JPH10170330A - 振動衝撃センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種産業機器や民生機器に組み込まれ地震等
の振動や衝撃を検知する振動衝撃センサに関し、構造が
簡単で廃棄物等による環境汚染が少なく小型軽量化が可
能な振動衝撃センサの提供を目的とする。 【解決手段】 上記課題はガラス管41の一端に封止され
一方の磁極がガラス管41中に突出している磁石42と、ガ
ラス管41の他端に封止され先端がガラス管41中に突出し
ている少なくとも一対の電極43と、ガラス管41中に移動
自在に封入された磁性体からなる検出子44とを有する振
動衝撃センサによって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種産業機器や民生
機器に組み込まれ地震等の振動や衝撃を検知する振動衝
撃センサに係り、特に構造が簡単で廃棄物等による環境
汚染が少なく小型軽量化が可能な振動衝撃センサに関す
る。

【０００２】石油ストーブ等の火気を使用する装置では
地震等により振動や衝撃が印加されると直ちに消火する
ことが義務付けられ、予め規定された値より大きい振動
や衝撃を検知する手段として機器の内部に各種振動衝撃
センサが組み込まれている。

【０００３】近年、火気を使用する装置以外の産業機器
や民生機器においても振動や衝撃により生じる事故を未
然に防ぐ手段として、各種振動衝撃センサを内蔵し地震
等により振動や衝撃が印加されると電源やガス元栓を遮
断する機器が増えつつある。

【０００４】しかし、産業機器や民生機器が小型化、高
密度実装化されているにもかかわらず従来の振動衝撃セ
ンサは外形が大きく、振動衝撃センサの一部に水銀等の
有害物質が用いられている場合は廃棄物等によって環境
が汚染される場合も生じる。

【０００５】そこで構造が簡単で廃棄物等による環境汚
染が少なく小型軽量化が可能な振動衝撃センサの開発が
要望されている。

【０００６】

【従来の技術】図５は従来の振動衝撃センサの一例を示
す側断面図、図６は従来の振動衝撃センサの別の例を示
す模式図である。

【０００７】従来の振動衝撃センサの一例は図５に示す
如くハウジング11の内部に収納された圧電性磁器素子12
とおもり13とを有し、圧電性磁器素子12はハウジング11
に固着されおもり13は圧電性磁器素子12を介しハウジン
グ11にねじ止めされている。

【０００８】振動や衝撃によりおもり13に加速度が加わ
るとハウジング11に固着された圧電性磁器素子12がおも
り13により圧迫され、加速度の大きさに対応する電圧が
圧電性磁器素子12において発生しケーブル14およびコネ
クタ15を介して出力される。

【０００９】なお、上記従来例ではおもりに印加される
加速度に対応して電圧を出力する手段として圧電性磁器
素子を用いているが、圧電性磁器素子の代わりに線歪み
ゲージや磁器抵抗素子（ＭＲ素子）等により電圧を出力
する振動衝撃センサもある。

【００１０】また、従来の振動衝撃センサの別の例は図
６に示す如く回動自在に支承されたハウジング16と水銀
スイッチ17とを有し、水銀スイッチ17はガラス管18の一
端に封止された一対の電極19とガラス管18内に封入され
た少量の水銀20とを有する。

【００１１】振動や衝撃が印加されるとハウジング16お
よびハウジング16内に収納された水銀スイッチ17は回動
して上下が反転し、それまで電極19の反対側に位置して
いた水銀20は電極19側に流入し電極19を短絡させて振動
や衝撃の発生が検知される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ハウジング11
やおもり13を具えている図５に示す従来の振動衝撃セン
サは小型軽量化を図っても限界があり、しかも圧電性磁
器素子等の出力電圧を増幅し各種補償を行う装置を必要
とするため小型装置への組み込みは困難である。

【００１３】また、図６に示す従来の振動衝撃センサ
は、衝撃が印加されると水銀スイッチの上下を反転させ
る機構を必要とするため構造が複雑になると共に、破損
した水銀スイッチを廃棄すると水銀によって環境が汚染
されるという問題があった。

【００１４】本発明の目的は構造が簡単で廃棄物等によ
る環境汚染が少なく小型軽量化が可能な振動衝撃センサ
を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】図１は本発明になる振動
衝撃センサを示す側断面図である。なお全図を通し同じ
対象物は同一記号で表している。

【００１６】上記課題はガラス管41の一端に封止され一
方の磁極がガラス管41中に突出している磁石42と、ガラ
ス管41の他端に封止され先端がガラス管41中に突出して
いる少なくとも一対の電極43と、ガラス管41中に移動自
在に封入された磁性体からなる検出子44とを有する本発
明の振動衝撃センサによって達成される。

【００１７】このようにガラス管の一端に封止され一方
の磁極がガラス管中に突出している磁石と、ガラス管の
他端に封止され先端がガラス管中に突出している少なく
とも一対の電極と、ガラス管中に移動自在に封入された
磁性体からなる検出子とを有する本発明の振動衝撃セン
サは、水銀等を用いていないため廃棄物等によって環境
が汚染されることはない。また増幅回路等を必要とせず
構造が簡単なため小型軽量化が可能である。

【００１８】即ち、構造が簡単で廃棄物等による環境汚
染が少なく小型軽量化が可能な振動衝撃センサを実現す
ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下添付図により本発明の実施例
について説明する。なお図２は本発明の別の実施例を示
す側断面図、図３は本発明の更に別の実施例を示す側断
面図、図４は本発明の変形例を示す側断面図である。

【００２０】本発明の振動衝撃センサは図１に示す如く
ガラス管41の両端にそれぞれ封止された永久磁石42と一
対の電極43とを有し、ガラス管41に封止された永久磁石
42の一方の磁極と電極43の一方の先端とはそれぞれガラ
ス管41の中に突出している。

【００２１】ガラス管41の内部には純鉄等の磁性体から
なり表面にロジウム等がめっきされた球状の検出子44が
移動自在に封入され、振動や衝撃が印加される前の初期
状態では図１(a) に示す如く永久磁石42の磁極端に検出
子44を磁気吸着させている。

【００２２】質量ｍなる検出子44に振動や衝撃により加
速度αが印加されたとき永久磁石42から検出子44を離脱
させる力はαｍで、永久磁石42の検出子44を磁気吸着す
る力Ｆ＜αｍなるとき図１(b) に示す如く検出子44は永
久磁石42から離れ移動する。

【００２３】永久磁石42から離れた検出子44がガラス管
41の反対側に移動し電極43に当接することにより一対の
電極43が短絡され、例えば機器の電源遮断回路を電極43
間に接続しておくことで基準値以上の振動や衝撃が印加
されると電源が遮断される。

【００２４】振動衝撃センサは検出の基準となる加速度
αに対応し磁気吸着力Ｆがそれぞれ異なる永久磁石42が
組み込まれており、機器への組み込みに際して検出の基
準を定め基準値に対応する永久磁石42の組み込まれた振
動衝撃センサが選定される。

【００２５】本発明の振動衝撃センサの別の実施例は図
２に示す如く永久磁石42に代えてガラス管41の一端に電
磁石45が封止され、電磁石45はガラス管41に封止され一
方がガラス管41中に突出するコア46とコア46に巻回され
たコイル47とを具えている。

【００２６】ガラス管41の内部には純鉄等の磁性体から
なり表面にロジウム等がめっきされた球状の検出子44が
移動自在に封入され、振動や衝撃が印加される前の初期
状態では図示の如くコイル47を介し励磁されたコア46に
検出子44が吸着されている。

【００２７】前記実施例とは異なり本実施例は検出子44
を磁気吸着する電磁石45の力Ｆがコア46を励磁する電流
値によって制御でき、検出の基準となる加速度αが変わ
った場合も励磁する電流値を変えることで対応可能な振
動衝撃センサを形成できる。

【００２８】また、本発明の振動衝撃センサの更に別の
実施例は図３に示す如くガラス管41の外側にリング状の
永久磁石48を有し、永久磁石48は図示省略された駆動機
構によりガラス管41の長さ方向に外壁面に沿って移動可
能なように保持されている。

【００２９】例えば、図１および図２に示す振動衝撃セ
ンサは永久磁石42またはコア46から離脱した検出子44を
初期状態に戻すには、振動衝撃センサまたは振動衝撃セ
ンサの組み込まれた装置の上下を反転させる必要があり
取扱いが極めて困難である。

【００３０】しかし、ガラス管41の外側にリング状の永
久磁石48を有する本実施例では振動衝撃センサの上下を
反転させることなく、永久磁石48をガラス管41の外壁面
に沿って長さ方向に上下動させることにより検出子44が
移動し初期状態に復旧する。

【００３１】上記実施例はいずれも永久磁石42またはコ
ア46から離脱した検出子44が当接して電極43間を短絡さ
せるＮＯ型であるが、検出子44が永久磁石42またはコア
46から離脱することで電極43間が開放されるＮＣ型の振
動衝撃センサも形成できる。

【００３２】即ち、本発明の変形例は図４に示す如く電
極43が永久磁石42またはコア46と共にガラス管41の一端
に封止されており、ガラス管41の内部に突出した電極43
間は永久磁石42またはコア46に磁気吸着された検出子44
により常時短絡されている。

【００３３】電極43間が常時短絡されたＮＣ型のセンサ
は検出子44が永久磁石42またはコア46から離脱すると同
時に信号が出力され、電極43に当接した検出子44がバウ
ンドして離れたあと再び当接するというチャタリング現
象を防止することができる。

【００３４】なお、図示省略されているが本発明の変形
例においても前記実施例と同様にガラス管の外側にリン
グ状永久磁石を設け、永久磁石をガラス管の外壁面に沿
って長さ方向に上下動させることで検出子44を初期状態
に復旧させることもできる。

【００３５】このようにガラス管の一端に封止され一方
の磁極がガラス管中に突出している永久磁石と、ガラス
管の他端に封止され先端がガラス管中に突出している少
なくとも一対の電極と、ガラス管中に移動自在に封入さ
れた磁性体からなる検出子とを有する本発明の振動衝撃
センサは、ガラス管中に水銀等の有害物質が封入されて
なく損壊されたものを廃棄しても廃棄物により環境が汚
染されることはない。

【００３６】また、増幅回路や補正回路等を必要とせず
構造が簡単なため小型軽量化が可能で小型装置への組み
込みに適しており、ガラス管中に検出子と共に不活性ガ
ス等を封入することによって電極の耐電流性が向上して
大電流の通電も可能である。

【００３７】即ち、構造が簡単で廃棄物等による環境汚
染が少なく小型軽量化が可能な振動衝撃センサを実現す
ることができる。

【００３８】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば構造が簡単で
廃棄物等による環境汚染が少なく小型軽量化が可能な振
動衝撃センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明になる振動衝撃センサを示す側断面図
である。

【図２】 本発明の別の実施例を示す側断面図である。

【図３】 本発明の更に別の実施例を示す側断面図であ
る。

【図４】 本発明の変形例を示す側断面図である。

【図５】 従来の振動衝撃センサの一例を示す側断面図
である。

【図６】 従来の振動衝撃センサの別の例を示す模式図
である。

【符号の説明】

41 ガラス管 42 永久磁石 43 電極 44 検出子 45 電磁石 46 コア 47 コイル 48 永久磁石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス管の一端に封止され一方の磁極が
   該ガラス管中に突出している磁石と、該ガラス管の他端
   に封止され先端が該ガラス管中に突出している少なくと
   も一対の電極と、該ガラス管中に移動自在に封入された
   磁性体からなる検出子とを有することを特徴とする振動
   衝撃センサ。
2. 【請求項２】 前記ガラス管の外側に該ガラス管の長さ
   方向に移動可能な永久磁石を有する請求項１記載の振動
   衝撃センサ。
3. 【請求項３】 前記ガラス管の同一端に磁石と共に封止
   され、先端が該ガラス管中に突出している少なくとも一
   対の電極を有する請求項１記載の振動衝撃センサ。