JPH06273224A - 振動検知センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動電極を固定電極に対して振動変位させ
て、両電極間の静電容量の変化から振動を検出するよう
構成した振動検知センサを、電極の固定状態や環境温度
による影響を受けることを少なくして精度の高い検出を
行うことができるようにする。 【構成】 固定電極９と可動電極１０とをスペーサ１１
を介して積層し、この積層体２の周縁部を弾性体４で押
圧固定してケース１に内装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動に基づく加速度に
よって静電容量が変化するように構成した振動検知セン
サに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種振動検知センサは、図１４
および図１５に示すように、ケース本体２１ａ内に、固
定電極２２が備えられたプリント配線基板２３と、振動
バネを有する可動電極２４とをスペーサ２５を介して収
納し、これにカバーケース２１ｂを取り付けて構成され
ている。そして、固定電極２２が備えられたプリント配
線基板２３、可動電極２４、スペーサ２５それぞれの固
定は、カバーケース２１ｂがネジ３０によりケース本体
２１ａに固着される際に、カバーケース２１ｂから下方
に突出形成された固定部３１それぞれが可動電極２４の
周縁を下方に押し付けることにより行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来センサのように固定電極２２と可動電極２４とスペー
サ２５とが固定される構成では、ネジ３０それぞれの締
め付け具合にバラツキがあった場合、可動電極２４の周
縁に均等に力がかからず、固定電極２２と可動電極２４
とがスペーサ２５があるにもかかわらず当間隔で対向せ
ず、検出が正常に行われないという問題点があった。ま
た、使用環境の温度変化によって部品に変形が発生した
場合、固定電極２２や可動電極２４の変形力が比較的材
質の柔らかい樹脂製のスペーサ２５に及び、これにより
スペーサ２５が変形し、固定電極２２と可動電極２４と
の間隔が変化して検出精度が低下することがあった。

【０００４】本発明は、このような従来構造の上記不具
合を解消することを主たる目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の振動検知センサは、固定電極と可動電極と
をスペーサを介して積層し、この積層体の周縁部を弾性
体で押圧固定してケースに内装する構成とした。

【０００６】また、本発明は、上記基本構成において以
下のような形態にして実施することもできる。

【０００７】 前記ケースに、可動電極の変位方向と
同方向の取付け部と、これと直交する方向の取付け部と
を備える。

【０００８】 前記可動電極から延出した端子を、端
子台に備えた外部出力用端子に接続する。

【０００９】 ケース内に粘性流体を封入する。

【００１０】 樹脂製ケースの外面に磁性金属メッキ
を施す。

【００１１】 一対の固定電極の間に可動電極をスペ
ーサを介して積層して積層体を構成する。

【００１２】

【作用】請求項１の構成によると、固定に際して積層体
の周縁部に弾性体からの押圧力が均等にかかり、これに
より、固定電極と可動電極との間に一定の間隙が形成さ
れる。

【００１３】また、使用環境の温度変化による固定電極
や可動電極の変形力が弾性体により吸収され、材質の柔
らかいスペーサに変形力が及ばず、常に固定電極と可動
電極との間に一定の間隙が形成される。

【００１４】また、請求項２のように取付け部を形成し
た場合には、取付け部を選択することで、検知方向を直
交する３方向の内の任意の方向に向けて検知対象物の同
一の取付け面にセンサを装着することが可能となる。

【００１５】また、請求項３のように、専用の外部出力
用端子を備えた場合には、可動電極に強度のある外部出
力用端子を形成する必要がないので、可動電極を薄いも
のにすることができる。

【００１６】また、請求項４のように、ケース内に粘性
流体を封入した場合には、可動電極の振動の減衰が図ら
れて、可動電極が共振によって不当に大きく変位するこ
とが抑制される。また、粘性流体によって電極の腐食が
防止される。

【００１７】また、請求項５のように、樹脂製ケースの
外面に磁性金属メッキを施しておくと、ケース自体にシ
ールド機能が備えられて、外乱による電極間の静電容量
変化がもたらされるのが阻止される。

【００１８】また、請求項６のように、可動電極を一対
の固定電極の間にスペーサを介して積層し、この積層体
の周縁部を弾性体で押圧固定してケースに内装した場合
には、可動電極の変位がその両側の固定電極との間隔変
化として検知でき、差動を取った検知が可能となる。

【００１９】

【実施例】図１〜図９に、本発明に係る振動検知センサ
の一実施例が示されている。

【００２０】この振動検知センサＳは、樹脂成型品のケ
ース１と、振動検出用の積層体２を組み込んだインナー
ケース３と、これを押圧固定する皿バネ状の弾性体４
と、外部出力用端子５を有する端子台６とから構成され
ている。

【００２１】前記ケース１は、浅い容器状のケース本体
１ａと、これの開口部位に嵌合されてネジ７で結合され
るカバーケース１ｂとからなり、これらケース本体１ａ
およびカバーケース１ｂの少なくとも外面には磁性金属
によるメッキが施されてシールド機能が発揮されるよう
になっている。また、ケース本体１ａには、その開口方
向に取付け方向を向けたフランジ状の取付け部８ａと、
これと直交する取付け部８ｂが形成されている。

【００２２】前記積層体２は、厚い円盤状の固定電極９
と、これに対向する薄い円盤状の可動電極１０と、両電
極９，１０の間に介在される樹脂製の絶縁材からなる薄
いリング状のスペーサ１１とから構成されている。

【００２３】前記インナーケース３は、この積層体２を
厚いリング状のスペーサ１２を介して収納するインナー
ケース本体３ａと、インナーケース本体３ａに収納され
た積層体２の周縁を固定電極９側から支持するようにイ
ンナーケース本体３ａの開口部位に嵌め込まれるインナ
ーカバー３ｂとからなる。

【００２４】前記可動電極１０は、図５に示すように、
金属板に蛇行状のスリット１３を形成することで、中央
部に位置する略円形の可動片１０ａを外周リング部１０
ｂに周方向３か所のビーム部１０ｃで支持させた構造と
なっており、外部からの振動で可動電極１０のビーム部
１０ｃが弾性変形して、可動片１０ａがその面方向に変
位するように構成されている。この場合、スリット１３
を極細に形成するとともに、可動片１０ａの周囲に大き
い空隙が存在しないようにすることで、可動片１０ａが
振動する際にスリット１３を通過するケース内空気の流
動に適度の抵抗が与えられ、振動に対する減衰効果が高
められるようになっている。

【００２５】端子台６は、インナーケース本体３ａに形
成したピン１４に嵌合連結されるようになっており、こ
の端子台６の外部出力用端子５に、前記固定電極９およ
び可動電極１０の周部から折り曲げ延出された端子９
ａ，１０ｄがそれぞれ半田付け接続されている。

【００２６】前記弾性体４は、図６に示すように、放射
状に切り込み１５を形成した弾性力の弱いものと、図７
に示すように、螺旋放射状の抜き孔１６を形成した弾性
力の強いものが選択して使用され、中央の位置決め孔１
７をケース本体１ａ内の突起１ｃに嵌合するとともに、
その外周部を前記インナーカバー３ｂの周部外面に当接
させることで、スペーサ１２とインナーカバー３ｂの周
部内面との間に挟持された積層体２の周縁を適度の弾性
力で押圧固定している。

【００２７】以上説明したように、本発明の振動検知セ
ンサＳは、ケース１の厚み方向を振動検出方向となるよ
うに構成されており、単体として所望方向の振動検出に
利用できるとともに、図１０に示すように、３個のセン
サＳを２組の取付け部８ａ，８ｂを利用して同一の取付
け板１８に取付けることで、直交する３方向の振動検出
を行うことが可能である。

【００２８】他の実施例の説明を行う。

【００２９】図１１は、ケース１内にシリコンオイル等
の粘性流体５０を封入した構成のものを示し、このよう
な構成により、可動電極９の振動減衰機能を更に高める
ようにしている。すなわち、可動電極９は通常特定の周
波数、いわゆる共振周波数においてその振幅（センサ出
力）が非常に大きくなるが、粘性流体５０の封入による
減衰効果によってその振幅が小さく押さえられる。これ
により、安定したセンサ出力が得られるようになるとと
もに、電極が共振によって不当に大きく変位することに
よる損傷も回避される。

【００３０】また、図１２および図１３に示すように、
前記積層体２を、一対の固定電極９とその間にスペーサ
１１を介して支持された可動電極１０とから構成する
と、可動電極１０の振動変位を一対の固定電極９との間
の静電容量変化の差動として取り出すことができるの
で、更に小さい振動をも高い精度で検出することが可能
となる。

【００３１】また、前記弾性体４として、比較的固いゴ
ムリングを使用することもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次のような効果を期待することができる。

【００３３】請求項１の構成によると、固定電極と可動
電極との間に一定の間隙が形成される固定状態が得られ
ることで、精度の高い検出が可能となる。また、環境温
度による影響を受けることが少なく可動電極を外部から
の振動や衝撃で敏感に振動させることができ、精度の高
い検出が可能となる。

【００３４】請求項２の構成によると、１種類のケース
仕様のセンサで直交する３方向の振動検知センサに兼用
でき、特別に取付けブラケットを必要とすることなく検
出対象の取付け面に直接取付けて、任意の方向の振動検
知ができる。

【００３５】請求項３の構成によると、可動電極を振動
しやすい薄いものにでき、検出精度を高めるのに有効で
ある。

【００３６】請求項４の構成によると、封入した粘性流
体により可動電極の振動減衰効果が高まり、可動電極が
共振して永久変形することが未然に回避され、常に安定
した精度の検出が可能となる。また、この粘性流体によ
り電極の腐食を防止でき、これによっても機能の安定化
が図られる。

【００３７】請求項５の構成によると、専用のシールド
部材を内装する必要がないので、シールド部材の組み込
みによるケースの大型化を招くことなく外乱侵入防止機
能を備えたセンサをコンパクトに構成することができ
る。

【００３８】請求項６の構成によると、可動電極の差動
検知を採用して、一層高い精度の振動検出が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動検知センサの外観斜視図

【図２】一部切り欠き側面図

【図３】縦断正面図

【図４】要部を拡大した縦断面図

【図５】可動電極の平面図

【図６】弾性体の平面図

【図７】他の形態の弾性体の平面図

【図８】分解斜視図

【図９】積層体部分の分解斜視図

【図１０】使用例の斜視図

【図１１】他の実施例の縦断正面図

【図１２】他の実施例の縦断正面図

【図１３】他の実施例の要部を拡大した縦断面図

【図１４】従来例の分解斜視図

【図１５】従来例の縦断面図

【符号の説明】

１ ケース ２ 積層体 ４ 弾性体 ５ 外部出力用端子 ６ 端子台 ８ａ 取付け部 ８ｂ 取付け部 ９ 固定端子 １０ 可動端子 １１ スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂川 佳敬 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定電極と可動電極とをスペーサを介し
   て積層し、この積層体の周縁部を弾性体で押圧固定して
   ケースに内装してあることを特徴とする振動検知セン
   サ。
2. 【請求項２】 前記ケースに、可動電極の変位方向と同
   方向の取付け部と、これと直交する方向の取付け部とを
   備えてあることを特徴とする請求項１記載の振動検知セ
   ンサ。
3. 【請求項３】 前記可動電極から延出した端子を、端子
   台に備えた外部出力用端子に接続してあることを特徴と
   する請求項１記載の振動検知センサ。
4. 【請求項４】 ケース内に粘性流体を封入してあること
   を特徴とする請求項１記載の振動検知センサ。
5. 【請求項５】 樹脂製ケースの外面に磁性金属メッキを
   施してあることを特徴とする請求項１記載の振動検知セ
   ンサ。
6. 【請求項６】 前記積層体を、一対の固定電極の間に可
   動電極をスペーサを介して積層して構成してあることを
   特徴とする請求項１記載の振動検知センサ。