JPS6316268A - ピ−ク加速度記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、かききずで記録する加速度記録装置に関する
。

（従来の技術） 地球の運動に関するデータ、例えば地震についてのデー
タを得るために、例えば大型ビルディング、発電所、ダ
ムという構造物に加速度レコーダーを設置する。

従来の地震計に加えて、より簡単な、もっと頑丈なピー
ク加速度記録装置を採用する。

このピーク加速度記録装置は、加速度のピーク値を金属
記録板上にかききずにより記録する。このピーク加速度
記録装置には、バッテリや他の電源を要しないし、この
記録は、強力な磁界にさらされてもまた。火や水に出あ
っても問題はない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述タイプの３軸のピーク加速度記録装置で
、本願発明者の１９７６年８月１０日付けの米国特許第
３，９７４，５０４号明細書に図示し説明したピーク加
速度記録装置の改良である。

（問題点を解決するための手段） 本発明はこの米国特許第３，９７４，５０４号明細書と
以下の点で異なっている。

（イ）　地震質量、すなわち「保証質量」を４つではな
く３つの板ばねでつるして、そのうちの２つは一体構成
されている；（ロ）　機器の輸送および取扱い中、保証
質量を静止状態に保持するために、新規な輸送シムを設
けている； （ハ）　保証質量の変位を機械的に増幅する針担持レバ
ーアームは、新規な一体型軽量構造をしている； （ニ）　ある所定の大きさより大きい加速度が記録され
たときを示すために新規なレバーアーム接点を介して作
動される、電動式状態インジケーターを設けている；そ
して （ホ）　　本顆の発明者による米国特許第４．２２３，
３１９号明細書に示すようなエヤー・ダッシュポットに
よって制動を行なうのが望ましい。

（実施例） まず第１図に、１台の完成した一軸加速度記録装置を示
す。保証質量２と取付板４とを板ばね６，７で連結する
。取付板４は本装置のベース５に固定されている。この
板ばねにより質量２が矢印Ｘの前後方向に移動される。

すなわち、板ばね６，７は、はぼ直線形状の可撓性拘束
材を示す。質量２０の変位は、軽い、補剛レバーアーム
２０ｃによって増幅される、このレバーアーム２０ｃの
先端部に針２３が取付けられている。増幅比は約８：１
である。この針２３は、ダイヤモンドでつくるのが望ま
しい、針２３は、金属の記録板４０の適切に処理された
面上に「かき傷」の線を描く構造をしいてる。記録板４
０の移動は。

本願と同一発明者の米国特許第３，９７４，５０４号に
示すようなフレーム構造体のスロット４２にはめこんで
摺動することで可能である。制動装置３０が、レバーア
ーム２０ｃと、ベース５上の適当なブラケットとの間に
接続されている。この構成によって、質量／ばね装置２
．６，７の固有振動数での機械的振動を弱める。はぼ上
述した限りの上述の構成および機能は、同一出願人の米
国特許第３，９７４，５０４号明細書の第２．６．９図
のそれとほぼ類似である。ここでは簡単に説明しである
。本発明の改良点をこれから説明する。

本発明では、保証質量２を　３本の板ばね（４本の板ば
ねではなく）でつるして案内する。

例えば、３脚のスツールは前後に動きえないが、４脚の
スツールは前後に動きうるという理由で、この構造によ
って、取付過程でのわずかな相対変位によって板ばねが
別に圧力を受けることがない。

第２図において、２つの板ばね７ａ、７ｂが保証質量２
の片側を支持し案内する。１つの板ばね６が質量の反対
側を支持し案内する。

この板ばねは、第２図と第３図において、ショルダーね
じ８９とクランプ条片体８，８゜１８とを使って固定さ
れている。シ目ルダーねじ８９のねじを切っていない、
すなわち肩部は、部品２，４，６，７，８，１８を一線
にそろえて組み立てる場合に役立つ。

第７図は板ばね（リード）６ａ体を示す。

第８図は曲げ部７　ａ、７　ｂを有する板ばね（リード
）７を示す、一対の板はね７は、明らかに１枚の部材の
一部、すなわち真中をほぼ長方形状に打ち抜いた板ばね
素材７の一部である。この形状により組立てが簡単にな
り、曲げ部７ａ、７ｂの配置および位置合せの精度がよ
くなる。長方形部材７の動かない部分７ｃ、７ｄは第２
図において、クランプ条片体８．８の下に取り付けられ
る。

第３図は板ばねがどのようにしてたわむかを示す、質量
２を矢印Ｘの方向にそってたわませると、板ばねがわず
かにＳ形状になり、したがって、板ばねの両端間の長さ
が短くなる。したがって、取付板４と質量２との間のす
きまＣがせまくなる。本発明の特徴は、このすきまＣに
輸送シム９をはさんで本発明の装置を取つけ中、または
輸送中保証質量２を静止位置に保持する。このシムは、
本装置を所定の個所に設置した後、取り除かれる。シム
９の断面が第３図に、シム９が取り除かれた状態が第２
図に示されている。部品の寸法は、保証質量２がたわま
ないとき（すなわち、板ばね６，７が一直線のとき）シ
ム９は簡単に元の所にすベリこめるが、質量２が第３図
に示すようにややたわむとき、シムが定位置にぴっちり
と取り付けられるように選択される。輸送の場合には第
２図、第３図に示すように、質量２は、例えばねじ１０
とナツト１１で示す締付位置を締付けることによりたわ
みを受けた位置に保持される。第２図において、シム９
のスロット１９とねじ１０のまわりにすきまを設ける。

止めねじ７０．７０　（第３図）は質量２のたわみを制
限するためのものである。

本発明のもう１つの特徴は、運動を増幅するレバーアー
ム２０ｃの構造にある。このアームの完成形状が第１図
に示されている。このアームの製造工程が第４ａ、４ｂ
、４ａ図の２０ａ、２０ｂ、２０ｏで示されている。

第４ａ−４ａ図において、アームは根部２６をもつ。こ
の根部２６は本装置のベース５上の不図示の適当なブラ
ケットに締付けられている。アームは、更に狭い幅のヒ
ンジ部２７゜保証質量２に取り付けられた押棒部２５、
フランジ部２１ａをもつアーム部２１、針２３用の針担
持部２２、および接点部２４を有する。第２図と第３図
にもどって、押捧部２５の駆動端は、例えばねじ２９ａ
によって保証質量２に２９の個所に取り付けられる。

第４ａ図にもどって、全体として２０で示すレバーはエ
ツチングをほどこした素材２０ａからつくるのが好まし
い、この素材２０　、ａは、単一のばね金属、例えばベ
リリウム鋼合金で約０．０８ｍ　（０，００３３インチ
）の厚さである。第４ｂ図において、この金属素材の側
辺を２１ａ、２１ａで上方に折り曲げて曲げには比較的
つよい溝状断面をつくる。押捧部２５を折り下げて、側
辺を同様に２５′で上方に折り曲げて剛い溝状断面をつ
くる。

レバーアーム２０の対向端には針担持部２２を折って図
のような形状とし、針２３を一定位置に固着する。第４
ｂ図のアーム構成体２０ｂは必要な個所で、即ちヒンジ
部２７．押捧部２５のベース（第４ａ図の２５０にある
）、モして針担持部２２のベース２２′で曲げることが
できる。アームの長さ方向２１に沿って、押棒１？２５
　’に沿って、針担持部２２の本体に沿って曲げる場合
にはアームは比較的剛い。しかし、アームの主部２１は
、ねじりに対して十分な剛性をもっていないので満足な
働きを期待できない。

従って、アームの主部にジャケット２８をきっちりはめ
こんで、ねじり剛性を増加して満足な値にまで高める。

このジャケットは熱収縮性プラスチックチューブ（例え
ば電気配線に使われる）が好都合である。アーム構成体
２０ｃは完成品である。

第１１図は、ねじり剛性をさらに高めたアーム構成体の
別実施例である。ここで、アーム２１は前述のようにつ
くられているが、溝部材２１ｄをアーム２１に沿って設
けて節部となしている。２つの溝部材２１，２１ｄを収
縮チューブ２８で一体保持している。

第１〜第５図において、制動装置３０が適当な連結部材
２００によってアーム２０ｃに接続された、公知タイプ
のエア・ダッシュポットであるのが望ましい、第９図も
参照して下さい、このようなダッシュポットは本願発明
者の米国特許第４，２２３，３１９号の第７，９゜１１
．１３図にに示されている。シリンダーはガラスで、ピ
ストンはグラファイトでつくるのが望ましい。

第９〜１０図において１弾性接点部材６１゜６２を設け
る。アーム２０ｃが所定中央位置の一方側または他方側
に所定の調節量だけたわむとき、接点部材６１，６２は
アーム２０Ｃ上の接点ワイパーアーム要素２４と電気的
に導通をする。部材６１．６２は、薄い金属製の、適当
なブロック状ベース６０ａ、６０ｂ内に固定された、は
ぼ折り曲げられた片持ばねのような形状をしている。こ
の接点部材６１．６２の先端部どうしは常態では、はん
のわずか離れているので、アーム２０ｃが中央位置、す
なわちたわまない位置にあるときワイパー２４はどの接
点部材にも触れない。

第１０図において、ワイパー２４はたわんだ状態で接点
部材６１に接触している。中央位置にあるワイパー２４
を点！！２４’で示す。

接点部材６１．６２は、−十分可撓性をもって作られて
いるので、針２３での表示かられかるように質量／ばね
装置２，６，７の剛性に部材６１．６２は少しも影響を
与えない、すなわち、部材８１．６２は加速度に応答し
て、アーム２０ｃのたわみを少しも小さくしないがアー
ム２０ｃと一緒に動く。この接点部材は厚さ０．０２＋
ｍのベリリウム鋼合金製である。例５えばねじ６３，６
４のような調節装置を設けて、接点部材６１．６２の静
止位置、すなわち非接点位置を調節して、ワイパー２４
が接触しない「不感帯」の幅と位置を決める。

本発明の特徴は、各調節ねじを内方に向かって回すとき
、接点部材を中央帯に近ずけるというよりはむしろ離す
ように移動する如く配置することである。したがって、
ねじ６３は部材６１を押して中央からはなす（第１０図
で左方に移動させる）。ねじ６４は部材６２を右側に押
す、この「交差」構造の長所は、ワイパー２４が接点部
材６１か６２に接触すると、接点部材が調節ねじから遠
ざかるようにワイパー２４がその接点部材を押す。従っ
て、たわみが大きくなると、片持部材６１または６２の
有効長は、ねじを越して片持部材の根部での固定点（第
１０図で６２０）までとより長くなる。

片持部材６１．６２の剛性は相対的に小さく、望ましい
ことにこの剛性減少によって地震装置２ｔ　６，７ｔ　
２０ｃ等の特性への負荷の影響を小さくする。

取付ブロック６０ａ、６０ｂをねじ６６で適切に一体保
持する０部材６１．６２をこのブロックの間に適切に取
り付ける。ワイヤ６８゜６９と部材６１，６２とが電気
的に導通している。

第５図において、直交して配置された３個の加速度記録
装置１　ａ　＊　１　ｂ　＊　１　ｃの接点部材６１．
６２が周知の種類の事象レコーダー５１．５３．５５を
作動する。第６図も参照。

一旦スイッチが入れば、手動または電気でリセットされ
るまで、レコーダーは表示を保持する。表示は２成分表
示であり、すなわち、「作動されている」あるいはｒ作
動されていない」だけを示す。第６図は適当な回路を示
す。

キー操作のスイッチ８７は「オフ」　「バッテリ・テス
ト」　ｒオン」位置をもっている。バッテリ８３は事象
レコーダー用電源である。

発光ダイオードを有する適切なバッテリ・テスト回路を
８０．８１．８２で示す。アーム接点を６２で示す。接
点６１は複雑になるので省略する。

第５図は完全な３軸装置を示す。加速度記録装置１ａ、
ｌｂ、ｌｃはＸ一方向、Ｙ一方向、Ｚ一方向それぞれの
加速度に応答するように方向づけられでいる。ポスト７
０は、カバー取付用である。

本装置を設置する場合、カバーを取り去っ　・て所定の
個所に取りつけ、次に、ナツト１１（第２−３図）をゆ
るめて輸送シム９をとり外す。事象レコーダーを「非作
動」にセットして記録板４０をスロットに挿入する。次
に、カバーをもとにもどす。

本発明に係る装置の仕様は以下の通りである。

固有振動数：　　　　　４０ヘルツ バンド幅：　　　　　　０〜３２ヘルツ全規模加速度：
　　　　　２．５　ｇ 制　　動：　　　　　　臨界の５５〜７０％ダイナミッ
ク・レンジ：１００：１ （全規模の）精度　　　　５％ 軸交叉感度：　　　　　　０．０３　ｇ／ｇ　ｗａｘ。

（発明の効果） 以上のような構成の加速度記録装置はバッテリや他の電
源を必要としないし、また、記録された加速度値は熱、
液体および機械的損傷におかされない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、１軸についての加速度記録装置の斜視図、 第２図は、輸送シムを示す保証質量とリードの吊り下げ
装置の詳細を示す斜視図、第３図は、第２図の矢視３−
３の断面図、第４ａ、４ｂ、４ｃ図は、製造の３段階で
　　・のレバーアームと針の拡大斜視図、 第５図は、完全な３軸の加速度記録装置の単純化した斜
視図、 第６図は、電気的ダイヤグラムの概略図、第７図および
第８図は、リード吊り下げばねの斜視図、 第９図は、アーム接点を示す拡大斜視図の部分図、 第１０図は、接点装置の端面図、 第１１図は、アーム構造体の別実施例を示す斜視図の部
分図である。 ［主要部分の符号の説明コ 保証質量・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・２べ−ス−−−−、、、、、、、、
、、、ｅ、畳１１ｏ・φ・φ・瞥＋＋φ番・瞥５板ばね
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・６，７レバーアーム・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・２゜押棒部・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２５根　
部・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・２６ア一ム部・◆・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・２１針担持部・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２
２ノ面に６゜ 一一人−５ 〃訳４ （１）別紙の通り、正式図面１通を提出致します手続補
正書彷式） 昭和６１年１０月　９日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年　特　許　願　第１７１９４３号２、発明の
名称 ピーク加速度記録装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 氏　名　ボール　ディー、エングダール４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、それぞれがほぼ平行に面する面をもち、該両面間に
   隙間を形成したベース部材と保証質量； 該ベース部材と保証質量を連結して両者間に相対的な平
   行な振動変位をさせる平行平坦な３個の弾性リード； 根部分、押棒部分、アーム部分、針担持部分を有する変
   位増幅レバーアーム； 前記根部分から前記ベース部材までの接続部材と該押棒
   部分から前記保証質量までの接続部材； を有する加速度記録素子から成り、前記部分は１枚の曲
   げシート材の一体部分であり、前記アーム部分と押棒部
   分は溝形状の横断面を有していることを特徴とするピー
   ク加速度記録装置。 ２、リードのうち２つは、弾性シート材の１枚の平坦片
   から成る平坦状中空の長方形要素の平行かつ対向した脚
   である、特許請求の範囲第１項に記載のピーク加速度記
   録装置。 ３、リードが実質的にたわませられたとき隙間にきっち
   りはめこまれ、しかし、前記リードがたわませられない
   とき除去可能な寸法の輸送シムと、保証質量をたわませ
   られた位置に固定して前記シムを加速度記録装置の輸送
   中、保持するための固定装置とをさらに有する特許請求
   の範囲第１項に記載のピーク加速度記録装置。 ４、ねじり剛性を大きくするためにアーム部分の上を被
   う密着性中空カバーをさらに有する、特許請求の範囲第
   ３項に記載のピーク加速度記録装置。 ５、カバーは、熱収縮性プラスチックのチューブで適切
   に収縮された長さをもっている、特許請求の範囲第４項
   に記載のピーク加速度記録装置。 ６、アーム部分と接触して配置されてほぼ中空の長方形
   の断面形状の強化アーム部材を形成する、該アーム部分
   に類似の強化溝を更に有し、該強化溝とアーム部分とを
   チューブによって一体保持する、特許請求の範囲第５項
   に記載のピーク加速度記録装置。 ７、針の近辺にアームに設けた接点ワイパー部；折り曲
   げられた片持ちばねのような形状をしてかつベース部材
   に固定した根部分を有する一対の、軽量で弾性力のある
   接点部材、該接点部材の自由端部は分離され、中央位置
   からの一定距離より大きいアームのたわみ中、前記ワイ
   パー部に接触するように配置され；各接点部材を前記中
   央位置から離すように押しつける配置をした各接点部材
   用の調節装置；から成り、該接点部材を前記たわみ中、
   前記調節装置とは別個に移動できる、特許請求の範囲第
   ３項に記載のピーク加速度記録装置。 ８、加速度記録要素は３個で、３つの互いに直交した軸
   に沿っての加速度に応動するように配置され、さらに接
   点ワイパー部と前記接点部材との間を接続することでス
   イッチが入るように接続された事象レコーダーを有する
   、特許請求の範囲第７項に記載のピーク加速度記録装置
   。