JPS5931421A - 振動センサ− - Google Patents

振動センサ−

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JPS5931421A
JPS5931421A JP14163582A JP14163582A JPS5931421A JP S5931421 A JPS5931421 A JP S5931421A JP 14163582 A JP14163582 A JP 14163582A JP 14163582 A JP14163582 A JP 14163582A JP S5931421 A JPS5931421 A JP S5931421A
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JP
Japan
Prior art keywords
vibration
frequency
extension part
extension
end side
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Pending
Application number
JP14163582A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukinobu Takeuchi
竹内 行信
Kiwa Ikeda
池田 喜和
Seiichi Yoshikawa
吉川 誠一
Shinichi Suzuki
伸一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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Publication date
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Publication of JPS5931421A publication Critical patent/JPS5931421A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H13/00Measuring resonant frequency

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 こσ介発明は振動レンリー 、’1.’lに圧電体を利
用1゜lJものに関づる。
一般に、圧電イホを・利用し、に振!fIIJ1インリ
ー1;L、例えば電磁タイIの1〕の/fどの他の機械
−電気変換器(1するい(51,Fl費−電気☆換器を
用いk I:)のに比べで、ぞの構j告をnv1中に?
jることができるという刊Qがdりる1、1・!目こ、
弾f’l Ii914ンの片面に11電I本%−1/+
 ’i’iして振動体どする(に造はコニ1−ルフ型と
呼ばれ、−ξのづり11メtji’/板の−(4,jを
周定021j 、j:l、他端を自由端と!することl
JJ、り形成される序文1:′[6代の振!l1IJヒ
ンリーは、11電休を用いる振動lコンリー中r−0最
も簡単(f構造どするεとがでε\る。このコニ[ルフ
J1すのIIN 1FJJ ’lごンリーは、1述した
J、うに、弾14 d板の片面に圧電体を貼着して振動
体と/I−IJとともに、1記弾1)1薄板の一喘を固
定端とし他端を自由端どづることにより形成されるもの
であるから、ぞの同右の。j(振周波数Cマ、1. i
ceづl l’l 1i(i 4bt 〕?i t’l
 M fit ににび上記振動体の質tβ(、二人さく
依存づ−る。従−)で、例えば111.い周d2/数角
”1戚の振θノを検出覆る振動レンリー(・(,1,1
−記ツリ1↑〕1薄恢の弾111定数づなりら一1ンノ
フイアンスを小さくするどとbに1−配圧電体の’(:
i fit b ’IXa < L/ (アル。反tJ
 ニ、flCイ周Flz 数6JI IjEの振動を検
出りる振動センサーで(、↓、上記弾性薄(ルの一1ン
ゾーノイノ′ンスを人さくηるとどもに1.記11電1
木の?1 tAも人さ゛く号る。このようにして、この
種の圧電体を用いた撮動レンリーは、ある稈1aの広さ
の周波数uI域の範囲内においては、そのノミ振周汲数
・ノイcわI〕検出周波数を任意に設定覆ることがてさ
−る。しかし、特に高い周波数領域あるいCL 11(
い周波数領域(゛(J、十記弾竹薄板の=1ンゾライア
ンスと1−配圧電体の質量を操作するだ(プCは所定の
共振周波数を得ることが困りUになってくる。
特に、圧電体を用いた振動センサーでは、高い方の共振
周波数(ユ比較的筒中に1!lることができるが、例え
ば可聴周波数以下の低い共振周波数を得ることは、その
低い周波数に見合うだけI「重体の貿lを人きくけねば
ならず、このために圧電体形状がやたらに大型化して現
実にそれを構成することが(、↓イrはだ回動にイj−
)でくる。1]”電1本番3i、一般に大型のものを形
成づることがノ1常に困IIIであり、仮に1i7るこ
とかできたとし、ηもぞ4′1はノ1常に高二1スh 
/J’bのとなってしまう3.従−)(、圧電体を用い
て(^1造が間中でかつ低−lス1〜な振動センサ−−
を1g、にうどりれfJ、どうしてもイの塗出周波数(
,1高いものどイ1らざるをl!? <、cかっi(、
、−) +Lす、従来の圧電体を用いl、−振動1?ン
リ−−(91、低い周波@ l;T応答71°るものを
1!lることが(、]ど/υどでさイ「か−ンl、:の
て・ある。どころが、1辰!1’JJ l:?ンリ゛−
としくの用途は、(・η米の圧電体を用いた)h<動]
!ンリーがiI怠とす“る高い周波数領域J、すC)、
むしろ可聴周波数以下のイ1(、い周波数領域に多いの
である。例えば、 般の機械装置において、その動作の
異常に作って生じる異常振動は数十ヘルツとい・)だ低
い周波数である。従って、こねらの機械’AEjlの安
全システムに使用りるためには、てのJ:うに低い周波
数を確実に検出1rることができる1)のでな(Jれば
イ1らない。
この発明は、1ス十のJ:う′/r Y、’(、束の問
題に化みてなされたもので、その目的と1jるどころは
、圧電体を用いた振動レンリーの特徴である小型かつ低
1スト(−あるという刊1.“、ミをそのま:L活かし
つつ、に]1いfJの」(振周波数はbらろんのこと、
例えば数1ヘルツどい・) /=ような11(い共振周
波数もイ丁息に設定CさるJ、うにし、こ・れにより各
種安全シスi18にお1する(IY動t′!ンリーとし
Cも十分に使用でさろJ、・)にした振りノヒンサーを
iI[!IIξすることにある。
1記の[1的を)構成づるために、この発明kl、弾↑
11薄板に圧電体を貼r′1シて振動体となりととb 
+;:1記、H1il l’l ts91ルの 喘を固
定端とし他端を自由幅:とすることにより形成される序
文持方式の振動センサーにおいC11記弾fi H’j
板の自由端側に所定1(さおにひ幅の延長部を設け、さ
らにこの延長部の先端部に所定質f1jの神都を設(−
Jで、上記延長部の良さおよび幅と十記唾部の質量によ
り共振周波数を任意1’二設定d lられるJ、うにし
たことを特徴とづる。
以上、この発明の好適な実施例を図面に厚づ゛いて説明
する。なa5、各図中共通あるいは相当する部分には同
符号を用いて承り。
第1図dゴにび第2図(,1この発明によるi%i i
l] I!〕ノリ゛−の一実施例を示に1o同図に示す
振すj t?ン号−101;L、まず、所定の形状に切
り抜かれた弾i4 it?板22に圧電素子20を貼”
6 L/ −c f、rるIh%動体18を有する。
この振動体18は、鞘部12J1お、1、び、’a F
ili 12 II /)+ +3イするケース12内
に11v、納されている。弾f]薄板22は、その 端
側が固定部24と11す、またでの細端側が自由端どな
るべく序文持されCいる。弾M ii’/板22の固定
部24に(,1、取イー1−/l 32,32が穿設さ
れ、この取f」孔32,32により」−記鞘部10の付
切部14のト々i;面に固定さ:11ている。さらに、
h f”L ’(7部12の下側面に一体に突設された
仕切部16の上端面が粗部10側の1]切部14の上端
面に合致?するJ、うにイ「−)で、13す、これによ
りぞの固定部24は鞘部10と蓋部12の各仕切部14
.16の間に挾持されている。1」配圧電体20は、実
hi!i例では円板状に形成され、イのト面には焼f1
等により電(ji(図示省略)か形成されている。また
、ぞの下面が接しCいる弾性lQ板22は金属製であり
、従−)でこの弾II1. tiu板2板厚2電体20
の下側電極を形成する。圧電体20の上側電極およひ弾
↑’l包仮22の固定端側は、リード線 40.42を
介しC外部引出しl)−プル38(こ接続されている。
また、j−記/7−ス12 fi、その外底面に両面接
着シー1−44が引−(=J I:Jられ(おり、この
1妄打シート44にJ、すにシ測定如]Z!物に簡単1
ご貼着されるJ゛うになっている。ここC1l IX+
!づ’t’ l’l +’+9板22の自由端側には、
所定長さ+3よひ幅の延長部28が延設され、ざらにこ
の延I廼i1t ? 8のりL端部に所定質!■の錘3
0h” IB tr剤香fJ に リH(実L:: r
& (=J iJられている。十記1!1艮部28は、
図示の実施例でIJ 、その幅が他の部分と同じにな1
でいる。
さて、Jズ1のJ、うに構成された振動ロン1ノー10
(,1、これか肢測定対象物に取付けられることにより
該被測定対象物とともに振動づる。そして、この振動に
より1−記弾性薄板22が共振して振動し、この振動が
1−記ハー電体20によって電気的変ずClに変換され
、ケーブル38を介して外部へ出力される。
このとき、1−記弾竹薄板22の振動【J、圧電体20
の質量の他に、十記延長部28を含む部分によって形成
される]ンプライアンスと上記鍾30が参加して111
られる振動7Ii fi4ど(iJ、)(定め+7.ね
る固有の共振周波数(・行イ;゛われる。つ3、す、従
来に+5いて(ユぞのjt IhG周波数/メ斤電1本
の7’i :+3と弾す!1暦板の一]ンノ゛ライシ7
ンスにJ: =)でほとんど決定されていたのか、ここ
では1記延艮部28 i−二il’i 4Jる」ンプ−
)イアンスと該延長部28の先端部に取(=I lた鍾
30の質呈どにJζ−)でその共振周波数が設定(\4
するようにイi−)でいる。これにより、振動体18(
J、1゛記廷良部2Bと一1記紳30により、実質的に
1分にA、さイアー+ンプライアンスど1゛分に人ぎな
質O1を1[することがで・3 ル(7) ’C、% 
ノ共振周波数(41従来のl’、)(j’) J、 5
) ’43人幅に11(り設定することがてきるよ)に
1.蒙る。そしてこれにより、従来におい(【、Lはど
んど不可能であった数十ヘルツどいったJうな低い共振
周波数も筒中にもた【!ることがでさ、t、L−)で1
17艇;l#1彼数ノズ−1;の撮動す高感度IJ検出
できるJ、うにその周波数感1α特竹を設定cすること
が(゛きる。他方、ぞの延長部28の良さを極く短くし
てイのコンプライアンスを小さクシ、かつ紳30の質G
;を小さい−bのにづれば、その検出感痕特↑11を高
い周波数にも−)てくることb曲中に行lI′うことが
できる。つまり、この発明による振動【?シリ−10で
は、測定しようどづる1h<仙の周波数か11めで低い
周波数領域であ・)てb 、あろい+:t Jlbi゛
に1−bい周波数領域であって(]、ト記延艮部28の
良さ+5よびその幅と一1記鍾30の貿t;+ 4・選
ぶ(二とによっC簡す1に対応することができるように
な−)でいる。さらに)1目すべきことは、1記振動1
+18の共振周波数を極めて低く設定したどじでも、ぞ
の設定は−1−記延艮部28と上記紳30にJ、−)(
行イ1うごとがCきるから、圧電体20の形状を人望化
すイ)必要は全くないということである1、シか6、ぞ
の延長部281.1上記弾fIL薄Mi221;て一体
にji設される1)のであって、該弾性薄板22が切り
抜かれるとさ°(J同1.+1に形成されるしので′あ
るから、製造・組で!の面倒が増したり 、あるい(ユ
]ストが高くイ蒙つたり′?JるJ:うなことは全くイ
Z < 、従−)で4M 7fQが簡N1て小型かつ低
]スI−であるという圧電体型振動l?ンリーの利点は
少しも損イつれることかない。
第3図、第4図、第5図はこの発明の他の実施例を承り
。同図に示?1実施例(” Ll 、弾↑I[λ9板2
2の延長部28の先端側に該延長部28の延長方向に長
い長孔34が穿設され、この長孔34にネジ36を用い
C錘30が取イ」けられている。このJ:うな構成とし
たことにより、!ll1301J l:記ンジ36を緩
める(−どに・にす、Fミ孔34の良さの範囲内でぞの
IIR(;口J(fi冒をn山に可変設定りること/]
(できる。でしでこれにJ:す1辰動体18の共振周波
数を自由に可変調節りることが−(さる。従って、測定
し、J、)どりる撮動の周波数に合せて共振周波数を精
密(J調整することbここぐは1r;1中に行なえ、(
−4′々により目的とげる振動をざらに高感Iσに検出
?Jろ(−とがてきるように仕る。
;、I 7j、この発明は、いわ11)る1−しルノタ
イブの振動子を用いた振IJ+セン1j−だ【Jでは4
1り、バイ七ルーツタイプの振動子を用いた振動l!ン
リーにち適用づ−ることができる。パイモネフタイブの
振動子は、前述した5#、うIJ、但いjt Ihi周
波数のものがユニモルフタイプのものよりt)さらに作
り難いが、しかしこれも、第5図にその実施例を示Jよ
うに、11電(A20.20が両面から貼着されている
+rlP1ノド’117 +1j 22に所ンrのI(
さく!5よび幅を有する延長部28と該延長部28の先
9η;部に錘30を取付【〕ることににす、十分に低い
共振周波数に簡単に設定することか(きる。これにJ、
す、バイーEルノタイプの振動!′Q)7″f徴である
高1■痘という利点かそのま31a話かされた振動レン
リーを極めて簡単かつ小型に 、しからば]ス1−にi
!lることができる。もらろんこの実施例にJ5いても
、ぞのJし振周波散り4「わら検出1、’、1波数は、
ト記延長部28および十記紳30を操作すること1こ上
り広いIIQ囲の中から任意に設定り−ることかでさる
1スiのように、この発明ににる振動ヒンリ−〜let
、圧電体を用いる(二どによ−)で得られる種々の利点
、−cJなりら構)古か曲中で・小型であり 、かつ低
丁1ス1〜であるといつIこようへ刊白をそのまま残し
つ−)、その共振周波数リイ「わら検出周波数を、高い
周波数作成にも、また低い周波数領域にも自由に5p定
することかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に′よるlA%動ヒンリーの一実茄例
を承り断面図、第2図はその1辰動体nl1分を取り出
して承り平面図、第3図(」この発明の他の実り角例を
示1J’ 111+面図、第4図1.1ε1)3図IL
−,ilj lノる振動1?ンリーの振動体部分を取り
出して承り平面図、第5図ILL M ラニ別の実施例
6: /l’; ”Jす’j 7i1t ff7+面図
テ・′ある。 10・・・・・・・・・・・・振動上ンリー12・・・
・・・・・・・・・//  ’l。 12a・・・・・・・・・精品 121+・・・・・・・・・蓋部 14.16・・・・・・イ゛1切部 18・・・ ・・・ ・・・ ・・・ 娠 動 1ホ2
0・・・ ・・・ ・・・ ・・・ 圧 電 1本22
・・・・・・・・・・・・弾↑すiE94Fx2イ・・
・ ・・・ ・・・ ・・・e・−1定部26・・・・
・・・・・・・・自由端側28・・・・・・・・・・・
・延長部 30・・・・・・・・・・・・神都 32・・・・・・・・・・・・取イ・1孔34・・・・
・・・・・・・・長孔 3G・・・・・・・・・・・・ネジ J(8・・・・・・・・・・・クープル40.42・・
・・・・リード線 44・・・・・・・・・・・・両面接役シートQ!I 
ii’l出願人       冨1電気化学株式会ン1
代  理  人          弁jlJ! :f
   −芭  叶  輔tぢI図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)弾性薄板に圧電体を貼着して振動体となすとどb
     I−1,1−紀弾flalr仮の 端を固定端どし他
    端を自111端どすることにJ、り形成される序文1’
    jIh’j’cの振動レンリー(ご、りiいて、ト記弾
    ↑り薄板の自由端側に1す1定長さj; J、ひ幅の゛
    延長部を設置J、さらにこのjLI(nl’=の先部j
    81(に所定71半の神品を設置ノで、上記延1(部の
    長さc17.1、σ幅と−F記鍾部の貿聞にJ、す1友
    振周波数をイ[戸に設定さlられるようにしたことを特
    1放どりる(h(動(ビンリー1゜(2) ’48 i
    *T請求の範囲(1)のものにイ15いて、−1配錘部
    をl記延艮部の延長方向に対しC移動自在にJ& (=
    J IJたことを特徴どする振動レンリー。 (3)特晶′1の請求の範囲(1〉または(2)のしの
    において、十記弾f/l: fit板の固定端を被測定
    対象物に貼着されるjFンリーケースと該ケースを閉塞
    する蓋部どの間に挟持して支持したことを特徴とする振
    動ヒンリー。
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