JPH0579895A - 感震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】構造の簡略化および接点の不要化により装置の
小型化およびコストダウンを図るとともに、長期間にわ
たって高い信頼性を維持する。 【構成】筐体２の内部に板状の弾性体３および圧電フィ
ルム４を水平方向に設置し、これらに対してピアノ線６
を介して錘７の水平方向の振動を垂直方向の振動として
伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地震による振動を感
知して信号を出力する感震装置に関し、特に地震発生時
にガス流路を遮断するガスメータなどに装着される感震
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震発生後の二次災害を防止するため、
地震による振動を検出する感震装置を備え、この感震装
置が振動を検出した際にガス流路を遮断するようにした
家庭用のガスメータがある。このようなガスメータに用
いられる感震装置として、実開昭６１−４８３２５号公
報に開示された感震装置では、円錐状内底面を有する筐
体内に鋼球を備え、筐体の振動による鋼球の移動を凹球
面および押圧板を介して伝達し、スイッチ機構の接点を
開閉するように感震スイッチ部を構成し、この感震スイ
ッチ部を吊下軸を介して液封室内に揺動自在に支承して
いる。この構成により取り付け時の誤差などによる傾斜
を矯正するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の感震装置では鋼球の動作をスイッチの開閉機構の接
点に伝達する構成であるため、接点の接触状態を長期間
にわたって安定に維持することが困難で、伝達機構など
の複雑な構造が必要となり、コストの上昇を招くととも
に衝撃によって破損を生じ易い問題があった。また、円
錐状内底面における鋼球の移動によって振動を検出する
ため製造後に設定感度を調整することが困難であるとと
もに、製品の歩留りが悪くなる問題があった。さらに、
感震スイッチ部以外にも複雑な形状の液封室を必要と
し、これによっても部品点数の増加によるコストアップ
を生じ、また寸法形状の大型化によりプリント基板上に
実装することができない問題があった。

【０００４】この発明の目的は、地震の振動による錘の
移動を水平に設置された圧電フィルムの一部に垂直方向
に伝達し、この圧電フィルムに圧電現象によって生じる
電圧を検出することにより地震の振動を感知するように
し、簡略な構造により部品点数を削減して装置の小型化
を図り、プリント基板に対する実装に対処でき、コスト
ダウン、耐衝撃性の向上、および設定感度の調整の容易
化を実現できる感震装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
の感震装置は、圧電現象によって圧電フィルムに生じる
電圧により地震動を検出する感震装置において、圧電フ
ィルムを水平に設置するとともに、垂直方向に弾性変形
を生じる板状の弾性体を水平に設置し、保持部材を介し
て水平方向に移動自在にして前記圧電フィルムおよび前
記弾性体に垂直方向に保持された錘を設けたことを特徴
とする。

【０００６】請求項２に記載した発明に係る感震装置
は、前記弾性体または前記圧電フィルムと前記錘との間
に、前記保持部材の水平方向の移動範囲を規制するガイ
ドを設けたものである。

【０００７】請求項３に記載した発明に係る感震装置
は、請求項１に記載した感震装置において弾性体の弾性
変形を生じる部分を円板状に形成したものである。

【０００８】請求項４に記載した発明は、請求項１また
は２に記載の感震装置において、前記圧電フィルムを前
記弾性体に貼付したものである。

【０００９】請求項５に記載した発明は、請求項１〜３
のいずれかに記載の感震装置において、前記圧電フィル
ムを前記弾性体とは別の弾性体に貼付したものである。

【００１０】請求項６に記載した発明は、請求項１〜５
のいずれかに記載の感震装置において、前記錘を液体中
に浸漬したものである。

【００１１】

【作用】請求項１に記載した感震装置においては、錘の
水平方向の移動が保持部材を介して圧電フィルムおよび
弾性体に垂直方向に伝達される。圧電フィルムおよび板
状の弾性体は水平に設置されており、保持部材から垂直
方向に伝達された錘の移動により、圧電フィルムは変形
を生じる。この変形により圧電フィルムに生じた電圧か
ら錘の振動が検出される。

【００１２】請求項２に記載した感震装置においては、
錘の水平方向の振動が保持部材およびガイドを介して圧
電フィルムに振動として伝達される。

【００１３】請求項３に記載した発明においては、板状
の弾性体が円板状の変形部分において弾性変形を生じる
ため、錘の振動はその振動方向に関係なく振動の大きさ
に応じた垂直方向の振動として圧電フィルムに伝達され
る。

【００１４】請求項４に記載した発明においては、圧電
フィルムに伝達された振動が弾性体の弾性力により減衰
する。

【００１５】請求項５に記載した発明においては、錘の
振動に対する減衰力と、圧電フィルムに対する減衰力と
がそれぞれ別の弾性体により供給される。

【００１６】請求項６に記載した発明によれば、錘の振
動が弾性体のみならず液体からも制動作用を受ける。

【００１７】

【実施例】図１はこの発明の実施例である感震装置の平
面断面図、正面断面図および側面断面図である。感震装
置１は筐体２の内部に板状の弾性体３および圧電フィル
ム４を水平に設置し、弾性体３の中心位置に対応する圧
電フィルム４の下面からピアノ線６を下垂し、このピア
ノ線６の中間部分に錘７を固定している。このピアノ線
６の下端部は筐体２の内底面に固定されている。さら
に、錘７はシリコンオイル８中に浸漬されている。筐体
２の内部中央部には圧電フィルム４と錘７との間におい
てガイド９を備えており、ガイド９の中心部に形成され
た孔部１０をピアノ線６が貫通している。また、圧電フ
ィルム４はその自由端近傍において固定部材５を介して
弾性体３に固定されている。

【００１８】以上の構成によって、地震動により筐体２
が振動を生じると錘７が水平方向に移動し、この移動は
ピアノ線６を介して圧電フィルム４および弾性体３に伝
達される。錘７の移動は弾性体３およびシリコンオイル
８による制動作用を受け、錘７の移動は減衰振動とな
る。この錘７の減衰振動がピアノ線６を介して圧電フィ
ルム４に伝達されるわけであるが、この時ピアノ線６は
ガイド９に形成された孔部１０の内周面に接触し、圧電
フィルム４には垂直方向の振動となって伝達される。こ
の振動の伝達により圧電フィルム４はその自由端側が下
方に変位する。この時、固定部材５による弾性体３との
固定によりその水平方向の位置はほとんど変化しない。
このため、圧電フィルム４はその自由端において水平方
向に移動することなく下方に変位し、その上下両面にお
いて変形を生じる。これによって圧電フィルム４には圧
電現象により電圧が生じる。圧電フィルム４の上下面に
は、互いに導通しないように独立した電極が形成されて
おり、この電極間の電圧を読み取ることにより錘７の振
動を検出できる。

【００１９】図２は、請求項３に記載した発明の実施例
に係る感震装置の平面断面図、正面断面図およびＸ−Ｘ
方向の矢視断面図である。感震装置１１は筐体１２の内
部に弾性体１３、圧電フィルム１４および錘１７を備え
ている。筐体１２の内部は、上方の円筒形部分１９およ
び下方の直方体部分２０とが構成されており、この円筒
形部分１９および直方体部分２０は互いに連通してい
る。弾性体１３は正方形の平板形状を呈し、円筒形部分
１９の下部にその周面を固定した状態で設置されてい
る。圧電フィルム１４は直方体部分２０の一内側面に片
持ち支持されており、その自由端側の一部において弾性
体１３の中心位置に固定されている。また、弾性体１３
の上面の中心位置にはピアノ線１６の下端部が固定され
ており、このピアノ線１６の上端は円筒形部分１９の上
面に固定されている。このピアノ線１６の中間部分に錘
１７が固定されている。これら弾性体１３、圧電フィル
ム１４および錘１７はシリコンオイル１８中に浸漬され
ている。

【００２０】以上の構成により、地震動が筐体１２に伝
達されると、錘１７は水平方向に移動する。この時、錘
１７の移動には弾性体１３の弾性力およびシリコンオイ
ル１８が制動力として作用し、錘１７の移動は減衰振動
となる。この水平方向の減衰振動は保持部材であるピア
ノ線１６を介して弾性体１３に伝達され、この弾性体１
３からさらに固定部材１５を介して圧電フィルム１４に
伝達される。この時、弾性体１３は、円筒形部分１９内
に水平に設置されていることから、弾性体１３は円盤状
の部分において変形を生じる。しかも、ピアノ線１６の
下端は弾性体１３の中心位置に固定されているため、弾
性体１３の中心部分は錘１７の振動方向に係わらず、そ
の振動の大きさに対応した垂直振動を生じる。この垂直
振動が固定部材１５を介して圧電フィルム１４の自由端
側に伝達されることになる。圧電フィルム１４の自由端
は固定部材１５を介して弾性体１３に固定されているた
め、水平方向に移動することがない。このため、弾性体
１３の中心部は垂直方向に振動した際に、圧電フィルム
１４の自由端側も水平方向に変位することなく垂直方向
に振動する。これによって圧電フィルム１４の上下両面
は変位し、圧電現象により電圧を生じる。圧電フィルム
１４には上下面のそれぞれに互いに非接触にされた電極
が形成されており、この電極間の電圧を読み取ることに
より錘１７の振動を検出することができる。

【００２１】図３は請求項４に記載した発明の実施例に
係る感震装置の平面断面図、正面断面図および側面断面
図である。感震装置２１の筐体２２の内部において圧電
素子２４は弾性体２３の下面に貼着されている。このよ
うに構成することによって弾性体２３の弾性力が圧電フ
ィルム２４の振動に対して制動作用を与え、圧電フィル
ム２４の振動は素早く減衰する。

【００２２】図４は、請求項５に記載した発明の実施例
に係る感震装置を示す平面断面図および正面断面図であ
る。感震装置３１の筐体３２の内部において圧電フィル
ム３４は板状の弾性体３３とは別の弾性体４３の上面に
貼付されている。このように構成することによって錘３
７の振動を弾性体３３により減衰するとともに、圧電フ
ィルム３４の振動を弾性体４３により減衰することがで
きる。

【００２３】なお、保持部材としてはピアノ線６以外の
材料を使用してもよく、また弾性体３の素材は自由に選
択することができる。

【００２４】

【発明の効果】この発明によれば、圧電フィルムに生じ
る電圧を読み取ることによって地震動による水平面内の
振動を検出することができ、その検出に開閉接点を使用
することがないため長期間にわたって安定した信頼性を
得ることができる。また、極めて簡単な構造とすること
ができるため、装置の小型化およびコストダウンを実現
でき、基板上に実装することもできる。また、機構部の
構造が簡単であるため、煩雑な微調整の必要がなく、容
易に使用することができる利点がある。

【００２５】また、請求項２および３に記載した発明に
よれば水平面内における全方向の地震動を一つの出力信
号で検出することができ、振動方向に応じて出力信号を
補正する必要がなく、そのための演算回路を設ける必要
がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項２に記載した発明の実施例に係る感震装
置の平面断面図、正面断面図および側面断面図である。

【図２】請求項３に記載した発明の実施例に係る感震装
置の平面断面図、正面断面図およびＸ−Ｘ方向の矢視断
面図である。

【図３】請求項４に記載した発明の実施例に係る感震装
置の平面断面図、正面断面図および側面断面図である。

【図４】請求項５に記載した発明の実施例に係る感震装
置の平面断面図および正面断面図である。

【符号の説明】

１−感震装置 ２−筐体 ３−弾性体 ４−圧電フィルム ６−ピアノ線（保持部材） ７−錘 ８−シリコンオイル（液体） ９−ガイド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電現象によって圧電フィルムに生じる電
   圧により地震動を検出する感震装置において、 圧電フィルムを水平に設置するとともに、垂直方向に弾
   性変形を生じる板状の弾性体を水平に設置し、保持部材
   を介して水平方向に移動自在にして前記圧電フィルムお
   よび前記弾性体に垂直方向に保持された錘を設けたこと
   を特徴とする感震装置。
2. 【請求項２】前記弾性体または前記圧電フィルムと前記
   錘との間に、前記保持部材の水平方向の移動範囲を規制
   するガイドを設けた請求項１に記載の感震装置。
3. 【請求項３】前記弾性体の弾性変形を生じる部分を円板
   状に形成した請求項１記載の感震装置。
4. 【請求項４】前記圧電フィルムを前記弾性体に貼付した
   請求項１または２に記載の感震装置。
5. 【請求項５】前記圧電フィルムを前記弾性体とは別の弾
   性体に貼付した請求項１〜３のいずれかに記載の感震装
   置。
6. 【請求項６】前記錘を液体中に浸漬した請求項１〜５の
   いずれかに記載の感震装置。