JPH0949754A - 感振センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡素な構造で、自由度の高い三次元的滑動動作
を許容するとともに、感振部へのリード配線の捩れを阻
止し得る吊り下げ手段を実現する。 【解決手段】感振部１はケース２の内部に収納されてい
る。吊り下げ手段４は球状体４１と、受け部４２とを有
し、感振部１をケース２に吊り下げている。球状体４１
及び受け部４２は感振部１及びケース２に分けて取り付
けられている。球状体４１が受け部４２によって包ま
れ、受け部４２の接触する球面状の接触面を有する。回
り止め部５は、感振部１が吊り下げ軸線Ｏ１の回りに矢
印Ｘの如く回転するのを阻止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感振センサに関
し、更に詳しくは、各種振動、地震波による振動または
これらの振動に伴う加速度を感知する感振センサに係
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、感震器または感震センサでは、
傾斜状態での特性変化を回避する手段として自動水平保
持機能を持たせることが多い。例えば、実開平３ー３０
８３３号公報は、吊り下げ軸体の下部側で、感震ケース
との間に位置して感震ケースに自動水平機能を持たせる
高粘性流体を設けたダンパー型の水平保持機構を開示し
ている。

【０００３】特開平３ー１１５１３号公報は、支持棒に
固定されたスプリングを介して感震器ケースに固定され
た支持ピンにより、感震機能部を回動自在に保持し、小
さな角度偏差に対して、鉛直を保つようにした感震器を
開示している。

【０００４】更に、特開平３ー５９４２５号公報はケー
ス本体内に環状の感震用永久磁石リングを、吊糸を介し
て水平状態に、かつ、揺動自在に吊り下げた感震センサ
を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
感震センサは、構造の簡素化と、それに伴う信頼性の向
上の点で、改善しなければならない点があった。例えば
実開平３ー３０８３３号公報に開示された技術によれ
ば、構造の複雑な高粘性流体を有するダンパー型水平保
持機構が必要である。特開平３ー１１５１３号公報及び
特開平３ー５９４２５号公報に開示された技術は、支持
ピンや吊糸を用いるため、信頼性の点で、改善しなけれ
ばならない点がある。

【０００６】本発明の課題は、新規な吊り下げ手段を有
する感振センサを提供することである。

【０００７】本発明のもう一つの課題は、簡素な吊り下
げ手段を有する感振センサを提供することである。

【０００８】本発明の更にもう１つの課題は、簡素な構
造で、動作の確実な吊り下げ手段を有する感振センサを
提供することである。

【０００９】本発明の更にもう一つの課題は、簡素な構
造で、全方向において、自由度の高い三次元的滑動動作
を許容する吊り下げ手段を有する感振センサを提供する
ことである。

【００１０】本発明の更にもう一つの課題は、感振部へ
のリード配線の捩れを阻止し得る感振センサを提供する
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明に係る感振センサは、感振部と、外ケース
と、吊り下げ手段とを有する。前記感振部は、前記外ケ
ースの内部に収納されている。前記吊り下げ手段は、掛
止部と、受け部と、回り止め部とを有し、前記感振部を
前記外ケース内に吊り下げている。前記掛止部及び受け
部は、前記感振部及び前記外ケースに分けて取り付けら
れている。前記掛止部は、前記受け部によって包まれ、
前記受け部の接触する球面状の接触面を有する。前記回
り止め部は、前記感振部が吊り下げ軸線の回りに回転す
るのを阻止する。

【００１２】好ましくは、前記受け部は、前記掛止部を
包む部分にスリットを有しており、前記掛止部は、突起
を有し、前記突起が前記スリット内に位置して前記回り
止め部を構成する。

【００１３】別の好ましい例では、前記外ケースは、制
動流体を収納しており、前記感振部は、一部が前記制動
流体の中にあって、前記制動流体による制動を受ける。

【００１４】更に別の好ましい例では、前記感振部は、
可動体と、磁気感応素子と、非磁性ケースとを含んでお
り、前記可動体は、マグネットを含み、前記マグネット
が前記非磁性ケース内に配置され、磁性流体によって支
持されて前記非磁性ケースの底部の内面上に浮上してお
り、前記磁気感応素子は、前記非磁性ケースの前記底部
の外部に配置され、前記マグネットの漏洩磁界に感応す
る。

【００１５】上述したように、感振部は外ケースの内部
に収納されており、吊り下げ手段は感振部を外ケースに
吊り下げているから、外ケースが傾斜した場合、吊り下
げ手段の水平保持機能により、感振部が、傾斜にかかわ
らず、傾斜前の水平状態を保つ。このため、傾斜による
特性変化を回避することができる。

【００１６】吊り下げ手段は、掛止部と、受け部とを有
しており、掛止部及び受け部は感振部及び外ケースに分
けて取り付けられ、掛止部は受け部によって包まれ、受
け部の接触する球面状の接触面を有するから、外ケース
が傾斜した場合、掛止部及び受け部との間に形成された
接触面において、掛止部と受け部との間に、全方向にお
いて、三次元的滑動動作が可能となり、これによって感
振部が傾斜前の水平状態を維持する。このため、傾斜に
よる特性変化を、掛止部と受け部との間に発生する三次
元的滑動動作によって、全方向にわたって、確実に回避
し得る新規な吊り下げ手段を有する感振センサが得られ
る。しかも、構造が簡単になる。

【００１７】吊り下げ手段が感振部を外ケース内に吊り
下げている構造において、回り止め部により感振部が吊
り下げ軸線の回りに回転するのを阻止する構成を有する
から、感振部へのリード配線が捩れることがない。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る感振センサの
部分断面図である。図示するように、本発明に係る感振
センサは、感振部１と、外ケース２と、吊り下げ手段４
とを有する。感振部１は外ケース２の内部に収納されて
いる。吊り下げ手段４は感振部１を外ケース２に吊り下
げている。吊り下げ手段４は、掛止部４１と、受け部４
２とを有しており、掛止部４１及び受け部４２は感振部
１及び外ケース２に分けて取り付けられている。掛止部
４１は受け部４２によって包まれ、相互間に、球面状の
接触面を形成している。図示の掛止部４１は球状体で構
成されている。感振部１は検出信号を外部に伝送するリ
ード線６、７を有する。

【００１９】感振部１は外ケース２の内部に収納されて
おり、吊り下げ手段４は感振部１を外ケース２に吊り下
げているから、外ケース２が傾斜した場合、吊り下げ手
段４の水平保持機能により、感振部１が、傾斜にかかわ
らず、傾斜前の水平状態を保つ。このため、傾斜による
特性変化を回避することができる。

【００２０】吊り下げ手段４は、掛止部４１と、受け部
４２とを有しており、掛止部４１及び受け部４２は感振
部１及び外ケース２に分けて取り付けられ、掛止部４１
が受け部４２によって受けられていて、受け４２部の接
触する球面状の接触面を有するから、外ケース２が傾斜
した場合、掛止部４１及び受け部４２との間に形成され
た接触面において、掛止部４１と受け部４２との間で三
次元的滑動動作が可能となり、これによって感振部１が
傾斜前の水平状態を維持する。このため、傾斜による特
性変化を、掛止部４１と受け部４２との間における三次
元的滑動動作によって、全方向にわたって、確実に回避
し得る新規な吊り下げ手段を有する感振センサが得られ
る。しかも、簡単な構造で済む。

【００２１】掛止部４１及び受け部４２の相互間に形成
される接触面は、球面状であってもよいし、受け部４２
の形成する平面と掛止部４１の球状外周面との接触によ
る点状または線状接触面であってもよい。また、実施例
では、掛止部４１が感振部１に取り付けられ、受け部４
２が外ケース２の上蓋２２に取り付けれらているが、こ
れとは逆に掛止部４１が外ケース２の上蓋２２に取り付
けられ、受け部４２が感振部１に取り付けられていても
よい。

【００２２】吊り下げ機構４は、更に、回り止め部５を
有する。回り止め部５は、感振部１が吊り下げ軸線Ｏ１
の回りに矢印Ｘの如く回転するのを阻止する。回り止め
部５の具体例として、受け部４２は掛止部４１を包む部
分にスリットＳを有しており、掛止部４１は突起４４を
有している。突起４４はスリットＳの内部に入ってお
り、その中で制限された範囲でのみ動くことができる。
これにより回り止め部５が構成される。このように、吊
り下げ手段４により、感振部１を外ケース２の内に吊り
下げる構造において、回り止め部５により感振部１が吊
り下げ軸線Ｏ１の回りに矢印Ｘの如く回転するのを阻止
するから、感振部１へのリード線６、７が捩れることが
ない。このため、リード線６、７の捩れ、それに伴う検
出特性の変動、更にはリード線６、７の断線事故等を防
止することができる。

【００２３】図２は掛止部４１を有する支持体１８の平
面図、図３は同じくその正面図である。掛止部４１は支
持体１８のほぼ中央部に支持体１８と腕部４３を介して
一体的に設けられている。突起４４は掛止部４１から横
方向に突出するように設けられている。突起４４の個数
は任意である。支持体１８は３本の腕片181〜183を有
し、腕片181〜183のそれぞれは掛止部４１を設けた一面
とは反対側の他面側に突出する掛止片184〜186を有して
いる。

【００２４】図４は受け部４２の平面図、図５は図４の
Ａ５ーＡ５線上における断面図である。図４及び図５に
示す受け部４２は、掛止部４１を包む部分にスリットＳ
１〜Ｓ４を有する。スリットＳ１〜Ｓ４の個数は任意で
あるが、２〜４本程度が望ましい。受け部４２は支持部
４０を有し、支持部４０を外ケース２を構成する上蓋２
２に取り付けた構造となっている。掛止部４１を包む部
分にスリットＳ１〜Ｓ４を有する構造の場合、受け部４
２に対する掛止部４１の組み込みが容易になると共に、
スリットＳ１〜Ｓ４による可撓性及び受け部を構成する
材料自体の弾力性等により、受け部４２または掛止部４
１の変形を吸収することができる。このため、従来例に
おいて用いれられていた高粘性流体を必要とすることな
く、受け部４２と掛止部４１の間で、長期間にわたり安
定した滑動作用を確保することができる。上蓋２２は支
持部４０を一体化したものであってもよい。

【００２５】図６は受け部４２の更に別の実施例を示す
図である。この実施例では、支持部４０が第１支持部40
1及び第２支持部402の２片に分かれ、これらを組み合わ
せて、１つの支持部４０を構成するようになっている。
第１支持部401及び第２支持部402は、例えば突起403、4
04と受け孔405、406とを、矢印ａ１及びａ２の如く嵌合
させることによって結合する。この他、ネジ止め、接
着、圧着等の結合手段を採用することもできる。第１支
持部401には受け部４２の２片421、422が設けられ、第
２支持部402には受け部４２の２片423、424が設けられ
ている。受け部４２の各片421〜424は、第１支持部401
及び402を組み合わせたとき、一つの受け部４２を構成
する。

【００２６】掛止部４１は感振部を構成する蓋１８と連
結部４３を介して一体化されている。この場合は、部品
点数が減少し、このため、組立作業が容易になる。

【００２７】図７は図２及び図３に示した掛止部４１と
図４〜図６に示した受け部４２との結合状態を示す図で
ある。突起４４はスリットＳ１の内部に入っており、そ
の中で制限された範囲でのみ動くことができる。これに
より、回り止め部５が構成される。

【００２８】図８は掛止部４１と受け部４２との別の組
み合わせ構造を示す図である。この実施例では、突起４
４は３〜４本程度設けられ、それぞれがスリットＳ１〜
Ｓ４に灰って回り止め部５を構成している。

【００２９】外ケース２は、好ましくは、表面円滑性及
び適度の弾性を有する材料、例えばプラスチックで構成
され、その筒部２１に端子導体211、212が埋設されてい
る。端子導体211、212の一端は筒部２１の上端部で外ケ
ース内部に導出され、他端は筒部２１の底部で、接続端
子を構成すべく、外部に導出されている。端子導体21
1、212は後で説明するように、感振部１から検出信号を
取り出すために用いられる。

【００３０】外ケース２は、更に上蓋２２を有し、上蓋
２２に受け部４２が取り付けられている。上蓋２２と筒
部２１との接触面は、信頼性向上のために、超音波溶着
等の手段によって封止するのが望ましい。

【００３１】外ケース２は、制動流体３を収納してお
り、感振部１は一部が制動流体３の中にあって、制動流
体３による制動を受ける。この構造の場合は、感振部１
に円滑な運動性及び適度の粘性による減衰作用を与え、
検出対象外の周波数領域での振動もしくはレベルの変
動、例えば傾斜、周期の長い振動もしくは微小な振動に
は感応せず、検出対象となっている周波数領域における
振動、レベル変動または加速度に応答し、これを確実に
検知できる。制動流体３は、好ましくは500〜15000C.
P.、更に好ましくは1000〜10000C.P.の粘度有する液
体、例えばシリコンオイルである。その他、水、油等を
用いることもできる。

【００３２】感振部１は、可動体１１と、磁気感応素子
１２と、非磁性ケース１３とを含んでいる。可動体１１
はマグネット111を含んでいる。マグネット111は非磁性
ケース１３内に配置され、磁性流体112によって支持さ
れて、非磁性ケース１３の底部131の内面132上に浮上し
ている。磁気感応素子１２は非磁性ケース１３の底部13
1の外部に配置され、マグネット111の漏洩磁界に感応す
る。マグネット111の着磁方向は、上下方向または水平
方向のいずれでも良い。

【００３３】上述のように、可動体１１は、マグネット
111が非磁性ケース１３内に配置され磁性流体112によっ
て支持されて非磁性ケース１３の底部131の内面132上に
浮上しているから、地震波等による加振作用が加わった
場合、マグネット111が磁性流体112による軸受け作用を
受ながら、非磁性ケース１３の底部131の内面132上を、
極めてスムーズに移動する。

【００３４】磁気感応素子１２は、非磁性ケース１３の
底部131の外部に配置され、マグネット111の漏洩磁界に
感応するから、可動体１１が加振作用によって非磁性ケ
ース１３の底部131の内面132上を移動した場合、その移
動位置に応じた検知動作をする。この磁気感応素子１２
の動作によって、地震等に起因する振動または加速度が
感知される。

【００３５】磁気感応素子１２は、非磁性ケース１３の
底部131の外部において、非磁性ケース１３に対して所
望の動作特性が得られる位置に配置し、固定した関係と
なるように配置され、非磁性ケース１３が傾斜していな
いとき、マグネット111の直下に位置するように配置さ
れている。

【００３６】磁気感応素子１２としては、リードスイッ
チ、ＭＲ素子またはホール素子等を用いることができ
る。非磁性ケース１３を構成する底部131の内面132の形
状は、磁気感応素子１２の種類に応じて選択する。実施
例は、磁気感応素子１２としてリードスイッチを用いた
場合を示し、非磁性ケース１３の底部131の内面132はほ
ぼ平面または大きな半径を持つ凹面となっている。磁気
感応素子１２がリードスイッチでなる場合、リードスイ
ッチとマグネット111との間で磁気的吸引力Ｆを生じ
る。このため、非磁性ケース１３の底部131の内面形状
を平面状または半径の大きな凹面状とした場合、加振作
用を受けない定常状態で、磁気感応素子１２とマグネッ
ト111との間に働く磁気的吸引力Ｆによって、可動体１
１を非磁性ケース１３の底部131の内面上のほぼ中央に
静止させることができる。かかる構造の下では、地震波
の振動周波数−加速度特性に適合する動作特性を十分に
満たすことができる。

【００３７】磁気感応素子１２として、ＭＲ素子または
ホール素子等を用いた場合は、非磁性ケース１３を構成
する底部131の内面132の形状を、磁気感応素子１２とし
てリードスイッチを用いた場合よりも小さな半径の凹面
状とすることにより、加振作用を受けない定常状態で、
可動体１１を非磁性ケース１３の底部131の内面上のほ
ぼ中央に静止させると共に、必要な動作特性を満たすこ
とができる。

【００３８】非磁性ケース１３はアルミニュウム、銅ま
たはプラスチック等の非磁性材料を用いて構成する。磁
性流体112は、コバルト、鉄、ニッケル等の微粒子磁性
粉を比較的粘性の低い液体、例えばケロシン、水等に分
散させたものであって、一般には界面活性剤を微粒子に
吸着させ、安定分散させてある。

【００３９】１４は支持部材、１５はプラスチック等の
非磁性電気絶縁物によって構成されたホルダ、121、122
はリード端子、１６はバイアス用マグネット、１７はシ
ールド部材である。

【００４０】支持部材１４は非磁性ケース１３と同様の
材料を用いて、有底筒状に形成され、底部が非磁性ケー
ス１３の底部131の外面に取り付けられている。ホルダ
１５は支持部材１４の内部に取り付けられ、磁気感応素
子１２及びバイアス用マグネット１６を支持している。
支持部材１４及びホルダ１５は互いの相対位置を可変調
整できるように組み立てるのが望ましい。これによっ
て、可動体１１を内蔵する非磁性ケース１３と磁気感応
素子１２との間の距離が可変調整され、それによって動
作特性が調整される。支持部材１４とホルダ１５との間
の結合調整手段の具体例はカシメ結合、接着固定手段で
ある。調整が不要である場合は、支持部材１４及びホル
ダ１５は一体化できる。ホルダ１５には受部151が形成
されており、この受部151の内部に磁気感応素子１２が
取り付けられている。磁気感応素子１２のリード導体12
1、122は、ホルダ１５に埋設された端子導体125、126に
接続されている。端子導体125、126はリード線６、７に
よって端子導体211、212に接続されている。従って、端
子導体211、212により感振部１の検出信号が外部に導か
れる。

【００４１】バイアス用マグネット１６はリング状であ
って、ホルダ１５に接着剤等を用いて固定されている。
シールド部材１７は筒状であって、外ケース２の内面を
覆うように、密着して取り付けられている。

【００４２】図９は本発明に係る感振センサの別の実施
例における正面部分断面図である。図において、図１と
同一の参照符号は同一の構成部分を示している。この実
施例の特徴は、掛止部４１が半球状体であることであ
る。図１０は、掛止部４１を含む支持体の正面図であ
り、掛止部４１は上半部を切り欠いた半球状の形状とな
っている。このような構造であると、掛止部４１の半球
化により、全体の高さを縮小し、感振センサを小型化す
ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）新規な吊り下げ手段を有する感振センサを提供で
きる。 （ｂ）簡素な吊り下げ手段を有する感振センサを提供で
きる。 （ｃ）簡素な構造で、動作の確実な吊り下げ手段を有す
る感振センサを提供できる。 （ｄ）簡素な構造で、自由度の高い三次元的滑動動作を
する吊り下げ手段を有する感振センサを提供できる。 （ｅ）吊り下げ手段により、感振部を外ケースの内に吊
り下げる構造において、回り止め部により感振部が吊り
下げ軸線の回りに回転するのを阻止するから、感振部へ
のリード線が捩れることがない。このため、リード線の
捩れ、それに伴う検出特性の変動、更にはリード線の断
線事故等を防止し得る感振センサを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る感振センサの正面部分断面図であ
る。

【図２】掛止部を有する支持体の平面図である。

【図３】図２に示した支持体の正面図である。

【図４】本発明に係る感振センサを構成する受け部の平
面図である。

【図５】図４のＡ５ーＡ５線上における断面図である。

【図６】本発明に係る感振センサを構成する受け部の更
に別の実施例を示す図である。

【図７】図２及び図３に示した掛止部と図４〜図６に示
した受け部との結合状態を示す図である。

【図８】掛止部と受け部との別の組み合わせ構造を示す
図である。

【図９】本発明に係る感振センサの別の実施例における
正面部分断面図である。

【図１０】図９に示した支持体の正面図である。

【符号の説明】

１ 感振部 ２ 外ケース ３ 制動流体 ４ 吊り下げ手段 ４１ 掛止部 ４２ 受け部 ４４ 突起 ５ 回り止め部 Ｓ、Ｓ１〜Ｓ４ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 亨 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 温井 一光 神奈川県藤沢市みその台９番地10 (72)発明者 加藤 秀男 埼玉県北葛飾郡栗橋町大字河原代959番地 ２ 108街区６ー２

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感振部と、外ケースと、吊り下げ手段と
   を有する感振センサであって、 前記感振部は、前記外ケースの内部に収納されており、 前記吊り下げ手段は、掛止部と、受け部と、回り止め部
   とを有し、前記感振部を前記外ケース内に吊り下げてお
   り、 前記掛止部及び受け部は、前記感振部及び前記外ケース
   に分けて取り付けられており、 前記掛止部は、前記受け部によって包まれ、前記受け部
   の接触する球面状の接触面を有しており、 前記回り止め部は、前記感振部が吊り下げ軸線の回りに
   回転するのを阻止する感振センサ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の感振センサであって、 前記掛止部は、球状体でなる感振センサ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の感振センサであって、 前記掛止部は、半球状体である感振センサ。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の感振センサであって、 前記受け部は、前記掛止部を包む部分にスリットを有し
   ており、 前記掛止部は、突起を有し、前記突起が前記スリット内
   に位置して前記回り止め部を構成する感振センサ。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の感振センサであって、 前記掛止部は、前記感振部または前記外ケースと一体化
   されている感振センサ。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の感振センサであって、 前記外ケースは、制動流体を収納しており、 前記感振部は、一部が前記制動流体の中にあって、前記
   制動流体による制動を受ける感振センサ。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の感振センサであって、 前記感振部は、可動体と、磁気感応素子と、非磁性ケー
   スとを含んでおり、 前記可動体は、マグネットを含み、前記マグネットが前
   記非磁性ケース内に配置され、磁性流体によって支持さ
   れて前記非磁性ケースの底部の内面上に浮上しており、 前記磁気感応素子は、前記非磁性ケースの前記底部の外
   部に配置され、前記マグネットの漏洩磁界に感応する感
   振センサ。