JPH1062235A - 振動センサ装置、振動センサおよび回路ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動センサなどの基板上への組み立ての便利性
を高めかつその性能の確認および交換作業を容易にす
る。 【解決手段】機械的な振動に応答動作しこれに対応した
センサ信号を発生する振動センサ４と、該センサ信号を
処理する回路４６が内蔵されている回路ユニット６とを
有し、振動センサ４の電源受給端子１０と回路ユニット
６の電源供給端子４０とが、また振動センサ４のセンサ
信号出力端子１２と回路ユニット６のセンサ信号入力端
子４２とがそれぞれ接続分離可能なように一対の着脱端
子１４，１６でもって振動センサ４と回路ユニット６と
を着脱可能にした構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動センサ装置、
およびこれを構成する振動センサならびに回路ユニット
に関する。本発明の振動センサは、地震の検知のために
用いられる感震器のみならず、単に振動を検知するセン
サのような振動センサとかその他の振動センサを用いた
装置なども含むものである。

【０００２】

【従来の技術】地震が発生した場合には、所要の対応、
例えば電源を切ったり、ガスの供給を停止したりなどの
対応を迅速に図ることが要求される制御機器とか設備と
かシステムなどにおいては、機械的に与えられる外部か
らの振動に応答動作して、これに対応して電気的なセン
サ信号を生成して出力する振動センサとして感震器を配
備し、この感震器のセンサ信号から地震有無の検知を行
い、その検知に対応した処置が有効的確にとれるように
したものがある。

【０００３】このような感震器には、各種の構造のもの
が開発実用化され、既に広く普及されるに至っている。
かかる感震器には、例えば内部に配備された鋼球を地震
などの振動によって移動させて接点をオンオフさせ、そ
の接点のオンオフをセンサ信号として出力するようにし
たものがある。

【０００４】このような感震器を装備した制御機器で
は、感震器から出力されるセンサ信号に基づいて、その
振動が地震であるのか、あるいは、地震以外の衝撃であ
るのかの判別処理および地震であればその震度はどの程
度かなどの判定処理を行うためのマイクロコンピュータ
などからなる処理回路は、制御機器内の基板上に搭載さ
れ、これとともに振動センサもその基板上に処理回路と
の間の電気的配線のため同時に搭載され、その際、それ
の機械的強度を得るうえで半田付けで同時に強固に搭載
されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来例では、感震器からのオンオフのセンサ信号に基づ
いて、地震であるのか、あるいは、地震以外の衝撃であ
るのかを判別処理するためのアルゴリズムが必要となる
が、感震器を購入したユーザが、このような判別処理の
アルゴリズムを準備するのは必ずしも容易ではなく、感
震器を使用する上で不便であった。

【０００６】また、感震器を地震発生時に確実に動作さ
せるように振動センサの性能を予め確認しておくことは
言うまでもなく必要なことであるが、従来の場合、感震
器を基板に半田付けで固定させて処理回路と接続させな
い限り、その性能の確認ができない。これでは、基板上
に組み立てて性能の確認を行ってはじめて性能不良であ
ると判明した場合では、その感震器を基板から取り外さ
なければならないなど感震器の性能の確認の作業が不便
であった。

【０００７】また、性能が良好であると確認されて基板
に感震器を組み込んだ後、保守点検によって性能不良で
あると判定されたために、感震器を基板から取り外して
交換する必要が生じたような場合に、その交換作業も半
田付けで固定されているので、たいへん面倒なものであ
った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の振動センサ装置
においては、振動センサに対し該振動センサのセンサ信
号を処理するための回路が内蔵されている回路ユニット
を着脱可能にしている構成によって、上述した課題を解
決している。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態に係る振動センサ装置について詳しく説明す
る。

【００１０】本発明の実施の形態に係る振動センサ装置
は、振動センサの一例である感震器と回路ユニットとか
ら構成されている。

【００１１】図１は感震器から回路ユニットを取り外し
た状態で示す装置の斜視図であり、図２は感震器の半断
面図であり、図３は回路ユニットを示す図であり、
（ａ）は回路ユニットの正面図であり、（ｂ）は図３
（ａ）のＡーＡ線に沿う断面図であり、図４は感震器と
回路ユニットとの電気的等価回路図である。

【００１２】まず本発明の実施の形態に係る装置の全体
構造について、図１を参照して説明すると、この装置２
は、機械的な振動に応答動作して電気的なセンサ信号を
生成して出力する感震器４と、このセンサ信号を入力し
て所要の処理、例えば地震判定などの処理を行うための
処理回路が内蔵されている回路ユニット６とを有してい
る。

【００１３】感震器４は、大略円筒状のケース８を備え
ている。このケース８の形状は円筒状ではなく、回路ユ
ニットの形状に合わせた箱型形状にして感震器４と回路
ユニット６とをよりコンパクトに着脱し得る構造であっ
ても構わない。感震器ケース８の外周面には、電源受給
端子１０とセンサ信号出力端子１２とが突出して設けら
れている。電源受給端子１０は、回路ユニット６側から
の電源の受給用であり、センサ信号出力端子１２は、回
路ユニット６側へのセンサ信号の出力用である。これら
両端子１０，１２は、互いに同じ方向に向けて所定間隔
あけて互いに平行に配備されている。

【００１４】感震器ケース８の外周面にはまた、一対の
着脱端子１４，１６が突出して設けられている。これら
一対の着脱端子１４，１６は、感震器４を回路ユニット
６にいわゆるワンタッチ操作で着脱可能に取り付けられ
るようにするためにスナップフィット形になって同じ方
向に向けて互いに平行に配備されている。

【００１５】回路ユニット６は、箱形のケース１８を備
えており、このケース１８の下面側には外部電源端子２
０、処理信号出力端子２２および接地端子２４がそれぞ
れ下方に同方向に向けて互いに平行に突出配備されてい
る。回路ユニット６の外部電源端子２０、処理信号出力
端子２２および接地端子２４は制御機器の図示していな
い制御基板上に接続されるものであって、外部電源端子
２０は制御基板上の電源回路から内部の処理回路へ電源
の供給を受けるための端子であり、処理回路信号出力端
子２２は、回路ユニット６内のセンサ信号処理回路で処
理した処理信号を制御基板上の回路に出力させるための
端子であり、接地端子２４は回路ユニット６を制御基板
側に接地させるためのものである。

【００１６】感震器４はまた図２を参照して説明するよ
うに、ケース８内部の内ケース９に配備された球体、例
えば鋼球２６が外部から与えられる振動に応じて転動す
ることにより、上部のプランジャ１１を上下方向に変位
させ、その上部の接点３０を閉じたりあるいは開いたり
して電気的にオンオフするようになっている。この接点
３０は電源受給端子１０とセンサ信号出力端子１２との
間に接続されていることで、オンオフにより電源受給端
子１０から受給した電源をセンサ信号出力端子１２から
オンオフのセンサ信号として生成出力できるようになっ
ている。

【００１７】回路ユニット６はまた図３を参照して説明
するように、各端子２０〜２４の他に感震器４の電源受
給端子１０とセンサ信号出力端子１２それぞれが挿入さ
れる一対の第１の各挿入孔３２，３４と、一対の着脱端
子１４，１６それぞれが挿入される一対の第２の各挿入
孔３６，３８とが形成されている。

【００１８】回路ユニット６は前記一対の第１の各挿入
孔３２，３４それぞれの内に図４に示されるように、電
源供給端子４０とセンサ信号入力端子４２とが配備され
ており、感震器４の電源受給端子１０とセンサ信号出力
端子１２とがそれぞれ対応する第１の各挿入孔３２，３
４にそれぞれ挿入されると、感震器４の電源受給端子１
０は回路ユニット６の電源供給端子４０に、センサ信号
出力端子１２はセンサ信号入力端子４２にそれぞれ接続
されるようなコネクタ構造になっている。このコネクタ
構造の図示は省略されている。

【００１９】回路ユニット６は、図３に示されるように
ケース１８内に処理回路搭載用基板４４を有している。
この基板４４には処理回路４６が搭載されている。この
処理回路４６は、前記センサ信号出力端子１２とセンサ
信号入力端子４２とのコネクタ接続を介して感震器４か
ら入力されてくるセンサ信号に基づいて感震器４に与え
られた振動が地震によるものであるのかといった判別と
か、地震であればその地震の規模の判定とか、その他の
判定などを処理するマイクロコンピュータなどから構成
されている。

【００２０】このような本実施の形態の装置における感
震器４と回路ユニット６との等価回路について図４を参
照して説明する。感震器４は回路的には、電源受給端子
１０に電源が入力され、センサ信号出力端子１２からセ
ンサ信号を出力するものであって、これら両端子１０，
１２間に接点３０が配備されるとともに、振動に応じて
移動する鋼球２６によって接点３０をオンオフする構成
となっている。

【００２１】回路ユニット６は、制御基板側に接続され
る外部電源端子２０、処理信号出力端子２２および接地
端子２４と、外部電源端子２０に直接接続されかつ感震
器４の電源受給端子１０に接続される電源供給端子４０
および、センサ信号出力端子１２に接続されるセンサ信
号入力端子４２を有している。そして回路ユニット６
は、処理回路４６として電源自己保持回路４８とマイク
ロコンピュータ５０とを有している。

【００２２】電源自己保持回路４８は、第１および第２
のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２と、ダイオードＤ１と、
電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２と、バイアス抵抗Ｒ３とから構
成されている。

【００２３】電源自己保持回路４８は、作用的には感震
器４が振動されて鋼球２６によって接点３０がオンされ
ると、外部電源端子２０からの電源が、電源供給端子４
０、電源受給端子１０、接点３０、センサ信号出力端子
１２、センサ信号入力端子４２、さらにダイオードＤ１
を介して第２のトランジスタＴＲ２のベースに与えら
れ、これにより第２のトランジスタＴＲ２が導通して第
１のトランジスタＴＲ１が導通する。

【００２４】第１のトランジスタＴＲ１が導通すると、
鋼球２６が移動して接点３０がオフしても第２のトラン
ジスタＴＲ２のベースには、第１のトランジスタＴＲ１
および電流制限抵抗Ｒ２を介して電源が印加されるの
で、第２のトランジスタＴＲ２は導通を保持され、第１
のトランジスタＴＲ１も導通を保持されることになる。
こうして、マイクロコンピュータ５０は接点３０が鋼球
２６でオンされた後は、接点３０のオンオフにかかわら
ず第１のトランジスタＴＲ１を介して電源が常時供給さ
れて感震器４からのセンサ信号を処理できるようになっ
ている。

【００２５】このように振動によって接点３０がオンす
ることにより、マイクロコンピュータ５０への電源の供
給が開始されるので、振動の有無に拘わらず常時電源を
供給する構成に比べて、消費電力の低減を図ることがで
きる。

【００２６】マイクロコンピュータ５０は、感震器４が
例えば図５（ａ），（ｂ），（ｃ）でそれぞれ示すよう
な加速度１５０Ｇａｌ，２００Ｇａｌ，２５０Ｇａｌの
地震波形で振動させられた場合、感震器４の鋼球２６に
よる接点３０のオンオフによるセンサ信号は図５
（ａ’），（ｂ’），（ｃ’）それぞれで示すようにな
り、このセンサ信号がマイクロコンピュータ５０に与え
られる。マイクロコンピュータ５０は、一定時間Ｔ内に
おけるセンサ信号内のパルスの数が図５（ａ）では１、
図５（ｂ）では３、図５（ｃ）では６であることで、加
速度がそれぞれ１５０Ｇａｌ、２００Ｇａｌ、２５０Ｇ
ａｌの地震であると判定処理し、それぞれに対応した処
理信号を出力する。

【００２７】なお、上述の実施の形態においては、感震
器４は回路ユニット６に対してスナップフィットのよう
な一対の着脱端子１４，１６でもってワンタッチ操作で
着脱可能に保持されるようになっているが、感震器４を
回路ユニット６に対してネジでもって着脱可能としても
構わないし、感震器４の電源受給端子１０とセンサ信号
出力端子１２それぞれから配線を引き伸ばし、その配線
の端部にコネクタを設け、回路ユニット６の電源供給端
子４０とセンサ信号入力端子４２それぞれからも配線を
引き伸ばしその配線の端部にコネクタを設け、両コネク
タでもって感震器４と回路ユニット６とを互いに着脱可
能としても構わないなど、その着脱の形態は各種のもの
があり、本発明ではこれら各種着脱の形態を含むもので
ある。

【００２８】また、回路ユニット６を、制御基板にネジ
によって取り付けるようにしてもよい。

【００２９】以上のような構成を有する振動センサ装置
を、ガスメータに内蔵させ、所定の震度以上の地震の発
生時には、振動センサ装置の出力によって、ガスの入力
ポートを開閉する電磁弁を閉じてガスの供給を遮断する
ようにしてもよい。

【００３０】なお、上述の実施の形態では、振動センサ
装置をガスメータに内蔵させたけれども、本発明の他の
実施の形態として、エレベータ、ストーブ、化学プラン
ト、鉄道等の各種機器や装置等に本発明に係る振動セン
サ装置を装備して地震の発生時には、所要の動作を行わ
せて各種の災害を未然に防止できるようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、振動セン
サと回路ユニットとが互いに着脱可能な構造を備えてお
り、回路ユニットには、例えば、地震であるか否かを判
別処理するような処理回路が予め組み込まれており、し
たがって、振動センサを回路ユニットに着脱可能に取り
付けるとともに、その回路ユニットを基板上に取り付け
るのみで制御機器内の基板上への組み立てができ、従来
のように基板上に処理回路を設ける必要がない。

【００３２】これによって、ユーザは、振動センサと回
路ユニットとを購入すれば、例えば地震であるか否かを
判別処理するためのアルゴリズムを準備するといった必
要がなくなり、従来に比べて、振動センサ装置の使用が
容易となる。

【００３３】また、振動センサを地震発生時に確実に動
作させるように振動センサの性能を予め確認しておく場
合においては、従来のように振動センサを基板に半田付
けで固定させて処理回路に接続させる必要もなくその性
能の確認が可能となる結果、振動センサの性能の確認の
作業が容易かつ便利となる。

【００３４】また、性能が良好であると確認されて基板
に組み込まれている振動センサをその後、保守点検をし
て性能不良であると判定した場合においては、回路ユニ
ットから振動センサを取り外して交換できるから、従来
のように半田付けで基板に固定されていた振動センサを
取り外すような面倒な作業が不要となり、振動センサの
交換作業がたいへん容易かつ便利となる。

【００３５】また、振動センサと回路ユニットとが分離
可能であるから、感度の異なる複数の振動センサと、処
理の異なる複数の回路ユニットとを任意に選択して組み
合わせて使用できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る振動センサ装置の斜
視図である。

【図２】感震器の半断面図である。

【図３】回路ユニットに係り、（ａ）は正面図、（ｂ）
は（ａ）のＡーＡ線に沿う側面図である。

【図４】振動センサ装置の等価回路図である。

【図５】動作説明に供する地震および信号の波形図であ
る。

【符号の説明】

２ 振動センサ装置 ４ 感震器 ６ 回路ユニット １０ 電源受給端子 １２ センサ信号出力端子 １４ 着脱端子 １６ 着脱端子 ２０ 外部電源端子 ２２ 処理信号出力端子 ２６ 鋼球 ３０ 接点 ４０ 電源供給端子 ４２ センサ信号入力端子 ４４ 処理回路搭載用基板 ４６ 処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 金男 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動センサに対し該振動センサのセンサ
   信号を処理する回路を内蔵した回路ユニットを着脱可能
   としたことを特徴とする振動センサ装置。
2. 【請求項２】 前記振動センサのセンサ信号出力端子を
   それの側方に突出させ、このセンサ信号出力端子に前記
   回路ユニットをセンサ信号の入出力に関して結合させる
   ことで前記振動センサと前記回路ユニットとを互いに並
   んだ状態で一体的に着脱可能にしていることを特徴とす
   る請求項１記載の振動センサ装置。
3. 【請求項３】 前記振動センサが、前記回路ユニットに
   スナップフィットで結合して着脱するための結合部を有
   していることを特徴とする請求項１または２記載の振動
   センサ装置。
4. 【請求項４】 前記振動センサのセンサ信号出力端子と
   前記回路ユニットのセンサ入力端子とがコネクタ結合構
   造とされることを特徴とする請求項１または２記載の振
   動センサ装置。
5. 【請求項５】 前記回路ユニットが、基板取り付け用端
   子を設けたことを特徴とする請求項１ないし４いずれか
   記載の振動センサ装置。
6. 【請求項６】 前記回路ユニット内の回路が、前記振動
   センサからのセンサ信号に基づいて地震であるか否かの
   判定処理を行うものであることを特徴とする請求項１な
   いし５いずれか記載の振動センサ装置。
7. 【請求項７】 ガスメータに内蔵されて前記回路ユニッ
   ト内の回路が前記振動センサからのセンサ信号に基づい
   て、ガスの供給を遮断する遮断信号を出力することを特
   徴とする請求項１ないし６いずれか記載の振動センサ装
   置。
8. 【請求項８】 前記請求項１ないし７いずれか記載の振
   動センサ装置に用いられる振動センサ。
9. 【請求項９】 前記請求項１ないし７いずれか記載の振
   動センサ装置に用いられる回路ユニット。