JP2023157608A - sensor - Google Patents

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儀忠 武島
Yoshitada Takeshima
弘 吉原
Hiroshi Yoshihara
誠 吉田
Makoto Yoshida
由美子 中山
Yumiko Nakayama
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

To prevent a detection element (for example, piezoelectric element) from being damaged by a simple user's operation when a sensor is carried.SOLUTION: A sensor 1 comprises: a piezoelectric element 4 for detection; a weight 5 movable between a contact position in which the piezoelectric element 4 is contacted and a separation position from which the piezoelectric element 4 is separated; and a stopper 3 movable between a fixation position at which the weight 5 is fixed in the separation position and a retreat position retreated from the fixation position. The stopper 3 includes a spring 3c, and a steel ball 3d arranged along the spring 3c, positioned closer to contact surface side of an enclosure 2 than the spring 3c, and in contact with the contact surface of the enclosure 2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、振動を検出するセンサーに関する。 The present invention relates to a sensor that detects vibrations.

振動を検出するセンサーにおいては、振動を検出するため、例えば、圧電体に加えられた力を、電圧に変換するピエゾ素子が用いられる。従来の振動を検出するセンサーにおいては、ピエゾ素子の感度を上げるために、錘により、ピエゾ素子に圧縮荷重がかけられている。図9(a)は、従来のセンサーを示す断面図である。図9(b)は、ピエゾ素子を示す図である。上述のとおり、錘により、ピエゾ素子に圧縮荷重がかけられているため、センサーの持ち運び時、又は、移動時に筐体に、筐体に衝撃が加わると、衝撃で錘がピエゾ素子に衝突する場合があり、衝突による衝撃が、ピエゾ素子の破損、又は、性能の変化へとつがながる可能性がある。なお、特許文献1には、ピエゾ素子(圧電素子)の破壊を防止するための発明が開示されている。 In sensors that detect vibrations, for example, a piezo element that converts force applied to a piezoelectric body into voltage is used to detect vibrations. In conventional sensors for detecting vibrations, a compressive load is applied to the piezo element using a weight in order to increase the sensitivity of the piezo element. FIG. 9(a) is a cross-sectional view showing a conventional sensor. FIG. 9(b) is a diagram showing a piezo element. As mentioned above, a compressive load is applied to the piezo element by the weight, so if an impact is applied to the casing when carrying or moving the sensor, the weight may collide with the piezo element due to the impact. There is a possibility that the impact caused by a collision may lead to damage to the piezo element or a change in performance. Note that Patent Document 1 discloses an invention for preventing destruction of piezo elements (piezoelectric elements).

上述した問題を解決するため、出願人は、特願2021-109776号を出願している。図10、及び、図11は、特願2021-109776号に係る発明のセンサーを示す断面図である。センサー101は、例えば、測定対象である道路の上に載置され、測定対象である道路で発生する振動を検出(測定)する。 In order to solve the above-mentioned problem, the applicant has filed Japanese Patent Application No. 2021-109776. 10 and 11 are cross-sectional views showing a sensor of the invention according to Japanese Patent Application No. 2021-109776. The sensor 101 is placed, for example, on a road that is a measurement target, and detects (measures) vibrations generated on the road that is a measurement target.

センサー101は、略円筒形状の筐体102を備えている。筐体102は、後述する錘105等を収容する。筐体102によって、センサー101の外形が構成されている。また、筐体102の下面(底面)には、下方に突出した略円筒形状の突出部102aが設けられている。また、突出部102aの先端には、センサー101を測定対象(例えば、道路)に接触させるための凸形状の接触部102bが設けられている。接触部102bに伝わる振動が、後述するピエゾ素子104に伝わることで、センサー101は、ピエゾ素子104により、振動を検出(測定)する。 The sensor 101 includes a housing 102 having a substantially cylindrical shape. The casing 102 accommodates a weight 105, etc., which will be described later. The housing 102 defines the outer shape of the sensor 101. Furthermore, a substantially cylindrical protrusion 102a that protrudes downward is provided on the lower surface (bottom surface) of the housing 102. Furthermore, a convex contact portion 102b is provided at the tip of the protrusion 102a for bringing the sensor 101 into contact with a measurement target (for example, a road). The vibration transmitted to the contact portion 102b is transmitted to the piezo element 104, which will be described later, so that the sensor 101 detects (measures) the vibration using the piezo element 104.

また、筐体102の下面(底面)からは、センサー101を支持するための脚部103が上下方向に延びている。脚部103は、例えば、上下方向に伸縮可能であり、センサー101は、脚部103が上下方向に伸縮することで、測定対象である道路に安定して設置可能となっている。 Further, from the lower surface (bottom surface) of the housing 102, legs 103 for supporting the sensor 101 extend in the vertical direction. The leg portions 103 can be expanded and contracted in the vertical direction, for example, and the sensor 101 can be stably installed on the road to be measured by the leg portions 103 being expanded and contracted in the vertical direction.

ピエゾ素子104(検出用の素子)は、筐体102の内部に配置されている。具体的には、ピエゾ素子104は、筐体2の突出部2a内の底面(下面)上に配置されている。なお、ピエゾ素子104の形状は、図9(b)に示されているピエゾ素子と同様である。すなわち、ピエゾ素子104は、扁平な略円盤状である。ピエゾ素子104の上方には、ピエゾ素子104に圧縮荷重をかけるための錘105が配置されている。錘105は、圧縮荷重をかけることで、ピエゾ素子104に電圧を発生させるためのものである。錘105は、例えば、略円筒形状である。錘105の下半分以上は、突出部102a内に位置するが、錘105の上方は、突出部102aから突出している。ピエゾ素子104と錘105とは、上下方向、すなわち、重力方向に並べて配置されている。具体的には、ピエゾ素子104に、錘105の荷重がかかるように、ピエゾ素子104と錘105とは、重力方向に並べて配置されている。 The piezo element 104 (detection element) is arranged inside the housing 102. Specifically, the piezo element 104 is arranged on the bottom surface (lower surface) within the protrusion 2a of the housing 2. Note that the shape of the piezo element 104 is similar to the piezo element shown in FIG. 9(b). That is, the piezo element 104 has a flat, substantially disk shape. A weight 105 is arranged above the piezo element 104 to apply a compressive load to the piezo element 104. The weight 105 is used to generate a voltage in the piezo element 104 by applying a compressive load. The weight 105 has, for example, a substantially cylindrical shape. The lower half or more of the weight 105 is located within the protrusion 102a, but the upper part of the weight 105 protrudes from the protrusion 102a. The piezo element 104 and the weight 105 are arranged side by side in the vertical direction, that is, in the direction of gravity. Specifically, the piezo element 104 and the weight 105 are arranged side by side in the direction of gravity so that the load of the weight 105 is applied to the piezo element 104.

錘105の上方には、部材106が配置されている。部材106は、例えば、略円筒形状である。部材106の直径は、錘105の直径よりも大きくなっている。 A member 106 is arranged above the weight 105. The member 106 has, for example, a substantially cylindrical shape. The diameter of member 106 is larger than the diameter of weight 105.

センサー101は、さらに、錘105を部材106に固定するための固定部材107を備える。固定部材107は、略円筒形状の第1部107aと、ベース部107aよりも直径が小さい略円筒形状の第2部107bと、を有する。第2部107bは、第1部107aから、第1部107aの延在方向に延びている。第2部107bの先端には、ネジ部107cが設けられている。 The sensor 101 further includes a fixing member 107 for fixing the weight 105 to the member 106. The fixing member 107 has a substantially cylindrical first portion 107a and a substantially cylindrical second portion 107b having a smaller diameter than the base portion 107a. The second portion 107b extends from the first portion 107a in the direction in which the first portion 107a extends. A threaded portion 107c is provided at the tip of the second portion 107b.

部材106には、固定部材107を挿通するための貫通孔106aが設けられている。貫通孔106aは、固定部材107の外形に対応した形状となっている。また、部材106には、固定部材107を保持するための保持孔106bが設けられている。保持孔106bの先端には、固定部材107のネジ部107cに対応したネジ部6cが設けられている。 The member 106 is provided with a through hole 106a through which the fixing member 107 is inserted. The through hole 106a has a shape corresponding to the outer shape of the fixing member 107. Further, the member 106 is provided with a holding hole 106b for holding the fixing member 107. A threaded portion 6c corresponding to the threaded portion 107c of the fixing member 107 is provided at the tip of the holding hole 106b.

錘105には、固定部材107の第2部107bが挿入される挿入孔105aが設けられている。挿入孔105aの一部には、固定部材107のネジ部107cに対応したネジ部105bが設けられている。 The weight 105 is provided with an insertion hole 105a into which the second portion 107b of the fixing member 107 is inserted. A threaded portion 105b corresponding to the threaded portion 107c of the fixing member 107 is provided in a part of the insertion hole 105a.

特願2021-109776号に係る発明では、固定部材107により、錘105を部材106に固定することができる。この場合、ユーザーは、固定部材107を部材106の貫通孔106aに挿通し、さらに、固定部材107を錘105の挿入孔105aに挿入し、錘105の挿入孔105aのネジ部105bに、固定部材107のネジ部107cを螺合することで、錘105を部材106に固定することができる。 In the invention related to Japanese Patent Application No. 2021-109776, the weight 105 can be fixed to the member 106 by the fixing member 107. In this case, the user inserts the fixing member 107 into the through hole 106a of the member 106, further inserts the fixing member 107 into the insertion hole 105a of the weight 105, and inserts the fixing member into the threaded part 105b of the insertion hole 105a of the weight 105. The weight 105 can be fixed to the member 106 by screwing together the screw portion 107c of the member 107.

また、錘105を固定部材107で部材106に固定しない場合は、固定部材107を部材106の保持孔106bに入れ、保持孔106bのネジ部106cに、固定部材107のネジ部107cを螺合することで、固定部材107を保持孔106bに保持させることで、固定部材107を紛失することを防止することができる。 If the weight 105 is not fixed to the member 106 using the fixing member 107, insert the fixing member 107 into the holding hole 106b of the member 106, and screw the threaded part 107c of the fixing member 107 into the threaded part 106c of the holding hole 106b. By holding the fixing member 107 in the holding hole 106b, it is possible to prevent the fixing member 107 from being lost.

特開2010-230459号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-230459

特願2021-109776号に係る発明では、センサー101の使用時、錘105を持ち上げるための固定部材107(錘固定ネジ)は、図11に示す位置に配置される。これに対し、センサー101の持ち運び時、固定部材107は、図10に示す位置に配置され、錘105を持ち上げることで、ピエゾ素子104と錘105との間に隙間が設けられ、ピエゾ素子104に、直接、錘105の衝撃が加わらないようにしている。しかしながら、特願2021-109776号に係る発明では、操作上、固定部材107を締め込むことが手間であり、且つ、固定部材107を外したときに、固定部材107を紛失してしまう可能性がある。 In the invention according to Japanese Patent Application No. 2021-109776, when the sensor 101 is used, the fixing member 107 (weight fixing screw) for lifting the weight 105 is arranged at the position shown in FIG. On the other hand, when carrying the sensor 101, the fixing member 107 is placed in the position shown in FIG. , so that the impact of the weight 105 is not applied directly. However, in the invention related to Japanese Patent Application No. 2021-109776, it is troublesome to tighten the fixing member 107 in terms of operation, and there is a possibility that the fixing member 107 may be lost when the fixing member 107 is removed. be.

本発明の目的は、ユーザーの簡易な操作によって、センサーの持ち運び時等に、検出用の素子(例えば、ピエゾ素子)が破損等することを防止することである。 An object of the present invention is to prevent a detection element (for example, a piezo element) from being damaged when the sensor is carried around due to a simple operation by a user.

第1の発明のセンサーは、検出用の素子と、前記素子に接触した接触位置と、前記素子と離間した離間位置とを、移動可能な錘と、前記錘を離間位置で固定する固定位置と、固定位置から退避した退避位置と、を移動可能なストッパーと、を備えることを特徴とする。 The sensor of the first invention includes a detection element, a contact position in contact with the element, and a spaced position spaced apart from the element, a movable weight, and a fixed position that fixes the weight at the spaced position. , a retracted position retracted from the fixed position, and a movable stopper.

本発明では、ストッパーは、錘を検出用の素子と離間した離間位置で固定する固定位置と、固定位置から退避した退避位置と、を移動可能である。このため、ユーザーは、センサーの持ち運び時等に、ストッパーを固定位置に移動させることで、ストッパーによって、錘を素子から離間した離間位置に固定することができる。従って、本発明によれば、ユーザーの簡易な操作によって、センサーの持ち運び時等に、検出用の素子が破損等することを防止することができる。 In the present invention, the stopper is movable between a fixed position in which the weight is fixed at a separate position separated from the detection element and a retracted position in which the weight is evacuated from the fixed position. Therefore, by moving the stopper to the fixed position when carrying the sensor, the user can use the stopper to fix the weight at a separate position away from the element. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the detection element from being damaged when the sensor is carried around by a simple operation by the user.

第2の発明のセンサーは、第1の発明のセンサーにおいて、前記錘を内部に収容する筐体をさらに備え、前記ストッパーは、前記筐体上において、固定位置と退避位置とを移動可能であり、前記筐体は、前記ストッパーとの接触面に凹部を有し、前記ストッパーは、付勢部材と、前記付勢部材と並べて配置され、前記付勢部材よりも前記筐体の接触面側に位置し、前記筐体の接触面に接触する球と、を有することを特徴とする。 The sensor of a second invention is the sensor of the first invention, further comprising a casing that houses the weight therein, and the stopper is movable between a fixed position and a retracted position on the casing. , the casing has a recess on a contact surface with the stopper, and the stopper is arranged in parallel with a biasing member and closer to the contact surface of the casing than the biasing member. and a ball that is located and contacts the contact surface of the casing.

本発明では、筐体は、ストッパーとの接触面に凹部を有する。また、ストッパーは、付勢部材と並べて配置され、付勢部材よりも筐体の接触面側に位置し、筐体の接触面に接触する球を有する。これにより、ユーザーが、ストッパーを退避位置から固定位置に移動させたときに、ストッパーの球と筐体の凹部とにより、クリック感を感じることができるため、ストッパーを移動させたことを認識することができる。 In the present invention, the casing has a recess on the contact surface with the stopper. Further, the stopper has a ball that is arranged in line with the biasing member, is located closer to the contact surface of the housing than the biasing member, and comes into contact with the contact surface of the housing. As a result, when the user moves the stopper from the retracted position to the fixed position, the user can feel a click between the stopper's ball and the recessed part of the casing, making it possible for the user to recognize that the stopper has been moved. I can do it.

第3の発明のセンサーは、第2の発明のセンサーにおいて、前記ストッパーは、移動方向と垂直な方向に延びる収容部を有し、前記付勢部材と前記球とは、前記収容部の内部に収容されていることを特徴とする。 In the sensor of a third invention, in the sensor of the second invention, the stopper has a housing section extending in a direction perpendicular to the moving direction, and the biasing member and the ball are arranged inside the housing section. It is characterized by being contained.

第4の発明のセンサーは、第1~第3のいずれかの発明のセンサーにおいて、前記ストッパーは、移動方向と平行な方向に延びるベースを有し、前記ストッパーの移動方向と平行な方向に延び、前記ストッパーを固定位置と退避位置とに導くためのレールをさらに備え、前記ベースは、前記レール側に突出したボスを有することを特徴とする。 The sensor of a fourth invention is the sensor of any one of the first to third inventions, wherein the stopper has a base extending in a direction parallel to the moving direction of the stopper, and the stopper has a base extending in a direction parallel to the moving direction of the stopper. , further comprising a rail for guiding the stopper to a fixed position and a retracted position, and the base has a boss projecting toward the rail.

錘を検出用の素子から離間した離間位置で固定するためのストッパーを追加し、ストッパーを固定位置と退避位置とで移動可能とするためには、部品間の隙間が必要となる。このような隙間は、センサーによる測定時の不要な振動源となる可能性がある。本発明では、ストッパーのベースは、レール側に突出したボスを有する。これにより、ストッパーが、錘を固定位置で固定しないとき、すなわち、センサーによる測定時に、ボスにより、ストッパーがレールとは反対側に押し付けられるため、ストッパーの振動が防止される。このため、振動が測定に悪影響を及ぼすことが防止され、信頼性の高い測定が可能となる。 In order to add a stopper for fixing the weight at a separate position away from the detection element and to make the stopper movable between the fixed position and the retracted position, a gap between the parts is required. Such a gap may become a source of unnecessary vibration during measurement by the sensor. In the present invention, the base of the stopper has a boss projecting toward the rail. As a result, when the stopper does not fix the weight at a fixed position, that is, when the sensor measures the weight, the boss presses the stopper against the rail, thereby preventing the stopper from vibrating. Therefore, vibrations are prevented from adversely affecting measurement, and highly reliable measurement is possible.

第5の発明のセンサーは、第4の発明のセンサーにおいて、前記ボスは、前記ストッパーが、固定位置から退避位置に移動するとき、前記錘から離間するまでに、前記レールに接触する位置に設けられていることを特徴とする。 In the sensor of a fifth invention, in the sensor of the fourth invention, the boss is provided at a position where the stopper contacts the rail before separating from the weight when the stopper moves from the fixed position to the retracted position. It is characterized by being

ストッパーが、素子を固定している固定位置に位置している状態から、ユーザーが、ストッパーを移動に移動させると、錘が急に落下し、素子を破損する可能性がある。本発明では、ボスは、ストッパーが、固定位置から退避位置に移動するとき、錘から離間するまでに、レールに接触位置に設けられている。これにより、ストッパーが、錘から離れる前の段階で、ボスによりストッパーが押さえつけられるため、急な錘の落下が防止される。 If the user moves the stopper from a fixed position where the element is fixed, the weight may suddenly fall and damage the element. In the present invention, when the stopper moves from the fixed position to the retracted position, the boss is provided in a contact position with the rail before separating from the weight. As a result, the stopper is pressed down by the boss before it separates from the weight, thereby preventing the weight from falling suddenly.

第6の発明のセンサーは、第1~第5のいずれかの発明のセンサーにおいて、前記錘は、錘本体と、前記ストッパーによって支持される被支持部と、前記錘本体と前記被支持部とを接続する接続部と、を有することを特徴とする。 A sensor of a sixth invention is the sensor of any one of the first to fifth inventions, in which the weight includes a weight main body, a supported part supported by the stopper, and a weight main body and the supported part. and a connecting portion for connecting.

第7の発明のセンサーは、第6の発明のセンサーにおいて、前記被支持部の、前記接続部の延出方向と垂直な方向の大きさは、前記接続部よりも大きく、前記ストッパーは、前記接続部の延出方向と垂直な方向に延びるベースと、前記ベースに設けられ、前記接続部の延出方向と垂直な方向に延び、前記接続部に対応した形状を有するスリットと、を有することを特徴とする。 In the sensor according to a seventh aspect of the invention, in the sensor according to the sixth aspect, a size of the supported part in a direction perpendicular to an extending direction of the connecting part is larger than the connecting part, and the stopper is It has a base extending in a direction perpendicular to the extending direction of the connecting portion, and a slit provided in the base, extending in the direction perpendicular to the extending direction of the connecting portion, and having a shape corresponding to the connecting portion. It is characterized by

本発明では、被支持部の、接続部の延出方向と垂直な方向の大きさは、接続部よりも大きい。また、ストッパーのベースに設けられたスリットは、錘の接続部に対応した形状を有する。このため、ストッパーの固定位置において、スリット内に接続部が位置し、接続部とスリットの内壁とが接触したときに、スリットの周りのベースによって、錘の被支持部が支持され、錘は、素子から離間した離間位置において固定される。 In the present invention, the size of the supported portion in the direction perpendicular to the extending direction of the connecting portion is larger than the connecting portion. Moreover, the slit provided in the base of the stopper has a shape corresponding to the connection part of the weight. Therefore, at the fixed position of the stopper, when the connecting portion is located within the slit and the connecting portion and the inner wall of the slit are in contact with each other, the supported portion of the weight is supported by the base around the slit, and the weight is It is fixed at a spaced apart position away from the element.

第8の発明のセンサーは、第7の発明のセンサーにおいて、前記被支持部は、前記接続部の延出方向において、前記筐体の外部に露出しており、前記ベースの先端は、前記錘が接触位置に位置する状態で、前記接続部と対向し、前記接続部の延出方向において、前記被支持部と重なっており、前記スリットの先端は、前記被支持部の外形に対応した形状であることを特徴とする。 In the sensor of an eighth aspect of the invention, in the sensor of the seventh aspect, the supported part is exposed to the outside of the casing in the extending direction of the connecting part, and the tip of the base is connected to the weight. is located at a contact position, faces the connecting portion and overlaps the supported portion in the extending direction of the connecting portion, and the tip of the slit has a shape corresponding to the outer shape of the supported portion. It is characterized by

本発明では、スリットの先端は、被支持部の外形に対応した形状である。従って、ストッパーは、錘に触れないため、信頼性の高い測定が可能となる。 In the present invention, the tip of the slit has a shape corresponding to the outer shape of the supported part. Therefore, since the stopper does not touch the weight, highly reliable measurement is possible.

第9の発明のセンサーは、第1~第8のいずれかの発明のセンサーにおいて、前記素子と前記錘とは、重力方向に並べて配置されており、前記錘は、接触位置と離間位置とを重力方向と平行な第1方向に移動可能であることを特徴とする。 A sensor according to a ninth invention is the sensor according to any one of the first to eighth inventions, wherein the element and the weight are arranged side by side in the direction of gravity, and the weight has a contact position and a separation position. It is characterized by being movable in a first direction parallel to the direction of gravity.

第10の発明のセンサーは、第9の発明のセンサーにおいて、前記ストッパーは、固定位置と退避位置とを第1方向と垂直な第2方向に移動可能であることを特徴とする。 A sensor according to a tenth aspect of the present invention is the sensor according to the ninth aspect, wherein the stopper is movable between a fixed position and a retracted position in a second direction perpendicular to the first direction.

第11の発明のセンサーは、検出用の素子と、前記素子に接触した接触位置と、前記素子と離間した離間位置とを、移動可能な錘と、前記錘を離間位置で固定する固定部材と、前記固定部材による前記錘の固定の解除時に、前記固定部材に接触するスイッチと、前記スイッチが、前記固定部材に接触しているときに、前記素子による検出を行う制御部と、を備えることを特徴とする。 The sensor of the eleventh invention includes a detection element, a weight that is movable between a contact position where the element is contacted, and a spaced position that is spaced apart from the element, and a fixing member that fixes the weight at the spaced position. , comprising a switch that contacts the fixing member when the fixation of the weight by the fixing member is released, and a control unit that performs detection by the element when the switch is in contact with the fixing member. It is characterized by

本発明では、制御部は、スイッチが、固定部材に接触しているときに、素子による検出を行う。これにより、錘が素子に接触していない状態で、素子(センサー)による検出が行われないため、適正なデータが得られないことが防止される。 In the present invention, the control unit performs detection using the element when the switch is in contact with the fixed member. As a result, detection by the element (sensor) is not performed in a state where the weight is not in contact with the element, thereby preventing proper data from being obtained.

第12の発明のセンサーは、第11の発明のセンサーにおいて、前記制御部は、前記スイッチが、前記固定部材に接触していないときに、前記素子による検出を行わないことを特徴とする。 A sensor according to a twelfth aspect of the invention is the sensor according to the eleventh aspect, wherein the control section does not perform detection by the element when the switch is not in contact with the fixing member.

第13の発明のセンサーは、第1~第12のいずれかのセンサーにおいて、前記素子は、ピエゾ素子であることを特徴とする。 A sensor according to a thirteenth invention is characterized in that in any one of the first to twelfth sensors, the element is a piezo element.

本発明によれば、ユーザーの簡易な操作によって、センサーの持ち運び時等に、検出用の素子が破損等することを防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the detection element from being damaged when the sensor is carried around by a simple operation by the user.

本発明の実施形態に係るセンサーを示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sensor according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るセンサーを示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a sensor according to an embodiment of the present invention. 図2におけるストッパー付近の拡大図である。3 is an enlarged view of the vicinity of the stopper in FIG. 2. FIG. ストッパー付近の拡大斜視図である。FIG. 3 is an enlarged perspective view of the vicinity of the stopper. ストッパー付近の拡大斜視図である。FIG. 3 is an enlarged perspective view of the vicinity of the stopper. センサーの処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of a sensor. 変形例に係るセンサーを示す断面図である。It is a sectional view showing a sensor concerning a modification. 変形例に係るセンサーを示す断面図である。It is a sectional view showing a sensor concerning a modification. (a)は、従来のセンサーを示す断面図である。(b)は、ピエゾ素子を示す図である。(a) is a sectional view showing a conventional sensor. (b) is a diagram showing a piezo element. 特願2021-109776号の発明に係るセンサーを示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a sensor according to the invention of Japanese Patent Application No. 2021-109776. 特願2021-109776号の発明に係るセンサーを示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a sensor according to the invention of Japanese Patent Application No. 2021-109776.

以下、本発明の実施形態について説明する。図1、及び、図2は、本発明の実施形態に係るセンサー1を示す断面図である。センサー1は、例えば、測定対象である道路の上に載置され、測定対象である道路で発生する振動を検出(測定)する。以下、図に示す方向を、上下方向(重力方向)、左右方向(水平方向)として説明する。なお、以下で説明する各部の形状、寸法等は、あくまでも例示であり、適宜、変更可能である。 Embodiments of the present invention will be described below. 1 and 2 are cross-sectional views showing a sensor 1 according to an embodiment of the present invention. The sensor 1 is placed, for example, on a road as a measurement target, and detects (measures) vibrations generated on the road as a measurement target. Hereinafter, the directions shown in the figures will be described as an up-down direction (gravitational direction) and a left-right direction (horizontal direction). Note that the shapes, dimensions, etc. of each part described below are merely examples, and can be changed as appropriate.

センサー1は、筐体2、ストッパー3、ピエゾ素子4、錘5等を備える。筐体2は、後述する錘5等を内部に収容する。筐体2によって、センサー1の外形が構成されている。筐体2は、筐体本体2aと、蓋体2bと、を有する。筐体本体2aの下面(底面)には、センサー1を測定対象(例えば、道路)に接触させるための略円錐形状の接触部2cが設けられている。接触部2cに伝わる振動が、後述するピエゾ素子4に伝わることで、センサー1は、ピエゾ素子4により、振動を検出(測定)する。筐体本体2aは、内部が中空であり、接触部2cを除くと、略円筒形状である。蓋体2bは、扁平な略円盤状であり、筐体本体2a上に載置されている。蓋体2bには、後述する錘5の被支持部5cを筐体2の外部に露出させるための孔2fが設けられている。 The sensor 1 includes a housing 2, a stopper 3, a piezo element 4, a weight 5, and the like. The casing 2 accommodates a weight 5, etc., which will be described later. The outer shape of the sensor 1 is configured by the housing 2. The housing 2 includes a housing body 2a and a lid body 2b. A substantially conical contact portion 2c for bringing the sensor 1 into contact with a measurement target (for example, a road) is provided on the lower surface (bottom surface) of the housing body 2a. The vibration transmitted to the contact portion 2c is transmitted to the piezo element 4, which will be described later, so that the sensor 1 detects (measures) the vibration using the piezo element 4. The housing body 2a is hollow inside and has a substantially cylindrical shape except for the contact portion 2c. The lid body 2b has a flat, substantially disk shape, and is placed on the housing body 2a. The lid body 2b is provided with a hole 2f for exposing a supported portion 5c of the weight 5, which will be described later, to the outside of the housing 2.

ピエゾ素子4(検出用の素子)は、筐体2の内部に配置されている。具体的には、ピエゾ素子4は、筐体本体2a内の底面(下面)上に配置されている。なお、ピエゾ素子4の形状は、図9(b)に示されているピエゾ素子と同様である。すなわち、ピエゾ素子4は、扁平な略円盤状である。 The piezo element 4 (detection element) is arranged inside the housing 2. Specifically, the piezo element 4 is arranged on the bottom surface (lower surface) inside the housing body 2a. Note that the shape of the piezo element 4 is similar to the piezo element shown in FIG. 9(b). That is, the piezo element 4 has a flat, substantially disk shape.

ピエゾ素子4の上方には、ピエゾ素子4に圧縮荷重をかけるための錘5が配置されている。錘5は、ピエゾ素子4に圧縮荷重をかけることで、ピエゾ素子4に電圧を発生させる。ピエゾ素子4と錘5とは、上下方向、すなわち、重力方向(第1方向)に並べて配置されている。錘5は、筐体2の内部において、図1に示す、ピエゾ素子4に接触した接触位置と、図2に示す、ピエゾ素子4と離間した離間位置とを、重力方向(上下方向、第1方向)に移動可能である。 A weight 5 is arranged above the piezo element 4 to apply a compressive load to the piezo element 4. The weight 5 applies a compressive load to the piezo element 4, thereby generating a voltage in the piezo element 4. The piezo element 4 and the weight 5 are arranged side by side in the vertical direction, that is, in the direction of gravity (first direction). Inside the casing 2, the weight 5 moves the contact position shown in FIG. 1, where it is in contact with the piezo element 4, and the separated position shown in FIG. direction).

錘5は、錘本体5aと、接続部5bと、被支持部5cと、接触部5dと、を有する。錘本体5aは、略円筒形状である。被支持部5cは、ストッパー3によって支持される部分である。被支持部5cは、略円筒形状である。接続部5bは、錘本体5aと被支持部5cとを接続しており、上下方向(重力方向)に延びている。接続部5bは、略円筒形状である。ここで、被支持部5cの、接続部5bの延出方向(重力方向、上下方向)と垂直な方向(水平方向、左右方向)の大きさは、接続部5bよりも大きい。すなわち、被支持部5cの径は、接続部5bの径よりも大きい。接触部5dは、ピエゾ素子4と接触する部分であり、錘本体5aから下方向に突出している。 The weight 5 includes a weight main body 5a, a connecting portion 5b, a supported portion 5c, and a contact portion 5d. The weight body 5a has a substantially cylindrical shape. The supported portion 5c is a portion supported by the stopper 3. The supported portion 5c has a substantially cylindrical shape. The connecting portion 5b connects the weight main body 5a and the supported portion 5c, and extends in the vertical direction (direction of gravity). The connecting portion 5b has a substantially cylindrical shape. Here, the size of the supported part 5c in the direction (horizontal direction, horizontal direction) perpendicular to the extending direction (gravity direction, vertical direction) of the connecting part 5b is larger than that of the connecting part 5b. That is, the diameter of the supported portion 5c is larger than the diameter of the connecting portion 5b. The contact portion 5d is a portion that comes into contact with the piezo element 4, and protrudes downward from the weight body 5a.

錘5の被支持部5cと、接続部5bの一部とは、筐体2の外部に露出している。このため、センサー1のユーザーは、被支持部5cを持って、錘5を接触位置から離間位置へ持ち上げることが可能である。 The supported portion 5c of the weight 5 and a portion of the connecting portion 5b are exposed to the outside of the housing 2. Therefore, the user of the sensor 1 can lift the weight 5 from the contact position to the separated position by holding the supported part 5c.

錘5が図1に示す接触位置に位置するとき、被支持部5cの下面と、蓋体2bの上面と、の間には、0.5~1.0mmの隙間が存在する。また、錘5が図2に示す離間位置に位置するとき、接触部5dの下面と、ピエゾ素子4の上面と、の間には、0.5~1.0mmの隙間が存在する。 When the weight 5 is located at the contact position shown in FIG. 1, a gap of 0.5 to 1.0 mm exists between the lower surface of the supported portion 5c and the upper surface of the lid body 2b. Further, when the weight 5 is located at the separated position shown in FIG. 2, a gap of 0.5 to 1.0 mm exists between the lower surface of the contact portion 5d and the upper surface of the piezo element 4.

ストッパー3は、蓋体2b(筐体2)上で、図2に示す、錘5がピエゾ素子4から離間した離間位置で錘5を固定する固定位置と、図1に示す、固定位置から退避した退避位置と、を移動可能である。すなわち、ストッパー3は、錘5がピエゾ素子4から離間した離間位置で錘5を固定する。ストッパー3は、蓋体2b(筐体2)上で、固定位置と退避位置とを重力方向(第1方向、上下方向)と垂直な水平方向(第2方向、左右方向)に移動可能である。 The stopper 3 has two positions on the lid body 2b (casing 2): a fixed position where the weight 5 is fixed at a separate position where the weight 5 is separated from the piezo element 4 as shown in FIG. 2, and a retracted position from the fixed position shown in FIG. It is possible to move to the retracted position. That is, the stopper 3 fixes the weight 5 at a separated position where the weight 5 is separated from the piezo element 4. The stopper 3 is movable between a fixed position and a retracted position on the lid body 2b (casing 2) in a horizontal direction (second direction, left and right direction) perpendicular to the direction of gravity (first direction, up and down direction). .

図3は、図2におけるストッパー3付近の拡大図である。図4、及び、図5は、ストッパー3付近の拡大斜視図である。ストッパー3は、ウォール3aと、ベース3bと、から構成されている。ウォール3aは、ストッパー3の移動方向(水平方向、左右方向)と垂直な方向(重力方向、上下方向)に延びる部分である。ベース3bは、移動方向と平行な方向(水平方向、左右方向)に延びる部分である。ウォール3aとベース3bとは、略垂直な関係にあり、ストッパー3は、側面視、略L字形状である。 FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the stopper 3 in FIG. 2. 4 and 5 are enlarged perspective views of the vicinity of the stopper 3. The stopper 3 includes a wall 3a and a base 3b. The wall 3a is a portion extending in a direction (horizontal direction, left-right direction) of the stopper 3 and a direction perpendicular to it (gravitational direction, vertical direction). The base 3b is a portion extending in a direction parallel to the moving direction (horizontal direction, left-right direction). The wall 3a and the base 3b are in a substantially perpendicular relationship, and the stopper 3 has a substantially L-shape when viewed from the side.

ウォール3aは、ベース3b側に膨出した、内部が中空の略円筒形状の収容部3iを有する。収容部3iの内部には、バネ3c(付勢部材)と鋼球3dとが収容されている。バネ3cと鋼球3dとは、重力方向(上下方向)に並べて配置されている。鋼球3dは、バネ3cよりも蓋体2b(筐体2)の接触面側に位置し、蓋体2b(筐体2)の接触面に接触する。収容部3iの上方から下方に向けて、ネジ3eは、収容部3iに螺合している。ネジ3eが、収容部3iに螺合することで、バネ3c及び鋼球3dは、収容部3iの内部にとどまっている。ネジ3eが螺合可能なように、収容部3iの内壁には、ネジが切られている。 The wall 3a has a hollow, substantially cylindrical housing portion 3i that bulges toward the base 3b. A spring 3c (biasing member) and a steel ball 3d are housed inside the housing portion 3i. The spring 3c and the steel ball 3d are arranged side by side in the direction of gravity (vertical direction). The steel ball 3d is located closer to the contact surface of the lid 2b (casing 2) than the spring 3c, and comes into contact with the contact surface of the lid 2b (casing 2). The screw 3e is screwed into the housing part 3i from above to below the housing part 3i. The spring 3c and the steel ball 3d remain inside the housing part 3i because the screw 3e is screwed into the housing part 3i. The inner wall of the accommodating portion 3i is threaded so that the screw 3e can be screwed into the inner wall.

ここで、蓋体2b(筐体2)には、ストッパー3との接触面(上面)に凹部2d(窪み)が設けられている。このため、ストッパー3が、蓋体2b(筐体2)上を移動するときに、鋼球3dは、凹部2dと蓋体2bの平坦な部分とによって、上下方向に移動するが、バネ3cによって、蓋体2b側に押し付けられることで、ストッパー3を移動させるユーザーは、クリック感を感じることになる。 Here, the lid body 2b (casing 2) is provided with a recess 2d (indentation) on the contact surface (upper surface) with the stopper 3. Therefore, when the stopper 3 moves on the lid 2b (casing 2), the steel ball 3d is moved in the vertical direction by the recess 2d and the flat part of the lid 2b, but by the spring 3c. When the stopper 3 is pressed against the lid 2b side, the user who moves the stopper 3 will feel a clicking sensation.

また、蓋体2b(筐体2)のストッパー3との接触面(上面)は、蓋体2bの中心から外側(図1、及び、図2では、左側)に向けて、上方から下方に傾斜している。反対に、ストッパー3のベース3bの蓋体2bとの接触面(下面)は、蓋体2bの外側(図1、及び、図2では、左側)から中心に向けて、下方から上方に傾斜している。蓋体2bの傾斜角度と、ベース3bの傾斜角度とは、一致している。ストッパー3は、退避位置から固定位置に移動するとき、蓋体2bの傾斜に沿って、下方から上方にも移動する。 In addition, the contact surface (top surface) of the lid 2b (casing 2) with the stopper 3 is inclined downward from the top toward the outside (left side in FIGS. 1 and 2) from the center of the lid 2b. are doing. On the contrary, the contact surface (lower surface) of the base 3b of the stopper 3 with the lid 2b is inclined from the bottom to the top from the outside of the lid 2b (the left side in FIGS. 1 and 2) toward the center. ing. The inclination angle of the lid body 2b and the inclination angle of the base 3b match. When the stopper 3 moves from the retracted position to the fixed position, it also moves from below to above along the slope of the lid 2b.

また、ストッパー3のベース3bには、スリット3fが設けられている。スリット3fは、錘5の接続部5bの延出方向(重力方向、上下方向)と垂直な方向(水平方向、左右方向)に延びている。また、スリット3fは、接続部5bに対応した形状を有している。スリット3fの幅は、錘5の接続部5bの径と略同一である。上述したように、錘5において、被支持部5cの径は、接続部5bの径よりも大きい。このため、ストッパー3の固定位置において、スリット3内に接続部5bが位置し、スリット3fの内壁が、接続部5bに接触したとき、スリット3fの周囲のベース3bによって、被支持部5cが支持されることで、錘5は、ピエゾ素子4から離間した離間位置で固定される。 Further, the base 3b of the stopper 3 is provided with a slit 3f. The slit 3f extends in a direction (horizontal direction, horizontal direction) perpendicular to the extending direction (gravitational direction, vertical direction) of the connecting portion 5b of the weight 5. Further, the slit 3f has a shape corresponding to the connecting portion 5b. The width of the slit 3f is approximately the same as the diameter of the connecting portion 5b of the weight 5. As described above, in the weight 5, the diameter of the supported portion 5c is larger than the diameter of the connecting portion 5b. Therefore, when the connecting part 5b is located in the slit 3 at the fixed position of the stopper 3 and the inner wall of the slit 3f contacts the connecting part 5b, the supported part 5c is supported by the base 3b around the slit 3f. By doing so, the weight 5 is fixed at a separate position away from the piezo element 4.

また、ストッパー3のベース3bは、水平部3aの幅方向に延出した鍔3gを有する。鍔3gは、ベース3bよりも薄い部分である。鍔3gは、ベース3bの幅方向両側に設けられている。鍔3g(ベース3b)の、後述するレール2e側の面(上面)には、レール2e側に突出したボス3hが設けられている。ボス3hは、ストッパー3が、固定位置から退避位置に移動するとき、錘5から離間するまでに、レール2eに接触する位置に設けられている。 Further, the base 3b of the stopper 3 has a flange 3g extending in the width direction of the horizontal portion 3a. The collar 3g is a thinner portion than the base 3b. The collar 3g is provided on both sides of the base 3b in the width direction. A boss 3h projecting toward the rail 2e is provided on a surface (upper surface) of the collar 3g (base 3b) on the rail 2e side (described later). The boss 3h is provided at a position where the stopper 3 comes into contact with the rail 2e before separating from the weight 5 when the stopper 3 moves from the fixed position to the retracted position.

蓋体2b(筐体2)の上面には、上述のレール2eが設けられている。レール2eは、ストッパー3を、錘5を固定する固定位置と、固定位置から退避した退避位置と、に導くためのものである。レール2eは、ストッパー3の移動方向と平行な方向(水平方向、左右方向)に延びている。レール2eは、鍔3gに対応して、鍔3gの上方に2つ設けられている。ストッパー3は、鍔3gの上方に位置するレール2eと、蓋体2bの上面と、に挟まれている。 The above-mentioned rail 2e is provided on the top surface of the lid 2b (casing 2). The rail 2e is for guiding the stopper 3 to a fixed position where the weight 5 is fixed and a retracted position where it is retracted from the fixed position. The rail 2e extends in a direction parallel to the moving direction of the stopper 3 (horizontal direction, left-right direction). Two rails 2e are provided above the collar 3g, corresponding to the collar 3g. The stopper 3 is sandwiched between a rail 2e located above the collar 3g and the top surface of the lid 2b.

上述したように、錘5の被支持部5cは、接続部5bの延出方向(重力方向、上下方向)において、筐体2の外部に露出している。また、ベース3bの先端は、錘5が接触位置に位置する状態で、接続部2bと対向しており、接続部5bの延出方向(重力方向、上下方向)において、被支持部5cと重なっている。そして、スリット3fの先端は、被支持部3cの外形に対応した形状である。すなわち、スリット3fの先端は、ベース3bが被支持部5cと接触しないように、テーパー形状となっている。 As described above, the supported portion 5c of the weight 5 is exposed to the outside of the housing 2 in the extending direction (gravitational direction, vertical direction) of the connecting portion 5b. Further, the tip of the base 3b faces the connecting portion 2b with the weight 5 at the contact position, and overlaps the supported portion 5c in the extending direction (gravity direction, vertical direction) of the connecting portion 5b. ing. The tip of the slit 3f has a shape corresponding to the outer shape of the supported portion 3c. That is, the tip of the slit 3f has a tapered shape so that the base 3b does not come into contact with the supported portion 5c.

図10、及び、図11に示す特願2021-109776号に係る発明では、ピエゾ素子104に接触する錘105を固定部材107(ねじ)で上げ下げすることによって、測定時には、錘105をピエゾ素子104に接触させ、持ち運び時には、錘105をピエゾ素子104に非接触としている。これには、ピエゾ素子104を保護する目的がある。しかしながら、人的ミス等により、固定部材107を取り忘れて、測定が行われた場合、錘105がピエゾ素子104に接触しておらず、ピエゾ素子104に荷重がかけられていないため、適正なデータが得られない。 In the invention related to Japanese Patent Application No. 2021-109776 shown in FIG. 10 and FIG. The weight 105 is kept in contact with the piezo element 104 when being carried. This has the purpose of protecting the piezo element 104. However, if the fixing member 107 is forgotten due to human error or the like and measurement is performed, the weight 105 is not in contact with the piezo element 104 and no load is applied to the piezo element 104. No data available.

適正なデータが得られないという課題を解決するため、本実施形態では、センサー1は、さらに、スイッチ6を備えている。スイッチ6は、ストッパー3(固定部材)による錘5の固定の解除時に、ストッパー3に接触する。すなわち、スイッチ6は、ストッパー3が、退避位置にあるとき、図1に示すように、ストッパー3に接触する。スイッチ6は、ストッパー3が接触することによって、オンの状態となる。センサー1は、さらに、図示しないマイクロコンピューター(制御部)を備えている。マイクロコンピューターは、スイッチ6が、オンの状態のとき、すなわち、ストッパー3に接触しているときに、ピエゾ素子4による検出(測定)を行う。一方で、マイクロコンピューターは、スイッチ6が、オフの状態のとき、すなわち、ストッパー3に接触していないときに、ピエゾ素子4による検出(測定)を行わない。 In order to solve the problem of not being able to obtain proper data, the sensor 1 further includes a switch 6 in this embodiment. The switch 6 contacts the stopper 3 when the weight 5 is released from being fixed by the stopper 3 (fixing member). That is, the switch 6 contacts the stopper 3 as shown in FIG. 1 when the stopper 3 is in the retracted position. The switch 6 is turned on when the stopper 3 comes into contact with it. The sensor 1 further includes a microcomputer (control unit) not shown. The microcomputer performs detection (measurement) using the piezo element 4 when the switch 6 is in the on state, that is, when it is in contact with the stopper 3. On the other hand, the microcomputer does not perform detection (measurement) using the piezo element 4 when the switch 6 is in the off state, that is, when it is not in contact with the stopper 3.

スイッチ6が、オンの状態のとき、すなわち、ストッパー3に接触しているとき、ストッパー3は、錘5を固定していないため、錘5は、ピエゾ素子4に接触していることになる。 When the switch 6 is on, that is, when it is in contact with the stopper 3, the stopper 3 does not fix the weight 5, so the weight 5 is in contact with the piezo element 4.

図6は、センサー1の処理動作を示すフローチャートである。マイクロコンピューターは、ピエゾ素子4と錘5とが接触しているか否か、すなわち、スイッチ6がオンであるか否かを判断する(S1)。マイクロコンピューターは、ピエゾ素子4と錘5とが接触している、すなわち、スイッチ6がオンであると判断した場合(S1:Yes)、センサー1を測定開始可能な状態に制御する(S2)。一方で、マイクロコンピューターは、ピエゾ素子4と錘5とが接触していない、すなわち、スイッチ6がオフであると判断した場合(S1:No)、センサー1を測定開始不可能な状態に制御する(S3)。 FIG. 6 is a flowchart showing the processing operation of the sensor 1. The microcomputer determines whether the piezo element 4 and the weight 5 are in contact with each other, that is, whether the switch 6 is on or not (S1). When the microcomputer determines that the piezo element 4 and the weight 5 are in contact, that is, the switch 6 is on (S1: Yes), it controls the sensor 1 to a state where it can start measurement (S2). On the other hand, if the microcomputer determines that the piezo element 4 and the weight 5 are not in contact, that is, the switch 6 is off (S1: No), it controls the sensor 1 to a state in which it is impossible to start measurement. (S3).

以上説明したように、本実施形態では、ストッパー3は、錘5をピエゾ素子4と離間した離間位置で固定する固定位置と、固定位置から退避した退避位置と、を移動可能である。このため、ユーザーは、センサー1の持ち運び時等に、ストッパー3を固定位置に移動させることで、ストッパー3によって、錘5をピエゾ素子4から離間した離間位置に固定することができる。従って、本実施形態によれば、ユーザーの簡易な操作によって、センサー1の持ち運び時等に、ピエゾ素子4が破損等することを防止することができる。 As described above, in this embodiment, the stopper 3 is movable between a fixed position in which the weight 5 is fixed at a spaced apart position from the piezo element 4, and a retracted position in which it is evacuated from the fixed position. Therefore, when the user carries the sensor 1, for example, by moving the stopper 3 to the fixed position, the user can fix the weight 5 at a separate position away from the piezo element 4 using the stopper 3. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the piezo element 4 from being damaged when the sensor 1 is being carried around by a simple operation by the user.

また、本実施形態では、筐体2は、ストッパー3との接触面に凹部2dを有する。また、ストッパー3は、バネ3cと並べて配置され、バネ3cよりも筐体2の接触面側に位置し、筐体2の接触面に接触する鋼球3dを有する。これにより、ユーザーが、ストッパー3を退避位置から固定位置に移動させたときに、ストッパー3の鋼球3dと筐体2の凹部2dとにより、クリック感を感じることができるため、ストッパー3を移動させたことを認識することができる。 Furthermore, in this embodiment, the housing 2 has a recess 2d on the surface that contacts the stopper 3. Further, the stopper 3 includes a steel ball 3d that is arranged side by side with the spring 3c, is located closer to the contact surface of the casing 2 than the spring 3c, and comes into contact with the contact surface of the casing 2. As a result, when the user moves the stopper 3 from the retracted position to the fixed position, the user can feel a click due to the steel ball 3d of the stopper 3 and the recess 2d of the housing 2, so the user can move the stopper 3. You can recognize what you have done.

また、錘5をピエゾ素子4から離間した離間位置で固定するためのストッパー3を追加し、ストッパー3を固定位置と退避位置とで移動可能とするためには、部品間の隙間が必要となる。このような隙間は、センサー1による測定時の不要な振動源となる可能性がある。本実施形態では、ストッパー3のベース3bは、レール2e側に突出したボス3hを有する。これにより、ストッパー3が、錘5を固定位置で固定しないとき、すなわち、センサー1による測定時に、ボス3hにより、ストッパー3がレール2eとは反対側に押し付けられるため、ストッパー3の振動が防止される。このため、振動が測定に悪影響を及ぼすことが防止され、信頼性の高い測定が可能となる。 In addition, a stopper 3 is added to fix the weight 5 at a separate position away from the piezo element 4, and in order to make the stopper 3 movable between the fixed position and the retracted position, a gap between the parts is required. . Such a gap may become a source of unnecessary vibration during measurement by the sensor 1. In this embodiment, the base 3b of the stopper 3 has a boss 3h that projects toward the rail 2e. As a result, when the stopper 3 does not fix the weight 5 at a fixed position, that is, when the sensor 1 measures, the stopper 3 is pressed against the side opposite to the rail 2e by the boss 3h, so vibration of the stopper 3 is prevented. Ru. Therefore, vibrations are prevented from adversely affecting measurement, and highly reliable measurement is possible.

また、ストッパー3が、ピエゾ素子4を固定している固定位置に位置している状態から、ユーザーが、ストッパー3を移動に移動させると、錘5が急に落下し、ピエゾ素子4を破損する可能性がある。本実施形態では、ボス3hは、ストッパー3が、固定位置から退避位置に移動するとき、錘5から離間するまでに、レール2eに接触する位置に設けられている。これにより、ストッパー3が、錘5から離れる前の段階で、ボス3hによりストッパー3が押さえつけられるため、急な錘5の落下が防止される。 Additionally, if the user moves the stopper 3 from the fixed position where the piezo element 4 is fixed, the weight 5 will suddenly fall, damaging the piezo element 4. there is a possibility. In this embodiment, the boss 3h is provided at a position where the stopper 3 comes into contact with the rail 2e before separating from the weight 5 when the stopper 3 moves from the fixed position to the retracted position. As a result, the stopper 3 is pressed down by the boss 3h before the stopper 3 separates from the weight 5, so that the weight 5 is prevented from falling suddenly.

また、本実施形態では、被支持部5cの、接続部5bの延出方向と垂直な方向の大きさは、接続部5bよりも大きい。また、ストッパー3のベース3bに設けられたスリット3fは、錘5の接続部5bに対応した形状を有する。このため、ストッパー3の固定位置において、スリット3f内に接続部5bが位置し、接続部5bとスリット3fの内壁とが接触したときに、スリット3fの周りのベース3bによって、錘5の被支持部5cが支持され、錘5は、ピエゾ素子4から離間した離間位置において固定される。 Further, in the present embodiment, the size of the supported portion 5c in the direction perpendicular to the extending direction of the connecting portion 5b is larger than that of the connecting portion 5b. Furthermore, the slit 3f provided in the base 3b of the stopper 3 has a shape corresponding to the connecting portion 5b of the weight 5. Therefore, in the fixed position of the stopper 3, when the connecting part 5b is located in the slit 3f and the connecting part 5b and the inner wall of the slit 3f come into contact, the weight 5 is supported by the base 3b around the slit 3f. The portion 5c is supported, and the weight 5 is fixed at a spaced apart position from the piezo element 4.

また、本実施形態では、スリット3fの先端は、被支持部5cの外形に対応した形状である。従って、ストッパー3は、錘5に触れないため、信頼性の高い測定が可能となる。 Moreover, in this embodiment, the tip of the slit 3f has a shape corresponding to the outer shape of the supported part 5c. Therefore, since the stopper 3 does not touch the weight 5, highly reliable measurement is possible.

また、本実施形態では、マイクロコンピューターは、スイッチ6が、ストッパー3に接触しているときに、ピエゾ素子4による検出を行う。これにより、錘5がピエゾ素子4に接触していない状態で、ピエゾ素子4(センサー1)による検出が行われないため、適正なデータが得られないことが防止される。 Further, in this embodiment, the microcomputer performs detection using the piezo element 4 when the switch 6 is in contact with the stopper 3. Thereby, detection by the piezo element 4 (sensor 1) is not performed in a state where the weight 5 is not in contact with the piezo element 4, so that it is possible to prevent proper data from being obtained.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the forms to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and as illustrated below, as appropriate without departing from the spirit of the present invention. It is possible to make changes.

上述の実施形態においては、スイッチ6は、ストッパー3(固定部材)による錘5の固定の解除時に、ストッパー3に接触するようになっている。固定部材として、ストッパー3に替えて、例えば、ネジを用いてもよい。図7、及び、図8は、固定部材としてネジ203を用いた場合の変形例に係るセンサー201を示す断面図である。図7に示すように、ネジ203は、錘205に螺合することで、錘5をピエゾ素子4と離間した離間位置で固定する。また、図8に示すように、ネジ203による錘5の固定が解除されると、錘5は、ピエゾ素子4に接触する接触位置に位置する。 In the embodiment described above, the switch 6 comes into contact with the stopper 3 when the weight 5 is released from being fixed by the stopper 3 (fixing member). Instead of the stopper 3, for example, a screw may be used as the fixing member. 7 and 8 are cross-sectional views showing a sensor 201 according to a modification example in which a screw 203 is used as a fixing member. As shown in FIG. 7, the screw 203 is screwed into the weight 205 to fix the weight 5 at a position separated from the piezo element 4. Further, as shown in FIG. 8, when the weight 5 is released from being fixed by the screw 203, the weight 5 is located at a contact position where it contacts the piezo element 4.

スイッチ206は、図8に示すように、ネジ203による錘205の固定の解除時に、ネジ203に接触する。 As shown in FIG. 8, the switch 206 comes into contact with the screw 203 when the weight 205 is released from being fixed by the screw 203.

本発明は、振動を検出するセンサーに好適に採用され得る。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be suitably adopted for the sensor which detects a vibration.

1、201 センサー
2 筐体
2a 筐体本体
2b 蓋体
2d 凹部
3 ストッパー(固定部材)
3a ウォール
3b ベース
3c バネ(付勢部材)
3d 鋼球
3f スリット
3i 収容部
4、204 ピエゾ素子(検出用の素子)
5、205 錘
5a 錘本体
5b 接続部
5c 被支持部
6 スイッチ
203 ネジ(固定部材)
1, 201 Sensor 2 Housing 2a Housing body 2b Lid 2d Recess 3 Stopper (fixing member)
3a Wall 3b Base 3c Spring (biasing member)
3d Steel ball 3f Slit 3i Accommodating portion 4, 204 Piezo element (detection element)
5, 205 Weight 5a Weight body 5b Connection part 5c Supported part 6 Switch 203 Screw (fixing member)

Claims (13)

検出用の素子と、
前記素子に接触した接触位置と、前記素子と離間した離間位置とを、移動可能な錘と、
前記錘を離間位置で固定する固定位置と、固定位置から退避した退避位置と、を移動可能なストッパーと、
を備えることを特徴とするセンサー。
A detection element,
a weight that is movable between a contact position in contact with the element and a separate position away from the element;
a stopper that is movable between a fixed position in which the weight is fixed at a separated position and a retracted position in which the weight is evacuated from the fixed position;
A sensor characterized by comprising:
前記錘を内部に収容する筐体をさらに備え、
前記ストッパーは、前記筐体上において、固定位置と退避位置とを移動可能であり、
前記筐体は、前記ストッパーとの接触面に凹部を有し、
前記ストッパーは、
付勢部材と、
前記付勢部材と並べて配置され、前記付勢部材よりも前記筐体の接触面側に位置し、前記筐体の接触面に接触する球と、を有することを特徴とする請求項1に記載のセンサー。
further comprising a casing that houses the weight therein,
The stopper is movable between a fixed position and a retracted position on the housing,
The casing has a recess on a contact surface with the stopper,
The stopper is
a biasing member;
2. A ball disposed in parallel with the biasing member, located closer to the contact surface of the casing than the biasing member, and in contact with the contact surface of the casing. sensor.
前記ストッパーは、移動方向と垂直な方向に延びる収容部を有し、
前記付勢部材と前記球とは、前記収容部の内部に収容されていることを特徴とする請求項2に記載のセンサー。
The stopper has a housing portion extending in a direction perpendicular to the moving direction,
The sensor according to claim 2, wherein the biasing member and the ball are housed inside the housing section.
前記ストッパーは、移動方向と平行な方向に延びるベースを有し、
前記ストッパーの移動方向と平行な方向に延び、前記ストッパーを固定位置と退避位置とに導くためのレールをさらに備え、
前記ベースは、前記レール側に突出したボスを有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のセンサー。
The stopper has a base extending in a direction parallel to the moving direction,
Further comprising a rail extending in a direction parallel to the moving direction of the stopper and guiding the stopper to a fixed position and a retracted position,
The sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the base has a boss projecting toward the rail.
前記ボスは、前記ストッパーが、固定位置から退避位置に移動するとき、前記錘から離間するまでに、前記レールに接触する位置に設けられていることを特徴とする請求項4に記載のセンサー。 5. The sensor according to claim 4, wherein the boss is provided at a position where the boss contacts the rail when the stopper moves from the fixed position to the retracted position before separating from the weight. 前記錘は、
錘本体と、
前記ストッパーによって支持される被支持部と、
前記錘本体と前記被支持部とを接続する接続部と、を有することを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載のセンサー。
The weight is
A weight body,
a supported part supported by the stopper;
The sensor according to any one of claims 1 to 5, further comprising a connecting part that connects the weight main body and the supported part.
前記被支持部の、前記接続部の延出方向と垂直な方向の大きさは、前記接続部よりも大きく、
前記ストッパーは、
前記接続部の延出方向と垂直な方向に延びるベースと、
前記ベースに設けられ、前記接続部の延出方向と垂直な方向に延び、前記接続部に対応した形状を有するスリットと、
を有することを特徴とする請求項6に記載のセンサー。
The size of the supported part in a direction perpendicular to the extending direction of the connecting part is larger than the connecting part,
The stopper is
a base extending in a direction perpendicular to the direction in which the connecting portion extends;
a slit provided in the base, extending in a direction perpendicular to the extending direction of the connecting portion, and having a shape corresponding to the connecting portion;
The sensor according to claim 6, characterized in that it has:
前記被支持部は、前記接続部の延出方向において、前記筐体の外部に露出しており、
前記ベースの先端は、前記錘が接触位置に位置する状態で、前記接続部と対向し、前記接続部の延出方向において、前記被支持部と重なっており、
前記スリットの先端は、前記被支持部の外形に対応した形状であることを特徴とする請求項7に記載のセンサー。
The supported part is exposed to the outside of the casing in the extending direction of the connecting part,
The tip of the base faces the connecting portion and overlaps the supported portion in the extending direction of the connecting portion when the weight is located at the contact position,
8. The sensor according to claim 7, wherein the tip of the slit has a shape corresponding to the outer shape of the supported part.
前記素子と前記錘とは、重力方向に並べて配置されており、
前記錘は、接触位置と離間位置とを重力方向と平行な第1方向に移動可能であることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載のセンサー。
The element and the weight are arranged side by side in the direction of gravity,
The sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the weight is movable between a contact position and a separation position in a first direction parallel to the direction of gravity.
前記ストッパーは、固定位置と退避位置とを第1方向と垂直な第2方向に移動可能であることを特徴とする請求項9に記載のセンサー。 The sensor according to claim 9, wherein the stopper is movable between a fixed position and a retracted position in a second direction perpendicular to the first direction. 検出用の素子と、
前記素子に接触した接触位置と、前記素子と離間した離間位置とを、移動可能な錘と、
前記錘を離間位置で固定する固定部材と、
前記固定部材による前記錘の固定の解除時に、前記固定部材に接触するスイッチと、
前記スイッチが、前記固定部材に接触しているときに、前記素子による検出を行う制御部と、
を備えることを特徴とするセンサー。
A detection element,
a weight that is movable between a contact position in contact with the element and a separate position away from the element;
a fixing member that fixes the weight at a separated position;
a switch that contacts the fixing member when the fixation of the weight by the fixing member is released;
a control unit that performs detection by the element when the switch is in contact with the fixing member;
A sensor characterized by comprising:
前記制御部は、前記スイッチが、前記固定部材に接触していないときに、前記素子による検出を行わないことを特徴とする請求項11に記載のセンサー。 The sensor according to claim 11, wherein the control unit does not perform detection by the element when the switch is not in contact with the fixing member. 前記素子は、ピエゾ素子であることを特徴とする請求項1~12のいずれか1項に記載のセンサー。 The sensor according to claim 1, wherein the element is a piezo element.
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