に戻り信号はＯＦＦの状態にな
る。

【０００６】感震器１に加わる加速度が地震波のような
繰り返し振動であれば、このボール接点３の運動も地震
波の周波数とその加速度の大きさに合わせた振動運動を
行い、ボール接点３は傘状電極４と接触・離脱を繰り返
し、振動周期や加速度が大きければ継続時間の長く小さ
ければ短いＯＮ信号を、端子５Ａ，５Ｂ間に地震の振動
に対応して出力する。

【０００７】このようにボール接点３の力学的運動を電
気的ＯＮ・ＯＦＦ信号に変換することにより、感震器１
は地震波の加速度の周波数と大きさに対応した周期と継
続・間隔時間を有するＯＮ・ＯＦＦ信号を発生する事と
なる。

【０００８】このＯＮ・ＯＦＦ信号を信号処理部６に入
力し「地震」であるか否かを判定する。図１３に、従来
の信号処理部６の信号処理方法の一実施の形態を示す。
感震器１が出力した初回のＯＮ・ＯＦＦ信号を信号処理
部６が取り込むと（Ｐ３１）、初回信号入力より規定時
間ｔ７以内であるかどうかを確認した後（Ｐ２２）、ま
ずＯＮ信号の継続時間Ｌ１を測定し（Ｐ２３）信号の継
続時間がある定められた時間Ｌ２以上あるか否かを判定
する（Ｐ２４）。次にＯＦＦ信号の継続時間Ｌ２を同様
にある定められた時間Ｌ４以上あるか否かを判定する
（Ｐ２５、２６）。このＯＮ・ＯＦＦ信号が規定の条件
を満たさない場合は、図１３に示すフローで計測開始点
に戻りＯＮ・ＯＦＦ信号の継続時間を再び計測をやり直
す（Ｐ３２）。このＯＮ・ＯＦＦ信号の継続時間が両方
とも規定の条件を満たす場合、有効信号と判定して（Ｐ
２６）その数をＮとしてカウントする（Ｐ２７）。そし
て有効信号数ＭがＯＮ信号検出時点から予め所定の時間
ｔ７内に、予め所定の信号数Ｍ０に達した場合（Ｐ２
８）、信号処理部６はこの一連のＯＮ・ＯＦＦ信号を地
震によって発生したものと判断し感震信号を成立させ
（Ｐ２９）、例えばガス遮断弁を閉弁する信号を出力す
る（Ｐ３０）。

【０００９】図１４に感震信号の成立条件を示した模式
図を示す。横軸に時間、縦軸に信号のＯＮ・ＯＦＦを取
っている。ＯＮ信号の継続時間とＯＦＦ信号の継続時間
の繰り返し計測を行い、規定の継続ＯＮ時間Ｌ１と規定
のＯＦＦ時間Ｌ２の条件を満たす有効信号の数Ｍをカウ
ントする。規定時間ｔ７内に規定の有効信号数Ｍ０に達
した場合、信号処理部６が感震信号を発するのを示して
いる。

【００１０】現状の感震器は日本の震度階において震度
５、ピーク加速度値で表現すると約８０から２５０ｇａ
ｌの危険とされる「強震」より作動し信号を発するよう
に調整されている。また実際の従来の地震判定ロジック
に用いられる規定値は、一般的に約１から５Ｈｚと低周
波振動である地震波をとらえるため、継続ＯＮ時間Ｌ１
を約３０から５０ｍｓｅｃ、間隔ＯＦＦ時間Ｌ３を約３
０から５０ｍｓｅｃ、規定有効信号数Ｍ０を３から５パ
ルス、また地震の継続時間を考慮し規定有効時間ｔ７を
約１から３ｓｅｃとしていることが多い。

【００１１】次に実際に前記マイコンガス遮断装置を有
するマイコンメータ内部に内蔵された感震器の作動を説
明する。

【００１２】図１５は地震が発生した時の感震器１に加
わる加速度波形と感震器１が信号処理部６に送る出力信
号の相関を示した一例を示す。横軸は時間で、縦軸はそ
れぞれ感震器１に印加された加速度と、感震器１が信号
処理部６に送る信号を模式的にＯＮ・ＯＦＦで示してい
る。

【００１３】一般に地震による振動の加速度の周波数は
低周波で、約１から５Ｈｚの間の周波数の加速度が支配
的であり、このとき感震器１は図１５に示すように地震
波の加速度周期に従った低い周期で信号を出力する。こ
の信号出力は前記の図１２の信号処理部６に入力し、前
記図１３に示した判定ロジックに従い「地震」か否かが
判定されるが、地震波の場合は周期が低くＯＦＦ時間が
比較的長く、かつ地震波の加速度の大きさが十分大きい
場合はＯＮ時間も長くなり、前記所定の継続ＯＮ時間Ｌ
１と規定のＯＦＦ時間Ｌ２の条件を満たす有効信号が多
く発生するため、信号処理部６はこの振動を「地震」と
判断する。そして信号処理部６が「地震」であると判断
した場合は特定の出力信号、例えばガス遮断弁を閉弁す
る信号を出力する。

【００１４】次に設置された感震器に「地震」ではなく
「衝撃」が印加した場合について説明する。マイコンメ
ータに加わる「衝撃」とは具体的には、人や物が誤って
マイコンメータ本体や配管に衝突する場合や、またＬＰ
Ｇ用マイコンメータではＬＰＧボンベ交換時にＬＰＧボ
ンベが配管に衝突する事を指し、日常的に発生してい
る。

【００１５】図１６は実際の市場におけるマイコンメー
タの設置方法の一実施の形態を示した図である。感震器
１はマイコンメータ２１の本体に内蔵されている。通常
マイコンメータ２１は剛性を有する壁２２などに取り付
け部２３で固定した配管２４により地面２５に対し固定
される。配管２４は地面２５からの振動加速度をマイコ
ンメータ２１内部の感震器１に伝える媒体であるため高
い剛性が求められるが、実際の現場では配管２４のコス
トやガスメータ取り付け利便性より弾性を有する金属製
のパイプが広く使用されている。よって配管２４の取り
付け部２３から上部は単振動を行う振動系を形成する場
合があり、その影響を受けにくくするため配管２４の長
さは規制されている。実際の現場では取り付け部２３よ
り配管２４の最上部までの長さを配管長Ａと呼び、マイ
コンメータ２１の取り付け規定ではこの配管長Ａは約１
ｍを越えないように規定され、振動系の固有振動数が１
０Ｈｚ以上となるように設置している。これは配管２４
の振動の固有周期を地震波の周期の１から５Ｈｚよりは
ずし、マイコンメータ２１本体に強い衝撃が加わっても
地震波と区別が出来るようにするための配慮である。こ
の状態でマイコンメータ２１本体に強い衝撃が印加した
場合を想定する。

【００１６】図１７は取り付け規定に基づき設置された
マイコンメータ２１本体に強い衝撃が印加したときの感
震器１に加わる加速度波形と感震器１が信号処理部６に
送る出力信号を示した一例を示す。横軸は時間で、縦軸
はそれぞれ感震器１に印加された加速度と、感震器１が
信号処理部６に送る信号を模式的にＯＮ・ＯＦＦで示し
ている。

【００１７】前述のように弾性を有する金属パイプ配管
２４でマイコンメータ２１は固定されているため、マイ
コンメータ２１本体に強い衝撃、約１Ｇ（約１０００ｇ
ａｌ）以上の加速度が加わると配管２４の取り付け部２
３から上部は単振動を行う。この単振動は配管長Ａに反
比例した固有周期の減衰していく単振動であるが、前述
のように規定ではこの配管長Ａは約１ｍを越えないよう
に配管され、固有振動数が１０Ｈｚ以上となるように設
置されている。従って感震器１が出力するＯＮ・ＯＦＦ
信号の発生周期も高くなり、ＯＮ信号の継続時間Ｌ１と
ＯＦＦ信号の間隔時間Ｌ２が、前記所定の継続ＯＮ時間
Ｌ３と規定のＯＦＦ時間Ｌ４の条件を満たすことがない
ため、有効信号が全く発生しないので信号処理部６はこ
の振動を「地震」では無いと判断する。この場合信号処
理部６は前記のような特定の出力信号、例えばガス遮断
弁を閉弁する信号は出力しない。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この感
震器の出力信号に影響を与えるマイコンメータの設置条
件や配管方法は前述のように約１ｍ以下の短い配管長で
剛体の壁や地盤に確実に固定することと規定されている
が、実際の現場においては１ｍを越える長い配管長を施
したり、２本の配管のうちの１本だけを固定する片持ち
固定、軒下のぶら下げ固定、軟弱な壁への固定など、き
わめて不確実な固定を行う施工例があるのが実状であ
る。そのため上記従来の構成の地震検出装置では、信号
処理部が感震器が出力したＯＮ・ＯＦＦ信号を取り込ん
で、信号発生時点から規定の時間内に、規定の継続時間
を有するＯＮ信号と規定の間隔時間を有するＯＦＦ信号
を備えた有効信号の数が規定の数だけ発生するか否か
で、感震器が受けた振動が「地震」であるか否かを判定
しているため、感震器を内蔵したマイコンメータの設置
状態が規定の条件から外れる場合に「地震ではない振
動」、すなわち「衝撃」を受けた時も信号処理部が「地
震」と誤判定する場合があり、マイコンメータに内蔵さ
れるガス遮断弁を誤作動させガスの不要な供給停止を起
こし問題となる場合がある。

【００１９】図１８に感震器１を内蔵したマイコンメー
タ２１の設置状態が取り付け規定の条件から外れる場
合、具体的には配管長が１ｍを越える長さのマイコンメ
ータ２１に、強い「衝撃」、約１Ｇ（約９８０ｇａｌ）
以上の加速度、を受けた時の、感震器１に加わる加速度
波形と感震器１が信号処理部６に送る出力信号を示した
一例を示す。横軸は時間で、縦軸はそれぞれ感震器１に
印加された加速度と、感震器１が信号処理部６に送る信
号を模式的にＯＮ・ＯＦＦで示している。

【００２０】まず感震器１に加わる加速度、つまり衝撃
が印加されたあとのマイコンメータ２１の本体の挙動を
説明する。前述のように弾性を有する金属パイプ配管２
４でマイコンメータ２１は固定されているため、マイコ
ンメータ２１本体に強い衝撃が加わると配管２４の取り
付け部２３から上部は配管長Ａに反比例した固有周期の
減衰単振動を行こなう。衝撃を印加した直後は振動系は
比較的短い周期の振動を保つが、減衰して行くにつれて
その振動系固有の周期となり、この例の場合は配管長Ａ
が１ｍを越えているので固有周期が長くなり、約５Ｈｚ
の減衰単振動を行うようになる。

【００２１】この時の感震器１から発生する信号は、マ
イコンメータ２１の本体の挙動に合わせ衝撃が印加され
た直後は比較的周波数の高く継続・間隔時間の短いＯＮ
・ＯＦＦ信号を発生するため前述の信号処理部６は「地
震」と判断しない。しかし振動系が減衰するにつれて振
動の周波数が約５Ｈｚと低くなるため、地震の振動周期
と等しくなり継続・間隔時間の長いＯＮ・ＯＦＦ信号で
ある有効信号が発生してしまうため、信号処理部６は前
記の判定ロジックに基づきこの地震でない振動である
「衝撃」を「地震」と判定してしまう。そして信号処理
部６は特定の信号（例えば、ガス遮断弁を閉弁する信
号）を出力し、マイコンメータ２１に内蔵されたガス遮
断弁が作動しガスの供給を止めてしまう。このような不
測のガス供給停止が発生すればガスの利用者はその利便
性を大きく失うことになる。

【００２２】またマイコンメータに内蔵されているガス
遮断弁は開弁状態を永久磁石で保持し、閉弁を電磁コイ
ルで永久磁石の磁力を消去しコイルばねで行うラッチ式
電磁弁で、マイコンメータ本体が前述の規定どおり短い
配管長で剛体の壁や地盤に確実に固定されて、強い衝撃
がかっても感震器の信号処理部が地震で無いと判断しガ
ス遮断弁の閉弁信号を発信しない場合においても、ガス
遮断弁にも直接衝撃が印加されるため弁体が永久磁石の
ラッチより外れ弁を閉じ、ガスを遮断してしまうことも
ある。

【００２３】加えてこのマイコンメータ本体には衝撃に
弱い精密部品であるガス計量部、マイクロコンピュータ
ー、流量センサー、圧力センサーそして前述のガス遮断
弁が内蔵されており、もし強い衝撃がかかった場合には
直ちにマイコンメータの管理者に通報し、管理者はマイ
コンメータの機能やガスの漏洩がないか点検を実施する
必要がある。しかし現状のマイコンメータでは衝撃が印
加されたか否かは履歴が残らず、本体の外観傷から判断
するしか方法はない。また衝撃が印加されたことを警告
・通知する警報装置もなく、また衝撃によるガスの漏洩
を検査する機能も無い。

【００２４】本発明はこのような従来の課題に鑑み、衝
撃が印加されたとき感震器から発生する特徴的な信号を
分析し、印加された振動が「衝撃」であるか否かを判定
する信号処理ロジックを備え、衝撃が印加されたとき
「地震」と誤判定しない地震検出装置を内蔵したマイコ
ンメータを提供するものである。また衝撃によって遮断
してしまったガス電磁遮断弁の復帰操作を自動的に行う
マイコンメータを提供するものである。また衝撃判定を
受けその履歴を記憶し、警報信号を発する加えて、衝撃
が印加されたときに問題となるガス流路からのガス漏洩
の有無を自動的に検査するマイコンメータの提供を目的
としている。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の地震検出装置では、地震波や衝撃波等の力学
的振動の強さと周期を電気的にＯＮ・ＯＦＦ信号に変換
する感震器と、ＯＮ信号の入力開始より所定の計測時間
内で、地震波判定の場合より短く設定した継続時間を有
するのＯＮ信号の回数を計測し所定の回数に達した場合
には、感震器に入力された振動は「衝撃」による振動と
判定し、「衝撃」による振動と判定した時点より所定の
時間は信号の処理判定を中断する信号処理部を有する構
成としている。

【００２６】この本発明によれば、感震器に衝撃が加わ
った時にそれが「衝撃」によることを検知し、「地震」
によるものではないと判定する地震検出装置を得ること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の地震検出
装置は、地震波や衝撃波等の力学的振動の加速度の強さ
と周期を電気的にＯＮ・ＯＦＦ信号に変換する感震器
と、振動入力時に前記感震器からの電気的信号を受け取
り、ＯＮ信号の入力開始より所定の計測時間内で、地震
波判定の場合より短く設定した所定の継続時間を有する
のＯＮ信号の回数を計測し、計測したＯＮ信号の回数が
所定の回数に達した場合には、前記感震器に入力した振
動は衝撃による振動と判定する信号処理部を有したもの
であり、感震器に衝撃が印加された直後に感震器が出力
する地震波に比して周波数の高く、継続時間の短い特徴
的なＯＮ・ＯＦＦ信号を捉えることが可能となり、感震
器が受けた振動が「衝撃」によるもの判定できるという
作用を有している。

【００２８】また本発明の請求項２記載の地震検出装置
は、「衝撃」による振動と判定後は、前記感震器よりＯ
Ｎ信号が再び入力しても所定の時間は信号の処理判定を
中断し、加えてＯＮ信号が所定時間入力しなかった場合
に判定処理を再開することを特徴としたものであり、
「衝撃」による振動と判定した時点よりＯＮ信号が入力
しても所定の時間は信号の処理判定を中断するので、前
述の感震器を内蔵するマイコンメータの設置状態が規定
より外れているような軟弱な固定方法の場合において
も、衝撃印加から後に振動系が地震の低い振動周期まで
減衰し地震の時に発生する信号を感震器が出力し始めて
も「地震」によるものと誤判定しないという作用を有す
る。加えて衝撃判定した時点よりＯＮ信号が所定時間入
力しなかった場合に判定処理を再開する信号処理を行
い、衝撃による振動が収まった後は衝撃判定を解除し、
自動的にその後の感震器の信号処理を再開する作用も有
する。

【００２９】また本発明の請求項３記載の地震検出装置
は上記の構成により、衝撃と判定した場合、ガス電磁遮
断弁へ弁を開ける信号を送る遮断弁開弁装置を備えてい
るため、ガス電磁遮断弁にも直接強い衝撃が印加され弁
体が永久磁石のラッチより外れ弁が閉じガスを遮断して
しまっても、自動的に電磁遮断弁を開弁させる作用を有
する。

【００３０】また本発明の請求項４記載の地震検出装置
は上記の構成により、衝撃と判定した履歴を記録する判
定記憶部を備えているので、マイコンメータの管理者は
本体に衝撃が加わったことを確認でき、マイコンメータ
の機能確認やガスの漏洩検査を確実に実施できるという
作用を有する。

【００３１】また本発明の請求項５記載の地震検出装置
は上記の構成により、衝撃と判定したことを警告する警
報装置を備えているので、マイコンメータの管理者は本
体に衝撃が加わったことを即座に確認でき、マイコンメ
ータの機能確認やガスの漏洩検査を迅速に実施できる作
用を有する。

【００３２】また本発明の請求項６記載の地震検出装置
は上記の構成により、衝撃と判定した場合、ガス流路の
漏洩の有無を検出するガス漏洩検出部を備えているた
め、衝撃が印加されたことによりマイコンメータにガス
の漏洩の有無を自動的に検査する作用を有する。

【００３３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。 （実施の形態１）基本的な構成は図１２に示した従来例
と同様に感震器１と信号処理部６よりなり、地震波や衝
撃波の加速度の振動周期と大きさを電気的なＯＮ・ＯＦ
Ｆ信号に変換する感震器１の構成や原理についても従来
と同等のため説明は省略する。

【００３４】図１に実施の形態１の地震検出装置の感震
器１からのＯＮ・ＯＦＦ信号を処理する信号処理部６の
動作、信号処理の基本ロジックを示す。感震器１が発し
たＯＮ信号が信号処理部６に入力すると、各カウンター
をクリアーし最初の信号入力からの経過時間ｔ1を計測
するタイマーが起動する（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）。そして
ＯＮ信号の継続時間Ｌ1を計測し（Ｐ４）、継続時間Ｌ1
が所定の時間Ｌ0に対して短いかどうかの判定を行い
（Ｐ５）、短かければ有効ＯＮ信号とみなしその数Ｎ1
を加算し（Ｐ６）、長ければ無効信号とし次のＯＮ信号
の継続時間の計測を行う（Ｐ２へもどる）。なお有効Ｏ
Ｎ信号を定める継続時間Ｌ1は、前述した低周波である
地震波の判定ロジックにおける有効ＯＮ信号の継続時間
に対して、比較的短く設定している。このように感震器
１が送る一連のＯＮ信号の有効ＯＮ信号の数Ｎ1のカウ
ントを行い、最初のＯＮ信号の入力時点から所定の時間
ｔ0内に、有効信号の数Ｎ1が所定の数Ｎ0に達した場合
に（Ｐ７）、衝撃信号成立すなわち信号処理部６は前記
感震器１に入力した振動は「衝撃」による振動と判定す
る（Ｐ８）ロジックをとっている。

【００３５】図２に衝撃信号の成立条件を示した模式図
を示す。横軸に時間、縦軸に信号のＯＮ・ＯＦＦを取っ
ている。所定時間ｔ0以内に所定の継続時間Ｌ0を有する
有効信号が所定の数Ｎ0に達した場合、信号処理部６が
衝撃信号を発するのを示している。

【００３６】次に更に具体的に本実施の形態の地震検出
装置を、各パラメータの設定を行い、図１６に示したよ
うにマイコンメータに組み込み実際に配管した場合の動
作について説明する。本実施の形態では地震検出装置の
衝撃実験を実施し各パラメータの設定値を決定したが、
有効ＯＮ信号を定める継続時間Ｌ1は、前述した様に低
周波である地震波の判定ロジックが有効ＯＮ信号の継続
時間を約３０から５０ｍｓｅｃとしたのに対して、５ｍ
ｓｅｃ以下と比較的小さく設定している。また所定の有
効信号の数Ｎ0は５回、信号入力からの所定の計測時間
Ｌ0をＯ．５ｓｅｃとしている。

【００３７】図３に規定の取り付け規定に基づき設置し
たマイコンメータ本体に強い衝撃が印加されたときの感
震器１に加わる加速度波形と感震器１が信号処理部６に
送る出力信号を示した一例を示す。この時の配管長Ａは
マイコンメータ設置規定内である１ｍ以下である。横軸
は時間で、縦軸はそれぞれ感震器１に印加された加速度
と、感震器１が信号処理部６に送る信号を模式的にＯＮ
・ＯＦＦで示している。前述のようにマイコンメータ２
１本体に強い衝撃が加わると、配管２４の取り付け部２
３から上部は地震の時よりも比較的高い周波数の単振動
を行う。この単振動は配管長Ａに反比例した固有周期を
有した減衰単振動であるが、衝撃波が印加された直後の
固有周期の周波数に同調するまでの間は固有周期より高
周波の振動を行うため、感震器１は非常に周波数の高く
継続時間も短いＯＮ信号を出力する。本実施の形態では
有効ＯＮ信号の継続時間Ｌ0を５ｍｓｅｃ以下と地震波
判定のそれより比較的小さく設定し、衝撃判定を行う上
での信号入力からの所定の計測時間ｔ0をＯ．５ｓｅｃ
と設定しているため、この衝撃印加直後の感震器１が出
力する特徴的な高い周波数の短い継続時間のＯＮ信号を
検知することが可能で、信号処理部６はこの振動を衝撃
が印加されたことによって発生した振動と判断、衝撃信
号を出力する。

【００３８】次に地震が発生した場合の本実施の形態の
地震検出装置の動作について説明する。図４にマイコン
メータ２１本体に地震波が印加されたときの感震器１に
加わる加速度波形と感震器１が信号処理部６に送る出力
信号を示した一例を示す。前述のように地震による振動
の加速度の周波数は低周波で、約１から５Ｈｚの間の周
波数の加速度が支配的であり、このとき感震器１は図４
に示すように地震波の加速度周期に従った低い周期で信
号を出力する。この信号出力は信号処理部６に入力する
が、地震波の場合は周期が低くＯＮ・ＯＦＦ時間が数１
０ｍｓｅｃと比較的長いため、衝撃と判断する有効信号
と見なされず信号処理部６はこの振動を衝撃が印加され
たことによって発生した振動ではないと判断、衝撃信号
を出力しない。

【００３９】このように本発明の実施の形態の地震検出
装置は上記の構成により、感震器が出力する信号を取り
込み、ＯＮ信号入力開始からの所定の計測時間に、地震
判定の場合より比較的短く所定の継続時間を有するＯＮ
信号の数を計測し、所定の回数に達するかどうかという
判定処理を行うので、衝撃を受けたとき感震器が出力す
る特徴的な高い周波数の短い継続時間のＯＮ信号を検出
し、感震器が受けた振動が「衝撃」によるものか否かを
判定できるものである。

【００４０】尚、本具体実施の形態では衝撃を判定する
有効信号の所定継続時間をＬ０を５ｍｓｅｃ以下と設定
したが、この数値は感震器の出力特性に合わせて調整で
きる。すなわち異なった出力特性の感震器であっても、
衝撃判定の有効信号を決めるＯＮ信号の継続時間Ｌ０の
値を地震の判定の場合よりも小さく取るという条件で調
整すれば、前記判定ロジックにより衝撃を判定すること
が可能である。また衝撃判定を行う上での信号入力から
の所定の計測時間ｔ1を０．５ｓｅｃ、有効信号の数Ｎ1
を５回と設定したが、使用する感震器の出力特性やマイ
コンメータを設置する振動系に合わせ最適の調整を行え
ば、更に優れた衝撃を検出・判定する能力を得ることが
できる。

【００４１】（実施の形態２）以下、本発明の請求項２
に記載の地震検出装置について、図面を参照しながら説
明する。基本的な構成は実施の形態１の場合と同様に従
来例の構成である図１２中の感震器１と信号処理部６よ
りなり、感震器１の構成や原理については従来と同等の
ため説明は省略する。

【００４２】図５に本実施の形態の地震検出装置の感震
器１からのＯＮ・ＯＦＦ信号を処理する信号処理部６の
動作、信号処理の基本ロジックを示す。図中の波線で囲
まれた部分（Ｐ９）は前記実施の形態１の信号処理ロジ
ックで、感震器１が発した最初のＯＮ信号が入力され
（Ｐ１）、前述の判定ロジックに基づき「衝撃」か否か
の判定を行い（Ｐ１０）、感震器１に印加した振動は
「衝撃」による振動と判定する場合衝撃信号が成立する
（Ｐ８）。この衝撃信号成立を受けて信号処理部６では
以後入力してくる感震器１からの信号の地震判定を中断
する（Ｐ１２）。そして衝撃信号が成立してからの経過
時間ｔ２、衝撃信号が成立してからまたは最後のＯＮ信
号が入力してからの経過時間ｔ４を計測するタイマーが
作動し始める（Ｐ１３）。衝撃信号成立後は感震器１か
らの信号に対しては「地震」であるか否かの判定は行わ
ず、ただＯＮ信号があるか否かの観測・判定を行う（Ｐ
１４）。

【００４３】衝撃信号成立後に感震器１からのＯＮ信号
がある場合は、経過時間ｔ４を計測するタイマーのクリ
アーを行ってから（Ｐ１５）、経過時間ｔ２が所定時間
ｔ３に達しているか否かを判定する（Ｐ１６）。この時
点で経過時間ｔ２が所定時間ｔ３に達してい無い場合は
再度ＯＮ信号の観測に移る（Ｐ１４へもどる）。達して
いる場合には信号処理部６は衝撃が印加されてから十分
な時間が経過し感震器１に衝撃が印加されたことによっ
て発生する信号は収まったと判断し、衝撃信号の成立解
除を行い（Ｐ１７）、感震器１からの信号の地震判定を
再開し（Ｐ１９）、以降に入力される信号については新
たな判定を行う（Ｐ９へもどる）。

【００４４】図６に前述の衝撃信号の解除の第一の成立
条件を示した模式図を示す。横軸に時間、縦軸に信号の
ＯＮ・ＯＦＦを取っている。衝撃信号成立後は所定時間
ｔ３に達するまでの間は、信号処理部６は感震器１から
ＯＮ信号を受けてもその信号が地震により発生した信号
であるか否かの判定は行わず、所定時間ｔ３以降より入
力信号に対する判定を再開するのを示している。この信
号処理方法により衝撃による振動が収束しつつある時に
地震が発生しても、自動的に地震の判定に移ることがで
きる。

【００４５】また衝撃信号成立後に感震器１からのＯＮ
信号が無い場合もしくはＯＮ信号が無くなった場合は、
衝撃信号成立からもしくは成立以降の最後のＯＮ信号が
ＯＦＦになってからの経過時間ｔ４、すなわち信号のＯ
ＦＦ時間が所定時間ｔ５に達しているか否かを判定する
（Ｐ１８）。この時点で経過時間ｔ４が所定時間ｔ５に
達してい無い場合は再度ＯＮ信号の観測に移り（Ｐ１４
へもどる）、達している場合には信号処理部６は感震器
１に衝撃が加わり発生した信号が消滅してから十分な時
間が経過したことより、衝撃による信号の発生は終息し
たと判断し、衝撃信号の成立解除を行い（Ｐ１６）、感
震器１からの信号の地震判定を再開し（Ｐ１９）、以降
に入力される信号については新たな判定を行う（Ｐ９へ
もどる）。

【００４６】図７に前述の衝撃信号の解除の第２の成立
条件を示した模式図を示す。横軸に時間、縦軸に信号の
ＯＮ・ＯＦＦを取っている。衝撃信号成立以降の最後の
ＯＮ信号がＯＦＦになってからの経過時間ｔ４、すなわ
ち信号のＯＦＦ時間が所定時間ｔ５に達すると衝撃信号
の成立を解除し、以降より入力信号に対する判定を再開
するのを示している。

【００４７】次に更に具体的に本実施の形態の地震検出
装置を、各パラメータの設定を行い、マイコンメータに
組み込み実際に配管した場合の動作について説明する。
本実施の形態においても、地震検出装置の衝撃実験を実
施し各パラメータの設定値を決定したが、衝撃の判定に
用いるパラメータは実施の形態１の場合と同一の有効Ｏ
Ｎ信号を定める継続時間Ｌ1は５ｍｓｅｃ以下、所定の
有効信号の数Ｎ0は５回、信号入力からの所定の計測時
間Ｌ0をＯ．５ｓｅｃとした。そして衝撃信号成立から
の所定時間ｔ３を２０ｓｅｃ、衝撃信号成立からもしく
は成立以降の最後のＯＮ信号がＯＦＦになってからの所
定時間すなわちＯＦＦ信号の所定時間ｔ５を１ｓｅｃと
設定した。

【００４８】まず取り付け規定に基づき設置したマイコ
ンメータ本体に強い「衝撃」が印加された場合を説明す
る。図３に示したように本実施の形態では衝撃印加直後
の感震器１が出力する特徴的な高い周波数の短い継続時
間のＯＮ信号を検知し、信号処理部６はこの振動を「衝
撃」が印加されたことによって発生した振動と判断、衝
撃信号が成立し地震判定を中止する。よって衝撃信号成
立以降の２０秒間、もしくは感震器１の信号が消滅して
１秒間は信号の処理を行わないため、感震器１の出力信
号を「地震」によるものと誤判断しない。そのため例え
ばガス遮断弁を誤作動させてしまうことがない。

【００４９】次に「地震」が発生した場合の本実施の形
態の地震検出装置の動作について説明する。実施の形態
１に説明した図４に示すように、地震波の場合は周期が
低くＯＮ・ＯＦＦ時間が数１０ｍｓｅｃと比較的長いた
め、同様に信号処理部６はこの振動を「衝撃」が印加さ
れたことによって発生した振動ではないと判断し衝撃信
号が成立しないため地震判定には全く影響を与えること
がない。

【００５０】最後に本実施の形態の有効性が最も顕著に
現れる、マイコンメータの設置状態が規定の条件から外
れる場合、すなわちマイコンメータを取り付けが剛性を
有さない場合、強い「衝撃」を受けた時の地震検出装置
の動作について説明する。

【００５１】図８に感震器を内蔵したマイコンメータ２
１の設置状態が規定の条件から外れる場合、具体例とし
て配管長Ａが１ｍを越える長さのマイコンメータに、強
い衝撃、約１Ｇ（約９８０ｇａｌ）以上の加速度を受け
た時の一例を示す。前述のように、衝撃が印加されると
マイコンメータ２１本体を支える配管２４の取り付け部
２３から上部は配管長Ａに反比例した固有周期の減衰単
振動を行こなう。衝撃を印加した直後は振動系は比較的
短い周期の振動を保つが、減衰して行くにつれてその振
動系固有の周期となり、この例の場合は配管長Ａが１ｍ
を越えているので固有周期が長くなり、約５Ｈｚの減衰
単振動を行うようになる。

【００５２】この時の感震器１から発生する信号は、衝
撃波が印加された直後の固有周期の周波数に同調するま
での間は固有周期より高周波の振動を行うため、感震器
１は非常に周波数の高く継続時間も数ｍｓｅｃ以下と短
いＯＮ信号が出力する。その後振動系が減衰するにつれ
て振動の周波数が約５ＨＺと低くなるため、地震の振動
周期と等しくなり地震の時と同様な継続・間隔時間が数
１０ｍｓｅｃと長いＯＮ・ＯＦＦ信号が発生するように
なる。

【００５３】本実施の形態では実施の形態１の場合と同
一の「衝撃」を判定する信号処理ロジックを有している
ので、この衝撃印加直後の感震器１が出力する特徴的な
高い周波数の短い継続時間のＯＮ信号を検知を行い、衝
撃印加直後に信号処理部６はこの振動を「衝撃」が印加
されたことによって発生した振動と判断し衝撃信号が成
立する。そしてこの衝撃信号成立を受けて、信号処理部
６では以後入力してくる感震器１からの信号の地震判定
を中止し衝撃信号成立後は感震器１からの信号に対して
は「地震」であるか否かの判定は行わないため、振動系
が低い固有周期まで減衰して地震の時と同様な継続・間
隔時間が長いＯＮ・ＯＦＦ信号が発生するようになって
もこの信号を「地震」であると誤判定をしない。そのた
め、従来の地震検出装置のように信号処理部より特定の
出力信号（例えば、ガス遮断弁を閉弁する出力信号）を
出力し、マイコンメータ２１に内蔵されたガス遮断弁が
作動しガスの供給を止めてしまうことはない。また衝撃
信号成立２０秒後、もしくは成立後に１秒以上の間感震
器１からのＯＮ信号が無くなった場合は、信号処理部６
は感震器１に衝撃による信号の発生は終息したと判断
し、衝撃信号の成立解除を行い感震器１からの信号の判
定を再開する信号処理方法を採っているため、衝撃によ
る振動中または直後に地震が発生したとしても自動的に
地震の判定に移ることができる。

【００５４】尚本実施の形態の効果を説明するために、
設置が規定の条件から外れた配管長Ａが１ｍを越える長
さのマイコンメータに強い衝撃を受けた場合を具体例と
したが、衝撃印加直後の感震器が出力する衝撃波に特徴
的な高い周波数の短い継続時間のＯＮ信号を検知を行い
地震判定を中止する信号処理方法を採っているため、そ
の後の振動系の挙動や感震器からの信号に影響されない
ので、２本の配管のうち１本だけを固定する片持ち配
管、軒下ぶら下がり配管、軟弱地盤・壁への取り付けな
どのきわめて不安定な固定方法に対しても有効である。

【００５５】また本実施の形態では地震判定を再開する
時期を決定する衝撃信号成立からの所定の計測時間ｔ３
を２０ｓｅｃ、最後のＯＮ信号がＯＦＦになってからの
所定時間ｔ５を１ｓｅｃと設定したが、マイコンメータ
を設置する振動系に合わせ最適の調整を行えば、更に優
れた衝撃を検出・判定する能力を得ることができる。

【００５６】次に図９に本発明の請求項２に記載の第２
の実施の形態である地震検出装置の、感震器からのＯＮ
・ＯＦＦ信号を処理する信号処理部の動作、信号処理の
基本ロジックを示す。図中の波線で囲まれた信号処理部
Ｐ８は前記実施の形態１にて説明した実施の形態の信号
処理部で、感震器が発したＯＮ信号が信号処理部に入力
し前述の判定ロジックに基づき「衝撃」か否かの判定を
行う。またその下の波線で囲まれた信号処理部Ｐ８は前
記実施の形態２にて説明した第１の実施の形態の信号処
理部の成立した衝撃信号を解除するための信号処理部で
ある。そして図中右側に記した波線で囲まれた信号処理
部Ｐ２１は前記従来の技術として説明した「地震」を判
定する信号処理部である。個々の信号処理部の動作・処
理方法は前記と全く同様のため説明は省略し、衝撃判定
部（Ｐ８、Ｐ２０）と地震判定部（Ｐ２１）との結合部
分についてのみ説明する。

【００５７】感震器１からの初回のＯＮ信号が信号処理
部６に入力すると、最初の信号入力からの経過時間ｔ1
を計測するタイマーが作動し始まる（Ｐ１）。そしてそ
の経過時間ｔ１が衝撃判定のための所定時間ｔ０内であ
ればＯＮ信号の継続時間Ｌ1を計測し（Ｐ２、Ｐ３）、
継続時間Ｌ1が衝撃判定のための所定の時間Ｌ0に対して
短いかどうかの判定を行う（Ｐ５）。このとき入力した
信号がこの条件を満たせば、「衝撃」を判定するための
有効信号であると判定し衝撃判定を行う（Ｐ６）。一方
判定する経過時間ｔ１が所定時間ｔ０を越えている場合
（Ｐ３）、または継続時間Ｌ1が所定の時間Ｌ0に対して
長いと判定した場合は（Ｐ５）、入力した信号は「衝
撃」の有効信号ではないと判定し、信号処理は地震判定
部（Ｐ２１）に移り、前述の信号処理方法に則り「地
震」か否かを判定する。このように信号処理部６は感震
器１から入力してくる信号に対し、初回信号入力からの
経過時間ｔ１とＯＮ信号の継続時間Ｌ１を測定・判定
し、信号を衝撃判定部（Ｐ８、Ｐ２０）と地震判定部
（Ｐ２１）に振り分ける。そして入力した信号を「衝
撃」と判定した場合は地震判定を中断し、「地震」と判
断した場合は信号を出力し、例えばガス遮断弁を作動さ
せガスを遮断する。

【００５８】以上に記したように、実施の形態２に説明
した衝撃を検出する信号処理部を従来の地震を検出する
信号処理部に組み込んで、「衝撃」と「地震」を同時に
判定する信号処理が実施可能である。

【００５９】（実施の形態３）以下、本発明の請求項３
に記載の地震検出装置について、図１０を参照しながら
説明する。本実施の形態の地震検出装置は、ガス流路中
に位置しガス漏れや地震発生時にガスを遮断するガス遮
断弁８と、前記ガス遮断弁８の開閉を行うガス遮断弁開
閉装置７と、実施の形態１で説明した信号処理部６と、
感震器１より構成されている。感震器１の構成や原理や
信号処理部６の動作ロジックについては前述しているの
で省略する。

【００６０】このマイコンメータに内蔵されているガス
遮断弁８は開弁状態を永久磁石で保持し、閉弁をコイル
ばねで行うラッチ式電磁弁が多く、強い衝撃がかっても
感震器１の信号処理部６が地震で無いと判断しガス遮断
弁８の弁を閉じる信号を発信しない場合においても、衝
撃によるショックで弁体が永久磁石のラッチより外れ弁
を閉じ、ガスを遮断してしまい不要にガスの供給停止を
してしまうことがある。本地震検出装置に衝撃が印加さ
れると、感震器１は信号を信号処理部６に送り信号を処
理判定する。この信号処理部６は感震器１に衝撃が印加
された場合には前記ロジックに則りこの振動を「衝撃」
と判断し、衝撃信号を成立させる。そしてガス遮断弁開
閉装置７に対してガス遮断弁８を弁を開ける信号させる
信号を送り、ガス遮断弁８の開弁させる動作を行う。

【００６１】本発明の地震検出装置は、衝撃が印加され
た場合においてガス遮断弁８がショックで遮断してしま
っても開弁操作を自動的に行うため、不要にガスの供給
停止をしてしまうことが無い。

【００６２】（実施の形態４）本発明の請求項４、５、
６に記載の地震検出装置について、図１１を参照しなが
ら説明する。本実施の形態の地震検出装置は実施の形態
１で説明した信号処理部６と感震器１と、前記感震器１
からの信号を前記信号処理部６が「衝撃」と判定した場
合、「衝撃」判定の履歴を記憶する判定記憶部９、「衝
撃」を受けたことを警告する警報発信部１０、ガス流路
の漏洩の有無を検出するガス漏洩検出部１１より構成さ
れている。

【００６３】本発明の地震検出装置は上記の構成をとっ
ているため、「衝撃」と判定した履歴を記録する判定記
憶部９を備えているので、マイコンメータの管理者は本
体に衝撃が加わったことを確認でき、マイコンメータの
機能確認やガスの漏洩検査を確実に実施できるという作
用を有する。また「衝撃」と判定したことを警告する警
報発信部１０を備えているので、マイコンメータの管理
者は本体に衝撃が加わったことを即座に確認でき、マイ
コンメータの機能確認やガスの漏洩検査を迅速に実施で
きる作用を有する。また「衝撃」と判定した場合、ガス
流路の漏洩の有無を検出するガス漏洩検出部１１を備え
ているため、衝撃が印加されたことによりマイコンメー
タにガスの漏洩の有無を自動的に検査する作用を有す
る。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明の地震検出装置によ
れば以下の効果がある。

【００６５】請求項１記載の地震検出装置は、感震器が
出力する信号を取り込み、ＯＮ信号入力開始からの所定
の計測時間に、地震判定の場合より比較的短く所定の継
続時間を有するＯＮ信号の数を計測し、所定の回数に達
するかどうかという判定処理を行うので、衝撃を受けた
とき感震器が出力する特徴的な高い周波数の短い継続時
間のＯＮ信号を検出するため、従来の地震検出装置では
検出できなかった受けた振動が「衝撃」によるものか否
かという判定が可能となるものである。

【００６６】請求項２記載の地震検出装置は、「衝撃」
による振動と判定後は、感震器よりＯＮ信号が再び入力
されても所定の時間は信号の処理判定を中断するため、
従来では誤判定・ガス遮断していた感震器を内蔵するマ
イコンメータの設置状態が不安定な場合において、衝撃
を受けても「地震」によるものと誤判定せず、ガス遮断
弁を誤作動させガスの供給を不要に停止させるようなこ
とがないという効果を有する。

【００６７】請求項３記載の地震検出装置は、ガス遮断
弁と「衝撃」と判定した場合に前記ガス遮断弁へ弁を開
ける信号を送る遮断弁開閉装置を備えているので、従来
発生していた、衝撃がかっても感震器の信号処理部は
「地震」で無いと判断しガス遮断弁の閉弁信号を発信し
ないが、衝撃によるショックで弁体が永久磁石のラッチ
より外れ弁を閉じガスを遮断してしまう場合において
も、自動的に開弁操作が行うので不要にガスの供給停止
をしてしまうことが防げる。

【００６８】請求項４記載の地震検出装置は「衝撃」と
判定した履歴を記録する判定記憶部を備えているので、
従来マイコンメータの本体の外観傷からでしか確認不能
であった衝撃が印加の有無を確認でき、マイコンメータ
の機能確認やガスの漏洩検査を確実に実施できるという
効果を有する。

【００６９】請求項５記載の地震検出装置は「衝撃」と
判定したことを警告する警報発信部を備えているので、
従来不可能であったマイコンメータの管理者は本体に衝
撃が加わったことを即座に確認でき、マイコンメータの
機能確認やガスの漏洩検査を迅速に実施できる効果を有
する。

【００７０】請求項６記載の地震検出装置は「衝撃」と
判定した場合ガス流路の漏洩の有無を検出するガス漏洩
検出部を備えているため、従来不可能であった衝撃が印
加されたことによりマイコンメータにガスの漏洩の有無
を自動的に検査する効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のにおける地震検出装置
の信号処理部の基本ロジックを示すフローチャート

【図２】同装置の信号処理部の衝撃信号成立条件を示す
模式図

【図３】マイコンメータ本体に強い衝撃が印加された時
に感震器に加わる加速度と出力信号及び同装置の信号処
理方法を示す図

【図４】マイコンメータに地震波が印加された時に感震
器に加わる加速度と出力信号及び同装置の信号処理方法
を示す図

【図５】本発明の実施の形態２における地震検出装置の
信号処理部の基本ロジックを示すフローチャート

【図６】同装置の信号処理部の第一の衝撃信号解除条件
を示す模式図

【図７】同装置の信号処理部の第二の衝撃信号解除条件
を示す模式図

【図８】配管長が１ｍを越えて設置したマイコンメータ
本体に強い衝撃が印加された時に感震器に加わる加速度
と出力信号及び同装置の信号処理方法を示す図

【図９】本発明の実施の形態２における別の地震検出装
置の信号処理部の基本ロジックを示すフローチャート

【図１０】本発明の実施の形態３における地震検出装置
の構成を示したブロック図

【図１１】本発明の実施の形態４における地震検出装置
の構成を示したブロック図

【図１２】従来の地震検出装置の構成を示した断面図

【図１３】同装置の信号処理部の基本ロジックを示すフ
ローチャート

【図１４】同装置の信号処理部の感震信号成立条件を示
す模式図

【図１５】マイコンメータに地震波が印加された時に感
震器に加わる加速度と出力信号及び同装置の信号処理方
法を示す図

【図１６】（ａ）マイコンメータの設置状態を示す正面
図 （ｂ）同メータの設置状態を示す側面図

【図１７】マイコンメータ本体に強い衝撃が印加された
時に感震器に加わる加速度と出力信号及び同装置の信号
処理方法を示す図

【図１８】配管長が１ｍを越えて設置したマイコンメー
タ本体に強い衝撃が印加された時に感震器に加わる加速
度と出力信号及び同装置の信号処理方法を示す図

【符号の説明】

１ 感震器 ６ 信号処理部 ７ ガス遮断弁開閉装置 ９ 判定記憶部 １０ 警報発信部 １１ 漏洩検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 一高 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地震波や衝撃波等の力学的振動の加速度の
   強さと周期を電気的にオン・オフ信号に変換する感震器
   と、振動入力時に前記感震器からの電気的信号を受け取
   り、オン信号の入力開始より所定の計測時間内で、地震
   判定に用いる場合より短く設定した所定の継続時間を有
   するオン信号の回数を計測し、計測したオン信号の回数
   が所定の回数に達した場合には、前記感震器に入力した
   振動は「衝撃」による振動と判定する信号処理部を有す
   る地震検出装置。
2. 【請求項２】「衝撃」による振動と判定後は、感震器よ
   りオン信号が再び入力しても所定の時間は信号の処理判
   定を中断し、加えてオン信号が所定時間入力しなかった
   場合に判定処理を再開する請求項１記載の地震検出装
   置。
3. 【請求項３】流路内のガスを遮断するガス遮断弁と、
   「衝撃」と判定した場合に前記ガス遮断弁へ弁を開ける
   信号を送る遮断弁開閉装置を備えた請求項１記載の地震
   検出装置。
4. 【請求項４】「衝撃」と判定した履歴を記録する判定記
   憶部を備えた請求項１記載の地震検出装置。
5. 【請求項５】「衝撃」と判定した場合、衝撃が印加され
   たことを警告する警報発信部を備えた請求項１記載の地
   震検出装置。
6. 【請求項６】「衝撃」と判定した場合、ガス流路の漏洩
   の有無を検出するガス漏洩検出部を備えた請求項１記載
   の地震検出装置。