JPH0219702Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （技術分野） 本考案は、電気部品、特に金属板と圧電素子と
を貼り合わせた、いわゆるユニモルフ振動子を応
用して機械的な振動をピツクアツプするセンサの
リード線引き出し構造の改良に関する。

（考案の背景） 上記ユニモルフ振動子を応用したセンサが、近
年自動車のエンジンあるいは各種機械の異常振動
等の検出用素子として実用化されている。本明細
書ではこれを振動センサと呼ぶことにする。

このような振動センサの一般的な構造は、第１
図に示される。この図において、自動車のエンジ
ンまたは各種機械に取り付けるためのネジ部１を
有する金属ケース２に、金属板３に圧電素子４を
貼付けてなるユニモルフ振動子５を金属ケース２
と一体の支柱６を介し機械的に接続し、封止と外
部との電気的接続の目的で端子を有する樹脂ケー
ス８を装着する。この際、樹脂ケース８の端部と
金属ケース２の底面との間には気密封止のための
Ｏリング９を設け、その後金属ケースの２上端を
かしめ、樹脂ケース８を固定すると共に内部を密
封する。

前記接続用端子としては、ユニモルフ振動子５
に誘起する電圧を取り出すため基本的には２つの
端子７Ａ，７Ｂが必要となる。１つの端子７Ａは
リード線１０Ａにより圧電素子電極の一方に接続
される。もう一方の端子７Ｂは同様にリード線１
０Ｂにより圧電素子の反対側の電極、即ち金属板
３に接続される。ユニモルフ振動子５の形状とし
ては、円板もしくは方形板が多く用いられる。

しかし、この種の振動センサは、上記ユニモル
フ振動子５の共振を利用して機械的振動をピツク
アツプするため、上述のように金属板３にリード
線を直線接続することは該ユニモルフ振動子の振
動モードに影響を与える等の理由により原理的に
好ましくない。事実、本考案者の実験において
も、ユニモルフ振動子の金属板部分にリード線を
ハンダ、導電接着剤等で接続した場合、振動子の
共振周波数がずれたり、共振時のＱが低下したり
する等の現象が発生する確率が増加し、設計上、
製造上好ましくない。

構造上ユニモルフ振動子の金属板は、第１図に
も示したように、その支柱６を介して金属ケース
２に接続されるので、多くの場合金属板３と金属
ケース２とは電気的に導通状態にある。この点を
利用して、振動センサが取り付けられるエンジン
本体もしくは機械本体１５を通常は金属であるか
ら帰線として用い、金属板３と接続される側の端
子７Ｂを省略して用いる場合もある。こうすれ
ば、金属板にはリード線が接続されないから、上
記特性劣下が生じることはない。しかし、この構
造によると、エンジン本体もしくは機械本体、あ
るいはセンサの金属ケースが錆びた場合、両者の
電気的接続が不完全となり、動作が保証されなく
なる危険性がある。従つてケース内において接続
をとることがやはり望ましいと云える。

上記の点を考慮すると、金属ケースの内壁の１
点にリード線を接続し、これをもつて前記端子と
接続することが考えられる。しかし、実用上スペ
ースの問題等の制約からこのような構造を採用す
ることは困難な場合が多い。

次に、舌片状の金属片（例えば通常ラグと称さ
れている如きもの）にリード線を接続し、樹脂ケ
ースをかしめて固定する際、その舌片状金属片を
樹脂ケースを介して金属ケース内壁に圧着させ、
そのリード線をもつて前記端子と接続するという
構造が考えられる。しかし、実際上、樹脂ケース
をかしめにより固定する際、ゴム等のＯリングを
樹脂ケースの下端部に置いて密封性を高める場合
が多く、前記舌片状金属片をここに設けることは
Ｏリングの部分的変形を招き、製品の長期寿命を
保証できなくなる恐れがある。

（考案の目的） 本考案は、前記諸点を改良し、ユニモルフ振動
子の特性劣化を生じることなく、振動検出の特性
及び安定性を向上させ得る端子引き出し構造を備
えた振動センサを提供しようとするものである。

（考案の実施例） 以下、本考案に係る振動センサの実施例を図面
に従つて説明する。

第２図は本考案の実施例を示し、第３図は実施
例で用いる金属部品を示す。これらの図におい
て、金属部品２０は、円筒部２１とその下端に一
体に形成されたつば部２２とからなつている。こ
こで、円筒部２１の外径は樹脂ケース８の内径と
略等しくし、つば部２２の外径は、樹脂ケース８
の外径と略等しく、あるいはわずかに小さく設定
する。そして、金属部品２０の円筒部２１の上端
にリード線１０Ｂをハンダ等により接続し、円筒
部２１にＯリング９をはめた後に樹脂ケース８に
挿入し、端子７Ｂにリード線１０Ｂを接続した
後、樹脂ケース８と該金属部品２０とが一体化さ
れたものを金属ケース２に挿入する。前記金属部
品２０のつば部２２は、樹脂ケース端部と金属ケ
ース内側の底面との間にＯリング９とともに介在
し、樹脂ケース８が金属ケース２にかしめ固定さ
れると金属ケース底部と面接触する。なお、その
他の構成は、第１図の従来の場合と同様でよい。

上記実施例の構成によれば、金属部品２０のつ
ば部２２は、金属ケース２の底部に確実に面接触
するから、信頼性の高い電気的接続を得ると共
に、工程上においてはＯリング９の受けになるか
ら、組立ての自動化がはかりやすくなる。

第３図の金属部品２０の円筒部２１は完全な円
筒であるが、上記の効果を考えると完全な円筒で
なくともよく、第４図に示すように、板を丸く筒
状にまるめて円筒状部２１Ａを作りつば部２２Ａ
を一体に形成した金属部品２０Ａを用いてもよ
い。

また、金属部品の円筒部は直円筒でなくともよ
く、第５図のように上端をすこしすぼめた形の円
筒部２１Ｂを有する金属部品２０Ｂを用いること
もできる。樹脂ケース８の内部形状によつては第
５図の金属部品２０Ｂの方が好ましい場合もあ
り、また樹脂ケースへの円筒部の挿入を考えた場
合には第５図の方が挿入しやすい。

さらにユニモルフ振動子５と端子７Ａ、および
金属部品２０，２０Ａ又は２０Ｂと端子７Ｂとの
接続用リード線１０Ａ，１０Ｂについて考える。
通常は、細く軟い銅の単線又は撚り線をリード線
として用いて端子７Ａ，７Ｂの根元（振動子に近
い端部）にハンダ等で接続する。この場合、樹脂
ケース８を金属ケース２より離した状態でリード
線１０Ａ，１０Ｂを接続し、その後に樹脂ケース
８を金属ケース２に挿入しなければならず、従つ
てリード線の長さは必要以上に長くとつておかね
ばならない。そのため、組込み（樹脂ケース８を
金属ケース２に挿入）後に、ケース内部でリード
線１０Ａ，１０Ｂがたるみ、振動子（のリード線
接続部以外の個所）と接触するようなことになる
と、その特性が不安定となる恐れがある。

本考案では、前記金属部品の使用と組み合わ
せ、下記の提案をする。即ち、第２図に示した端
子７Ａ，７Ｂの内部に貫通穴を設け、リード線１
０Ａ，１０Ｂとしては、リン青銅あるいはピアノ
線のような、バネ性のある、いわゆる腰の強い線
を用い、この線を上記端子７Ａ，７Ｂの貫通穴を
通して外部へ引き出し、その先端部（第２図Ｐ，
P′点）においてハンダ等によりリード線１０Ａ，
１０Ｂの接続固定と穴の封止を兼ねる。リード線
１０Ａ，１０Ｂとしてバネ性のある線材を用いた
のは、端子７Ａ，７Ｂの貫通穴を通す際の作業性
を良くするためである。端子の根元部で貫通穴を
大きくロート状に広げておけば、線材を通す際の
作業性はより向上する。線材を必要以上に太く、
あるいは硬くしなければ、リード線１０Ａ，１０
Ｂはたるむことなく自然にカーブし、特に振動子
５との接続点においても余分な力を加えるという
こともない。

温度等の外的要因によりリード線１０Ａ，１０
Ｂが膨張あるいは収縮し、振動子５との接続点に
引つ張りもしくは圧縮の応力が発生する恐れのあ
る場合は、例えば第６図Ａ，Ｂ，Ｃに示すよう
に、リード線１０Ａ，１０Ｂの一部に折り曲げ部
３０，３１又は螺旋部３２を設け、この部分で応
力を吸収することも可能である。なお、リード線
としての両端の接続部分を除き絶縁被覆を施こし
たものを使用してもよい。

前出の金属部品２０，２０Ａ，２０Ｂを用いた
場合、あらかじめ円筒部の一部にリード線１０Ｂ
の一端をハンダ等により接続しておき、Ｏリング
９も金属部品にはめ込んでおき、そのリード線１
０Ｂを端子７Ｂの貫通穴を通して樹脂ケース８の
外部に引き出し、樹脂ケース８と金属部品をはめ
合わせる。これで樹脂ケース８と金属部品は殆ん
ど一体として取り扱えるようになる（必要に応じ
て、第２図P′点はハンダ付けを終了しておいても
良い。）。しかる後にリード線１０Ａを端子７Ａの
貫通穴を通しながら、上記樹脂ケース８を金属ケ
ース２に挿入すれば、本振動センサの組立ては非
常に容易となり、簡単に自動化も計れる。

（考案の効果） 以上述べた如く、本考案の振動センサによれ
ば、金属ケース内にユニモルフ振動子を設置し、
外部に電気出力を取り出す端子を有する樹脂ケー
スと前記金属ケースとで密封するような構造にお
いて、つばを有する円筒もしくは板を丸めて円筒
状とした金属部品と一方の端子とをリード線をも
つて接続し、前記金属部品のつば部が、密封する
よう前記樹脂ケースと金属ケースが一体化させら
れた時、金属ケースと電気的に接続されるような
構造としたので、センサの特性劣化を避けること
ができ、信頼性および安定性を向上させ、さらに
製造を容易とすることができる。さらに、前記ユ
ニモルフ振動子と端子及び前記金属部品と端子と
の接続にリン青銅あるいはピアノ線のようなバネ
性のある線材を用い、端子に設けられた貫通穴を
通して前記線材を外部に引き出し、端子先端にお
いてハンダ等により接続することによつて、より
一層の品質の安定性、作業性の向上が得られる。
また、温度等の外的要因による前記リード線の膨
脹、収縮によつて振動子とリード線の接続点に圧
縮もしくは引張りの応力が発生することが考えら
れる場合には、前記リード線の一部に折り曲げ部
を設けることにより、解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振動センサを示す正断面図、第
２図は本考案に係る振動センサの実施例を示す正
断面図、第３図は実施例で用いる金属部品の具体
例を示す斜視図、第４図は金属部品の他の具体例
を示す斜視図、第５図は金属部品のさらにもう１
つの他の具体例を示す斜視図、第６図Ａ，Ｂ，Ｃ
は夫々実施例で用いるリード線の具体例を示す正
面図である。 ２……金属ケース、５……ユニモルフ振動子、
６……支柱、７Ａ，７Ｂ……端子、８……樹脂ケ
ース、９……Ｏリング、１０Ａ，１０Ｂ……リー
ド線、２０，２０Ａ，２０Ｂ……金属部品、２
２，２２Ａ……つば部、３０，３１……折り曲げ
部、３２…螺旋部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 金属ケース内にユニモルフ振動子を設け、外
   部に電気出力を取り出す第１及び第２の端子を
   有する樹脂ケースで前記金属ケースの開口部を
   密封した構造の振動センサにおいて、前記第１
   の端子を第１のリード線で前記ユニモルフ振動
   子の第１の電極に接続し、前記ユニモルフ振動
   子の第２の電極を前記金属ケース側の支柱で支
   え、つば部を有する円筒状金属部品と前記第２
   の端子とを第２のリード線をもつて接続し、前
   記金属部品のつば部を前記樹脂ケース端部と前
   記金属ケース内側底面との間に介在させて該金
   属ケース内側底面に面接触させることにより、
   前記金属部品を前記金属ケースに電気的に接続
   した構造を備えたことを特徴とする振動セン
   サ。 (2) 前記第１及び第２のリード線をバネ性のある
   線材としたことを特徴とする実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の振動センサ。 (3) 前記第１及び第２のリード線の一部に折り曲
   げ部を設けたことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第２項記載の振動センサ。