JP6770744B2 - Vibration sensor - Google Patents

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Description

この発明は、たとえば軸受の異常検出などの用途に特に好適に使用することができる振動センサに関する。 The present invention relates to a vibration sensor that can be particularly suitably used for applications such as bearing abnormality detection.

エレクトレットコンデンサマイクロホンを用いる血圧計用の振動センサが提案されている(特許文献1)。 A vibration sensor for a sphygmomanometer using an electret condenser microphone has been proposed (Patent Document 1).

従来の振動センサは、底部に開口部を有するケース内にエレクトレットコンデンサマイクロホンを組み込み、緩衝材を介してケースの底部外面に振動伝達部材を装着し、ケースの開口部を介して振動伝達部材の中央部の突出部をエレクトレットコンデンサマイクロホンの振動板に接触させて構成されている。なお、振動センサは、血圧計のカフ(加圧用の腕帯)に組み込むことにより、血管からの低周波の心拍音(コロトコフ音)を効率よく検出することができる。 In a conventional vibration sensor, an electlet condenser microphone is incorporated in a case having an opening at the bottom, a vibration transmission member is attached to the outer surface of the bottom of the case via a cushioning material, and a vibration transmission member is attached to the center of the vibration transmission member through the opening of the case. It is configured by contacting the protruding portion of the portion with the diaphragm of the electrette condenser microphone. By incorporating the vibration sensor into the cuff (arm band for pressurization) of the blood pressure monitor, it is possible to efficiently detect low-frequency heartbeat sounds (Korotkoff sounds) from blood vessels.

特開2011−10913号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-10913

かかる従来技術によるときは、振動伝達部材は、心拍音によりカフの内部に生じる低周波の空気振動を感知するものであるため、受圧面積を大きくするとともに軟質の緩衝材を介してエレクトレットコンデンサマイクロホンのケースに装着する必要があり、たとえば軸受などの機械部品の内部異常を検出する用途に使用するには、ピンポイントの測定がし難く、測定周波数領域が狭くて高周波域の検出ができない、などの問題があった。 According to the conventional technique, since the vibration transmission member senses the low-frequency air vibration generated inside the cuff by the heartbeat sound, the pressure receiving area is increased and the electlet condenser microphone is operated through a soft cushioning material. It needs to be mounted on a case, for example, when it is used for detecting internal abnormalities of mechanical parts such as bearings, pinpoint measurement is difficult, the measurement frequency range is narrow, and high frequency range cannot be detected. There was a problem.

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、先端部に検出部を形成する検出部材の基部にマイクロホンを装着することによって、軸受の異常検出などの用途に好適に適用可能な振動センサを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is, in view of the problem of the prior art, vibration that can be suitably applied to applications such as bearing abnormality detection by mounting a microphone on the base of a detection member that forms a detection portion at the tip portion. It is to provide a sensor.

かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、先端を尖らせて検出部を形成する検出部材と、検出部材の基部に装着するマイクロホンと、マイクロホンとともに検出部材を収納する弾性体のカバー体とを備えてなり、検出部を対象物に押し付けると、検出部の周囲に垂下するカバー体の一部が弾性変形して検出部を外部のノイズから遮蔽することをその要旨とする。 The configuration of the present invention for achieving such an object is a detection member having a sharpened tip to form a detection portion, a microphone attached to the base of the detection member, and an elastic cover body for accommodating the detection member together with the microphone. The gist is that when the detection unit is pressed against an object, a part of the cover body hanging around the detection unit elastically deforms to shield the detection unit from external noise.

なお、カバー体を収納するケーシングを付設し、カバー体の下端部をケーシングの下端から突出させることができる。 A casing for accommodating the cover body can be attached so that the lower end portion of the cover body protrudes from the lower end portion of the casing.

また、ケーシングは、対象物に固定可能に構成してもよい。 Further, the casing may be configured so as to be fixed to the object.

さらに、ケーシングを下向きにして上下に摺動可能に保持する基礎ケースと、基礎ケースの上方に連結する本体ケースと、ケーシングを下向きに付勢する付勢部材とを付加し、カバー体の下端部は、基礎ケースの下面に突出させてもよく、本体ケースには、回路基板を保持させてもよく、本体ケースの上方には、1以上の補助ケースを連結し、補助ケースには、それぞれ回路基板を保持させてもよい。 Further, a foundation case that holds the casing so as to be slidable up and down, a main body case that is connected above the foundation case, and an urging member that urges the casing downward are added, and the lower end portion of the cover body is added. May be projected onto the lower surface of the base case, the circuit board may be held in the main body case, one or more auxiliary cases are connected above the main body case, and each auxiliary case has a circuit. The substrate may be held.

かかる発明の構成によるときは、検出部材は、検出部を対象物に押し付けることにより、対象物の内部を発生源とする振動音を基部のマイクロホンに伝達することができる。一方、弾性体のカバー体は、マイクロホンと一体の検出部材を収納し、検出部を対象物に押し付けることにより、検出部の周囲に垂下する部分が弾性変形して検出部を外部のノイズから遮蔽し、検出部材、マイクロホンの全体を効果的に遮蔽して外部からの有害なノイズを最少に抑えることができる。なお、検出部材は、高周波域を含む所定の帯域の振動音を効率よくマイクロホンに伝達し、検出部材の先端を尖らせて形成する検出部は、対象物との接触面積が小さく、ピンポイントの測定が可能であり、軸受などの機械部品の内部異常検出の用途に好適である。また、マイクロホンは、エレクトレットコンデンサマイクロホンとすることにより、周波数特性が良好で高周波域の検出感度が高い上、バイアス電源が不要であり、小形軽量化も容易である。 According to the configuration of the present invention, the detection member can transmit the vibration sound originating from the inside of the object to the microphone at the base by pressing the detection unit against the object. On the other hand, the cover body of the elastic body houses the detection member integrated with the microphone, and when the detection unit is pressed against the object, the portion hanging around the detection unit is elastically deformed to shield the detection unit from external noise. However, the entire detection member and microphone can be effectively shielded to minimize harmful noise from the outside. The detection member efficiently transmits vibration sound in a predetermined band including a high frequency region to the microphone, and the detection unit formed by sharpening the tip of the detection member has a small contact area with an object and is pinpoint. It can be measured and is suitable for detecting internal abnormalities of mechanical parts such as bearings. Further, by using an electret condenser microphone as the microphone, the frequency characteristics are good, the detection sensitivity in the high frequency range is high, a bias power supply is not required, and the size and weight can be easily reduced.

カバー体を収納するケーシングは、カバー体の弾性変形範囲を外部に突出する下端部に限定するとともにカバー体を機械的に保護する。ただし、ケーシングは、全体を対象物に固定するための固定部材として利用するときは、たとえば外面に固定用の雄ねじを形成してもよく、固定用の脚を付設してもよい。 The casing for accommodating the cover body limits the elastic deformation range of the cover body to the lower end portion protruding to the outside and mechanically protects the cover body. However, when the casing is used as a fixing member for fixing the whole object to the object, for example, a male screw for fixing may be formed on the outer surface, or a leg for fixing may be attached.

基礎ケース、本体ケース、付勢部材を付加するときは、基礎ケースを利用して全体を対象物の表面に設置し、基礎ケースの下面に突出するカバー体の下端部を弾性変形させて検出部を対象物に押し付けるとともに、付勢部材を介して検出部に加える押圧力を所定の適切な大きさに規制することができる。付勢部材は、ケーシングを下向きに付勢し、ケーシング内のカバー体を介して検出部材を下向きに付勢することにより、基礎ケースの下面に突出するカバー体の一部を弾性変形させながら、検出部を対象物に押し付けることができるからである。なお、付勢部材は、基礎ケース内のケーシングと、基礎ケースの上方に連結する本体ケースとの間に介装することにより、ケーシングと、ケーシング内のカバー体、検出部材とを下向きに付勢することができる。 When adding the foundation case, main body case, and urging member, use the foundation case to install the whole on the surface of the object, and elastically deform the lower end of the cover body protruding from the lower surface of the foundation case to detect the detection unit. Can be pressed against the object and the pressing force applied to the detection unit via the urging member can be regulated to a predetermined appropriate size. The urging member urges the casing downward and urges the detection member downward through the cover body in the casing, thereby elastically deforming a part of the cover body protruding from the lower surface of the base case. This is because the detection unit can be pressed against the object. The urging member is interposed between the casing inside the foundation case and the main body case connected above the foundation case to urge the casing, the cover body inside the casing, and the detection member downward. can do.

本体ケースに保持する回路基板は、たとえばマイクロホンからのリード線を接続処理するための接続基板として構成することができる。ただし、マイクロホンからのリード線は、回路基板を利用することなく、本体ケースの上方から直接外部に引き出すことも可能である。 The circuit board held in the main body case can be configured as, for example, a connection board for connecting and processing the lead wire from the microphone. However, the lead wire from the microphone can be pulled out directly from above the main body case without using a circuit board.

本体ケースの上方に連結する1以上の補助ケースにそれぞれ保持させる回路基板は、マイクロホンからの出力信号を適切に処理するために必要な電子回路部品を搭載することができる。これらの電子回路部品としては、たとえば、アナログ信号処理用の増幅器やA/D変換器素子、周波数分析機能や通信制御機能を備えるマイクロコンピュータ素子、外部通信用の通信モジュール素子などの他、電源用のバッテリなどが挙げられる。 The circuit board held in each of one or more auxiliary cases connected above the main body case can be equipped with electronic circuit components necessary for appropriately processing the output signal from the microphone. Examples of these electronic circuit components include amplifiers and A / D converter elements for analog signal processing, microcomputer elements having frequency analysis functions and communication control functions, communication module elements for external communication, and power supplies. Such as the battery of.

全体模式斜視図Overall schematic perspective view 全体模式縦断面図Overall schematic vertical sectional view 使用状態説明図Usage state explanatory diagram 他の実施の形態を示す模式斜視図Schematic perspective view showing another embodiment 他の実施の形態を示す模式説明図Schematic explanatory view showing another embodiment 他の実施の形態を示す斜視説明図Explanatory perspective view showing another embodiment 図6の中央縦断面図Central vertical sectional view of FIG. 図6の模式分解斜視図Schematic exploded perspective view of FIG. 他の実施の形態を示す要部分解斜視図An exploded perspective view of a main part showing another embodiment

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

振動センサは、検出部材11、マイクロホン12、カバー体13、ケーシング14を一体に組み立ててなる(図1、図2)。 The vibration sensor is formed by integrally assembling the detection member 11, the microphone 12, the cover body 13, and the casing 14 (FIGS. 1 and 2).

検出部材11は、金属材、硬質プラスチック材、セラミック材などの剛体材料の他、たとえば硬度50〜90Hs(JIS A)程度のゴム、シリコーンゴムなどの樹脂素材等から形成されている。検出部材11は、先端を斜めに尖らせて小径の頂面を有する円錐台形の下向きの検出部11aを形成するとともに、基部には、マイクロホン12を埋め込むようにして装着する凹部11bが形成されている。なお、検出部11a、凹部11bは、それぞれ円柱状の検出部材11の下端部、上端部に同軸状に形成されている。 The detection member 11 is formed of a rigid material such as a metal material, a hard plastic material, or a ceramic material, as well as a resin material such as rubber having a hardness of about 50 to 90 Hs (JIS A) or silicone rubber. The detection member 11 is formed with a conical trapezoidal downward detection portion 11a having a small-diameter top surface with an obliquely pointed tip, and a recess 11b to be mounted so as to embed the microphone 12 is formed at the base portion. There is. The detection portion 11a and the recess 11b are formed coaxially at the lower end portion and the upper end portion of the cylindrical detection member 11, respectively.

マイクロホン12は、検出部材11を伝達する振動音を感知するように、検出部材11の凹部11bに装着されている。マイクロホン12は、エレクトレットコンデンサマイクロホンが好適であるが、他のコンデンサマイクロホン、ダイナミックマイクロホン、ベロシティマイクロホンなどであってもよい。マイクロホン12の出力は、リード線12a、12aを介して端子箱12bに引き出されている。 The microphone 12 is mounted in the recess 11b of the detection member 11 so as to detect the vibration sound transmitted through the detection member 11. The microphone 12 is preferably an electret condenser microphone, but may be another condenser microphone, a dynamic microphone, a velocity microphone, or the like. The output of the microphone 12 is drawn out to the terminal box 12b via the lead wires 12a and 12a.

カバー体13は、検出部材11の外径に適合する内径の下部開放の有蓋円筒状に形成され、マイクロホン12と一体の検出部材11を収納することができる。カバー体13は、検出部11aを除く検出部材11、マイクロホン12の外表面を覆い、カバー体13の下端部は、検出部材11の検出部11aより長く、検出部11aの周囲にスカート状に垂下している。なお、マイクロホン12のリード線12a、12aは、カバー体13の上端の蓋部を貫通して外部に引き出されている。カバー体13は、たとえばシリコーン樹脂などの弾性体により一体成形されている。 The cover body 13 is formed in a covered cylindrical shape having an inner diameter that matches the outer diameter of the detection member 11 and is open at the bottom, and can accommodate the detection member 11 integrated with the microphone 12. The cover body 13 covers the outer surface of the detection member 11 and the microphone 12 excluding the detection unit 11a, and the lower end portion of the cover body 13 is longer than the detection unit 11a of the detection member 11 and hangs like a skirt around the detection unit 11a. are doing. The lead wires 12a and 12a of the microphone 12 penetrate the lid portion at the upper end of the cover body 13 and are pulled out to the outside. The cover body 13 is integrally molded with an elastic body such as a silicone resin.

ケーシング14は、検出部材11、マイクロホン12を収納するカバー体13を軸方向に収納可能な両端開放の円筒状に形成されている。ケーシング14の外面上端部には、マイクロホン12用の端子箱12bが固定されている。なお、カバー体13の下端部は、検出部材11の検出部11aにほぼ対応する範囲以下の部分がケーシング14の下端から突出して外部に露出している。 The casing 14 is formed in a cylindrical shape with both ends open so that the cover body 13 for accommodating the detection member 11 and the microphone 12 can be accommodated in the axial direction. A terminal box 12b for the microphone 12 is fixed to the upper end of the outer surface of the casing 14. As for the lower end portion of the cover body 13, a portion below the range substantially corresponding to the detection portion 11a of the detection member 11 projects from the lower end portion of the casing 14 and is exposed to the outside.

かかる振動センサは、たとえば機械部品の軸受のような対象物Dの表面に検出部材11の検出部11aを押し付けると(図3)、検出部11aの周囲に垂下するカバー体13の一部が弾性変形し、検出部11aを外部のノイズから有効に遮蔽する。そこで、検出部材11は、対象物Dの内部を発生源とする振動音をマイクロホン12に伝達し、マイクロホン12は、対象物Dからの振動音を感知することにより対象物Dの内部異常を検出することができる。なお、マイクロホン12の出力信号は、図示しない適切な増幅器、バンドパスフィルタ等を介して分析用のコンピュータに入力し、対象物Dの監視システムを構築することができる。ただし、図3は、対象物Dの外ケースの一部のみを模式的に図示している。 In such a vibration sensor, when the detection unit 11a of the detection member 11 is pressed against the surface of the object D such as a bearing of a mechanical part (FIG. 3), a part of the cover body 13 hanging around the detection unit 11a is elastic. It is deformed and effectively shields the detection unit 11a from external noise. Therefore, the detection member 11 transmits the vibration sound originating from the inside of the object D to the microphone 12, and the microphone 12 detects the internal abnormality of the object D by detecting the vibration sound from the object D. can do. The output signal of the microphone 12 can be input to a computer for analysis via an appropriate amplifier, bandpass filter, or the like (not shown) to construct a monitoring system for the object D. However, FIG. 3 schematically shows only a part of the outer case of the object D.

他の実施の形態Other embodiments

振動センサは、ケーシング14の外面に取付用の雄ねじ14aを形成することができる(図4)。一方、対象物Dには、雄ねじ14aに適合する雌ねじD1a付きの有底の取付穴D1 を形成し、ケーシング14を取付穴D1 にねじ込んで振動センサを対象物Dに固定することができる。ただし、取付穴D1 は、検出部材11の検出部11aが取付穴D1 の底部に到達して接触するとともに、ケーシング14の下端から突出するカバー体13が取付穴D1 の内部で弾性変形して収納されるように、適切なサイズに設定するものとする。 The vibration sensor can form a male screw 14a for mounting on the outer surface of the casing 14 (FIG. 4). On the other hand, the object D can be formed with a bottomed mounting hole D1 having a female screw D1a that matches the male screw 14a, and the casing 14 can be screwed into the mounting hole D1 to fix the vibration sensor to the object D. However, in the mounting hole D1, the detection portion 11a of the detection member 11 reaches and contacts the bottom of the mounting hole D1, and the cover body 13 protruding from the lower end of the casing 14 is elastically deformed and stored inside the mounting hole D1. It shall be set to an appropriate size so that it will be.

また、振動センサは、固定用の脚14b、14bをケーシング14の下部外面に付設してもよい(図5)。ただし、図5(A)、(B)は、それぞれ全体模式斜視図、模式縦断面図である。 Further, the vibration sensor may have legs 14b, 14b for fixing attached to the lower outer surface of the casing 14 (FIG. 5). However, FIGS. 5A and 5B are an overall schematic perspective view and a schematic vertical sectional view, respectively.

各脚14bには、取付用の丸孔14b1 が形成されている。そこで、各脚14bを図示しない対象物Dの表面にねじ止めすることにより、検出部材11の検出部11aを対象物Dに押し付けるとともに、カバー体13の下端部を弾性変形させ、図3の動作形態を容易に実現することができる。ただし、各脚14bは、高さ、取付位置などを適切に設定するものとする。 A round hole 14b1 for mounting is formed in each leg 14b. Therefore, by screwing each leg 14b to the surface of the object D (not shown), the detection portion 11a of the detection member 11 is pressed against the object D, and the lower end portion of the cover body 13 is elastically deformed to perform the operation shown in FIG. The form can be easily realized. However, the height, mounting position, etc. of each leg 14b shall be appropriately set.

振動センサは、下から上に積み重ねるように連結する基礎ケース21、本体ケース22、補助ケース23、23…と組み合わせることができる(図6、図7)。ただし、図6(A)、(B)は、それぞれ上面側、下面側の模式斜視図である。 The vibration sensor can be combined with the basic case 21, the main body case 22, the auxiliary cases 23, 23, and so on, which are connected so as to be stacked from the bottom to the top (FIGS. 6 and 7). However, FIGS. 6A and 6B are schematic perspective views of the upper surface side and the lower surface side, respectively.

図7において、振動センサの検出部材11は、マイクロホン12の厚さにほぼ相当する短い円柱材に対し、頂角が鈍角の下向きの検出部11aが形成されている。また、弾性体のカバー体13は、検出部材11の外径より大きい内径の下向きの凹部13aを形成することにより、検出部11aの周囲に垂下するスカート部13bが形成されている。なお、凹部13aの上縁には、検出部11aの上方を斜めに開拡する環状の切欠き13cが形成されている。 In FIG. 7, the detection member 11 of the vibration sensor is formed with a downward detection portion 11a having an obtuse apex angle with respect to a short cylindrical material substantially corresponding to the thickness of the microphone 12. Further, the elastic cover body 13 has a skirt portion 13b that hangs around the detection portion 11a by forming a downward recess 13a having an inner diameter larger than the outer diameter of the detection member 11. An annular notch 13c that diagonally expands above the detection portion 11a is formed on the upper edge of the recess 13a.

ケーシング14は、上端に天板14cを有する有蓋円筒状に形成されている(図7、図8)。天板14cには、透孔14d、14d…が形成されており、天板14cの中央部には、ガイド筒14eが天板14cを貫通して立設されている。カバー体13は、検出部材11、マイクロホン12とともに、天板14cの下面に到達するようにしてケーシング14に収納されている。ただし、ケーシング14の下端から突出するカバー体13の下端部(図8のカバー体13上の二点鎖線13dより下の部分)は、外径が下向きに漸減しており、凹部13aの内径は、下向きに漸増している。そこで、検出部11aのまわりのスカート部13bは、下向きに直線的に薄肉化されている。 The casing 14 is formed in a covered cylindrical shape having a top plate 14c at the upper end (FIGS. 7 and 8). Through holes 14d, 14d ... Are formed in the top plate 14c, and a guide cylinder 14e is erected in the central portion of the top plate 14c so as to penetrate the top plate 14c. The cover body 13 is housed in the casing 14 together with the detection member 11 and the microphone 12 so as to reach the lower surface of the top plate 14c. However, the outer diameter of the lower end portion of the cover body 13 protruding from the lower end of the casing 14 (the portion below the alternate long and short dash line 13d on the cover body 13 in FIG. 8) gradually decreases downward, and the inner diameter of the recess 13a is , Gradually increasing downwards. Therefore, the skirt portion 13b around the detection portion 11a is linearly thinned downward.

基礎ケース21は、正方形の取付フランジ21a上に段付きの筒部21bを立設して形成されている。筒部21bの外径は、上半、下半がそれぞれ小径、大径に形成され、内径は、ケーシング14の外径に適合している。また、筒部21bの下端には、ケーシング14の内径相当の丸孔21cが取付フランジ21aを貫通して形成されている。そこで、基礎ケース21は、筒部21b内にケーシング14を下向きにして上下に摺動可能に保持することができる。また、ケーシング14の下端から突出するカバー体13の下端部は、丸孔21cを介して基礎ケース21の下面に突出し、カバー体13のスカート部13b内の検出部11aの頂部は、基礎ケース21の下面より下に位置している。 The foundation case 21 is formed by erecting a stepped tubular portion 21b on a square mounting flange 21a. The outer diameter of the tubular portion 21b is formed so that the upper half and the lower half have a small diameter and a large diameter, respectively, and the inner diameter conforms to the outer diameter of the casing 14. Further, at the lower end of the tubular portion 21b, a round hole 21c corresponding to the inner diameter of the casing 14 is formed so as to penetrate the mounting flange 21a. Therefore, the base case 21 can be held in the tubular portion 21b so as to be slidable up and down with the casing 14 facing downward. Further, the lower end of the cover body 13 protruding from the lower end of the casing 14 protrudes to the lower surface of the base case 21 through the round hole 21c, and the top of the detection portion 11a in the skirt portion 13b of the cover body 13 is the base case 21. It is located below the bottom surface of.

本体ケース22は、円筒体22aの内部上方寄りに仕切板22bを有する。円筒体22aの内径は、基礎ケース21の筒部21bの上半の小径部分の外径に適合しており、外径は、筒部21bの下半の大径部分の外径に一致している。仕切板22bの中央部には、小径、大径のガイド筒22c、22dがそれぞれ上向き、下向きに同心円状に形成されており、ケーシング14のガイド筒14eは、仕切板22bを貫通する小径のガイド筒22cに摺動自在に挿入されている。また、ガイド筒14eには、ケーシング14を下向きに付勢する付勢部材としてのコイルばね24が装着され、コイルばね24は、天板14c、仕切板22bの間に介装されている。 The main body case 22 has a partition plate 22b on the inner upper side of the cylindrical body 22a. The inner diameter of the cylindrical body 22a conforms to the outer diameter of the small diameter portion of the upper half of the tubular portion 21b of the base case 21, and the outer diameter matches the outer diameter of the large diameter portion of the lower half of the tubular portion 21b. There is. Small-diameter and large-diameter guide cylinders 22c and 22d are formed concentrically upward and downward at the center of the partition plate 22b, and the guide cylinder 14e of the casing 14 is a small-diameter guide penetrating the partition plate 22b. It is slidably inserted into the cylinder 22c. Further, a coil spring 24 as an urging member for urging the casing 14 downward is mounted on the guide cylinder 14e, and the coil spring 24 is interposed between the top plate 14c and the partition plate 22b.

基礎ケース21の筒部21bの上半の小径部分の外面には、一対の連結用の係合溝21d、21dが形成されている。各係合溝21dは、上向きに開口し、下端が水平に屈曲している。一方、本体ケース22の円筒体22aの内面下端部には、基礎ケース21の係合溝21d、21dに対応する一対の内向きの係合突部22e、22eが形成されている。ただし、図7には、一方の係合突部22eのみが図示されている。 A pair of engaging grooves 21d and 21d for connection are formed on the outer surface of the small diameter portion of the upper half of the tubular portion 21b of the base case 21. Each engaging groove 21d is opened upward and the lower end is bent horizontally. On the other hand, a pair of inward engaging protrusions 22e and 22e corresponding to the engaging grooves 21d and 21d of the base case 21 are formed at the lower end of the inner surface of the cylindrical body 22a of the main body case 22. However, in FIG. 7, only one engaging protrusion 22e is shown.

本体ケース22は、係合突部22e、22eを係合溝21d、21dに合わせるようにして、基礎ケース21の筒部21bの上半の小径部分を円筒体22aの下端から差し込み、係合溝21d、21dの屈曲方向に水平に所定角度だけ回転させることにより、基礎ケース21の上方に連結することができる。なお、基礎ケース21の筒部21bの大径部分の外面には、各係合溝21dの位置、本体ケース22の連結完了の位置を示す合いマーク21e、21e1 が表示され(図6(A)、図8)、本体ケース22の外面下端部には、各係合突部22eの位置を示す合いマーク22fが表示されている。 In the main body case 22, the small diameter portion of the upper half of the tubular portion 21b of the base case 21 is inserted from the lower end of the cylindrical body 22a so that the engaging protrusions 22e and 22e are aligned with the engaging grooves 21d and 21d. By rotating the 21d and 21d horizontally by a predetermined angle in the bending direction, the base case 21 can be connected above the base case 21. On the outer surface of the large-diameter portion of the tubular portion 21b of the base case 21, alignment marks 21e and 21e1 indicating the positions of the engaging grooves 21d and the positions where the main body case 22 is completed are displayed (FIG. 6 (A)). 8), At the lower end of the outer surface of the main body case 22, a matching mark 22f indicating the position of each engaging protrusion 22e is displayed.

本体ケース22の仕切板22b上には、ドーナツ板状の回路基板31が収納されている(図7、図8)。回路基板31の中心部には、ガイド筒22cが下から上に貫通しており、回路基板31上には、所定の電子回路部品32、32の他、上向きのコネクタ33が搭載されている。 A donut plate-shaped circuit board 31 is housed on the partition plate 22b of the main body case 22 (FIGS. 7 and 8). A guide cylinder 22c penetrates from the bottom to the top in the center of the circuit board 31, and an upward connector 33 is mounted on the circuit board 31 in addition to the predetermined electronic circuit parts 32 and 32.

本体ケース22の内面上端部には、補助ケース23の連結用の一対の係合溝22g、22gが形成されている。各係合溝22gは、基礎ケース21の係合溝21dと同様に、上方に開口し、下端が水平に屈曲している。また、本体ケース22の外面上端部には、各係合溝22gの位置、補助ケース23の連結完了の位置を示す合いマーク22h、22h1 が表示されている(図6、図8)。 A pair of engaging grooves 22g and 22g for connecting the auxiliary case 23 are formed at the upper end of the inner surface of the main body case 22. Each engaging groove 22g is opened upward and the lower end is bent horizontally, similarly to the engaging groove 21d of the base case 21. Further, on the upper end of the outer surface of the main body case 22, alignment marks 22h and 22h1 indicating the positions of the engaging grooves 22g and the positions where the auxiliary cases 23 have been connected are displayed (FIGS. 6 and 8).

各補助ケース23は、短い円筒部材の内面上端部、外面下端部をそれぞれ帯状に切り欠いてリング状の薄肉部23a、23bが形成されている(図7、図8)。上の薄肉部23aの内面には、本体ケース22の係合溝22g、22gと同様の他の補助ケース23の連結用の一対の係合溝23c、23cが形成され、下の薄肉部23bの外面には、本体ケース22の係合突部22e、22eと同様の一対の外向きの係合突部23d、23dが形成されている。ただし、図7、図8には、各補助ケース23について、一方の係合突部23dのみが図示されている。なお、補助ケース23の外径は、本体ケース22の外径と同一であり、下の薄肉部23bの外径は、本体ケース22の内径、他の補助ケース23の上の薄肉部23aの内径に適合する。また、補助ケース23の外面上端部には、各係合溝23cの位置、他の補助ケース23の連結完了の位置を示す合いマーク23e、23e1 が表示されており(図6、図8)、外面下端部には、各係合突部23dの位置を示す合いマーク23fが表示されている。 In each auxiliary case 23, ring-shaped thin-walled portions 23a and 23b are formed by cutting out the upper end portion of the inner surface and the lower end portion of the outer surface of a short cylindrical member in a strip shape, respectively (FIGS. 7 and 8). A pair of engaging grooves 23c and 23c for connecting other auxiliary cases 23 similar to the engaging grooves 22g and 22g of the main body case 22 are formed on the inner surface of the upper thin-walled portion 23a, and the lower thin-walled portion 23b On the outer surface, a pair of outward engaging protrusions 23d and 23d similar to the engaging protrusions 22e and 22e of the main body case 22 are formed. However, in FIGS. 7 and 8, only one engaging protrusion 23d is shown for each auxiliary case 23. The outer diameter of the auxiliary case 23 is the same as the outer diameter of the main body case 22, and the outer diameter of the lower thin-walled portion 23b is the inner diameter of the main body case 22 and the inner diameter of the upper thin-walled portion 23a of the other auxiliary case 23. Fits to. Further, on the upper end of the outer surface of the auxiliary case 23, alignment marks 23e and 23e1 indicating the positions of the engaging grooves 23c and the positions where the other auxiliary cases 23 have been connected are displayed (FIGS. 6 and 8). At the lower end of the outer surface, a matching mark 23f indicating the position of each engaging protrusion 23d is displayed.

そこで、本体ケース22の係合溝22g、22gに補助ケース23の係合突部23d、23dを係合させ、本体ケース22の上方に補助ケース23を連結することができる(図7、図8)。ただし、両者の連結の態様は、基礎ケース21に対する本体ケース22の連結の態様に準ずる。なお、補助ケース23を本体ケース22に連結すると、本体ケース22内の回路基板31は、補助ケース23の下端によって全周が押圧され、本体ケース22内に安定に保持される。 Therefore, the engaging protrusions 23d and 23d of the auxiliary case 23 can be engaged with the engaging grooves 22g and 22g of the main body case 22, and the auxiliary case 23 can be connected above the main body case 22 (FIGS. 7 and 8). ). However, the mode of connecting the two is the same as the mode of connecting the main body case 22 to the basic case 21. When the auxiliary case 23 is connected to the main body case 22, the entire circumference of the circuit board 31 in the main body case 22 is pressed by the lower end of the auxiliary case 23, and the circuit board 31 is stably held in the main body case 22.

一方、補助ケース23の係合溝23c、23cに他の補助ケース23の係合突部23d、23dを係合させると、同様にして、補助ケース23、23…を下から上に順に連結することができる。また、各補助ケース23内には、円形の回路基板41を収納することができる。回路基板41には、所定の電子回路部品42、42…の他、下向き、上向きのコネクタ43、44が対称位置に搭載されている。そこで、各回路基板41は、下向きのコネクタ43を下の回路基板31上の上向きのコネクタ33、または下の他の回路基板41上の上向きのコネクタ43に接続するとともに、補助ケース23の上方に連結する他の補助ケース23を介し、補助ケース23内に安定に保持されている。ただし、最上段の補助ケース23内の回路基板41は、たとえば図示しない蓋部材を介して固定するものとする。なお、本体ケース22内の回路基板31は、たとえばマイクロホン12からの図示しないリード線の接続処理用とし、各補助ケース23内の回路基板41、41…は、下から上にかけて順に、たとえばマイクロホン12の出力信号の増幅処理用、同信号の周波数分析などのコンピュータ処理用、外部通信モジュール用、全体の電源用のバッテリ用とすることができる。 On the other hand, when the engaging protrusions 23d, 23d of the other auxiliary case 23 are engaged with the engaging grooves 23c, 23c of the auxiliary case 23, the auxiliary cases 23, 23 ... Are connected in this order from bottom to top. be able to. Further, a circular circuit board 41 can be housed in each auxiliary case 23. On the circuit board 41, in addition to the predetermined electronic circuit components 42, 42 ..., The downward and upward connectors 43, 44 are mounted at symmetrical positions. Therefore, each circuit board 41 connects the downward connector 43 to the upward connector 33 on the lower circuit board 31 or the upward connector 43 on the other circuit board 41 below, and is above the auxiliary case 23. It is stably held in the auxiliary case 23 via another auxiliary case 23 to be connected. However, the circuit board 41 in the uppermost auxiliary case 23 is fixed via, for example, a lid member (not shown). The circuit board 31 in the main body case 22 is used for connection processing of lead wires (not shown) from the microphone 12, and the circuit boards 41, 41 ... In each auxiliary case 23 are used in order from bottom to top, for example, the microphone 12. It can be used for amplification processing of the output signal of the above, for computer processing such as frequency analysis of the signal, for an external communication module, and for a battery for the entire power supply.

図6〜図8において、振動センサは、基礎ケース21の取付フランジ21aを介して図示しない対象物Dの表面に押し付けて設置すると、基礎ケース21の下面に突出するカバー体13のスカート部13bが弾性変形しながら取付フランジ21aの丸孔21c内に後退し、コイルばね24を圧縮しながらカバー体13、検出部材11、ケーシング14が上方に押し上げられ、最終的に、コイルばね24に基づく一定の押圧力により検出部材11の検出部11aが対象物Dに押し付けられるとともに、スカート部13bを介して検出部11aを遮蔽することができる。一方、マイクロホン12からの出力信号は、回路基板31、41、41…を介して適切に分析処理された上、無線信号データとして外部に送信することができる。なお、スカート部13bは、外径が下向きに漸減するとともに下向きに薄肉化されているため、内向きの縮径方向に弾性変形する傾向となり、取付フランジ21aの丸孔21c内に円滑に後退することができる。 In FIGS. 6 to 8, when the vibration sensor is installed by pressing it against the surface of an object D (not shown) via the mounting flange 21a of the base case 21, the skirt portion 13b of the cover body 13 protruding from the lower surface of the base case 21 While elastically deforming, it retracts into the round hole 21c of the mounting flange 21a, and while compressing the coil spring 24, the cover body 13, the detection member 11, and the casing 14 are pushed upward, and finally, a constant constant based on the coil spring 24. The detection unit 11a of the detection member 11 is pressed against the object D by the pressing force, and the detection unit 11a can be shielded via the skirt portion 13b. On the other hand, the output signal from the microphone 12 can be appropriately analyzed and processed via the circuit boards 31, 41, 41 ..., And then transmitted to the outside as wireless signal data. Since the outer diameter of the skirt portion 13b is gradually reduced downward and the wall thickness is reduced downward, the skirt portion 13b tends to be elastically deformed in the inward contraction direction and smoothly retracts into the round hole 21c of the mounting flange 21a. be able to.

図6〜図8において、本体ケース22内の回路基板31は、必要に応じて設ければよく、補助ケース23、23…、回路基板41、41…は、それぞれ必要に応じて必要個数を設ければよい。たとえば、ケーシング14のガイド筒14eを通してマイクロホン12の図示しないリード線を直接外部に引き出せば、回路基板31、各補助ケース23、回路基板41の全部を省略することができる。また、回路基板31、41、41…の用途を適切に変更し、配分することにより、回路基板41を収納する補助ケース23を1以上の任意の数に変更することができる。さらに、最上段の回路基板41上の上向きのコネクタ44は、これを省略してもよく、外部からの充電ケーブルの接続用としてもよい。また、付勢部材としてのコイルばね24は、他の形式のばね材としてもよく、たとえばエアバッグ、エアクッションなどの弾性部材としてもよい。 In FIGS. 6 to 8, the circuit boards 31 in the main body case 22 may be provided as needed, and the auxiliary cases 23, 23 ... And the circuit boards 41, 41 ... Are provided with the required number as needed. Just do it. For example, if a lead wire (not shown) of the microphone 12 is directly pulled out through the guide cylinder 14e of the casing 14, the circuit board 31, each auxiliary case 23, and the circuit board 41 can all be omitted. Further, by appropriately changing and allocating the uses of the circuit boards 31, 41, 41 ..., The auxiliary cases 23 for accommodating the circuit boards 41 can be changed to an arbitrary number of 1 or more. Further, the upward connector 44 on the uppermost circuit board 41 may be omitted, or may be used for connecting a charging cable from the outside. Further, the coil spring 24 as the urging member may be a spring material of another type, and may be an elastic member such as an airbag or an air cushion, for example.

図6〜図8の基礎ケース21は、取付フランジ21aと、筒部21bとに分離して構成してもよい(図9)。取付フランジ21aの中央部には、筒部21bの下半の大径部分の外径に適合する丸孔21fが形成され、取付フランジ21aの各辺には、丸孔21fの中心に向けて水平のねじ孔21gが形成されている。そこで、取付フランジ21aは、丸孔21fに筒部21bの大径部分を挿入して各ねじ孔21gにセットねじ21hをねじ込むことにより、図示しない対象物D上において、筒部21bの固定高さを任意に調節して設置し、コイルばね24による検出部11aの押圧力を調節設定することができる。なお、図9の取付フランジ21aの厚さは、筒部21bの下半の大径部分の高さより大きく図示されているが、前者は、後者より小さくてもよく、両者を同一に揃えてもよい。 The basic case 21 of FIGS. 6 to 8 may be configured separately into a mounting flange 21a and a tubular portion 21b (FIG. 9). A round hole 21f matching the outer diameter of the large diameter portion of the lower half of the tubular portion 21b is formed in the central portion of the mounting flange 21a, and each side of the mounting flange 21a is horizontal toward the center of the round hole 21f. 21 g of screw holes are formed. Therefore, the mounting flange 21a has a fixed height of the tubular portion 21b on an object D (not shown) by inserting a large diameter portion of the tubular portion 21b into the round hole 21f and screwing the set screw 21h into each screw hole 21g. Can be arbitrarily adjusted and installed, and the pressing force of the detection unit 11a by the coil spring 24 can be adjusted and set. The thickness of the mounting flange 21a in FIG. 9 is shown to be larger than the height of the large diameter portion in the lower half of the tubular portion 21b, but the former may be smaller than the latter, or both may be aligned in the same manner. Good.

以上の説明において、検出部材11の検出部11aは、対象物Dに押し付けて接触させる小径の平坦な頂面を形成し得る限り、斜めに直線的に尖らせるのみならず、外向きに膨出し、または内向きに陥入する曲面を介して斜めに尖らせてもよい。また、検出部11aは、頂角を鋭角または鈍角のいずれに尖らせてもよく、検出部11aを除く検出部材11の全体外形は、外径より長くてもよく、短くてもよい。さらに、検出部材11の断面形状は、円形に限らず、たとえば多角形などであってもよい。 In the above description, the detection unit 11a of the detection member 11 is not only sharpened diagonally and linearly, but also bulges outward as long as it can form a flat top surface having a small diameter that is pressed against and brought into contact with the object D. , Or it may be sharpened diagonally through a curved surface that invades inward. Further, the detection unit 11a may sharpen the apex angle to either an acute angle or an obtuse angle, and the overall outer shape of the detection member 11 excluding the detection unit 11a may be longer or shorter than the outer diameter. Further, the cross-sectional shape of the detection member 11 is not limited to a circle, and may be, for example, a polygon.

この発明は、軸受などの機械部品の内部異常検出用の他、たとえば水道管内の流水検出、ガス管内のガス流検出などの用途にも広く好適に適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is widely and suitably applicable to applications such as detection of internal abnormalities in mechanical parts such as bearings, detection of flowing water in water pipes, and detection of gas flow in gas pipes.

D…対象物
11…検出部材
11a…検出部
12…マイクロホン
13…カバー体
14…ケーシング
21…基礎ケース
22…本体ケース
23…補助ケース
31、41…回路基板

特許出願人 株式会社 リニア・サーキット
D ... Object 11 ... Detection member 11a ... Detection unit 12 ... Microphone 13 ... Cover body 14 ... Casing 21 ... Basic case 22 ... Main body case 23 ... Auxiliary case 31, 41 ... Circuit board

Patent applicant Linear Circuit Co., Ltd.

Claims (6)

先端を尖らせて検出部を形成する検出部材と、該検出部材の基部に装着するマイクロホンと、該マイクロホンとともに前記検出部材を収納する弾性体のカバー体とを備えてなり、前記検出部を対象物に押し付けると、前記検出部の周囲に垂下する前記カバー体の一部が弾性変形して前記検出部を外部のノイズから遮蔽することを特徴とする振動センサ。 A detection member having a sharpened tip to form a detection unit, a microphone attached to the base of the detection member, and an elastic cover body for accommodating the detection member together with the microphone are provided, and the detection unit is targeted. A vibration sensor characterized in that when pressed against an object, a part of the cover body hanging around the detection unit elastically deforms to shield the detection unit from external noise. 前記カバー体を収納するケーシングを付設し、前記カバー体の下端部を前記ケーシングの下端から突出させることを特徴とする請求項1記載の振動センサ。 The vibration sensor according to claim 1, further comprising a casing for accommodating the cover body, and projecting the lower end portion of the cover body from the lower end portion of the casing. 前記ケーシングは、対象物に固定可能に構成することを特徴とする請求項2記載の振動センサ。 The vibration sensor according to claim 2, wherein the casing is configured to be fixed to an object. 前記ケーシングを下向きにして上下に摺動可能に保持する基礎ケースと、該基礎ケースの上方に連結する本体ケースと、前記ケーシングを下向きに付勢する付勢部材とを付加し、前記カバー体の下端部は、前記基礎ケースの下面に突出させることを特徴とする請求項2記載の振動センサ。 A base case that holds the casing so as to be slidable up and down, a main body case that is connected above the base case, and an urging member that urges the casing downward are added to the cover body. The vibration sensor according to claim 2, wherein the lower end portion protrudes from the lower surface of the foundation case. 前記本体ケースには、回路基板を保持させることを特徴とする請求項4記載の振動センサ。 The vibration sensor according to claim 4, wherein the main body case holds a circuit board. 前記本体ケースの上方には、1以上の補助ケースを連結し、該補助ケースには、それぞれ回路基板を保持させることを特徴とする請求項5記載の振動センサ。 The vibration sensor according to claim 5, wherein one or more auxiliary cases are connected above the main body case, and each of the auxiliary cases holds a circuit board.
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