JP2019207107A - Vibration detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は振動検出センサに関する。 The present invention relates to a vibration detection sensor.
プラントに設置されるスチームトラップ、モータやポンプ等の機器や設備の監視のため、振動を検出することが行われる。発生する振動は、振動検出センサで検出し、電気信号に変換して出力される。このような振動検出センサは、屋外で運用されることも想定されており、気密構造が要求される。
例えば特許文献1に開示された振動検出センサは、振動を検出する振動検出素子と、振動検出素子が実装される回路基板と、回路基板が内部に固定されるハウジングと、ハウジングの外部に固定される磁性材料のヨークと、ヨークに装着され被検出体に磁力で取り付ける永久磁石と、を備える。
In order to monitor equipment and facilities such as steam traps, motors and pumps installed in the plant, vibration is detected. The generated vibration is detected by a vibration detection sensor, converted into an electrical signal, and output. Such a vibration detection sensor is assumed to be operated outdoors, and an airtight structure is required.
For example, a vibration detection sensor disclosed in
特許文献1に記載の振動検出センサは、回路基板が水平に設置され、振動検出素子は回路基板等の設置面に対し垂直方向に振動を検出しているため、回路基板の面積がそのまま被検出体への設置面となり、振動検出センサが大きくなるという問題があった。
In the vibration detection sensor described in
本発明は、回路基板を備える振動検出センサにおいて、被検出物への設置面を小さくした振動検出センサを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vibration detection sensor having a circuit board and having a small installation surface on the object to be detected.
上記目的を達成するため、本発明に係る振動検出センサは、
振動を検出する振動検出素子と、
前記振動検出素子が実装される回路基板と、
前記回路基板が内部に固定されるハウジングと、
を備え、
前記回路基板は、被検出体に対して略垂直に設置され、
前記振動検出素子は、前記回路基板に対して略水平方向の振動を検出する、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a vibration detection sensor according to the present invention comprises:
A vibration detecting element for detecting vibration;
A circuit board on which the vibration detection element is mounted;
A housing in which the circuit board is fixed;
With
The circuit board is installed substantially perpendicular to the object to be detected,
The vibration detecting element detects vibration in a substantially horizontal direction with respect to the circuit board;
It is characterized by that.
本発明によれば、被検出物への設置面を小さくした振動検出センサを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration detection sensor which made the installation surface to a to-be-detected object small can be provided.
以下に、本発明の第1の態様に係る振動検出センサ1を添付図面に基づいて説明する。
図1は、第1の態様に係る振動検出センサ1の正面図を、図2(a)は、第1の態様に係る振動検出センサ1の分解斜視図を、図2(b)は、第1の態様に係る振動検出センサ1のグロメット60の正面、右側面及び底面を表す図を、図3は、第1の態様に係る振動検出センサ1の平面図を、図4は、第1の態様に係る振動検出センサ1のA−A断面図を、図5は、第1の態様に係る振動検出センサ1のB−B断面図を示している。
Below,
1 is a front view of the
本発明の振動検出センサ1は、図1乃至5に示すように、被検出体100が発生させる振動を検出する振動検出素子30と、振動検出素子30が実装される回路基板40と、回路基板40が内部に固定されるハウジング10と、被検出体100に固定するための底面部20と、電気コード50を保護するためのグロメット60と、を備えて構成される。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
ハウジング10は、振動検出素子30及び回路基板40を収納するためのものであり、耐食性に優れた金属材料、例えばステンレス、アルミ、チタンなどで形成される。ハウジング10は、略錐台状の収納部11と、多角形状の台部12を備える。
収納部11の上方には、コード孔13、注入孔14、空気孔15、壁部16、突起部17が備えられている。
コード孔13は、回路基板40と接続された電気コード50を外部に取りだすための穴である。
注入孔14は、ハウジング10の内部に後述する封止部材70を注入するための穴である。
空気孔15は、ハウジング10の内部に封止部材70を注入した際に、封止部材70に押された空気をハウジング10の外部に放出するための穴である。
壁部16は、ハウジング10の内部に封止部材70を注入した際に、注入孔14及び空気孔15から溢れた封止部材70がハウジング10の外側に垂れることを防止する。壁部16の頂点は、後述するグロメット60の端部62を超える高さを有している。
突起部17は、コード孔13の外周に設けられたリブであり、後述するグロメット60の溝部63と嵌合する。
台部12は、六角柱などの多角形状をしており、振動検出センサ1をレンチやスパナで回して被検出体100に固定できるよう設けられている。台部12の上方は収納部11と連続している。台部12の下方は開口しており、後述する底面部20によって塞がれている。
The
A
The
The
The
The
The
The
底面部20は、ハウジング10の下方を塞ぎ、被検出体100と接続するためのものである。底面部20は、耐食性に優れた金属材料、例えばステンレス、アルミ、チタンなどで形成され、台部12と溶接や接着剤による接着によって一体化される。
底面部20は、平板部21、基板固定部22、設置部23を備える。
平板部21は、平板形状や円板形状で形成され、台部12の下方の開口を塞ぐと共に、被検出体100と接し、被検出体100が発生させる振動を基板固定部22に伝達する。
基板固定部22は、回路基板40を底面部20に固定するため上方に向かって形成された枠組であり、ねじ穴が形成されている。基板固定部22に伝わった振動は、回路基板40の振動検出素子30に伝達される。
設置部23は、振動検出センサ1を被検出体100に固定するためのものであり、側面に雄ねじが形成されており、被検出体100に設けられた雌ねじと連結するように設けられる。
The
The
The
The
The
振動検出素子30は、例えば、加速度センサで構成され、直交するX,Y,Z方向の振動を検出するものである。例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)型加速度センサが用いられる。MEMS型加速度センサは、加速度を検出する検出素子部と、検出素子からの信号を増幅、調整して出力する信号処理回路で構成される。検出素子部は、静電容量式のものやピエゾ抵抗式のものなどの検出素子で構成される。振動検出素子30は、上記の物のほか、振動を把握するためのセンサとして用いられるものであれば良い。本態様で用いる振動検出素子30は、水平方向の振動検出精度が優れるものが好ましい。
The
回路基板40は、ガラスエポキシなどからなるプリント基板(Printed Circuit Board; PCB)である。回路基板40は、プリント基板に略水平に振動検出素子30、電子回路41を備え、ねじ42によって基板固定部22に被検出体100に対して略垂直に固定される。
回路基板40の中央より下方には、振動検出素子30が実装され、はんだによって回路基板40と電気的に接続されている。これにより、振動検出素子30を被検出体100に近づけることができ、被検出体100が発生させる振動の検出精度を向上させることができる。
電子回路41は、例えば集積回路(IC)からなり、回路基板40の中央部、又は上方に実装され、振動検出素子30で検出した振動に基づく電気信号を出力する。電子回路41は、振動を電気信号に変換する演算処理の負荷を小さくするため、被検出体100に対して略垂直方向の振動に関する電気信号のみを出力してもよい。また、回路基板40は、振動検出素子30への電力供給及び電子回路41が出力した電気信号を外部出力するための電気コード50と電気的に接続されている。
The
A
The
電気コード50は、電線51と被覆部材52からなる。
電線51は、銅などの電気伝導体からなり、はんだによって回路基板40と電気的に接続されている。
被覆部材52は、ポリ塩化ビニルやポリエチレンなどのビニール素材からなり、電線51を断線から保護する。
The
The
The covering
グロメット60は、ゴムなどの軟性部材からなり、筒部61、端部62、溝部63、径大部64を備える。
筒部61は、コード孔13に嵌め込まれ、コード孔13の端面から電気コード50を保護する。
端部62は、筒部61及び後述する径大部64の外周に設けられた平らな周縁である。端部62は、ハウジング10との接触面積を大きくすることで、封止部材70によるグロメット60の固定を強固にする。
溝部63は、グロメット60の下方に形成され、収納部11の突起部17に嵌合し、グロメット60の位置決めをする。
径大部64は、筒部61よりも太くなっている部分であり、径大部64の内部に溝部63が形成される。
The
The
The
The
The
封止部材70は、例えばエポキシ樹脂などが用いられる。封止部材70は、注入孔14からハウジング10の内部を充填し、注入孔14及び空気孔15から溢れた封止部材70がグロメット60の端部62を覆うまで注入される。封止部材70は、硬化することでハウジング10の内部を気密に封止し、且つグロメット60を固定する。
For example, an epoxy resin is used for the sealing
以下に、本発明の第2の態様に係る振動検出センサ1を図6乃至8に基づいて説明する。
図6は、第2の態様に係る振動検出センサ1の収納部11とグロメット60の分解斜視図を、図7は、本発明の第2の態様に係る振動検出センサ1の収納部11とグロメット60の平面図を、図8は、第2の態様に係る振動検出センサ1の収納部11とグロメット60のC−C断面図を示す。
The
6 is an exploded perspective view of the
第2の態様において、ハウジング10は、突起部17がなくなり、コード孔13と注入孔14が繋がっており、グロメット60は、端部62、溝部63、径大部64がなくなり、固定片65、66と基部67が形成されている。上述の点で、第2の態様は、第1の態様と異なり、他の部分では第1の態様と同様である。
In the second aspect, the
ハウジング10は、収納部11の上方のコード孔13と注入孔14が繋がっており、注入孔14からコード孔13へグロメット60をスライドして嵌め込む。そのため、注入孔14は、コード孔13よりも大きく形成されていることが望ましい。あるいは、コード孔13と空気孔15を繋げて形成し、注入孔14を独立させてもよい。
壁部16は、ハウジング10の内部に封止部材70を注入した際に、注入孔14及び空気孔15から溢れた封止部材70がハウジング10の外側に垂れることを防止する。壁部16の頂点は、後述するグロメット60の固定片65、66を超える高さを有している。
In the
The
グロメット60は、基部67に下方の固定片65、上方の固定片66が形成されており、固定片65、66の弾性変形によりコード孔13の端面を把持する。
The
封止部材70は、注入孔14からハウジング10の内部を充填し、封止部材70が少なくともグロメット60の下方の固定片65を覆うまで注入される。なお、封止部材70は、注入孔14及び空気孔15から溢れた封止部材70が下方の固定片65及び上方の固定片66の両方を覆うまで注入されることで、グロメット60をより確実に固定することができる。封止部材70は、硬化することでハウジング10の内部を気密に封止し、且つグロメット60を固定する。
The sealing
次に、第1の態様に係る振動検出センサ1の製造方法について、図2乃至5を参照して説明する。
Next, a method for manufacturing the
第1の工程において、底面部20の基板固定部22に回路基板40をねじ42でねじ止めする。
In the first step, the
第2の工程において、電気コード50の電線51を回路基板40にはんだ付けする。
In the second step, the
第3の工程において、グロメット60の筒部61をコード孔13に嵌め込み、溝部63をハウジング10の突起部17に嵌合して配置する。
In the third step, the
第4の工程において、電気コード50をグロメット60の筒部61に通し、ハウジング10を底面部20に被せる。
In the fourth step, the
第5の工程において、ハウジング10と底面部20を溶接し、一体化させる。
In the fifth step, the
第6の工程において、注入孔14から封止部材70を注入し、ハウジング10の内部を充填し、注入孔14及び空気孔15から溢れた封止部材70がグロメット60の端部62を覆うまで封止部材70を注入する。
In the sixth step, the sealing
第7の工程において、封止部材70を硬化させることにより、ハウジング10内部の振動検出素子30や回路基板40を気密に封止し、且つグロメット60も固定される。
In the seventh step, by hardening the sealing
続いて、第2の態様に係る振動検出センサ1の製造方法について、図2及び図6乃至8を参照して説明する。
Next, a method for manufacturing the
第1の工程において、底面部20の基板固定部22に回路基板40をねじ42でねじ止めする。
In the first step, the
第2の工程において、電気コード50の電線51を回路基板40にはんだ付けする。
In the second step, the
第3の工程において、グロメット60をハウジング10の注入孔14からコード孔13にスライドさせて嵌め込み、固定片65、66でコード孔13の端面を把持する。
In the third step, the
第4の工程において、電気コード50をグロメット60の筒部61に通し、ハウジング10を底面部20に被せる。
In the fourth step, the
第5の工程において、ハウジング10と底面部20を溶接する。
In the fifth step, the
第6の工程において、注入孔14から封止部材70を注入し、ハウジング10の内部を充填し、注入孔14及び空気孔15から溢れた封止部材70がグロメット60の固定片65、66を覆うまで封止部材70を注入する。
In the sixth step, the sealing
第7の工程において、封止部材70を硬化させることにより、ハウジング10内部の振動検出素子30や回路基板40を気密に封止し、且つグロメット60も固定される。
In the seventh step, by hardening the sealing
以上に説明した本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention described above has the following effects.
振動検出センサ1は、封止部材70を充填してハウジング10の内部の振動検出素子30や回路基板40を気密に封止することで気密性や防水性を確保し、且つグロメット60も同時に固定でき製造工程も容易となる。
The
振動検出センサ1は、底面部20の設置部23に形成された雄ねじを被検出体100に形成された雌ねじに合わせ、ハウジング10の台部12をレンチやスパナで回すことで取り付けられる。被検出体100で振動が発生すると、設置部23、平板部21を介して振動が伝達され、基板固定部22に取り付けられた回路基板40の振動検出素子30が振動を検出し、検出された振動に基づく電気信号を電気コード50を介して振動検出センサ1から出力する。振動検出素子30は、回路基板40の被検出体100に近い位置に実装されているため、被検出体100が発生させる振動を精度よく検出することができる。
The
回路基板40は、被検出体100に対して略垂直に固定される。これにより、回路基板40を被検出体100に対して略水平に固定したときと比べて平板部21の面積を小さくでき、被検出体100との設置面を小さくすることができる。
The
なお、本発明は、以上の態様及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更(構成要素の削除も含む)を加えることが可能である。 In addition, this invention is not limited by the above aspect and drawing. Changes (including deletion of components) can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention.
1 振動検出センサ
10 ハウジング
11 収納部
12 台部
13 コード孔
14 注入孔
15 空気孔
16 壁部
17 突起部
20 底面部
21 平板部
22 基板設置部
23 設置部
30 振動検出素子
40 回路基板
50 電気コード
60 グロメット
61 筒部
62 端部
63 溝部
64 径大部
65、66 固定片
67 基部
70 封止部材
100 被検出体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記振動検出素子が実装される回路基板と、
前記回路基板が内部に固定されるハウジングと、
を備え、
前記回路基板は、被検出体に対して略垂直に設置され、
前記振動検出素子は、前記回路基板に対して略水平方向の振動を検出する、
ことを特徴とする振動検出センサ。 A vibration detecting element for detecting vibration;
A circuit board on which the vibration detection element is mounted;
A housing in which the circuit board is fixed;
With
The circuit board is installed substantially perpendicular to the object to be detected,
The vibration detecting element detects vibration in a substantially horizontal direction with respect to the circuit board;
A vibration detection sensor characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の振動検出センサ。 The vibration detection element is mounted at a position closer to the detected body than the center of the circuit board.
The vibration detection sensor according to claim 1.
前記平板部は、前記被検出体と接し、
前記基板固定部は、前記平板部に対して略垂直に設けられ、
前記回路基板は、前記基板固定部に固定される、
ことを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1つに記載の振動検出センサ。 Further comprising a bottom surface portion having a flat plate portion and a substrate fixing portion,
The flat plate portion is in contact with the object to be detected;
The substrate fixing portion is provided substantially perpendicular to the flat plate portion,
The circuit board is fixed to the board fixing portion;
The vibration detection sensor according to any one of claims 1 and 2.
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の振動検出センサ。 The circuit board outputs an electrical signal related to vibration in a substantially vertical direction with respect to the detected object.
The vibration detection sensor according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018101102A JP2019207107A (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Vibration detection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018101102A JP2019207107A (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Vibration detection sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019207107A true JP2019207107A (en) | 2019-12-05 |
Family
ID=68768472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018101102A Pending JP2019207107A (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Vibration detection sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019207107A (en) |
-
2018
- 2018-05-28 JP JP2018101102A patent/JP2019207107A/en active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180710 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180712 |