JPH07902Y2 - 振動センサ - Google Patents

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
６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44の取り付け部45への取
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
で導電性を有し後述する信号線40との接合箇所である活
電部41aを有した端子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の活電部41a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
極部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では前記端子41の活電部
41aが外部に露出している為に水蒸気、雰囲気温度等の
外部からの影響によって電気信号がリークする、他の雑
音信号が混入し易いという問題点がある。

上記問題点を解決する為に第７図に示す様に、前記活電
部41aを樹脂ケース33の内部に位置する様に端子41を取
り付ける方法が考えられるが、このような方法では前記
活電部41aを締め付けボルト39や重錘37などの金属部材
と接触しない様にする為に前記ケース体を大きくしなく
てはならない為に、前記活電部41aと信号線40との接続
作業が困難になり作業コストが増加する。また、信号線
40が長くなり緩みが大きく成り易く振動源に取り付ける
場合などに特性値に悪影響を与えるという新たな問題点
が生じてしまう。

（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、活電部のリーク
や雑音信号の混入を十分に防止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、活電部のリークや雑音信
号の混入を十分に防止出来特性値に悪影響を与えず、且
つ、取り付け作業コストも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） 請求項１記載の考案は、外部装置に取付けられる取付部
を一方に備えた金属製の基体１と、該基体１の他方に締
め付けボルト９によって同軸配置に取付けられた圧電素
子６及び重錘７と、これら締め付けボルトによって取付
けられた圧電素子6,重錘７を所定の空間を設けて覆い、
かつ基体上に取付けられた有底筒状の樹脂ケース３と、
この樹脂ケース３に活電部11aが取付けられた端子11
と、前記圧電素子６の上下端の電極5,5のそれぞれに電
気的に接続され、前記樹脂ケース３を介して前記端子11
の活電部11aに電気的に接続された信号線10とを有する
振動センサにおいて、前記樹脂ケース３の端子の活電部
11a及び基体１の一部を含めて該樹脂ケース３を覆うよ
うに前記基体１上に外装樹脂体16を設けたものである。

請求項２記載の考案は、前記ケース３の開口端部は前記
基体１に設けられた載置用段差凹部1eに載置され、前記
外装樹脂体16は前記ケース３を含んで前記基体１に設け
られた凹溝1fにモールドされているものである。

請求項３記載の考案は、前記端子11を前記ケース３に内
包し、前記活電部11a及び基体１の一部を覆うように前
記基体１上に外装樹脂体16が設けられているものであ
る。

請求項４記載の考案は、前記ケース３を載置した段差凹
部1eよりも内方向に空間域を保つ凹溝1f′が形成されて
いるものである。

（作用） 前記請求項１の考案によれば、端子の活電部と樹脂ケー
スとが外装樹脂体にて覆われるため、外部からの影響に
対して保護され、電気信号のリークや雑音混入を防止で
きる。

請求項２の考案によれば、上記作用に加えて、樹脂ケー
スと外装樹脂体の双方を基体の凹部に位置付けているの
で、Ｏリングを用いることなく取付けることができるの
で、作業工程の低減，部品点数の低減が図れる。

請求項３の考案によれば、前記作用に加えて、信号線の
金属部分が少なく小型軽量化できる。

請求項４の考案によれば、前記作用に加えて、基体の振
動を信号導出部に伝達しにくくすることができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の振動センサの第一実施例を示す断面図
であり、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
する後述する信号線10との接合箇所である活電部11aと
起立部とを有した端子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によって前記ケース３の孔を介
して端子11の活電部11aに接続され、さらに前記ケース
３と端子11の一部と活電部11aを覆う様にして外装樹脂
体16にてモールド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
部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は、ネジ部２の対面側に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が挿入される結合用凹溝1bと、前
記結合用凹溝1bの開口端部に設けられた結合用凸端部1c
が形成されている。

また、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、前記底部の外側面側に
端子11が載置されており、その開口端部は前記凹溝1bに
挿入され前記結合用凸端部1cにより支持される肉厚部3a
が形成されている。

上記構成の基体１と樹脂ケース３を結合した後、前記樹
脂ケース３と端子11の一部と活電部11aを覆う様にして
外装樹脂体16にてモールドし振動センサ20を得る。

上述した振動センサ20では樹脂ケース３と端子11の一部
と活電部11aを覆う様にして外装樹脂体16にてモールド
した為に、前記活電部11aが水蒸気、雰囲気温度等の外
部からの影響に対して保護され電気信号のリーク、雑音
信号混入が十分防止出来るという効果が生じる。

次に、本考案の第二実施例を図面を参照して説明する。
本実施例は前述した振動センサ20とほぼ同一であるの
で、同一箇所には同一符号を付しここではその特徴部分
のみを説明する。

第２図に示す振動センサ20Aは、前記基体１の結合用凹
溝1bと、結合用凸端部1cの代りに前記ケース３の開口端
部が載置される段差凹部1eと、前記外装樹脂16が挿入さ
れる挿入用凹溝1fが形成されている。

また、前記樹脂ケース３の開口端部は、肉厚部3aが排除
され均一な厚さに形成されている。

上記振動センサ20Aは、上述した基体１と樹脂ケース３
を結合した後、外装樹脂体16が樹脂ケース３と端子11の
一部と活電部11aを覆いかつ前記挿入用凹溝1fに挿入さ
れるために第一実施例と同様の効果に加えてＯリングを
用いず、また前記結合用凸端部1cのかしめ工程も省略で
き、部品点数の低減、作業工程の低減が出来るという効
果も生じる。

次に、本考案の第三実施例を図面を参照して説明する。
本実施例は前述した振動センサ20Aとほぼ同一であるの
で、同一箇所には同一符号を付しここではその特徴部分
のみを説明する。

第３図に示す振動センサ20Bは、前記樹脂ケース３を載
置した段差凹部1eより内方向に空間域を保つ凹溝1f′が
形成され、前記段差凹部1eの外方向の一部に突部1gが形
成されている。

また、前記樹脂ケース３の開口端部は、前記段差凹部1
e,突部1gに嵌合する様に肉薄部3bが形成されている。

上記構成の基体１と樹脂ケース３を結合した後、前記樹
脂ケース３と端子11の一部と活電部11aを覆う様にして
外装樹脂体16にてモールドした振動センサ20Bは、凹溝1
f′が形成されたことにより第二実施例と同様の効果に
加えて基体１の共振が信号導出部に伝達しにくく成ると
いう効果も生じる。

次に、本考案の第四実施例を図面を参照して説明する。
本実施例は前述した振動センサ20Bとほぼ同一であるの
で、同一箇所には同一符号を付しここではその特徴部分
のみを説明する。

第４図に示す振動センサ20Cは、前記挿入用凹溝1f′の
上部に内方向壁部にシールド効果を高め、かつ外装樹脂
の結合度を高めるために凹溝1g′が形成されている。

上記振動センサ20Cでは上述の様に凹溝1g′が形成され
たことにより第三実施例と同様の効果に加えて外装樹脂
体16を挿入した場合挿入後のシールド効果及び結合度を
高めることが出来るという効果も生じる。

次に、本考案の第五実施例を図面を参照して説明する。
本実施例は前述した振動センサ20Cと同一箇所には同一
符号を付しここではその特徴部分のみを説明する。

第５図に示す振動センサ20Dは、前記基体１の外周に亘
って一部を排除した切り欠き部1hと，ケース体の開口端
部の先端肉薄部3cを支持する凸部1iと、前記肉薄部3cが
挿入されかつ幅広の凹溝1jを有している。

また、前記ケース体３は前記端子11を内包し且つ、前記
端子の活電部11aをその開口端部近傍に位置し挿通孔3d
とにより信号線と結合し、また開口端部の先端は前記基
体の凹溝1jに挿入され且つ凸部1iに支持される肉薄部3c
を有する構造と成っている。

上記の様な構造の基体と樹脂ケースを結合した後活電部
11aと、切り欠き部1hと、凸部1iと、樹脂ケースの一部
を外装樹脂16にてモールドして成る前記振動センサ20D
においては、上述した実施例の効果に加えて信号線の金
属部分が少なく小型軽量化出来るという効果も生じる。

以上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。例えば外装樹脂体は
端子の露出部を含み信号表示手段（オシロスコープ等）
とのコネクタとしての機能を付加してもよい。

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
内熱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］ 以上述べた通り本考案を用いる時は、活電部のリークや
雑音信号の混入を十分に防止出来、且つ、取り付け作業
コストも増加しない振動センサを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による振動センサの第一実施例を示す断
面図、第２図は同上の第二実施例を示す断面図、第３図
は同上の第三実施例を示す断面図、第４図は同上の第四
実施例を示す断面図、第５図は同上の第五実施例を示す
断面図、第６図は従来の振動センサを示す断面図、第７
図は同上の変形例を示す断面図である。 １……基体、２……ネジ部、３……樹脂ケース（ケース
体）、６……圧電素子（信号変換部）、11……端子（信
号導出部）、11a……活電部、16……外装樹脂体（保護
手段）、20……振動センサ。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外部装置に取付けられる取付部を一方に備
   えた金属製の基体１と、該基体１の他方に締め付けボル
   ト９によって同軸配置に取付けられた圧電素子６及び重
   錘７と、これら締め付けボルトによって取付けられた圧
   電素子6,重錘７を所定の空間を設けて覆い、かつ基体上
   に取付けられた有底筒状の樹脂ケース３と、この樹脂ケ
   ース３に活電部11aが取付けられた端子11と、前記圧電
   素子６の上下端の電極5,5のそれぞれに電気的に接続さ
   れ、前記樹脂ケース３を介して前記端子11の活電部11a
   に電気的に接続された信号線10とを有する振動センサに
   おいて、 前記樹脂ケース３の端子の活電部11a及び基体１の一部
   を含めて該樹脂ケース３を覆うように前記基体１上に外
   装樹脂体16を設けたことを特徴とする振動センサ。
2. 【請求項２】前記ケース３の開口端部は前記基体１に設
   けられた載置用段差凹部1eに載置され、前記外装樹脂体
   16は前記ケース３を含んで前記基体１に設けられた凹溝
   1fにモールドされている請求項１記載の振動センサ。
3. 【請求項３】前記端子11を前記ケース３に内包し、前記
   活電部11a及び基体１の一部を覆うように前記基体１上
   に外装樹脂体16を設けた請求項１記載の振動センサ。
4. 【請求項４】前記ケース３を載置した段差凹部1eよりも
   内方向に空間域を保つ凹溝1f′が形成されている請求項
   ２記載の振動センサ。