(57)【要約】【課題】不要共振を抑制できる振動センサを提供すること。【解決手段】振動センサ１０は、振動体１の設置面１Ａに取り付けられるケース本体２０及び蓋体と、ケース本体２０の底面２０Ｂに固定される永久磁石からなる脚部２４と、脚部２４と振動体１の設置面１Ａとを接着する両面テープ３０とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体に取り付けられる筐体と、
前記筐体の底面に固定される磁石と、
前記磁石と前記振動体とを接着する粘着体とを備えることを特徴とする振動センサ。
【請求項２】
前記粘着体は、基材層の両面に粘着層を有する両面テープであることを特徴とする請求項１に記載の振動センサ。
【請求項３】
前記筐体は、前記磁石を配置する凹部を底面に備え、前記粘着体は、前記磁石及び該磁石と面一な前記底面に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の振動センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体に取り付けられて振動体の振動を測定する振動センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、モータやエンジンなどの振動体に取り付けられて振動体の振動を測定する振動センサが知られている。この種の振動センサは、例えば振動体の動作時に生じる振動周波数を測定し、測定された振動周波数に基づいて振動体の動作が正常であるか否かが判定される。従来、振動を検出する振動検出素子と該振動検出素子が実装される回路基板とを有するハウジングと、ハウジングに固定される永久磁石とを備え、永久磁石の磁力によって振動体（被検出体）に取り付けられる振動検出センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１１６２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、永久磁石の磁力によって振動センサを振動体に取り付ける構成では、永久磁石を振動体の設置面に密着させることが好ましい。しかし、振動体の設置面には細かな凹凸が存在して平坦で無いことが多い。このため、振動体の振動によって永久磁石が振動することにより、永久磁石に起因する不要共振が発生する場合があり、この不要共振の抑制が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、磁石の振動に起因する不要共振を抑制できる振動センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、振動体に取り付けられる筐体と、筐体の底面に固定される磁石と、磁石と振動体とを接着する粘着体とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成において、粘着体は、基材層の両面に粘着層を有する両面テープであってもよい。また、筐体は、磁石を配置する凹部を底面に備え、粘着体は、磁石及び該磁石と面一な底面に配置されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる振動センサは、磁石に起因する不要共振を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る振動センサを備えた振動検知システムの概略構成図である。
【図２】図２は、振動センサの機能ブロック図である。
【図３】図３は、振動センサの内部構成を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、振動センサの内部構成を示す側断面図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る振動センサの内部構成を示す側断面図である。
【図６】図６は、第３実施形態に係る振動センサの内部構成を示す側断面図である。
【図７】図７は、変形例に係る振動センサの内部構成を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１１】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る振動センサを備えた振動検知システムの概略構成図である。図２は、振動センサの機能ブロック図である。振動検知システム１００は、例えば、モータやエンジンなどの振動体１の振動の状態を監視して振動体１の動作が正常であるか否かを判定するものである。振動検知システム１００は、図１に示すように、振動体１に取り付けられる複数の振動センサ１０と、各振動センサ１０が測定した測定データを、無線通信などを介して受信する受信部２と、受信した測定データから振動体１の動作状態を監視する遠隔監視装置（サーバ装置）３とを備える。受信部２及び遠隔監視装置３は、振動体１から物理的に離れた場所に設置される。受信部２は、受信した測定データを遠隔監視装置３に送信する。送信する手段は無線通信でも有線通信であってもよい。遠隔監視装置３は、受信した測定データをデータベース化して記憶すると共に該測定データを分析し、測定データに基づいて振動体１の動作が正常であるか否かを判定する。また、遠隔監視装置３は、振動体１の動作が異常であると判定した場合には、ユーザに対して異常が発生した旨を報知する。
【００１２】
振動センサ１０は、図２に示すように、通信部１１と振動測定部１２とフィルタ処理部１３と制御部１４と電池（電源部）１５とを備える。通信部１１は、受信部２と無線通信する機能を有し、アンテナを含む。無線通信は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等の無線通信方式を用いることができる。この他にも、赤外線やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信方式を用いてもよい。なお、振動センサ１０と受信部２との間の通信は、無線に限るものではなく、有線、もしくは無線および有線の組み合わせにより行われるものとしてもよい。
【００１３】
振動測定部１２は、多軸（３軸；Ｘ軸Ｙ軸Ｚ軸）の加速度測定部であり、各軸方向の振動（加速度）が生じた周波数と振動の大きさを測定する。フィルタ処理部１３は、振動測定部１２が測定した測定データに含まれるノイズ成分を除去する。制御部１４は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等のプロセッサを搭載したコントローラーであり、メモリに格納されたプログラムを実行することにより、各構成要素（通信部１１、振動測定部１２、フィルタ処理部１３）の動作を制御する。制御部１４は、フィルタ処理された測定データを、通信部１１を介して受信部２に送信する。本実施形態では、通信部１１、振動測定部１２、フィルタ処理部１３及び制御部１４は基板１６に実装されている。
【００１４】
電池１５は、振動センサ１０の基板１６に接続されて基板１６上の各構成要素に電力を供給する。電池１５は、例えばコイン電池やボタン電池等と呼ばれる円板状（コイン型）の一次電池である。なお、電池１５は、円板状（コイン型）以外の形状の一次電池でもよい。このため、振動センサ１０は、電池１５の電力消費を抑える観点から所定周期（例えば１日）に１回、所定時間（例えば１分）だけ定期的に動作し、振動体１の振動を間欠的に測定して測定データを受信部２に送信する。この周期、動作時間、測定回数は適宜に変更が可能である。なお、振動センサ１０は、振動体１の振動を連続的に測定して測定データを受信部２に送信する構成としてもよい。
【００１５】
次に、振動センサ１０の内部構成を説明する。図３は、振動センサの内部構成を示す分解斜視図である。図４は、振動センサの内部構成を示す側断面図である。振動センサ１０は、図３に示すように、ケース本体２０と、このケース本体２０内に収容される電池１５、基板１６及びスペーサ１７と、蓋体２１とを備える。ケース本体２０は、プラスチック等の合成樹脂材料を用いて、角部に丸みを帯びた略正方形状の有底箱型に形成される。ケース本体２０の内部には、円板状の電池１５が収容される円形空間２０Ａを形成する壁部２２が設けられる。この壁部２２はケース本体２０よりも低く形成され、この壁部２２の上面には、略正方形状の基板１６が固定される固定部２２Ａが形成される。
【００１６】
基板１６の４隅には貫通孔１６Ａが形成されており、固定部２２Ａの対応箇所には、ねじ孔２２Ｂが形成される。これにより、基板１６は固定部２２Ａにねじ２３によってねじ止めされる。電池１５は、図３に示すように、円板状に形成されており、正極に接着される一対の正極端子（端子）１５Ａと、負極に接着される負極端子（端子）１５Ｂとを備える。これら正極端子１５Ａ及び負極端子１５Ｂは、例えば、半田付けなどによって電池に接着されており、電池１５の軸心方向（図３及び図４中上方）に延びている。正極端子１５Ａ及び負極端子１５Ｂは、基板１６に形成された孔（例えばスルーホール）１６Ｂに挿し込まれた後、半田付けなどによって固定される。このため、電池１５は、正極端子１５Ａ及び負極端子１５Ｂによって基板１６に実装される。
【００１７】
スペーサ１７は、図３及び図４に示すように、電池１５と基板１６との隙間に介挿されて該隙間を埋める。スペーサ１７は、絶縁性素材（例えば発泡ウレタン等）で形成された発泡弾性部材（例えば、株式会社ロジャースイノアック製のＰＯＲＯＮ（登録商標））であり、このスペーサ１７が厚み方向に圧縮されて電池１５と基板１６との隙間に配置される。この構成では、スペーサ１７は、電池１５と基板１６との隙間の変動に追従して弾性変形するため、電池１５と基板１６との隙間を確実に埋めることができる。
【００１８】
また、スペーサ１７には、図３に示すように、正極端子１５Ａ及び負極端子１５Ｂにそれぞれ接触しないように切欠き部１７Ａ、１７Ｂが形成されている。この切欠き部１７Ａ、１７Ｂは、正極端子１５Ａ及び負極端子１５Ｂを避ける位置に設けられており、万一、スペーサ１７に水が付着したような場合であっても、スペーサ１７を通じた正極端子１５Ａと負極端子１５Ｂとの短絡を防止する。また、スペーサ１７は、電池１５の基板１６と対向する負極（対向面）に接着されている。これによれば、電池１５を基板１６に押し付けることにより、スペーサ１７が圧縮されるため、この圧縮された状態で正極端子１５Ａ及び負極端子１５Ｂを基板１６に半田付けができ、電池１５と基板１６との隙間にスペーサ１７を容易に挟み込むことができる。
【００１９】
蓋体２１は、ケース本体２０と同一の素材で形成されており、ケース本体２０の開口部を塞ぐ。本実施形態では、蓋体２１とケース本体２０とは、例えば、熱溶着や接着剤を用いて水密に固着されて筐体として機能する。なお、蓋体２１とケース本体２０とは異なる素材で形成されてもよい。
【００２０】
また、振動センサ１０は、ケース本体２０の底面２０Ｂに脚部２４を備える。この脚部２４は、厚み方向に２極が着磁された永久磁石で形成されており、磁性体材料で形成されている振動体１の表面に磁力によって容易に取り付けることができる。脚部２４は、図４に示すように、円板状に形成されて中央部を貫通して突出する雄ねじ２５を備える。一方、ケース本体２０の底面２０Ｂには、雄ねじ２５と対応する位置に雌ねじ２０Ｃが形成されており、脚部２４はケース本体２０にねじ止めされる。また、本実施形態では、ケース本体２０の底面２０Ｂには、中央部及び４隅にそれぞれ雌ねじが形成されており、図３に示すように、ケース本体２０の中央部に１つの脚部２４、もしくは、ケース本体２０の４隅にそれぞれ４つの脚部２４を取り付ける構成を選択することができる。脚部２４は、円板状以外にも、三角柱、四角柱、その他の任意の多角柱、断面が楕円の筒状体、もしくはこれらの任意の組み合わせの形状であってよい。複数の脚部２４の少なくとも一つが、他の脚部２４と異なる形状であってもよい。複数の脚部２４の少なくとも一つが、他の脚部２４と異なる大きさであってもよい。なお、脚部２４の少なくとも一部の磁石が、永久磁石の規格に合わない磁石や、一時磁石などのその他の永久磁石以外の磁石からなる構成としてもよい。
【００２１】
ところで、永久磁石の磁力によって振動センサ１０を振動体１に取り付ける構成では、永久磁石からなる脚部２４を振動体１の設置面に密着させることが好ましい。一方で、振動体１の設置面には細かな凹凸が存在し、振動センサ１０を振動体１の設置面に密着できないこともある。この場合、振動体１の振動によって永久磁石が振動することにより、永久磁石からなる脚部２４に起因する不要共振が発生することがある。
【００２２】
このため、本実施形態では、図４に示すように、振動センサ１０は、脚部２４と振動体１の設置面１Ａとを接着する両面テープ（粘着体）３０を備えている。両面テープ３０は、基材層３１と、この基材層３１の両面に設けられた粘着層３２とを備え、脚部２４（永久磁石）と同等の大きさ及び形状に形成されている。基材層３１は、紙、布、または合成樹脂製等の柔軟性を有するシートにより形成され、粘着層３２は、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、またはシリコーン系粘着剤からなり、基材層３１の両面に塗布されている。
【００２３】
脚部２４と振動体１の設置面１Ａとを接着する両面テープ３０を設けることにより、振動センサ１０を脚部２４（永久磁石）の磁力と両面テープ３０の粘着力とで振動体１の設置面１Ａに強固に密着させることができる。また、両面テープ３０は、柔軟性を備えているため、振動体１の設置面１Ａに細かな凹凸が存在する場合であっても、この凹凸を両面テープ３０が吸収することにより、振動センサ１０と振動体１の設置面１Ａとの密着性を高めることができる。このため、振動体１における振動センサ１０の設置箇所の自由度を高めることができる。更に、振動体１が振動した際に、脚部２４（永久磁石）の振動を抑制することができるため、永久磁石に起因する不要共振を抑制できる。従って、振動体１が発する振動を精度良く測定できるため、振動体１の動作が正常であるか否かをより正確に判別することができる。すなわち、筐体の底面に固定される永久磁石と、永久磁石と振動体とを接着する粘着体とを備えるため、筐体を永久磁石の磁力と粘着体の粘着力とで振動体の設置面に密着させることにより、永久磁石に起因する不要共振を抑制できる。
【００２４】
また、振動センサ１０は、脚部２４と振動体１の設置面１Ａとを両面テープ３０で接着しているため、例えば、剥離剤等を用いることにより、振動センサ１０を振動体１の設置面１Ａから容易に剥がすことができる。このため、振動センサ１０の設置位置の変更を容易に実行できる。
【００２５】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る振動センサの内部構成を示す側断面図である。上記実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。この第２実施形態の振動センサ１０Ａは、図５に示すように、ケース本体２０の底面２０Ｂの中央部に凹部２０Ｄを備え、この凹部２０Ｄに脚部２４を埋設している。凹部２０Ｄは、脚部２４と同等の大きさ及び形状を有し、脚部２４は、ケース本体２０の底面２０Ｂとほぼ面一に配置される。脚部２４は、例えば、接着剤等によって凹部２０Ｄに固定することができるが、第１実施形態と同様に凹部２０Ｄ内に雌ねじ２０Ｃ設けておき、脚部２４をねじ止めしてもよい。
【００２６】
本実施形態では、両面テープ３０は、脚部２４及び該脚部２４と面一なケース本体２０の底面２０Ｂに配置される。この構成では、両面テープ３０は、ケース本体２０の底面２０Ｂと同等の大きさになるため、両面テープ３０の粘着力を高めることができ、振動センサ１０Ａを振動体１の設置面１Ａに強固に密着させることができる。このため、脚部２４の振動を抑制することができ、永久磁石に起因する不要共振を抑制できる。
【００２７】
［第３実施形態］
図６は、第３実施形態に係る振動センサの内部構成を示す側断面図である。この第３実施形態の振動センサ１０Ｂは、図３及び図６に示すように、ケース本体２０の４隅にそれぞれねじ止めされた４つの脚部２４（永久磁石）を備えた構成であり、各脚部２４と振動体１の設置面１Ａとを接着する両面テープ３０を備えている。両面テープ３０は、それぞれ脚部２４（永久磁石）と同等の大きさ及び形状に形成されている。第１実施形態の振動センサ１０と比較して、振動センサ１０Ｂは、ケース本体２０の４隅に４つ（複数）の脚部２４を備えるため、各脚部２４の高さを調整することにより、振動体１の設置面１Ａの凹凸に合わせて振動センサ１０Ｂを設置することができ、振動体１における振動センサ１０の設置箇所の自由度を高めることができる。
【００２８】
本実施形態においても、各脚部２４と振動体１の設置面１Ａとを接着する両面テープ３０を設けることにより、振動センサ１０を脚部２４（永久磁石）の磁力と両面テープ３０の粘着力とで振動体１の設置面１Ａに強固に密着させることができる。このため、脚部２４の振動を抑制することができ、永久磁石に起因する不要共振を抑制できる。
【００２９】
［変形例］
図７は、変形例に係る振動センサの内部構成を示す側断面図である。図７に示すように、振動センサ１０Ｃは、ケース本体２０の底面２０Ｂの４隅にそれぞれ凹部２０Ｅを備え、これら凹部２０Ｅにそれぞれ脚部２４を埋設している。凹部２０Ｅは、脚部２４と同等の大きさ及び形状を有し、脚部２４は、ケース本体２０の底面２０Ｂとほぼ面一に配置される。脚部２４は、例えば、接着剤等によって凹部２０Ｅに固定することができるが、第１実施形態と同様に凹部２０Ｅ内に雌ねじ２０Ｃ設けておき、脚部２４をねじ止めしてもよい。
【００３０】
本実施形態では、両面テープ３０は、脚部２４及び該脚部２４と面一なケース本体２０の底面２０Ｂに配置される。この構成では、両面テープ３０は、ケース本体２０の底面２０Ｂと同等の大きさになるため、両面テープ３０の粘着力を高めることができ、振動センサ１０Ｃを振動体１の設置面１Ａに強固に密着させることができる。このため、脚部２４の振動を抑制することができ、永久磁石に起因する不要共振を抑制できる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上記実施形態では、振動センサ１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、ケース本体２０内に基板１６に駆動用の電力を供給する電池１５を備えた構成としたが、例えば、振動体１等の外部機器から電力を供給される構成としてもよい。また、上記実施形態では、粘着体として両面テープ３０を備えた構成として説明したが、両面テープ３０の代わりに、接着剤やパテ等で振動センサ１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを振動体１の設置面１Ａに接着してもよい。
【００３２】
本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１  振動体
１Ａ  設置面
２  受信部
３  遠隔監視装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  振動センサ
１１  通信部
１２  振動測定部
１３  フィルタ処理部
１４  制御部
１６  基板
２０  ケース本体（筐体）
２０Ｂ  底面
２０Ｄ、２０Ｅ  凹部
２１  蓋体（筐体）
２４  脚部（永久磁石、磁石）
３０  両面テープ（粘着体）
３１  基材層
３２  粘着層
１００  振動検知システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020139756.tif 000007
【図６】
2020139756.tif 000008
【図７】
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