JPH04102029U - 振動センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 検出対象の振動のうち低い周波数の振動成分
と高い周波数の振動成分を検知することができる振動セ
ンサを提供することにある。 【構成】 検出対象（１０）に固定され、検出対象（１
０）の振動周波数のうち特定の周波数と共振する振動板
（１２）と、振動板（１２）に連結されて検出対象（１
０）の振動周波数のうち振動板（１２）の共振周波数よ
り低い周波数に共振し共振による振動を振動板に伝える
振動子（１６，１８）と、振動板（１２）に固定されて
振動板（１２）の振動に伴う振動板（１２）の応力に感
応して電気信号を発生する圧電変換素子（１４）とを有
する振動センサ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は振動センサに係、特に、車両のセキュリティ装置に用いられる振動検 知用の振動センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車などの車両に搭載されるセキュリティ装置には、振動センサとしてモー ションセンサとショックセンサが用いられている。モーションセンサは、乗員が 車両に乗降する際に生じる比較的低い周波数成分の振動を検知するように構成さ れており、ショックセンサは、車両を叩いたり、ドアやトランク、ボンネットな どが無理に開けられたりしたときに生じる、比較的高い周波数成分の振動を検知 するように構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、セキュリティ装置に振動センサとしてモーションセンサとショ ックセンサを搭載したのでは装置の小型化を図ることが困難であり、単一のセン サで低い周波数成分と高い周波数成分の振動を検知できるものが要望されている 。即ち、振動センサとして、車体のモーションを検出するために、１０Ｈｚ以下 の振動を検知でき、かつ車体のショックを検出するために、１００〜数１００Ｈ ｚの振動を検知できるものが要望されている。

【０００４】 本考案の目的は、検出対象の振動のうち低い周波数の振動成分と高い周波数の 振動成分を共に検知することができる振動センサを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するために、本考案は、第１のセンサとして、検出対象に固定 され、検出対象の振動周波数のうち特定の周波数と共振する振動板と、振動板に 連結されて検出対象の振動周波数のうち振動板の共振周波数より低い周波数に共 振し共振による振動を振動板に伝える振動子と、振動板に固定されて振動板の振 動に伴う振動板の応力に感応して電気信号を発生する圧電変換素子とを有する振 動センサを構成したものである。

【０００６】 第１のセンサを含む第２のセンサとして、振動板は、金属板で構成され、振動 子は、金属板に一端が固定された弾性部材と、弾性部材の他端に固定された錘と から構成されている振動センサを構成したものである。

【０００７】 第１又は第２のセンサを含む第３のセンサとして、振動板は、その固有振動数 が数１００Ｈｚに設定され、振動子は、その固有振動数が数１０Ｈｚに設定され ている振動センサを構成したものである。

【０００８】

【作用】

検出対象が振動したときに、検出対象の振動周波数が低いときには振動子が共 振し、この振動子の共振による振動が振動板を介して圧電変換素子に伝達され、 共振板の応力に応じた電気信号が圧電変換素子から出力される。又検出対象が振 動したときの振動周波数が振動子の共振周波数よりも高く振動板のみが共振する と、振動板の共振による振動が圧電変換素子に伝達され、振動板の応力に応じた 電気信号が圧電変換素子から出力される。即ち、振動板は２つの共振周波数に対 して共振点を有し、各共振点における振動が圧電変換素子に歪として作用する。 そして圧電変換素子が歪を電気信号に変換することによって振動を検知すること ができる。このため、単一の振動センサによってもモーションセンサとショック センサの機能を備えることが可能となる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基いて説明する。図１において、検出対象と しての車体１０の壁面には円盤形状の金属板１２が固定されている。この金属板 １２は車体１０の振動に伴う振動周波数のうち１００〜数１００Ｈｚの周波数に 共振するように、その材質及び形状が設定され、振動板として構成されている。 そして金属板１２の中央部には円形形状の圧電変換素子１４が固定されており、 金属板１２の端部には、弾性部材で構成されたワイヤ１６が固定されている。ワ イヤ１６は一端が金属板１２の縁に固定され、他端が金属板１２上方に位置し、 錘１８が固定されている。ワイヤ１６と錘１８は、車体１０の振動によって金属 板１２が振動した際、この振動周波数のうち金属板１２固有の共振周波数よりも 低い周波数、例えば１０Ｈｚ以下の周波数に共振する振動子として構成されてい る。

【００１０】 圧電変換素子１４は、セラミックスによる圧電効果を利用したものであり、図 ２に示されるように、セラミックスの素子の分極軸に、この分極軸と直交する方 向の伸縮力Ｆ１か分極軸に平行な伸縮力Ｆ３が作用し、分極軸に平行な面にずれ の歪が生じるようなすべり応力Ｆ５が作用したときに、各電極間に電圧が発生す るように構成されている。そして圧電変換素子１４は金属板１２固有の共振点及 び錘１８とワイヤ１６の振動に伴なう金属板１２の共振点における歪に感応し、 各電極間から電圧を発生するようになっている。

【００１１】 上記構成において、車両に乗員が乗降したり、車両がゆすられたりして車体１ ０が低い周波数で振動すると、錘１８とワイヤ１６が１０Ｈｚ以下の周波数に共 振し、この共振に伴なう振動が振動板１２を介して圧電変換素子１４に伝達され 、圧電変換素子１４からは１０Ｈｚ以下の振動周波数に感応した電気信号が出力 される。

【００１２】 一方、車両が叩かれたり、タイヤが外らされたり、ドア、トランク、ボンネッ トなどが無理に開けられたりして車体１０が比較的高い周波数成分で振動すると 、金属板１２が１００〜数１００Ｈｚの周波数に共振し、この共振に伴なう振動 が圧電変換素子１４に伝達される。そしてこの振動に伴なう応力によって圧電変 換素子１４からは電気信号が出力される。圧電変換素子１４の出力信号がセキュ リティ装置に供給されると、圧電変換素子１４の検知信号によって警報信号が発 せられ、車両に対するセキュリティ機能を発揮することができる。

【００１３】 又、振動子を構成するに際しては、図３に示されるように、車体１０のフラン ジ２０に軸２２を固定し、この軸２２に支持板２４を揺動自在に連結し、支持板 ２４の他端を折曲し、折曲した部位に錘１８を固定し、支持板２４の裏面側に板 ばね２６を固定し、板ばね２６の一端を圧電変換素子１４に連結するように構成 しても、前記実施例と同様な効果を得ることができる。

【００１４】 又、図４に示されるように、圧電変換素子１４上にコイルスプリング２８を載 置し、コイルスプリング２８の一端を圧電変換素子１４に連結し、コイルスプリ ング２８の他端に錘１８を固定する構成を採用することも可能であり、又図５に 示されるように、金属板１２の裏面側に圧電変換素子１４を固定し、この圧電変 換素子１４にコイルスプリング２８の一端を連結し、コイルスプリング２８の他 端に錘１８を固定する構成を採用しても、前記実施例と同様な効果を得ることが できる。

【００１５】 前記各実施例によれば、金属板１２は、１００〜数１００Ｈｚの間に共振点を 有するショックセンサとして機能し、ワイヤ１６、錘１８、板ばね２６、支持板 ２４、コイルスプリング２８、錘１８はそれぞれ１０Ｈｚ以下の周波数に感応す るモーションセンサとして機能するため、２つの共振点を有する金属板１２に圧 電変換素子１４を取付けることにより、単一のセンサでもモーションセンサとシ ョックセンサとしての機能を備えることができる。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、振動板に複数の共振点を持たせ、検出 対象の振動のうち振動周波数が低いときには振動子が共振し、振動周波数が高い ときには振動板自体が共振し、各共振点における応力を圧電変換素子に与えて検 出対象のショック成分とモーション成分を検出するようにしたため、単一の振動 センサでもショックセンサとモーションセンサの機能を備えることができ、構成 の簡素化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例を示す振動センサの斜
視図である。

【図２】図２は圧電変換素子の作用を説明するための図
である。

【図３】図３は本考案の他の実施例を示す斜視図であ
る。

【図４】図４は本考案の他の実施例を示す斜視図であ
る。

【図５】図５は本考案の他の実施例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０ 車体 １２ 金属板 １４ 圧電変換素子 １６ ワイヤ １８ 錘 ２８ コイルスプリング

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出対象に固定され、検出対象の振動周
   波数のうち特定の周波数と共振する振動板と、振動板に
   連結されて検出対象の振動周波数のうち振動板の共振周
   波数より低い周波数に共振し共振による振動を振動板に
   伝える振動子と、振動板に固定されて振動板の振動に伴
   う振動板の応力に感応して電気信号を発生する圧電変換
   素子とを有する振動センサ。
2. 【請求項２】 振動板は、金属板で構成され、振動子
   は、金属板に一端が固定された弾性部材と、弾性部材の
   他端に固定された錘とから構成されている請求項１記載
   の振動センサ。
3. 【請求項３】 振動板は、その固有振動数が数１００Ｈ
   ｚに設定され、振動子は、その固有振動数が数１０Ｈｚ
   に設定されている請求項１または２記載の振動センサ。