JPS6324186A - 地震計 - Google Patents

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、地震の間、ベースとベース分離式ビルディン
グ又は他の大きな構造体の土台との間の相対的水平変位
を記録する地震計に関する。

（従来の技術） 大きなビルディングや他の構成体の地震に対処するため
の設計において、最近の常とう手段は多くの大型ゴム又
は他の弾性材料のパッドを使って構成体のベースと土台
とを分離することである。そのような構成体はベース分
離式構造体と呼ばれる。−例として、大きなはがねフレ
ームのビルディングは固定の平面ベースから約１０ｏ本
の柱が立ち上っている。約ｆ３０ａｗの厚みと１２０ａ
＊”　の大きなゴムパッドに接触した土台石板の約６０
引上方にベースが支持されている。各柱のベース下に４
個のパッドを配置している。

地震では、このバンドは、「衝撃板」又は「振動絶えん
体」として作用し構造体のベースのピーク加速度を土台
の対応加速度に比べて減少する。大地の突然の変位をパ
ッドで吸収又はたくわえ、次いで、ベースによりゆっく
りと再伝達する。この過程中、土台とベースとの間に相
対変位がくり返される。

地震後このような相対変位の記録をすることは有用であ
る。相対的な水平変位は垂直変位に比べてより重要であ
るや （発明が解決しようとする問題点） 従来の記録手段は構造体中に加速度計をすえつけ１次い
で、記録したデータを時間について２度積分して変位デ
ータを得ていた。相対変位データには、２台の加速度計
からの二重積分された瞬間瞬間の加速度データの差をと
る必要がある。この過程は骨の折れるものであり、誤り
やすい欠点をもっている。

よって、相対変位を直接記録する装置の提供が望ましい
。

（問題点を解決するため手段） 本発明に係る機械的記録計はベース分離式構造体のベー
スと土台間に設けられて地震中ベースと土台間の相対的
水平変位を直接記録する。−ベースの下側と土台の頂部
はほぼ平坦で６０ａ＋１位離れていると考えられる。

地震装置は、適当な被覆を施した金属記録板上に記８線
をひっかき又は引くように針を用いるタイプである。記
録板は、時間に基づく機構によって動かされるのではな
く、決まった場所にとどまっている。時間測定マークは
、針をここかしこに打つ機構によって小さいパルス又は
点として与えられる。　この記録方法を用いる加速度計
は本発明の公知技術である米国特許第３，６８３，３９
７号。

３　７４０　７５７号、３　７９５　００６号、３　９
７４　５０４号、４　２２３　３１９号明細書に開示さ
れている。このような機器は、乾電池又は他のスタンバ
イパワーを必要としないし、また常用保守も必要としな
い。

本発明の地震計は、２つの重要な、一般的な部品から成
る。　１つは、構造体のベース（又は構造体の土台）に
固定された取付板にそして取付板から外方に延設された
固定アーム装置である。残りはアーム装置の端部に面し
。

構造体の反対面、すなわち土台又はベースに固定された
第２取付板に取付けられた記録板である。アーム装置の
端部は針を担持しており、ベースと土台とがお互いに関
して移動するとき、針が記８板」二に支持されているか
らその板」二に一線を記す。そのような線又は跡が運動
の記録である。

実際の機器では、固定アーム装置が低Ｊｆｔｉｔで剛性
の三脚台の一般形状をしているのが好ましい。その脚部
は第１の取付板にしっかりと固定されている。第１の取
付板は円形が好ましい。三脚台の頂点は針を担持してい
る。

針はばね荷重されたプランジャの端部に設けられている
。

第２の取付板は第１の取付板と類似が好ましい。第２の
取付板は、その面上に記録板を担持している。プランジ
ャは針を記録板に圧接し地震のないときはおよそ中心に
あるのが普通である。ばね荷重されたプランジャは、ベ
ースと土台の間の相対的垂直変位１ｃＭｌ又は２】をそ
の受口中に出たり入ったりと摺動させて吸収するように
配置されている。

機器全体は、保護用しなやかな耐水カバーで被うのが好
ましい。カバーはゴム製布等で作った重版の換気ホース
のような大直径のしなやかなチューブの長手方向部分の
形状をしている。このカバーは、上部、下部取付板が平
行平面状に相対配置されるとき、しなりかつ延びなけれ
ばならない。カバーの端部は、面取付板のリム上かつリ
ムまわりにはずれる。

カバーの端部は例えば、適当な大きな円周バンドかホー
スクランプで一定位置に保持される。

ビルディングの土台はしばしばじめじめしているので、
乾そう剤の入れ物をカバー内部に設けるのが望ましい。

（実施例） 第１図は本発明の機器の１つの代表的すえつけの位置を
断面図で幾分図式で示す。ビルディング又は他の大きな
静止構造体のベース２を、土台１に弾力性物質でできた
パッド、例えば４，４を介して支持する。代表例として
、このパッド４は、構造柱、例えば柱３のベースまわり
に位置決めされる。土台１とベース２の間隔は１代表例
としては６０■位の高さがよい。本発明によれば器具１
０をもこの間隔中に取り付ける。器具１０の頂部はベー
ス２の下側に、底部は土台１の上部面に固定する。

第２図は、地震の間、離れているパッド４のゆがみを示
す。

第３図は反対方向の同様のゆがみを示す。

第３図にはまた、本発明の器具１０の対応したゆがみを
示す。

第４図は、器具１ｏの概略構造を示す。下方の取付板１
１は例えばねじ７０によって土台１に固定される構造を
している。取付板１１にはその表面上に記録板１３がの
っている。

記録板１３の表面は小半径の針できすをつけるとき目に
みえる跡を示す構造をしている。

このような板及び針は、本願発明者の米国特許第３，７
４０，７５７号、３，７９５，００６号、３，９７４，
５０４号及び４，２２３，３１９号明細書に開示されて
いる。

上部取付板１２は下部取付板１１と類似であるのが好ま
しい。取付板１２は、ベース２の下側に例えばねじ７０
で固定されるような構造をしている。取付板１２は引か
ききずを記す針手段を担持しているにの針手段は、かた
い腕状部材３０から成り、適当な支柱部材３５と脚３１
，３２．３３を有するほぼ三脚台形状が望ましい。脚３
１〜３３の上端は、取付板１２に例えばボルトか溶接で
固定されている。

板１１を上に、板１２を下にというように器具１０を逆
にして１作動させることができるのは明らかであるが、
記録板の交換にとっては便利ではない。

三脚台３０の頂点は口金状部材３９であり。

部材３９からプランジャ２０が突出している。

プランジャ２０の先端には針（不図示）が設けられ、記
録板１３上に記録跡又は記録線をきざむように配置され
ている。第５図と第６図も参照。

第５図は、より詳細部を示す器具１０の側面図で、変位
位置を仮想線又は破線で示す。

断面で示す下部取付板１１は、適切な公知の設計の、ア
ルミニウム合金又は他の適切な材料からつくられた、リ
ブ付きの円盤状鋳物でもよい。上部取付板１２も下部取
付板１１の場合と同様である。三脚台の脚３１〜３３は
その上端が板１２にしっかりと固定されている。記録板
１３は下部取付板１１の面に適切な取り外し手段、例え
ば、ねじ８ｏで取り付けられている。

取付板１１．１２の間はしなやかな、広げることができ
るカバー５０で囲まれている。

カバー５０は、防水性のゴムを引いた布製種で、しやば
らのようなひだが周囲に形成されている換気ホースの長
さ方向を切断して作るのが便利である。カバーは各取付
板１１．１２の円周まわりをしなやかなストラップ又は
ホースクランプ５１．５２で固定するのが好都合である
。例えば、上部取付板１２を第５図の矢印２００で示す
ように下部取付板１１に対して左の方に変位させると読
手段３０は破線３０’で示す新しい位置まで移動する。

そして針プランジャ２０は点２０１の元の位置から点２
０２の新しい位置まで移動される。

その結果、針の跡が形成される。この過程では、側面か
らみて、器具１０の横断面は長方形から菱形に変化する
。保護カバー５０が、破線５０′で示されるように形状
の変化に対応するように曲りそして伸びる。乾そう剤の
適当な容器５５を設けて器具の内部を常に乾そうさせて
おくことが好ましい。

第６図と第７図は、キャップ３９と、針とプランジャ機
構の詳細を示す。先端がダイヤモンド製の円筒針とプラ
ンジャ要素２０は針受４７中の穴に例えば０．０５ｎｎ
の遊びをもって、　ゆるく滑合されている。　円筒針の
上端はシャフト４６に取り付けられている。シャフト４
６はノブ４５で終端している６ばね４８で、記ＱＦｉ１
３の方向にかつ記録板上に下方に円筒針は付勢されてい
る。記録板１３を交換するとき、プランジャ２０をノブ
４５を使って上方に引くことで上に引き上げる。

第７図の４９で示すように適切なビン・スロット手段で
「上」位置にノブ４５を錠止できる。

ノブ４５の側部を軽くたたくことでゆるく滑合した穴中
でプランジャ２０を少し変位させて記録跡中に小さい横
方向の線を形成することで記録跡中に時間測定マークを
つけてもよい。第４〜６図中のソレノイド４ｏのような
たたき装置でもってこれがなされる。第４図中の例えば
４０．４０ａ、４０ｂにこのようなたたき装置を３個、
水平面上で約１２０゜の間隔で設けることが好ましく、
それによって、記録跡の方向がどんなものでも前記の小
さい横方向の線の少くとも１つが記録跡の線から外方に
延びているため読みやすい。本発明の針の先端の半径は
小さく、０．０２ｎｎ程度の巾の跡を形成する。その結
果、針の横向きの小さい「たたき」は記録上では読みや
すい「目」となる。

たたき装置４０等を作動するための順序回路１時限回路
、パルス発生回路は、たたき装置がソレノイドであると
きには、任意の従来設計のものでかまわないので図示し
ていない。

あるいはまた、たたき装置４０は、ばね巻きモータ手段
で作動される適当な任意の機械的設計でかまわない。時
間測定マークをもった記録跡の一般的な性質は第１０図
に示されている。点２０１は始点である。

第８図と第９図は、上部取付板１２と上部取付板１１と
の間の相対的な水平変位が所定値を越すとき、警報又は
表示装置（ブロック６６．６７で示す）を作動する名〜
体発明の変形例を半図示的に示す。第８図において、警
報又は表示は、変位の２段階の大きさで与えられ５円形
アレイの接触フィンガー又はフェンス６０．６１の半径
である。プランジャ２０は接触部材２０ａとして作用す
る。接触部材２０ａが「フェンス」６０のどの部分かに
触れると警報装置か表示器６６が作動する。

回路は従来のものでよいから図示していない。

変位が大きくなりつづけると、接触部材２０ａが「フェ
ンスＪ６０を通りこして第２のフェンス６１へと移動し
つづける。接触フェンスは薄い、しなやかな薄板フィン
ガーでできているから、フェンスは容易に折れ下がり接
触部材２０ａがフェンスを通りこせる。接触部材が通っ
た後、はね返ってまっすぐに立つ。

適当な材料は０．０３ｎｎ＋厚のベリリウム銅である。

第９図参照。同図で、接触部材２０ａはフェンス６０中
のばねフィンガー６０′の１つを越して、次のフェンス
６１中のフィンガー６１′にすすんで衝突している。

（発明の効果） 本発明の地震計は地層の間発生する相対変位を直接記録
する構成であるため測定が楽な上確実である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ゴム製の分離パッドと本発明の装置を示すビ
ルディングの土台とベースの一部の単純化した断面図で
ある。 第２図と第３図は例えば進展によって変位されたゴムパ
ッドを示す。 第４図は、カバーの一部を切り欠いた本発明の装置の斜
視図である。 第５図は本発明の装置をより詳細に示す。 第４図の５−５方向からみた一部断面の側面図である。 第６図は、針と記録板の一部を示す断面詳細図である。 第７図は、針錠止機構の詳細を示す。 第８図は、本発明の変形例の単純化した部分斜視図であ
る。 第９図は第８図の一部の図式説明図である。 第１０図は時間計測用マークをもった記録跡又は線の一
部を示す。 ［主要部分の符号の説明］ １・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・土台２・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ベース４・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・パッド１１．１２・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・取付板１３・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・記録
板７０．８０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・ね　じ３０・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・腕状部材３１．３２
．３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・脚２０・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・プランジャ５０・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・カバー
図面の浄書ぐ内容に変更なし） ｊｔ２６゜ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年　特　許　願　第８１３１１号２、発明の名
称 地　　震　　計 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏名ボール　デー、エングダール ４、代理人 （明細書及び図面の浄書内容に変更なし）（１）別紙の
通り、委任状及び翻訳交番１通を提出致します。 （２）別紙の通り、印書せる全文明細書１通を提出致し
ます。 （３）別紙の通り、正式図面１通を提出致します。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、両者間を離隔したベースと土台とをもつベース分離
   式構造体にして該ベースと土台との間の相対変位を記録
   するために前記間隔中に取付けられた地震計において、 第１の取付板装置と該取付板に設けられかつそこから外
   方に延びている固定アーム装置と； 該アーム装置の端部にある刻印針装置と； その面上に記録板を固定しかつ前記第１取付板装置とほ
   ぼ平行にかつ反対側に取付けられた第２の取付板装置と
   ； 前記取付板装置の一方を前記ベースに、他方を前記土台
   に取り付けるための装置と；から成り、 前記針装置は前記記録板に刻印できるように接触してい
   ることを特徴とする地震計。 ２、固定アーム装置は、その脚部先端が第１取付板装置
   に固定されその頂部が刻印針装置を担持している三脚台
   の形状をしている、特許請求の範囲第１項に記載の地震
   計。 ３、刻印針装置は、円筒穴をもった針受部材と、該穴に
   ゆるく摺動可能なプランジャから成るプランジャ組立体
   と、該プランジャの針先端と、記録板に抗して前記プラ
   ンジャを付勢するばね装置とから成る、特許請求の範囲
   第２項に記載の地震計。 ４、プランジャ組立体は、プランジャからのびるロッド
   と、該ロッドについたノブと、前記プランジャについて
   いる錠止装置とから成り、前記ノブは前記プランジャを
   記録板から上に引上げる如く構成され、前記錠止装置は
   前記プランジャを上位置に保持して前記記録板の交換を
   可能にする如く構成されている、特許請求の範囲第３項
   に記載の地震計。 ５、プランジャ組立体の一部分と周期的に衝突して針の
   横方へのちよっとしたそれを引きおこして時間測定マー
   クとするように配置された少くとも１つのたたき装置を
   更に有する、特許請求の範囲第４項に記載の地震計。 ６、たたき装置の数が３個で水平面中で１２０°の角度
   間隔で配置されている、特許請求の範囲第５項に記載の
   地震計。 ７、弾性接触フィンガーから成る少くとも１つのほぼ円
   形のフエンス状アレイにして、相対変位がほぼ該アレイ
   の半径に等しいときプランジャ組立体の一部と接触する
   ように配置されたアレイと、該接触によって作動可能の
   電気信号装置とからさらに成る特許請求の範囲第１項に
   記載の地震計。 ８、第１アレイと異なる半径のフエンス状アレイをさら
   に追加し、フィンガーがプランジャ組立体の一部によっ
   て折り下げられて通り越しさせ、最初の形状にはねかえ
   るよう構成されている、特許請求の範囲第７項に記載の
   地震計。 ９、ほぼ管状形状のしなやかな、広げることができる耐
   水性カバーをさらに有し、該カバーの両端部は両取付板
   装置の間の隙間を閉じるように両取付板装置に取り外し
   自在に固定されている、特許請求の範囲第１項に記載の
   地震計。 １０、両取付板は円形状であり、カバーの各端は取付板
   の１方の円周まわりに嵌合し、バンド状クランプ装置は
   該円周まわりに前記カバーの両端を締める、特許請求の
   範囲第９項に記載の地震計。