JPH06235656A

JPH06235656A - 地震計

Info

Publication number: JPH06235656A
Application number: JP2277593A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Takagi; 義彦高木; Hideaki Kaguma; 英昭鹿熊
Original assignee: Akashi Corp
Current assignee: Akashi Corp
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-08-23
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: JP3258412B2

Abstract

(57)【要約】【目的】地震計に関し、天体等への設置時における強大
な衝撃加速度に耐えると共に、設置後においては、微小
な振動をも検知することを目的とする。【構成】地震計１の外殻を構成するケーシング２と、ケ
ーシング２内に構成され、磁力線が通過する環状ギャッ
プ３を構成する磁気回路４と、ケーシング２内に支持バ
ネ部材５で支持される振動子６と、振動子６に固定され
上記磁気回路４の環状ギャップ３に位置して振動子６の
振動に伴いギャップ内で振動して上記磁力線を横切るコ
イル７とを備えた地震計において、振動子６の所定振幅
以上の移動を禁止する振幅抑制手段８と、振動子６を支
持する支持バネ部材５の所定量以上の変形を禁止する支
持バネ変形抑制手段９とを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震計に係り、特に外
殻を構成するケースと、ケース内に構成され、磁力線が
通過する環状ギャップを構成する磁気回路と、ケース内
に支持バネ部材で支持され地震により振動する振動子
と、振動子に固定され上記磁気回路のギャップに位置し
て振動子の振動に伴いギャップ内で振動して上記磁力線
を横切るコイルとを有する地震計に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震計として、従来以下に示すものがあ
る。この地震計３０は可動コイル型のものであり、その
構造は、図４に示すように、有底円筒形状のケース３１
中に、永久磁石３２とヨーク３３，３４とで構成した磁
気回路を構成し、この磁気回路中に磁力線が横切る環状
のギャップ３５を形成すると共に、振動子３６をケース
３１の軸線に沿って所定の固有振動数で振動するように
支持バネ部材３７で支持し、この振動子３６に上記環状
ギャップ３５に位置するコイル３８を取り付け、このコ
イル３８の両端をリード線３９を介してケース３１外に
取り出すものとしている。また、この例では永久磁石３
２とヨーク３３，３４とで構成した磁気回路は２つを１
組としてスペーサ４０を介して対称に設けるものとして
いる。

【０００３】この地震計が設置された状態において、地
震計３０が振動すると、振動子３６はケース３１に対し
て軸方向に相対的に振動して、この振動子３６に設けた
コイル３８は環状ギャップ３５の磁力線を横切り、起電
力が発生する。これにより、振動に応じた交番信号を得
ることができ、地震波の計測を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、火山
等の観測者が赴けない個所、また、月、惑星等の地球以
外の天体の探査を行うに際して、当該個所、天体に地震
計を配置して、その個所及び天体の表面に発生する振動
（この振動を「地震」と、またこの振動を測定する装置
を「地震計」というのは必ずしも正確ではないが、以下
「地震」、「地震計」という。）や、爆発物を爆発させ
た際の振動を検知して、当該個所の地質構造、及び天体
の構造等を解析するものとしている。

【０００５】このような地震波を検出するための地震計
としては微小な振動をも検知する高感度なものが要求さ
れ、従ってかかる地震計は精密な構造を有するものとな
る。一方このような地震計は、地球（観測個所）から対
象になる天体（個所）にロケット、飛行機等の運搬手段
により搬送され、設置される。そして、この地震計の設
置については、地震計を積載した運搬手段を天体やその
場所に軟着陸させることにより行うことも考えられる
が、一般的には地震計を積載したペネトレータをこのペ
ネトレータを搬送した搬送手段から天体や当該個所に衝
撃的に打ち込むことにより設置をするものとしている。

【０００６】このような、場合において、ペネトレータ
の天体への貫入時において、地震計には極めて大きな加
速度（例えば１００００Ｇを越える加速度）が加わるこ
とになる。従って、このような目的に使用される地震計
は、大衝撃加速度に耐えると共にに、微小な振動をも検
出することができなければならないという相反する要求
を満足する必要がある。

【０００７】そこで、このような特殊な地震計にあって
は、計器全体を保護体で囲むか、或いは震動系を弾力性
があるゴムのような保護体で保持することが考えられる
が、本願出願人の実験によれば以下の理由によりその性
能を確保できないことが判明した。これは、ゴム等の弾
力体が、係る極限状態、即ち上記のような大きな加速度
が加わるような状態においては、弾力性を保ち得ないと
ころにその原因がある。

【０００８】そこで、本発明は、天体や火山等、観測者
が観測器（地震計）を直接設置できない個所へ、設ける
に際して、設置時における強大な衝撃加速度に耐えると
共に、設置後においては、微小な振動を検知することが
できる地震計を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明において、上記の
課題を解決するための第１の手段は、図１に示すよう
に、外殻を構成するケース２と、ケース２内に構成さ
れ、磁力線が通過する環状ギャップ３を構成する磁気回
路４と、ケース２内に支持バネ部材５で支持される振動
子６と、振動子６に固定され上記磁気回路４の環状ギャ
ップ３に位置して振動子６の振動に伴いギャップ内で振
動して上記磁力線を横切るコイル７とを備えた地震計に
おいて、振動子６の所定振幅以上の移動を禁止する振幅
抑制手段８と、振動子６を支持する支持バネ部材５の所
定量以上の変形を禁止する支持バネ変形抑制手段９とを
設けたことである。

【００１０】また、本発明の第２の手段は、上記振動抑
制手段８は、振動子６の地震検出方向における所定振幅
以上の振動を禁止する振動方向振動抑制手段１０と、振
動子の地震検出方向に直行する方向における所定振幅以
上の振動を禁止する振動直交方向振動抑制手段１１であ
るものとしたことである。更に、本発明の第３の手段に
あっては、上記振動抑制手段８は、振動子の所定角度以
上の回転を禁止する回転抑制手段１２を有するものとし
たことである。

【００１１】

【作用】本発明の第１の手段によれば、地震計設置時に
おける、振動子の不必要な移動と、支持バネ部材の変形
は抑制されるため、地震計を外部から衝撃を伴って設置
しても地震計は破損することなく、その後において、地
震計を正常に使用して、設置個所の地震波の測定をおこ
なうことができる。

【００１２】また、本発明の第２の手段によれば、地震
計設置地において、振動子の振動方向の不必要な移動は
振動抑制手段である振動方向振動抑制手段によって、ま
た、振動子の振動直交方向の移動は振動直交方向振動抑
制手段によって抑制される。さらに、本発明の第３の手
段によれば、地震計設置時における振動子の不必要な回
転は回転抑制手段で抑制される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係るの実施例を図面に基づい
て説明する。図１乃至図３は本発明に係る地震計の実施
例を示すものである。本実施例に係る地震計は、実際の
測定時においては３台を直交するようにジンバルに設置
して、天体の重力を利用し、地震計が天体の鉛直方向及
び２方向の水平方向に固定されるものとしている。そし
て、これらの地震計を、検出した信号の増幅器、送信機
等と共に対象となる天体に設置して、検出した地震の振
動を地球或いは中継手段である人工天体に送信するもの
としている。

【００１４】本実施例において、地震計１は、図１に示
すように、非磁性体であるアルミニウム、チタン等の金
属で形成された有底円筒形状のケース２中に、環状の永
久磁石１３と、この永久磁石１３の両極に接続した２つ
の環状のヨーク１４，１５とで磁気回路４を形成して、
２つのヨーク１４，１５の間にケース２の軸方向に開口
を有する環状ギャップ３を形成し、この環状ギャップ３
を磁気回路４が形成する磁力線が横切るものとしてい
る。本実施例では、従来例と同様に永久磁石１３とヨー
ク１４，１５とで構成した磁気回路は２つを１組として
スペーサ１９を介して対称に設けるものとしている。

【００１５】そして、本実施例では、ケース２の内部に
はケース２と同様の金属で形成した略円筒形状の振動子
６をケース２の軸線に沿って所定の固有振動数で振動す
るように支持バネ部材５で支持すると共に、この振動子
６に上記環状ギャップ３内に位置するコイル７を取り付
るものとしている。ここで、本実施例では支持バネ部材
５は振動子６の両端にそれぞれ１組、合計２組使用する
ものとし、円板状のダイアフラムスプリングを使用し
て、外周端をケース２に、内周端を振動子６に接続固定
するものとしている。

【００１６】また、本実施例では、ケース２には図１に
示すように、地震計設置時における振動子の不必要な移
動を制限する振幅方向振動抑制手段として、ねじ込み式
の軸方向ストッパ１６を設け、振動子６の振動方向（ケ
ース２軸方向）の移動を制限するものとし、更に、振動
子６に外方に向け突出部分１７を設け、ヨーク１５との
あいだに所定の寸法、即ちコイル７と各ヨーク１４，１
５との間の寸法より小さい寸法の隙間を設けて振動直交
方向振動抑制手段として、所定以上の寸法にわたって振
動子６が軸線に直交する方向に移動しないようにしてい
る。

【００１７】尚、上記軸方向ストッパ１６は、一旦振動
子６に接触するまでねじ込まれ、所定回数巻き戻すこと
により、予め定めた寸法だけ、振動子と離間するように
設置され、ナット１８で固定される。そして、本実施例
では、上記支持バネ部材５のケース２への取付部には振
幅抑制手段として溝部１９を設けると共に、振動子６の
両端部には、その端縁がケースの内側面に近接するまで
外方に向けて突出させた突出部６ａを設け、上記支持バ
ネ部材５を接続固定するものとし、地震計設置時におい
て支持バネが衝撃加速度を受けても、当該溝部１９の内
壁に接触して、それ以上変形しないものとしている。

【００１８】更に、本実施例では図２及び図３に示すよ
うに、ケースに内側に向け突出する凸部２０を設けると
共に、振動子６の上記突出部６ａにはこの凸部２０より
僅かに広い巾寸法（円弧方向寸法）を有し、上記凸部が
挿入される溝部２１を形成して、振動子６が回動しない
ものとしている。尚、上記各図において、符号２２はコ
イルの信号を地震計の外部に取り出すリード線を示して
いる。

【００１９】従って、本実施例によれば、地震計設置時
において、地震計１に大きな衝撃加速度が加わったとし
ても、振動子６の振動方向の不必要な移動は振動子６が
軸方向ストッパ１６に接触することによって、また、振
動子６の振動直交方向の移動は振動子６の突出部分１７
がヨーク１５に接触することによって抑制される。ま
た、地震計設置時における振動子６の不必要な回転は、
ケース２の凸部２０が振動子６の溝部２１内壁に接触す
ることにより抑制され、さらに支持バネ部材５は溝部１
９の内壁に接触して変形が防止される。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
地震計において、振動子の所定振幅以上の移動を禁止す
る振幅抑制手段と、振動子を支持する支持バネ部材の所
定量以上の変形を禁止する支持バネ変形抑制手段を設け
るようにしたから、振動子の不必要な移動と、支持バネ
部材の変形は抑制されるため、地震計を外部から衝撃を
伴って設置しても地震計は破損することなく、その後に
おいて、地震計を正常に使用して、設置個所の地震波の
測定をおこなうことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る地震計の構成を示す断面
図である。

【図２】実施例に係る実施例に係る地震計の構成を示す
図１中II−II線に対応する断面図である。

【図３】実施例に係る実施例に係る地震計の構成を示す
図２中III−III線に対応する断面図である。

【図４】従来の地震計の構成を示す図１に相当する断面
図である。

【符号の説明】

１地震計２ケース３環状ギャップ４磁気回路５支持バネ部材６振動子７コイル８振幅抑制手段９支持バネ変形抑制手段１０振動方向振動抑制手段１１振動直交方向振動抑制手段１２回転抑制手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外殻を構成するケース（２）と、ケース
（２）内に設けられ、磁力線が通過する環状ギャップ
（３）を構成する磁気回路（４）と、ケース（２）内に
支持バネ部材（５）で支持される振動子（６）と、振動
子（６）に固定され上記磁気回路（４）の環状ギャップ
（３）に位置して振動子（６）の振動に伴いギャップ
（３）内で振動して上記磁力線を横切るコイル（７）と
を備えた地震計において、振動子（６）の所定振幅以上の移動を禁止する振幅抑制
手段（８）と、振動子（６）を支持する支持バネ部材（５）の所定量以
上の変形を禁止する支持バネ変形抑制手段（９）とを設
けたことを特徴とする地震計。
【請求項２】上記振幅抑制手段（８）は、振動子（６）
の地震検出方向における所定振幅以上の振動を禁止する
振動方向振動抑制手段（１０）と、振動子の地震検出方
向に直行する方向における所定振幅以上の振動を禁止す
る振動直交方向振動抑制手段（１１）であることを特徴
とする請求項第１記載の地震計。
【請求項３】上記振幅抑制手段（８）は、振動子の所定
角度以上の回転を禁止する回転抑制手段（１２）を有す
ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の地震
計。