JPH0247461Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、例えば機械装置の動力回転部位等の
振動を検出する振動検出器に係り、特に爆発性ガ
ス蒸気環境等の危険場所において被振動検出体の
振動検出部位に装着して使用する振動検出器に関
する。

例えば、爆発性ガス蒸気環境等の危険場所で使
用する振動検出器は、該振動検出器に内蔵した振
動検出素子そのものが電気的信号即ち電気的エネ
ルギーを発生せしめるものであるから、該振動検
出素子が発生する電気的エネルギーが火花、アー
クまたは過熱を発生せしめないか或いは火花、ア
ークまたは過熱を発生せしめたとしても、爆発性
ガス蒸気環境下の危険場所に何らの影響も与えな
い構造あるいは保護手段を講ずる必要があり、例
えば、JIS Ｃ 0903に示される防爆構造にする必
要がある。

従来、この種の振動検出器は、振動検出素子を
ケーシングした通常の振動検出器を耐圧を有する
容器に収納し、容器内部で爆発性ガスの爆発が起
きても容器がその圧力に耐え、かつ外部の爆発性
ガスに引火するおそれのない構造、すなわち、
JIS Ｃ 0903に示される耐圧防爆構造等にする
か、または振動検出素子を内蔵した通常の振動検
出器に、該振動検出素子が発生する電気的エネル
ギーが火花、アークまたは過熱を発生せしめない
ための電気的保護回路を付加し、通常運転中に火
花、アークまたは過熱を生じてはならない部分に
これらの発生するのを防止するために構造上また
は温度上昇について特に安全度を増加した構造、
すなわちJIS Ｃ 0903に示される安全増防爆構造
等にしている。

しかし、このような方法では、いずれも大型に
なり、このため該振動検出器の被振動検出体への
振動検出装着部位選択の自由性が著しく制限さ
れ、また振動検出器の特性値である共振周波数が
低下し該振動検出器の検出周波数範囲が狭くなる
等、振動検出範囲が著しく制限を受けるという欠
点があつた。

本考案は、上記の欠点を改め、小型で爆発性ガ
ス蒸気環境等の危険場所で安全に使用できるよう
にした振動検出器を提供することを目的としてい
る。

以下、図面に基づいて本考案の実施例について
説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す断面図であ
る。第２図は使用状態を示す平面図、第３図はそ
の正面図である。

第１図において、１は金属ケースである。この
金属ケース１の円筒部１ａの下端には、被振動検
出物体に締着固定するためにボルトを挿通する３
つの貫通孔１ｂを備えた円板状のフランジ部１ｃ
が一体的に設けられている。また、円筒部１ａの
側部には、接続管２を挿入固定するための円形の
挿通孔１ｄを有する突設部１ｅが内方に向つて突
設されている。

円筒部１ａの上端内周部には蓋３を螺合締付す
るための螺刻１ｆが内設されると共に、円筒部１
ａの内壁１a′の一部と突設部１ｅの内壁１e′とに
よつて突設部１ｅが内方に突出したスペース分だ
け、中心軸が円筒部１ａの中心軸から一方に偏つ
た円筒形の一部を構成している。

円筒部１ａの内壁１a′の一部と突設部１ｅの内
壁１e′とによつて構成される円筒の底部には、円
板状の絶縁板４が嵌入され、エポキシ樹脂等から
成る強力接着剤で接着固定されている。絶縁板４
は環状段部４ａを有し、この環状段部４ａに円柱
状の締着ベース５が嵌入され、同様の強力接着剤
で接着固定されている。締着ベース５は中央に螺
刻５ａが内設されたボルト挿通孔５ｂを備えてい
る。

締着ベース５には、中間にリング状の電極板６
を挟着して重ねられたリング状の２つの圧電セラ
ミツク素子７ａ，７ｂが中央に挿入された絶縁ス
リーブ８とともに載置され、さらに圧電セラミツ
ク素子７ｂには、中央に疎通孔９ａを有する負荷
質量９が載置され、ボルト１０を負荷質量９の挿
通孔９ａ及び絶縁スリーブ８に挿通して締着ベー
ス５のボルト挿通孔５ｂの螺刻５ａに螺合締着す
ることによつて固定されている。圧電セラミツク
素子７ａおよび７ｂは矢印方向に分極軸を与えて
リング状を成し、該分極軸に直交する両外面７
ｃ，７ｄおよび７ｅ，７ｆに電極が鍍着形成され
ている。この構成により、金属ケース１を被振動
検出物体に装着して軸方向に受ける振動は、負荷
質量９を追動させ、このため圧電セラミツク素子
７ａ，７ｂの矢印分極軸方向に圧縮の機械的負荷
を与えることとなり、圧縮型の振動検出素子が形
成される。

前記締着ベース５の環状段部５ｃに、円筒状の
金属スリーブ１１の下端部が嵌着固定され、この
金属スリーブ１１に内接するように、上方に天井
部１２ａを有し下方が開口した円筒状の絶縁冠１
２が挿入固定されている。このため、絶縁冠１２
の内側には前記振動検出素子（圧電セラミツク素
子７ａ，７ｂ，電極板６及び負荷質量９）を囲む
空間部Ａが構成されている。

絶縁冠１２には、円壁部軸方向に挿通孔１２
ｂ，１２ｃが設けられ、さらに、電極板６に近接
する内壁円周に切欠１２ｄが設けられている。切
欠１２ｄは圧電セラミツク素子７ａ，７ｂに挟着
した電極板６から電気的信号出力を取出すために
リード線１３ａを接続する電極板６の突出部６ａ
の逃げの役目をしている。一方の挿通孔１２ｂに
は電極板６の突出部６ａに接続したリード線１３
ａが挿通され、天井部１２ａの上面に設けた高電
圧保護回路１４に接続され、他方の挿通孔１２ｃ
には高電圧保護回路１４と後述するインピーダン
ス変換回路２１とを接続するためのリード線１３
ｂが挿通されている。

金属スリーブ１１の上端には、金属製の内蓋１
５が嵌着され、この内蓋１５の上面には絶縁板１
６が載置され、この絶縁板１６の上面に当接して
円筒部１ａ上端内周面の螺刻１ｆに蓋３が螺合締
着されている。

このように振動検出素子７ａ，７ｂ，６，９及
びリード線１３ａ、高電圧保護回路１４を、金属
製の締着ベース５と金属スリーブ１１と金属製の
内蓋１５とが囲んで、振動検出素子及び高電圧保
護回路１４に対し外部ノイズからのシールド構造
を形成するとともに、底部の絶縁板４と上部の絶
縁板１６とによつて、該シールド構造の金属ケー
ス１に対する電気的絶縁が形成されている。

３ａ，３ｂは締着作業に用いられる袋孔であ
る。

円筒部１ａの側部の前記突設部１ｅの挿通孔１
ｄには、前記接続管２が嵌着され、突設部１ｅに
設けた穴１ｇに内設した螺刻１ｈに止めネジ１７
の先端部によつて固定される。接続管２の内部に
は、絶縁体１８が固定され、この絶縁体１８を貫
通して接続端子棒１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設け
られている。接続端子棒１９ａ，１９ｂ，１９ｃ
の一端は電気回路基板２０に設けた貫通孔２０
ａ，２０ｂ，２０ｃに挿通固定されている。電気
回路基板２０の反対面には、インピーダンス変換
回路２１が設置されている。

このインピーダンス変換回路２１を囲むよう
に、金属冠２２が前記金属スリーブ１１に接合さ
れて、インピーダンス変換回路２１に対する外部
ノイズからのシールド構造が形成されている。金
属スリーブ１１、金属冠２２には、それぞれ貫通
孔１１ａ，２２ａが設けられている。前記絶縁冠
１２の挿通孔１２ｃと貫通孔１１ａ，２２ａを通
るリード線１３ｂによつて、高電圧保護回路１４
とインピーダンス２１とが接続されている。

接続管２の自由端外周面には、電気信号出力ケ
ーブル２３を具備した接続器２６（第２図参照）
を螺合締着するため螺刻２ａを備えている。

前記絶縁冠１２の挿通孔１２ｂ，１２ｃ及び第
１図にＢ〜Ｅで示す空間部には、例えばエポキシ
樹脂等から成る絶縁性の充填材が充填されて、金
属ケース１の内部はすべて（振動検出素子の周囲
の空間部Ａを除いて）密閉構造を形成すると共
に、各部品間の機械的固着一体化を成すよう構成
されている。

第２，３図は上記実施例の振動検出器の使用状
態を示している。即ち、接続管２に電気信号出力
ケーブル２３を接続し、ボルト２４を金属ケース
１のフランジ部１ｃの貫通孔１ｂに挿通して被振
動検出体２５に設けたネジ穴２５ａに螺合締着し
て、振動を検出する。被振動検出体２５の振動に
空間部Ａ内の負荷質量が追動して圧電セラミツク
素子７ａ，７ｂが圧縮力を受けて生ずる起電力に
よつて振動が検出される。

上記実施例の振動検出器では、リード線１３
ａ，１３ｂが絶縁冠１２の挿通孔１２ｂ，１２ｃ
に挿通され、リード線１３ａ，１３ｂはそれぞれ
図示しない絶縁チユーブ等の絶縁材で被覆される
か、または充填材で埋められ固定され、また、空
間部Ａを除く他の空間部もすべて充填材で埋めら
れて全閉構造となつているから、爆発性ガス蒸気
環境等の危険場所で使用した場合に、振動検出素
子から火花、アーク、過熱等が生じても、影響な
く安全に使用できる。従つて、従来装置のように
振動検出器を他の容器に密閉して使用する必要が
なくなり、小型のままで済むから、被振動検出体
２５への装着部位の選択の自由度が従来のような
制限を受けず、また振動検出器の特性も低下しな
い。

また、振動検出素子、高電圧保護回路１４、イ
ンピーダンス変換回路２１、リード線１３ａ，１
３ｂが金属スリーブ１１、内蓋１５、金属冠２２
によつてシールドされているので、外部ノイズに
影響されない。

第４図は、本考案の他の実施例を示している。

この実施例では、接続管２が金属ケース１と同
軸に接続され、このため、高電圧保護回路１４の
上方にインピーダンス変換回路２１が配置されて
いる。このため、第１図に示した金属冠２２が省
略され、金属スリーブ１１がインピーダンス変換
回路２１の周囲を囲むように上方に延設されてい
る。また金属ケース１は第１図のようにボルトに
よつて被振動検出体２５に固定する代りに、下端
に突設したネジ部１ｊによつて螺合締着するよう
に構成されている。

本実施例はこれらの点を除けば、第１図の実施
例とほぼ同一の構造であつて、振動検出素子の周
囲の空間部以外の空間部は、同様に充填材で充填
されている。第５図は本実施例の使用状態を示し
ている。

本考案の振動検出器は、上記の如く構成されて
いるから、小型のままでありながら、防爆構造が
確保され、また外部ノズルに対するシールド構造
も確保されている。従つて、爆発性ガス蒸気環境
等の危険場所でも安全に使用でき、且つ外部ノイ
ズに影響されず安定して振動検出ができるように
なり、その実用的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す振動検出器の
断面図である。第２図および第３図は第１図の実
施例の使用状態を示す平面図および正面図であ
る。第４図は本考案の他の実施例を示す振動検出
器の断面図である。第５図は第４図の実施例の使
用状態を示す正面図である。 １……金属ケース、１ａ……円筒部、１ｃ……
フランジ部、１ｅ……突設部、２……接続管、３
……蓋、５……締着ベース、６……電極板、７ａ
……圧電セラミツク素子、７ｂ……圧電セラミツ
ク素子、８……絶縁スリーブ、９……負荷質量、
１１……金属スリーブ（シールド用金属体）、１
２……絶縁冠（絶縁体）、１２ｂ……挿通孔、１
２ｃ……挿通孔、１３ａ……リード線、１３ｂ…
…リード線、１４……高電圧保護回路、１５……
内蓋、１６……絶縁板、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ
……接続端子棒、２０……電気回路基板、２１…
…インピーダンス変換回路、２２……金属冠、２
３……電気信号出力ケーブル、２５……被振動検
出体、Ａ……空間部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 振動検出素子７ａ，７ｂ，６，９と；該振動検
   出素子に第１のリード線１３ａで電気的に接続さ
   れ、前記振動検出素子から発生する高電圧を抑圧
   するための高電圧保護回路１４と；該高電圧保護
   回路に第２のリード線１３ｂで電気的に接続さ
   れ、前記振動検出素子のインピーダンス変換を行
   なうためのインピーダンス変換回路２１とを金属
   ケース内に内蔵した振動検出器であつて： 前記振動検出素子の周りを囲むように空間部Ａ
   を形成して周設された絶縁体１２と；該絶縁体の
   外部に設けた前記高電圧保護回路と絶縁体の内部
   に設けた前記振動検出素子とを電気的に接続する
   前記第１のリード線を配線するために前記絶縁体
   に設けられた挿通孔１２ｂと； 前記絶縁体、前記高電圧保護回路、前記インピ
   ーダンス変換回路、前記第１，第２のリード線を
   囲むように周設されたシールド用金属体１１と； 前記第１のリード線が挿通された前記挿通孔及
   び前記高電圧保護回路とインピーダンス変換回路
   とを電気的に接続する前記第２のリード線の配線
   される空間部Ｅを充填された絶縁性充填材とを備
   えたことを特徴とする振動検出器。