JPS6296884A

JPS6296884A - 坑井内に設置される振動検出器の固定装置

Info

Publication number: JPS6296884A
Application number: JP60236442A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Niitsuma; 弘明新妻; Noritoshi Nakabachi; 中鉢　憲賢
Original assignee: Research Development Corp of Japan
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1987-05-06
Also published as: JPH0246911B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、坑井内に設置して、地中に伝わる振動を検出
するための振動検出器に関するもので、特に、その振動
検出器を坑井内の所定の位置に確実に固定するための固
定装置に関するものである。

（従来の技術）近年、地熱開発の進展に伴って、熱水、熱蒸気等の地熱
流体の生産量が地下破砕帯の存在に大きく依存すること
が知られるようになり、地熱貯留層としての地下亀裂の
存在及びその挙動等を把握することが重要となってきて
いる。そこで、そのような地下亀裂を計測するために、
岩盤の微小な破壊に伴って発生する地中の弾性波を検知
するようにしたアコ−ステインクエミッション法や微小
地震法等の開発が進められている。このような地中の弾
性波の検知は、また、落盤や斜面崩壊等の予知、予防に
も有用なものとして注目を浴びている。

ところで、このような地中の弾性波によって地下亀裂等
を計測しようとする場合、通常は。

地下亀裂が存在していると見られる場所の近傍に計測用
の坑井を掘削し、その坑井内に速度あるいは加速度セン
サを内蔵した振動検出器を設置する。そして、地下亀裂
の進展により放出される弾性波をその振動検出器により
測定し、解析することにより、地下亀裂の形状や活性度
等をモニタリングする。

したがって、その振動検出器は、地中の弾性波を正確に
とらえることができるようにするために、その坑井の坑
壁面に強固に固定されるようにする必要がある。そこで
、その振動検出器には、その振動検出器のハウジングか
ら外方に突出する固定用アームからなる固定装置が設け
られている。

従来一般のそのような固定装置は、第４図に示されてい
るように、振動検出器Ｏ１のハウジング０２に回転自在
に支持された送りねじ０３にスライダ０４を螺合させ、
固定用アーム０５の基端をそのスライダ０４に回動自在
に連結するとともに、その固定用アーム０５の中間部を
、ハウジング０２に設けられたビン０６によって摺動自
在に支持するようにしたものであった。

このような固定装置によれば、送りねじ０３を回転駆動
することによって、スライダ０４がその送りねじ０３に
沿って移動し、固定用アーム０５が回動して、その先端
が坑井０７の坑壁面０８に係合する。それによって、ハ
ウジング０２が反対側の坑壁面０８に圧着され、振動検
出器ｏｉが固定される。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような固定装置では、固定用アーム
０５の回動時、その先端は曲線状の軌跡を描く、そのた
めに、坑壁面０８に係合したときに、ハウジング０２に
その軸線方向の力が加えられることになる。このような
力は、振動検出器０１を固定するためには不要のもので
あり、固定力低下の大きな原因となる。

また、このような振動検出器０１においては、坑壁面０
８が湾曲しているような場合にも強力に圧着されるよう
にするために、ハウジング０２の両端部にそれぞれ固定
機構を設けることも考えられているが、その場合、上述
のような曲線軌跡を描く固定用アーム０５では、両方を
ともに働かせることは難しい、更に、坑壁面０８が軟弱
で、固定用アーム０５との係合部に崩落や変形が生じた
場合にも、その固定作用が働かなくなってしまうことが
ある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、固定用アームの先端が、常に振動検出
器のハウジングに垂直な直線軌跡を描くようにすること
によって、振動検出器が正確な位置で、しかも常に強力
に、坑壁面に固定されるようにすることである。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するために、本発明では、スライダが螺
合される送りねじを振動検出器のハウジングの軸線に平
行に配置し、固定用アームの中点とハウジング側の支点
とを、固定用アームの２分の１の長さを有する案内リン
クによって連結するようにしている。その案内リンクの
支点は、固定用アームがスライダに回動自在に連結され
る支軸を含む送りねじに平行な面内に位置するようにさ
れている。

（作用）このように構成することにより、固定用アームと案内リ
ンクとによってスコツト・ラッセル式厳正直線運動機構
が形成されることになり、固定用アームの先端は、スラ
イダが送りねじに沿って移動するとき、常に送りねじに
垂直、すなわちハウジングの軸線に垂直な方向に運動す
るようになる。したがって、坑壁面への固定動作によっ
て振動検出器の位置がずれることはなくなり、また、複
数の固定機構を設けた場合、あるいは坑壁面に崩落等が
生じた場合などにも、各固定用アームによる固定作用を
確実に働かせることができるようになる。

（実施例）以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第１図は本発明による固定装置の一実施例を示す
振動検出器の要部の垂直断面図であり、第２図はその水
平断面図である。また、第３図は、その固定装置を備え
た振動検出器の全体構造を示す要部切り欠き側面図であ
る。

第３図から明らかなように、この振動検出器１は上下方
向に細長い円筒形のハウジング２を有しており、そのハ
ウジング２の内部には、圧電素子からなる複数個の加速
度センサ３、増幅器４、方位計５等が設けられている。

また、そのハウジング２内の上下両端部には、それぞれ
固定機構６．６が設けられている。そして、このハウジ
ング２は、ジヨイント７を介してケーブルヘッド８に結
合され、ケーブル９によって懸吊されるようになってい
る。ケーブル９には、信号線及び電源線が含まれており
、センサ３等から発信される信号を地上に送るとともに
、必要な電力が地上から供給されるようになっている。

第１図から明らかなように、固定機構６は、送りねじ１
０．スライダ１１、固定用アーム１２、及び案内リンク
１３によって構成されている。送りねじ１０は、ハウジ
ング２の中心軸線上に設けられ、その上下両端部がハウ
ジング２によって回転自在に支持されている。そして、
その送りねじ１０は、直流ギヤモータ１４によって回転
駆動されるようになっている。スライダ１１は、この送
りねじ１０に螺合された円筒ナツト状のもので、送りね
じ１０のまわりには回転することのないようにされてい
る。

第２図に示されているように、スライダ１１の外周には
、　１２０°の間隔を置いて一対のブラケッ）１５．１
５が突設されている。そして、このブラケット１５に、
送りねじ１０に対して垂直な水平支軸１６が取り付けら
れている。固定用アーム１２の基端は、この支軸１６に
よって上下方向に回動自在に支持されている。

ハウジング２には、固定用アーム１２が外方に突出し得
るスリット状の長孔１７が設けられている。そして、そ
の長孔１７を固定用アーム１２が貫通することによって
、送りねじ１０の回転に伴ってスライダ１１が回転する
ことのないようにされている。固定用アーム１２の先端
には、水平なピン１８によって扇形状のつめ車１９が回
転自在に取り付けられている。このつめ車１９は偏心形
状のもので、その径、すなわちビン１８から外周の歯面
１９ａまでの距離が、上部は短く、下部はど長くなるよ
うにされている。この実施例では、このつめ車１９の歯
面１９ａが、坑井２０の坑壁面２１に係合する係合部と
されている。その歯面１９ａの歯は、振動検出器ｌの自
重によってより強く係合するように、下方に向けて形成
されている。つめ車ｌ９と固定用アーム１２どの間には
、つめ車１９を下方に回動させる方向に付勢する弱いば
ね２２が設けられている。また、固定用アーム１２には
、つめ車１９の回動角度範囲を規制するストッパ２３．
２３が設けられている。

固定用アーム１２には、その中点、すなわち支軸１６か
らつめ車１９の支持点であるピン１８までのちょうど中
央の位置に、水平なシェアピン２４が設けられている。

このピン２４には、案内リンク１３の先端が回動自在に
連結されている。そして、案内リンク１３の基端は、ハ
ウジング２に設けられた支点２５によって回動自在に支
持されている。この案内リンク１３の長さ、すなわちピ
ン２４から支点２５までの長さは、固定用アーム１２の
２分の１の長さ、すなわち支軸１６からピン２４までの
長さ、あるいはピン２４からピン１８までの長さと等し
くされている。また、支点２５は、送りねじ１０に平行
で支軸１６を含む面内に、支軸１６から下方に離れて位
置するようにされている。

こうして、固定用アーム１２は、送りねじ１０に対して
傾斜するようにされている。

次に、このように構成された振動検出器の固定装置の作
用について説明する。

振動検出器１は、ウィンチによってケーブル９を介して
坑井２０内に吊り降ろされる。このとき、スライダ１１
は最も上方に位置させ、固定用アーム１２がほとんどハ
ウジング２内に収納されるようにしておく、所定の位置
に達すると、ウィンチを停止し、地上からケーブル９を
介して信号を送って、モータ１４を駆動する。

モータ１４を正転させると、送りねじ１０が正転して、
スライダ１１が送りねじ１０に沿って下降する。すると
、固定用アーム１２が案内リンク１３によって相対的に
押し上げられ、その先端がハウジング２の外方に突出す
る。このとき、固定用アーム１２と案内リンク１３とに
よってズコットーラッセル式厳正直線運動機構が構成さ
れ、支軸１６、支点２５、及びピン１８が常に直角三角
形をなすようになっているので、その固定用アーム１２
の先端のピン１８によって支持されたつめ車１９は、支
軸１６と支点２５とを結ぶ直線に垂直な方向、すなわち
ハウジング２の軸線に垂直な方向に移動することになる
。

こうして固定用アーム１２の先端がハウジング２の外方
に突出し、つめ車１９が坑壁面２１と係合する。この間
において、振動検出器１の位置が上下にずれることはな
い。

そして、坑壁面２１からの反力によって、ハウジング２
は、固定用アーム１２の突出側とは反対側の坑壁面２１
に圧着される。この圧着力は、送りねじ１０とスライダ
１１との蝮合によって発生されるものであるので、極め
て強力なものとなる。こうして、第２図に示されている
ように、振動検出器ｌは、ハウジング２の坑壁面２１に
対する圧着部と、２木の固定用アーム１２．１２の坑壁
面２１に対する係合部との計３点で、強固に固定される
ようになる。したがって、いずれの方向から伝えられる
振動でも、確実かつ正確に検出されるようになる。また
、ハウジング２の上下両端部にこのような固定機構６，
６が設けられていることにより、坑井２０が湾曲してい
るような場合にも、振動検出器１はその位置で確実に固
定されるようになる。坑井２０の径がハウジング２の上
部と下部とで異なっているような場合には、上下のモー
タ１４，１４の駆動時間を異ならせ、スライダ１１．１
１の移動量を調整するようにすればよい。

坑井２０の坑壁面２１が軟弱な場合などには、つめ車１
９の歯面１９ａが係合する坑壁面２１部分が変形したり
崩落したりすることがある。そのような場合には、振動
検出器ｌの自重によって、つめ車１９の支持点であるピ
ン１８に下向きの力が加えられる。それによって、歯面
１９ａが坑壁面２１に係合しているつめ車１９に、第１
図で反時計方向に回転させようとする力が加わる。すな
わち、その回転方向は、つめ車１９がより大径の部分で
坑壁面２１と係合する方向となる。したがって、その係
合力が一層強められ、振動検出器ｌの位置ずれが防止さ
れるとともに、強力な固定力が保持される。

そして、つめ車１９の歯が下向きに形成されているので
、そのつめ車１９は、下方への力を受けたときには坑壁
面２１と十分に係合し、上方への力を受けたときには比
較的容易に回動するものとなる。

振動検出器ｌを引き上げるときには、モータ１４を逆転
させて、スライダ１１を送りねじ１０に沿って上昇させ
る。すると、固定用アーム１２が引っ込められて、つめ
車１９が坑壁面２１から離れる。それによって振動検出
器１の固定が解かれ、ケーブル９によって引き上げるこ
とができるようになる。モータ１４の故障等のために固
定用アーム１２を回動させることができなくなった場合
にも、ケーブル９を巻き上げれば、つめ車１９が下方に
回動するので、その固定が解かれる。つめ車１９の回動
によっても固定用アーム１２が坑壁面２１に係合するよ
うなときには、シェアビン２４が折れ、その固定用アー
ム１２が下方に回動する。したがって、振動検出器１の
引き上げが不能となることはない。

つめ車１９を下方に回動させるように付勢するばね２２
は、振動検出器１を坑井２０内に吊り降ろすときに、つ
め車１９が坑壁面２１と係合することのないように、つ
め車１９を引っ込めておくためのものであり、そのばね
２２は小さいものでよい、したがって、その共振周波数
は高く、そこに蓄えられる力学的エネルギも小さいので
、そのばね２２の存在によって振動の検出に影響が及ぼ
されることはない。

これに対して、固定用アーム１２をばねによって外方に
突出する方向に付勢しようとすると、そのばねは大型で
、かつ強力なものとしなければならず、そのばねの共振
が振動の測定に重大な影響を及ぼすことになる０本発明
では、そのような問題も防止される。

なお、上記実施例においては、振動検出器１を、下方に
掘削された坑井２０内に設置するものとしているが、本
発明はこれに限られることはなく、鉱内等に設けられる
水平方向の坑井や上方に向けて設けられた坑井内に設置
される振動検出器にも適用することができる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、振動
検出器の固定用アームを、スコツ゛ト・ラッセル式厳正
直線運動機構によって回動させるようにしているので、
その固定用アームの先端の坑壁面に対する保合部は、常
に振動検出器のハウジングに垂直な方向に運動するよう
になり、その固定用アームの先端が坑壁面と係合すると
きに振動検出器を軸線方向に移動させる力が加えられる
ことはなくなる。したがって、複数本の固定用アームを
用いた場合にも、それぞれを坑壁面に確実に係合させる
ことができるようになり、坑井の形状や坑壁面の剛性等
にかかわりなく、振動検出器を正確な位置で。

しかも強固に固定することが可能となる。それによって
、坑井内に設置される振動検出器の測定精度が高められ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による振動検出器の固定装置の一実施
例を示す、振動検出器の要部の垂直断面図、第２図は、第１図の■−■線による水平断面図。第３図は、その振動検出器の全体構造を示す要部切り欠
き側面図、第４図は、従来の固定装置の一例を示す第１図と同様の
垂直断面図である。ｌ・・・振動検出器　　　２・・・ハウジング６・・・
固定機構　　　ｌＯ・・・送りねじ１１・・・スライダ
　　　１２・・・固定用アーム１３・・・案内リンク　
　１４・・・モータ１６・・・支軸　　　　　１８・・
・ピン１９・・・つめ車　　　　１９ａ・・・歯面（保
合部）２０１．・坑井　　　　　２１・・・坑壁面２４
・・・ピン（固定用アームの中点）２５・・・支点

Claims

【特許請求の範囲】

（１）坑井内に設置される振動検出器の細長いハウジン
グ内にそのハウジングの軸線に平行に設けられ、そのハ
ウジングによって回転自在に支持された送りねじと、その送りねじに螺合され、その送りねじの回転によって
その送りねじに沿って移動するようにされたスライダと
、そのスライダに設けられた前記送りねじに対して垂直な
支軸に基端が回動自在に支持され、先端に前記坑井の坑
壁面に係合し得る係合部が設けられている、前記送りね
じに対して傾斜した固定用アームと、その固定用アームの２分の１の長さを有し、その固定用
アームの中点と、前記ハウジングに設けられ、前記支軸
を含む前記送りねじに平行な面内に位置する支点とを連
結する案内リンクと、を備えてなる、坑井内に設置される振動検出器の固定装
置。
（２）前記固定用アームの係合部が、その固定用アーム
の先端に回転可能に支持された偏心つめ車の歯面によっ
て形成され、そのつめ車が、前記振動検出器の自重によって、より大
径部において前記坑壁面と係合する方向に回転する力を
受けるように配設されている、特許請求の範囲第１項記載の振動検出器の固定装置。
（３）前記送りねじが、前記ハウジングの軸線上に設け
られ、前記固定用アーム及び案内リンクが、そのハウジングの
周方向に１２０°の間隔を置いて、２組設けられている
ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の振動検出器の固
定装置。
（４）前記送りねじ、スライダ、固定アーム、及び案内
リンクからなる固定機構が、前記ハウジングの両端部に
それぞれ設けられていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか記載の振
動検出器の固定装置。