JP3451534B2 - Vibration detector - Google Patents

Vibration detector

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JP3451534B2
JP3451534B2 JP23132797A JP23132797A JP3451534B2 JP 3451534 B2 JP3451534 B2 JP 3451534B2 JP 23132797 A JP23132797 A JP 23132797A JP 23132797 A JP23132797 A JP 23132797A JP 3451534 B2 JP3451534 B2 JP 3451534B2
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vibration
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movable
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清俊 大倉
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、振動物体に接触
させて振動を電気信号に変換し、振動物体の振動状態を
検出する振動検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration detecting device for contacting a vibrating object to convert the vibration into an electric signal and detecting the vibrating state of the vibrating object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の振動検出装置としては、
実公平5−24025号公報に示されるように、振動検
出装置全体を振動物体に直接ネジ止め固定するものや、
特開平5−126622号公報に示されるように、振動
検出装置を手で保持して振動物体に押し当てて使用する
ものが知られている。また、振動物体に振動検出装置を
押し当てて使用するものの中には、実開平4−7592
3号公報に示されるように、押し当てられる部分がバネ
で付勢された可動部となっており、可動部に圧電素子を
設けたものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of vibration detecting device,
As shown in Japanese Utility Model Publication No. 5-24025, one in which the entire vibration detecting device is directly screwed and fixed to a vibrating object,
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-126622, there is known a device in which a vibration detection device is held by hand and pressed against a vibrating object for use. In addition, among those used by pressing the vibration detecting device against the vibrating object, there is an actual open flat wire 4-7592.
As shown in Japanese Patent Laid-Open No. 3 (1994), a portion to be pressed is a movable portion urged by a spring, and it is known that the movable portion is provided with a piezoelectric element.

【0003】これらの振動検出装置は、上記公報の記載
や現在までに市場に出ている振動検出装置の使われ方か
ら判断して、機械設備の診断・保守用途に供することが
想定されている。すなわち、振動物体に直接ネジ止めす
る方式のものは、機械設備に常設してその異常振動を監
視するものであり、押し当て式のものは、機械設備の保
守要員が携帯して診断対象である設備を検査して回るた
めのものである。
It is assumed that these vibration detecting devices will be used for diagnosis and maintenance of mechanical equipment, judging from the description in the above publication and how the vibration detecting devices on the market to date are used. . That is, the method of directly screw-fastening to the vibrating object is to be permanently installed in the mechanical equipment to monitor its abnormal vibration, and the pressing type is to be carried by the maintenance personnel of the mechanical equipment to be diagnosed. It is for inspecting equipment and going around.

【0004】本願発明者らは、振動検出装置には、振動
源を内蔵した量産される製品の検査という新たな用途が
あると考え、そのような用途に特に適した振動検出装置
の振動検出部(振動センサヘッド)、及び、検出した振
動波形信号の分析手法を開発してきた。この種の量産製
品の検査用途には、可動部がバネで付勢された方式の振
動検出部が適するが、調査の結果、そのような用途を特
に想定した振動検出部は知られていないことが判明し
た。
The inventors of the present application believe that the vibration detecting device has a new application of inspecting mass-produced products having a built-in vibration source, and the vibration detecting portion of the vibration detecting device particularly suitable for such an application. (Vibration sensor head) and the analysis method of the detected vibration waveform signal have been developed. A vibration detection unit in which the movable part is biased by a spring is suitable for inspection applications of this type of mass-produced products, but as a result of the investigation, no vibration detection unit that is specifically designed for such an application is known. There was found.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】振動検出装置に要求さ
れる特性に関して、従来の押し当て式振動検出装置が想
定する機械設備の診断・保守用途の場合と、本願発明に
よる振動検出装置が想定する量産製品の検査用途の場合
とでは、振動検出装置の可動部に要求される耐久性に著
しい相違があり、量産製品の検査用途の場合の方がはる
かに高いレベルの耐久性が要求される。例えば、可動部
の往復運動寿命について、機械設備の診断・保全用途で
は平均して1日に20回程度の動作を想定すればよく、
年間300日、10年間の使用を想定すると、6万回の
往復運動寿命で足りる。これに対して、量産製品の検査
用途では、1分間に1回の検査をするとして、1日10
時間、年間300日、10年間の使用を想定すると、1
80万回の往復運動寿命が必要である。
Regarding the characteristics required for the vibration detecting device, the vibration detecting device according to the present invention is assumed to be used for the diagnosis and maintenance of mechanical equipment assumed by the conventional pressing type vibration detecting device. There is a marked difference in the durability required for the movable part of the vibration detection device from the case of mass production product inspection applications, and a much higher level of durability is required for mass production product inspection applications. For example, regarding the reciprocating motion life of the movable part, it is sufficient to assume about 20 movements per day on average for diagnostic / maintenance applications of mechanical equipment,
Assuming use of 300 days a year for 10 years, a reciprocating motion life of 60,000 times will be sufficient. On the other hand, for inspection of mass-produced products, 10 times a day
Assuming usage of 300 hours per year for 10 years, 1
A reciprocating motion life of 800,000 times is required.

【0006】実験の結果、量産製品の検査用途に使用可
能な可動部の往復運動寿命を確保するについて、振動検
出素子による検出信号を外部に導出するための、可動部
とそれ以外の固定部とを電気的に接続する構造が最も問
題となることが判明した。可動部と固定部とを電気的に
接続する最も簡単でコストのかからない方法は、リード
線(絶縁被覆が施された導線)を用いて接続することで
ある。上記実開平4−75923号公報においても、可
動部と固定部とはリード線で接続されている。本発明者
らは、リード線やリード線の根元のハンダ付け部を繰り
返しの屈伸により断線させないため、特定の箇所に応力
が集中しないようにする工夫を種々重ねたにもかかわら
ず、リード線を断線なく10万回以上屈伸させることは
できなかった。
As a result of the experiment, in order to secure the reciprocating motion life of the movable part that can be used for the inspection of mass-produced products, the movable part and the fixed part other than the movable part for deriving the detection signal by the vibration detecting element to the outside are provided. It turned out that the structure that electrically connects the two is the most problematic. The simplest and least costly method of electrically connecting the movable part and the fixed part is to connect using a lead wire (a conductor wire with an insulating coating). Also in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-75923, the movable portion and the fixed portion are connected by a lead wire. In order to prevent the lead wire and the soldered portion at the base of the lead wire from being broken by repeated bending and stretching, the inventors have made various efforts to prevent stress from concentrating on a specific location, but It could not be bent or stretched more than 100,000 times without breaking.

【0007】本発明は、量産製品の検査用途に使用する
振動検出装置の可動部と固定部との間の電気的接続手段
が該用途に適用した場合の極めて多数の回数(例えば、
100万回以上)の屈伸によっても断線しないことを要
するという新規な課題の発見に基づいてなされたもので
あり、さらに一般化していえば、本願発明は、振動物体
に接触させられる可動部と固定部との間の電気的接続手
段を、リード線による場合に比べて相対的に屈伸耐久性
に優れたものとし、長寿命化を図った振動検出装置を提
供することを目的とする。
According to the present invention, the electrical connection means between the movable portion and the fixed portion of the vibration detecting device used for the inspection application of mass-produced products is applied to the application for a very large number of times (for example,
The present invention has been made based on the discovery of a new problem that it is required not to be broken even after bending and stretching of 1 million times or more). More generalized, the present invention is to provide a movable part and a fixed part which are brought into contact with a vibrating object. It is an object of the present invention to provide a vibration detecting device having a longer life by making the electrical connecting means between and to have relatively excellent bending and stretching durability as compared with the case of using a lead wire.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の振動検出装置は、固定部と、この固定部に対
して可動であって振動検出時に振動物体に接触して振動
する可動部とを備え、可動部に、振動を電気信号に変換
する振動検出素子を備えた振動検出装置において、フレ
キシブルプリント配線基板によって固定部と可動部とを
電気的に接続し、このフレキシブルプリント配線基板を
介して振動検出素子による検出信号又はその分析信号を
外部に導出するようにし、可動部の移動に伴ってフレキ
シブルプリント配線基板が所定の方向(設計上意図して
いる方向)とは反対の方向に曲げられたときに、フレキ
シブルプリント配線基板に接触してフレキシブルプリン
ト配線基板の曲げ方向を所定の方向に案内する、フレキ
シブルプリント配線基板が所定の方向に曲がることがで
きる空間が設けられた案内部を備えたものである。
In order to achieve the above object, a vibration detecting apparatus according to the present invention comprises a fixed portion and a movable portion which is movable with respect to the fixed portion and contacts a vibrating object to vibrate when vibration is detected. In a vibration detecting device having a movable part and a vibration detecting element for converting vibration into an electric signal, the flexible printed wiring board electrically connects the fixed part and the movable part to each other. so as to derive the detection signal or the analysis signal by vibration detecting element to the outside through a flexible with the movement of the movable portion
If the sibble printed wiring board is in a certain direction (design
Flexing direction, the flex
Flexible printed board
Flexible cable that guides the bending direction of the wiring board in a predetermined direction.
The flexible printed wiring board may bend in the specified direction.
It is provided with a guide portion provided with an open space .

【0009】この構成においては、フレキシブルプリン
ト配線基板によって固定部と可動部とを電気的に接続し
たので、リード線によって接続した場合に比較して、多
くの回数の屈伸によっても断線することがなく、ひいて
は可動部の往復運動寿命回数を向上させることができ
る。ここで、フレキシブルプリント配線基板とは、樹脂
等よりなるシート状の基材の上に導体の配線パターンを
設けたもので、多くの場合、導体の配線パターンはさら
に絶縁保護層に覆われている。しかも、可動部の移動に
伴ってフレキシブルプリント配線基板を所定の方向(設
計上意図している方向)に案内するので、可動部の往復
運動のたびに再現性のあるフレキシブルプリント配線基
板の曲げ状態を確保でき、意図しない曲げ癖が付くこと
によって、フレキシブルプリント配線基板の曲げ耐久性
が低下することを防止できる。また、振動検出装置の組
み立て直後におけるフレキシブルプリント配線基板の初
期の撓み状態を所定の状態にする配慮をしなくても、可
動部の運動により自動的に所定の曲げ状態が実現できる
ので、振動検出装置の組み立ても容易となる。ここで、
案内部は、可動部又は固定部の一部であってもよいし、
固定部に対して可動部を付勢する付勢手段を有する場合
はその付勢手段の一部であってもよい。
In this structure, since the fixed portion and the movable portion are electrically connected by the flexible printed wiring board, there is no disconnection due to a large number of times of bending and bending, as compared with the case where they are connected by lead wires. As a result, the number of reciprocating motions of the movable part can be improved. Here, the flexible printed wiring board is a sheet-shaped base material made of resin or the like on which a conductor wiring pattern is provided, and in many cases, the conductor wiring pattern is further covered with an insulating protective layer. . Moreover, for moving the movable part
Accordingly, the flexible printed wiring board is
It will guide you in the direction you intend to count, so the moving parts will move back and forth.
Flexible printed wiring board that is reproducible with every movement
The bending state of the plate can be secured and an unintended bending tendency
Flexibility of flexible printed wiring board
Can be prevented from decreasing. Also, a set of vibration detection devices
First flexible printed wiring board immediately after assembly
Even if you do not pay attention to the predetermined flexure condition
A predetermined bending state can be automatically realized by the motion of the moving part
Therefore, the vibration detection device can be easily assembled. here,
The guide part may be a part of the movable part or the fixed part,
When having a biasing means for biasing the movable part with respect to the fixed part
May be part of the biasing means.

【0010】本願発明における振動検出装置は、少なく
とも振動を電気信号に変換する機能を有するものであ
り、さらには振動波形信号の分析手段を有するものであ
ってもよい。
The vibration detecting device according to the present invention has at least a function of converting vibration into an electric signal, and may further have a means for analyzing a vibration waveform signal.

【0011】好ましい実施形態では、前記フレキシブル
プリント配線基板は、固定部と可動部との間に橋渡しさ
れる部分において、相対的に幅の広い部分と幅の狭い部
分とを有し、可動部の移動に伴ってフレキシブルプリン
ト配線基板が曲げられたときに相対的に曲げの曲率半径
が小さくなる部分が幅の広い部分となっている。そうす
ると、フレキシブルプリント配線基板の幅の広い部分に
より、これらの部分の曲げの曲率半径が過度に小さくな
ることを防止することができるので、これらの部分で導
体パターンが断線しにくくなると共に、フレキシブルプ
リント配線基板の基材の強度も増して基板全体が破断す
ることも起こりにくくなる。
In a preferred embodiment, the flexible printed wiring board has a relatively wide portion and a narrow portion in a portion bridging between the fixed portion and the movable portion, When the flexible printed wiring board is bent along with the movement, the portion where the bending radius of curvature becomes relatively small is the wide portion. Then, it is possible to prevent the bending radius of curvature of these portions from becoming excessively small due to the wide portions of the flexible printed wiring board, so that it becomes difficult for the conductor pattern to break at these portions, and at the same time, the flexible printed circuit board becomes flexible. The strength of the base material of the wiring board is also increased, and the entire board is less likely to break.

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を、添付図を参照して具体的に説明する。ここに説明す
るのは、振動を電気信号に変換する機能を有するが、振
動波形信号を分析する手段は内蔵しない振動検出装置で
ある。このような機能から、この実施形態の振動検出装
置をセンサヘッドと称する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. Described herein is a vibration detection device that has the function of converting vibration into an electrical signal, but does not include means for analyzing the vibration waveform signal. Due to such a function, the vibration detection device of this embodiment is referred to as a sensor head.

【0014】図1はセンサヘッド30の正面図、図2は
その左側面図である。センサヘッド30は略円柱形をし
ており、図1における右端部からはケーブル15が引き
出され、左端部からは可動部31が突出している。ここ
に説明する可動部31は、振動の測定対象物に押し当て
られる部分であり、その先端に左方向から加えられる力
に応じて右方向に移動する。センサヘッド30の左端部
に近い領域の外周にはネジが刻まれている。このネジと
2つのナット23とは、センサヘッド30を支持する図
示しない構造物(例えばロボットアーム)にセンサヘッ
ドを固定するために用いられる。
FIG. 1 is a front view of the sensor head 30, and FIG. 2 is a left side view thereof. The sensor head 30 has a substantially cylindrical shape, and the cable 15 is pulled out from the right end portion in FIG. 1 and the movable portion 31 projects from the left end portion. The movable portion 31 described here is a portion that is pressed against an object whose vibration is to be measured, and moves to the right according to the force applied from the left to the tip thereof. A screw is engraved on the outer periphery of the area near the left end of the sensor head 30. The screw and the two nuts 23 are used to fix the sensor head to a structure (for example, a robot arm) (not shown) that supports the sensor head 30.

【0015】図3は図2のA−A線断面図、図4は図2
のB−B線断面図である。センサヘッド30の内部構造
を説明すると、固定部は、ハウジング3及びそれに固定
されている部分からなる。可動部31は、ベース5、ヘ
ッドチップ1、バネ座7等からなる。可動部31は、バ
ネ8を圧縮することによって左方向の力を受けつつハウ
ジング3の軸方向に移動可能に設けられている。可動部
31のベース5には、振動検出素子である圧電素子とそ
の出力信号の増幅回路を搭載したプリント回路基板16
がコネジ17とリベット20によって取り付けられてい
る。ヘッドチップ1は、ステンレス鋼製で、アルミニウ
ム製のベース5に圧入固定されている。バネ座7は、ベ
ース5に嵌め合わされた後、ピン22によって回り止め
されている。バネ8の一端は可動部31のバネ座7に接
し、他端はバネ座9に接している。バネ座9は、ハウジ
ング3の内面の段差とハウジング3にねじ込み固定され
るキャップ11とに挟まれてハウジングに対して固定さ
れ、ピン22によって回り止めされている。
FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and FIG.
FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. The internal structure of the sensor head 30 will be described. The fixing portion includes the housing 3 and a portion fixed to the housing 3. The movable portion 31 includes a base 5, a head chip 1, a spring seat 7, and the like. The movable portion 31 is provided movably in the axial direction of the housing 3 while receiving a leftward force by compressing the spring 8. A printed circuit board 16 having a piezoelectric element, which is a vibration detecting element, and an amplifier circuit for the output signal thereof is mounted on the base 5 of the movable portion 31.
Are attached by a screw 17 and a rivet 20. The head chip 1 is made of stainless steel and is press-fitted and fixed to a base 5 made of aluminum. The spring seat 7 is fitted to the base 5 and then prevented from rotating by a pin 22. One end of the spring 8 is in contact with the spring seat 7 of the movable portion 31, and the other end is in contact with the spring seat 9. The spring seat 9 is fixed to the housing by being sandwiched between a step on the inner surface of the housing 3 and a cap 11 screwed and fixed to the housing 3, and is prevented from rotating by a pin 22.

【0016】ベース5とハウジング3との間にはリング
状のゴムダンパー4、6が設けられている。ゴムダンパ
ー4、6は、可動部31がハウジング3の軸方向以外へ
移動することを規制すると共に、ハウジング3に外部か
ら振動が加えられた場合にその振動が圧電素子に伝わる
ことを防止している。ゴムダンパー4はハウジング3の
内面の段差とハウジングに圧入されるキャップ2との間
に挟まれて固定され、ベース5が左方向に移動してきた
ときにベース5の段差面に当たってベース5が停止する
ときの衝撃を緩和する。ゴムダンパー6はベース5の段
差部とバネ座7とに挟まれて固定され、可動部の一部を
構成する。
Ring-shaped rubber dampers 4 and 6 are provided between the base 5 and the housing 3. The rubber dampers 4 and 6 prevent the movable part 31 from moving in a direction other than the axial direction of the housing 3 and prevent the vibration from being transmitted to the piezoelectric element when the housing 3 is vibrated from the outside. There is. The rubber damper 4 is sandwiched and fixed between the step on the inner surface of the housing 3 and the cap 2 press-fitted into the housing, and when the base 5 moves to the left, it hits the step surface of the base 5 and the base 5 stops. Alleviates the impact of when. The rubber damper 6 is sandwiched and fixed by the stepped portion of the base 5 and the spring seat 7, and constitutes a part of the movable portion.

【0017】フレキシブルプリント配線基板(FPWB
という。)21は、可動部31のプリント回路基板16
とケーブル15とを電気的に接続する。FPWB21の
一端はプリント回路基板16に半田付けされると共にリ
ベット20によりベース5に圧着固定され、他端はケー
ブル15の端に取り付けられたコネクタ10に半田付け
されている。コネクタ10は、バネ座9に設けられた溝
にはめ込まれ、押さえゴム25によってバネ座9に固定
されている。ケーブル15は、ブッシュ13と締め付け
金具14を介してキャップ11に貫通固定されている。
Flexible printed wiring board (FPWB
Say. ) 21 is the printed circuit board 16 of the movable part 31.
And the cable 15 are electrically connected. One end of the FPWB 21 is soldered to the printed circuit board 16 and crimped and fixed to the base 5 by the rivet 20, and the other end is soldered to the connector 10 attached to the end of the cable 15. The connector 10 is fitted in a groove provided in the spring seat 9 and is fixed to the spring seat 9 by a pressing rubber 25. The cable 15 is fixed to the cap 11 through the bush 13 and the fastening member 14 so as to pass therethrough.

【0018】図5は、プリント回路基板16に搭載され
る圧電素子及び増幅回路の等価回路を示す。圧電素子に
は力が加えられると電荷がチャージされ、この電荷を一
種の積分器であるチャージアンプで電圧に変換する。図
5で−A はオペアンプの増幅度(A ≫1)、Cdは圧電素
子の静電容量、Ccは回路の浮遊容量、Cfはフィードバッ
ク容量、Rfはフィードバック抵抗、qdは圧電素子が発生
する電荷、qfはCfに貯えられる電荷、q0はCd及びCcに貯
えられる電荷を表す。このとき、 e0=−(qf/Cf)・(A/(1+A))≒−qf/Cf≒−qd/Cf の関係が成立し、圧電素子が発生する電荷qdに比例した
出力電圧e0が得られる。
FIG. 5 shows an equivalent circuit of the piezoelectric element and the amplifier circuit mounted on the printed circuit board 16. When a force is applied to the piezoelectric element, an electric charge is charged, and this electric charge is converted into a voltage by a charge amplifier which is a kind of integrator. In Figure 5, -A is the amplification of the operational amplifier (A >> 1), Cd is the capacitance of the piezoelectric element, Cc is the stray capacitance of the circuit, Cf is the feedback capacitance, Rf is the feedback resistance, and qd is the charge generated by the piezoelectric element. , Qf represents the charge stored in Cf, and q 0 represents the charge stored in Cd and Cc. At this time, the relationship of e 0 = − (qf / Cf) ・ (A / (1 + A)) ≈−qf / Cf≈−qd / Cf holds, and the output voltage proportional to the electric charge qd generated by the piezoelectric element. e 0 is obtained.

【0019】このセンサヘッド30を用いて製品検査を
行う際は、前述のようにハウジング3の外周のネジ部を
利用してセンサヘッド30をロボットアーム等の支持構
造物に取り付け、可動部31の先端(ヘッドチップ1)
を検査対象製品に押し当てたり離したりできるようにす
る。検査対象製品は、例えばレーザビームプリンタであ
り、センサヘッド30は、そのレーザビームプリンタの
内部のポリゴンミラーの回転が発生する振動を分析し
て、その製品が正常か異常かを判別するための振動検出
に用いられる。検査対象製品が所定の検査位置に搬送さ
れてくると、その製品の振動を検出するのに適した場所
にセンサヘッド30の可動部31の先端が押し当てら
れ、振動が検出される。振動検出が完了すると、その製
品からセンサヘッド30が離され、その後、センサヘッ
ド30は次の検査対象製品が搬送されてくるまで待機す
る。
When a product inspection is performed using this sensor head 30, the sensor head 30 is attached to a supporting structure such as a robot arm using the screw portion on the outer periphery of the housing 3 as described above, and the movable portion 31 is moved. Tip (head chip 1)
To be able to press and release the product to be inspected. The inspection target product is, for example, a laser beam printer, and the sensor head 30 analyzes the vibration generated by the rotation of the polygon mirror inside the laser beam printer to determine whether the product is normal or abnormal. Used for detection. When the product to be inspected is conveyed to a predetermined inspection position, the tip of the movable portion 31 of the sensor head 30 is pressed against a place suitable for detecting the vibration of the product, and the vibration is detected. When the vibration detection is completed, the sensor head 30 is separated from the product, and then the sensor head 30 waits until the next inspection target product is conveyed.

【0020】次に、センサヘッド30による振動検出動
作を説明する。可動部31の先端が検査対象製品に押し
当てられると、可動部31は図3において右方向に移動
する。その移動できる限界はバネ座7とバネ座9とが接
触するまでである。振動検出時に可動部31がこの移動
可能な距離のほぼ中間まで移動するように、検査対象製
品に対するセンサヘッド30の押し当て量が決められ
る。ヘッドチップ1とベース5との境界線がキャップ2
の端面と一致することが適正な押し当て量であることの
目安になる。振動検出時には、検査対象製品の振動がヘ
ッドチップ1、ベース5、プリント回路基板16を介し
て圧電素子に伝達され、ここで電荷量に変換される。こ
の振動に対応する電荷量は前記チャージアンプで電圧に
変換され、この電圧信号はFPWB21、ケーブル15
を経て、図示しない振動を分析するための装置に提供さ
れる。なお、プリント回路基板16上の回路が動作する
ために必要な電源は、振動を分析するための装置からケ
ーブル15、FPWB21を経て供給される。
Next, the vibration detecting operation by the sensor head 30 will be described. When the tip of the movable part 31 is pressed against the product to be inspected, the movable part 31 moves to the right in FIG. The limit of the movement is until the spring seat 7 and the spring seat 9 come into contact with each other. The pressing amount of the sensor head 30 against the product to be inspected is determined so that the movable portion 31 moves to approximately the middle of the movable distance when vibration is detected. The boundary between the head chip 1 and the base 5 is the cap 2.
Matching with the end face of is a guide for proper pressing amount. When the vibration is detected, the vibration of the product to be inspected is transmitted to the piezoelectric element via the head chip 1, the base 5, and the printed circuit board 16, and is converted into the amount of electric charge there. The charge amount corresponding to this vibration is converted into a voltage by the charge amplifier, and this voltage signal is applied to the FPWB 21 and the cable 15.
And is provided to a device for analyzing vibrations (not shown). The power required to operate the circuit on the printed circuit board 16 is supplied from a device for analyzing vibrations via the cable 15 and the FPWB 21.

【0021】図6は可動部31が可動距離の中間まで押
し込まれた状態、図7は可動部31が移動できる限界ま
で押し込まれた状態を示す。FPWB21はそれぞれの
状態で図示したように曲げられる。
FIG. 6 shows a state in which the movable portion 31 is pushed to the middle of the movable distance, and FIG. 7 shows a state in which the movable portion 31 is pushed to the limit of its movement. The FPWB 21 is bent as shown in each state.

【0022】図8はFPWB21の形状を示す。FPW
B21は、ポリイミド樹脂のシートの上に銅箔の配線パ
ターンを形成し、その上を絶縁層で覆ったものである。
図8において、左側がプリント回路基板16への取り付
け部、右側がコネクタ10への取り付け部である。両取
り付け部の中間部分は均一な幅でなく、コネクタへの取
り付け部の近傍21aと全体の中央やや右寄りの部分2
1bとが太くなっている。この2ヵ所は、図6、7に示
したように可動部31が押し込まれた際に曲げが集中す
る場所であるので、これらの部分を太くすることによ
り、これらの部分の曲げの曲率半径が過度に小さくなる
ことを防止して、これらの部分で導体パターンが断線し
ないようにし、また、FPWB21自体が破断すること
がないようにしている。
FIG. 8 shows the shape of the FPWB 21. FPW
B21 is a wiring pattern of copper foil formed on a sheet of polyimide resin, and the wiring pattern is covered with an insulating layer.
In FIG. 8, the left side is the mounting portion to the printed circuit board 16, and the right side is the mounting portion to the connector 10. The middle portion of both mounting portions is not uniform in width, and the portion 21a in the vicinity of the mounting portion to the connector and the portion 2 slightly to the right of the center of the whole
1b is thicker. These two places are places where bending is concentrated when the movable part 31 is pushed in as shown in FIGS. 6 and 7. Therefore, by making these parts thicker, the bending radius of curvature of these parts becomes larger. The conductor pattern is prevented from breaking at these portions by preventing it from becoming excessively small, and the FPWB 21 itself is prevented from breaking.

【0023】図3において、FPWB21は僅かに撓ん
だ状態であるが、このとき、FPWB21より上にはF
PWB21が自由に曲がることのできる空間が設けら
れ、FPWB21より下には自由な曲げを妨げる狭い空
間しか設けられていない。逃げ溝が上に切られたバネ座
9、バネ座7の円筒構造及びFPWB21がハウジング
3の軸よりも下方に配置されていることが、前記FPW
B21の上下の空間の大きさの相違を生じさせている。
このため、可動部31が押し込まれていくと、もしFP
WB21が最初下に凸に曲がっていったとしても、やが
てFPWB21の下方への動きはバネ座9、バネ座7又
はバネ8に妨げられて、可動部31の押し込みが一定量
に達すると、FPWB21の曲げは上に凸へと転じる。
バネ座9、バネ座7又はバネ8がFPWB21を上に凸
に曲げるための案内機構として働いているということも
できる。FPWB21の曲げが一度上に凸となると、F
PWB21が最も伸びた状態である図3の状態において
も、僅かに上に凸の状態を保持し、以後は可動部31の
押し込みに対してFPWB21の中央部は必ず上方に移
動するようになり、設計時に意図した通りのFPWB2
1の曲げ状態が確保される。これにより、FPWB21
に意図しない曲げ癖が付くことによってFPWB21の
曲げ耐久性が低下することを防止できる。
In FIG. 3, the FPWB 21 is in a slightly bent state. At this time, F is above the FPWB 21.
A space where the PWB 21 can freely bend is provided, and only a narrow space that prevents free bending is provided below the FPWB 21. The fact that the spring seat 9 with the escape groove cut upward, the cylindrical structure of the spring seat 7 and the FPWB 21 are arranged below the axis of the housing 3 are
The size of the space above and below B21 is different.
Therefore, if the movable part 31 is pushed in, if FP
Even if the WB 21 is first bent downward, when the downward movement of the FPWB 21 is obstructed by the spring seat 9, the spring seat 7 or the spring 8, and the pushing of the movable portion 31 reaches a certain amount, the FPWB 21 Bends to a convex shape.
It can also be said that the spring seat 9, the spring seat 7 or the spring 8 acts as a guide mechanism for bending the FPWB 21 in a convex shape. Once the bending of FPWB21 is convex upward, F
Even in the state in which the PWB 21 is in the most extended state as shown in FIG. 3, the state in which the PWB 21 is slightly convex upward is maintained, and thereafter, the central portion of the FPWB 21 always moves upward with respect to the pushing of the movable portion 31, FPWB2 as intended at the time of design
The bending state of 1 is secured. As a result, FPWB21
It is possible to prevent the bending durability of the FPWB 21 from being lowered due to an unintended bending tendency.

【0024】実験の結果、300万回のFPWB21の
屈伸(可動部の往復運動)によってもFPWB21に異
常は発生せず、センサヘッド30は量産製品の検査用途
に十分使用できることが確認できた。
As a result of the experiment, no abnormality occurred in the FPWB 21 even when the FPWB 21 was bent and stretched (reciprocating motion of the movable part) 3 million times, and it was confirmed that the sensor head 30 can be sufficiently used for inspection of mass-produced products.

【0025】以上説明した本発明の実施形態は種々の変
形が可能である。例えば、固定部に対して可動部を付勢
する手段は、バネ8のようなつるまきバネ以外にも板バ
ネ等種々の弾性構造を利用しうる。また、可動部の先端
を磁石にし、磁力によって振動物体との接触を確保でき
る場合には付勢手段はなくてもよい。また、振動検出素
子の出力信号の増幅回路は固定部側に設けてもよい。ま
た、振動波形信号を分析するマイクロコンピュータシス
テム等の手段をセンサヘッドに内蔵してもよい。
The embodiment of the present invention described above can be modified in various ways. For example, as the means for urging the movable portion with respect to the fixed portion, various elastic structures such as a leaf spring can be used in addition to the helical spring such as the spring 8. In addition, when the tip of the movable portion is a magnet and the contact with the vibrating object can be secured by the magnetic force, the biasing means may be omitted. Further, the amplifier circuit for the output signal of the vibration detecting element may be provided on the fixed portion side. Further, a means such as a microcomputer system for analyzing the vibration waveform signal may be built in the sensor head.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態による振動検出装置(セン
サヘッド)の正面図である。
FIG. 1 is a front view of a vibration detection device (sensor head) according to an embodiment of the present invention.

【図2】同左側面図である。FIG. 2 is a left side view of the same.

【図3】図2のA−A線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】図2のB−B線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG.

【図5】プリント回路基板に搭載される圧電素子及び増
幅回路の等価回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a piezoelectric element and an amplifier circuit mounted on a printed circuit board.

【図6】可動部が可動距離の中間まで押し込まれた状態
を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the movable portion is pushed to the middle of the movable distance.

【図7】可動部が移動できる限界まで押し込まれた状態
を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the movable portion is pushed to the limit of its movement.

【図8】フレキシブルプリント配線基板の正面図であ
る。
FIG. 8 is a front view of a flexible printed wiring board.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヘッドチップ(可動部) 3 ハウジング(固定部) 5 ベース(可動部) 16 プリント回路基板(振動検出素子が搭載されてい
る) 21 フレキシブルプリント配線基板(FPWB) 30 センサヘッド 31 可動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 head chip (movable part) 3 housing (fixed part) 5 base (movable part) 16 printed circuit board (on which a vibration detecting element is mounted) 21 flexible printed wiring board (FPWB) 30 sensor head 31 movable part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−82301(JP,A) 特開 平9−38086(JP,A) 実開 平4−75923(JP,U) 特表 平9−506701(JP,A)   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page       (56) Reference JP-A-6-82301 (JP, A)                 JP-A-9-38086 (JP, A)                 Actual Kaihei 4-75923 (JP, U)                 Special table flat 9-506701 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固定部と、この固定部に対して可動であ
って振動検出時に振動物体に接触して振動する可動部と
を備え、前記可動部に、振動を電気信号に変換する振動
検出素子を備えた振動検出装置において、 フレキシブルプリント配線基板によって前記固定部と前
記可動部とを電気的に接続し、このフレキシブルプリン
ト配線基板を介して前記振動検出素子による検出信号又
はその分析信号を外部に導出するようにし 前記可動部の移動に伴って前記フレキシブルプリント配
線基板が所定の方向とは反対の方向に曲げられたとき
に、前記フレキシブルプリント配線基板に接触して前記
フレキシブルプリント配線基板の曲げ方向を所定の方向
に案内する、前記フレキシブルプリント配線基板が所定
の方向に曲がることができる空間が設けられた案内部を
備え たことを特徴とする振動検出装置。
1. A vibration detector that includes a fixed portion and a movable portion that is movable with respect to the fixed portion and that vibrates by contacting a vibrating object at the time of detecting a vibration, wherein the movable portion converts the vibration into an electric signal. In a vibration detection device including an element, a flexible printed wiring board electrically connects the fixed portion and the movable portion, and a detection signal by the vibration detection element or an analysis signal thereof is externally transmitted through the flexible printed wiring board. so as to derive the said flexible printed wiring in accordance with the movement of the movable portion
When the wire board is bent in the opposite direction
In contact with the flexible printed wiring board,
Bend the flexible printed wiring board in a predetermined direction
The flexible printed wiring board
Guide section with a space that can be bent in the direction of
A vibration detecting device characterized in that it is provided .
【請求項2】 前記フレキシブルプリント配線基板は、
前記固定部と前記可動部との間に橋渡しされる部分にお
いて、相対的に幅の広い部分と幅の狭い部分とを有し、
前記可動部の移動に伴って前記フレキシブルプリント配
線基板が曲げられたときに相対的に曲げの曲率半径が小
さくなる部分が前記幅の広い部分となっていることを特
徴とする請求項1に記載の振動検出装置。
2. The flexible printed wiring board,
In the portion bridging between the fixed portion and the movable portion, having a relatively wide portion and a narrow width portion,
2. The wide portion is a portion where the radius of curvature of bending is relatively small when the flexible printed wiring board is bent along with the movement of the movable portion. Vibration detection device.
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