JPH10239445A - 地震判別装置及びこの地震判別装置を有した回路遮断器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】誤判定が少なく、地震を確実に判別することが
できる地震判別装置を提供することにあり、また二次的
に電気火災が発生するのを防止することができる地震判
別装置を有する回路遮断器を提供することにある。 【解決手段】地震判別装置は、感震センサたる加速度セ
ンサ１とこの加速度センサ１から出力する電圧信号を増
幅する増幅器２とこの増幅器２から出力される増幅され
た電圧信号から所定周波数以上をカットするフィルタ３
とで構成される感震センサブロック４と、感震センサブ
ロック４のフィルタ３を介して出力される信号をＡ／Ｄ
変換してディジタル信号とするＡ／Ｄ変換器５とＡＩ処
理を行うためのＣＰＵからなる演算処理部６とで構成さ
れた判別回路ブロック７とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、揺れの加速度で地
震を判別する地震判別装置及び地震判別装置を有した回
路遮断器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、地震を判別する地震判別装置に
は、特開平３−２０１５３５号公報、特開平４−２６４
２２１号公報、特開平４−３２２１２０号公報に記載さ
れているもののように、揺れに対応して出力されるオン
又はオフのデジ夕ル信号に基づき、その発生時間と回数
を判別して、地震と判断するものがあった。その他のも
のとして特開平５−９２８８４号公報に記載されている
ものの如く、揺れの加速度をアナログ値で検出して所定
値との比較により地震と判断するものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の何
れの従来例にあっても、扉の開閉時の建物の揺れや、床
歩き時に発生する建物の揺れ等の影響を受けて誤動作す
るという問題があった。また、地震発生時において、屋
内の電気器具の転倒・落下等が発生するため電気設備が
損傷を受けることがあり、そのため地震発生によって需
要家から見た電源系統が停電した場合、復電時に損傷し
た電気設備により、二次的に電気火災が発生する可能性
は皆無とは言えなかった。そのため地震判別し、しかも
地震が発生しても停電が起きない場合には避難用照明確
保のために遮断せず、しかも地震発生が原因で停電が起
きた場合には復電時に電路遮断を行う回路遮断器が要望
されている。

【０００４】本発明は、上記点に鑑みて為されたもの
で、請求項１乃至請求項１４の発明の目的とするところ
は、誤判定が少なく、地震を確実に判別することができ
る地震判別装置を提供することを目的とし、また請求項
１５乃至請求項１７の発明は、上記目的に加えて、地震
の判別確度が高い地震判別装置を提供することを目的と
し、更に請求項１８の発明は、上記目的に加えて最新の
地震情報に更新することができる地震判別装置を提供す
ることを目的とし、また更に請求項１９乃至請求項２１
の発明は、上記目的に加えて設置した建物の傾きを判別
することができる地震判別装置を提供することを目的と
し、また請求項２２の発明の目的とするところは上記目
的に加えて感震センサの取付上の制約が無く、省スペー
スでの配置を可能とした地震判別装置を提供することを
目的とし、請求項２３の発明の目的とするところは、上
記目的に加えて人為的な振動による影響を少なくして地
震判別の確度が高い地震判別装置を提供することを目的
とし、更にまた請求項２４の発明は、地震発生が原因の
停電があると復電時に確実に電路遮断が行え、二次的に
電気火災が発生するのを防止することができる地震判別
装置を有する回路遮断器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、揺れの加速度をアナログ値で
検出する感震センサと、この感震センサの出力周波数成
分より所定周波数以上を減衰させるフィルタ手段と、こ
のフィルタ手段の出力に対して、大きさ、振動数、エネ
ルギーの少なくともいずれかの判断要因から地震判別を
行う判別手段とで構成したことを特徴とし、感震センサ
が検出した加速度より所定周波数以上をフィルタ手段に
より減衰させることができ、従来のフィルタ手段を有し
ない地震判別装置での課題であった扉開閉時の揺れや床
歩き時の揺れ等の高い周波数の加速度を除去することが
でき、もって誤判別を少なくできる。

【０００６】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、前記判別手段は、所定サンプリング間隔で前記フ
ィルタ手段の出力を取り込んで所定の大きさの揺れの加
速度を検出した時点から揺れの解析を開始し、予め定め
た判断区間で前記判断要因に基づいて地震判別を行うこ
とを特徴とし、地震の誤判別を少なくするできる。請求
項３の発明では、請求項１の発明において、前記判別手
段は、所定サンプリング間隔で前記フィルタ手段の出力
を取り込んで所定の大きさの揺れの加速度を検出した時
点から揺れの解析を開始し、複数設定する判断区間で前
記判断要因に基づいて地震判別を夫々行い、これらの地
震判別結果に基づいて最終的に地震判別を行うことを特
徴とし、地震の判別を行う条件及び回数を多くすること
で更に誤判別を少なくすることができる。

【０００７】請求項４の発明では、請求項１の発明にお
いて、前記判別手段は、所定サンプリング間隔で前記フ
ィルタ手段の出力を第１の所定値と比較し、第１の所定
時間内に前記フィルタ手段の出力が第１の所定値を越え
る回数が第１の所定回数を越えることを、地震判別の判
断要因とすることを特徴とし、発生回数の確認で地震判
別が可能となり、判別手段の簡素化が可能となる。

【０００８】請求項５の発明では、請求項３の発明にお
いて、前記判別手段は、各判断区間において、所定サン
プリング間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の判断区
間に対応して設定される所定値と比較し、前記フィルタ
手段の出力が前記所定値を越える回数が夫々の判断区間
に対応して設定された所定回数を越えることを、各判断
区間での地震判別の判断要因とすることを特徴とし、発
生回数の確認で地震判別が可能となる上に、複数の判別
結果に基づく総合的な判別が加わることにより誤判別が
少ない判別手段の簡素化が可能となる。

【０００９】請求項６の発明では、請求項１又は２の発
明において、前記判別手段は、前記フィルタ手段の出力
が第２の所定値を越え該越えている状態の継続時間が第
２の所定時間を越えることを、地震判別の判断要因とす
ることを特徴とし、従来のデジタル式感震センサのオン
・オフ信号の時間幅と回数で判別するものに比べ、簡単
に地震の判別が可能になる。

【００１０】請求項７の発明では、請求項３の発明にお
いて、前記判別手段は、各判断区間において、前記フィ
ルタ手段の出力が夫々の判断区間に対応して設定される
所定値を越え該越えている状態の継続時間が夫々の判断
区間に対応して設定される所定時間を越えることを、各
判断区間での地震判別の判断要因とすることを特徴と
し、従来のデジタル式感震センサのオン・オフ信号の時
間幅と回数で判別するものに比べ、簡単に地震の判別が
可能な上に、複数の判別結果に基づく総合的な判別が加
わることにより誤判別が少なくなる。

【００１１】請求項８の発明では、請求項１又は２の発
明において、前記判別手段は、所定サンプリング間隔で
前記フィルタ手段の出力を第３の所定値と比較し、第３
の所定時間内に前記フィルタ手段の出力が第３の所定値
を交差する回数が第２の所定回数を越えることを、地震
判別の判断要因とすることを特徴とし、従来のデジタル
式感震センサのオン・オフ信号の時間幅と回数で判別す
るものに比べ、簡単に地震の判別が可能になる。

【００１２】請求項９の発明では、請求項３の発明にお
いて、前記判別手段は、各判断区間において、所定サン
プリング間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の判断区
間に対応して設定される所定値と比較し、夫々の判断区
間に対応して設定される所定時間内に前記フィルタ手段
の出力が前記所定値を交差する回数が夫々の判断区間に
対応して設定される所定回数を越えることを、各判断区
間での地震判別の判断要因とすることを特徴とし、従来
のデジタル式感震センサのオン・オフ信号の時間幅と回
数で判別するものに比べ、簡単に地震の判別が可能にな
る上に、複数の判別結果に基づく総合的な判別が加わる
ことにより誤判別が少なくなる。

【００１３】請求項１０の発明では、請求項１乃至請求
項９の発明において、前記判別手段は、前記フィルタ手
段の正負の出力を別々に判別し、正負の少なくともいず
れか一方で判別が成立したことを、地震判別の判断要因
とすることを特徴とし、地震が一方方向に強い加速度を
発生させるものであったとしても、地震判別が可能とな
る。

【００１４】請求項１１の発明では、請求項１又は２の
発明において、前記判別手段は、第４の所定時間内の前
記フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対値
の積算を行ない、この積算値が第４の所定値を越えるこ
とを、地震判別の判断要因とすることを特徴とし、積算
値の確認で地震判別が可能となり、判別手段の簡索化が
可能となる。

【００１５】請求項１２の発明では、請求項３の発明に
おいて、前記判別手段は、各判断区間において、前記フ
ィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対値の積
算を行ない、この積算値が夫々の判断区間に対応して設
定される所定値を越えることを、各判断区間での地震判
別の判断要因とすることを特徴とし、積算値の確認で地
震判別が可能となる上に、複数の判別結果に基づく総合
的な判別が加わることにより誤判別が少ない判別手段の
簡索化が可能となる。

【００１６】請求項１３の発明では、請求項１又は２の
発明において、前記判別手段は、所定サンプリング間隔
で前記フィルタ手段の正負出力の絶対値の大きさを、常
時微動に対応した第５の所定値と比較し、第５の所定時
間内に前記フィルタ手段の正負出力の絶対値の大きさが
前記第５の所定値を越えた回数が第３の所定回数を越え
ることを、地震判別の判断要因とすることを特微とし、
回数計数をノイズ成分である常時微動の震動による影響
を受けることなく行えるものであって発生回数の確認で
地震判別が可能となり、判別手段の簡素化が可能とな
る。

【００１７】請求項１４の発明では、請求項３の発明に
おいて、前記判別手段は、各判断区間において、所定サ
ンプリング間隔で前記フィルタ手段の正負出力の絶対値
の大きさを、夫々の判断区間に対して設定された常時微
動に対応せる所定値と比較し、当該判断区間内に前記フ
ィルタ手段の正負出力の絶対値の大きさが前記所定値を
越えた回数が夫々の判断区間に対応して設定した所定回
数を越えることを、各判断区間での地震判別の判断要因
とすることを特微とし、回数計数をノイズ成分である常
時微動の震動による影響を受けることなく行えるもので
あって発生回数の確認で地震判別が可能となる上に、複
数の判別結果に基づく総合的な判別が加わることにより
誤判別が少ない判別手段の簡索化が可能となる。

【００１８】請求項１５の発明では、請求項１又は２の
発明において、前記判別手段は、第６の所定時間内の前
記フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対値
の積算を行ない、この積算値が第６の所定値を越え且
つ、所定サンプリング間隔で前記フィルタ手段の出力を
第７の所定値と比較し、第７の所定時間内に前記フィル
タ手段の出力が第７の所定値を越える回数が第４の所定
回数を越えることを、地震判別の判断要因とすることを
特徴とし、積算値と発生回数の両者の確認で地震判別の
信頼性がより高くなり、しかも判別手段の簡素化も可能
となる。

【００１９】請求項１６の発明では、請求項３の発明に
おいて、前記判別手段は、各判断区間において、所定時
間内に前記フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力
の絶対値の積算を行ない、この積算値が夫々の判断区間
に対応して設定された所定値を越え且つ、所定サンプリ
ング間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の判断区間に
対応して設定された別の所定値と比較し、別の所定時間
内に前記フィルタ手段の出力が夫々の判断区間に対応し
て設定された別の所定値を越える回数が夫々の判断区間
に対応して設定した所定回数を越えることを、各判断区
間での地震判別の判断要因とすることを特徴とし、積算
値と発生回数の両者の確認で地震判別の信頼性がより高
くなり、しかも複数の判別結果に基づく総合的な判別が
加わることにより誤判別が少ない判別手段の簡索化が可
能となる。

【００２０】請求項１７の発明では、請求項１乃至３の
発明において、前記判別手段は、前記フィルタ手段の出
力に対して、大きさ、振動数、エネルギーの少なくとも
複数の判断要因から地震判別を行うことを特徴とし、従
来のデジ夕ル式感震センサのオン・オフ信号の時間幅と
回数で判別するものに比べ、簡単に地震の判別が可能に
なるとともに、地震判別の信頼性を向上させることがで
きる。

【００２１】請求項１８の発明では、請求項１乃至１７
の発明において、前記判別手段は、地震と判断した結果
を保持する時間を設定するタイマを有し、該タイマの限
時動作を、揺れが地震と判別された時点からスタートさ
せ限時動作終了時に上記結果をリセットするとともに、
限時動作途中で揺れの発生があるとタイマの限時動作を
再スタートさせることを特徴とし、上記タイマにより最
新の地震発生情報を提供することが可能となる。

【００２２】請求項１９の発明では、請求項１乃至１８
の発明において、前記感震センサは重力方向に対して傾
斜した場合に直流成分を発生し、前記判別手段はフィル
タ手段の出力の直流成分が第８の所定値を第８の所定時
間連続したことを、建物倒壊の判断要因とすることを特
徴とし、装置を設置した建物が傾いて倒壊する事を事前
に判別することができる。

【００２３】請求項２０の発明では、請求項１乃至１８
の発明において、前記感震センサは重力方向に対して傾
斜した場合に直流成分を発生し、前記判別手段はフィル
タ手段の出力の直流成分が複数の所定値を前記フィルタ
手段の出力が各所定値毎に設定された所定時間連続した
ことを、建物倒壊の判断要因とすることを特徴とし、装
置を設置した建物が傾いて倒壊する事を事前に判別する
ことができ、しかも建物の傾きの大きさに応じた判別時
間の設定が可能となる。

【００２４】請求項２１の発明では、請求項１９又は請
求項２０の発明において、前記判別手段は、揺れが発生
し地震と判別した時点で、傾きの解析の途中結果を平常
時の値にリセットすることを特徴とし、地震による前記
フィルタの出力を傾きと誤判別しないことが可能とな
る。請求項２２の発明では、請求項１乃至請求項２２の
発明において、前記感震センサを、半導体式加速度セン
サとしたことを特徴とし、半導体式加速度センサの採用
により３次元の加速度の検出が可能なり、機械式加速度
センサに比べ、取付けの制約もなく且つ省スペースでの
配置ができる。

【００２５】請求項２３の発明では、請求項１乃至請求
項２３の発明において、前記フィルタ手段の遮断周波数
を、１０Ｈｚ以上としたことを特微とし、地震特有の
０．５〜１０Ｈｚの低い加速度を重点的に検出できるこ
ととなり、１０Ｈｚ以上の例えば杭打ち時等の人為的な
揺れの加速度が除去できて、誤判別を少なくできる。請
求項２４の発明では、請求項１乃至請求項２３記載の地
震判別装置と、停電検出手段と、該地震判別装置の判別
手段の地震と判別した出力が生じ且つ停電検出手段の検
出出力があった場合に、復電時に配線を強制開極させる
開極手段とを有することを特徴とし、地震発生があった
としても電源供給が図られて安全な避難を確保でき、併
せて復電時に発生し易い通電短絡による発火を阻止でき
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態により説
明する。 （実施形態１）本実施形態は地震判別装置にかかるもの
で、図１はその全体構成を示している。図示するように
本実施形態は、感震センサたる加速度センサ１とこの加
速度センサ１から出力する電圧信号を増幅する増幅器２
とこの増幅器２から出力される増幅された電圧信号から
所定周波数以上をカットするフィルタ３とで構成される
感震センサブロック４と、感震センサブロック４のフィ
ルタ３を介して出力される信号をＡ／Ｄ変換してディジ
タル信号とするＡ／Ｄ変換器５とＡＩ処理を行うための
ＣＰＵからなる演算処理部６とで構成された判別回路ブ
ロック７とからなる。

【００２７】加速度センサ１は半導体式加速度センサか
らなり、例えば地震検出用として相応しい検出軸が３軸
のピエゾ抵抗式若しくは静電容量式のものを用いる。ま
た装置を設置する建物の傾き判別を行うために感震セン
サブロック４は加速度センサ１の測定対象軸を地軸に対
して合わして重力加速度が加わらないようにし、増幅器
２の零点出力を設定するようになっている。

【００２８】判別回路ブロック７の演算処理部６は、フ
ァジィ推論により地震判定を行うもので、判別ルールを
格納したルールベースと推論エンジンとから構成され
る。ここで本実施形態に用いられる地震判別のルールは
次のような検討のもとで決定した。まず加速度センサか
ら得られる振動加速度の時系列変化の情報から、地震に
よる振動か否かを判断するアルゴリズムを検討した。

【００２９】このアルゴリズムの検討に当たって、過去
の実際の地震が起きたときに実測された複数種の地震波
形（図２はその一例である兵庫県南部地震のときの南北
方向の地震波形）と、人為的行為により発生する複数種
の振動波形（図３はその一例である開き扉を激しく閉め
たときにおきる振動波形）とを用いて、それらの時系列
データをそのまま使用し、振動数、ｇａｌ値の最大値、
積分値（エネルギー）、閾値超過回数、継続時間、波形
率・波高率、正負ピーク値比の特徴量について分析し
た。この分析により地震と非地震との判別が可能な特徴
量として振動数、閾値超過回数、継続時間、積分値（エ
ネルギー）が有効であることが判った。この分析におい
ては地震、非地震データのサンプリング間隔Δｔを２０
ｍｓｅｃとし、特徴量の算出に用いる区間をトリガレベ
ル（例えば±５０ｇａｌ）を越えた時点からの４ｓｅｃ
間とした。

【００３０】更に地震・非地震の判別を更に容易にする
ためにフィルタによる高周波成分の除去を考え、遮断周
波数を例えば８，１０、１５Ｈｚの３種類と各フィルタ
次数４種類を組み合わせて、１２種類のフィルタを準備
し、更に計測時間を例えば３種類（１ｓｅｃ、２ｓｅ
ｃ，４ｓｅｃ）及び地震の判断要因である５種類の特徴
量との組み合わせの１８０パータンついて、判断対象と
する判断区間を２ｓｅｃ、サンプリング間隔２０ｍｓｅ
ｃ、判断に使用するデータ数を１００とする条件で特徴
量の比較を行った。

【００３１】この結果判断対象とする判断区間が２ｓｅ
ｃ、２次フィルタ、遮断周波数が１０Ｈｚを判別条件と
して採用した。この結果上記フィルタ３としては２次フ
ィルタであって、人為的に発生される高い周波数成分を
加速度センサ１の出力から除去するように１０Ｈｚ以上
を遮断周波数とするローパスフィルタを採用した。図４
はフィルタ３の周波数特性を示す。

【００３２】また上記の判別のための特徴量としては次
の６つの特徴量を採用した。 Ｘ₁ ：第１の所定値である正側の閾値を越えた回数、
具体的には図５に示すように判断区間（２ｓｅｃ）内に
おいて、例えば＋５０ｇａｌを越えたデータ数をカウン
トする。 Ｘ₂ ：第２の所定値である負側の閾値を越えた回数、
具体的には図５に示すように判断区間（２ｓｅｃ）内に
おいて、例えば−５０ｇａｌを越えたデータ数をカウン
トする。

【００３３】Ｘ₃ ：振動数（第３の所定値を通過する
数）、具体的には図６に示すように判断区間（２ｓｅ
ｃ）内において、例えば＋１０ｇａｌを通過する回数を
カウントする。図中の○囲いの数字は回数を示す。 Ｘ₄ ：振動数（第４の所定値を通過する数）、具体的
には図６に示すように判断区間（２ｓｅｃ）内におい
て、例えば−１０ｇａｌを通過する回数をカウントす
る。図中の□囲いの数字は回数を示す。

【００３４】Ｘ₅ ：エネルギー（絶対値積算）、具体
的には図７に示すように判断区間（２ｓｅｃ）内におい
て、全てのデータのｇａｌ値の絶対値を積算する。 Ｘ₆ ：連続・非連続（継続時間）、具体的には図８に
示すように判断区間（２ｓｅｃ）内において、例えば＋
１０ｇａｌ以上或いは−１０ｇａｌ以下の継続データ総
数をカウントする。ここで±１０ｇａｌは常時微動（外
乱ノイズ）を除去するために設定した下限値である。

【００３５】これらの特徴量について採択した条件での
相関は図９（ａ）乃至（ｃ）に示す通りである。これら
を基に、特徴量Ｘ₁ 乃至Ｘ₆ についてファジイ化表現す
ると、図１０（ａ）乃至（ｆ）に示すようになる。ここ
で判別ルールはＸ，Ｙの各軸毎に適用し、いずれかで地
震判別ルールが成立すると「地震」と判断させるように
した。ここで特徴量Ｘ₁ ，Ｘ₂ は閾値（＋５０ｇａｌ，
−５０ｇａｌ）を越えた数が所定回数以上となると確信
度１．０となり、Ｘ₁ ：大、Ｘ₂ ：大と表現される。ま
た特徴量Ｘ₃ ，Ｘ₄ は閾値（＋１０ｇａｌ，−１０ｇａ
ｌ）を通過した数が所定回数以上となると確信度１．０
となり、Ｘ₃ ：大、Ｘ₄ ：大と表現される。更に特徴量
Ｘ₅ は絶対積算値が所定値以上となると確信度１．０と
なり、Ｘ ₅ ：大と表現される。特徴量Ｘ₆ は±１０ｇａ
ｌを越えた数が所定回数以上となると確信度１となり、
Ｘ₆ ：大と表現される。

【００３６】そして地震判別ルールを定式化するため
に、振動の出力レベルが大きい、且つ振動が繰り返し発
生する、且つ出力エネルギーが大きい、という経験的知
識を、上記の特徴量Ｘ₁ 〜Ｘ₆ を用いて判別ルールを記
述すると、 ｛ 閾値（＋５０ｇａｌ）オーバー回数：大 または 閾値（−５０ｇａｌ）オーバー回数：大｝ 且つ ｛ 振動数（＋１０ｇａｌ通過数）：大 または 振動数（−１０ｇａｌ通過数）：大 ｝ 且つ ｛ エネルギー（絶対値積算）：大 または 連続・非連続（継続時間）：大 ｝ となり、更に特徴量を上記の記号を用いて判別ルールを
記述すると （Ｘ₁ ：大 または Ｘ₂ ：大） 且つ（Ｘ₃ ：大 または Ｘ₄ ：大） 且つ（Ｘ₅ ：大 または Ｘ₆ ：大） なる。

【００３７】判別ルールのファジイ演算による記述を行
うと、例えば（Ｘ₁ ：大）である確信度を、Ｃ（Ｘ₁ ：
大）と表し、「且つ」を最小値計算、「または」を最大
値計算として定式化すると、地震判別の確信度は次式で
記述される。 地震の確信度Ｃ_E ＝Ｍｉｎ〔Ｍａｘ｛Ｃ（Ｘ₁ ：大），
Ｃ（Ｘ₂ ：大）｝，Ｍａｘ｛Ｃ（Ｘ₃ ：大），Ｃ
（Ｘ₄ ：大）｝，Ｍａｘ｛Ｃ（Ｘ₅ ：大），Ｃ（Ｘ₆ ：
大）｝〕 そして本実形態における地震／非地震の判別ルールは、
上記確信度Ｃ_E を使用して、下記のように記述される。

【００３８】 ・地震の確信度Ｃ_E ≧０．５ならば地震と判断 ・ Ｃ_E ＜０．５ならば非地震と判断 このようにして記述された判別ルールを用いて演算処理
部６は地震判別を行ない、地震検出出力を発生する。而
して、本実施形態の地震判別装置は例えば建物等に固定
して使用され、例えば振動が加わると、感震センサブロ
ック４の加速度センサ１が振動の加速度の大きさに応じ
た電圧信号を発生する。この電圧信号は増幅器２で増幅
された後フィルタ３を通過し、人為的に発生する振動に
対応する高周波数成分（１０Ｈｚ以上）が遮断された
後、判別回路ブロック７のＡ／Ｄ変換器５に入力し、Ａ
／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ変換された電圧値データが
予め設定してあるトリガレベルを越えると、演算処理部
６は判断区間として２ｓｅｃを設定し、この期間におい
て２０ｍｓｅｃ毎にＡ／Ｄ変換器５から出力される電圧
値データをサンプリングして取り込む。演算処理部６は
取り込んだデータに基づき上述の特徴量Ｘ₁ 乃至Ｘ ₆ に
ついての確信度を求め、ルールベースに格納してある判
別ルールと、推論エンジンとで地震判別を行ない、確信
度Ｃ_E ≧０．５ならば地震と判断し、地震判別出力を発
生する。

【００３９】この地震判別出力は、後述する回路遮断器
の強制開極を行う判断に用いる信号や、地震発生報知の
信号等に用いることができる。尚本実施形態では判別ル
ールを、特徴量Ｘ₁ 〜Ｘ₆ を用いて （Ｘ₁ ：大 または Ｘ₂ ：大） 且つ（Ｘ₃ ：大 または Ｘ₄ ：大） 且つ（Ｘ₅ ：大 または Ｘ₆ ：大） としているが、 （Ｘ₁ ：大 または Ｘ₂ ：大） 且つ（Ｘ₃ ：大 または Ｘ₄ ：大） で表せる判別ルールや、 （Ｘ₁ ：大 または Ｘ₂ ：大） 且つ（Ｘ₅ ：大 または Ｘ₆ ：大） で表せる判別ルール、更には （Ｘ₂ ：大 または Ｘ₃ ：大） 且つ（Ｘ₅ ：大 または Ｘ₆ ：大） で表せる判別ルール等、特徴量Ｘ₁ 乃至Ｘ₆ の一つ乃至
複数を組み合わせて判別ルールを構成しても勿論良い。

【００４０】ところで、地震によって建物が傾斜して危
険性が伴うことがある。そこで本実施形態の地震判別装
置は、加速度センサ１の測定対象軸を地軸に合わせて重
力加速が加わらないように設置し、この設置状態で増幅
器２からの出力が零となるように零点調整を行ない、地
震判別より長いサンプリング間隔で判別回路ブロック７
の演算処理部６で建物が所定角度傾いたときに現れる重
力加速度による直流電圧のデータの処理結果（例えば１
０個のデータの平均値）と、予めいくつかの設定してあ
る所定値とを比較してその所定値（例えば建物が２度傾
いたときの重力加速度に対応する電圧値と、１０度傾い
たときの重力加速度に対応する電圧値）を越えたとき
に、夫々の傾きの解析を開始し、その所定値を越え続け
ている時間が各設定時間（例えば建物が２度傾いている
と判断する時間を５分、建物が１０度傾いていると判断
する時間を６ｓｅｃ）を越える場合に危険と判断して危
険判断信号を出力し、危険を知らせることもできるよう
になっている。

【００４１】また極めて低周波の地震等の揺れが発生し
た場合は、地震の揺れを傾きと誤判断することが考えら
れる。そこで本実施形態の地震判別装置は、傾きの解析
中の際に地震の判別があると傾きの解析の途中結果をリ
セットし、誤判別が無いようになっている。 （実施形態２）上記実施形態１では、判断区間を２ｓｅ
ｃとしたが、地震を高精度に判断するには解析時間をよ
り長くすれば良い。一方地震直後に地震判別装置に電源
供給する系統が停電した場合、蓄電器等を用いたバック
アップ電源によって装置が動作する時間には限りがある
ので、バックアップ電源の限界容量に達するまでに地震
判別を行う判断区間と、充分な時間を取って判断できる
場合の判断区間を定めたのが本実施形態である。

【００４２】つまり本実施形態では地震（振動）が発生
して解析を開始した時点から２ｓｅｃ間を第１の判断区
間として２ｓｅｃでの判別ルール（実施形態１で示した
ものを適用）を採用し、更に２ｓｅｃ経過した時点、つ
まり解析開始から４ｓｅｃ間を第２の判断区間とし、こ
の第２の判断区間では４ｓｅｃの判別ルール（上述の２
ｓｅｃの判別ルールと同様にして定式化したもの）を適
用する。尚装置の構成は図１と同じ構成を用いる。但し
停電検出、判断結果を保持するＥＥＰＲＯＭ、バックア
ップ電源を構成する蓄電器等を備えているものとする。

【００４３】図１１は本実施形態の演算処理部６の地震
判別アルゴリズムを示しており、振動が発生し、その振
動が地震解析のトリガレベルを越えると、２ｓｅｃ間の
データ蓄積を開始してその最初の２ｓｅｃ間の判断区間
では２ｓｅｃでの判別ルールを適用して地震判別を行
い、判別結果が地震でなければ、トリガレベルの判定処
理を行う監視状態に戻る。そして判別結果が地震であれ
ば、その判別結果を上記ＥＥＰＲＯＭに保持する。そし
て更に２秒間のデータ蓄積を行い、この間に停電が起き
た場合には判別動作を終了する。もし停電が無ければ蓄
積されたデータに対して４ｓｅｃでの判別ルールを用い
て地震の判別を行い、その判別結果が地震であれば、判
別動作を終了し、地震でなければ上述の監視状態に戻
る。

【００４４】このように本実施形態では電源の状態に応
じて２ｓｅｃの判別ルールで行った地震判別の結果を用
いるか、より精度の高い判別が行える４ｓｅｃの判別ル
ールで行った地震判別の結果を用いるかの処理を行うこ
とができるため、状況に応じた適切な地震判別が可能と
なる。 （実施形態３）本実施形態は、実施形態１で示す上記の
地震判別装置を組み込んだ回路遮断器であって、図１２
に示すように回路で構成される。

【００４５】本実施形態は単相３線用の回路遮断器を構
成し、過電流検出素子たるバイメタル８、８が過電流に
より湾曲した際にその湾曲により強制開極手段であるト
リップ機構（図示せず）をトリップ動作させ主接点Ｓを
強制開極させる通常の回路遮断機構の他に、上述の地震
判別装置を組み込み、地震判別装置が地震判別をした場
合には後述する条件下で引外し回路ブロック９の釈放リ
レー１０が駆動され、この駆動により上述のトリップ機
構を強制的に動作させ主接点Ｓを強制開極するようにな
っている。

【００４６】本実施形態の回路構成は、図示するように
地震判別装置を構成する感震センサブロック４及び判別
回路ブロック７と、電源回路ブロック１１と、上記引外
し回路ブロック９と、音声用出力ブロック１２とから構
成され、判別回路ブロック７には実施形態１で説明した
Ａ／Ｄ変換器５及び演算処理部６の他に主接点Ｓから見
て負荷側の電路の電圧を検出する電圧検出回路１３と、
ＥＥＰＲＯＭからなるデータ記憶部１４とを備え、演算
処理部６は上述した地震判別及び建物の傾き判断の機能
の他に電圧検出回路１３の電圧検出出力を取り込み、電
圧検出出力に基づいて停電と復電とを判別する機能と、
地震判別、建物の傾き判断、停電・復電の検出に基づい
た引外し回路ブロック９の引外し回路１７への制御信号
の出力、引外し動作を表示する発光ダイオードＬＥＤへ
の駆動信号の出力、更に音声用出力ブロック１２への音
声選択のための制御信号を出力する制御機能と、また更
に地震判別に基づいて地震判別があったことをデータ記
憶部１４に書き込んだり、書き込んだデータを消去させ
る機能を備えている。

【００４７】電源回路ブロック１１は主接点Ｓから見て
電源側の電路からヒューズＦＵを介して交流電源を取り
込み、直流に変換して各ブロック４，７，９、１２の回
路に直流電源を供給する直流電源部１５と、停電時に各
ブロック４，７，９、１２の回路に直流電源を供給する
バックアップ回路１６とからなる。引外し回路ブロック
９は上記の釈放リレー１０と、引外し回路１７とで構成
され、引外し回路１７は制御信号が入力すると釈放リレ
ー１０を駆動する。

【００４８】音声用出力ブロック１２は演算処理部６か
らの制御信号を受けて本体２２外のの音声発生装置１８
に対して信号線を介して音声選択信号を出力する機能を
備える。音声発生装置１８は、判別回路１９と、音声合
成回路２０とで構成され、判別回路１９は音声用出力ブ
ロック１２からの音声選択信号に応じて音声合成回路２
０から出力させる音声を選択し、その音声信号をスピー
カ２１で再生させるようになっている。

【００４９】而して本実施形態の回路遮断器の動作を図
１３乃至図１６のタイミングチャート及び図１７のフロ
ーチャートに基づいて説明する。而して通常にあって
は、回路遮断器内の判別回路ブロック７の演算処理部６
はＡ／Ｄ変換器５を通じて感震センサブロック４からの
加速度データたる電圧値データを取り込み、その直流電
圧値が所定値、つまり設置している建物が２度傾いた時
の値以上となったかを判断する処理と、地震判別開始の
トリガレベルたる閾値以上に電圧値データの値がなった
かを判断する処理を繰り返して行なっている。そして上
記電圧値データの値がトリガレベルを越えると、演算処
理部６は加速度データたる電圧値データを２ｓｅｃ間２
０ｍｓｅｃ毎にサンプリングして取り込み、データ解析
と、地震判別処理を実施形態１と同様な判別ルールに基
づいて行う。地震判別処理において、演算処理部６は地
震発生と判別した場合元に戻るが、地震発生と判別した
場合にはデータ記憶部１４を構成するＥＥＰＲＯＭに地
震発生があったことを書き込み、同時に内部タイマをス
タートさせるとともに音声により地震発生を報知させ
る。内部タイマは停電発生を検出するための期間（例え
ば４８時間）を設定するもので、演算処理部６はこの期
間において停電がなければ、データ記憶部１４の書き込
み内容を消去して内部タイマをリセットし、元の状態に
戻る。

【００５０】つまり図１３（ｂ）に示すように地震波が
加速度センサ１により検出され、演算処理部６で地震発
生が判別され、図１３（ｄ）に示すように停電検出期間
Ｔが設定されたものの、図１３（ａ）に示すように電源
系統に停電が起きず、また建物の傾きも図１３（ｃ）に
示すように起きなかった場合には、主接点Ｓの強制開極
は図１３（ｅ）に示すように為されないのである。但し
演算処理部６は地震発生を判別すると音声用出力ブロッ
ク１２を通じて音声発生装置１８の判別回路１９に対し
て地震発生を報知する音声を選択する音声選択信号を
与え、図１３（ｆ）に示すように一定期間（例えば３分
間）ｔａ、地震発生報知に対応する音声信号を一定間隔
で音声合成回路２０より出力させてスピーカ２１から報
知させる。この報知は報知期間ｔａ中に停電検出がある
と、停止される。

【００５１】ところで、図１４（ａ）に示すように停電
は起きないものの、図１４（ｃ）に示すように建物が２
度以上傾いたと演算処理部６が判別した場合には、演算
処理部６は図１４（ｅ）に示すように引外し回路ブロッ
ク９に制御信号を出力してトリップ機構をトリップ動作
させ、主接点Ｓを強制開極させ、同時に発光ダイオード
ＬＥＤを点灯駆動する。またこの時演算処理部６は音声
用出力ブロック１２を通じて音声発生装置１８の判別回
路１９に対してトリップされたことを報知する音声を
選択する音声選択信号を出力する。この音声選択信号に
より図１４（ｆ）に示すように音声合成回路２０から一
定期間（例えば５分間）ｔｂ、一定間隔で回路遮断器が
トリップ動作したことを報知させる。図１４（ｂ）は図
１３（ｂ）と同様に地震波検出を、図１４（ｄ）は図１
３（ｄ）と同様に停電検出期間Ｔの設定を示す。

【００５２】次に回路遮断器のトリップ状態がリセット
され主接点Ｓが投入されると、演算処理部６は電圧検出
回路１３の電圧検出信号に基づいて再投入を検出し、発
光ダイードＬＥＤを消灯させ、またデータ記憶部１４の
データ消去と、内部タイマのリセットを行う。一方図１
５（ｂ）に示す地震波検出に基づいて演算処理部６が地
震発生と判別して図１５（ｄ）に示すように設定した停
電検出期間Ｔの間に図１５（ａ）に示すように停電が起
きると、この停電を演算処理部６は電圧検出回路１３の
電圧検出信号が無くなったことにより検出する。その後
電圧検出回路１３より電圧検出信号が出力されて復電が
検出されると、演算処理部６はデータ記憶部１４の記憶
内容をチェックし、地震発生の記録があれば、図１５
（ｅ）に示すように引外し回路ブロック９に制御信号を
出力してトリップ機構をトリップ動作させ、主接点Ｓを
強制開極させ、同時に発光ダイオードＬＥＤを点灯駆動
する。またこの時演算処理部６は音声用出力ブロック１
２を通じて音声発生装置１８の判別回路１９に対してト
リップされたことを報知する音声を選択する音声選択
信号を出力する。この音声選択信号により音声合成回路
２０から上述と同様に回路遮断器がトリップ動作したこ
とを図１５（ｆ）で示すように報知させる。図１５
（ｃ）は図１３（ｃ）と同様に建物の傾き検出に対応し
ており、この場合建物の傾き検出が無い状態を示す。

【００５３】地震判別後、停電が起き、且つ建物が２度
以上の傾きが図１６（ｃ）に示すように検出された場合
にも、図１６（ａ）に示すように復電され、この復電を
検出した演算処理部６は図１６（ｅ）に示すように引外
し回路ブロック９に制御信号を出力してトリップ機構を
トリップ動作させ、主接点Ｓを強制開極させ、同時に発
光ダイオードＬＥＤを点灯駆動する。またこの時演算処
理部６は音声用出力ブロック１２を通じて音声発生装置
１８の判別回路１９に対してトリップされたことを報知
する音声を選択する音声選択信号を出力する。この音
声選択信号により音声合成回路２０から上述と同様に回
路遮断器がトリップ動作したことを図１６（ｆ）に示す
ように報知させる。尚図１６（ｂ）は地震波検出を、図
１６（ｄ）は演算制御部６の地震判別処理を示す。

【００５４】このように本実施形態の回路遮断器は、一
般の回路遮断器と同様に過電流が流れると、トリップ動
作して主接点Ｓを開極させる機能に加えて、地震発生が
あった場合には音声発生装置１８により地震発生を報知
させる機能と、地震発生後に停電があった場合には復電
時に主接点Ｓを強制的に開極して復電後における電気火
災を防止する機能と、建物が一定以上傾いた場合にも主
接点Ｓを強制的に開極し、建物倒壊時の電気火災を防止
することができる機能を持つという特徴がある。

【００５５】尚地震発生による停電ではなく、通常の停
電が起きた場合にはデータ記憶部１４をチェックしても
地震発生が記録されていないから復電時の強制開極は行
われない。ここで、上述の建物の傾き発生時の処理につ
いて、図１８，１９に基づいて説明する。

【００５６】まず建物が緩やかに傾いて行く場合には、
図１８（ａ）に示すように２度の傾き検出に対応するし
きい値ＬＡを、感震センサブロック４の出力電圧が越え
ると（ｔ₀ ）、傾き解析を開始し、しきい値ＬＡを越え
ている時間が５分を越えると（ｔ₁ ）、演算処理部６は
引外し回路９に制御信号を出力してトリップ機構をトリ
ップ動作させ主接点Ｓを強制開極させると同時に発光ダ
イオードＬＥＤを点滅させ、更に音声用出力ブロック１
２を通じて音声発生装置１８の判別回路１９に対してト
リップされたことを報知する音声を選択する音声選択
信号を出力して音声報知を例えば３分間継続させる。そ
してｔ₂ で主接点Ｓが投入されると、演算処理部６は再
び５分間の傾き解析を行い、しきい値Ｌａを越えている
時間が再び５分を越えると（ｔ₃ ）、上述のように主接
点Ｓの強制開極、音声報知、発光ダイオードＬＥＤの各
制御を行う。以後傾きに対する対処を行わずに主接点Ｓ
の投入が行われる度に上述の動作を繰り返すことにな
る。この傾き処理は地震の発生の如何にかかわらず常時
実行される。

【００５７】建物が急に傾くような場合には傾き解析を
短時間で行わなければならないため、次のように傾き解
析時間を６ｓｅｃとしている。つまり図１９（ａ）に示
すように１０度の傾き検出に対応するしきい値ＬＢを、
感震センサブロック４の出力電圧が越えると（ｔ₀ ）、
傾き解析を開始し、しきい値ＬＢを越えている時間が６
ｓｅｃを越えると（ｔ₁ ）、演算処理部６は引外し回路
９に制御信号を出力してトリップ機構をトリップ動作さ
せ主接点Ｓを強制開極させると同時に発光ダイオードＬ
ＥＤを点滅させ、更に音声用出力ブロック１２を通じて
音声発生装置１８の判別回路１９に対してトリップされ
たことを報知する音声を選択する音声選択信号を出力
して音声報知を例えば３分間継続させる。そしてｔ₂ で
主接点Ｓが投入されると、演算処理部６は再び６ｓｅｃ
間の傾き解析を行い、しきい値Ｌａを越えている時間が
再び５分を越えると（ｔ₃）、上述のように主接点Ｓの
強制開極、音声報知、発光ダイオードＬＥＤの各制御を
行う。以後傾きに対する対処を行わずに主接点Ｓの投入
が行われる度に上述の動作を繰り返すことになる。この
傾き処理は地震の発生の如何にかかわらず常時実行され
る。また傾き解析中において、地震と判別された場合に
は、傾き解析を初期化する。

【００５８】図２０（ａ）（ｂ）は本実施形態の斜視
図、正面図を示しており、本体２２の表面には操作ハン
ドル２３の他に、上記発光ダイオードＬＥＤを露設する
とともに、疑似的に地震判別を演算処理部６に行わせ
て、地震判別後の動作をテストするためのテストスイッ
チＳＷの操作釦２４を露出してある。図２０（ｃ）は音
声発生装置１８の斜視図を示す。

【００５９】本実施形態は、過電流検出時のトリップ動
作する一般の回路遮断器に、データ記憶部１４、電圧検
出回路１３を追加した判別回路ブロック７及び感震セン
サブロック４からなる地震判別装置と、電源回路ブロッ
ク１１、引外し回路ブロック９、音声用出力ブロック１
２を付加して構成されたものであるが、漏電遮断器や欠
相検出付の漏電遮断器に地震判別装置を組み込んで構成
しても勿論良い。

【００６０】（実施形態４）上記実施形態３では、実施
形態１の地震判別装置を用いたものであるが、実施形態
２による地震判別装置を用いたのが本実施形態である。
尚回路構成、構造及び建物の傾き処理に関する動作は実
施形態３と同じであるから、実施形態２における地震判
別アルゴリズムに沿った本実施形態の動作を図１２の構
成を参照して以下に説明する。

【００６１】まず図２１（ａ）に示すように単発の振動
が起き、図２１（ｂ）に示すように地震解析のトリガか
ら２ｓｅｃ判別ルールによる地震判別を行う前に、振動
が無くなると、非地震と判別されて地震時に対する処理
は行われない。一方図２２（ａ）に示すように２ｓｅｃ
判別ルールによって地震と判別されるような時間振動が
継続した場合には、第１の判断区間において、地震発生
をＥＥＰＲＯＭからなるデータ記憶部１４に書き込む。
そして地震解析のトリガから４ｓｅｃ後において４ｓｅ
ｃ判別ルールによる地震判別を行い、地震と判別されな
かった場合にはデータ記憶部１４に書き込んだ地震発生
の情報を消去する。

【００６２】更に図２３（ａ）に示すように振動が非常
に長く継続している場合には、図２３（ｂ）に示すよう
に４ｓｅｃ判別ルールによっても地震判別が為される。
このため演算処理部６では、音声用出力ブロック１２を
通じて音声発生装置１８の判別回路１９に対して回路遮
断器を切ることをアッピールする音声を選択する音声選
択信号を出力して音声報知を例えば３分間継続させ、更
に発光ダイオードＬＥＤＥを点滅させる。同時に内蔵タ
イマをトリガして限時動作を開始させる。この内蔵タイ
マは例えば、２４時間限時動作を行うもので、２４時間
経過するとこの内蔵タイマのタイマ出力に基づいて演算
処理部６はデータ記憶部１４に書き込んである地震発生
の情報を消去して地震監視状態に戻る。

【００６３】さて上記図２１乃至図２３では単発の振動
が起きた場合であるが、例えば図２４（ａ）に示すよう
に最初の地震判別が為されてから、２４時間経過する前
に再び振動が発生すると、図２４（ｂ）に示すように演
算処理部６は４ｓｅｃ判別ルールにより地震判別を行
い、地震と判別されたなかった場合には内蔵タイマの限
時動作を継続させ、また発光ダイオードＬＥＤの点滅動
作を継続させる。

【００６４】一方図２５（ａ）に示すように最初の地震
判別が為されてから、２４時間経過する前に再び振動が
発生し、図２５（ｂ）に示すように演算処理部６の４ｓ
ｅｃ判別ルールによる地震判別が、地震の場合には内蔵
タイマの限時動作をその判別時点で再スタートさせ、更
に音声報知、発光ダイードＬＥＤの点滅動作を再スター
トさせる。この動作は内蔵タイマの限時動作が終了する
前に、地震と判別される振動が発生する場合にはその都
度繰り返されることになる。

【００６５】尚上述の各動作において２ｓｅｃ判別ルー
ルによる地震判別から内蔵タイマの限時動作停止まで
に、停電が検出されると、主接点Ｓを開極動作させるト
リップ制御を行う。

【００６６】

【発明の効果】請求項１の発明は、揺れの加速度をアナ
ログ値で検出する感震センサと、この感震センサの出力
周波数成分より所定周波数以上を減衰させるフィルタ手
段と、このフィルタ手段の出力に対して、大きさ、振動
数、エネルギーの少なくともいずれかの判断要因から地
震判別を行う判別手段とで構成したので、感震センサが
検出した加速度より所定周波数以上をフィルタ手段によ
り減衰させることができ、従来のフィルタ手段を有しな
い地震判別装置での課題であった扉開閉時の揺れや床歩
き時の揺れ等の高い周波数の加速度を除去することがで
き、もって誤判別を少なくできるという効果がある。

【００６７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記判別手段が、所定サンプリング間隔で前記フィ
ルタ手段の出力を取り込んで所定の大きさの揺れの加速
度を検出した時点から揺れの解析を開始し、予め定めた
判断区間で前記判断要因に基づいて地震判別を行うの
で、地震の誤判別を少なくするできるという効果があ
る。

【００６８】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、前記判別手段が、所定サンプリング間隔で前記フィ
ルタ手段の出力を取り込んで所定の大きさの揺れの加速
度を検出した時点から揺れの解析を開始し、複数設定す
る判断区間で前記判断要因に基づいて地震判別を夫々行
い、これらの地震判別結果に基づいて最終的に地震判別
を行うので、地震の判別を行う条件及び回数を多くする
ことで更に誤判別を少なくすることができるという効果
がある。

【００６９】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、前記判別手段が、所定サンプリング間隔で前記フィ
ルタ手段の出力を第１の所定値と比較し、第１の所定時
間内に前記フィルタ手段の出力が第１の所定値を越える
回数が第１の所定回数を越えることを、地震判別の判断
要因とするので、発生回数の確認で地震判別が可能とな
り、判別手段の簡素化が可能となるという効果がある。

【００７０】請求項５の発明は、請求項３の発明におい
て、前記判別手段が、各判断区間において、所定サンプ
リング間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の判断区間
に対応して設定される所定値と比較し、前記フィルタ手
段の出力が前記所定値を越える回数が夫々の判断区間に
対応して設定された所定回数を越えることを、各判断区
間での地震判別の判断要因とするので、発生回数の確認
で地震判別が可能となる上に、複数の判別結果に基づく
総合的な判別が加わることにより誤判別が少ない判別手
段の簡素化が可能となるという効果がある。

【００７１】請求項６の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記判別手段が、前記フィルタ手段の出力が
第２の所定値を越え該越えている状態の継続時間が第２
の所定時間を越えることを、地震判別の判断要因とする
ので、従来のデジタル式感震センサのオン・オフ信号の
時間幅と回数で判別するものに比べ、簡単に地震の判別
が可能になるという効果がある。

【００７２】請求項７の発明は、請求項３の発明におい
て、前記判別手段が、各判断区間において、前記フィル
タ手段の出力が夫々の判断区間に対応して設定される所
定値を越え該越えている状態の継続時間が夫々の判断区
間に対応して設定される所定時間を越えることを、各判
断区間での地震判別の判断要因とするので、従来のデジ
タル式感震センサのオン・オフ信号の時間幅と回数で判
別するものに比べ、簡単に地震の判別が可能な上に、複
数の判別結果に基づく総合的な判別が加わることにより
誤判別が少なくなるという効果がある。

【００７３】請求項８の発明は、請求項１又は２の発明
において、前記判別手段が、所定サンプリング間隔で前
記フィルタ手段の出力を第３の所定値と比較し、第３の
所定時間内に前記フィルタ手段の出力が第３の所定値を
交差する回数が第２の所定回数を越えることを、地震判
別の判断要因とするので、従来のデジタル式感震センサ
のオン・オフ信号の時間幅と回数で判別するものに比
べ、簡単に地震の判別が可能になるという効果がある。

【００７４】請求項９の発明は、請求項３の発明におい
て、前記判別手段が、各判断区間において、所定サンプ
リング間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の判断区間
に対応して設定される所定値と比較し、夫々の判断区間
に対応して設定される所定時間内に前記フィルタ手段の
出力が前記所定値を交差する回数が夫々の判断区間に対
応して設定される所定回数を越えることを、各判断区間
での地震判別の判断要因とするので、従来のデジタル式
感震センサのオン・オフ信号の時間幅と回数で判別する
ものに比べ、簡単に地震の判別が可能になる上に、複数
の判別結果に基づく総合的な判別が加わることにより誤
判別が少なくなるという効果がある。

【００７５】請求項１０の発明は、請求項１乃至請求項
９の発明において、前記判別手段が、前記フィルタ手段
の正負の出力を別々に判別し、正負の少なくともいずれ
か一方で判別が成立したことを、地震判別の判断要因と
するので、地震が一方方向に強い加速度を発生させるも
のであったとしても、地震判別が可能となるという効果
がある。

【００７６】請求項１１の発明は、請求項１又は２の発
明において、前記判別手段が、第４の所定時間内の前記
フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対値の
積算を行ない、この積算値が第４の所定値を越えること
を、地震判別の判断要因とするので、積算値の確認で地
震判別が可能となり、判別手段の簡索化が可能となると
いう効果がある。

【００７７】請求項１２の発明は、請求項３の発明にお
いて、前記判別手段が、各判断区間において、前記フィ
ルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対値の積算
を行ない、この積算値が夫々の判断区間に対応して設定
される所定値を越えることを、各判断区間での地震判別
の判断要因とするので、積算値の確認で地震判別が可能
となる上に、複数の判別結果に基づく総合的な判別が加
わることにより誤判別が少ない判別手段の簡索化が可能
となるという効果がある。

【００７８】請求項１３の発明は、請求項１又は２の発
明において、前記判別手段が、所定サンプリング間隔で
前記フィルタ手段の正負出力の絶対値の大きさを、常時
微動に対応した第５の所定値と比較し、第５の所定時間
内に前記フィルタ手段の正負出力の絶対値の大きさが前
記第５の所定値を越えた回数が第３の所定回数を越える
ことを、地震判別の判断要因とすることを特微とし、回
数計数をノイズ成分である常時微動の震動による影響を
受けることなく行えるものであって発生回数の確認で地
震判別が可能となり、判別手段の簡素化が可能となると
いう効果がある。

【００７９】請求項１４の発明は、請求項３の発明にお
いて、前記判別手段が、各判断区間において、所定サン
プリング間隔で前記フィルタ手段の正負出力の絶対値の
大きさを、夫々の判断区間に対して設定された常時微動
に対応せる所定値と比較し、当該判断区間内に前記フィ
ルタ手段の正負出力の絶対値の大きさが前記所定値を越
えた回数が夫々の判断区間に対応して設定した所定回数
を越えることを、各判断区間での地震判別の判断要因と
することを特微とし、回数計数をノイズ成分である常時
微動の震動による影響を受けることなく行えるものであ
って発生回数の確認で地震判別が可能となる上に、複数
の判別結果に基づく総合的な判別が加わることにより誤
判別が少ない判別手段の簡索化が可能となるという効果
がある。

【００８０】請求項１５の発明は、請求項１又は２の発
明において、前記判別手段が、第６の所定時間内の前記
フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対値の
積算を行ない、この積算値が第６の所定値を越え且つ、
所定サンプリング間隔で前記フィルタ手段の出力を第７
の所定値と比較し、第７の所定時間内に前記フィルタ手
段の出力が第７の所定値を越える回数が第４の所定回数
を越えることを、地震判別の判断要因とするので、積算
値と発生回数の両者の確認で地震判別の信頼性がより高
くなり、しかも判別手段の簡素化も可能となるという効
果がある。

【００８１】請求項１６の発明は、請求項３の発明にお
いて、前記判別手段が、各判断区間において、所定時間
内に前記フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の
絶対値の積算を行ない、この積算値が夫々の判断区間に
対応して設定された所定値を越え且つ、所定サンプリン
グ間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の判断区間に対
応して設定された別の所定値と比較し、別の所定時間内
に前記フィルタ手段の出力が夫々の判断区間に対応して
設定された別の所定値を越える回数が夫々の判断区間に
対応して設定した所定回数を越えることを、各判断区間
での地震判別の判断要因とするので、積算値と発生回数
の両者の確認で地震判別の信頼性がより高くなり、しか
も複数の判別結果に基づく総合的な判別が加わることに
より誤判別が少ない判別手段の簡索化が可能となるとい
う効果がある。

【００８２】請求項１７の発明は、請求項１乃至３の発
明において、前記判別手段が、前記フィルタ手段の出力
に対して、大きさ、振動数、エネルギーの少なくとも複
数の判断要因から地震判別を行うので、従来のデジ夕ル
式感震センサのオン・オフ信号の時間幅と回数で判別す
るものに比べ、簡単に地震の判別が可能になるととも
に、地震判別の信頼性を向上させることができるという
効果がある。

【００８３】請求項１８の発明は、請求項１乃至１７の
発明において、前記判別手段が、地震と判断した結果を
保持する時間を設定するタイマを有し、該タイマの限時
動作を、揺れが地震と判別された時点からスタートさせ
限時動作終了時に上記結果をリセットするとともに、限
時動作途中で揺れの発生があるとタイマの限時動作を再
スタートさせるので、上記タイマにより最新の地震発生
情報を提供することが可能となるという効果がある。

【００８４】請求項１９の発明は、請求項１乃至１８の
発明において、前記感震センサが重力方向に対して傾斜
した場合に直流成分を発生し、前記判別手段がフィルタ
手段の出力の直流成分が第８の所定値を第８の所定時間
連続したことを、建物倒壊の判断要因とするので、装置
を設置した建物が傾いて倒壊する事を事前に判別するこ
とができるという効果がある。

【００８５】請求項２０の発明は、請求項１乃至１８の
発明において、前記感震センサが重力方向に対して傾斜
した場合に直流成分を発生し、前記判別手段がフィルタ
手段の出力の直流成分が複数の所定値を前記フィルタ手
段の出力が各所定値毎に設定された所定時間連続したこ
とを、建物倒壊の判断要因とするので、装置を設置した
建物が傾いて倒壊する事を事前に判別することができ、
しかも建物の傾きの大きさに応じた判別時間の設定が可
能となるという効果がある。

【００８６】請求項２１の発明は、請求項１９又は請求
項２０の発明において、前記判別手段が、揺れが発生し
地震と判別した時点で、傾きの解析の途中結果を平常時
の値にリセットするので、地震による前記フィルタの出
力を傾きと誤判別しないことが可能となるという効果が
ある。請求項２２の発明は、請求項１乃至請求項２２の
発明において、前記感震センサを、半導体式加速度セン
サとしたので、半導体式加速度センサの採用により３次
元の加速度の検出が可能なり、機械式加速度センサに比
べ、取付けの制約もなく且つ省スペースでの配置ができ
るという効果がある。

【００８７】請求項２３の発明は、請求項１乃至請求項
２３の発明において、前記フィルタ手段の遮断周波数
を、１０Ｈｚ以上としたことを特微とし、地震特有の
０．５〜１０Ｈｚの低い加速度を重点的に検出できるこ
ととなり、１０Ｈｚ以上の例えば杭打ち時等の人為的な
揺れの加速度が除去できて、誤判別を少なくできるとい
う効果がある。

【００８８】請求項２４の発明は、請求項１乃至請求項
２３記載の地震判別装置と、停電検出手段と、該地震判
別装置の判別手段の地震と判別した出力が生じ且つ停電
検出手段の検出出力があった場合に、復電時に配線を強
制開極させる開極手段とを有するので、地震発生があっ
たとしても電源供給が図られて安全な避難を確保でき、
併せて復電時に発生し易い通電短絡による発火を阻止で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の地震判別装置の回路構成
図である。

【図２】同上の判別ルールを決めるために用いた地震波
の一波形例図である。

【図３】同上の判別ルールを決めるために用いた非地震
波の一波形例図である。

【図４】同上のフィルタの特性図である。

【図５】同上の判別ルールに用いる特徴量Ｘ₁ ，Ｘ₂ の
説明図である。

【図６】同上の判別ルールに用いる特徴量Ｘ₃ ，Ｘ₄ の
説明図である。

【図７】同上の判別ルールに用いる特徴量Ｘ₅ の説明図
である。

【図８】同上の判別ルールに用いる特徴量Ｘ₆ の説明図
である。

【図９】（ａ）は同上の判別ルールに用いる特徴量
Ｘ₁ ，Ｘ₂ の相関を示す説明図である。（ｂ）は同上の
判別ルールに用いる特徴量Ｘ₃ ，Ｘ₄ の相関を示す説明
図である。（ｃ）は同上の判別ルールに用いる特徴量Ｘ
₅ ，Ｘ₆ の相関を示す説明図である。

【図１０】（ａ）〜（ｆ）は判別ルールに用いる特徴量
Ｘ₁ 〜Ｘ₆ のファジィ化表現図である。

【図１１】本発明の実施形態の地震判別装置の地震判別
アルゴリズムの説明図である。

【図１２】本発明の実施形態３の回路遮断器の回路構成
図である。

【図１３】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。

【図１４】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。

【図１５】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。

【図１６】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。

【図１７】同上の動作説明用フローチャートである。

【図１８】同上の傾き処理にかかる動作説明用タイミン
グチャートである。

【図１９】同上の傾き処理にかかる動作説明用タイミン
グチャートである。

【図２０】（ａ）は同上の斜視図である。（ｂ）は同上
の正面図である。（ｃ）は同上に付加する音声発生装置
の斜視図である。

【図２１】本発明の実施形態４の回路遮断器の動作説明
用タイミングチャートである。

【図２２】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。

【図２３】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。

【図２４】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。

【図２５】同上の動作説明用タイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 加速度センサ ２ 増幅器 ３ フィルタ ４ 感震センサブロック ５ Ａ／Ｄ変換器 ６ 演算処理部 ７ 判別回路ブロック

フロントページの続き (72)発明者 塩川 明実 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 栗尾 孝 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 柏木 正徳 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 元治 崇 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内 (72)発明者 不動 弘幸 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電 力株式会社内

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】揺れの加速度をアナログ値で検出する感震
   センサと、この感震センサの出力周波数成分より所定周
   波数以上を減衰させるフィルタ手段と、このフィルタ手
   段の出力に対して、大きさ、振動数、エネルギーの少な
   くともいずれかの判断要因から地震判別を行う判別手段
   とで構成したことを特徴とする地震判別装置。
2. 【請求項２】前記判別手段は、所定サンプリング間隔で
   前記フィルタ手段の出力を取り込んで所定の大きさの揺
   れの加速度を検出した時点から揺れの解析を開始し、予
   め定めた判断区間で前記判断要因に基づいて地震判別を
   行うことを特徴とする請求項１記載の地震判別装置。
3. 【請求項３】前記判別手段は、所定サンプリング間隔で
   前記フィルタ手段の出力を取り込んで所定の大きさの揺
   れの加速度を検出した時点から揺れの解析を開始し、複
   数設定する判断区間で前記判断要因に基づいて地震判別
   を夫々行い、これらの地震判別結果に基づいて最終的に
   地震判別を行うことを特徴とする請求項１記載の地震判
   別装置。
4. 【請求項４】前記判別手段は、所定サンプリング間隔で
   前記フィルタ手段の出力を第１の所定値と比較し、前記
   判断区間内に前記フィルタ手段の出力が第１の所定値を
   越える回数が第１の所定回数を越えることを、地震判別
   の判断要因とすることを特徴とする請求項１又は２記載
   の地震判別装置。
5. 【請求項５】前記判別手段は、各判断区間において、所
   定サンプリング間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の
   判断区間に対応して設定される所定値と比較し、前記フ
   ィルタ手段の出力が前記所定値を越える回数が夫々の判
   断区間に対応して設定された所定回数を越えることを、
   各判断区間での地震判別の判断要因とすることを特徴と
   する請求項３記載の地震判別装置。
6. 【請求項６】前記判別手段は、前記フィルタ手段の出力
   が第２の所定値を越え該越えている状態の継続時間が第
   １の所定時間を越えることを、地震判別の判断要因とす
   ることを特徴とする請求項１又２記載の地震判別装置。
7. 【請求項７】前記判別手段は、各判断区間において、前
   記フィルタ手段の出力が夫々の判断区間に対応して設定
   される所定値を越え該越えている状態の継続時間が夫々
   の判断区間に対応して設定される所定時間を越えること
   を、各判断区間での地震判別の判断要因とすることを特
   徴とする請求項３記載の地震判別装置。
8. 【請求項８】前記判別手段は、所定サンプリング間隔で
   前記フィルタ手段の出力を第３の所定値と比較し、第３
   の所定時間内に前記フィルタ手段の出力が第３の所定値
   を交差する回数が第２の所定回数を越えることを、地震
   判別の判断要因とすることを特徴とする請求項ｌ又は２
   記載の地震判別装置。
9. 【請求項９】前記判別手段は、各判断区間において、所
   定サンプリング間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の
   判断区間に対応して設定される所定値と比較し、夫々の
   判断区間に対応して設定される所定時間内に前記フィル
   タ手段の出力が前記所定値を交差する回数が夫々の判断
   区間に対応して設定される所定回数を越えることを、各
   判断区間での地震判別の判断要因とすることを特徴とす
   る請求項３記載の地震判別装置。
10. 【請求項１０】前記判別手段は、前記フィルタ手段の正
    負の出力を別々に判別し、正負の少なくともいずれか一
    方で判別が成立したことを、地震判別の判断要因とする
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項９記載の地震判別
    装置。
11. 【請求項１１】前記判別手段は、第４の所定時間内の前
    記フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対値
    の積算を行ない、この積算値が第４の所定値を越えるこ
    とを、地震判別の判断要因とすることを特徴とする請求
    項１又２記載の地震判別装置。
12. 【請求項１２】前記判別手段は、各判断区間において、
    前記フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対
    値の積算を行ない、この積算値が夫々の判断区間に対応
    して設定される所定値を越えることを、各判断区間での
    地震判別の判断要因とすることを特徴とする請求項３記
    載の地震判別装置。
13. 【請求項１３】前記判別手段は、所定サンプリング間隔
    で前記フィルタ手段の正負出力の絶対値の大きさを、常
    時微動に対応した第５の所定値と比較し、第５の所定時
    間内に前記フィルタ手段の正負出力の絶対値の大きさが
    前記第５の所定値を越えた回数が第３の所定回数を越え
    ることを、地震判別の判断要因とすることを特微とする
    請求項１又は２記載の地震判別装置。
14. 【請求項１４】前記判別手段は、各判断区間において、
    所定サンプリング間隔で前記フィルタ手段の正負出力の
    絶対値の大きさを、夫々の判断区間に対して設定された
    常時微動に対応せる所定値と比較し、当該判断区間内に
    前記フィルタ手段の正負出力の絶対値の大きさが前記所
    定値を越えた回数が夫々の判断区間に対応して設定した
    所定回数を越えることを、各判断区間での地震判別の判
    断要因とすることを特微とする請求項３記載の地震判別
    装置。
15. 【請求項１５】前記判別手段は、第６の所定時間内の前
    記フィルタ手段の正又は負若しくは両者の出力の絶対値
    の積算を行ない、この積算値が第６の所定値を越え且
    つ、所定サンプリング間隔で前記フィルタ手段の出力を
    第７の所定値と比較し、第７の所定時間内に前記フィル
    タ手段の出力が第７の所定値を越える回数が第４の所定
    回数を越えることを、地震判別の判断要因とすることを
    特徴とする請求項１又は２記載の地震判別装置。
16. 【請求項１６】前記判別手段は、各判断区間において、
    所定時間内に前記フィルタ手段の正又は負若しくは両者
    の出力の絶対値の積算を行ない、この積算値が夫々の判
    断区間に対応して設定された所定値を越え且つ、所定サ
    ンプリング間隔で前記フィルタ手段の出力を夫々の判断
    区間に対応して設定された別の所定値と比較し、別の所
    定時間内に前記フィルタ手段の出力が夫々の判断区間に
    対応して設定された別の所定値を越える回数が夫々の判
    断区間に対応して設定した所定回数を越えることを、各
    判断区間での地震判別の判断要因とすることを特徴とす
    る請求項３記載の地震判別装置。
17. 【請求項１７】前記判別手段は、前記フィルタ手段の出
    力に対して、大きさ、振動数、エネルギーの少なくとも
    複数の判断要因から地震判別を行うことを特徴とする請
    求項１乃至３記載の地震判別装置。
18. 【請求項１８】前記判別手段は、地震と判断した結果を
    保持する時間を設定するタイマを有し、該タイマの限時
    動作を、揺れが地震と判別された時点からスタートさせ
    限時動作終了時に上記結果をリセットするとともに、限
    時動作途中で揺れの発生があるとタイマの限時動作を再
    スタートさせることを特徴とする請求項１乃至１７記載
    の地震判別装置。
19. 【請求項１９】前記感震センサは重力方向に対して傾斜
    した場合に直流成分を発生し、前記判別手段はフィルタ
    手段の出力の直流成分が第８の所定値を第８の所定時間
    連続したことを、建物倒壊の判断要因とすることを特徴
    とする請求項１乃至請求項１８記載の地震判別装置。
20. 【請求項２０】前記感震センサは重力方向に対して傾斜
    した場合に直流成分を発生し、前記判別手段はフィルタ
    手段の出力の直流成分が複数の所定値を前記フィルタ手
    段の出力が各所定値毎に設定された所定時間連続したこ
    とを、建物倒壊の判断要因とすることを特徴とする請求
    項１乃至請求項１８記載の地震判別装置。
21. 【請求項２１】前記判別手段は、揺れが発生し地震と判
    別した時点で、傾きの解析の途中結果を平常時の値にリ
    セットすることを特徴とする請求項１９又は２０記載の
    地震判別装置。
22. 【請求項２２】前記感震センサを、半導体式加速度セン
    サとしたことを特微とする請求項１乃至請求項２１記載
    の地震判別装置。
23. 【請求項２３】前記フィルタ手段の遮断周波数を、１０
    Ｈｚ以上としたことを特微とする請求項１乃至請求項２
    ２記載の地震判別装置。
24. 【請求項２４】請求項１乃至請求項２３記載の地震判別
    装置と、停電検出手段と、該地震判別装置の判別手段の
    地震と判別した出力が生じ且つ停電検出手段の検出出力
    があった場合に、復電時に配線を強制開極させる開極手
    段とを有することを特徴とする地震判別装置を有した回
    路遮断器。