JPS5918334Y2 - 小形感震器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 近年、感震器の使用が盛んになり、種々の機器に組込ま
れて使用されている。

感震器は単独で使用される場合は稀で、他の機能品例え
ばガスの安全弁等に組込んで感震機能を持たせるという
ような構成が多い。

この場合、特に要求される事は感震器が小形で且つ信頼
性が高くなければならない事である。

本考案は従来の水銀式感震器をその信頼性を損なわずに
小形化するための提案である。

本来水銀式感震器は、慣性体の摩擦損失が極めて少ない
ために他の慣性体を利用したものに較べて小形による可
能性が大きいが更に小形化する事が困難であった理由は
水銀の強い表面張力に基因している。

実験してみれば容易に判るが、水銀を常閉接点として構
成する場合、相手の金属電極が針の如く細いものであっ
ても、電極と水銀とが濡れない状態（接触角が９０°以
上の鈍角）である場合には浅い皿状の容器上で１ｇ以下
の水銀粒の中へ電極を自由に挿入する事が出来ない。

即ち水銀の自重により皿状容器の中心に位置する力より
も表面張力の方が強いため、例えば深い容器の底で充分
に水銀を拘束しておかない限り横へ逃げてしまう。

従って従来の構造のままでは水銀を小量にした場合電極
を中心位置に保つ事が出来ないから方向性が悪くなって
不都合である。

しかも水銀と電極との接触圧が小さく不同であるから電
気的接触抵抗が不安定であるため低い電圧回路に使用出
来ない等の欠点もある。

水銀式感震器の場合、水銀の横方向の移動によって接点
を開くわけであるから、水銀量の大小が感震器の大きさ
を決める大きな要因と云える。

本考案は水銀と濡れない部分と完全に濡れてアマルガム
状態となる部分を明確に区画して配置する事により前述
の不具合な点を解決し、秀れた特性を有する小形感震器
を提唱するものである。

以下本考案の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本考案に係る感震器の拡大して示した縦断面図
である。

水銀が濡れ難い金属である鉄で作られた上蓋１の中心に
は電極２がガラス３で封着されている。

電極２はガラスとの熱膨張差を考慮してその材質が選択
され例えばソーダ系ガラスに対しては鉄・ニッケル合金
が使用されるが、この鉄・ニッケル合金はそのままでは
水銀に対して濡れ難い金属の部類に入るので、その先端
の水銀に接触する部分のみに先づニッケルメッキを施し
次に第２図に拡大して示すようにテーパ一部Ａの如く切
削して先端の端面のみの微小部分Ｂにニッケルメッキ層
が残るように作られている。

受は皿４は鉄など濡れ難い金属で作られ底部４ａは円錐
皿状に成形されており、中心の微小部分に凹み４ｂが設
けである。

この底部４ａは水銀の移動面であって、この面上で水銀
が接触し放置される事によって生ずる付着力をほとんど
無視出来る程度にするため濡れ難い金属をさらに液体ホ
ーニング等により理想的な粗面例えば１μ程度の鋸歯状
の突起か更に大きな凹凸面上に形成された如き二重の凹
凸面からなる粗面化処理が施される。

一方前記凹み４ｂには接触片５が溶接又は圧入など電気
的に確実な接続状態で嵌入されている。

この接触片５は薄い鉄板にニッケルメッキを施して微小
面積に打抜いたものであり、水銀粒６と完全に濡れてア
マルガム状態を保つものである。

本感震器は前述のようになされた受は皿４に適量の水銀
６を入れ、空気を排除して水素ガスとか不活性ガスを充
填したチャンバー中で、受皿４の若干外側へ開いた上端
部４Ｃと上蓋１の外周近傍の下面とを夫々の中心を合致
させて溶接密封して作られている。

次に本曇を１０００程度の温度で数時間加熱すると、電
極２の先端のニッケル層と接触片５の表面のニッケル層
は水銀により容易にアマルガムを形成し完全に濡れた面
が形成される。

本感震器を中心軸Ｚ−Ｚが鉛直になる正規姿勢に取付け
ると、電極２の先端に水銀の濡れる面が形成されている
ため、１ｇ以下の小量の水銀であっても冒頭に述べた電
極が濡れない面の場合に引掛って中心位置に挿入されな
い状態とはならず、水銀６は濡れてアマルガムを形成し
た微小部分に合体すると引込まれるように受皿４の中心
に位置し電極２の先端に接触して静止する。

水平加速度の印加によって水銀６が横方向に移動する運
動について述べると、水銀６は直径が５ｍｍ以下（１ｇ
未満）であるとその表面張力によってほとんど球形をし
ており、ＩＧ以下の低い加速度による運動は固体の球の
運動と類似すると考えられ、さらに受皿４は粗面のため
水銀との付着力は無視出来るから、この水銀粒が横移動
する際の阻止力は受皿４の皿状斜面の勾配に基づく重力
の水平分力と電極２の先端および接触片５の微小濡れ面
により発生する水銀の表面張力とである。

すなわちこの２つの力が感震器の動作加速度を決定する
。

印加加速度が動作加速度を越えれば水銀粒６は中心から
周辺へ移動して接点を開く。

このとき接点は水銀対水銀接点であって、電極２は先端
及び接触片５の濡れ面の微小水銀膜と水銀粒６との水銀
同志の結合が切れると同時に表面張力に基づく吸着力は
作用しなくなるから、運動を阻止していた力が急減し、
水銀粒６は急跳的に運動をおこすため接点はスナップ的
に開離するとともに中心の電極２から減少した力の分だ
けより遠くへ移動する。

従って動作加速度を若干上廻る程度の加速度が印加され
た場合においても、接点の開放している保持時間が長く
なる良好な特性が得られる。

つまり一般に制御機器の動作には必ず一定値以上の動作
時間が必要であるが、前述の保持時間が長いという事は
本感震器によって駆動される制御機器が確実に応動させ
られる保証が得られたわけである。

印加加速度が無くなれば、水銀粒６はその自重により粗
面化された底部４ａの皿状斜面を転り落ちて中心部へ戻
るから接点は再び閉じられる。

この際水銀粒６は中心位置へ納まる前に電極２に接触し
て引掛るような状態になるのであるが、電極２の先端が
濡れていなければ引掛ったままで沖心に戻らないが、濡
れているために水銀同志が接触すると同時に表面張力に
基づく吸着力が作用し、逆に引張り込む力が働くため、
極めて円滑に中心へ戻ることが出来る。

以上述べたように、本考案によれば少量の水銀を慣性体
として用い、この水銀粒の接触しながら運動する密閉容
器の内面のほぼ中心微小部とそれ以外の部分との水銀に
対する濡れ性の相違を巧みに応用して、電極中心の所定
位置に載置する事、接点が開離するときの急跳運動、復
帰する時の円滑な運動及び電気的接触抵抗を低い値で安
定するように構成した非常に信頼性の高い小形感震器を
安価に提供する実用的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す縦断面図であリ、第２
図はその一部分を拡大して示す。 １・・・・・・上蓋、２・・・・・・電極、３・・・・
・・ガラス、４・・・・・・受は皿、６・・・・・・水
銀。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 水銀と濡れ難い金属で作られその内面をさらに水銀が付
   着し難くするための粗面を施した受は皿と、ガラスの如
   き電気絶縁物でほぼ中心に電極を固定した金属性上蓋と
   が各々の外周近傍を接合されて構成された密閉容器中に
   １ｇ以下の水銀粒を収納して成り、前記受は皿のほぼ沖
   心には水銀と完全に濡れるアマルガム状態にされた微小
   部分が設けられ、さらに前記電極の密閉容器内部で前記
   水銀粒と接触する先端部分のみを水銀と完全に濡れるア
   マルガム状態にするとともに前記水銀粒が動作加速度に
   応答して所定位置から離脱した後前記加速度が消滅して
   水銀粒が元の所定位置に復帰する時に水銀粒の上下部分
   が前記アマルガム状態にされた微小部分と合体する位置
   にそれぞれ配設された事を特徴とする小形感震器。