JP2021018187A - 振動検出センサ - Google Patents

Abstract

【課題】設置個所の材料が非磁性材料である場合であっても簡易に設置することができるようにする。【解決手段】振動検出素子１０を備える振動検出センサ本体２と、振動検出センサ本体２に保持されて、振動検出センサ本体２を設置個所に保持する保持部３Ａとを備え、保持部３Ａは、設置用の貫通穴３１を備えた板状部材３０を備え、板状部材３０は、一対の凸部３０Ａにおいて対向した二つの平面３３Ａ，３３Ｂを有する。【選択図】図８

Description

本発明は、振動検出センサに関する。

従来、プラント等において監視対象の振動を検出する振動検出センサに関する工夫が提案されており、特許文献１には、磁石を利用して所望する設置個所に簡易に設置可能な構成が開示されている。

特開２０１７−１１６２６８号公報

しかしながら特許文献１に開示の構成にあっては、設置個所の材料が鉄等の磁性材料である場合には、簡易に設置することができるものの、設置個所の材料がアルミニウム、樹脂材等の非磁性材料である場合、配置することが困難な問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、設置個所の材料が非磁性材料である場合であっても簡易に設置することができる振動検出センサを提案することを目的とする。

係る課題を解決するため、請求項１の発明は、
振動検出素子を備える振動検出センサ本体と、
前記振動検出センサ本体に保持されて、前記振動検出センサ本体を設置個所に保持する保持部とを備え、
前記保持部は、設置用の貫通穴を備えた板状部材を備え、
前記板状部材は、一対の凸部において対向した二つの平面を有する。

請求項１の構成によれば、設置個所に応じた保持部の選定により、設置個所の材料が非磁性材料である場合には、保持部の貫通穴をネジ留め用に利用して振動検出センサを簡易に配置することができ、設置個所の材料が磁性材料である場合には、この貫通穴を利用して磁石に係る構成を配置して、この磁石による磁力により振動検出センサを簡易に設置することができる。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、
前記保持部は、磁石と、前記磁石のヨークと、前記設置用の貫通孔に前記磁石の側から挿入されるネジと、前記板状部材の側で前記ネジを留めるナットを有し、
前記二つの平面は、前記ナットの回転を規制する。

請求項２の構成によれば、簡易に板状部材と磁石及びヨークを連結することができる。

請求項３の発明は、請求項１の構成において、
前記保持部は、前記設置用の貫通穴に前記振動検出センサ本体の側から挿入されるネジを有し、
前記板状部材は、前記二つの平面の間に座ぐり部を有し、前記ネジの頭部を前記座ぐり部に収納する。

請求項３の構成によれば、振動検出センサの高さを低減できる。

本発明によれば、設置個所の材料が非磁性材料である場合であっても簡易に設置することができる。

本発明の第１実施形態に係る振動検出センサを示す図である。 設置個所の材料が磁性材料である場合に適用される振動検出センサを示す図である。 図１、図２の振動検出センサの分解斜視図である。 振動検出センサ本体の分解斜視図である。 ハウジングとアタッチメントとの関係の説明に供する図である。 振動検出センサ１Ａの取り付け方法の説明に供する図である。 振動検出センサ１Ｂの保持部の分解斜視図である。 アタッチメントの詳細を示す平面図である。 振動検出センサ１Ｂの保持部の詳細を示す斜視図である。 振動検出センサ１Ａの保持部の詳細を示す斜視図である。

〔第１実施形態〕
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る振動検出センサを示す図である。この振動検出センサ１Ａ、１Ｂは、例えばプラントにおいて振動を監視する設置箇所に設置して、この設置個所の振動を検出するセンサである。
図１は、この設置個所が非磁性材料である場合に適用される振動検出センサ１Ａを示す図であり、図１（Ａ）は、振動検出センサ１Ａを上方より見て示す平面図であり、図１（Ｂ）は、側面図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ａ）をＡ−Ａ線により切り取って示す断面図である。
また図２は、設置個所が磁性材料である場合に適用される振動検出センサ１Ｂを示す図であり、図２（Ａ）は、振動検出センサ１Ｂを上方より見て示す平面図であり、図２（Ｂ）は、側面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）をＢ−Ｂ線により切り取って示す断面図である。

振動検出センサ１Ａ、１Ｂは、振動検出センサ本体２と、この振動検出センサ本体２に保持されて、振動検出センサ本体２を設置個所に保持する保持部３Ａ、３Ｂとを備える。
ここで振動検出センサ本体２は、振動検出センサ１Ａ、１Ｂに共通に適用され、振動検出センサ本体２の振動を検出して検出結果を出力する構成を備える。より具体的に、振動検出センサ本体２は、振動検出素子１０がその周辺回路と共に設けられ、振動検出素子１０による振動検出結果の出力、駆動用電源の供給等に供するケーブル１１が設けられる。
これにより振動検出センサ１Ａ、１Ｂは、設置個所に応じて保持部３Ａ、３Ｂを選択することにより、設置個所の材料が磁性材料である場合でも、非磁性材料である場合でも、簡易に設置することができる。

すなわち振動検出センサ本体２は、一対の保持用貫通穴１３を備え、図１及び図２との対比により図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この保持用貫通穴１３にネジ１４を挿通して、矢印により示すように、保持部３Ａ、３Ｂに設けられたネジ穴にこのネジ１４をねじ込むことにより、保持部３Ａ、３Ｂをネジ１４によりねじ止めして保持部３Ａ、３Ｂが保持される。
これにより簡易な作業により保持部３Ａ、３Ｂを交換することができる。

図４は、この振動検出センサ本体２の詳細構成を示す分解斜視図である。
振動検出センサ本体２は、振動検出素子１０を周辺回路と共に配線基板１６の保持部３Ａ、３Ｂ側に実装し、この配線基板１６にケーブル１１を半田付け等により接続してハウジング１８に収納した後、この配線基板１６を封止部材２０により封止して形成される。
ここでハウジング１８は、アルミニウム材の切削加工により箱形状により形成され、保持部３Ａ、３Ｂ側端面が開口面とされる。またハウジング１８は、上端面からこの開口面に向かって延長するように側壁が形成され、その側壁の１つにケーブル１１のブッシング１２を配置する切り欠きが形成される。
なおハウジング１８は、アルミニウム以外の金属により形成してもよく、樹脂の射出成型により形成しても良い。

ハウジング１８は、保持用貫通穴１３に配置されたネジ１４の頭部が飛び出さないように、この頭部を収納する凹部１８Ａが上方より見て外方から中央に向かうＵの字形状により形成され、またこの保持用貫通穴１３からの雨水の侵入を防止する壁面が保持部３Ａ、３Ｂに向かって延出するように形成される。
ハウジング１８は、図５に示すように、内側面に段差１８Ｂが形成され、この段差１８Ｂにより配線基板１６が配置される。

振動検出素子１０は、３次元の加速度センサ素子により構成され、静電容量方式、ピエゾ抵抗方式等、種々の構成を適用することができる。振動検出素子１０は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）方式により実装されるものの、種々の実装方式を適用することができる。
配線基板１６は、この種のセンサに適用される構成を適用することができ、例えばガラス繊維入り樹脂を基材とした配線基板（いわゆるガラエポ基板）を適用することができる。

封止部材２０は、ケーブル１１、配線基板１６を配置したハウジング１８に、硬化性樹脂をポッティングにより充填した後、硬化して形成される。なおこの硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂を適用することができる。
これにより振動検出センサ本体２は、雨水の進入を防止して、配線基板１６を封止し、雨水の進入による故障を防止する。

このようにして封止部材２０を形成して、ハウジング１８は（図１（Ｃ）、図２（Ｃ））、封止部材２０に係る樹脂材の充填量の制御により、この封止部材２０の開口面側端面より保持部３Ａ、３Ｂに向かって側壁が延出するように形成され、これにより振動検出センサ本体２は、保持部３Ａ、３Ｂに対向する部位に、保持部３Ａ、３Ｂに向かって側壁が延出し、保持部３Ａ、３Ｂ側の端部に開口部を備えた接続部２２が形成される。

振動検出センサ１Ａの保持部３Ａは、上方より見てハウジング１８の外形形状と一致する形状による板状部材であるアタッチメント３０が設けられる。
ここでアタッチメント３０は、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属材料からなり、中央に設置個所への取付け用の貫通穴３１が設けられ、また保持用貫通穴１３に対応するように、この保持用貫通穴１３に挿通されたネジ１４をネジ留めするネジ穴３２が設けられる。
保持部３Ａは、この保持用貫通穴１３に取り付け用ネジ３５が設けられ、これにより図６に示すように、取り付け用ネジ３５に対応する取り付け穴３７を設置対象３６に形成して、取り付け用ネジ３５を使用したネジ留めにより、設置個所が非磁性材料であっても振動検出センサ１Ａを簡易に配置することができる。
また設置個所が磁性材料である場合には、貫通穴３１を利用して磁石等を配置し、この磁石の磁力により簡易に配置することができる。
なお事前に取り付け用ネジ３５によりアタッチメント３０を設置個所に配置した後、振動検出センサ本体２をネジ１４によりアタッチメント３０にネジ留めするようにしてもよい。

さらにアタッチメント３０は、ネジ１４をネジ穴３２にネジ留めして振動検出センサ本体２に配置するようにして、振動検出センサ本体２の接続部２２の内側面に側面が密着する凸部３０Ａが設けられる。
これにより振動検出センサ１Ａは、ネジ１４に加えて、この密着した凸部３０Ａの壁面を介して、保持部３Ａの振動を振動検出センサ本体２に伝搬することができる。その結果、保持部３Ａから振動検出センサ本体２への振動に係る伝搬特性の共振周波数を高くすることができ、これにより振動検出の周波数特性を向上することができる。
なおこれにより接続部２２に凸部３０Ａを圧入するようにして、凸部３０Ａにより接続部２２の内側壁面を押圧するようにすれば、一段と伝搬特性を向上して、振動検出の周波数特性を向上することができる。

またこの凸部３０Ａは、一定の間隔だけ隔てて、対向するように一対設けられ、これによりこの一対の対向する凸部３０Ａ間に、取り付け用ネジ３５の頭部、後述するナット４３を収納して、この取り付け用ネジ３５の頭部、ナット４３が凸部３０Ａより突出しないように形成される。
これにより振動検出センサ１Ａは、高さを低減できるように構成される。
なおこの一対の凸部３０Ａの対向する部位に、ナット４３の空回りの防止機能を設けるようにしてもよい。

図７は、振動検出センサ１Ｂの保持部３Ｂの構成を示す分解斜視図である。図７（Ａ）は、上方側から見た分解斜視図であり、図７（Ｂ）は、下方側より見た分解斜視図である。
保持部３Ｂは、保持部３Ａと同一にアタッチメント３０が設けられ、これにより保持部３Ａと同一の取り付け手法により振動検出センサ本体２に取り付けることができるように構成される。

保持部３Ｂは、磁石４０、ヨーク４１、アタッチメント３０にネジ４２を順次挿通して、ナット４３によりねじ止めして形成される。
ここで磁石４０は、ネジ４２の頭部を収容可能に面取りされた貫通穴を中央に備える円盤形状により形成され、例えばネオジウム磁石により形成される。
ヨーク４１は、この磁石４０の外周と、アタッチメント３０側面を覆う形状により形成され、例えば機械構造用炭素鋼ＳＯＣにより形成されて、磁石４０の磁気回路を構成する。
ネジ４２は、さらネジにより形成されて、頭部が磁石４０の端面より突出しないように配置される、ネジ４２は、磁性材料からなり、これにより磁石４０による保持力を増大させるように構成されるものの、実用上充分な場合には、ステンレスネジ、樹脂製ネジ等を適用してもよい。

これにより振動検出センサ１Ｂは、設置個所の材料が磁性材料である場合に、磁石を利用して簡易に設置することができる。

図８は、アタッチメント３０の詳細を示す平面図である。
アタッチメント３０は、一対の凸部３０Ａにおいて対向する平面３３Ａ，３３Ｂを有し、さらに平面３３Ａ，３３Ｂの間にアタッチメント３０を掘り下げた座ぐり部３４を設けている。

図９は、振動検出センサ１Ｂの保持部３Ｂの詳細を示す斜視図である。図９は、上述したアタッチメント３０の一対の凸部３０Ａにおけるナット４３の空回りの防止機能の例を示す。なお、図９において、アタッチメント３０とナット４３の関係をわかりやすくするため、磁石４０、ヨーク４１、ネジ４２の描画を省略している。
一対の凸部３０Ａにおいて、対向する平面３３Ａ，３３Ｂは、ナット４３の二つの辺と接し、ナット４３の回転を規制する。これにより、保持部３Ｂは、磁石４０の側からネジ４２を挿入してナット４３と嵌合する際に、ナット４３を押さえる必要がなくなり、簡易にアタッチメント３０と磁石４０及びヨーク４１を連結することができる。なお、平面３３Ａ，３３Ｂの間隔は、ナット４３の二面幅よりも大きくてもよい。すなわち、平面３３Ａ，３３Ｂの間隔は、ナット４３が回転しようとした際に、ナット４３の少なくとも二つの角が平面３３Ａ，３３Ｂに引っかかり、ナット４３の回転が規制される幅であってもよい。

図１０は、振動検出センサ１Ａの保持部３Ａの詳細を示す斜視図である。
振動検出センサ１Ａにおいて、取り付け用ネジ３５は、円形（円筒形を含む）の頭部を有するネジやボルトを用いることが好ましい。これにより取り付け用ネジ３５の回転が平面３３Ａ，３３Ｂで規制されず、且つ取り付け用ネジ３５の頭部３５Ａを座ぐり部３４に収納する。これにより振動検出センサ１Ａの高さを低減できる。なお、設置個所への固定力が十分な場合には、ナット４３よりも幅の小さな頭部３５Ａを有する取り付け用ネジ３５を用いてもよい。

以上の構成によれば、振動検出素子を備える振動検出センサ本体に保持部を保持し、この保持部に設けられた板状部材に配置用の貫通穴を設け、板状部材が、一対の凸部において対向した二つの平面を有することにより、設置個所に応じた保持部の選定により、設置個所の材料が非磁性材料である場合には、保持部の貫通穴をネジ留め用に利用して振動検出センサを簡易に配置することができ、設置個所の材料が磁性材料である場合には、この貫通穴を利用して磁石に係る構成を配置して、この磁石による磁力により振動検出センサを簡易に設置することができる。

またさらに保持部は、磁石と、前記磁石のヨークと、前記設置用の貫通孔に前記磁石の側から挿入されるネジと、板状部材の側で前記ネジを留めるナットを有し、二つの平面が、ナットの回転を規制することにより、簡易に板状部材と磁石を連結できる。

またさらに保持部は、設置用の貫通穴に振動検出センサ本体の側から挿入されるネジを有し、板状部材が、二つの平面の間に座ぐり部を有し、ネジの頭部を座ぐり部に収納することにより、振動検出センサの高さを低減できる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。

１Ａ、１Ｂ 振動検出センサ
２ 振動検出センサ本体
３Ａ、３Ｂ 保持部
１０ 振動検出素子
１１ ケーブル
１２ ブッシング
１３、３１ 貫通穴
１４、４２、３５ ネジ
１６ 配線基板
１８Ａ 凹部
１８Ｂ 段差
１８ ハウジング
２０ 封止部材
２２ 接続部
３０ 板状部材（アタッチメント）
３０Ａ 凸部
３２ ネジ穴
３３Ａ，３３Ｂ 平面
３４ 座ぐり部
４０ 磁石
４１ ヨーク
４３ ナット

Claims (3)

1. 振動検出素子を備える振動検出センサ本体と、
   前記振動検出センサ本体に保持されて、前記振動検出センサ本体を設置個所に保持する保持部とを備え、
   前記保持部は、設置用の貫通穴を備えた板状部材を備え、
   前記板状部材は、一対の凸部において対向した二つの平面を有する、
   振動検出センサ。
2. 前記保持部は、磁石と、前記磁石のヨークと、前記設置用の貫通孔に前記磁石の側から挿入されるネジと、前記板状部材の側で前記ネジを留めるナットを有し、
   前記二つの平面は、前記ナットの回転を規制する、
   請求項１に記載の振動検出センサ。
3. 前記保持部は、前記設置用の貫通穴に前記振動検出センサ本体の側から挿入されるネジを有し、
   前記板状部材は、前記二つの平面の間に座ぐり部を有し、前記ネジの頭部を前記座ぐり部に収納する、
   請求項１に記載の振動検出センサ。

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