WO2023013728A1 - センサユニット - Google Patents

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WO2023013728A1
WO2023013728A1 PCT/JP2022/029958 JP2022029958W WO2023013728A1 WO 2023013728 A1 WO2023013728 A1 WO 2023013728A1 JP 2022029958 W JP2022029958 W JP 2022029958W WO 2023013728 A1 WO2023013728 A1 WO 2023013728A1
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WO
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base
linear sensor
sensor unit
lid
peripheral wall
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/029958
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昌良 大村
Original Assignee
ロボセンサー技研株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ロボセンサー技研株式会社 filed Critical ロボセンサー技研株式会社
Priority to JP2023540408A priority Critical patent/JPWO2023013728A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices

Definitions

  • the present invention relates to a sensor unit equipped with a linear sensor.
  • a linear sensor uses, as a sensor wire, an inner conductor, a piezoelectric body provided in contact with the outer peripheral surface of the inner conductor, and an outer conductor provided in contact with the outer peripheral surface of the piezoelectric body. (See, for example, Patent Document 1, etc.).
  • This linear sensor has the characteristic that the piezoelectric body deforms when a load is applied from the outside, and a voltage is induced between the inner conductor and the outer conductor. Taking advantage of this characteristic, the use of a linear sensor as a pressure sensor for detecting pressure or a vibration sensor for detecting vibration has been studied.
  • an object of the present invention is to provide a sensor unit with high detection sensitivity.
  • a sensor unit of the present invention for solving the above object is a base body having a base and a columnar part protruding from the base, a linear sensor wound around the columnar portion; a peripheral wall portion surrounding the linear sensor while being in contact with the linear sensor from the side of the columnar portion; and a lid disposed to face the base and sandwiching the linear sensor between itself and the base.
  • the linear sensor Since the linear sensor is sandwiched between the lid and the base in a state where the linear sensor is surrounded by the base and the peripheral wall, the linear sensor can be applied not only to the lid and the base but also to the base and the base. , the column and the peripheral wall. Therefore, vibration transmitted from the object to be detected to the sensor unit is easily transmitted to the linear sensor from the columnar portion and the peripheral wall portion. As a result, in addition to the vibration having the amplitude direction in the pinching direction of the lid, the linear sensor can also detect the vibration having the amplitude direction other than the pinching direction with high sensitivity. can be detected.
  • the lid may press the linear sensor against the base. Further, the lid may press the linear sensor in a direction opposite to the projecting direction of the columnar portion. In addition, the lid may press the linear sensor to such an extent that the linear sensor is slightly deformed.
  • the linear sensor may be connected to a signal cable, and the peripheral wall portion may have a guide portion for guiding the linear sensor or the signal cable to the outside of the peripheral wall portion. .
  • the linear sensor may be wound around the columnar portion a plurality of times.
  • the base may have higher rigidity than the linear sensor.
  • the columnar portion may also have a higher rigidity than the linear sensor.
  • the peripheral wall portion may also have higher rigidity than the linear sensor.
  • the base has a first pressing body
  • the lid may sandwich the linear sensor with the base through the first pressing body.
  • the first pressing body may be made of a material that is more elastically deformable than the base.
  • the first pressing body may be composed of an elastic body such as rubber.
  • the first pressing body may be formed with an inclined surface that is inclined with respect to the sandwiching direction of the lid body.
  • the linear sensor Since the linear sensor is also pressed against at least one of the columnar portion and the peripheral wall portion by the inclined surface of the first pressing member, the vibration transmitted from the object to be detected to the columnar portion and the peripheral wall portion is It becomes easier to transmit to the linear sensor. As a result, the detection sensitivity of this sensor unit is further enhanced.
  • the lid may have a second pressing body, and the linear sensor may be sandwiched between the linear sensor and the base by the second pressing body.
  • the second pressing body may be made of a material that is more elastically deformable than the base.
  • the second pressing body may be composed of an elastic body such as rubber.
  • the second pressing body may have an inclined surface that is inclined with respect to the sandwiching direction of the lid.
  • the linear sensor is also pressed against at least one of the columnar portion and the peripheral wall portion by the inclined surface of the second pressing member, vibration transmitted from the object to be detected to the columnar portion and the peripheral wall portion is suppressed. , is easily transmitted to the linear sensor. As a result, the detection sensitivity of this sensor unit is further enhanced.
  • the peripheral wall portion may be formed integrally with the lid body.
  • this sensor unit The number of parts of this sensor unit is reduced, and the side surface of the columnar portion is open before the cover formed integrally with the peripheral wall portion is attached. Easy to wrap around. Therefore, this sensor unit can be produced at low cost.
  • the peripheral wall portion may be formed integrally with the base body.
  • the sensor unit Since the number of parts for this sensor unit is reduced, the sensor unit can be produced at low cost.
  • the lid may have a threaded portion.
  • the screw portion allows the sensor unit to be easily attached to the object to be detected.
  • the peripheral wall portion may have a screw thread formed on its outer peripheral surface.
  • the sensor unit can be easily attached to the object to be detected by the screw thread formed on the peripheral wall.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example in which an insulating member and a conductor member are applied to an end of a linear sensor that is not connected to a signal cable.
  • (a) is a plan view of the sensor unit of this embodiment, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4 is an exploded cross-sectional view of the sensor unit shown in FIG. 3(b);
  • FIG. 4 is an attachment state diagram showing an example of an attachment state in which the sensor unit shown in FIG. 3 is attached to an object to be detected by a fixture;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the sensor unit of the second embodiment;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a sensor unit according to a third embodiment; (a) is a plan view of a sensor unit of a fourth embodiment, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB in (a).
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a sensor unit according to a fifth embodiment; (a) is a bottom view of the sensor unit of the sixth embodiment, and (b) is a CC cross-sectional view of (a).
  • (a) is a bottom view of a sensor unit according to a seventh embodiment, and (b) is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a linear sensor.
  • the linear sensor 2 includes a sensor wire 20, an inner sheath 24, a shield coating 25, and an outer sheath 26.
  • the sensor wire 20 is composed of an inner conductor 21 , a piezoelectric body 22 and an outer conductor 23 .
  • the internal conductor 21 is arranged at the center of the linear sensor 2 and is composed of seven conductor wires 211 .
  • the piezoelectric body 22 is provided on the outer circumference of the internal conductor 21 .
  • the outer conductor 23 is provided on the outer circumference of the piezoelectric body 22 .
  • the seven conductor wires 211 all have a diameter of 10 ⁇ m, of which four are stainless steel conductor wires 211S and the remaining three are copper conductor wires 211C.
  • the stainless steel conductor wire 211S is indicated by left-down hatching
  • the copper conductor wire 211C is indicated by right-down hatching.
  • a conductor wire 211S (stainless steel wire) made of stainless steel is used as the conductor wire arranged in the center
  • a conductor wire 211S made of stainless steel is used as the conductor wire arranged in the outer periphery.
  • 211S and copper conductor wires 211C are alternately used.
  • the conductor wire 211C made of copper has a lower electrical resistance and is softer than the conductor wire 211S made of stainless steel. Conversely, the stainless steel conductor wire 211S has higher electrical resistance than the copper conductor wire 211C, but higher mechanical strength (for example, tensile strength) and rigidity.
  • the seven conductor wires 211 are arranged at each vertex of the regular hexagon and at the center of the regular hexagon. These seven conductor wires 211 are in a state of being twisted together. That is, the internal conductor 21 is obtained by arranging seven conductor wires 211 in a close-packed structure in its cross section and then twisting them together. In this case, the maximum thickness of the internal conductor 21 is 30 ⁇ m.
  • the diameter of the conductor wire 211 is not limited to 10 ⁇ m, and may be 8 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, preferably 8 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • the inner conductor 21 may be configured by twisting conductor wires 211 having different thicknesses.
  • the internal conductor 21 shown in FIG. 1 is formed by twisting seven conductor wires 211, but this number does not have to be seven.
  • the flexibility of the linear sensor 2 can be enhanced by twisting the plurality of conductor wires 211 .
  • a plurality of twisted bundles may be prepared and twisted in a plurality of stages, such as further twisting these bundles.
  • seven bundles of seven fine conductor wires 211 may be prepared and further twisted together.
  • the flexibility of the linear sensor 2 is increased, so that the linear sensor 2 is easily deformed according to the vibration or the like applied to the linear sensor 2 .
  • the detection sensitivity of the linear sensor 2 can be enhanced.
  • a plurality of conductor wires 211 may be linearly bundled instead of being twisted together.
  • these configurations may be combined, for example, by twisting a bundle of a plurality of conductor wires 211 that are not twisted together and a plurality of twisted conductor wires 211 . Even in these cases, by applying a piezoelectric material, a plurality of conductor wires 211 can be adhered to each other and bundled to produce a single piezoelectric fiber.
  • the conductor wires 211 forming the inner conductor 21 a plurality of types of conductor wires having different mechanical strengths and electrical resistances are used as the conductor wires 211 forming the inner conductor 21.
  • the central conductor wire 211 may be replaced with a copper conductor wire 211C, or all of the seven conductor wires 211 may be copper conductor wires 211C.
  • all seven conductor wires 211 may be made of stainless steel conductor wires 211S.
  • a conductor wire made of tungsten a conductor wire made of a high-tensile steel material such as tungsten and its alloy, or an ultra-high-strength steel may be used.
  • a conductor wire made of titanium, or a conductor wire made of titanium alloy, magnesium, magnesium alloy, or the like may be used.
  • it may be a conductor wire containing carbon nanotubes or a conductor wire containing pitch-based carbon fiber.
  • a conductor wire made of a spring steel material that easily deforms elastically may be used.
  • the piezoelectric body 22 is formed by coating the inner conductor 21 with a piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • Polyvinylidene fluoride is a lightweight polymeric material that produces a piezoelectric effect, and has the characteristic of generating voltage when pressure is applied to it, and generating strain when voltage is applied.
  • the piezoelectric body 22 is subjected to polarization treatment, and a voltage is induced between the inner conductor 21 and the outer conductor 23 when the piezoelectric body 22 is deformed by vibration or the like.
  • the piezoelectric material constituting the piezoelectric body 22 shown in FIG. 1 includes trifluoroethylene (TrEF), a mixed crystal material of PVDF and TrEF, and bipolar materials such as polylactic acid, polyuric acid, and polyamino acid.
  • TrEF trifluoroethylene
  • bipolar materials such as polylactic acid, polyuric acid, and polyamino acid.
  • a polymer material with a child moment can be mentioned.
  • the method of applying the piezoelectric material may be dip coating, spray coating using a spray or the like, brush coating, or coating using a coating device such as a coater. may be It should be noted that the configuration is not limited to the application, and for example, a configuration in which a strip-shaped PVDF film is spirally wound around the internal conductor 21 may be used.
  • the thickness of the piezoelectric body 22 is preferably equal to or greater than the diameter of the conductor wire 211.
  • the thickness of the piezoelectric body 22 shown in FIG. 1 is 10 ⁇ m at the thinnest point, and preferably 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less. The thicker the piezoelectric body 22, the better the detection sensitivity. However, the limit value of the thickness of the piezoelectric body 22 is determined by the viscosity of the applied piezoelectric material and the coating method. In addition, if the piezoelectric body 22 is too thick, the linear sensor 2 becomes too hard and lacks flexibility.
  • the internal conductor 21 shown in FIG. 1 since a plurality of conductor wires 211 are twisted together, there are depressions at the boundaries between the conductor wires 211 . This hollow portion can hold a larger amount of piezoelectric material, and the volume of the piezoelectric material is larger (thicker), resulting in better detection sensitivity than other portions.
  • the internal conductor 21 has six portions where the piezoelectric material is thicker than other portions due to these dents, which are evenly spaced in the circumferential direction. be a factor.
  • the piezoelectric material permeates through a small gap due to capillary action, and the gap between the adjacent conductor wires 211 (inside the inner conductor 21) is filled with the piezoelectric material. is filled with However, depending on the viscosity of the piezoelectric material and the application method, the piezoelectric material may not penetrate into the gaps between the adjacent conductor wires 211 in some cases. Even in this case, it is sufficient that the piezoelectric material is supported on the portion facing the outer periphery of the internal conductor 21 .
  • the linear sensor 2 is obtained in which the piezoelectric material does not permeate the gaps between the adjacent conductor wires 211 .
  • the detection sensitivity of the linear sensor 2 is increased.
  • the outer conductor 23 shown in FIG. 1 is formed by coating the outer periphery of the piezoelectric body 22 with a polymeric conductive material containing carbon, such as carbon nanotubes.
  • the conductive material forming the outer conductor 23 may be a conductive polymeric material containing fine particles of silver, a silver paste, or the like.
  • the method of applying the conductive material may be dip coating, spray coating using a spray or the like, brush coating, or a coating device using a coater or the like. may be applied by
  • the thickness of the outer conductor 23 is preferably equal to or less than the diameter of the conductor wire 211 and is also preferably equal to or less than the thickness of the piezoelectric body 22 .
  • the thickness of the outer conductor 23 shown in FIG. 1 is 5 ⁇ m, it is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • a conductive wire may be used for the outer conductor 23 instead of using a conductive material.
  • the inner sheath 24 covers the outer circumference of the outer conductor 23 in order to improve wear resistance, chemical resistance, and rust resistance. This inner sheath 24 is formed to have a thickness of 6 ⁇ m. Inner sheath 24 is made of a softer material than outer sheath 26 .
  • the inner sheath 24 is formed by applying polyamide synthetic resin, but may be formed by applying polyvinyl chloride resin.
  • the shield coating 25 is a tubular shield formed by braiding fine wires made of metal such as nickel-plated copper or stainless steel.
  • the shield coating 25 may be formed by vapor-depositing copper, aluminum, or the like on the inner sheath 24 having the inner conductor 21, the piezoelectric body 22, and the outer conductor 23 inside.
  • the shield coating 25 may be deposited on the inner side using other methods such as sputtering, EBD (electron beam deposition), CVD (vapor deposition), coating, dipping (dipping), electroless plating, bonding with an adhesive, and the like. It may be attached to the sheath 24 or may be formed by winding a metal foil.
  • the outer sheath 26 is made of a material with higher abrasion resistance than the inner sheath 24.
  • This outer sheath 26 is formed by applying polytetrafluoroethylene (PTFE). However, it is formed by applying tetrafluoro/hexafluoropropylene fluororesin (FEP), tetrafluoroethylene ethylene copolymer (EPFE), or tetrafluoroethylene perfluoroalkoxyethylene copolymer fluororesin (PFA).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • FEPFE tetrafluoroethylene ethylene copolymer
  • PFA tetrafluoroethylene perfluoroalkoxyethylene copolymer fluororesin
  • the coating referred to herein may be dip coating, spray coating, brush coating, or coating using a coating device such as a coater. In addition, it is preferable to apply a plurality of times in consideration of the occurrence of pinholes.
  • outer sheath 26 may be thicker than inner sheath 24 .
  • the inner sheath 24 may be made of a combustible material
  • the outer sheath 26 is preferably made of a flame retardant, noncombustible, or flame resistant material.
  • the diameter of the linear sensor 2 shown in FIG. 1 is 0.1 mm. However, the diameter of the linear sensor 2 may be thicker or thinner, preferably 0.1 to 3.0 mm.
  • One end of the linear sensor 2 is connected to the signal cable 28 (see FIG. 3).
  • the end connected to the signal cable 28 may be referred to as the rear end of the linear sensor 2 .
  • a signal line, a signal ground line, and an earth line are provided in the signal cable 28 .
  • the inner conductor 21 is connected to the signal line within the signal cable 28
  • the outer conductor 23 is connected to the signal ground line within the signal cable 28
  • the shield coating 25 is connected to the ground line within the signal cable 28 .
  • the signal cable 28 is for transmitting the signal obtained by the linear sensor 2 to a measuring device or the like (not shown).
  • a linear sensor assembly is composed of the linear sensor 2 and the signal cable 28 .
  • FIG. 2 is a diagram showing an example in which an insulating member and a conductor member are applied to the end of the linear sensor that is not connected to the signal cable.
  • the end of the linear sensor 2 that is not connected to the signal cable 28 may be referred to as the tip of the linear sensor 2 .
  • Insulating members 291 and 293, conductor members 292 and 294, and a cover member 295 are attached to the distal end of the linear sensor 2.
  • the attached state of each member is shown step by step up to (F).
  • the internal conductors 21 are collectively shown in a columnar shape.
  • FIG. 2(A) shows the tip of the linear sensor 2 where the inner conductor 21, the outer conductor 23, and the shield coating 25 are exposed.
  • FIG. 2B shows a state in which the inner conductor 21 and the piezoelectric body 22 shown in FIG. 2A are covered with an insulating member 291 .
  • the insulating member 291 covers the piezoelectric body 22 as well, the inner conductor 21 can be reliably insulated from the outer conductor 23 and the shield coating 25 .
  • FIG. 2B shows a part of the piezoelectric body 22 exposed for easy understanding of the positional relationship of each member, the piezoelectric body 22 is completely covered with the insulating member 291. It's okay to be.
  • FIG. 2(C) shows how the insulating member 291 and the outer conductor 23 are covered with the conductor member 292 from the state shown in FIG. 2(B).
  • the potentials of the outer conductor 23 and the conductor member 292 are the same.
  • the conductor member 292 makes the inner conductor 21 less susceptible to external noise.
  • part of the outer conductor 23 is exposed to facilitate understanding of the positional relationship of each member, but the outer conductor 23 is completely covered by the conductor member 292. It's okay to be.
  • FIG. 2(D) shows how the conductor member 292 and the inner sheath 24 are covered with the insulating member 293 from the state shown in FIG. 2(C).
  • the insulating member 293 covers up to the inner sheath 24 to ensure that the outer conductor 23 is insulated from other conductors.
  • FIG. 2D shows a part of the inner sheath 24 exposed for easy understanding of the positional relationship of each member, the inner sheath 24 is completely covered with the insulating member 293. It's okay to be.
  • FIG. 2(E) shows how the insulating member 293 and the shield coating 25 are covered with the conductor member 294 from the state shown in FIG. 2(D).
  • the shield coating 25 and the conductor member 294 have the same potential.
  • the conductor member 294 shields the inner conductor 21 and the outer conductor 23, making them less susceptible to external noise.
  • the shield coating 25 is partially exposed to facilitate understanding of the positional relationship of each member, but the shield coating 25 is completely covered by the conductor member 294. It's okay to be.
  • FIG. 2(F) shows a state in which the conductor member 294 and the outer sheath 26 are covered with a cover member 295 (same material as the outer sheath 26) from the state shown in FIG. 2(E).
  • a cover member 295 strip material as the outer sheath 26
  • the tip of the linear sensor 2 provided with the insulating members 291 and 293 and the conductor members 292 and 294 can be protected.
  • the cover member 295 may be made of a heat-shrinkable (or heat-sealable) material, and heated while covering the tip portion of the linear sensor 2 so that the cover member 295 adheres to the material.
  • the insulating members 291 and 293 may be made of an insulating material (for example, vinyl chloride, polyethylene, etc.). Also, the conductor members 292 and 294 may be made of a conductive material (eg, aluminum, copper, tin, or an alloy of multiple materials, etc.). The shape of the conductor members 292 and 294 is not limited, and may be a film shape, a mesh shape, or a cylindrical bar terminal.
  • the insulating members 291 and 293, the conductor members 292 and 294, and the cover member 295 may not be used at all, such as using only the cover member 295 or excluding the conductor member 292.
  • the tip portion excluding the outer sheath 26 is covered with an insulating member, and the shield coating 25 is placed thereon. It may be configured such that it is covered with a conductor member so as to be in contact therewith, and a cover member is further provided.
  • the inner conductor 21, the piezoelectric body 22, the outer conductor 23, and the inner sheath 24 are cut shorter than the shield coating 25, insulated and wrapped with the shield coating 25, and further provided with a cover member.
  • the configuration is not limited as long as the configuration ensures insulation and shielding between conductors.
  • FIG. 3(a) is a plan view of the sensor unit of this embodiment
  • FIG. 3(b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3(a).
  • the sensor unit 1 includes a linear sensor assembly including the linear sensor 2 and the signal cable 28, the base 3, the lid 4, and the peripheral wall 5.
  • the base 3 has a structure made of stainless steel in which a base portion 31 and a columnar portion 32 protruding from the base portion 31 are integrally formed, and a first pressing body 33 .
  • the base portion 31 and the columnar portion 32 may be made of other metal such as aluminum or brass, may be made of resin such as engineering plastic, or may be made of ceramic. It is preferable that the base portion 31 and the columnar portion 32 be made of a highly rigid material so as to facilitate the transmission of vibration.
  • the base 31 is made of stainless steel and has an outer diameter of 20 mm and a thickness (height) of 2 mm.
  • the columnar portion 32 has a cylindrical shape with an outer diameter of 9 mm and a height of 8 mm.
  • a base through-hole 3a is formed in the central portion of the base portion 31 and the columnar portion 32 along the projecting direction of the columnar portion 32 and penetrates through the base portion 31 and the columnar portion 32, respectively.
  • the diameter of the base through-hole 3a is 6 mm.
  • these shapes are appropriately set according to the device to be measured in which the sensor unit 1 is used.
  • the columnar portion 32 may have a shape other than a cylinder, such as a prism or an elliptical column, and may have a cross-sectional shape that changes depending on the protrusion height, such as tapering toward the protrusion direction.
  • the first pressing body 33 is a rubber ring having a right-angled triangular cross section, and is located at the base of the columnar part 32 between the lid 4 and the base 31 .
  • the rubber which is the material of the first pressing body 33, is compounded and hardened synthetic rubber.
  • the inner diameter of the first pressing body 33 is slightly smaller than the outer diameter of the columnar portion 32 .
  • Two sides sandwiching a right angle in the cross section of the first pressing body 33 are in contact with the base portion 31 and the columnar portion 32, respectively.
  • the oblique side of the cross section of the first pressing body 33 is inclined by about 45 degrees with respect to the projecting direction of the columnar portion 32 .
  • the projecting direction of the columnar portion 32 coincides with the sandwiching direction in which the linear sensor 2 is sandwiched between the lid 4 and the base portion 31 . That is, the oblique side of the cross section of the first pressing body 33 is inclined by about 45 degrees with respect to the sandwiching direction of the lid body 4 . This oblique side forms an inclined surface on the first pressing body 33 .
  • the angle of the oblique side in the cross section of the first pressing body 33 does not have to be 45 degrees, but it is preferably 25 degrees or more and 75 degrees or less, and more preferably 30 degrees or more and 70 degrees or less.
  • the first pressing body 33 does not necessarily have to be inclined, and may have a surface on the linear sensor 2 side that extends in a direction perpendicular to the sandwiching direction.
  • the lid body 4 sandwiches the linear sensor 2 wound around the columnar part 32 with the base part 31 via the first pressing body 33 .
  • the linear sensor 2 is pushed toward the base 31 by being sandwiched by the lid 4 .
  • a load is applied to the linear sensor 2 toward the side of the columnar portion 32 (radial direction of the columnar portion 32 ).
  • the first pressing body 33 may have, for example, a sector shape in which the oblique side portion of the cross-sectional shape is arcuate. In the case of the fan shape, the tangential direction of the arc in the cross-sectional shape is inclined with respect to the sandwiching direction of the lid body 4, so the surface formed by the arc becomes an inclined surface.
  • the first pressing member 33 may be made of natural rubber, fluororesin such as PTFE, PFA, ETFE, FEP, PVDF, high density polyethylene (HDPE), ABS, polyamide, polyimide, or other resin. good too. Moreover, it may be made of a resin to which a compound or glass fiber is added. Furthermore, the first pressing body 33 may be a foam. Since the first pressing body 33 is a portion that directly contacts the linear sensor 2 and sandwiches the linear sensor 2 between itself and the lid 4, it is made of a material that is more elastically deformable than at least the base 31. is preferred. That is, it is preferably made of a material having lower rigidity than the base portion 31 .
  • the first pressing body 33 is made of a material that has a certain degree of rigidity so that the linear sensor 2 sandwiched between the base part 31 and the lid body 4 can be applied with pressure to the extent that the linear sensor 2 is slightly deformed in cross section.
  • the first pressing body 33 may be made of the same material as the base portion 31 or the columnar portion 32 , or may be formed integrally with the base portion 31 or the columnar portion 32 .
  • the first pressing body 33 may be made of metal. In that case, a layer of resin, rubber, or the like is applied to the contact surface with the linear sensor 2 in order to prevent the linear sensor 2 from being damaged. It is preferable to provide
  • the linear sensor 2 is wound around the columnar portion 32 multiple times.
  • the linear sensor 2 is wound many times from the base of the columnar portion 32 to the protruding end so as to be double-overlapped on the outside of the columnar portion 32 . That is, the linear sensor 2 makes two turns at the same height position of the columnar portion 32 . If the linear sensor 2 is wound less than one turn around the columnar portion 32, a large directivity may occur in the detection direction. Further, although the linear sensor 2 may be wound once, the sensitivity of the linear sensor 2 increases in proportion to the number of windings, and the output signal also increases. It is preferable to wind more than this. As shown in FIG.
  • the peripheral wall portion 5 is formed with a draw-out hole 5h for drawing out the rear end portion of the linear sensor 2.
  • the connecting portion 2b between the linear sensor 2 and the signal cable 28 is located inside the drawer hole 5h. Therefore, the lead-out hole 5 h corresponds to an example of a guide portion that guides the rear end portion of the linear sensor 2 or the signal cable 28 to the outside of the peripheral wall portion 5 .
  • the connecting portion 2 b to the linear sensor 2 and the signal cable 28 may be arranged outside the peripheral wall portion 5 or may be arranged in a portion wound around the columnar portion 32 .
  • the lid 4 has a lid portion 40 and a second pressing body 41.
  • the lid 4 is arranged to face the base 31 .
  • the lid portion 40 is made of a stainless steel structure integrally formed with the peripheral wall portion 5 .
  • the lid portion 40 and the peripheral wall portion 5 may be made of other metal such as aluminum or brass, may be made of resin such as engineering plastic, or may be made of ceramic.
  • the lid portion 40 has the same outer diameter as the base portion 31, and has an annular shape in which a lid portion through-hole 40a having the same diameter as the base through-hole 3a is formed in the central portion.
  • the peripheral wall portion 5 has a hollow cylindrical shape with an outer diameter equal to that of the lid portion 40 and an inner diameter larger than the lid portion through-hole 40a.
  • the drawing hole 5h mentioned above penetrates the inner surface and the outer surface of the peripheral wall portion 5 in a straight line.
  • the inner diameter of the peripheral wall portion 5 is formed to be larger than the outer diameter of the columnar portion 32 by about 0.4 mm.
  • the linear sensor 2 is slightly compressed and housed between the columnar portion 32 and the peripheral wall portion 5 . Therefore, the peripheral wall portion 5 surrounds the linear sensor 2 while being in contact with the linear sensor 2 wound around the columnar portion 32 from the side of the columnar portion 32 .
  • the difference between the outer diameter of the columnar portion 32 and the inner diameter of the peripheral wall portion 5 is appropriately set according to the thickness of the linear sensor 2 and the number of turns around the columnar portion 32 .
  • the height of the peripheral wall portion 5 matches the projection length of the columnar portion 32 .
  • the linear sensor 2 wound around the columnar portion 32 is sandwiched between the lid portion 40 and the base portion 31 .
  • the lid 4 is fixed to the base 3 with an adhesive while applying a static pressure to the linear sensor 2 wound around the columnar portion 32 .
  • a storage space for storing the linear sensor 2 is formed by the base 3, the lid 4, and the peripheral wall portion 5, and the lid 4 compresses and covers the linear sensor 2 stored in the storage space.
  • the lid 4 and the peripheral wall portion 5 may be fixed to the base 3 by caulking or screwing.
  • the second pressing body 41 is a rubber ring having a right-angled triangular cross section, and is positioned between the lid part 40 and the base part 31 .
  • the rubber which is the material of the second pressing body 41, is compounded and hardened synthetic rubber.
  • the outer diameter of the second pressing body 41 is slightly larger than the inner diameter of the peripheral wall portion 5 .
  • Two sides sandwiching a right angle in the cross section of the second pressing body 41 are in contact with the lid portion 40 and the peripheral wall portion 5, respectively.
  • the oblique side of the cross section of the second pressing body 41 is inclined by about 45 degrees with respect to the sandwiching direction of the lid portion 40 . This oblique side forms an inclined surface on the second pressing body 41 .
  • the angle of the oblique side of the cross section of the second pressing body 41 does not have to be 45 degrees, it is preferably 25 degrees or more and 75 degrees or less, and more preferably 30 degrees or more and 70 degrees or less.
  • the second pressing body 41 does not necessarily have to be inclined, and may have a surface on the linear sensor 2 side that extends in a direction perpendicular to the sandwiching direction.
  • the linear sensor 2 wound around the columnar portion 32 is sandwiched between the lid 4 and the base portion 31 by the second pressing member 41, so that the linear sensor 2 is pushed toward the base portion 31 in the sandwiching direction.
  • a load directed toward the columnar portion 32 is also generated. Since the second pressing body 41 has an inclined surface, this load is increased. A load directed to the side of the columnar portion 32 and toward the columnar portion 32 is generated.
  • the cross-sectional shape of the second pressing body 41 may be, for example, fan-shaped with an arcuate oblique side. In the case of the fan shape, the tangential direction of the arc in the cross section is inclined with respect to the sandwiching direction of the lid portion 40, so the surface formed by the arc becomes an inclined surface. Due to this inclined surface, a load is applied to the linear sensor 2 toward the columnar portion 32 side.
  • the second pressing body 41 may be made of natural rubber, fluororesin such as PTFE, PFA, ETFE, FEP and PVDF, high density polyethylene (HDPE), ABS, polyamide, polyimide and other resins. good too. Moreover, it may be made of a resin to which a compound or glass fiber is added. Furthermore, the second pressing body 41 may be a foam. Since the second pressing body 41 is a portion that directly contacts the linear sensor 2 and sandwiches the linear sensor 2 between itself and the base 31 , it should be made of a material that is more elastically deformable than at least the base 31 . preferable. That is, it is preferably made of a material having lower rigidity than the base portion 31 .
  • the second pressing body 41 is made of a material that has a certain degree of rigidity so that the linear sensor 2 sandwiched between the base part 31 and the lid body 4 can be applied with pressure to the extent that the linear sensor 2 is slightly deformed in cross section.
  • the second pressing body 41 may be made of the same material as the lid body 4 or may be formed integrally with the lid body 4 .
  • the second pressing body 41 may be made of metal. In that case, a layer of resin, rubber, or the like is applied to the contact surface with the linear sensor 2 in order to prevent the linear sensor 2 from being damaged. It is preferable to provide
  • FIG. 4 is an exploded sectional view of the sensor unit shown in FIG. 3(b). This figure can also be said to be a cross-sectional view showing the state before the cover 4 is fixed to the base 3 .
  • the second pressing body 41 is inserted inside the peripheral wall portion 5 until it contacts the lid portion 40 .
  • the second pressing member 41 is made of rubber and has an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the peripheral wall 5, so that it is held in contact with the lid 40 by its own elasticity.
  • the first pressing body 33 is fitted into the columnar portion 32 of the base body 3 so that the first pressing body 33 is positioned at the root portion of the columnar portion 32 .
  • the first pressing member 33 is made of rubber and has an inner diameter slightly smaller than that of the columnar portion 32, so that it is held at the root portion of the columnar portion 32 by its own elasticity.
  • double-sided tape W is attached so as to extend over the inclined surface of the first pressing body 33 and the side surface of the columnar portion 32 .
  • the double-sided tape W may be attached to the entire circumference of the side surface of the columnar portion 32, or may be attached to a portion of the side surface.
  • the tip of the linear sensor 2 is temporarily attached to the double-faced tape W, and the linear sensor 2 is wound up to the protruding end of the columnar portion 32 .
  • FIG. 5 is a mounting state diagram showing an example of a mounting state in which the sensor unit shown in FIG.
  • a screw hole 9a is provided at the measurement location of the object 9 to be detected.
  • the sensor unit 1 is fixed to the object 9 to be detected by screwing a bolt B that has passed through the base through-hole 3a and the lid through-hole 40a into the screw hole 9a. Further, the sensor unit 1 is pressed against the object 9 to be detected by a bolt B. As shown in FIG. Instead of the bolts B, the sensor unit 1 may be fixed to the detection object 9 with an adhesive, double-sided tape, or the like. You may
  • the vibration is transmitted to the base 31 first.
  • the linear sensor 2 is surrounded by the base portion 31 , the columnar portion 32 and the peripheral wall portion 5 , is in contact with them, and is lightly compressed by the lid portion 40 . Therefore, the vibration transmitted from the detected body 9 to the base portion 31 is easily transmitted to the linear sensor 2 from the columnar portion 32 and the peripheral wall portion 5 as well.
  • the vibration having the amplitude direction other than the pinching direction can also be detected with high sensitivity.
  • the sensor unit 1 described above it is possible to detect vibrations occurring in the object 9 to be detected with high sensitivity.
  • the linear sensor 2 since the linear sensor 2 is pressed against not only the base portion 31 but also the peripheral wall portion 5 by the first pressing body 33, the vibration applied to the peripheral wall portion 5 from the object to be detected 9 via the base portion 31 is applied to the linear sensor 2. easily transmitted to Similarly, since the linear sensor 2 is also pressed against the columnar portion 32 by the second pressing body 41, the vibration applied to the columnar portion 32 from the detected body 9 via the base portion 31 is easily transmitted to the linear sensor 2. . With these, the vibration generated in the detected object 9 can be detected with higher sensitivity.
  • the linear sensor 2 sandwiched between the first pressing body 33 and the second pressing body 41 is It can prevent you from getting hurt. Furthermore, since the peripheral wall portion 5 is formed integrally with the lid portion 40, the number of parts of the sensor unit 1 can be reduced. In addition, since the side surface of the columnar portion 32 is open before the cover 4 is attached to the base 3, and the linear sensor 2 can be easily wound around the columnar portion 32, the productivity of the sensor unit 1 is increased, and the sensor Unit 1 can be produced at low cost.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the sensor unit of the second embodiment.
  • the sensor unit 1 shown in FIG. is different from the sensor unit 1 of the previous embodiment.
  • the peripheral wall portion 5 has a hollow cylindrical shape.
  • the peripheral wall portion 5 has a groove 5g which is slightly wider than the diameters of the linear sensor 2 and the signal cable 28 and slightly deeper than the diameter of the signal cable 28.
  • the connecting portion 2b between the linear sensor 2 and the signal cable 28 is arranged in the groove 5g. That is, this groove 5 g corresponds to an example of a guide portion that guides the rear end portion of the linear sensor 2 or the signal cable 28 to the outside of the peripheral wall portion 5 .
  • the lid body 4 has a lid portion 40 , a second pressing body 41 and a packing 43 .
  • the lid portion 40 is made of an annular stainless steel plate.
  • the packing 43 has a disc shape with a hole in the center, and has the same shape as the lid portion 40 in plan view.
  • the packing 43 is made of a rubber sheet that is oil resistant and slightly thinner than the lid portion 40 . This packing 43 is for closing the gap between the lid portion 40 and the peripheral wall portion 5 .
  • the packing 43 may be made of a material other than rubber as long as it is more deformable than the cover 40, and may be made of resin, for example.
  • the packing 43 is fixed to the lid portion 40 with an adhesive.
  • the surface of the packing 43 opposite to the surface fixed to the lid portion 40 is adhered to the columnar portion 32 and the peripheral wall portion 5 with an adhesive.
  • a second pressing member 41 is attached between the columnar portion 32 and the peripheral wall portion 5 on the opposite surface.
  • the second pressing body 41 is a rubber ring having a right-angled triangular cross-section with a right-angled apex protruding toward the base 31 side.
  • the oblique side of the cross-sectional shape of the second pressing body 41 is attached to the packing 43 , and the two sides of the cross-sectional shape sandwiching the right angle are inclined 45 degrees in opposite directions to the sandwiching direction of the lid body 4 .
  • These two sides form an inclined surface on the second pressing body 41 .
  • the two sides sandwiching the right angle in the cross section of the second pressing body 41 may have different angles, and the inclination angle may be other than 45 degrees.
  • the inclination angle of each of the two sides with respect to the sandwiching direction of the lid 4 is preferably 25 degrees or more and 75 degrees or less, and more preferably 30 degrees or more and 70 degrees or less.
  • the lid 4 sandwiches the linear sensor 2 between itself and the base 31 by the second pressing member 41, so that the linear sensor 2 wound around the columnar portion 32 receives a load directed toward the columnar portion 32 and a peripheral wall pressure. A load directed toward the portion 5 is also generated.
  • the cross-sectional shape of the second pressing body 41 may be fan-shaped or the like that protrudes toward the base portion 31 side.
  • the tangential direction is inclined with respect to the sandwiching direction of the lid portion 40 except for the vertices of the convex shape of the cross section, so the surfaces other than the vertexes are inclined surfaces. Due to this inclined surface, a load is applied to the linear sensor 2 toward the columnar portion 32 side and the peripheral wall portion 5 side.
  • the first pressing body 33 is a rubber ring having a right-angled triangular cross-section with a right-angled apex protruding toward the lid part 40 side.
  • the oblique side of the cross-sectional shape of the first pressing body 33 is attached to the base portion 31 , and the two sides of the cross-sectional shape sandwiching the right angle are inclined 45 degrees in opposite directions to the sandwiching direction of the lid portion 40 . These two sides form an inclined surface on the second pressing body 41 .
  • the two sides sandwiching the right angle in the cross section of the first pressing body 33 may have different angles, and the inclination angle may be other than 45 degrees.
  • the inclination angle of each of the two sides with respect to the sandwiching direction of the lid 4 is preferably 25 degrees or more and 75 degrees or less, more preferably 30 degrees or more and 70 degrees or less.
  • the lid 4 sandwiches the linear sensor 2 between itself and the base portion 31 by the first pressing member 33, so that the linear sensor 2 wound around the columnar portion 32 receives a load directed toward the columnar portion 32 and a peripheral wall pressure. A load directed toward the portion 5 is also generated.
  • the cross-sectional shape of the first pressing body 33 may be fan-shaped or the like that protrudes toward the lid portion 40 side.
  • the tangential direction is inclined with respect to the sandwiching direction of the lid portion 40 except for the vertices of the convex shape of the cross section, so the surfaces other than the vertexes are inclined surfaces. Due to this inclined surface, a load is applied to the linear sensor 2 toward the columnar portion 32 side and the peripheral wall portion 5 side.
  • This second embodiment also has the same effect as the previous embodiment. Also, since the number of parts increases, the number of assembling man-hours also increases. However, instead of inserting the signal cable 28 into the lead-out hole 5h and pulling it out from the outer surface of the peripheral wall 5 during assembly, it is inserted into the groove formed in the peripheral wall 5. In addition, the assembly of the sensor unit 1 is facilitated because it only needs to be assembled.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the sensor unit of the third embodiment.
  • the sensor unit 1 shown in FIG. 7 differs from the sensor unit 1 of the second embodiment shown in FIG. 6 in that the base portion 31, the columnar portion 32, and the peripheral wall portion 5 are integrally formed. As shown in FIG. 7, the base portion 31, the columnar portion 32, and the peripheral wall portion 5 are formed by digging a circumferential groove in one end face of a hollow columnar structure made of stainless steel.
  • the third embodiment has the effect of reducing the number of parts of the sensor unit 1, so that the sensor unit 1 can be produced at low cost.
  • the sensor unit 1 of the fourth embodiment will be described.
  • the differences from the sensor unit 1 of the previous embodiment shown in FIG. 3 will be mainly described.
  • FIG. 8(a) is a plan view of the sensor unit of the fourth embodiment
  • FIG. 8(b) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 8(a).
  • the sensor unit 1 shown in FIGS. 8(a) and 8(b) has the shape of the lid portion 40, the penetration direction of the extraction hole 5h, the terminal member 7, and the conductive shield member 8. It differs from the sensor unit 1 shown in FIG.
  • the sensor unit 2 is also different from the sensor unit 1 shown in FIG. 3 in that the linear sensor 2 is folded back at the center in the length direction and wound around the columnar portion 32 with the folded portion leading.
  • a lid recess 401 is formed on the surface of the lid 40 on which the conductive shield member 8 is arranged.
  • the lead hole 5h is formed obliquely from the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 5 to the lid recessed portion 401. As shown in FIG.
  • the lead hole 5h may be a hole in which a horizontal hole formed horizontally from the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 5 and a vertical hole formed vertically from the lid recess 401 are connected. Both ends of the linear sensor 2 are passed through the extraction hole 5h.
  • the terminal member 7 is arranged inside the lid recess 401 .
  • One end of the signal cable 28 is also arranged in the lid recess 401 . Both ends of the linear sensor 2 and one end of the signal cable 28 are connected to the terminal member 7 .
  • the terminal member 7 is a printed circuit board on which an amplifier 71 is mounted. This amplifier 71 amplifies the output signal of the linear sensor 2 and sends it to the signal cable 28 .
  • the amplifier 71 amplifies the signal voltage to about ⁇ 5V.
  • the amplifier 71 has a high impedance on the input side, which is the linear sensor 2 side, and a lower impedance on the output side, which is the signal cable 28 side, than the input side.
  • the impedance on the input side is preferably 10 k ⁇ or more and 10 M ⁇ or less.
  • the impedance on the output side is preferably 10 ⁇ or more and 100 k ⁇ or less.
  • the impedance on the input side is set to 1 M ⁇ , and the impedance on the output side is set to 200 ⁇ .
  • the signal input to the amplifier 71 is output from the amplifier 71 after both the voltage and current are amplified.
  • the power line of the amplifier 71 is also provided in the signal cable 28 of the fourth embodiment.
  • the terminal member 7 and one end portion of the signal cable 28 are continuously covered with a shield 72 .
  • the shield 72 is formed by forming a film in which an electromagnetic shield layer is formed between two insulating layers into a box-like shape surrounding the terminal member 7 and one end portion of the signal cable 28 .
  • This electromagnetic shield layer is electrically connected to the ground electrode of the amplifier 71 and completely electrically insulated from the lid 4 , the peripheral wall portion 5 and the conductive shield member 8 .
  • the electromagnetic shield layer of the shield 72 independently covers the terminal member 7 including the amplifier 71 and one end portion of the signal cable 28, thereby eliminating the influence of external electromagnetic noise and covering the cover 4 and the like.
  • the electrical operation of the amplifier 71 is stabilized even if the potential level of the contacting parts changes due to contact with the measuring device or member, and the one end portion of the signal cable 28 placed inside the electromagnetic shield layer of the shield 72 It is possible to protect the terminal member 7 and the one end portion of the signal cable 28 from a potential change exceeding the rating of the amplifier 71 and unexpectedly generated surge noise.
  • the conductive shield member 8 is attached to the end face of the lid 4 with an adhesive.
  • the conductive shield member 8 has a disc shape with a shield through hole 8a in the center, and is made of stainless steel and has the same shape as the lid portion 40 in a plan view. It should be noted that the conductive shield member 8 may be made of a material other than stainless steel, such as a thin metal plate or a conductive film, as long as it is conductive.
  • the terminal member 7 is also electrically shielded by the conductive shield member 8 and the lid portion 40 . Therefore, intrusion of noise into the terminal member 7 is further suppressed. Moreover, since the terminal member 7 is also physically shielded by the conductive shield member 8 and the lid portion 40, damage to the terminal member 7 is suppressed.
  • the amplifier 71 in addition to the same effect as the sensor unit 1 shown in FIG. 3, since the amplifier 71 is provided, the influence of noise on the output signal of the linear sensor 2 can be relatively reduced. . That is, the SN ratio in the sensor unit 1 can be increased. As a result, a stronger signal can be sent to an external measuring device or the like against noise such as external electromagnetic noise, so that a clear output signal can be obtained from the measuring device or the like. In addition, since the output signal is amplified by the amplifier 71 and the transmission power is also increased, the output signal can be delivered to a measuring instrument or the like located further away.
  • the signal cable 28 uses a shielded cable using multi-core twisted wires, which is different from the cable for analog signal transmission.
  • the sensor unit 1 of the fifth embodiment will be described.
  • the points of difference from the sensor unit 1 of the second embodiment shown in FIG. 6 will be mainly described.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the sensor unit of the fifth embodiment.
  • the sensor unit 1 shown in FIG. 9 differs from the sensor unit shown in FIG. 6 in the shape of the peripheral wall portion 5 and the provision of the terminal member 7 .
  • the sensor unit 2 is also different from the sensor unit 1 shown in FIG. 3 in that the linear sensor 2 is folded back at the center in the length direction and wound around the columnar portion 32 with the folded portion leading.
  • a peripheral wall recessed portion 51 is formed on the upper surface of the peripheral wall portion 5 .
  • the groove 5 g is formed from the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 5 to the peripheral wall recessed portion 51 .
  • the width of the groove 5g is slightly wider than the width of the two linear sensors 2. As shown in FIG. Both ends of the linear sensor 2 are arranged in the groove 5g.
  • the terminal member 7 is arranged inside the peripheral wall concave portion 51 .
  • One end portion of the signal cable 28 is also arranged in the peripheral wall recessed portion 51 . Both ends of the linear sensor 2 and one end of the signal cable 28 are connected to the terminal member 7 .
  • the terminal member 7 is a printed circuit board on which an amplifier 71 is mounted. Since this amplifier 71 is the same as that shown in FIG. 8, its description is omitted.
  • the terminal member 7 and one end portion of the signal cable 28 are continuously covered with a shield 72 .
  • the shield 72 is formed by forming a film in which an electromagnetic shield layer is formed between two insulating layers into a box-like shape surrounding the terminal member 7 and one end portion of the signal cable 28 .
  • This electromagnetic shield layer is electrically connected to the ground electrode of the amplifier 71 and completely electrically insulated from the lid 4 and the peripheral wall 5 .
  • the electromagnetic shield layer of the shield 72 independently covers the terminal member 7 including the amplifier 71 and one end portion of the signal cable 28, thereby eliminating the influence of external electromagnetic noise and covering the cover 4 and the like.
  • the electrical operation of the amplifier 71 is stabilized even if the potential level of the contacting parts changes due to contact with the measuring device or member, and the one end portion of the signal cable 28 placed inside the electromagnetic shield layer of the shield 72 It is possible to protect the terminal member 7 and the one end portion of the signal cable 28 from a potential change exceeding the rating of the amplifier 71 and unexpectedly generated surge noise.
  • the terminal member 7 is electrically shielded by the peripheral wall portion 5 and the lid portion 40, the intrusion of noise into the terminal member 7 is further suppressed.
  • the terminal member 7 is physically shielded by the peripheral wall portion 5 and the lid portion 40, damage to the terminal member 7 is suppressed.
  • this fifth embodiment also has the effect of having an amplifier 71 like the sensor unit 1 shown in FIG. 6
  • FIG. 10(a) is a bottom view of the sensor unit of the sixth embodiment
  • FIG. 10(b) is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 10(a).
  • the sensor unit 1 shown in FIGS. 10(a) and 10(b) has the shape of the base 3, the shape of the lid 4, the shape of the peripheral wall 5, the terminal member 7, and the conductive properties. It differs from the sensor unit 1 shown in FIG. 3 in that a shield member 8 is provided.
  • the base 3 includes a base portion 31 generally shaped like a hexagon head bolt, a columnar portion 32 protruding from the tip of the base portion 31 toward the tip side, and a first pressing member. 33.
  • the lower side in FIG. 10(b) will be referred to as the front end side, and the upper side in FIG.
  • the base portion 31 is composed of a base head portion 311 having a hexagonal outer shape and a base male screw 312 having a screw thread.
  • a base concave portion 313 that is a rectangular concave portion is formed on the rear end side surface of the base portion 31 .
  • the columnar portion 32 has a smaller diameter than the base male screw 312 . Therefore, a stepped portion is formed between the columnar portion 32 and the base male screw 312 .
  • a through hole (not shown) extending from the base recess 313 to the columnar portion 32 is formed in the base 3 .
  • a linear sensor 2 is passed through the through hole.
  • the lid 4 has a disk-shaped lid portion 40, a second pressing body 41, and a lid screw portion 42 protruding from the lid portion 40 toward the tip side.
  • the lid threaded portion 42 has a cylindrical shape with a screw thread on its outer periphery.
  • the lid threaded portion 42 corresponds to an example of a threaded portion.
  • the projecting direction of the lid screw portion 42 matches the projecting direction of the columnar portion 32 .
  • a peripheral wall female screw 52 is provided on the rear end side of the peripheral wall portion 5 .
  • a cylindrical hole into which the columnar portion 32 is inserted is formed on the distal end side of the peripheral wall portion 5 .
  • the peripheral wall female thread 52 has a hollow cylindrical shape with an inner diameter slightly larger than the portion into which the columnar portion 32 is inserted.
  • the base body 3 is fixed to the peripheral wall portion 5 by screwing the base male screw 312 into the peripheral wall female screw 52 . Further, by screwing the base male screw 312 into the peripheral wall female screw 52, the linear sensor 2 is sandwiched by a certain amount of pressure between the base 31 and the lid 4 via the first pressing body 33 and the second pressing body 41.
  • the outer shape of the peripheral wall portion 5 is hexagonal in plan view.
  • the peripheral wall portion 5 , the lid portion 40 , and the lid screw portion 42 are integrally formed, and the overall outer shape of these is generally in the shape of a hexagonal bolt that is larger than the base body 3 .
  • the terminal member 7 is arranged inside the base concave portion 313 .
  • One end of the linear sensor 2 and one end of the signal cable 28 are connected to the terminal member 7 . Since the terminal member 7 is the same as that shown in FIG. 8, the description thereof is omitted. Also, the terminal member 7 and the shield 72 covering one end portion of the signal cable 28 are the same as those shown in FIG.
  • the conductive shield member 8 closes the rear end side of the base concave portion 313 .
  • the conductive shield member 8 is made of stainless steel and has a rectangular plate shape that is one size larger than the base concave portion 313 .
  • the conductive shield member 8 is fixed to the rear end side of the base concave portion 313 with an adhesive. It should be noted that the conductive shield member 8 may be made of a material other than stainless steel, such as a thin metal plate or a conductive film, as long as it is conductive.
  • a U-shaped notch 8b is formed on one side of the conductive shield member 8. As shown in FIG. The notch 8b is formed slightly wider than the signal cable 28. As shown in FIG. The signal cable 28 extends outside the sensor unit 1 through the notch 8b. Intrusion of noise into the terminal member 7 is further suppressed by the conductive shield member 8 and the base portion 31 .
  • the sensor unit 1 in addition to the same effect as the sensor unit 1 of the fourth embodiment shown in FIG. 8, the sensor unit 1 itself acts as a bolt, so that the sensor unit 1 can be easily attached to an object to be detected. It has the effect of being able to
  • FIG. 11(a) is a bottom view of the sensor unit of the seventh embodiment, and FIG. 11(b) is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 11(a).
  • the sensor unit 1 shown in FIGS. 11(a) and 11(b) differs from that of FIG. is different from the sensor unit 1 shown in FIG.
  • the base 3 has a generally set screw-shaped base portion 31, a columnar portion 32 projecting from the tip of the base portion 31, and a first pressing body 33. are doing.
  • the lower side in FIG. 11(b) is called the front end side
  • the upper side in FIG. 11(b) is called the rear end side.
  • a hexagonal socket 314 into which a hexagonal wrench is fitted is formed in the surface of the rear end side of the base portion 31 .
  • the outer peripheral surface of the base portion 31 is a male screw with a screw thread. Further, the base portion 31 is formed with a U-shaped groove 31a recessed from the outer peripheral surface toward the center. This U-shaped groove 31 a is formed slightly wider than the signal cable 28 .
  • the columnar portion 32 protrudes from the base portion 31 toward the tip side. The columnar portion 32 has a smaller diameter than the base portion 31 . Therefore, a stepped portion is formed between the columnar portion 32 and the base portion 31 .
  • a slit 315 is formed in the base 3 from the base portion 31 to the columnar portion 32 .
  • the slit 315 is a bottomed rectangular hole that is open on the front side of the paper surface of FIG. 11B and closed on the back side of the paper surface. However, the slit 315 may be a through hole that is open on both the front side and the back side of the page.
  • the lid body 4 has a lid portion 40 and a second pressing body 41 .
  • the lid portion 40 has a disc shape, and closes the hollow hole of the peripheral wall male screw 53 with the distal end of the peripheral wall male screw 53 to be described later.
  • the peripheral wall portion 5 has a hollow cylindrical shape with a small diameter on the front end side and a hollow cylindrical shape with a larger diameter on the rear end side than the rear end side.
  • a rear end side of the large-diameter portion of the peripheral wall portion 5 forms a peripheral wall female screw 52 having a screw thread formed on the inner peripheral surface.
  • the base 3 is fixed to the peripheral wall portion 5 by screwing the base portion 31 into the peripheral wall female screw 52 .
  • a small-diameter portion of the peripheral wall portion 5 is a peripheral wall male screw 53 having a screw thread formed on the outer peripheral surface.
  • a hole is formed in the distal end side of the large-diameter portion of the peripheral wall portion 5 and the peripheral wall male screw 53 .
  • the columnar portion 32 is inserted into the hole.
  • the linear sensor 2 By screwing the base portion 31 of the base body 3 into the peripheral wall female screw 52 of the peripheral wall portion 5 , the linear sensor 2 can be moved to some extent by the base portion 31 and the lid member 4 via the first pressing member 33 and the second pressing member 41 . pinched by pressure.
  • the outer shape of the large-diameter portion of the peripheral wall portion 5 is hexagonal in plan view.
  • the peripheral wall portion 5 and the lid portion 40 are integrally formed, and the overall outer shape of these is generally in the shape of a hexagonal bolt.
  • the terminal member 7 is arranged inside the slit 315 .
  • One end of the linear sensor 2 and one end of the signal cable 28 are connected to the terminal member 7 .
  • the linear sensor 2 extends toward the columnar portion through the open surface of the slit 315 and is wound around the columnar portion 32 . Since the terminal member 7 is the same as that shown in FIG. 8, the description thereof is omitted. Also, the terminal member 7 and the shield 72 covering one end portion of the signal cable 28 are the same as those shown in FIG. In addition, since the terminal member 7 is entirely surrounded by the base 3 and the peripheral wall portion 5, intrusion of noise is further suppressed.
  • the signal cable 28 extends outside the sensor unit 1 through the U-shaped groove 31a.
  • a part of the linear sensor 2 can be inserted inside the object to be detected. 1 has the effect of being able to detect vibration with higher detection sensitivity.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the claims.
  • the linear sensor 2 using the piezoelectric body 22 has been described in the present embodiment, the linear sensor 2 may be changed to a linear sensor 2 using a resistance wire such as a conductive rubber, a capacitor wire, or the like.
  • a resistance wire such as a conductive rubber, a capacitor wire, or the like.
  • one or both of the first pressing body 33 and the second pressing body 41 may be omitted.
  • the outer shapes of the base portion 31, the columnar portion 32, and the lid portion 40 may not be circular in plan view, and may be polygonal, for example.
  • the lid portion 40 is shown in FIG.
  • the sensor unit 1 may be attached in the opposite direction to the example.
  • the linear sensor 2 may be folded back at the center in the length direction, and the linear sensor 2 may be wound around the columnar portion 32 with the folded portion leading.
  • the insulating members 291 and 293, the conductor members 292 and 294, and the cover member 295 at the tip of the linear sensor 2 may be omitted, and both the tip and the rear end of the linear sensor 2 may be connected to the signal cable 28. .
  • the inner conductor 21 at the front end and the rear end of the linear sensor 2 are both connected to the signal line of the signal cable 28, and the outer conductor 23 at the front end and the rear end of the linear sensor 2 are both connected to the signal ground line of the signal cable 28.
  • both the front end and rear end shield coverings 25 of the linear sensor 2 are preferably connected to the ground wire in the signal cable 28 .

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Abstract

本発明は、検出感度の高いセンサユニットを提供することを目的とする。本発明のセンサユニット１は、基部３１とその基部３１から突出した柱状部３２を有する基体３と、柱状部３２に巻き付けられた線状センサ２と、柱状部３２の側方から線状センサ２に接した状態で線状センサ２を囲む周壁部５と、基部３１に対向して配置され、基部３１との間で線状センサ２を挟み込んだ蓋体４とを備えていることを特徴とする。

Description

センサユニット
　本発明は、線状センサを備えたセンサユニットに関する。
　内部導体と、その内部導体の外周面に接触して設けられた圧電体と、その圧電体の外周面に接触して設けられた外部導体とをセンサ線として用いた線状センサが知られている（例えば、特許文献１等参照）。この線状センサは、外部から荷重が加わることで圧電体が変形し、内部導体と外部導体との間に電圧が誘起されるという特性を有している。この特性を利用して、圧力を検知するための圧力センサや振動を検知するための振動センサとして線状センサを利用することが検討されている。また、圧電体を用いたセンサ線の代わりに、導電ゴム等の抵抗線やキャパシタ線等をセンサ線として用いて線状センサを構成することも検討されている。一方、近年では工作機械の振動などの状態情報を収集して分析することで、工作機械に用いられている工具などの消耗部品の劣化や工作機械の故障を事前に予測したり、より効率的に部品交換を実施するためのメンテナンス計画を立案する技術が求められている。また、ロボット、農業機械、車、家電などの装置においても状態情報を収集して分析することで故障予測やメンテナンス作業の効率化を行うことが検討されている。以下、工作機械、ロボット、農業機械、車、家電などの機器を総称して被検出体と称する。さらに、線状センサと、その線状センサを間に挟み込んだ２つの部材とから構成されるセンサユニットを用いることも検討されている（例えば、特許文献２等参照）。
国際公開番号ＷＯ２０１９／１１７０３７ 国際公開番号ＷＯ２０１８／０６２０５６
　しかしながら、特許文献２に記載のセンサユニットは、線状センサを単に２つの部材の間に挟み込んでいるだけなので、２つの部材の挟み込み方向にのみ線状センサと各部材が接触している。このため、その挟み込み方向以外に振幅方向を有する振動に対する検出感度が低いという問題がある。
　本発明は上記事情に鑑み、検出感度の高いセンサユニットを提供することを目的とする。
　上記目的を解決する本発明のセンサユニットは、基部と該基部から突出した柱状部を有する基体と、
　前記柱状部に巻き付けられた線状センサと、
　前記柱状部の側方から前記線状センサに接した状態で該線状センサを囲む周壁部と、
　前記基部に対向して配置され、前記基部との間で前記線状センサを挟み込んだ蓋体とを備えたことを特徴とする。
　前記基体と前記周壁部によって前記線状センサを取り囲んだ状態で、前記蓋体と前記基部の間に該線状センサが挟み込まれるので、該線状センサが、該蓋体と該基部だけでなく、前記柱状部および該周壁部にも押し付けられる。このため、被検出体からこのセンサユニットに伝わった振動が前記柱状部および前記周壁部からも前記線状センサに伝達されやすい。その結果、前記蓋体の挟み込み方向に振幅方向を有する振動に加え、挟み込み方向以外に振幅方向を有する振動も前記線状センサによって高い感度で検出できるので、このセンサユニット全体として高い検出感度で振動を検出できる。
　ここで、前記蓋体は、前記線状センサを前記基部に押し付けるものであってもよい。また、前記蓋体は、前記柱状部の突出方向とは反対方向に向かって線状センサを押し付けるものであってもよい。加えて、前記蓋体は、前記線状センサを微小変形させる程度に該線状センサを押し付けるものであってもよい。さらに、前記線状センサは、信号ケーブルが接続されたものであり、前記周壁部は、前記線状センサまたは前記信号ケーブルを前記周壁部の外部に案内する案内部を有するものであってもよい。またさらに、前記線状センサは、前記柱状部に複数周巻き付けられたものであってもよい。また、前記基部は、前記線状センサよりも剛性の高いものであってもよい。同様に、前記柱状部も前記線状センサよりも剛性の高いものであってもよい。また同様に、前記周壁部も前記線状センサよりも剛性の高いものであってもよい。
　本発明のセンサユニットにおいて、前記基体は、第１押圧体を有するものであり、
　前記蓋体は、前記第１押圧体を介して前記基部との間で前記線状センサを挟み込むものであってもよい。
　また、本発明のセンサユニットにおいて、前記第１押圧体は、前記基部よりも弾性変形しやすい材質で構成されたものであってもよい。
　前記蓋体と前記第１押圧体との間に挟み込まれた前記線状センサが傷つくことを抑制できる。
　ここで、前記第１押圧体は、ゴムなどの弾性体で構成されていてもよい。
　さらに、本発明のセンサユニットにおいて、前記第１押圧体は、前記蓋体の挟み込み方向に対して傾斜した傾斜面が形成されたものであってもよい。
　前記第１押圧体の傾斜面によって、前記線状センサが、前記柱状部および前記周壁部のうち少なくとも一方にも押し付けられるので、被検出体から該柱状部および該周壁部に伝わった振動が、前記線状センサに伝達されやすくなる。その結果、このセンサユニットの検出感度がより高まる。
　本発明のセンサユニットにおいて、前記蓋体は、第２押圧体を有し、該第２押圧体によって前記線状センサを前記基部との間に挟み込むものであってもよい。
　また、本発明のセンサユニットにおいて、前記第２押圧体は、前記基部よりも弾性変形しやすい材質で構成されたものであってもよい。
　前記基部と前記第２押圧体との間に挟み込まれた前記線状センサが傷つくことを抑制できる。
　ここで、前記第２押圧体は、ゴムなどの弾性体で構成されていてもよい。
　前記第２押圧体は、前記蓋体の挟み込み方向に対して傾斜した傾斜面が形成されたものであってもよい。
　前記第２押圧体の傾斜面によって、前記線状センサが、前記柱状部および前記周壁部のうち少なくとも一方にも押し付けられるので、被検出体から、該柱状部および該周壁部に伝わった振動が、前記線状センサに伝達されやすくなる。その結果、このセンサユニットの検出感度がより高まる。
　また、本発明のセンサユニットにおいて、前記周壁部は、前記蓋体と一体に形成されたものであってもよい。
　このセンサユニットの部品点数が少なくなる上に、前記周壁部と一体に形成された前記蓋体が取り付けられる前の状態では前記柱状部の側面が開放されているので、前記線状センサを前記柱状部に巻き付けやすい。このため、このセンサユニットを安価に生産できる。
　また、本発明のセンサユニットにおいて、前記周壁部は、前記基体と一体に形成されたものであってもよい。
　このセンサユニットの部品点数が少なくなるので、センサユニットを安価に生産できる。
　また、本発明のセンサユニットにおいて、前記蓋体は、ネジ部を有するものであってもよい。
　前記ネジ部によって、このセンサユニットを被検出体に容易に取り付けることができる。
　また、本発明のセンサユニットにおいて、前記周壁部は、外周面にネジ山が形成されたものであってもよい。
　前記周壁部に形成されたネジ山によって、このセンサユニットを被検出体に容易に取り付けることができる。
　本発明によれば、検出感度の高いセンサユニットを提供することができる。
線状センサの構造を示す断面図である。 線状センサの端部のうち信号ケーブルに接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した一例を示す図である。 （ａ）は、本実施形態のセンサユニットの平面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）のＡ－Ａ断面図である。 図３（ｂ）に示したセンサユニットを分解した分解断面図である。 図３に示したセンサユニットを、固定具によって被検出体に取り付けた取付状態の一例を示す取付状態図である。 第２実施形態のセンサユニットの断面図である。 第３実施形態のセンサユニットの断面図である。 （ａ）は、第４実施形態のセンサユニットの平面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 第５実施形態のセンサユニットの断面図である。 （ａ）は、第６実施形態のセンサユニットの下面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。 （ａ）は、第７実施形態のセンサユニットの下面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。先ず、本実施形態のセンサユニットに用いられる線状センサについて説明する。
　図１は、線状センサの構造を示す断面図である。
　図１に示すように、線状センサ２は、センサ線２０と、内側シース２４と、シールド被覆２５と、外側シース２６とを備えている。センサ線２０は、内部導体２１と圧電体２２と外部導体２３とから構成されている。図１に示すように、内部導体２１は、線状センサ２の中心に配置されており、７本の導体線２１１で構成されている。圧電体２２は、内部導体２１の外周に設けられている。外部導体２３は、圧電体２２の外周に設けられている。
　７本の導体線２１１は、いずれも直径が１０μｍのものであって、このうち４本はステンレス製の導体線２１１Ｓであり、残りの３本は銅製の導体線２１１Ｃである。図１では、ステンレス製の導体線２１１Ｓが左下がりのハッチングで、銅製の導体線２１１Ｃが右下がりのハッチングでそれぞれ示されている。図１に示す内部導体２１では、中心に配置される導体線には、ステンレス製の導体線２１１Ｓ（ステンレスワイヤ）が用いられており、外周に配置される導体線には、ステンレス製の導体線２１１Ｓと銅製の導体線２１１Ｃが交互に用いられている。銅製の導体線２１１Ｃは、ステンレス製の導体線２１１Ｓに比べて、電気抵抗が低く、かつ柔らかい。反対に、ステンレス製の導体線２１１Ｓは、銅製の導体線２１１Ｃに比べて、電気抵抗は高くなるが、機械的強度（例えば、引張強度等）および剛性は高くなる。
　７本の導体線２１１は、正六角形の各頂点およびその正六角形の中心に配置された状態になっている。これらの７本の導体線２１１は、一本に撚り合わされた状態のものである。すなわち、内部導体２１は、７本の導体線２１１をその断面において最密構造に配置した上で撚り合わせたものである。なお、この場合の内部導体２１の太さは最大３０μｍとなる。このように複数本の導体線２１１を甘撚、あるいは中撚程度に撚っておくことで、撚りの方向とは逆方向の緩みを許容し、線状センサ２に柔軟性を与えることができる。
　なお、導体線２１１の直径は１０μｍに限られず、８μｍ以上４０μｍ以下であってもよく、８μｍ以上３０μｍ以下にすることが好ましい。導体線２１１は、細ければ細いほど柔軟性は高められるが強度および剛性が低下し、太ければ太いほど柔軟性は低下するが強度および剛性が高められる。また、導体線２１１の太さが２０μｍ以上であれば、低コストで製造することができ、且つ製造も容易である。また、異なる太さの導体線２１１を撚り合わせて内部導体２１を構成してもよい。
　なお、図１に示す内部導体２１は、７本の導体線２１１を撚り合わせたものであるが、この数については７本でなくてもよい。複数の導体線２１１を撚り合わせることにより、線状センサ２の柔軟性を高めることができる。また例えば、複数本を撚り合わせた束を複数用意し、これらをさらに撚り合わせる、といったように複数段階に分けて撚り合わせものであってもよい。例えば、７本の細い導体線２１１を撚り合わせた束を７本用意し、その束をさらに撚り合わせた構成にしてもよい。複数段階に分けて撚り合わせることで、線状センサ２の柔軟性がより高まるので、線状センサ２に加わった振動等に応じて線状センサ２が変形しやすくなる。その結果、線状センサ２における検出感度を高めることができる。なお、複数段階に分けて撚り合わせる場合のように、撚り合わせの工程が複数回ある場合には、撚り合わせる方向を異ならせてもよい。一方、複数の導体線２１１を撚り合わせずに、直線状に束にしたものを用いてもよい。また、例えば、撚り合わせない複数の導体線２１１の束と、撚り合わせた複数の導体線２１１を撚り合わせる、といったように、これらの構成を組み合わせてもよい。これらの場合であっても、圧電材料を塗布することで、複数の導体線２１１が互いに接着されて束ねられ、一本の圧電性繊維を製造することができる。
　以上説明したセンサ線２０では、内部導体２１を構成する導体線２１１として、機械的強度や電気抵抗が異なる複数種類の導体線が用いられているが、柔軟性をさらに高める場合や、電気抵抗をさらに低くする場合には、中心の導体線２１１を、銅製の導体線２１１Ｃに代えてもよく、あるいは、７本の導体線２１１の全てを銅製の導体線２１１Ｃにしてもよい。反対に、機械的強度および剛性をさらに高める場合には、７本の導体線２１１の全てをステンレス製の導体線２１１Ｓにしてもよい。また、ステンレス製の導体線２１１Ｓに代えて、タングステン製の導体線や、タングステン及びその合金等の高張力鋼材あるいは超高張力鋼からなる導体線を用いてもよいし、銅製の導体線２１１Ｃに代えて、チタン製の導体線や、チタン合金あるいはマグネシウムやマグネシウム合金等からなる導体線を用いてもよい。さらには、カーボンナノチューブを含む導体線であってもよいし、ピッチ系炭素繊維を含む導体線であってもよい。あるいは、弾性変形しやすいバネ鋼材からなる導体線を用いてもよい。
　圧電体２２は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の圧電材料を内部導体２１に塗布することによって形成されたものである。ポリフッ化ビニリデンは、圧電効果が発生する軽量の高分子材料であり、これに圧力を加えると電圧が発生し、電圧を加えると歪が発生する特性を備えている。圧電体２２には分極処理が施されており、振動等によって圧電体２２に変形が生じたときに内部導体２１と外部導体２３の間に電圧が誘起される。
　図１に示す圧電体２２を構成する圧電材料としては、ポリフッ化ビニリデンの他に、トリフルオロエチレン（ＴｒＥＦ）や、ＰＶＤＦとＴｒＥＦの混晶材料や、ポリ乳酸、ポリ尿酸、ポリアミノ酸等の双極子モーメントをもつ高分子材料があげられる。また、圧電材料を塗布する方式としては、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいしスプレー等による吹き付け塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。なお、塗布する構成に限らず、例えば、帯状のＰＶＤＦフィルムを内部導体２１に螺旋状に巻き付けた構成であってもよい。
　圧電体２２の厚みは、導体線２１１の直径以上であることが好ましい。図１に示す圧電体２２の厚さは、最も薄い箇所で１０μｍであるが、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。なお、圧電体２２の厚さは、厚ければ厚いほど検出感度が良好になるが、圧電体２２の厚さの限界値は、塗布する圧電材料の粘度や塗布方法によって決まってくる。また、圧電体２２の厚さが厚すぎると線状センサ２が硬くなりすぎてしまい柔軟性に欠けてしまうといった欠点もある。
　図１に示す内部導体２１では、複数の導体線２１１を撚り合わせているため、導体線２１１同士の境目に窪みがある。この窪みの部分では、より多くの圧電材料を担持することができ、圧電材料の体積が大きく（厚く）なるため、検出感度が他の部分よりも良好になる。内部導体２１には、こうした窪みによって圧電材料が他の部分よりも厚い部分が６か所、周方向に均等間隔で存在するため、どの方向に曲げられても高感度な圧電性繊維として機能する要因になる。
　なお、図１に示す隣り合う導体線２１１は互いにほぼ接しているが、わずかな隙間から毛細管現象によって圧電材料が浸透し、隣り合う導体線２１１同士の隙間（内部導体２１の内部）が圧電材料によって埋められた状態になっている。ただし、圧電材料の粘度や塗布方法によっては、隣り合う導体線２１１同士の隙間に圧電材料が浸透しない場合もある。この場合でも、内部導体２１の外周に面した部分に圧電材料が担持された状態となっていればよい。なお、上述した帯状のＰＶＤＦフィルムを圧電体２２として用いた構成では、隣り合う導体線２１１同士の隙間に圧電材料が浸透していない線状センサ２になる。この線状センサ２では、隣り合う導体線２１１同士の隙間に圧電材料が浸透しているものと比較して線状センサ２の柔軟性が高まるので、線状センサ２における検出感度が高まる。
　図１に示す外部導体２３は、圧電体２２の外周に、カーボンナノチューブ等のカーボンを含む高分子導電性材料が塗布されることで形成されている。外部導体２３を形成する導電性材料としては、銀の微粒子を含む高分子導電性材料や銀ペースト等であってもよい。また、この導電性材料を塗布する方式としては、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいしスプレー等による吹き付け塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。外部導体２３の厚さは、導体線２１１の直径以下であることが好ましく、また、圧電体２２の厚さ以下であることも好ましい。図１に示す外部導体２３の厚さは、５μｍであるが、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。また、外部導体２３に導電性材料を用いずに導線を用いてもよい。
　内側シース２４は、耐摩耗性、耐薬品性、防錆性を高めるために外部導体２３の外周を覆っている。この内側シース２４は、厚さが６μｍに形成されている。内側シース２４は、外側シース２６に比べて柔らかい材料で構成されている。この内側シース２４は、ポリアミド合成樹脂を塗布することで形成されているが、ポリ塩化ビニル樹脂を塗布することで形成してもよい。
　シールド被覆２５は、ニッケルメッキ銅やステンレスなどの金属製の細線を編組してチューブ状にしたシールドである。なお、シールド被覆２５は、内部導体２１と圧電体２２と外部導体２３を内側に有する内側シース２４に、蒸着によって銅やアルミニウム等を蒸着させることで形成してもよい。また、シールド被覆２５は、スパッタ、ＥＢＤ（電子線ビーム蒸着）、ＣＶＤ（気相成長法）、塗布、浸漬（ドブ付け）、無電解メッキ、接着剤による接着等の他の方法を用いて内側シース２４に付着させてもよく、金属箔を巻き付けることで形成してもよい。
　外側シース２６は、内側シース２４に比べて耐摩耗性が高い材料で構成されている。この外側シース２６は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を塗布することで形成されている。ただし、４フッ化・６フッ化プロピレン　フッ素樹脂（ＦＥＰ）、４フッ化エチレンエチレン共重合（ＥＰＦＥ）、または４フッ化エチレンパーフロロアルコキシエチレン共重合　フッ素樹脂（ＰＦＡ）を塗布することで形成してもよい。ここにいう塗布とは、浸漬（ドブ付け）塗装であってもよいし吹き付け塗装であってもよいしハケ塗りであってもよいし、コーター等による塗布装置による塗布であってもよい。また、ピンホールが発生することを考慮して複数回塗布することが好ましい。また、外側シース２６は、内側シース２４よりも厚くてもよい。さらに、内側シース２４は、可燃性材料で形成されていてもよいが、外側シース２６は、難燃性材料、不燃性材料、耐炎性材料で形成されていることが好ましい。
　図１に示す線状センサ２の直径は０．１ｍｍである。ただし、線状センサ２の直径はさらに太くてもよく細くてもよく、０．１～３．０ｍｍであることが好ましい。
　線状センサ２の端部の一方は、信号ケーブル２８（図３参照）に接続されている。以下、信号ケーブル２８に接続される側の端部を線状センサ２の後端部と称することがある。信号ケーブル２８内には、信号線と、シグナルグランド線と、アース線とが設けられている。内部導体２１は、信号ケーブル２８内の信号線に接続され、外部導体２３は信号ケーブル２８内のシグナルグランド線に接続され、シールド被覆２５は、信号ケーブル２８内のアース線に接続されている。信号ケーブル２８は、線状センサ２で得られた信号を不図示の測定装置等に伝達するためのものである。線状センサ２と信号ケーブル２８によって線状センサアッシーが構成されている。
　図２は、線状センサの端部のうち信号ケーブルに接続されていない側の端部について、絶縁部材および導体部材を施した例を示す図である。以下、信号ケーブル２８に接続されていない側の端部を線状センサ２の先端部と称することがある。線状センサ２の先端部には、絶縁部材２９１、２９３、導体部材２９２、２９４、カバー部材２９５が取り付けられているが、各構造が理解しやすいよう、この図では、図２（Ａ）から（Ｆ）まで各部材の取付状態を段階的に示している。なお、図２（Ａ）では、内部導体２１を、ひとまとまりにして円柱形状で示している。
　図２（Ａ）では、内部導体２１、外部導体２３、シールド被覆２５が露出した線状センサ２の先端部が示されている。図２（Ｂ）には、図２（Ａ）で示す内部導体２１ごと圧電体２２までが絶縁部材２９１で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２９１が圧電体２２まで覆っているため、外部導体２３およびシールド被覆２５から内部導体２１を確実に絶縁した状態にすることができる。なお、図２（Ｂ）では、各部材の位置関係を理解しやすいように圧電体２２の一部が露出しているように示しているが、圧電体２２は、絶縁部材２９１によって完全に覆われていても良い。
　図２（Ｃ）には、図２（Ｂ）で示す状態から、絶縁部材２９１ごと外部導体２３までが導体部材２９２で覆われた様子が示されている。この例では、外部導体２３と導体部材２９２の電位は同じになる。この導体部材２９２により、内部導体２１が外部ノイズの影響を受けにくくなる。なお、図２（Ｃ）では、各部材の位置関係を理解しやすいように外部導体２３の一部が露出しているように示しているが、外部導体２３は、導体部材２９２によって完全に覆われていても良い。
　図２（Ｄ）には、図２（Ｃ）で示す状態から、導体部材２９２ごと内側シース２４までが絶縁部材２９３で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２９３が内側シース２４まで覆っており、他の導体から外部導体２３を確実に絶縁した状態とすることができる。なお、図２（Ｄ）では、各部材の位置関係を理解しやすいように内側シース２４の一部が露出しているように示しているが、内側シース２４は、絶縁部材２９３によって完全に覆われていても良い。
　図２（Ｅ）には、図２（Ｄ）で示す状態から、絶縁部材２９３ごとシールド被覆２５までが導体部材２９４で覆われた様子が示されている。この例では、シールド被覆２５と導体部材２９４の電位は同じになる。この導体部材２９４により、内部導体２１および外部導体２３がシールドされ、外部ノイズの影響を受けにくくなる。なお、図２（Ｅ）では、各部材の位置関係を理解しやすいようにシールド被覆２５の一部が露出しているように示しているが、シールド被覆２５は、導体部材２９４によって完全に覆われていても良い。
　図２（Ｆ）には、図２（Ｅ）で示す状態から、導体部材２９４ごと外側シース２６までがカバー部材２９５（外側シース２６と同様の素材）で覆われた様子が示されている。この例では、絶縁部材２９１、２９３および導体部材２９２、２９４が設けられた線状センサ２の先端部を保護することができる。なお、このカバー部材２９５を熱収縮（あるいは熱融着）する素材で構成しておき、線状センサ２の先端部を覆った状態で加熱することで密着させてもよい。
　絶縁部材２９１、２９３は、絶縁性の素材（例えば、塩化ビニル、ポリエチレン、等）であればよい。また、導体部材２９２、２９４は導電性の素材（例えば、アルミ、銅、錫、あるいは複数材料による合金、等）であればよい。導体部材２９２、２９４の形状については、フィルム状やメッシュ状の他、筒状の棒端子を用いてもよく、その形状が限定されるものではない。
　なお、絶縁部材２９１、２９３、導体部材２９２、２９４、カバー部材２９５は、カバー部材２９５だけを用いたり、導体部材２９２を除いたりする、といったように、全て使用しなくともよい。また、上述の例に限らず、例えば、外側シース２６を除く端面が同一面になるように切断した場合には、外側シース２６を除く先端部を絶縁部材で覆い、その上をシールド被覆２５と接するように導体部材で覆い、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。また、内部導体２１、圧電体２２、外部導体２３、内側シース２４を、シールド被覆２５よりも短く切断し、これらを絶縁した上でシールド被覆２５で包み、さらにカバー部材を設ける、といった構成であってもよい。すなわち、導体同士の絶縁およびシールドをより確実にする構成であればよく、その構成が限定されるものではない。
　図３（ａ）は、本実施形態のセンサユニットの平面図であり、図３（ｂ）は、同図（ａ）のＡ－Ａ断面図である。
　図３（ｂ）に示すように、センサユニット１は、上述した線状センサ２と信号ケーブル２８からなる線状センサアッシーと、基体３と、蓋体４と、周壁部５とを備えている。基体３は、基部３１とその基部３１から突出した柱状部３２とが一体に形成されたステンレス製の構造体と、第１押圧体３３とを有している。なお、基部３１および柱状部３２は、アルミや黄銅など他の金属製であってもよく、エンジニアリングプラスチックなどの樹脂製であってもよく、セラミック製であってもよい。基部３１および柱状部３２は、振動を伝達しやすくするため剛性の高い材質で構成されていることが好ましい。基部３１は、外径２０ｍｍ、厚さ（高さ）２ｍｍのステンレス製の環状をしている。柱状部３２は、外径が９ｍｍで高さが８ｍｍの円柱状をしている。基部３１および柱状部３２の中心部分には、柱状部３２の突出方向に沿って形成され、基部３１と柱状部３２それぞれを貫通した基体貫通孔３ａが形成されている。基体貫通孔３ａの直径は、６ｍｍである。ただし、これらの形状は、このセンサユニット１が使用される測定対象の機器に対応して適宜設定される。例えば、柱状部３２は、角柱や楕円柱など円柱以外の形状であってもよく、突出方向に向かって先細りになるなど突出高さによって断面形状が変化していてもよい。
　第１押圧体３３は、断面が直角三角形をしたゴム製のリングであり、柱状部３２の根本部分であって、蓋体４と基部３１の間に位置するように配置されている。第１押圧体３３の材質であるゴムは、コンパウンド入りで固めの合成ゴムである。第１押圧体３３の内径は、柱状部３２の外径よりもほんの少し小さい径に形成されている。第１押圧体３３の断面における直角を挟む２辺はそれぞれ基部３１と柱状部３２に接している。第１押圧体３３の断面における斜辺は、柱状部３２の突出方向に対して約４５度傾斜している。この柱状部３２の突出方向は、蓋体４が線状センサ２を基部３１との間で挟み込む挟み込み方向と一致している。すなわち、第１押圧体３３の断面における斜辺は、蓋体４の挟み込み方向に対して約４５度傾斜している。この斜辺によって第１押圧体３３に傾斜面が形成される。なお、第１押圧体３３の断面における斜辺の角度は４５度でなくても構わないが、２５度以上７５度以下であることが好ましく、３０度以上７０度以下であることがより好ましい。ただし、第１押圧体３３は、必ずしも傾斜している必要はなく、挟み込み方向に対して直交方向に延在する面を線状センサ２側に有するものであってもよい。 
　蓋体４は、第１押圧体３３を介して基部３１との間で柱状部３２に巻き付けられた線状センサ２を挟み込んでいる。この蓋体４による挟み込みによって、線状センサ２は、基部３１側に押し込まれている。そして、線状センサ２が第１押圧体３３の傾斜面に押し付けれることで、線状センサ２には柱状部３２の側方（柱状部３２の径方向）に向かう荷重が生じている。なお、第１押圧体３３は、例えば断面形状における斜辺部分が円弧状になった扇状をしていてもよい。扇状の場合、断面形状における円弧の接線方向が蓋体４の挟み込み方向に対して傾斜することになるため、その円弧によって形成されている面が傾斜面になる。この傾斜面により、線状センサ２に柱状部３２の側方に向かう荷重が生じる。第１押圧体３３が傾斜面を有することでこの荷重は強くなるが、傾斜面が存在していない場合であっても線状センサ２の断面形状が円形であるため、ある程度線状センサ２に柱状部３２の側方および柱状部３２側に向かう荷重が生じる。
　なお、第１押圧体３３は、天然ゴムであってもよく、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＤＦなどのフッ素樹脂、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ＡＢＳ、ポリアミド、ポリイミドなどの樹脂製であってもよい。また、コンパウンドやグラスファイバーなどが添加された樹脂製であってもよい。さらに、第１押圧体３３は、発泡体であってもよい。第１押圧体３３は、線状センサ２に直接接触して蓋体４との間で線状センサ２を挟み込む部分であるため、少なくとも基部３１よりも弾性変形しやすい材質で構成されていることが好ましい。すなわち、基部３１よりも剛性が低い材質であることが好ましい。ただし、第１押圧体３３は、ある程度の剛性を有することで、基部３１と蓋体４との間に挟み込まれた線状センサ２が断面において微小変形する程度に圧力が加えられるような材質であることが好ましい。加えて、第１押圧体３３は、基部３１または柱状部３２と同一材料で形成されてものであってもよく、基部３１または柱状部３２と一体に形成されたものであってもよい。第１押圧体３３は金属で構成されていてもよいが、その場合、線状センサ２が傷つくことを抑制するために、線状センサ２との接触面に表面に樹脂やゴムなどの層を設けることが好ましい。
　線状センサ２は、柱状部３２に複数周巻き付けられている。本実施形態では、線状センサ２は、柱状部３２の外側に２重に重なるように柱状部３２の根本から突出端まで多数周巻き付けられている。すなわち、線状センサ２は、柱状部３２の同一高さ位置に２周周回している。なお、線状センサ２の、柱状部３２への巻き付け周回数が１周未満であると検出方向に大きな指向性が生じることがあるので１周以上巻き付けることが好ましい。また、線状センサ２の巻き付け周回数は１周でもよいが、巻き付け周数に比例して線状センサ２の感度が高まり出力される信号も大きくなるため、線状センサ２は、少なくとも２周以上巻き付けることが好ましい。周壁部５には、図３（ａ）に示すように、線状センサ２の後端部を引き出すための引出孔５ｈが形成されている。この実施形態では、線状センサ２と信号ケーブル２８の接続部２ｂは、引出孔５ｈ内に位置している。従って、引出孔５ｈは、線状センサ２の後端部または信号ケーブル２８を周壁部５の外側に案内する案内部の一例に相当する。なお、線状センサ２と信号ケーブル２８への接続部２ｂは、周壁部５よりも外側に配置されていてもよく、柱状部３２に巻き付けられた部分に配置されていてもよい。
　図３（ｂ）に示すように、蓋体４は、蓋部４０と第２押圧体４１とを有している。蓋体４は、基部３１に対向して配置されている。蓋部４０は、周壁部５と一体に形成されたステンレス製の構造体で構成されている。なお、蓋部４０および周壁部５は、アルミや黄銅など他の金属製であってもよく、エンジニアリングプラスチックなどの樹脂製であってもよく、セラミック製であってもよい。蓋部４０は、外径が基部３１と同一径で、中心部分に基体貫通孔３ａと同一径の蓋部貫通孔４０ａが形成された環状をしている。周壁部５は、外径が蓋部４０と同一径で、内径が蓋部貫通孔４０ａよりも大きい中空円筒状をしている。上述した引出孔５ｈは、この周壁部５の内面と外面を直線状に貫通している。また、周壁部５の内径は、柱状部３２の外径よりも、０．４ｍｍ弱程度大きな径に形成されている。線状センサ２は、柱状部３２と周壁部５との間で少し圧縮されて収納されている。従って、周壁部５は、柱状部３２の側方から、柱状部３２に巻き付けられた線状センサ２に接した状態で線状センサ２を囲んでいる。なお、線状センサ２の太さや柱状部３２への周回数に応じて、柱状部３２の外径と周壁部５の内径の差は適宜設定される。周壁部５の高さは、柱状部３２の突出長と一致している。柱状部３２に巻き付けられた線状センサ２は、蓋部４０と基部３１との間に挟み込まれている。蓋体４は、柱状部３２に巻き付けられた線状センサ２に静的な圧力を加えた状態で、接着剤によって基体３に固定されている。換言すれば、基体３と蓋体４と周壁部５によって、線状センサ２を収納する収納空間が形成され、蓋体４がその収納空間に収納された線状センサ２を圧縮しつつ覆っている。なお、蓋体４および周壁部５はカシメやねじ止めによって基体３に固定してもよい。
　第２押圧体４１は、断面が直角三角形をしたゴム製のリングであり、蓋部４０と基部３１の間に位置するように配置されている。第２押圧体４１の材質であるゴムは、コンパウンド入りで固めの合成ゴムである。第２押圧体４１の外径は、周壁部５の内径よりもほんの少し大きな径に形成されている。第２押圧体４１の断面における直角を挟む２辺はそれぞれ蓋部４０と周壁部５に接している。第２押圧体４１の断面における斜辺は、蓋部４０の挟み込み方向に対して約４５度傾斜している。この斜辺によって第２押圧体４１に傾斜面が形成される。なお、第２押圧体４１の断面における斜辺の角度は４５度でなくても構わないが、２５度以上７５度以下であることが好ましく、３０度以上７０度以下であることがより好ましい。ただし、第２押圧体４１は、必ずしも傾斜している必要はなく、挟み込み方向に対して直交方向に延在する面を線状センサ２側に有するものであってもよい。
　蓋体４が、この第２押圧体４１によって柱状部３２に巻き付けられた線状センサ２を基部３１との間で挟み込むことで、その線状センサ２には、挟み込み方向である基部３１側に向かう荷重だけでなく柱状部３２側に向かう荷重も生じている。第２押圧体４１が傾斜面を有することでこの荷重は強くなるが、傾斜面が存在していない場合であっても線状センサ２の断面形状が円形であるため、ある程度線状センサ２に柱状部３２の側方および柱状部３２側に向かう荷重が生じる。なお、第２押圧体４１の断面形状は、例えば斜辺が円弧状になった扇状などにしてもよい。扇状の場合、断面における円弧の接線方向が蓋部４０の挟み込み方向に対して傾斜することになるため、その円弧によって形成されている面が傾斜面になる。この傾斜面により、線状センサ２に柱状部３２側に向かう荷重が生じる。
　なお、第２押圧体４１は、天然ゴムであってもよく、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶＤＦなどのフッ素樹脂、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ＡＢＳ、ポリアミド、ポリイミドなどの樹脂製であってもよい。また、コンパウンドやグラスファイバーなどが添加された樹脂製であってもよい。さらに、第２押圧体４１は、発泡体であってもよい。第２押圧体４１は、線状センサ２に直接接触して線状センサ２を基部３１との間で挟み込む部分であるため、少なくとも基部３１よりも弾性変形しやすい材質で構成されていることが好ましい。すなわち、基部３１よりも剛性が低い材質であることが好ましい。ただし、第２押圧体４１は、ある程度の剛性を有することで、基部３１と蓋体４との間に挟み込まれた線状センサ２が断面において微小変形する程度に圧力が加えられるような材質であることが好ましい。加えて、第２押圧体４１は、蓋体４と同一材料で形成されてものであってもよく、蓋体４と一体に形成されたものであってもよい。第２押圧体４１は金属で構成されていてもよいが、その場合、線状センサ２が傷つくことを抑制するために、線状センサ２との接触面に表面に樹脂やゴムなどの層を設けることが好ましい。
　続いて、センサユニット１の組み立て手順とともに、センサユニット１の詳細部分の構造について説明する。
　図４は、図３（ｂ）に示したセンサユニットを分解した分解断面図である。また、同図は、基体３に蓋体４を固定する前の状態を示す断面図ともいえる。
　センサユニット１の組み立てでは、まず蓋部４０に接触するまで第２押圧体４１を周壁部５の内側に挿入する。この実施形態では、第２押圧体４１は、ゴムで構成され周壁部５の内径よりもほんの少し大きな外径をしているので、自身の弾性により蓋部４０に接触した位置で保持される。また、柱状部３２の根本部分に第１押圧体３３が位置するように基体３の柱状部３２に第１押圧体３３を嵌め込む。この実施形態では、第１押圧体３３は、ゴムで構成され、柱状部３２よりもほんの少し小さい内径をしているので、自身の弾性により柱状部３２の根本部分で保持される。
　次いで、図４において丸で囲った拡大図に示されるように、第１押圧体３３の傾斜面と柱状部３２の側面にまたがるように、両面テープＷを貼り付ける。なお、両面テープＷは、柱状部３２の側面全周に貼り付けてもよく、その側面の一部に貼り付けてもよい。そして、線状センサ２の先端部をその両面テープＷに貼り付けることで仮止めし、線状センサ２を柱状部３２の突出端まで巻き付ける。なお、両面テープＷの代わりに接着剤または粘着剤を用いてもよい。
　その後、周壁部５の、基部３１との接触面に接着剤を塗布する。そして、信号ケーブル２８を引出孔５ｈに挿入して周壁部５の外面から引き出しながら、線状センサ２を軽く圧縮するように蓋体４を基部３１側に押さえつけて塗布した接着剤が固まるまで治具で蓋体４と基体３とを固定する。その接着剤が固まることでセンサユニット１の組み立てが完了する。
　図５は、図３に示したセンサユニットを、固定具によって被検出体に取り付けた取付状態の一例を示す取付状態図である。
　図５に示すように、被検出体９の測定箇所には、ネジ穴９ａが設けられている。センサユニット１は、基体貫通孔３ａおよび蓋部貫通孔４０ａを通過したボルトＢがネジ穴９ａに締めこまれることで被検出体９に固定されている。また、センサユニット１は、ボルトＢによって、被検出体９に押し付けられている。なお、ボルトＢの代わりに、接着剤や両面テープなどでセンサユニット１を被検出体９に固定してもよく、クリップ等の他の固定具を用いてセンサユニット１を被検出体９に固定してもよい。
　この取付状態で、被検出体９に生じた振動がセンサユニット１に到達した場合、その振動は最初に基部３１に伝わる。本実施形態では、線状センサ２は、基部３１、柱状部３２、周壁部５によって取り囲まれ、それらに接触し、また蓋部４０によって軽く圧縮されている。このため、被検出体９から基部３１に伝わった振動が柱状部３２や周壁部５からも線状センサ２に伝達されやすい。その結果、蓋部４０の挟み込み方向に振幅方向を有する振動に加え、挟み込み方向以外に振幅方向を有する振動も高い感度で検出できる。
　以上説明したセンサユニット１によれば、被検出体９に生じた振動を高感度で検出することができる。また、線状センサ２は、第１押圧体３３によって基部３１だけでなく周壁部５にも押し付けられるので、被検出体９から基部３１を介して周壁部５に加わった振動が線状センサ２に伝達されやすい。同様に、線状センサ２は、第２押圧体４１によって柱状部３２にも押し付けられるので、被検出体９から基部３１を介して柱状部３２に加わった振動が線状センサ２に伝達されやすい。これらによって、被検出体９に生じた振動をより高い感度で検出することができる。加えて、第１押圧体３３および第２押圧体４１を弾性体であるゴムで構成しているので、第１押圧体３３と第２押圧体４１との間に挟み込まれた線状センサ２が傷つくことを抑制できる。さらに、周壁部５が蓋部４０と一体に形成されているので、センサユニット１の部品点数を削減することができる。その上、蓋体４が基体３に取り付けられる前の状態では柱状部３２の側面が開放されており、線状センサ２を柱状部３２に巻き付けやすいため、センサユニット１の生産性が高まり、センサユニット１を安価に生産できる。
　次に、第２実施形態のセンサユニット１について説明する。これより後の説明では、これまで説明した構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。
　図６は、第２実施形態のセンサユニットの断面図である。
　図６示すセンサユニット１は、周壁部５が蓋部４０とは別体で構成されている点、蓋体４がパッキン４３を有している点および第１押圧体３３と第２押圧体４１の形状が、先の実施形態のセンサユニット１と異なる。図６に示すように、周壁部５は、中空円筒状をしている。また、周壁部５は、引出孔５ｈの代わりに蓋部４０側の端面に線状センサ２および信号ケーブル２８の直径よりも少し幅広で信号ケーブル２８の直径よりも少し深い溝５ｇが形成されている。線状センサ２と信号ケーブル２８の接続部２ｂは、その溝５ｇに配置されている。すなわち、この溝５ｇは、線状センサ２の後端部または信号ケーブル２８を周壁部５の外側に案内する案内部の一例に相当する。
　蓋体４は、蓋部４０と、第２押圧体４１と、パッキン４３とを有している。蓋部４０は、環状をしたステンレス板で構成されている。パッキン４３は、中央に孔を有する円盤状をしており、平面視では蓋部４０と同一形状をしている。このパッキン４３は、耐油性があり蓋部４０よりもやや厚みが薄いゴム製のシートで構成されている。このパッキン４３は、蓋部４０と周壁部５との隙間を塞ぐためのものである。パッキン４３は、蓋部４０よりも変形しやすい材質であれば、ゴム以外の材質で構成されていてもよく、例えば樹脂製であってもよい。パッキン４３は、接着剤によって蓋部４０に固定されている。パッキン４３の、蓋部４０に固定された面とは反対側の面は、接着剤により柱状部３２と周壁部５それぞれに接着されている。また、その反対側の面における、柱状部３２と周壁部５の間には第２押圧体４１が貼り付けられている。
　第２押圧体４１は、断面が基部３１側に向かって突き出した直角頂を有する直角三角形をしたゴム製のリングである。この第２押圧体４１は、断面形状における斜辺がパッキン４３に貼り付けられ、断面形状における直角を挟む２辺は、蓋体４の挟み込み方向に対して互いに反対方向に４５度傾斜している。これらの２辺によって第２押圧体４１に傾斜面が形成されている。なお、第２押圧体４１の断面における直角を挟む２辺は異なる角度であってもよく、傾斜角度は４５度以外であってもよい。ただし、蓋体４の挟み込み方向に対する２辺それぞれの傾斜角度は２５度以上７５度以下であることが好ましく、３０度以上７０度以下であることがより好ましい。蓋体４が、この第２押圧体４１によって線状センサ２を基部３１との間で挟み込むことで、柱状部３２に巻き付けられた線状センサ２には、柱状部３２側に向かう荷重と周壁部５側に向かう荷重も生じている。なお、第２押圧体４１の断面形状は、基部３１側に向かって凸になる扇状などにしてもよい。扇状の場合、断面の凸形状における頂点以外は接線方向が蓋部４０の挟み込み方向に対して傾斜することになるため、その頂点以外によって形成されている面が傾斜面になる。この傾斜面により、線状センサ２に柱状部３２側と周壁部５側に向かう荷重が生じる。
　第１押圧体３３は、断面が蓋部４０側に向かって突き出した直角頂を有する直角三角形をしたゴム製のリングである。この第１押圧体３３は、断面形状における斜辺が基部３１に貼り付けられ、断面形状における直角を挟む２辺は、蓋部４０の挟み込み方向に対して互いに反対方向に４５度傾斜している。これらの２辺によって第２押圧体４１に傾斜面が形成されている。なお、第１押圧体３３の断面における直角を挟む２辺は異なる角度であってもよく、傾斜角度は４５度以外であってもよい。ただし、蓋体４の挟み込み方向に対する２辺それぞれの傾斜角度は２５度以上７５度以下であることが好ましく、３０度以上７０度以下であることがより好ましい。蓋体４が、この第１押圧体３３によって線状センサ２を基部３１との間で挟み込むことで、柱状部３２に巻き付けられた線状センサ２には、柱状部３２側に向かう荷重と周壁部５側に向かう荷重も生じている。なお、第１押圧体３３の断面形状は、蓋部４０側に向かって凸になる扇状などにしてもよい。扇状の場合、断面の凸形状における頂点以外は接線方向が蓋部４０の挟み込み方向に対して傾斜することになるため、その頂点以外によって形成されている面が傾斜面になる。この傾斜面により、線状センサ２に柱状部３２側と周壁部５側に向かう荷重が生じる。
　この第２実施形態でも、先の実施形態と同様の効果がある。また、部品点数が増加するため組付け工数も増加するが、組み立て時に信号ケーブル２８を引出孔５ｈに挿入して周壁部５の外面から引き出す代わりに、周壁部５に形成された溝に入れ込むだけですむのでセンサユニット１の組立が容易になる面もある。
　続いて、第３実施形態のセンサユニット１について説明する。この第３実施形態の説明では、第２実施形態のセンサユニット１との相違点を中心に説明する。
　図７は、第３実施形態のセンサユニットの断面図である。
　図７に示すセンサユニット１は、基部３１および柱状部３２と周壁部５とが一体に形成されている点が図６に示した第２実施形態のセンサユニット１と異なる。図７に示すように、基部３１と柱状部３２と周壁部５は、中空円柱状のステンレス製の構造体の一端面に円周状の溝を掘ることで形成されている。
　この第３実施形態では、第２実施形態の効果に加え、センサユニット１の部品点数が少なくなるので、センサユニット１を安価に生産できるといった効果がある。
　次に、第４実施形態のセンサユニット１について説明する。この第４実施形態の説明では、図３に示した先の実施形態のセンサユニット１との相違点を中心に説明する。
　図８（ａ）は、第４実施形態のセンサユニットの平面図であり、図８（ｂ）は、同図（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。
　図８（ａ）および図８（ｂ）に示すセンサユニット１は、蓋部４０の形状と、引出孔５ｈの貫通方向と、端子部材７を備えている点と、導電性シールド部材８を備えている点とが図３に示したセンサユニット１と異なる。また、線状センサ２が、長さ方向の中央で折り返され、折り返し部分を先頭にして柱状部３２に巻き付けられている点でも図３に示したセンサユニット１と異なる。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、蓋部４０の、導電性シールド部材８が配置されている側の面には、蓋凹部４０１が形成されている。引出孔５ｈは、周壁部５の内周面から蓋凹部４０１まで斜めに形成されている。なお、引出孔５ｈは、周壁部５の内周面から水平方向に形成された横穴と蓋凹部４０１から鉛直方向に形成された縦穴とが連結された孔であってもよい。この引出孔５ｈには、線状センサ２の両端部が通されている。
　端子部材７は、蓋凹部４０１内に配置されている。また、蓋凹部４０１には、信号ケーブル２８の一端部分も配置されている。端子部材７には、線状センサ２の両端と信号ケーブル２８の一端がそれぞれ接続されている。端子部材７は、増幅器７１が実装されたプリント基板である。この増幅器７１は、線状センサ２の出力信号を増幅して信号ケーブル２８に送り出す。増幅器７１は、信号電圧を±５Ｖ程度になるように増幅する。また、この増幅器７１は、線状センサ２側である入力側のインピーダンスが高く、信号ケーブル２８側である出力側のインピーダンスは入力側よりも低い。入力側のインピーダンスは、１０ｋΩ以上１０ＭΩ以下が好ましい。出力側のインピーダンスは、１０Ω以上１００ｋΩ以下が好ましい。本実施形態では、入力側のインピーダンスは１ＭΩで、出力側のインピーダンスは２００Ωに設定している。こうすることで、増幅器７１に入力した信号は、電圧と電流の両方が増幅されて増幅器７１から出力される。なお、この第４実施形態の信号ケーブル２８内には、信号線と、シグナルグランド線と、アース線に加え、増幅器７１の電源線も設けられている。
　端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分は、シールド７２によって連続的に覆われている。このシールド７２は、２つの絶縁層の間に電磁シールド層が形成されたフィルムを端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分を囲う箱状に成形したものである。この電磁シールド層は、増幅器７１のグランド電極に電気的に接続されていると共に、蓋体４、周壁部５および導電性シールド部材８からは完全に電気的に絶縁されている。この様に、シールド７２の電磁シールド層が独立して増幅器７１を含む端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分を覆うことにより、外来の電磁ノイズの影響を排除すると共に、蓋体４などが被計測装置や部材に接触することで接触した部品の電位レベルが変化しても増幅器７１の電気的動作が安定化すると共に、シールド７２の電磁シールド層の内側に置かれた信号ケーブル２８の一端部分や増幅器７１の定格以上の電位変化や不意に発生するサージノイズ等から端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分を保護することが可能となる。
　導電性シールド部材８は、蓋体４の端面に接着剤で貼り付けられている。導電性シールド部材８は、中央にシールド貫通孔８ａを有する円盤状をしており、平面視では蓋部４０と同一形状をした、ステンレス製のものである。なお、導電性シールド部材８は、ステンレス以外の金属薄板や導電性フィルムなど導電性のあるものであれば他の材質のものであってもよい。端子部材７は、導電性シールド部材８と蓋部４０によっても電気的にシールドされている。このため、端子部材７にノイズが侵入してしまうことはより抑制されている。また、端子部材７は、導電性シールド部材８と蓋部４０によって物理的にもシールドされるので、端子部材７が破損してしまうことも抑制されている。
　この第４実施形態では、図３に示したセンサユニット１と同様の効果に加え、増幅器７１を備えているので、線状センサ２の出力信号に対するノイズの影響を相対的に小さくすることができる。すなわち、センサユニット１における、ＳＮ比を高めることができる。これにより、外来の電磁ノイズ等のノイズに対して、より強い信号を外部の計測機器などに送ることができるため、計測機器などにおいて明瞭な出力信号が得られるようになる。また、増幅器７１によって出力信号が増幅されると同時に送信電力も大きくなるため、更に遠距離に置かれた計測機器などに、出力信号を送り届けることができるようになる。インフラ設備や大規模工場設備などの振動計測においては、数十メートルから数百メートルもの遠距離に出力信号を送る必要が生じることがあり、その際に大きなメリットが得られる。同様に、線状センサ２から得られた出力信号を端子部材７に搭載された電子回路によってデジタル化すれば、更にノイズに強くなると同時に遠距離通信が可能となるため、より大きなメリットが得られる。なお、デジタル化された出力信号を送る際には、信号ケーブル２８は、アナログ信号伝送用ケーブルとは異なる多芯の撚線を用いたシールドケーブルを用いることになる。
　次いで、第５実施形態のセンサユニット１について説明する。この第５実施形態の説明では、図６に示した第２実施形態のセンサユニット１との相違点を中心に説明する。
　図９は、第５実施形態のセンサユニットの断面図である。
　図９に示すセンサユニット１は、周壁部５の形状と、端子部材７を備えている点とが図６に示したセンサユニットと異なる。また、線状センサ２が、長さ方向の中央で折り返され、折り返し部分を先頭にして柱状部３２に巻き付けられている点でも図３に示したセンサユニット１と異なる。図９に示すように、周壁部５の上面には、周壁凹部５１が形成されている。また、溝５ｇは、周壁部５の内周面から周壁凹部５１まで形成されている。溝５ｇの幅は、線状センサ２の２本分よりも少し幅広に形成されている。この溝５ｇには、線状センサ２の両端部が配置されている。
　端子部材７は、周壁凹部５１内に配置されている。また、周壁凹部５１には、信号ケーブル２８の一端部分も配置されている。端子部材７には、線状センサ２の両端と信号ケーブル２８の一端がそれぞれ接続されている。端子部材７は、増幅器７１が実装されたプリント基板である。この増幅器７１は、図８に示したものと同様であるため説明は省略する。
　端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分は、シールド７２によって連続的に覆われている。このシールド７２は、２つの絶縁層の間に電磁シールド層が形成されたフィルムを端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分を囲う箱状に成形したものである。この電磁シールド層は、増幅器７１のグランド電極に電気的に接続されていると共に、蓋体４および周壁部５からは完全に電気的に絶縁されている。この様に、シールド７２の電磁シールド層が独立して増幅器７１を含む端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分を覆うことにより、外来の電磁ノイズの影響を排除すると共に、蓋体４などが被計測装置や部材に接触することで接触した部品の電位レベルが変化しても増幅器７１の電気的動作が安定化すると共に、シールド７２の電磁シールド層の内側に置かれた信号ケーブル２８の一端部分や増幅器７１の定格以上の電位変化や不意に発生するサージノイズ等から端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分を保護することが可能となる。加えて、端子部材７は、周壁部５と蓋部４０によっても電気的にシールドされるので、端子部材７にノイズが侵入してしまうことはより抑制されている。また、端子部材７は、周壁部５と蓋部４０によって物理的にもシールドされるので、端子部材７が破損してしまうことも抑制されている。
　この第５実施形態では、図６に示したセンサユニット１と同様の効果に加え、図８に示したセンサユニット１と同様に増幅器７１を備えていることによる効果も奏する。
　図１０は、（ａ）は、第６実施形態のセンサユニットの下面図であり、図１０（ｂ）は、同図（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。
　図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すセンサユニット１は、基体３の形状と、蓋体４の形状と、周壁部５の形状と、端子部材７を備えている点と、導電性シールド部材８を備えている点とが図３に示したセンサユニット１と異なる。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、基体３は、概して六角ボルトの外形をした基部３１と、基部３１の先端から先端側に突出した柱状部３２と、第１押圧体３３とを有している。以下、この第６実施形態のセンサユニットの説明において、図１０（ｂ）における下側を先端側と称し、図１０（ｂ）における上側を後端側と称する。基部３１は、六角形の外形をした基部頭部３１１とネジ山が形成された基部雄ネジ３１２とから構成されている。基部３１の後端側の面には、長方形をした凹みである基部凹部３１３が形成されている。柱状部３２は、基部雄ネジ３１２よりも小さい径をしている。このため、柱状部３２と基部雄ネジ３１２の間には段部が形成されている。基体３には、基部凹部３１３から柱状部３２に繋がる不図示の貫通孔が形成されている。その貫通孔には、線状センサ２が通されている。
　蓋体４は、円盤状の蓋部４０と、第２押圧体４１と、蓋部４０から先端側に向かって突出した蓋体ネジ部４２とを有している。蓋体ネジ部４２は、外周にネジ山を有する円柱形状をしている。この蓋体ネジ部４２は、ネジ部の一例に相当する。蓋体ネジ部４２の突出方向は、柱状部３２の突出方向と一致している。
　周壁部５の後端側には、周壁雌ネジ５２が設けられている。また、周壁部５の先端側には、柱状部３２が入り込んだ円柱状の孔が形成されている。この周壁雌ネジ５２は、柱状部３２が入り込んだ部分より少し大きな内径をした中空円筒状をしている。周壁雌ネジ５２に、基部雄ネジ３１２がねじ込まれることで基体３は周壁部５に固定されている。また、基部雄ネジ３１２が周壁雌ネジ５２にねじ込まれることで、線状センサ２は、第１押圧体３３と第２押圧体４１を介して基部３１と蓋体４とによってある程度の圧力で挟み込まれている。周壁部５の外形は平面視で六角形状をしている。周壁部５と蓋部４０と蓋体ネジ部４２は、一体に形成されており、これら全体の外形は概して基体３よりも大きな六角ボルトの形をしている。
　端子部材７は、基部凹部３１３内に配置されている。端子部材７には、線状センサ２の一端と信号ケーブル２８の一端がそれぞれ接続されている。端子部材７は、図８に示したものと同一であるため説明は省略する。また、端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分を覆うシールド７２も図８に示したものと同一であるため説明は省略する。
　導電性シールド部材８は、基部凹部３１３の後端側を塞いでいる。導電性シールド部材８は、基部凹部３１３よりも一回り大きい長方形の板状をしたステンレス製のものである。導電性シールド部材８は、接着剤によって基部凹部３１３の後端側に固定されている。なお、導電性シールド部材８は、ステンレス以外の金属薄板や導電性フィルムなど導電性のあるものであれば他の材質のものであってもよい。導電性シールド部材８の一辺にはＵ字状の切欠８ｂが形成されている。この切欠８ｂは、信号ケーブル２８よりも少しだけ幅広に形成されている。信号ケーブル２８は、切欠８ｂを通ってセンサユニット１の外側に延在している。導電性シールド部材８と基部３１によって、端子部材７にノイズが侵入してしまうことがより抑制されている。
　この第６実施形態では、図８に示した第４実施形態のセンサユニット１と同様の効果に加え、センサユニット１自体がボルトとして作用するので、センサユニット１を被検出体に容易に取り付けることができるといった効果を奏する。
　図１１は、（ａ）は、第７実施形態のセンサユニットの下面図であり、図１１（ｂ）は、同図（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。
　図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すセンサユニット１は、基体３の形状と、蓋体４の形状と、周壁部５の形状と、端子部材７を備えている点とが図３に示したセンサユニット１と異なる。図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、基体３は、概してイモネジの形をした基部３１と、基部３１の先端から突出した柱状部３２と、第１押圧体３３とを有している。以下、この第７実施形態のセンサユニットの説明において、図１１（ｂ）における下側を先端側と称し、図１１（ｂ）における上側を後端側と称する。基部３１の後端側の面には、六角棒スパナが嵌め合わされる六角穴３１４が形成されている。基部３１の外周面は、ネジ山が形成された雄ネジになっている。また、基部３１には外周面から中心側に向かって凹んだＵ字溝３１ａが形成されている。このＵ字溝３１ａは、信号ケーブル２８よりも少しだけ幅広に形成されている。柱状部３２は、基部３１から先端側に向かって突出している。柱状部３２は、基部３１よりも小さい径をしている。このため、柱状部３２と基部３１の間には段部が形成されている。また、基体３には、基部３１から柱状部３２にかけて、スリット３１５が形成されている。このスリット３１５は、図１１（ｂ）における紙面手前側が開放され、紙面奥側が閉塞された有底の長方形をした穴である。ただし、スリット３１５は、紙面手前側と紙面奥側の両側が開放された貫通孔であってもよい。
　蓋体４は、蓋部４０と第２押圧体４１とを有している。蓋部４０は、円盤状をしており、後述する周壁雄ネジ５３の先端で周壁雄ネジ５３の中空孔を塞いでいる。
　周壁部５は、先端側が小径の中空円筒状をしており、後端側が後端側よりも大径の中空円筒状をしている。周壁部５の大径部分後端側は、内周面にネジ山が形成された周壁雌ネジ５２になっている。この周壁雌ネジ５２に基部３１がねじ込まれることで基体３は周壁部５に固定されている。周壁部５の小径部分は、外周面にネジ山が形成された周壁雄ネジ５３になっている。周壁部５の大径部分の先端側と周壁雄ネジ５３には、孔が形成されている。柱状部３２は、その孔に入り込んでいる。基体３の基部３１が周壁部５の周壁雌ネジ５２にねじ込まれることで、線状センサ２は、第１押圧体３３と第２押圧体４１を介して基部３１と蓋体４とによってある程度の圧力で挟み込まれている。周壁部５の大径部分外形は平面視で六角形状をしている。周壁部５と蓋部４０は、一体に形成されており、これら全体の外形は概して六角ボルトの形をしている。
　端子部材７は、スリット３１５内に配置されている。端子部材７には、線状センサ２の一端と信号ケーブル２８の一端がそれぞれ接続されている。線状センサ２は、スリット３１５の開放された面を通って柱状部側に延在し、柱状部３２に巻き付けられている。端子部材７は、図８に示したものと同一であるため説明は省略する。また、端子部材７および信号ケーブル２８の一端部分を覆うシールド７２も図８に示したものと同一であるため説明は省略する。なお、端子部材７は、基体３と周壁部５によって全体を囲まれることでノイズが侵入してしまうことがより抑制されている。信号ケーブル２８は、Ｕ字溝３１ａを通ってセンサユニット１の外側に延在している。
　この第７実施形態では、図１０に示した第６実施形態のセンサユニット１と同様の効果に加え、線状センサ２の一部を被検出体の内側に入り込ませることができるので、センサユニット１がより高い検出感度で振動を検出できるといった効果を奏する。
　本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことが出来る。たとえば、本実施形態では、圧電体２２を用いた線状センサ２について説明したが、導電ゴム等の抵抗線やキャパシタ線等を用いた線状センサ２に変更してもよい。また、第１押圧体３３と第２押圧体４１の一方または両方を省略してもよい。さらに、基部３１、柱状部３２および蓋部４０の外形は、平面視で円形でなくてもよく、例えば多角形をしていてもよい。加えて、基部３１が被検出体９に接触するようにセンサユニット１を被検出体９に取り付ける例を説明したが、蓋部４０が被検出体９に接触するように、図５に示した例とは反対向きにセンサユニット１を取り付けてもよい。また、線状センサ２を長さ方向の中央で折り返して、折り返し部分を先頭にして柱状部３２に線状センサ２を巻き付けてもよい。その場合、線状センサ２先端部の、絶縁部材２９１、２９３、導体部材２９２、２９４およびカバー部材２９５を省略し、線状センサ２の先端と後端をともに信号ケーブル２８に接続してもよい。その際、線状センサ２の先端と後端の内部導体２１をともに信号ケーブル２８の信号線に接続し、線状センサ２の先端と後端の外部導体２３をともに信号ケーブル２８のシグナルグランド線に接続し、線状センサ２の先端と後端のシールド被覆２５をともに信号ケーブル２８内のアース線に接続することが好ましい。
　なお、以上説明した各実施形態や各変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、他の実施形態や他の変形例に適用してもよい。
１　センサユニット
２　線状センサ
３　基体
３１　剛基部
３２　柱状部
４０　蓋部
５０　周壁部

Claims (11)

  1. 　基部と該基部から突出した柱状部を有する基体と、
    　前記柱状部に巻き付けられた線状センサと、
    　前記柱状部の側方から前記線状センサに接した状態で該線状センサを囲む周壁部と、
    　前記基部に対向して配置され、前記基部との間で前記線状センサを挟み込んだ蓋体とを備えたことを特徴とするセンサユニット。
  2. 　前記基体は、第１押圧体を有するものであり、
    　前記蓋体は、前記第１押圧体を介して前記基部との間で前記線状センサを挟み込むものであることを特徴とする請求項１記載のセンサユニット。
  3. 　前記第１押圧体は、前記基部よりも弾性変形しやすい材質で構成されたものであることを特徴とする請求項２記載のセンサユニット。
  4. 　前記第１押圧体は、前記蓋体の挟み込み方向に対して傾斜した傾斜面が形成されたものであることを特徴とする請求項２または３記載のセンサユニット。
  5. 　前記蓋体は、第２押圧体を有し、該第２押圧体によって前記線状センサを前記基部との間に挟み込むものであることを特徴とする請求項１記載のセンサユニット。
  6. 　前記第２押圧体は、前記基部よりも弾性変形しやすい材質で構成されたものであることを特徴とする請求項５記載のセンサユニット。
  7. 　前記第２押圧体は、前記蓋体の挟み込み方向に対して傾斜した傾斜面が形成されたものであることを特徴とする請求項５または６記載のセンサユニット。
  8. 　前記周壁部は、前記蓋体と一体に形成されたものであることを特徴とする請求項１～７のうちいずれか１項記載のセンサユニット。
  9. 　前記周壁部は、前記基体と一体に形成されたものであることを特徴とする請求項１～７のうちいずれか１項記載のセンサユニット。
  10. 　前記蓋体は、ネジ部を有するものであることを特徴とする請求項１～９のうちいずれか１項記載のセンサユニット
  11. 　前記周壁部は、外周面にネジ山が形成されたものであることを特徴とする請求項１～９のうちいずれか１項記載のセンサユニット。
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