JPS6257209B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、磁力バランス作用下に保持された
磁性体を地震等の外部振動によつて変位し、しか
もこの変位によつて所定の機械力を発生するよう
にした感震素子に関するものである。

従来より、ガス供給配管等に使用する弁装置と
して、地震等に感応動作し生ガスの漏出やこれに
よる二次災害の発生を防止する安全弁が種々提案
されているが、いずれも複雑な感震機構を有する
と共に高価となり、動作的にも信頼性に難点があ
り満足し得るものはなかつた。

従来、最も簡便な感震機構として、磁性球体を
磁力作用のバランス下に保持し、この磁性球体に
地震等の振動が加えられた場合、磁性球体が磁力
バランスを失つて上昇または落下するよう構成
し、しかもこのように変位する磁性球体を直接球
弁として構成して遮断弁動作を行うものが知られ
ているが、保守等の取扱いの便宜から感震機構と
弁操作部とを分離して遠隔操作する場合、感震機
構で得られる機械力を弁操作部に円滑に伝達する
ことは困難であつた。

そこで、本発明者等は、前述した従来の感震機
構の問題点を全て克服すべく種々検討並びに試作
を重ねた結果、環状磁石の中心部に円筒磁石を磁
力作用によつて所定方向に変位するよう挿通配置
し、この円筒磁石に対し間接的または直接的に地
震等の振動によつて偏位する磁性球体を磁力バラ
ンス下に保持させると共にこの磁性球体の磁力バ
ランスと対応して前記円筒磁石を所定状態に保持
し、前記磁性球体が振動によつて偏位することに
より円筒磁石と環状磁石との反撥磁力が作用して
円筒磁石を変位させれば、この円筒磁石の変位を
遠隔操作する遮断弁の操作用機械力として有効に
利用できることを突き止めた。

特に、このような構成からなる感震素子は、円
筒磁石の一端部側に小形の磁石を同軸上に離間配
置し、この小形磁石と磁性球体とを磁力バランス
下に位置決めすれば、感震時における磁性球体の
偏位によりその中心部が小形磁石の外周を外れた
際小形磁石を上方へ吸引することによつて、この
小形磁石の変位と共に円筒磁石と環状磁石との反
撥磁力が強力に作用して、円筒磁石を上方へ変位
させることが可能である。

また、円筒磁石を逆転配置し、円筒磁石の他端
部側において磁性球体と直接的に磁力バランスさ
せれば、感震時において磁性球体が偏位すること
により、円筒磁石と環状磁石との反撥磁力が強力
に作用して、円筒磁石を下方へ変位させることが
可能である。

従つて、本発明の目的は、構造が極めて簡単で
しかも磁力を利用して感震動作を適正に達成する
ことができ、感震動作時に発生する機械的変位力
を充分高め得ると共にこの機械力を所望の方向に
作用させることができる応用範囲の広い感震素子
を提供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明において
は、支持体に固定した環状固定磁石の中心部に遊
動磁石を挿通配置し、この遊動磁石の一端部側を
蓋板で閉塞し、遊動磁石の他端部に支持杆を連結
してこの支持杆の先端部に小形磁石を取付け、前
記小形磁石または蓋板を上にして前記小形磁石の
上部または蓋板の遊動磁石と対向する位置に球座
を設け、この球座に磁性球体を載置して前記小形
磁石または遊動磁石との吸引磁力作用で前記遊動
磁石の一端部を蓋板に当接した状態に保持し、前
記磁性球体が偏位して球座位置から離反すること
により前記遊動磁石と前記環状固定磁石との反撥
磁力作用で遊動磁石を支持杆と一体的に所定方向
に変位するよう構成することを特徴とする。

前記の感震素子において、遊動磁石と連結した
支持杆の中位部に対し、変位する遊動磁石を吸着
保持する磁性板を配置すれば好適である。

また、前記の感震素子は、小形磁石の上部に中
心孔を有する球座を介して磁性球体を載置し、磁
性球体が偏位しその中心部が小形磁石の外周を外
れた際小形磁石を上方へ吸引することにより、遊
動磁石と固定磁石とは磁力バランスを失つて上方
への反撥磁力が強力に作用するよう構成すること
ができる。

代案として、前記の感震素子は、蓋板に遊動磁
石と同心に中心孔を設け、この中心孔の上部に磁
性球体を載置し、磁性球体が偏位して前記中心孔
より離脱することにより、遊動磁石と固定磁石と
は磁力バランスを失つて下方への反撥磁力が強力
に作用するよう構成することもできる。

さらに、磁性板と固定磁石との離間部に第２固
定磁石を設け、この第２固定磁石内に遊動磁石が
入つた際強力に吸引磁力が作用するよう構成すれ
ば好適である。

次に、本発明に係る感震素子の実施例につき、
添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図は、本発明感震素子の一実施例を示すも
のである。第１図において、参照符号１０は環状
に構成した磁石を示し、この磁石１０は非磁性材
料からなる中空円筒支持材体１２の外周部に固定
配置する。このように固定磁石１０を配置した支
持体１２の内周部には円筒状に構成した磁石１４
を上下方向に遊動可能に収納する。この場合、前
記遊動磁石１４の軸方向長さＬは、例えば固定磁
石１０の軸方向長さｌの約２倍に設定し、遊動磁
石１４と固定磁石１０の極性を同一方向に設定す
る。そこで、固定磁石１０の下端面には非磁性材
料からなる環状のスペーサ１６を配置すると共に
このスペーサ１６の下端面と支持体１２の下端面
とを同一平面上に位置決めして、これらスペーサ
１６と支持体１２とを中心孔１８を備えた蓋板２
０で蓋被する。従つて、前記遊動磁石１４は、そ
の下端部が蓋板２０に当接した状態においては、
固定磁石１０との関係において現位置を保持し、
遊動磁石１４が若干上方へ移動すれば、磁力バラ
ンスが崩れ、上方への反撥磁力が作用するように
なる。また、遊動磁石１４の上端部には遊動磁石
１４よりも小径の支持杆２２を接続し、この支持
杆２２の先端部に小形の磁石２４を取付ける。

一方、支持杆２２の中位部において、支持体１
２を終端させ、この支持体１２の終端部に前記支
持杆２２を挿通し得る貫通孔２６を設けた磁性板
２８を取付け、遊動磁石１４が上動変位した際そ
の上端部が前記磁性板２８に吸着されて強力な吸
引により安定化するよう構成する。さらに、磁性
板２８の上部には、支持杆２２に取付けられた小
形磁石２４を囲繞する非磁性材料からなる中空円
筒体３０を設ける。しかるに、小形磁石２４の上
端部には中心孔３２を備えた球座３４を取付け、
前記遊動磁石１４の下端面が蓋板２０に当接した
状態において、球座３４の上側面が中空円筒体３
０の上側面と同一平面となるよう構成する。さら
に、このように構成した球座３４の上部に磁性球
体３６を載置する。

なお、前記実施例において、固定磁石１０と磁
性板２８との離間部には、適宜非磁性支持部材を
装着すれば、強度的に安定となる。

このように構成した、本実施例における感震素
子は、遊動磁石１４の上端部に支持杆２２を介し
て小形磁石２４および磁性球体３６を載置するた
めの球座３４を設けることにより、遊動磁石１４
は蓋板２０と当接した状態で磁性球体３６を載置
しなくても磁力バランスを保ち現位置を保持す
る。そこで、前記球座３４の上部に磁性球体３６
を載置すれば、磁性球体３６は小形磁石２４の作
用下に吸引保持されると共にその重力によつて球
座３４の上部に安定に位置する。

このような状態において、感震素子に振動が加
えられると、磁性球体３６は球座３４上において
横揺れを生じる。この場合、磁性球体３６が球座
３４上から偏位を開始する振動の強さは、球座３
４に設けた中心孔３２の大きさによつて決定する
ことができる。このようにして、磁性球体３６が
球座３４上から偏位しようとする場合、小形磁石
２４の吸引力が磁性球体３６に作用しているた
め、磁性球体３６の偏位してその自重の一部が中
空円筒体３０に加わると、共に小形磁石２４は支
持杆２２と共に上方へ若干変位する。従つて、次
の瞬間において、磁性球体３６が球座３４から完
全に離反すれば、遊動磁石１４と固定磁石１０と
は反撥磁力が強力に作用する位置関係となり、こ
の結果遊動磁石１４は磁性板２８に当接するまで
急速に上動変位する。

そこで、本実施例においては、遊動磁石１４の
下端部に適宜操作用シールドワイヤを接続してお
けば、このワイヤを一定方向に引く動作を付与す
ることができる。

第２図は、第１図に示す感震素子の変形例を示
し、遊動磁石１４のストロークを長くするため、
中空円筒支持体１２の上端部外周に第２固定磁石
３８を配設したものである。この場合、第２固定
磁石３８は、遊動磁石１４が固定磁石１０に反撥
され、第２固定磁石３８との初期反撥力に抗して
その内部に侵入した後に吸引磁力が作用するよう
極性を定める。

第３図は、本発明に係る感震素子の応用例を示
すものである。すなわち、第３図に示す感震素子
の構成は、磁性球体３６を除き、その構造は第１
図に示す感震素子と同一構造であつて、第１図に
示す感震素子を反転した状態に配置したものであ
る。従つて、第１図に示す構成部分と同一の構成
部分については同一の参照符号を付して説明す
る。

すなわち、第３図に示す実施例においては、蓋
板２０の上部に磁性球体３６を載置する。この場
合、磁性球体３６は、蓋板２０に設けた中心孔１
８上に位置決めすることにより、前記実施例と同
様に前記中心孔１８の大きさによつて偏位する振
動の強さが決定される。また、このように蓋板２
０の上部に磁性球体３６を載置した場合、遊動磁
石１４は磁性球体３６との間に吸引磁力が作用し
て前記実施例と同様にその上端部が蓋板２０に当
接した状態で保持される。

従つて、このような状態において、感震素子に
振動が加えられると、磁性球体３６は蓋板２０上
において横揺れを生じ、次いで磁性球体３６が蓋
板２０上の中心孔１８（この場合球座となる）位
置から偏位すると共に前記中心孔１８位置から完
全に離反すれば、遊動磁石１４は磁性球体３６と
の吸引作用が失われ、その自重と固定磁石１０と
の反撥磁力との作用下に急速に下動変位し、磁性
板２８に当接して安定する。

そこで、この場合、支持杆２２の下端部に適宜
操作用シールドワイヤを接続しておけば、このワ
イヤを一定方向に押す動作を付与することができ
る。なお、本実施例において、支持杆２２の下端
部に設けられている小形磁石２４および球座３４
は、感震動作に何ら関与しないため、除去しても
よい。また、第２図に示す感震素子を使用して
も、本実施例のように応用することができ、この
場合も遊動磁石１４のストロークを長くすること
ができる。

前述した実施例から明らかなように、本発明に
係る感震素子は、環状の固定磁石の内部に反撥磁
力が作用するよう遊動磁石を挿通配置し、この遊
動磁石と間接的にもしくは直接的に磁性球体を作
用させて磁性球体に吸引磁力を及ぼし、遊動磁石
を所定の磁力バランス下に保持し、磁性球体の震
動による偏位に基づいて遊動磁石の磁力バランス
が失われ、この結果遊動磁石を固定磁石との反撥
磁力によつて急速に所定方向へ変位させ、この変
位によつて生じる機械力を有効に利用することが
できる。

特に、本発明に係る感震素子は、その構造的特
徴から、上下を反転することにより、遊動磁石の
変位方向すなわち機械力の作用する方向を変える
ことができ、例えば操作用シールドワイヤを介し
て遮断弁を遠隔操作する場合、遮断弁の構成に応
じて適宜使い分けることができる。

また、本発明に係る感震素子において、磁性球
体は、そのセツト状態において、中心孔を有する
基板（球座３４または蓋板２０）に載置すること
から、中心孔の大きさに応じて安定性を変化さ
せ、磁性球体の振幅と周波数との関係は磁力の影
響を活用して所定振動周波数以下の感応を抑制
し、感応周波数での立上り特性を改善することが
できる。

さらに、本発明に係る感震素子は、遊動磁石の
変位を支持杆を介して直接遮断弁の弁体に作用さ
せることができるばかりでなく、遊動磁石の変位
を電気的もしくは流体的変位に変換して所定の制
御対象物を制御する等その応用は極めて広範囲で
ある。しかも、本発明感震素子は、構成が簡単で
あり、無電源で確実に感震動作し、信頼性が極め
て高い。

以上、本発明の好適な実施例について説明した
が、本発明の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る感震素子の一実施例を示
す断面図、第２図は第１図に示す感震素子の変形
例を示す断面図、第３図は第１図に示す感震素子
の応用例を示す断面図である。 １０……固定磁石、１２……中空円筒支持体、
１４……遊動磁石、１６……スペーサ、１８……
中心孔、２０……蓋板、２２……支持杆、２４…
…小形磁石、２６……貫通孔、２８……磁性板、
３０……中空円筒体、３２……中心孔、３４……
球座、３６……磁性球体、３８……第２固定磁
石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持体に固定した環状固定磁石の中心部に遊
   動磁石を挿通配置し、この遊動磁石の一端部側を
   蓋板で閉塞し、遊動磁石の他端部に支持杆を連結
   してこの支持杆の先端部に小形磁石を取付け、前
   記小形磁石または蓋板を上にして前記小形磁石の
   上部または蓋板の遊動磁石と対向する位置に球座
   を設け、この球座に磁性球体を載置して前記小形
   磁石または遊動磁石との吸引磁力作用で前記遊動
   磁石の一端部を蓋板に当接した状態に保持し、前
   記磁性球体が偏位して球座位置から離反すること
   により前記遊動磁石と前記環状固定磁石との反撥
   磁力作用で遊動磁石を支持杆と一体的に所定方向
   に変位するよう構成することを特徴とする感震素
   子。 ２ 遊動磁石と連結した支持杆の中位部に対し、
   変位する遊動磁石を吸着保持する磁性板を配置し
   てなる特許請求の範囲第１項記載の感震素子。 ３ 小形磁石の上部に中心孔を有する球座を介し
   て磁性球体を載置し、磁性球体が偏位しその中心
   部が小形磁石の外周を外れた際小形磁石を上方へ
   吸引することにより、遊動磁石と固定磁石とは上
   方へ反撥磁力が強力に作用するよう構成してなる
   特許請求の範囲第１項または第２項記載の感震素
   子。 ４ 蓋板に遊動磁石と同心に中心孔を設け、この
   中心孔の上部に磁性球体を載置し、磁性球体が偏
   位して前記中心孔より離脱することにより、遊動
   磁石と固定磁石とは下方へ反撥磁力が強力に作用
   するよう構成してなる特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の感震素子。 ５ 磁性板と固定磁石との離間部に第２固定磁石
   を設け、この第２固定磁石内に遊動磁石が入つた
   際強力に吸引磁力が作用するよう構成してなる特
   許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載
   の感震素子。