(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に設置される耐圧容器内にジンバルケースを介して支持された地震センサの傾斜を補正するための地震計傾斜補正装置において、上記地震センサの基準線の方向が鉛直方向に対し所定の角度をなすように上記ジンバルケースの傾きを重力作用により自動的に補正する重錘と、通常は上記ジンバルケースに制動力を付与して上記ジンバルケースを上記耐圧容器に対して固定しているが、上記制動力が遠隔的に解除されたときには、上記ジンバルケースの傾きが上記重錘の作用により自動的に補正されるように上記ジンバルケースの自由な傾き補正運動を許容するジンバルケース固定装置とを備えており、上記ジンバルケース固定装置が、上記耐圧容器により支持された永久磁石と、通電により上記永久磁石の磁束を打ち消す向きの磁束を発生する磁束打消し用コイルとを少なくとも有し、上記磁束打消し用コイルに通電されていないときには、上記永久磁石の磁力作用により上記ジンバルケースに制動力を付与して同ジンバルケースを上記耐圧容器に対して固定し、上記磁束打消し用コイルに通電されたときには、上記磁束打消し用コイルが発生する磁束により上記永久磁石の磁束の少なくとも一部を打ち消すことにより、上記ジンバルケースに対する上記制動力を解除し上記ジンバルケースの自由な傾き補正運動を許容するように構成されている地震計傾斜補正装置において、上記ジンバルケースが、同ジンバルケースのジンバル揺動軸線を中心線とする弧状外周面に外接するローラを介して上記耐圧容器により支持されており、上記ジンバルケース固定装置を構成する上記永久磁石の磁力を受けて作動する作動鉄心が、制動時には上記ジンバルケースの上記弧状外周面に磁力吸着をすることによって上記ジンバルケースを制動し、非制動時には上記ジンバルケースの上記弧状外周面から離隔するように移動可能に支持されていることを特徴とする、地震計傾斜補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の地震計傾斜補正装置において、上記作動鉄心の上端面が、上記ジンバルケースの下向きの弧状外周面の最下端部に対向しており、上記作動鉄心の上端面部に形成された磁性流体溜に充填された磁性流体が、常時上記弧状外周面に接していることを特徴とする、地震計傾斜補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に設置される耐圧容器内にジンバルケースを介して支持された地震センサの傾斜を補正するための地震計傾斜補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震センサを地中に設置する際には、地震センサを耐圧容器内においてジンバルケースを介して支持させた上、地震センサを支持した状態の耐圧容器を地中に降下させて設置するようにしていた。その際の地中深度は例えば数千メートルにも及ぶ場合もあり、耐圧容器を設置位置に設置する際には、地震センサの基準線を所定の方向に位置付けるための精緻な作業が必要となる。また、大きな地震があった後や、地震計を長期間にわたって使用した場合には、地中の地震センサの基準線の方向を点検し、必要に応じて地震センサの傾きの補正をしなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、地震センサの基準線の方向が所望の方向に一致していなければ地震センサの最高感度方向を所望の方向に向けることができないこととなるにもかかわらず、一般には、地中に設置された耐圧容器内の地震センサの基準線の方向を所望の方向に一致させることは非常に困難で、従来は、地中の地震センサの基準線の方向を所望の方向となるように簡便に補正することができる適当な手段がなかったため、地震センサの基準線の方向を所望の方向に補正するのに多大な時間と労力とを費やし、また補正をすることができる角度範囲が限られていた。
【０００４】
そこで、本発明は、地震センサを内部に支持した状態の耐圧容器を地中に設置した際の地震センサの傾きの補正、あるいは地中に設置されていた地震センサの点検に伴う傾きの補正を、遠隔的かつ簡便に、短時間内にしかも従来の補正可能な角度範囲よりも広い角度範囲にわたって高精度で行なうことができる地震計傾斜補正装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明の地震計傾斜補正装置は、次の構成要件を備えたことを特徴としている。
（１）地中に設置される耐圧容器内にジンバルケースを介して支持された地震センサの傾斜を補正するための地震計傾斜補正装置において、上記地震センサの基準線の方向が鉛直方向に対し所定の角度をなすように上記ジンバルケースの傾きを重力作用により自動的に補正する重錘と、通常は上記ジンバルケースに制動力を付与して上記ジンバルケースを上記耐圧容器に対して固定しているが、上記制動力が遠隔的に解除されたときには、上記ジンバルケースの傾きが上記重錘の作用により自動的に補正されるように上記ジンバルケースの自由な傾き補正運動を許容するジンバルケース固定装置とを備えている。
（２）上記ジンバルケース固定装置が、上記耐圧容器により支持された永久磁石と、通電により上記永久磁石の磁束を打ち消す向きの磁束を発生する磁束打消し用コイルとを少なくとも有し、上記磁束打消し用コイルに通電されていないときには、上記永久磁石の磁力作用により上記ジンバルケースに制動力を付与して同ジンバルケースを上記耐圧容器に対して固定し、上記磁束打消し用コイルに通電されたときには、上記磁束打消し用コイルが発生する磁束により上記永久磁石の磁束の少なくとも一部を打ち消すことにより、上記ジンバルケースに対する上記制動力を解除し上記ジンバルケースの自由な傾き補正運動を許容するように構成されている。
（３）上記ジンバルケースが、同ジンバルケースのジンバル揺動軸線を中心線とする弧状外周面に外接するローラを介して上記耐圧容器により支持されており、上記ジンバルケース固定装置を構成する上記永久磁石の磁力を受けて作動する作動鉄心が、制動時には上記ジンバルケースの上記弧状外周面に磁力吸着をすることによって上記ジンバルケースを制動し、非制動時には上記ジンバルケースの上記弧状外周面から離隔するように移動可能に支持されている。
また、本発明の地震計傾斜補正装置は、上記作動鉄心の上端面が、上記ジンバルケースの下向きの弧状外周面の最下端部に対向しており、上記作動鉄心の上端面部に形成された磁性流体溜に充填された磁性流体が、常時上記弧状外周面に接していることを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。図１および図３に示されるように、地中に設置される円筒状の耐圧容器１内には、耐圧容器の内部を軸方向に分割して区画する隔壁２、３が形成されている。相互間に配設された補強杆９ａ、９ｂ、９ｃおよび９ｄにより補強されている隔壁２、３は、互いに対向する面側にそれぞれブラケットを介してローラ４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄを回転自在に支持しており、各ローラ４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄ間には、地震センサ８を支持するジンバルケース６が、同ジンバルケース６の揺動軸線周りに揺動自在に支持されている。
【０００７】
ジンバルケース６の上側外周部には弧状外周面６ａが形成されているとともに、同ジンバルケース６の下側外周部には弧状外周面６ｂが形成されており、各弧状外周面６ａ、６ｂにはそれぞれ中央線に沿って弧状の案内凸条が形成されている。他方、各ローラ４ａ、４ｂ、４ｃおよび４ｄは、それぞれ左右１対のローラ部と同左右１対のローラ部を相互に連結するローラ軸部とを有し、上側のローラ４ａ、４ｂのローラ軸の左右両端部が、それぞれ隔壁２に突設された左右１対のブラケットにより軸支されているとともに、下側のローラ４ｃ、４ｄのローラ軸の左右両端部が、それぞれ隔壁３に突設された左右１対のブラケットにより軸支されている。したがって、上側の弧状面６ａに形成された弧状の案内凸条が、各上側のローラ４ａ、４ｂの左右１対のローラ部間において各ローラ４ａ、４ｂのローラ軸方向への移動を規制され、また、下側の弧状面６ｂに形成された弧状の案内凸条が、各下側のローラ４ｃ、４ｄの左右１対のローラ部間において各ローラ４ｃ、４ｄのローラ軸方向への移動を規制されていることによって、ジンバルケース６は、同ジンバルケース６の揺動軸線方向への移動を規制されるとともに、同ジンバルケース６の揺動軸線は、耐圧容器１に対して常に一定の方向に維持される。
【０００８】
ジンバルケース６の最下端部には重錘６ｃが付設されている。この重錘６ｃが、ジンバルケース６の最下端部に付設されていることにより、ジンバルケース６に格別の制動力が付与されない限り、ジンバルケース６が揺動軸線周りに傾いても、重錘６ｃが、常にジンバルケース６の最下端位置へ復帰するように、重力作用による復原モーメントをジンバルケース６に加え、その結果、重錘６ｃは、地震センサ８の基準線の方向が鉛直方向に対し所定の角度をなすように、ジンバルケース６の揺動軸線周りの傾きを自動的に補正する。
【０００９】
耐圧容器１の内部において、隔壁３から隔壁２とは反対の側に離隔した位置には耐圧容器１の軸線方向に弾性変形が可能な磁石支持板１０が配設されており、この磁石支持板１０の上面側すなわち隔壁３側には永久磁石１１が搭載されている。永久磁石１１の磁極を構成する作動鉄心１２は、隔壁３の中心部に形成された貫通孔１３を耐圧容器１の軸線方向に上下動自在に貫通しており、その上端面が、ジンバルケース６の弧状外周面６ｂと同一の曲率の凹面形状に形成されて、弧状外周面６ｂに対向している。作動鉄心１２の側周部には、通電により永久磁石１１の磁束を打ち消す向きの磁束を発生する磁束打消し用コイル１４が配設されている。磁束打消し用コイル１４への通電制御は地上から遠隔的に行なうことができる。
【００１０】
磁束打消し用コイル１４に通電されていないときには、永久磁石１１の磁力作用により作動鉄心１２がジンバルケース６に吸着しようとするので磁石支持板１０の中央部が上方へと弾性変形し、その結果、作動鉄心１２がジンバルケース６の弧状外周面６ｂに吸着して、ジンバルケース６の動きを制動し、その位置でジンバルケース６を固定する。これに対し、磁束打消し用コイル１４に通電されたときには、磁束打消し用コイル１４が発生する磁束により永久磁石１１の磁束の少なくとも一部が打ち消されることによって、磁石支持板１０が弾性変形をする前の形状に戻り、それに伴って作動鉄心１２が永久磁石１１とともに下降し、作動鉄心１２の上端面がジンバルケース６の弧状外周面６ｂから離れる。その結果、ジンバルケース６に対する制動力が解除され、ジンバルケース６の重錘６ｃによる自由な傾き補正運動が許容される。以上のように、磁石支持板１０、永久磁石１１、作動鉄心１２および磁束打消し用コイル１４は、ジンバルケース固定装置を構成している。
【００１１】
作動鉄心１２の上端面部に磁性流体溜１５を形成しておき、磁性流体溜１５内に磁性流体１６を充填し、磁性流体１６の表面が常時弧状外周面６ｂに接するようにしておくことにより、永久磁石１１の磁束の作動鉄心１２の中心部への集中化を図り、作動鉄心１２の作動を効率良く確実に行なわせるようにすることができる。
【００１２】
地震センサ８を地中に設置する際には、地震センサ８を耐圧容器１内においてジンバルケース６を介して支持させた上、地震センサ８を支持した状態の耐圧容器１を地中に降下させて設置する。地震センサ８を耐圧容器１内に支持させる際には、重錘６ｃの重力作用によりジンバルケース６が最も安定した状態となったときに、地震センサ８の基準線の方向が鉛直線に対して所定の角度をなすように設定される。地震センサ８を支持した状態の耐圧容器１を降下させる際には、磁束打消し用コイル１４には通電せず、ジンバルケース６は永久磁石１１の磁力により耐圧容器１に対して固定されている。耐圧容器１が地中の所定位置に配設されると磁束打消し用コイル１４に通電され、ジンバルケース６の耐圧容器１に対する固定が解除される。その結果、重錘６ｃの重力作用により、ジンバルケース６の傾きが補正され、地震センサ８の基準線の方向が鉛直方向に対し所定の方向に向けられる。地震センサ８の傾きの補正が終了すると、磁束打消し用コイル１４への通電が停止され、永久磁石１１の磁力作用によりジンバルケース６が耐圧容器１に対して固定される。大きな地震があった後や、地震計を長期間にわたって使用した場合における、地中の地震センサの基準線の方向の点検の際にも、地上からの通電制御により磁束打消し用コイル１４に通電することによって、ジンバルケース６の耐圧容器１に対する固定を解き、重錘６ｃの重力作用によりジンバルケース６の傾きの補正、したがって地震センサ８の基準線の方向の傾きの補正を自動的に行なわせた後、磁束打消し用コイル１４への通電を停止して、ジンバルケース６を再び耐圧容器１に対して固定する。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の地震計傾斜補正装置によれば、以下のような効果が得られる。
（１）地中に設置される耐圧容器内にジンバルケースを介して支持された地震センサの傾斜を補正するための地震計傾斜補正装置において、上記地震センサの基準線の方向が鉛直方向に対し所定の角度をなすように上記ジンバルケースの傾きを重力作用により自動的に補正する重錘と、通常は上記ジンバルケースに制動力を付与して上記ジンバルケースを上記耐圧容器に対して固定しているが、上記制動力が遠隔的に解除されたときには、上記ジンバルケースの傾きが上記重錘の作用により自動的に補正されるように上記ジンバルケースの自由な傾き補正運動を許容するジンバルケース固定装置とを備えているので、地震センサを内部に支持した状態の耐圧容器を地中に設置した際の地震センサの傾きの補正、あるいは地中に設置されていた地震センサの点検に伴う傾きの補正を、遠隔的かつ簡便に、短時間内にしかも従来の補正可能な角度範囲よりも広い角度範囲にわたって高精度で行なうことができる。
そして、上記ジンバルケース固定装置が、上記耐圧容器により支持された永久磁石と、通電により上記永久磁石の磁束を打ち消す向きの磁束を発生する磁束打消し用コイルとを少なくとも有し、上記磁束打消し用コイルに通電されていないときには、上記永久磁石の磁力作用により上記ジンバルケースに制動力を付与して同ジンバルケースを上記耐圧容器に対して固定し、上記磁束打消し用コイルに通電されたときには、上記磁束打消し用コイルが発生する磁束により上記永久磁石の磁束の少なくとも一部を打ち消すことにより、上記ジンバルケースに対する上記制動力を解除し上記ジンバルケースの自由な傾き補正運動を許容するように構成されているので、地震センサを内部に支持した状態の耐圧容器を地中に設置した際の地震センサの傾きの補正、あるいは地中に設置されていた地震センサの点検に伴う傾きの補正を、磁束打消し用コイルへの通電および通電停止というきわめて簡便な操作により、遠隔的に、短時間内にしかも従来の補正可能な角度範囲よりも広い角度範囲にわたって高精度で行なうことができる。
さらに、上記ジンバルケースが、同ジンバルケースのジンバル揺動軸線を中心線とする弧状外周面に外接するローラを介して上記耐圧容器により支持されており、上記ジンバルケース固定装置を構成する上記永久磁石の磁力を受けて作動する作動鉄心が、制動時には上記ジンバルケースの上記弧状外周面に磁力吸着をすることによって上記ジンバルケースを制動し、非制動時には上記ジンバルケースの上記弧状外周面から離隔するように移動可能に支持されているので、作動が確実であり、地震センサの傾きの補正を、遠隔的かつ簡便に、短時間内に、しかも従来の補正可能な角度範囲よりも広い角度範囲にわたって高精度で行なうことができる。（請求項１）
（２）上記作動鉄心の上端面が、上記ジンバルケースの下向きの弧状外周面の最下端部に対向しており、上記作動鉄心の上端面部に形成された磁性流体溜に充填された磁性流体が、常時上記弧状外周面に接しているので、永久磁石の磁束を集中させることによって、地震センサの傾きの補正を、効率的かつ確実に行なうことができるとともに、遠隔的かつ簡便に、短時間内に、しかも従来の補正可能な角度範囲よりも広い角度範囲にわたって高精度で行なうことができる。（請求項２）
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の１実施の形態に係る地震計傾斜補正装置の要部縦断面図である。
【図２】  図１の実施の形態に係る地震計傾斜補正装置のＡ−Ａ線に沿って見た要部縦断面図である。
【図３】   図１の実施の形態に係る地震計傾斜補正装置のＢ−Ｂ線に沿って見た横断面図である。
【符号の説明】
１  耐圧容器
２，３  隔壁
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  ローラ
６  ジンバルケース
６ａ，６ｂ  弧状外周面
６ｃ 重錘
８  地震センサ
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  補強杆
１０  磁石支持板
１１  永久磁石
１２  作動鉄心
１３  貫通孔
１４  磁束打消し用コイル
１５  磁性流体溜
１６  磁性流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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