TW201920922A - 振動檢測器 - Google Patents

Abstract

本發明的解決手段是振動檢測器(1)係具備複數振動感測器部(12~18)、配置於各振動感測器部(12~18)的厚度方向的一方之面的重錘(40)、及依據來自各振動感測器部(12~18)的感測器輸出，進行機器(TD)的振動相關之資訊的檢測處理的控制部(50)。各振動感測器部(12~18)係分別包含薄膜狀的壓電元件(121)及配置於壓電元件(121)之厚度方向的兩面之薄膜狀的一對電極(122，123)所構成。控制部(50)係成為依據各振動感測器部(12~18)之各感測器輸出的合計值，檢測出厚度方向的振動成分，並依據各振動感測器部(12~18)之感測器輸出的輸出分布，檢測出與厚度方向正交的面內之至少一方向的振動成分的構造。

Description

振動檢測器

本發明係關於檢測出振動的振動檢測器，尤其，關於搭載壓電元件的振動檢測器。

先前，作為振動檢測器，使用各種形式者。作為其一，有搭載了壓電元件的檢測器，專利文獻1揭示其構造之一例。該檢測器係具備於兩面附著可撓性電極膜之薄膜狀的高分子壓電元件，與從該高分子壓電元件的各電極取出訊號的訊號線。進而，該檢測器係具備用以絕緣保護其高分子壓電元件與訊號線3之具有可撓性的薄膜，與安裝於其高分子壓電元件之單面的導電膜。因此，可依據來自前述高分子壓電元件的輸出，檢測出振動相關的資訊。

[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開平9-294730號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，專利文獻1所記載之振動檢測器以檢測出1個方向的振動成分之方式構成。亦即，難以區分檢測出作用於不同方向的振動成分。

相對於此，對於為了區分檢測出作用於不同方向的振動成分來說，考量將感測器元件設為3維地配置複數感測器元件的構造。但是，該複數構造的狀況中，振動檢測器的構造會變得複雜，故將相關之振動檢測器搭載於成為對象的裝置時，有其搭載性低，又造成成本增加的問題。

本發明係有鑑於前述問題點，目的為提供簡易的構造且可區分檢測出作用於不同方向之振動的振動檢測器。

[用以解決課題之手段]

本發明的第一樣態的對象，係以發生振動的機器(TD)作為檢測對象的振動檢測器。為了達成前述目的，本發明的第一檢測器，係具備：
複數振動感測器部(12，14，16，18)，係包含薄膜狀的壓電元件(121)及配置於壓電元件之厚度方向的兩面之薄膜狀的一對電極(122，123)；
重錘(40)，係配置於複數振動感測器部的厚度方向的一方之面；及
檢測處理部(50)，係依據來自複數振動感測器部的感測器輸出，進行機器的振動相關之資訊的檢測處理。

複數振動感測器部，係對於機器之所定設置面(IS)以相互鄰接之方式配置。然後，檢測處理部係成為依據複數振動感測器部之各感測器輸出的合計值，檢測出厚度方向的振動成分，並依據複數振動感測器部之感測器輸出的輸出分布，檢測出與厚度方向正交的面內之至少一方向的振動成分的構造。

在本發明的振動檢測器中，搭載該振動檢測器的機器，振動於各振動感測器部的厚度方向時，隨著該機器的振動，重錘也振動於各振動感測器部的厚度方向。此時，於各振動感測器部，重錘的振動所致之荷重大略均等地作用。因此，機器的振動中，可依據來自各振動感測器部的感測器輸出的合計值，檢測出機器的振動中各振動感測器部之厚度方向的振動成分。

又，在本發明的振動檢測器中，相關機器沿著各振動感測器部的面方向振動時，隨著該機器的振動，重錘也振動於各振動感測器部的面方向。此時，於各振動感測器部，重錘的振動所致之荷重於面方向中不均等地作用。然後，作用於各振動感測器部的荷重，係因應機器的振動方向而變化。因此，可依據來自各振動感測器部的感測器輸出的輸出分布，檢測出機器的振動中各振動感測器部之面方向的振動成分。

尤其，在本發明的振動檢測器中，僅將厚度薄的振動感測器部對於機器的設置面以相鄰之方式配置即可，所以，可利用簡易的構造，區分檢測出作用於不同方向的振動。

再者，在此欄及申請專利範圍中所記載之各手段的刮弧內的符號，係表示後述之實施形態所記載之具體手段的對應關係之一例者。

以下，參照圖面，說明本發明相關之振動檢測器的各種實施形態。
再者，有於以下實施形態中，對於與先行的實施形態中所說明之事項相同或均等的部分，附加相同的參照符號，省略其說明的狀況。又，於實施形態中，僅說明構成要件的一部分時，關於構成要件的其他部分，可試用先行的實施形態中所說明之構成要件。以下的實施形態係只要不特別是組合會發生障礙的範圍，即使未特別明示的狀況，也可部分地組合各實施形態彼此。

(第1實施形態)
針對第1實施形態，參照圖1~圖7來進行說明。本實施形態的振動檢測器1係以發生振動的機器TD作為檢測對象，檢測出該機器TD所發生的振動。如圖1所示，振動檢測器1係設置於對象機器TD之平坦的設置面IS。再者，振動檢測器1係以不會從機器TD的設置面IS剝離之方式，藉由接著劑等接合。

振動檢測器1係具備檢測部10、重錘40及控制部50。構成振動檢測器1的檢測部10及重錘40作為一例，相互藉由接著劑等接合。

檢測部10係透過接著劑接合於機器TD的設置面IS。檢測部10係以具有表面101與背面102之板狀的基板100所構成。於檢測部10，設置有複數振動感測器部12、14、16、18。

複數振動感測器部12、14、16、18係分別起因於作用於構成檢測部10之基板100的厚度方向的荷重，發生壓電效果所致之電動勢。在本實施形態中，將檢測部10的厚度方向界定為Z軸方向。又，在本實施形態中，界定將該Z軸方向設為1軸，將前述複數振動感測器部12、14、16、18之2維排列的橫縱設為2軸(Y軸，X軸)的3維正交座標(參照圖2)。因此，將與Z軸方向正交的面內相互正交之兩方向中一方向(同面內設定之橫方向(參照圖2))設為X軸方向，將與Z軸方向及X軸方向雙方正交的另一方向設為Y軸方向(縱方向)。再者，檢測部10的厚度方向(Z軸方向)與壓電元件121的厚度方向相同。又，與Z軸方向正交的X軸方向，及與Z軸方向及X軸方向雙方正交Y軸方向，分別相當於第1方向及第2方向。

如圖2所示，於檢測部10，複數振動感測器部12、14、16、18以相互鄰接之方式配置成矩陣狀。換句話說，於設置面IS，複數振動感測器部12、14、16、18以相互鄰接之方式配置。再者，在圖2中，於檢測部10中具有作為振動感測器部12、14、16、18之功能的部位，附上點陣的影線。又，在圖2中，為了便利說明，省略後述之基板100的表側保護構件120的圖示。

具體來說，於本實施形態的檢測部10，第1~第4振動感測器部12、14、16、18以並排成矩陣狀(亦即兩行兩列)之方式，相互隔開適當間隔來配置。

於檢測部10，以第1振動感測器部12與第3振動感測器部16沿著X軸方向並排，並且第2振動感測器部14與第4振動感測器部18沿著X軸方向並排之方式，配置各振動感測器部12、14、16、18。

又，於檢測部10，以第1振動感測器部12與第2振動感測器部14沿著Y軸方向並排，並且第3振動感測器部16與第4振動感測器部18沿著Y軸方向並排之方式，配置各振動感測器部12、14、16、18。

如此，本實施形態的檢測部10係複數振動感測器部12、14、16、18中一部分的振動感測器部(例如4個振動感測器部中之一)，與其他振動感測器部的一部分(1個感測器部)並置於X軸方向及Y軸方向。例如，第1振動感測器部12係於Y軸方向中與第2振動感測器部14並置，且於X軸方向中與第3振動感測器部16並置。

本實施形態的各振動感測器部12、14、16、18分別為大略正方形狀。然後，檢測部10之各振動感測器部12、14、16、18所佔之區域的形狀也成為大略正方形狀。

又，各振動感測器部12、14、16、18個別在電性上獨立。各振動感測器部12、14、16、18係連接於形成在基板100的配線圖案101a及端子101b。再者，關於各振動感測器部12、14、16、18的具體構造於後敘述。

回到圖1，重錘40係追隨機器TD的振動，使荷重作用於檢測部10的各振動感測器部12、14、16、18者。重錘40係具有可覆蓋檢測部10之各振動感測器部12、14、16、18所佔之區域整體的大小。重錘40係配置於檢測部10之與機器TD相接之面相反面的表面101側。重錘40係藉由接著劑等接合於檢測部10。

控制部50係依據來自各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出，進行機器TD的振動相關之資訊的檢測處理的檢測處理部。控制部50係作為一例，以具有處理器、記憶體之公知的微電腦、及其周邊電路所構成。再者，控制部50的記憶體也包含提供來作為非遷移性且實體性記憶媒體的記憶體。
例如，如圖3所示，控制部50係具備作為檢測處理的中心的CPU52(Central processing unit)、保存所定程式並且具有作為非遷移性之實體性記憶媒體的一例之功能的ROM53(Read Only Memory)、RAM56(Random Access Memory)、以及輸入介面54(I/O)，該等要素可相互通訊地藉由匯流排55連接，藉此構成電腦系統。利用CPU52執行預先被儲存於ROM53的程式，依據感測器輸出，進行機器TD的振動相關之資訊的檢測處理。再者，RAM56係CPU52執行處理時使用來作為暫時保存資料的記憶體。
當然，控制部50係不採用上述之電腦的構造，使用A/D轉換器及數位電路、邏輯電路等構成亦可。

控制部50係透過感測器配線51連接於各振動感測器部12、14、16、18的端子101b。藉此，控制部50係成為被輸入各振動感測器部12、14、16、18個別的感測器輸出的構造。

控制部50係依據來自各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出，進行檢測出機器TD的振動的檢測處理。雖未圖示，控制部50係於其輸出側連接有顯示機器TD的振動相關之資訊的顯示裝置。控制部50係對於控制部，輸出依據來自各振動感測器部12、14、16、18個別的感測器輸出所檢測出之機器TD的振動相關之資訊的構造。

接著，針對檢測部10的具體構造，參照圖4進行說明。檢測部10係對於1個基板100，形成具有相同之構造的各振動感測器部12、14、16、18。各振動感測器部12、14、16、18係以壓電性高分子薄膜所構成。再者，各振動感測器部12、14、16、18係個別內部構造相同，故以下針對第1振動感測器部12的構造進行說明，省略關於第2~第4振動感測器部14、16、18的構造的說明。

第1振動感測器部12係如圖4所示，具有薄膜狀的壓電元件121、配置於壓電元件121的厚度方向的兩面之薄膜狀的一對電極122、123、覆蓋各電極122、123之外側的表側保護構件120及背側保護構件130。

壓電元件121係藉由壓電效果將振動及壓力轉換成電壓並予以輸出的元件。本實施形態的壓電元件121係以包含聚偏二氟乙烯(亦即PVDF)之具有可撓性的壓電元件所構成。

在此，作為壓電元件121，例如也可採用以包含鋯鈦酸鉛(亦即PZT)的陶瓷作為主體的壓電元件等，但是，考慮薄型化及耐久性等的話，採用以上述之高分子材料作為主體的壓電元件為佳。

一對電極122、123係以從雙方之面挾持壓電元件121之方式配置。一對電極122、123係藉由銅或銀等之具有導電性的金屬皮膜所形成。雖未圖示，但於一對電極122、123，連接有配線圖案101a。

表側保護構件120及背側保護構件130係從未抵接壓電元件121之側覆蓋一對電極122、123的保護構件。表側保護構件120及背側保護構件130係藉由合成樹脂材料等形成為具有可撓性的薄膜狀，分別接合於電極122、123。

又，構成本實施形態的各振動感測器部12、14、16、18的電極122、123，係藉由共通的表側保護構件120及背側保護構件130覆蓋。亦即，表側保護構件120及背側保護構件130並不是分別設置於各振動感測器部12、14、16、18，而是成為保護各振動感測器部12、14、16、18個別之共通的保護構件。藉此，各振動感測器部12、14、16、18係利用藉由共通的保護構件覆蓋，規定相互的配置。

接下來，針對機器TD振動時的各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出，及控制部50之振動的檢測手法等，參照圖5~圖8進行說明。

如圖5、圖6所示，機器TD振動於Z軸方向時，伴隨機器TD的振動，重錘40也振動，因為重錘40的荷重，拉伸荷重及壓縮荷重交互作用於各振動感測器部12、14、16、18。

具體來說，重錘40往Z軸方向的一方側變位時，如圖5所示，拉伸荷重作用於各振動感測器部12、14、16、18個別。又，重錘40往Z軸方向的另一方側變位時，如圖6所示，壓縮荷重作用於各振動感測器部12、14、16、18個別。

所以，機器TD振動於Z軸方向的話，於各振動感測器部12、14、16、18，藉由作用於Z軸方向的荷重，發生壓電效果所致之電動勢。此時，各振動感測器部12、14、16、18所發生的電動勢成為相同極性。亦即，各振動感測器部12、14、16、18分別將相同極性的電動勢作為感測器輸出，輸出至控制部50。

藉此，機器TD振動於Z軸方向的話，從各振動感測器部12、14、16、18個別，相同極性的電動勢會作為感測器輸出而輸入至控制部50。因此，在控制部50中，可作為Z軸方向的振動成分，檢測出各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的合計值。控制部50係針對Z軸方向的振動成分Fz，例如藉由以下所示數式F1檢測(參照圖7)。

但是，在上述的數式F1中，將第1振動感測器部12的感測器輸出設為第1輸出V1，將第2振動感測器部14的感測器輸出設為第2輸出V2。又，在上述的數式F1中，將第3振動感測器部16的感測器輸出設為第3輸出V3，將第4振動感測器部18的感測器輸出設為第4輸出V4。該等內容於後述的數式F2、F3中也相同。

接下來，如圖8所示，機器TD振動於X軸方向的話，伴隨機器TD的振動，重錘40也會振動。此時，重錘40往X軸方向的一方側變位時，檢測部10係藉由重錘40的荷重，壓縮荷重作用於X軸方向的一方側，拉伸荷重作用於X軸方向的另一方側。又，重錘40往X軸方向的另一方側變位時，檢測部10係藉由重錘40的荷重，拉伸荷重作用於X軸方向的一方側，壓縮荷重作用於X軸方向的另一方側。

所以，機器TD振動於X軸方向的話，於各振動感測器部12、14、16、18，會發生壓電效果所致之電動勢。此時，第1振動感測器部12及第2振動感測器部14所發生的電動勢，與第3振動感測器部16及第4振動感測器部18所發生的電動勢成為相反極性。亦即，第1振動感測器部12及第2振動感測器部14係將與第3振動感測器部16及第4振動感測器部18的感測器輸出相反極性的感測器輸出，輸出至控制部50。

藉此，機器TD振動於X軸方向時，從第1振動感測器部12及第2振動感測器部14，以及第3振動感測器部16及第4振動感測器部18，相反極性的電動勢作為感測器輸出，輸入至控制部50。亦即，機器TD振動於X軸方向的話，各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出，成為與機器TD振動於Z軸方向時不同的輸出分布而輸入至控制部50。

因此，在控制部50中，可依據各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的輸出分布，檢測出X軸方向的振動成分。控制部50係針對X軸方向的振動成分Fx，例如藉由以下所示數式F2檢測(參照圖7)。

接下來，機器TD振動於Y軸方向的話，伴隨機器TD的振動，重錘40也會振動。此時，重錘40往Y軸方向的一方側變位時，檢測部10係藉由重錘40的荷重，壓縮荷重作用於Y軸方向的一方側，拉伸荷重作用於Y軸方向的另一方側。又，重錘40往Y軸方向的另一方側變位時，檢測部10係藉由重錘40的荷重，拉伸荷重作用於Y軸方向的一方側，壓縮荷重作用於Y軸方向的另一方側。

所以，機器TD振動於Y軸方向的話，於各振動感測器部12、14、16、18，會發生壓電效果所致之電動勢。此時，第1振動感測器部12及第3振動感測器部16所發生的電動勢，與第2振動感測器部14及第4振動感測器部18所發生的電動勢成為相反極性。亦即，第1振動感測器部12及第3振動感測器部16係將與第2振動感測器部14及第4振動感測器部18的感測器輸出相反極性的感測器輸出，輸出至控制部50。

藉此，機器TD振動於Y軸方向時，從第1振動感測器部12及第3振動感測器部16，以及第2振動感測器部14及第4振動感測器部18，相反極性的電動勢作為感測器輸出，輸入至控制部50。亦即，機器TD振動於Y軸方向的話，各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出，成為與機器TD振動於Z軸方向及X軸方向時不同的輸出分布而輸入至控制部50。

因此，在控制部50中，可依據各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的輸出分布，檢測出Y軸方向的振動成分。控制部50係針對X軸方向的振動成分Fx，例如藉由以下所示數式F3檢測(參照圖7)。

接著，針對本實施形態的控制部50所執行之機器TD的振動的檢測處理之概要進行說明。控制部50係首先讀入來自各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的。然後，控制部50係依據來自各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出，檢測出X、Y、Z的3軸方向的振動成分。

本實施形態的控制部50係依據來自各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的合計值，檢測出Y軸方向的振動成分。又，控制部50係依據來自各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的輸出分布，檢測出X軸方向的振動成分及Y軸方向的振動成分。

接下來，控制部50係將3軸方向的振動成分作為機器TD的振動相關的資訊，輸出至顯示裝置。藉此，機器TD的振動相關的資訊透過顯示裝置提供給使用者。再者，控制部50作為藉由運算計算出從3軸方向的振動成分所算出之機器TD的振動的方向、大小、加速度等，並將其計算結果輸出至顯示裝置的構造亦可。

以上說明的振動檢測器1係可依據各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的合計值及感測器輸出的輸出分布，同時檢測出作用於不同方向之機器TD的振動。具體來說，本實施形態的振動檢測器1可檢測出相互正交之X、Y、Z等之3軸方向的振動成分，所以，可檢測出作用於機器TD的各種振動。

尤其，在本實施形態的振動檢測器1中，僅將厚度薄的振動感測器部12、14、16、18對於機器TD的設置面IS以相鄰之方式配置即可，所以，可利用簡易的構造，區分檢測出作用於不同方向的振動。

又，本實施形態的振動檢測器1係構成各振動感測器部12、14、16、18的電極122、123，被表側保護構件120及背側保護構件130等之共通的保護構件覆蓋。據此，製造時可高精度地設定各振動感測器部12、14、16、18個別的位置關係。結果，變得容易實施各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的校正，所以，可謀求依據各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出之振動檢測的精度提升。

在此，本實施形態的振動檢測器1係各振動感測器部12、14、16、18的壓電元件121以具有可撓性的壓電元件構成，其他構件也夠成為薄膜狀，所以，整體具有可撓性。因此，振動檢測器1不僅平坦的設置面IS，也可適用於多少有凹凸的設置面IS。

再者，在本實施形態中，已針對於控制部50中，依據各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出的加減計算，檢測出X軸方向及Y軸方向的振動成分的範例進行說明，但並不限定於此。

控制部50作為例如預先參照規定了各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出與X軸方向及Y軸方向的振動成分的控制圖，檢測出X軸方向及Y軸方向的振動成分的構造亦可。再者，控制圖可利用測定機器TD振動於X軸方向及Y軸方向時之各振動感測器部12、14、16、18的感測器輸出及感測器輸出的極性來作成。該控制圖係以控制部50可適當參照之方式作為資料記憶於記憶體即可。

(第1實施形態的變形例)
在上述的各實施形態中，已針對於檢測部10的表面，配置具有可覆蓋各振動感測器部12、14、16、18所佔之區域整體的大小的重錘40的範例進行說明，但並不限定於此。重錘40係如圖9所示，例如於對應各振動感測器部12、14、16、18個別之間的部位，設置切口部41亦可。但是，重錘40係以獨立的複數構件構成的話，各振動感測器部12、14、16、18個別的感測器輸出特性會變化，故以單一構件構成為佳。

(第2實施形態)
接著，針對第2實施形態，參照圖10進行說明。在本實施形態中，針對於檢測部10設置兩個振動感測器部12A、14A的範例進行說明。再者，在圖10中，為了便利說明，省略基板100的表側保護構件120的圖示。

如圖10所示，於本實施形態的檢測部10，具有相同之內部構造的第1振動感測器部12A及第2振動感測器部14A相互隔開適當的間隔配置。具體來說，於檢測部10，第1振動感測器部12A及第2振動感測器部14A以沿著Y軸方向並排之方式配置。

本實施形態的各振動感測器部12A、14A分別為大略長方形狀。然後，檢測部10之各振動感測器部12A、14A所佔之區域的形狀成為大略正方形狀。

在本實施形態的檢測部10中，機器TD振動於Z軸方向的話，各振動感測器部12A、14A所發生的電動勢成為相同極性。亦即，各振動感測器部12A、14A分別將相同極性的電動勢作為感測器輸出，輸出至控制部50。因此，在控制部50中，可作為Z軸方向的振動成分，檢測出各振動感測器部12A、14A的感測器輸出的合計值。

又，在本實施形態的檢測部10中，機器TD振動於Y軸方向的話，各振動感測器部12A、14A所發生的電動勢成為相反極性。亦即，各振動感測器部12A、14A分別將相反極性的電動勢作為感測器輸出，輸出至控制部50。因此，在控制部50中，可依據各振動感測器部12A、14A的感測器輸出的輸出分布，檢測出Y軸方向的振動成分。

又，在本實施形態的檢測部10中，即使機器TD振動於X軸方向，各振動感測器部12A、14A也幾乎不會發生電動勢。因此，在控制部50中，無法檢測出X軸方向的振動成分。

其他構造與第1實施形態相同。依據本實施形態的振動檢測器1，可同時檢測出作用於各振動感測器部12A、14A的厚度方向即Z軸方向，及與厚度方向正交之面內的Y軸方向等不同方向之機器TD的振動。

在此，在本實施形態中，已針對第1振動感測器部12A及第2振動感測器部14A以沿著Y軸方向並排之方式配置的範例進行說明，但並不限定於此。檢測部10作為例如第1振動感測器部12A及第2振動感測器部14A以沿著X軸方向並排之方式配置的構造亦可。據此，可同時檢測出作用於各振動感測器部12A、14A的厚度方向即Z軸方向，及與厚度方向正交之面內的X軸方向等不同方向之機器TD的振動。

(第3實施形態)
接著，針對第3實施形態，參照圖11進行說明。在本實施形態中，針對檢測部10之4個振動感測器部12B、14B、16B、18B所佔之區域的形狀成為大略圓形狀的範例進行說明。再者，在圖11中，為了便利說明，省略基板100的表側保護構件120的圖示。

如圖11所示，於本實施形態的檢測部10，具有相同之內部構造的各振動感測器部12B、14B、16B、18B以並排成矩陣狀(亦即兩行兩列)之方式，相互隔開適當間隔來配置。

具體來說，各振動感測器部12B、14B、16B、18B，係以第1振動感測器部12B與第3振動感測器部16B沿著X軸方向並排，並且第2振動感測器部14B與第4振動感測器部18B沿著X軸方向並排之方式配置。

又，各振動感測器部12B、14B、16B、18B，係以第1振動感測器部12B與第2振動感測器部14B沿著Y軸方向並排，並且第3振動感測器部16與第4振動感測器部18沿著Y軸方向並排之方式配置。

本實施形態的各振動感測器部12B、14B、16B、18B分別為扇形狀。具體來說，各振動感測器部12B、14B、16B、18B分別為將半圓更分割成一半的形狀。然後，各振動感測器部12B、14B、16B、18B係以檢測部10之各振動感測器部12B、14B、16B、18B所佔之區域的形狀成為大略圓形狀之方式配置。

其他構造與第1實施形態相同。本實施形態的振動檢測器1，係可與第1實施形態同樣地獲得由與第1實施形態共通的構造所發揮之作用效果。亦即，如本實施形態，檢測部10之4個振動感測器部12B、14B、16B、18B所佔之區域的形狀成為大略圓形狀的構造中，也可同時檢測出相互正交之X、Y、Z等之3軸方向的振動成分。

(第4實施形態)
接著，針對第4實施形態，參照圖12進行說明。在本實施形態中，針對於檢測部10設置3個振動感測器部12C、14C、16C的範例進行說明。再者，在圖12中，為了便利說明，省略基板100的表側保護構件120的圖示。

如圖12所示，於本實施形態的檢測部10，具有相同之內部構造的第1~第3振動感測器部12C、14C、16C相互隔開適當的間隔配置。本實施形態的各振動感測器部12C、14C、16C分別為扇形狀。具體來說，各振動感測器部12C、14C、16C分別為將圓大略均等地3分割的形狀。然後，各振動感測器部12C、14C、16C係以檢測部10之各振動感測器部12C、14C、16C所佔之區域的形狀成為大略圓形狀之方式配置。

各振動感測器部12C、14C、16C係第1振動感測器部12C與第2振動感測器部14C及第3振動感測器部16C分別沿著X軸方向並排之方式配置。又，第2振動感測器部14C及第3振動感測器部16C係以沿著Y軸方向並排之方式配置。再者，第2振動感測器部14C與第3振動感測器部16C的間隙沿著X軸方向延伸。

在本實施形態的檢測部10中，機器TD振動於Z方向的話，各振動感測器部12C、14C、16C所發生的電動勢成為相同極性。亦即，各振動感測器部12C、14C、16C分別將相同極性的電動勢作為感測器輸出，輸出至控制部50。因此，在控制部50中，可作為Z軸方向的振動成分，檢測出各振動感測器部12C、14C、16C的感測器輸出的合計值。

又，在本實施形態的檢測部10中，機器TD振動於X軸方向及Y軸方向的話，各振動感測器部12C、14C、16C會發生電動勢。此時，各振動感測器部12C、14C、16C所發生之電動勢的極性，係依存於各振動感測器部12C、14C、16C對於X軸方向及Y軸方向的配置。

因此，在控制部50中，對於各振動感測器部12C、14C、16C的感測器輸出，乘以預先訂定的係數，依據其乘算結果，檢測出X軸方向及Y軸方向的振動成分。再者，各振動感測器部12C、14C、16C的感測器輸出之係數，係測定機器TD振動於X軸方向及Y軸方向時的各振動感測器部12C、14C、16C的感測器輸出及感測器輸出的極性，並依據其測定結果設定即可。

其他構造與第1實施形態相同。本實施形態的振動檢測器1，係可與第1實施形態同樣地獲得由與第1實施形態共通的構造所發揮之作用效果。亦即，如本實施形態，檢測部10之3個振動感測器部12C、14C、16C所佔之區域的形狀成為大略圓形狀的構造中，也可同時檢測出相互正交之X、Y、Z等之3軸方向的振動成分。

在此，在本實施形態中，已針對第2振動感測器部14C及第3振動感測器部16C以沿著Y軸方向並排之方式配置的範例進行說明，但並不限定於此。檢測部10係例如第2振動感測器部14C及第3振動感測器部16C以沿著X軸方向並排之方式配置亦可。又，檢測部10作為例如第1振動感測器部12C與第2振動感測器部14C或第3振動感測器部16C以並排於X軸方向或Y軸方向之方式配置的構造亦可。

又，在本實施形態中，已針對於控制部50中，對於各振動感測器部12C、14C、16C的感測器輸出，乘以預先訂定的係數，依據其乘算結果，檢測出X軸方向及Y軸方向的振動成分的範例進行說明，但並不限定於此。

控制部50作為例如預先參照規定了各振動感測器部12C、14C、16C的感測器輸出與X軸方向及Y軸方向的振動成分的控制圖，檢測出X軸方向及Y軸方向的振動成分的構造亦可。再者，控制圖可利用測定機器TD振動於X軸方向及Y軸方向時之各振動感測器部12C、14C、16C的感測器輸出及感測器輸出的極性來作成。該控制圖係以控制部50可適當參照之方式作為資料記憶於記憶體即可。

(第5實施形態)
接著，針對第5實施形態，參照圖13、圖14進行說明。在本實施形態中，針對振動檢測器1具有4個檢測部10A、10B、10C、10D的範例進行說明。再者，在圖13、圖14中，為了便利說明，省略基板100A、100B、100C、100D的表側保護構件120的圖示。

如圖13、圖14所示，各檢測部10A、10B、10C、10D係以被分割成4個的基板100A、100B、100C、100D構成。於各檢測部10A、10B、10C、10D，個別設置有單一振動感測器部12、14、16、18。再者，各檢測部10A、10B、10C、10D的振動感測器部12、14、16、18分別同樣地構成。

本實施形態的振動檢測器1係內部構造與第1實施形態同樣地構成之各振動感測器部12、14、16、18構成於不同的基板100A、100B、100C、100D的內部之處，與第1實施形態相異。然後，在本實施形態的振動檢測器1中，構成各振動感測器部12、14、16、18的電極122、123，被不同的保護構件覆蓋。又，本實施形態的重錘40係與上述之第1實施形態的變形例相同，於對應各振動感測器部12、14、16、18個別之間的部位，設置切口部41。

其他構造與第1實施形態相同。本實施形態的振動檢測器1，係可與第1實施形態同樣地獲得由與第1實施形態共通的構造所發揮之作用效果。亦即，如本實施形態，於被分割成4個的基板100A、100B、100C、100D設置各振動感測器部12、14、16、18的構造中，也可同時檢測出相互正交之X、Y、Z等之3軸方向的振動成分。

在此，在本實施形態中，已針對於重錘40設置切口部41的範例進行說明，但並不限定於此。重錘40係例如成為未設置切口部41的構造亦可。

(其他實施形態)
以上，已針對本發明的代表實施形態進行說明，但是，本發明並不限定於上述的實施形態，例如，可如下所述般進行各種變更。

在上述的各實施形態中，已針對控制部50將不同方向的振動成分作為機器TD的振動相關的資訊，輸出至顯示裝置的範例進行說明，但並不限定於此。控制部50係例如成為對於控制機器TD的機器側控制裝置，將不同方向的振動成分作為機器TD的振動相關的資訊輸出的構造亦可。

在上述的各實施形態中，已針對於檢測部10的表面近距離配置重錘40的範例進行說明，但並不限定於此。振動檢測器1係例如成為在檢測部10與重錘40之間，為了保護檢測部10而中間存在橡膠等的構造亦可。

但是，在橡膠等存在於檢測部10與重錘40之間的狀況中，因為發生橡膠內部的黏性阻抗所致之熱電效應，會擔心檢測部10之振動檢測精度降低的情況。因此，振動檢測器1為不讓橡膠等存在於檢測部10與重錘40之間的構造為佳。

在上述的各實施形態中，已針對對於各振動感測器部12、14、16、18，作為壓電元件121，採用以聚偏二氟乙烯為主體的壓電元件的範例進行說明，但並不限定於此。壓電元件121係只要是可將振動轉換成電壓並輸出的元件，採用上述的元件以外者亦可。

在上述的各實施形態中，已針對於設置2~4個振動感測器部的振動檢測器1的範例進行說明，但並不限定於此。振動檢測器1係成為設置5個以上振動感測器部的構造亦可。

於上述的實施形態中，構成實施形態的要素當然除了已特別明示是必要之狀況及原理上明顯必要之狀況等之外，當然不一定是必要者。

於上述的實施形態中，在言及實施形態之構成要素的個數、數值、量、範圍等的數值時，除了有特別明示是必須之狀況及原理上明顯限定特定數之狀況等之外，並不限定於其特定數。

於上述的實施形態中，言及構成要素等的形狀、位置關係等時，除了特別明示之狀況及原理上限定於特定形狀、位置關係等之狀況等之外，並不限定於其形狀、位置關係等。

依據上述的實施形態的一部分或全部所示的第1觀點，振動檢測器係包含壓電元件的複數振動感測器部，以對於機器之所定設置面相互鄰接之方式配置。然後，振動處理器係成為依據複數振動感測器部之各感測器輸出的合計值，檢測出厚度方向的振動成分，並依據複數振動感測器部之感測器輸出的輸出分布，檢測出與厚度方向正交的面內之一方向的振動成分的構造。

依據第2觀點，振動檢測器係以於設置面3個以上振動感測器部相鄰之方式配置。然後，檢測處理部係為依據複數振動感測器部個別的感測器輸出的合計值，檢測出厚度方向的振動成分的構造。進而，檢測處理部係為依據複數振動感測器部個別的感測器輸出的輸出分布，檢測出一方向的振動成分，以及與厚度方向及一方向雙方正交之另一方向的振動成分的構造。

據此，可區分成相互正交之3軸方向的振動成分，來檢測出機器的振動，所以，例如也可根據個別檢測出的振動成分，掌握機器的振動的方向及大小等。

依據第3觀點，振動檢測器係複數振動感測器部中一部分的振動感測器部，與除了複數振動感測器部中一部分的振動感測器部之外的其他振動感測器部的一部分並置於一方向及另一方向。據此，可將機器的振動區分成面方向中相互正交的兩軸方向的振動成分而容易檢測。

依據第4觀點，振動檢測器係壓電元件以包含聚偏二氟乙烯之具有可撓性的壓電元件所構成。據此，有假設即使機器的設置面有段差等的狀況中，也容易將各振動感測器部設置於機器的優點。

依據第5觀點，振動檢測器係複數振動感測器部具備具有電氣絕緣性的保護構件。然後，構成複數振動感測器部的電極，係被共通的保護構件覆蓋。如此，在構成各振動感測器部的電極被共通的保護構件覆蓋的構造中，製造時各振動感測器部的位置藉由保護構件規定，所以，可抑制使用時之各振動感測器部的位置偏離的情況。因此，可謀求依據各振動感測器部的感測器輸出之振動檢測的精度提升。

1‧‧‧振動檢測器

10‧‧‧檢測部

10A‧‧‧檢測部

10B‧‧‧檢測部

10C‧‧‧檢測部

10D‧‧‧檢測部

12‧‧‧第1振動感測器部

12A‧‧‧第1振動感測器部

12B‧‧‧第1振動感測器部

12C‧‧‧第1振動感測器部

14‧‧‧第2振動感測器部

14A‧‧‧第2振動感測器部

14B‧‧‧第2振動感測器部

14C‧‧‧第2振動感測器部

16‧‧‧第3振動感測器部

16B‧‧‧第3振動感測器部

16C‧‧‧第3振動感測器部

18‧‧‧第4振動感測器部

18B‧‧‧第4振動感測器部

40‧‧‧重錘

41‧‧‧切口部

50‧‧‧控制部(檢測處理部)

51‧‧‧感測器配線

52‧‧‧CPU

53‧‧‧ROM

54‧‧‧輸入介面

55‧‧‧匯流排

56‧‧‧RAM

100‧‧‧基板

100A‧‧‧基板

100B‧‧‧基板

100C‧‧‧基板

100D‧‧‧基板

101a‧‧‧配線圖案

101b‧‧‧端子

121‧‧‧壓電元件

122，123‧‧‧一對電極

120‧‧‧表側保護構件

130‧‧‧背側保護構件

TD‧‧‧機器

IS‧‧‧設置面

[圖1] 揭示第1實施形態之振動檢測器的概略構造，且揭示從圖2的B方向觀察之剖面的模式圖。

[圖2] 第1實施形態之振動檢測器的檢測部的模式俯視圖。

[圖3] 揭示控制部的構造之一例的區塊圖。

[圖4] 圖2的III-III剖面圖。

[圖5] 用以說明成為振動的檢測對象的機器振動於Z軸方向時作用於各振動感測器部之荷重的說明圖。

[圖6] 用以說明成為振動的檢測對象的機器振動於Z軸方向時作用於各振動感測器部之荷重的說明圖。

[圖7] 用以說明成為振動的檢測對象的機器振動時之振動成分的檢測手法的說明圖。

[圖8] 用以說明成為振動的檢測對象的機器振動於X軸方向時作用於各振動感測器部之荷重的說明圖。

[圖9] 揭示第1實施形態的變形例之振動檢測器的概略構造的模式圖。

[圖10] 第2實施形態之振動檢測器的檢測部的模式俯視圖。

[圖11] 第3實施形態之振動檢測器的檢測部的模式俯視圖。

[圖12] 第4實施形態之振動檢測器的檢測部的模式俯視圖。

[圖13] 第5實施形態之振動檢測器的檢測部的模式俯視圖。

[圖14] 揭示第5實施形態之振動檢測器的概略構造的模式圖。

Claims (5)

1. 一種振動檢測器，係以發生振動的機器(TD)作為檢測對象的振動檢測器，其特徵為具備： 複數振動感測器部(12，14，16，18)，係包含薄膜狀的壓電元件(121)及配置於前述壓電元件之厚度方向的兩面之薄膜狀的一對電極(122，123)； 重錘(40)，係配置於前述複數振動感測器部的前述厚度方向的一方之面；及 檢測處理部(50)，係依據來自前述複數振動感測器部的感測器輸出，進行前述機器的振動相關之資訊的檢測處理； 前述複數振動感測器部，係對於前述機器之所定設置面(IS)以相互鄰接之方式配置； 前述檢測處理部，係以依據前述複數振動感測器部個別之感測器輸出的合計值，檢測出前述厚度方向的振動成分，並且依據前述複數振動感測器部之感測器輸出的輸出分布，檢測出與前述厚度方向正交之面內的至少沿著前述配置之前述振動感測器部的橫縱方向之一方的第1方向的振動成分之方式構成。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之振動檢測器，其中， 於前述設置面，3個以上前述振動感測器部以相鄰之方式配置； 前述檢測處理部，係成為依據前述複數振動感測器部個別之感測器輸出的合計值，檢測出前述厚度方向的振動成分，並且依據前述複數振動感測器部之感測器輸出的輸出分布，檢測出前述第1方向的振動成分，以及與前述厚度方向及前述第1方向雙方正交之第2方向的振動成分的構造。
3. 如申請專利範圍第2項所記載之振動檢測器，其中， 前述複數振動感測器部中一部分的振動感測器部，係與除了前述複數振動感測器部中前述一部分的振動感測器部之外的其他振動感測器部的一部分並置於前述第1方向及前述第2方向。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所記載之振動檢測器，其中， 前述壓電元件，係以包含聚偏二氟乙烯之具有可撓性的壓電元件所構成。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項中任一項所記載之振動檢測器，其中， 前述複數振動感測器部，係具備具有電氣絕緣性的保護構件(120，130)； 構成前述複數振動感測器部的前述電極，係被共通的前述保護構件覆蓋。