特開 2024-55587 感震センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024055587

(43)【公開日】2024-04-18

(54)【発明の名称】感震センサ

(51)【国際特許分類】

   G01H 1/00 20060101AFI20240411BHJP

   H01H 35/14 20060101ALI20240411BHJP

   G01V 1/01 20240101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

G01H1/00 D

H01H35/14 D

G01V1/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022162644

(22)【出願日】2022-10-07

(71)【出願人】

【識別番号】000124591

【氏名又は名称】河村電器産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078721

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 喜樹

(74)【代理人】

【識別番号】100121142

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 恭一

(74)【代理人】

【識別番号】100124420

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 清隆

(72)【発明者】

【氏名】吉川 亜緒依

(72)【発明者】

【氏名】神戸 健吾

【テーマコード（参考）】

2G064

2G105

5G056

【Ｆターム（参考）】

2G064AB02

2G064AB19

2G064BA02

2G064BD02

2G105AA03

2G105BB01

2G105EE01

2G105MM02

2G105NN02

5G056BE08

5G056BE20

5G056BE33

5G056BF01

(57)【要約】

【課題】 鋼球を使用する構成より長寿命化が可能な機械式の感震センサを提供する。
【解決手段】 非導電性の容器１０に不揮発性の電解液３が収容され、容器１０の内底部に第１電極５ａ、電解液の液面より高い位置の容器１０の内側面に第２電極５ｂが配置された検知部２と、第１電極５ａと第２電極５ｂとが電解液３を介して導通したら地震発生信号を出力する判定回路４とを有し、第２電極５ｂは液面から一定の距離で容器１０の内側面に沿って連続形成されている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非導電性の容器に導電性を有する流体が収容され、容器内の底部或いは底部近傍の側部に第１電極、前記流体の液面より高い位置の前記容器内の側面或いは側面近傍の内部に第２電極が配置された検知部と、
前記第１電極と前記第２電極とが前記流体を介して導通したら地震発生信号を出力する判定回路とを有することを特徴とする感震センサ。

【請求項2】

前記導電性を有する流体は、不揮発性の電解液であることを特徴とする請求項１記載の感震センサ。

【請求項3】

前記第２電極は、前記液面から一定の距離で、前記容器の内側面に沿って連続形成されて成ることを特徴とする請求項１記載の感震センサ。

【請求項4】

前記容器は円錐形状を成し、底部の径に対して上部の径が小さいことを特徴とする請求項１記載の感震センサ。

【請求項5】

前記第２電極の位置は上下移動が可能で、前記判定回路の検知感度を変更できることをを特徴とする請求項１記載の感震センサ。

【請求項6】

前記検知部を構成する容器に加えて、下部が前記検知部の容器と連通した液面調整のための調整容器とを有し、
前記流体に浸漬可能な錘、及び前記錘の高さを変えて浸漬量を調整する調整手段を前記調整容器に配置し、
前記錘の前記流体への浸漬量を変更することで、前記検知部の流体の液面と前記第２電極との距離が変化し、前記判定回路の検知感度を変更できることを特徴とする請求項１記載の感震センサ。

【請求項7】

非導電性の容器に導電性を有する粉体或いは粒体が収容されると共に、前記容器の内底部に第１電極、前記導電性を有する粉体或いは粒体の表面より高い位置の前記容器の内側面或いは内側面近傍に第２電極が配置された検知部と、
前記第１電極と前記第２電極とが前記粉体或いは粒体を介して導通したら、地震発生信号を出力する判定回路とを有することを特徴とする感震センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地震を検知する感震センサに関し、特に機械式の感震センサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より機械式の感震センサがある。例えば特許文献１では、ケース内に鋼球を収容して、揺れにより鋼球が移動することでケースの底面に配置した接点がオン／オフ動作するよう構成し、接点のオン／オフ動作から地震を検知させた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－７２７７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記鋼球の移動により地震を検知する構成は、加速度センサを使用する電子式の構成に比べて安価に構成できるし待機電力が不要であるが、鋼球の滑りによるチャタリングによる誤動作や、鋼球の転がりによる摩耗等の発生により寿命が比較的短い問題があった。

【0005】

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、鋼球を使用する構成より長寿命化が可能な機械式の感震センサを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する為に、本発明に係る感震センサの第１の発明は、非導電性の容器に導電性を有する流体が収容され、容器内の底部或いは底部近傍の側部に第１電極、流体の液面より高い位置の容器内の側面或いは側面近傍の内部に第２電極が配置された検知部と、第１電極と第２電極とが流体を介して導通したら地震発生信号を出力する判定回路とを有することを特徴とする。
この構成によれば、地震の揺れにより導電性を有する流体に波が発生し、第１電極と第２電極とが波により導通状態になると、判定回路がそれを検知して地震発生信号を出力するため、誤動作が発生し難い。また、揺れに応じた大きさの波が発生し易く、地震を検知し易い。

【0007】

本発明の別の態様は、上記構成において、導電性を有する流体は、不揮発性の電解液であることを特徴とする。
この構成によれば、簡易な構成で地震を検知できるし、摩耗する部位が無いため長寿命化が可能である。

【0008】

本発明の別の態様は、上記構成において、第２電極は、液面から一定の距離で、容器の内側面に沿って連続形成されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、第２電極は途切れること無くリング状に配設されているため、流体の波の方向が何れの方向であっても第２電極に達する高さであったら確実に検知して地震発生信号を出力する。

【0009】

本発明の別の態様は、上記構成において、容器は円錐形状を成し、底部の径に対して上部の径が小さいことを特徴とする。
この構成によれば、地震の揺れから安定した縦波を発生でき、感震精度を上げることができる。

【0010】

本発明の別の態様は、上記構成において、第２電極の位置は上下移動が可能で、判定回路の検知感度を変更できることをを特徴とする。
この構成によれば、検知する地震の大きさを変更できる。よって、設置場所の環境に応じて、或いは利用者の希望に応じて感度を変更でき利便性が良い。

【0011】

本発明の別の態様は、上記構成において、検知部を構成する容器に加えて、下部が検知部の容器と連通した液面調整のための調整容器とを有し、流体に浸漬可能な錘、及び錘の高さを変えて浸漬量を調整する調整手段を調整容器に配置し、錘の流体への浸漬量を変更することで、検知部の流体の液面と第２電極との距離が変化し、判定回路の検知感度を変更できることを特徴とする。
この構成によれば、錘の位置を変更することで感度を変更でき、利便性が良い。

【0012】

本発明に係る感震センサの第２の発明は、非導電性の容器に導電性を有する粉体或いは粒体が収容されると共に、容器の内底部に第１電極、導電性を有する粉体或いは粒体の表面より高い位置の容器の内側面或いは内側面近傍に第２電極が配置された検知部と、第１電極と第２電極とが粉体或いは粒体を介して導通したら、地震発生信号を出力する判定回路とを有することを特徴とする。
この構成によれば、地震の揺れにより粉体或いは粒体が移動することで、第１電極と第２電極とが導通する場合が発生する。この状態を判定回路が検知することで地震発生信号が出力される。よって、簡易な構成で地震を検知できる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、地震の揺れにより導電性を有する流体に波が発生し、第１電極と第２電極とが波により導通状態になると、判定回路がそれを検知して地震発生信号を出力する。よって、簡易な構成で地震を検知できるし、摩耗する部位が無いため長寿命化が可能である。
また、地震の揺れにより粉体或いは粒体が移動することで、第１電極と第２電極とが導通状態になると、判定回路がそれを検知して地震発生信号を出力する。よって、簡易な講構成で地震を検知できるし、粉体や粒体は摩耗しても地震検知機能が劣化する事が無いため、長寿命化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る感震センサの一例を示す説明図である。

【図2】図１の感震センサの動作説明図であり、容器は縦断面で示している。

【図3】容器の好ましい形状の説明図であり、側面図を示している。

【図4】地震の検知感度を変更する機能を備えた説明図である。

【図5】地震の検知感度を変更する機能の他の形態の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る感震センサの一例を示す説明図である。感震センサ１は、合成樹脂製等の導電性のない容器１０に不揮発性の電解液３（以下、単に「電解液」とする。）が入れられた検知部２と、所定の地震検知動作したら地震発生信号を出力する判定回路４とを備えて構成されている。
容器１０の内底部及び内側面の所定の位置の２ヶ所に電極５が配置され、両者の間が導通状態になったらそれを判定回路４が検知する。

【0016】

容器１０は円筒状に形成され、２つの電極５のうち第１電極５ａは円盤状に形成され、底部中央に固定配置されている。第２電極５ｂは同一高さの側面に連続形成され、内側面に沿ってリング状に配置されている。この第２電極５ｂは、容器１０に密着させても良いが、密着させず上下方向に移動可能に配置しても良い。
入れられる電解液３は、例えば、イミダゾリウム塩溶液、ピリジニウム塩溶液が使用できるし、更にはエチレンカーボネートの電解液を使用しても良い。

【0017】

判定回路４は、第１電極５ａ及び第２電極５ｂとリード線Ｌ１，Ｌ２を介して接続され、信号出力部４ａを有している。
尚、図１では、判定回路４と電極５とは、リード線Ｌ１，Ｌ２を容器１０の壁面を貫通させて接続されているが、実際には容器１０の上部から挿入して電極５に接続される。また、電解液３の液面と第２電極５ｂとの間の間隔Ｄは、一定の大きさ以上の揺れを検知するように、実験により特定の値に設定されている。

【0018】

図２は、容器１０を縦断面で示した説明図であり、地震発生を受けた動作状態を示している。地震が発生すると、その揺れにより電解液３の液面に波Ｗが発生し、その波Ｗが大きくなると第２電極５ｂに達する。第２電極５ｂに達すると、電解液は導電性を有するため、第１電極５ａと第２電極５ｂとが導通状態となり、判定回路４がそれを検知する。
こうして地震を検知した判定回路４は、地震発生信号を外部に出力する。尚判定回路４の電源は外部から供給されている。

【0019】

このように、地震の揺れにより導電性を有する流体である電解液３に波Ｗが発生し、第１電極５ａと第２電極５ｂとが波Ｗにより導通状態になると、判定回路４がそれを検知して地震発生信号を出力する。よって、誤動作が発生し難く簡易な構成で地震を検知できる。また、摩耗する部位が無いため長寿命化が可能である。
更に、電解液３で波を発生させることで、揺れに応じた大きさの波が発生し易いし、導電性を有するため、第２電極５ｂ間に接触すれば確実に地震発生を検知できる。
また、第２電極５ｂは途切れること無くリング状に配設されているため、電解液３の波の方向が何れの方向であっても第２電極５ｂに達する高さであったら確実に検知して地震発生信号を出力する。

【0020】

図３は、好ましい容器１０の形状を示す説明図であり、側面図を示している。電解液３を収容する容器１０は、図３に示すように上部を狭くした円錐形状が望ましい。円錐形状にすることで、電解液３の分子の縦向きの力が反映し易く、細かな縦揺れを検出し易くなる。図３に示す丸印Ｃは電解液３の分子を示し、地震を受けて容器１０の底部では矢印Ｅ１に示すように横揺れが発生するが、上部に行くに従い矢印Ｅ２に示す縦揺れが大きくなる。結果、液面は電解液３の上部の縦揺れの作用で、細かな縦揺れ（矢印Ｅ３に示す）が発生し、液面が底部に比べて狭いことで、この縦揺れが顕著に表れる。
こうして、地震の大きさに比例した縦揺れを発生させ易く、震度に応じた波を発生させ易い。
このように、容器１０を円錐形にすることで、地震の揺れから安定した縦波を発生でき、感震精度を上げることができる。

【0021】

図４は、検知感度を調整する調整手段を備えた構成を示している。円筒形状の容器１０に配置した第２電極５ｂは、容器１０の内側面に密着させず沿うように近傍に配置し、容器１０の蓋１０ａから螺入したネジ７の先端に取り付けた支持部材８に連結している。ネジ７の上下移動操作で第２電極５ｂは連動して上下動して間隔Ｄが変化し、検知感度が変更される。

【0022】

電解液３の量を変更すれば、検知する地震の大きさを変更できるが、このように第２電極５ｂを支持する支持部材８とネジ７となら成る調整手段を有することで、電解液３の量を調整する事無く検知する地震の大きさを変更できる。よって、設置場所の環境に応じて、或いは利用者の希望に応じて感度を容易に変更でき利便性が良い。

【0023】

図５は、検知感度を調整する他の機構を示している。地震を検知する電極５（５ａ，５ｂ）を配置した検知部２に対して検知感度を調整する調整容器１１を別途設けて、下部同士が連通部２０で連結されている。但し、ここでは検知部２の容器１０を円錐形状としている。
そのため、一方から入れられた電解液３は双方の空間に入り込み、常に同一の高さとなる。尚、連通部２０には、電解液３が地震の揺れにより、検知部２と調整容器１１との間で大きく移動する事が無いように孔１３を設けた壁Ｐが配置されている。

【0024】

調整容器１１には、蓋１１ａに上方から螺入したネジ７ａが設けられ、ネジ７ａの先端には錘１２が取り付けられている。ネジ７ａと錘１２は一体化されている。
この構成により、ネジ７ａを回転して、前進／後退操作することで、錘１２の電解液への浸漬量が変化し、電解液３の液面位置が変化する。結果、間隔Ｄが変化して判定回路４の検知感度が変化する。

【0025】

このように、錘１２の位置を変更することで地震を検知する感度を変更でき、利便性が良い。特に、第２電極５ｂの位置を変更する操作を必要としないため、検知部２の形状を円筒形状に限定する必要が無くなり、円錐形等にできる。

【0026】

尚、上記実施形態では、検知部２としての容器１０に不揮発性の電解液を入れたが、導電性流体である水銀を使用しても良い。
また容器１０に入れる物質は流体で無くとも良く、導電性を有して地震の揺れにより砂のように移動する粉体或いは粒体を使用しても良い。例えば、フレーク状、ボールパウダー状の金属を使用することができる。
金属製の粉体或いは粒体を使用した場合でも、地震を受けて第１電極５ａと第２電極５ｂとが導通する場合が発生する。この状態を判定回路４が検知することで地震発生信号が出力され、地震を検知できる。

【0027】

また上記実施形態では、第１電極５ａを円盤状としたが、この形状は任意である。特に第１電極５ａを容器１０の側面に設ける場合は、第２電極５ｂと同様にリング形状としても良い。加えて、第２電極５ｂをリング状としたが、リング状でなくとも良く、同一の高さの内側面に複数の電極を配置して第２電極５ｂとしても良い。

【符号の説明】

【0028】

１・・感震センサ、２・・検知部、３・・電解液、４・・判定回路、５・・電極、５ａ・・第１電極、５ｂ・・第２電極、７・・ネジ（調整手段）、８・・支持部材（調整手段）、１０・・容器、１１・・調整容器、１２・・錘。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】