JPH07901Y2

JPH07901Y2 - 振動センサ

Info

Publication number: JPH07901Y2
Application number: JP1988163095U
Authority: JP
Inventors: 滋守矢; 一夫望月; 重信水内
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2003-12-15
Also published as: JPH0283430U

Description

【考案の詳細な説明】［考案の目的］（産業上の利用分野）本考案は、各種の技術分野において使用される振動セン
サの改良に関するものである。

（従来の技術）各種振動源からの振動を検知するために用いられる圧電
型の振動センサは、一般に共振型と非共振型との２形式
に大別される。そして、前者形式のものは、センサに設
定すべき共振周波数を測定対象の周波数とほぼ同じに測
定し、この設定周波数の帯域においてのみ高感度を有す
るような感度特性に構成され、また、後者のものは、広
い周波数帯域に亘って同程度の感度が得られるような平
坦な感度特性を持つものとして構成される。

以下、本考案を説明する上での前提として圧電素子を用
いた非共振型の振動センサの構造について説明する。第
４図に示すものは例えば自動車用エンジンの振動検知に
使用される振動センサ（ノッキングセンサ）の一例で、
この振動センサ50は、例えば自動車のエンジンあるいは
各種振動源を有する機械設備等に取り付ける取り付け部
材としてのネジ部32を有する金属製の基体31内におい
て、圧電素子36,重錘37,を順次重合配置しつつこれらを
締め付けボルト39により前記ネジ部32と同軸配置に取り
つけると共に、外部回路等との電気的接続の目的で導電
性を有する端子41を装着した樹脂ケース33をＯリング43
を介して基体31に結合し、前記圧電素子36の両電極35を
それぞれ信号線40を介して端子41に接続することにより
構成されている。

尚、必要に応じて同図に示す様に皿バネ38を締め付けボ
ルト39と重錘37との間に介して、圧電素子36への押圧力
を均一化することもある。また、図中34,42は前記両電
極35と他の金属部分との間に介在させた絶縁層である。

しかし、上述した振動センサ50では基体に振動変換部を
取り付けた状態での周波数応答特性（第６図参照）と、
さらにケース体をとり付けた状態での周波数応答特性
（第７図参照）では大きな変化が生じてしまうという問
題点がある。つまり、樹脂ケース33と基体31とが接触接
合している為、樹脂ケース33の機械的共振が基体31に伝
達してそれを信号変換部が拾ってしまい周波数応答特性
が悪くなりケース体を取り付けた状態での周波数応答特
性が悪化するという問題点である。

この様な問題点を解決する為に第５図に示す振動センサ
50′（詳細な説明は省略する）の様に基体31に筒状突出
体31aを設け、樹脂ケース33（ケース体）を出来るだけ
小さくして、ケース体の機械共振点を出力信号の周波数
帯域より高くなる様にする方法が考えられるが、構造上
ケース体の機械共振点をあまり高い周波数までもってい
けないため、振動センサとしての周波数応答特性に悪影
響を及ぼすことはまぬがれない、また、この様な構造に
したことにより信号変換部の取り付け部の平面加工が困
難になり、且つ、取り付け作業も大変困難になり、また
樹脂ケース33の取り付け作業高い位置にて行なわなくて
はならず作業コストが増加し、さらに前記筒状突出体31
aを設けた為重量が増加するという新たな問題点を生じ
る。

（考案が解決しようとする課題）上述した構造の従来の振動センサでは、ケース体の機械
共振が基体に伝達することを十分に低減出来ないという
問題点があった。

本考案は上記問題点を解決し、ケース体の機械共振が基
体に伝達することを十分に低減出来、周波数応答特性に
悪影響が少なく、かつ取り付け作業コスト及び重量の増
加しない振動センサを提供することを目的とするもので
ある。

［考案の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するための本考案の構成は、測定対象物
に取付け得る構造を有する金属製の基体と、この基体に
固定された電圧素子と重錘とを備え前記測定対象物に生
じる振動を検出し電気信号に変換する信号変換部と、こ
の信号変化部を覆うように前記基体に結合され前記電気
信号を外部に導出可能な信号導出部を備えた樹脂製のケ
ース体と、前記基体とケース体とを結合する結合機構部
とを有する振動センサにおいて、前記基体上の信号変換
部とケース体との間の基体上にケース体の共振の伝達を
低減するための凹溝を設けたことを特徴とするものであ
る。

（作用）この構成に基く本考案の振動センサは、基体上の信号変
換部とケース体との間の基体上に凹溝を設け、この凹溝
が該振動センサの周波数応答特性に悪影響を及ぼす樹脂
製ケース体の共振が金属製基体に伝達するのを低減する
ように作用する。

（実施例）以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

第１図は本考案の振動センサの一実施例を示す図であ
り、同図（ａ）は同上の断面図であり、同図（ｂ）は同
上の凹溝（共振緩衝手段）の変形例を示す拡大断面図で
ある。

この振動センサ20は、外部装置14（例えば自動車のエン
ジンあるいは各種振動源を有する機械設備等）に形成さ
れた雌ネジ部15に取り付ける取り付け部材としてのネジ
部２を有する金属製の基体１と、圧電素子6,重錘7,を順
次重合配置しつつこれらを締め付けボルト９により前記
基体１に前記ネジ部２と同軸配置に取りつけると共に、
外部回路等との電気的接続の目的で導電性を有する端子
11を装着した樹脂ケース３をＯリング13を介して基体１
に結合し、前記圧電素子６の両電極５をそれぞれ信号線
10を介して端子11に接続することにより構成されてい
る。

尚、必要に応じて同図に示す様に皿バネ８を締め付けボ
ルト９と重錘７との間に介して、圧電素子６への押圧力
を均一化することもある。また、図中4,12は前記両電極
５と他の金属部分との間に介在させた絶縁層である。

前記基体１のネジ部２の対向面側には前記締め付けボル
ト９に対する雌ネジ部1aと、Ｏリング13と後述する前記
樹脂ケース３の肉厚部3aとが挿入される結合用凹溝1b
と、前記結合用凹溝1b開口端部に設けられた結合用凸端
部1eと、前記結合用凹溝1bより内側に突部1cと凹溝1dが
形成されている。

前記樹脂ケース３は、有底筒状でありその底部には信号
線10が挿通する孔を有しており、その開口側端部は前記
凹溝1bに挿入され前記結合用凸端部1eにより支持される
肉厚部3aが形成されている。

前記Ｏリング13と、前記基体１に形成された結合用凸端
部1eと，結合用凹溝1bと，突部1cと，凹溝1dと、前記樹
脂ケース３の肉厚部3aにより結合機構部が形成されてお
り、更に前記突部1cと、凹溝1dとにより共振緩衝手段が
構成されている。また、上記構成によれば信号線取り付
け作業も従来と同様に出来るため作業コストは増加も無
く、また重量も増加しない。

また、第１図（ｂ）に示す様に前記凹溝（共振緩衝手
段）を結合用凹溝1bより深くした凹溝1d′を形成する場
合においても上記同様の効果が得られる。

次に、第２図に上記一実施例の振動センサにおける周波
数応答特性を示す。

同図に示すように周波数応答特性値に著しい変化は見う
けられず、前記信号変換部が前記ケース体の機械共振を
拾わず周波数応答特性に悪影響を与えていないことが判
る。また、第１図（ｂ）に示す様に前記凹溝（共振緩衝
手段）を結合用凹溝1bより深くした凹溝1d′を形成する
場合においても上記同様の効果が得られることは言うま
でもないことである。

以上詳述したように本実施例によれば、共振緩衝手段と
して突部1cと凹溝1dを設けたことによりケース体の機械
共振の伝達を低減でき、周波数応答特性に著しい変化を
示すことのない振動センサが得られる。

以上一実施例について説明したが、本考案はこれに限定
されるものではなく、その要旨を変更せざる範囲内で種
々に変形実施することが可能である。例えば第３図に示
す振動センサ20′の様に共振緩衝手段が突部を設けずに
前記凹溝1dより幅広凹溝1fにて構成されている場合にお
いても同様の作用効果が得られる。

また本考案における振動センサを自動車用エンジン等の
内燃機関の振動検出を行うノッキングセンサとして使用
する場合においても同様の作用効果が得られることは言
うまでもないことである。

［考案の効果］以上述べた本考案の振動センサによれば、基体上の信号
変換部とケース体との間の基体上に凹溝を設けた構成と
したので、樹脂製ケース体の機械共振が金属製基体に伝
達することを十分に低減することができるため、該振動
センサの周波数応答特性にケース体の共振による悪影響
を及ぼすことがない。

また、信号線取り付け作業等も従来と同様にできるた
め、作業コストが増加をすることがなく、また重量も増
加しない振動センサの提供をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の振動センサの一実施例を示す図であ
り、同図（ａ）は同上の断面図であり、同図（ｂ）は同
上の凹溝（共振緩衝手段）の変形例を示す拡大断面図、
第２図は同上の周波数応答特性を示すグラフ、第３図は
本考案による振動センサの他の実施例を示す断面図、第
４図は従来の振動センサを示す断面図、第５図は同上の
変形例を示す断面図、第６図はケース体を結合する前の
振動センサの周波数応答特性を示すグラフ、第７図は従
来の振動センサの周波数応答特性を示すグラフである。１……基体、1b……結合用凹溝（結合機構部）、1c……
突部（共振緩衝手段）、1d……凹溝（共振緩衝手段）、
1e……凸端部（結合機構部）、２……ネジ部（取り付け
部材）、３……樹脂ケース（ケース体）、3a……肉厚部
（結合機構部）、６……圧電素子（信号変換部）、11…
…端子（信号導出部）、20……振動センサ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】測定対象物に取付け得る構造を有する金属
製の基体と、この基体に固定された圧電素子と重錘とを
備え前記測定対象物に生じる振動を検出し電気信号に変
換する信号変換部と、この信号変換部を覆うように前記
基体に結合され前記電気信号を外部に導出可能な信号導
出部を備えた樹脂製のケース体と、前記基体とケース体
とを結合する結合機構部とを有する振動センサにおい
て、前記基体上の信号変換部とケース体との間の基体上
にケース体の共振の伝達を低減するための凹溝を設けた
ことを特徴とする振動センサ。