JPH1038674A

JPH1038674A - 感震器

Info

Publication number: JPH1038674A
Application number: JP19858396A
Authority: JP
Inventors: Kazumitsu Nukui; 一光温井; Osamu Sakakura; 修坂倉; Hiroaki Itoi; 宏明糸井
Original assignee: NIKKOSHI KK; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: NIKKOSHI KK; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 1998-02-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】地震の大きさに応じたアナグロ検出信号を出力
する感震器の提供。【解決手段】コイル２９が巻き付いたボビン２２と、ボ
ビンに上下方向に移動可能にネジ込まれた磁極２３と、
ボビンの磁極の上側に水平方向に移動可能に置かれた永
久磁石２６とを有し、震動発生時、永久磁石とボビンと
の相対的な位置の移動により、コイル内に発生する誘起
電流と電圧を感知信号として出力する。地震等の震動の
大きさに応じて誘導電流と電圧がコイルに発生するか
ら、誘導電流と電圧を検出して震動の大きさが検出でき
る。更に、永久磁石は上下方向に着磁され、その上側に
所定の質量の磁気シールド板が取り付けられ、シールド
板兼重り板を永久磁石上に取り付けることで、磁束を磁
極側に集中されることができ、且つその質量を適宜設定
することで地震に伴うボビンの震動に追従しない永久磁
石を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスメータ等に使
用される感震器に係り、地震の震動の大きさに応じた大
きさのアナログ値を出力することができる感震器の構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスの供給配管と各家庭等の屋内配管と
の間に設けられるガスメータは、通常内部に感震器を有
し、感震器がある程度以上の震動を感知して感知信号を
出力した時、マイクロコンピュータが所定のアルゴリズ
ムに従って感知信号を分析し、必要なら遮断弁を閉じる
ようにしている。

【０００３】地震による災害は予測が困難なものである
が、少なくともガスメータの上流側に損傷がなくガスの
供給が可能な状況であって、ガスメータの下流側の屋内
配管に損傷がある場合には、地震後に屋内配管にガスが
供給されると空気とガスが混合し着火時の爆発を誘発す
る恐れがある。従って、ある程度の強い地震が発生した
らガスの遮断弁を強制的に閉じることが要請される。

【０００４】従来からガスメータに搭載されている感震
器は、ある程度以上の地震の震動が発生すると、感震し
たことを伝える出力をマイクロコンピュータに供給す
る。マイクロコンピュータは所定のアルゴリズムに従っ
て感知信号を分析し、地震によるものであると判断した
時は、遮断弁を閉じる。

【０００５】図６は、その感震器の一例を示す図であ
る。図６には（１）通常時、（２）地震時、（３）傾斜
時の状態をそれぞれ示している。その構造は、簡単に説
明すると、支持体１０に感震部１１がつり下げられてい
て、感震部１１内はすり鉢状の受皿１５上に球体１２が
置かれている。同図（２）に示す通り地震により震動が
発生すると球体１２が横に転がり、その上部にあるスイ
ッチ１４の部位１３を押し上げてスイッチ１４をオンさ
せる。従って、球体１２の形状と重さ及び受皿１５の形
状、部位１３の形状等を最適化することで、例えば震度
５以上の震動を感知した時のみ出力信号を発生するよう
にすることができる。図６の（３）は、感震器を搭載し
たガスメータ自体が傾いた場合でも、感震部１１が水平
に保たれることを示している。

【０００６】上記の通り、感震器が震度５以上の揺れを
感知すると、感知出力をガスメータ内のマイクロコンピ
ュータに供給する。マイクロコンピュータでは、通常、
地震以外の衝撃による震動によって過敏に反応して遮断
弁を閉じることがないように、感震器出力を分析する。
そのアルゴリズムは、例えば、最初のオフ状態からオン
状態になった時点を起点にして３秒以内に３０ｍｓｅｃ
以上継続するオン状態が４０ｍｓｅｃ以上継続するオフ
状態を挟んで３回以上ある場合は地震による揺れである
と判断するというものである。通常、地震による震動は
正弦波に近い低周波数の震動であるのに対して、衝撃に
よる震動は高い周波数である。従って、上記のアルゴリ
ズムによることで、衝撃による震動ではマイクロコンピ
ュータは地震を検出することはない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以下の
点でより十分な地震対策を行なう必要がある。

【０００８】第一に、感震器の製造上のバラツキにより
感知出力が発生する震動に多少のバラツキがある。通常
は、震度５に対応する震動加速度０．０８−０．２５Ｇ
の範囲以上のより速い加速度での震動が発生した場合
に、感知出力が出力されるように設計されている。しか
しながら、製造上のバラツキにより、震度５の下限付近
の震動で感知出力を発する場合と上限付近で発する場合
等が稀に見受けられ、遮断弁が閉じる震動のレベルに僅
かなバラツキが存在する場合がある。

【０００９】第二に、感震器の感知出力は、震度５以上
の震動があったか否かのデジタル値であり、震度６なの
か７なのか、あるいはそれより高い震度なのかをマイク
ロコンピュータが認識することができない。従って、よ
り安全サイドにたった遮断弁の遮断を行なわなければな
らない。ところが、震度５程度でも配管に損傷がなく遮
断弁を復帰させても良い場合がある。また、震度６程度
でも同様の場合がある。かかる場合には、即遮断弁の復
帰を行なっても良い場合があるが、従来のガスメータで
は感震器自体がアナログ値を検出することができないの
で、そのような状況に応じた細かい対応をとることがで
きない。

【００１０】そこで、本発明の目的は、地震の震動の大
きさの程度を感度良く検知することができる感震器を提
供することにある。

【００１１】更に本発明の目的は、ガスメータ内の電池
の電力を消費することなく地震の震動の大きさの程度を
感度良く検知することができる感震器を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、地震等の震動の大きさを感知して電気信号とし
て出力する感震器において、コイルが巻き付けられたボ
ビンと、該コイルの内側のボビンに上下方向に移動可能
なようにネジ込まれた磁極と、該ボビンの該磁極の上側
に水平方向に移動可能に置かれた永久磁石とを有し、震
動が発生した時に前記永久磁石とボビンとの相対的な位
置の移動により、該コイル内に発生する誘起電流又は電
圧を震動の大きさの感知信号として出力することを特徴
とする感震器を提供することにより達成される。

【００１３】かかる構成にすることで、地震等の震動の
大きさ（加速度）に応じて永久磁石からの磁束の密度が
コイル内の磁極部分で変化し、その変化の加速度に応じ
た誘導電流または電圧がコイルに発生する。従って、コ
イルに発生する誘導電流または電圧を検出することで震
動の大きさを検出することができる。

【００１４】更に、本発明の感震器では、前記永久磁石
は上下方向に着磁され、該永久磁石の上側に所定の質量
の磁気シールド板が取り付けられ、前記ボビンの上部に
設けられた複数の回転可能なボール上に該永久磁石が載
せられて、該永久磁石は該シールド板と共に移動可能で
あることを特徴とする。シールド板兼重り板を永久磁石
上に取り付けることで、磁束を磁極側に集中されること
ができ、且つその質量を適宜設定することで地震に伴う
ボビンの震動に追従しない（共振しない）永久磁石を得
ることができる。

【００１５】更に、該ボビンの上部がキャビティ状をな
し、該キャビティ内に前記永久磁石が水平方向に移動可
能に置かれ、無震動時には該永久磁石の該磁極への吸引
力により当該永久磁石が該磁極上に位置して待機するこ
とを特徴とする。従って、待機状態では常に永久磁石の
位置が磁極の真上になるように構成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲
はその実施の形態に限定されるものではない。

【００１７】図１は、本発明の感震器の一例を示す断面
図であり、図２は図１の下側から見た平面図である。図
２のＡ−Ａ’で切断したのが図１である。更に、図３
は、図１、２の感震器の展開図である。

【００１８】図１、２、３に示された感震器は、プラス
チックからなる円筒形のケース２１内に、コイル２９が
巻かれた鉄心材料によるボビン２２がサラネジ３０によ
り固定されている。ボビン２２の中央には鉄製の磁極２
３が、上下方向に移動可能な様にネジ込みされて取り付
けられている。そして、ボビン２２の上部はキャビティ
状になっており、可動板２５、永久磁石６及びシールド
兼重り板２７を一体にした可動部位３１がそのキャビテ
ィ３２内に収納されている。また、ボビン２２のキャビ
ティ３１の底には、６個のボール２４がそれぞれの穴に
収納され、そのボール２４の上に上記の可動部位３１が
載せられている。ボール２４上の可動部位３１はキャビ
ティ３２内で指向性なく３６０度の方向に移動すること
ができる。

【００１９】従って、可動板２５、永久磁石６及びシー
ルド兼重り板２７からなる可動部位３１は、ボビン２２
に対してボール２４の上で自由に水平方向に移動するこ
とができる。また、永久磁石２５は上下方向に着磁され
ていて、その上に設けられた磁性材料からなるシールド
板２７によりそれが発生する磁束が磁極２３側に多く集
まる様に設計されている。更に、磁極２３がそれ自体が
ネジになっており、そのネジを回転させて上下方向の位
置を調整することで、永久磁石２６から発生した磁極２
３或いはコイル２９を貫く磁束の量を微調整できるよう
になっている。これにより、感震器の感度を微調整する
ことができる。

【００２０】また、コイル２９からの巻き線２９Ａが、
ケース２１に設けられた巻き線取り出し穴２９Ｈから外
部に取り出される。更に、プラスチック製の円形の蓋２
８がケース２１とボビン２２のキャビティの上部を覆っ
ている。

【００２１】上記した感震器は、通常地震の揺れがない
間は、ボール２４上の可動部位３１は、永久磁石２６の
磁力により発生する磁極２３との吸引力により、ボビン
２２のキャビティ３２内の中央部に位置する。従って、
最も磁束密度が高い部分が磁極２３を貫く状態で待機す
ることになる。

【００２２】そして、地震が発生すると、感震器自体が
地震と連動して揺れるが、シールド兼重り板２７により
適切な重さに設計されている可動部位３１は、その地震
の揺れと共振することなく、停止状態を維持する。その
結果、可動部位３１とコイル２３が巻き付けられている
ボビン２２との間では相対的に位置の移動が生じる。そ
の移動に伴い、永久磁石２６からのコイルを貫く磁束密
度が変化し、その磁束密度の変化に伴い、コイル２３に
誘起電流が発生する。その電流値を外部に取り出した線
２９Ａを介して検出する。或いは、その電圧値を検出し
ても良い。

【００２３】地震の強さは、その揺れの加速度に応じた
ガルという単位で規定されている。上記した通り、誘起
電流は磁束密度の変化の速さ（加速度）に応じた大きさ
になるので、検出される誘起電流の大きさは、地震の揺
れの大きさに略比例した大きさになる。

【００２４】図４は、誘起電流と磁束密度の変化の速さ
（加速度）との関係を示す図である。磁束密度の変化の
速さ（加速度）は、地震の揺れの大きさに応じて相対移
動する可動部位３１の加速度に比例するので、結局、検
出される誘起電流の大きさは、地震の揺れの大きさに略
比例した大きさになる。

【００２５】尚、この特性は、永久磁石２６の着磁の強
さ、シールド板２７による磁束の上方向の拡散を抑制す
る効果の程度、各部品の位置関係などにより、図４に示
した様に上下にばらつく。そこで、本発明では、磁極２
３をボビン２２の中央部にネジ止めし、そのネジを回す
ことで上下方向に移動させて、その特性のバラツキを調
整する。そうすることで、地震の大きさに応じた正確な
検出信号を出力することができ、その精度を向上するこ
とができる。

【００２６】更に、震動による揺れが止まると、可動部
位３１は、永久磁石２６の磁力による吸引力により再び
磁極２３の中心部に引き寄せられて、待機状態となる。
常に、可動部位３１が中心部を中心に移動するので、磁
束密度の高い部分の変化をコイル２９で検出するので、
より高い感度を得ることができる。

【００２７】以上の様に、本発明の感震器は、震動の大
きさに応じた出力を無電源で出力することができ、ガス
メータの様な電池の消費電流の節約が必要な場合に好適
な感震器である。そして、永久磁石の吸引力により自動
的に復帰することができ、その点でもガスメータ内に設
けるには好適である。そして、磁極２３の位置調節によ
り震動に対する感度をある程度自由に設定することがで
きる。しかも、検出される出力は、地震の大きさに応じ
た値となり、ガスメータ等のマイクロコンピュータにア
ナログ値を供給することができる。

【００２８】図５は、上記の感震器を利用したガスメー
タの概略的な回路例である。感震器４０が上記した本発
明によるアナログ感震器であり、それとは別に従来の様
なデジタル感震器４１も併設されている。

【００２９】デジタル感震器４１からは、例えば震度４
を越える様な揺れを感知したらそれに伴うデジタルのパ
ルス信号４１ｄをマイクロコンピュータ５０に供給す
る。また、アナログ感震器４０からのコイル出力線２９
Ａであるアナログ信号４０ａには、揺れの大きさに応じ
た誘導電流又は電圧が出力される。そして、その振幅を
検出する回路４２を介して、揺れの大きさに応じた信号
がマイクロコンピュータ５０に供給される。そのアナロ
グ信号波４０ａの振幅を検出する回路３０内には、地震
以外の揺れの高周波成分をカットするためのロー・パス
・フィルタ４５、その出力を増幅する増幅器４６及び振
幅の大きさを予め設定した基準値と比較する電圧比較器
４７が設けられている。そして、これらの回路に電源を
供給する電源制御回路６０がマイクロコンピュータ５０
によって制御される。

【００３０】通常状態ではマイクロコンピュータ５０は
休止状態であり、電流制御回路６０から振幅検出回路４
２への電源の供給は行われない。従って、電池の電力を
消費することはない。次に、地震の揺れが発生すると最
初にデジタル感震器４１の低震動接点出力４１ｄが感知
する。その出力によりマイクロコンピュータ５０を再起
動し、電源制御回路６０に命令を出し、電源をオンす
る。そして、振幅検出回路４２にてアナログ信号波４０
ａの振幅の大きさに応じて電圧比較回路４７から揺れの
大きさに応じた信号をマイクロコンピュータ５０に供給
する。

【００３１】そして、例えば、震度が５以上であること
が検出されると遮断弁を遮断する指令４８を出力する。
また、震度が５程度と比較的震度が低い場合は、地震が
納まった後に適宜ガス漏れの検査を行い、異常がなけれ
ば遮断弁を開く（復帰）指令４９を出力する。そして、
その後一定時間以上デジタル感震器４１からの低震動接
点出力４１ｄがなければ、電源制御回路６０をオフにし
自分自信で休止状態に戻る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の感震器によ
れば、地震の強度の程度を検出することができる、従っ
て、その強度の程度に応じて最適な遮断弁の制御を行な
うガスメータの感震器として有用である。

【００３３】更に、本発明の感震器は、無電源で地震の
大きさを検出することができ、復帰動作も無電源で行う
ことができる。更に、その感度を磁極のネジで微調整で
きるので正確な安全制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の感震器の一例を示す断面図である。

【図２】図１の下側から見た平面図である。

【図３】図１、２の感震器の展開図である。

【図４】誘起電流と磁束密度の変化の速さ（加速度）と
の関係を示す図である。

【図５】感震器を利用したガスメータの概略的な回路例
である。

【図６】従来の感震器の一例を示す図である。

【符号の説明】

２１プラスチックケース２２ボビン２３磁極２４ボール２５可動板２６永久磁石２７シールド板２９コイル３１可動部位３２キャビティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者糸井宏明東京都中央区日本橋本町１丁目６番１号ニッコーシ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地震等の震動の大きさを感知して電気信号
として出力する感震器において、コイルが巻き付けられたボビンと、該コイルの内側のボ
ビンに上下方向に移動可能なようにネジ込まれた磁極
と、該ボビンの該磁極の上側に水平方向に移動可能に置
かれた永久磁石とを有し、震動が発生した時に前記永久磁石とボビンとの相対的な
位置の移動により、該コイル内に発生する誘起電流又は
電圧を震動の大きさの感知信号として出力することを特
徴とする感震器。
【請求項２】請求項１記載の感震器において、前記永久磁石は上下方向に着磁され、該永久磁石の上側
に所定の質量の磁気シールド板が取り付けられ、前記ボ
ビンの上部に設けられた複数の回転可能なボール上に該
永久磁石が載せられて、該永久磁石は該シールド板と共
に移動可能であることを特徴とする。
【請求項３】請求項１または２記載の感震器において、該ボビンの上部がキャビティ状をなし、該キャビティ内
に前記永久磁石が水平方向に移動可能に置かれ、無震動
時には該永久磁石の該磁極への吸引力により当該永久磁
石が該磁極上に位置して待機することを特徴とする。