(57)【要約】【課題】振動の検出精度の向上を図ることが可能な振動検出器を提供する。【解決手段】振動検出器１は、機器ＴＤにおける所定の設置面ＩＳに設置されるとともに、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧をセンサ出力として出力する第１、第２熱流束センサ２０、３０の積層体で構成される振動検出部１０を備える。振動検出器１は、振動検出部１０における設置面ＩＳに対向する面の反対側の面に設置される弾性体５０と、弾性体５０における振動検出部１０側の面の反対側の面に設置される錘６０と、機器ＴＤの振動を検出する検出処理を行う検出処理部７０と、を備える。振動検出部１０は、メインセンサである第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１に含まれる機器ＴＤの温度変化に起因して生ずる起電圧を、サブセンサである第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２に基づいて除去するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動が生ずる機器（ＴＤ）を検出対象とする振動検出器であって、
前記機器における所定の設置面（ＩＳ）に設置されるとともに、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧をセンサ出力として出力する複数の熱流束センサ（２０、３０、４０）の積層体で構成される振動検出部（１０）と、
前記振動検出部における前記設置面に対向する面の反対側の面に設置される弾性体（５０）と、
前記弾性体における前記振動検出部側の面の反対側の面に設置される錘（６０）と、
前記複数の熱流束センサからのセンサ出力に基づいて前記機器の振動を検出する検出処理を行う検出処理部（７０）と、を備え、
前記複数の熱流束センサのうち、前記弾性体に接する熱流束センサをメインセンサ（２０）とし、前記メインセンサ以外の熱流束センサをサブセンサ（３０、４０）としたとき、
前記振動検出部および前記検出処理部の一方は、前記メインセンサのセンサ出力に含まれる前記機器の温度変化に起因して生ずる起電圧を、前記サブセンサのセンサ出力に基づいて除去するように構成されている振動検出器。
【請求項２】
前記メインセンサおよび前記サブセンサは、電気的に直列に接続されるとともに、前記メインセンサのセンサ出力と前記サブセンサのセンサ出力とが逆極性となって出力されるように表裏が逆転した状態で積層されている請求項１に記載の振動検出器。
【請求項３】
前記メインセンサおよび前記サブセンサは、別個に前記検出処理部に接続されており、
前記検出処理部は、前記メインセンサのセンサ出力に含まれる前記機器の発熱に起因して生ずる起電圧を、前記サブセンサのセンサ出力に基づいて除去する処理を実行する構成になっている請求項１に記載の振動検出器。
【請求項４】
前記複数の熱流束センサそれぞれは、
絶縁材料を含んで構成され、可撓性を有するフィルム状の絶縁基材（２１０、３１０）と、
前記絶縁基材に形成された第１ビアホール（２１１、３１１）に埋設され、金属または半導体で構成される複数の第１熱電部材（２４０、３４０）と、
前記絶縁基材に形成された第２ビアホール（２１２、３１２）に埋設され、前記第１熱電部材とは異なる金属または半導体で構成される複数の第２熱電部材（２５０、３５０）と、を有しており、
前記複数の第１熱電部材および前記複数の第２熱電部材は、前記絶縁基材の表裏のうち表面（２１０ａ、３１０ａ）側に設けられた第１導体パターン（２２１、３２１）、および前記絶縁基材の表裏のうち裏面（２１０ｂ、３１０ｂ）側に設けられた第２導体パターン（２２２、３２２）によって電気的に直列に接続されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の振動検出器。
【請求項５】
隣接する前記熱流束センサは、互いの前記絶縁基材の間に絶縁性を有する共通の保護部材（２３０）を有しており、
前記保護部材には、隣接する前記熱流束センサの一方の熱流束センサの前記絶縁基材に対向する面に前記一方の熱流束センサの前記第１導体パターンまたは前記第２導体パターンが形成され、他方の熱流束センサの前記絶縁基材に対向する面に前記他方の熱流束センサの前記第１導体パターンまたは前記第２導体パターンが形成されている請求項４に記載の振動検出器。
【請求項６】
隣接する前記熱流束センサは、一方の熱流束センサの前記１導体パターンまたは前記第２導体パターンと、他方の熱流束センサの前記第１導体パターンまたは前記第２導体パターンとが、互いの前記絶縁基材の間における異なる位置に形成されている請求項４に記載の振動検出器。
【請求項７】
前記メインセンサと前記サブセンサとの間には、所定の熱容量を有する熱緩衝体（８０）が設けられている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の振動検出器。
【請求項８】
前記弾性体は、前記複数の熱流束センサの積層方向において、前記メインセンサの前記第１熱電部材および前記第２熱電部材の一方と重なり合う重合部位と前記メインセンサの前記第１熱電部材および前記第２熱電部材と重なり合わない非重合部位とを有しており、
前記非重合部位の少なくとも一部には、前記重合部位における前記弾性体と前記メインセンサとを離間させるための溝部（５４１）が設けられている請求項４ないし６のいずれか１つに記載の振動検出器。
【請求項９】
前記サブセンサは、前記第１熱電部材および前記第２熱電部材が前記積層方向において前記非重合部位と重なり合う位置に設けられている請求項８に記載の振動検出器。
【請求項１０】
前記弾性体は、
所定の弾性率を有する第１弾性体部（５６）および前記第１弾性体部よりも高い弾性率を有する第２弾性体部（５８）を含み、
前記弾性体のうち前記複数の熱流束センサの積層方向において前記メインセンサの前記第１熱電部材および前記第２熱電部材の一方と重なり合う重合部位に前記第２弾性体部が設けられ、前記重合部位以外の部位に前記第１弾性体部が設けられている請求項４ないし６のいずれか１つに記載の振動検出器。
【請求項１１】
前記第１弾性体部は、所定の弾性率を有するゴム材料で構成され、
前記第２弾性体部は、前記ゴム材料よりも高い弾性率を有する樹脂材料で構成されている請求項１０に記載の振動検出器。
【請求項１２】
前記第２弾性体部は、前記複数の熱流束センサの積層方向の端部に面積の異なる一対の端面を有し、前記一対の端面のうち面積が大きい方の大端面部が前記錘側に位置し、面積が小さい方の小端面部が前記メインセンサ側に位置するように設定されている請求項１０または１１に記載の振動検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、振動を検出する振動検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動検出器として、外部からの振動によって発熱する発熱部材からの熱流束を検出する検出素子（すなわち、熱流束センサ）を有し、当該検出素子の検出結果に基づいて、振動に関する情報を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の振動検出器は、検出素子、当該検出素子に取り付けられたゴム、当該ゴムに取り付けられた錘を備え、錘の振動によるゴムの温度変化を検出素子で検出することで、振動を検出する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、上述の振動検出器によって機器の振動を検出することを検討しているが、熱流束センサを発熱等によって温度が変化する機器に設置すると、振動検出器による機器の振動の検出精度が悪化することが判った。
【０００５】
本開示は上記点に鑑みて、振動の検出精度の向上を図ることが可能な振動検出器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】
請求項１に記載の発明は、振動が生ずる機器（ＴＤ）を検出対象とする振動検出器を対象としている。上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
機器における所定の設置面（ＩＳ）に設置されるとともに、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧をセンサ出力として出力する複数の熱流束センサ（２０、３０、４０）の積層体で構成される振動検出部（１０）と、
振動検出部における設置面に対向する面の反対側の面に設置される弾性体（５０）と、
弾性体における振動検出部側の面の反対側の面に設置される錘（６０）と、
複数の熱流束センサからのセンサ出力に基づいて機器の振動を検出する検出処理を行う検出処理部（７０）と、を備える。
【０００７】
複数の熱流束センサのうち、弾性体に接する熱流束センサをメインセンサ（２０）とし、メインセンサ以外の熱流束センサをサブセンサ（３０、４０）としたとする。この際、振動検出部および検出処理部の一方は、メインセンサのセンサ出力に含まれる機器の温度変化に起因して生ずる起電圧を、サブセンサのセンサ出力に基づいて除去するように構成されている。
【０００８】
サブセンサは、弾性体との間にメインセンサが介在することで、弾性体の温度変化によって生ずる熱流束が、メインセンサを通過する熱流束よりも遅れて緩やかに作用する。このため、メインセンサのセンサ出力とサブセンサのセンサ出力との相違から弾性体の温度変化によって生ずる熱流束の変化を検出することができる。
【０００９】
一方、機器の温度変化は、弾性体の温度変化に比べて緩やかとなる。そして、メインセンサとサブセンサとが機器の温度変化から受ける影響は殆ど同様となる。このため、サブセンサのセンサ出力に基づいて、弾性体に接するメインセンサのセンサ出力から機器の発熱に起因して生ずる起電圧を除去することができる。
【００１０】
したがって、本開示の振動検出器によれば、機器の温度変化による影響を受け難くなるので、機器に連動した錘の振動に伴う弾性体の温度変化を機器の振動に関する情報として精度よく検出することができる。
【００１１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る振動検出器の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る振動検出器の振動検出部の模式的な断面図である。
【図３】第１実施形態に係る振動検出器の作動を説明するための説明図である。
【図４】第１実施形態に係る振動検出器の出力を説明するための説明図である。
【図５】第１実施形態に係る振動検出器の特性を説明するための説明図である。
【図６】第１実施形態に係る振動検出器の制御部が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係る振動検出器の振動検出部の模式的な断面図である。
【図８】第２実施形態に係る振動検出器の制御部が実行する制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第３実施形態に係る振動検出器の振動検出部の模式的な断面図である。
【図１０】第４実施形態に係る振動検出器の振動検出部の模式的な断面図である。
【図１１】第５実施形態に係る振動検出器の振動検出部の模式的な断面図である。
【図１２】第６実施形態に係る振動検出器の振動検出部の模式的な断面図である。
【図１３】第７実施形態に係る振動検出器の概略構成図である。
【図１４】第７実施形態に係る振動検出器の振動検出部および弾性体の模式的な断面図である。
【図１５】第７実施形態に係る振動検出器の弾性体の特性を説明するための説明図である。
【図１６】第８実施形態に係る振動検出器の振動検出部の模式的な断面図である。
【図１７】第９実施形態に係る振動検出器の概略構成図である。
【図１８】第９実施形態に係る振動検出器の振動検出部の模式的な断面図である。
【図１９】第９実施形態に係る振動検出器の弾性体の模式的な上面図である。
【図２０】第９実施形態に係る振動検出器の弾性体の特性を説明するための説明図である。
【図２１】第９実施形態の第１変形例に係る振動検出部の模式的な断面図である。
【図２２】第９実施形態の第２変形例に係る振動検出器の弾性体の模式的な上面図である。
【図２３】第９実施形態の第３変形例に係る振動検出器の弾性体の模式的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
【００１４】
（第１実施形態）
本実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。本実施形態の振動検出器１は、振動が生ずる機器ＴＤを検出対象とし、当該機器ＴＤに生ずる振動を検出する検出器である。図１に示すように、振動検出器１は、機器ＴＤにおける平坦な設置面ＩＳに設置される。なお、振動検出器１は、機器ＴＤの設置面ＩＳから剥がれないように、接着剤等によって接合されている。
【００１５】
振動検出器１は、振動検出部１０、弾性体５０、錘６０、および制御部７０を備えている。振動検出器１を構成する振動検出部１０、弾性体５０、および錘６０は、振動検出部１０、弾性体５０、錘６０の順に積層された状態で、互いに接着材等によって接合されている。
【００１６】
振動検出部１０は、機器ＴＤの振動を検出する部位である。振動検出部１０は、機器ＴＤの設置面ＩＳに対して接合されている。振動検出部１０は、複数の熱流束センサ２０、３０の積層体で構成されている。なお、本実施形態では、振動検出部１０における複数の熱流束センサ２０、３０が積層された方向を積層方向ＤＲｓｔと呼ぶ。
【００１７】
複数の熱流束センサ２０、３０は、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧をセンサ出力として出力するセンサである。複数の熱流束センサ２０、３０は、積層方向ＤＲｓｔに通過する熱流束により生じた表裏の温度差に起因してゼーベック効果による起電力が発生するようになっている。
【００１８】
本実施形態の振動検出部１０は、弾性体５０側に配置された第１熱流束センサ２０および機器ＴＤの設置面ＩＳ側に配置された第２熱流束センサ３０を備えている。本実施形態では、第１熱流束センサ２０が弾性体５０に接するメインセンサを構成し、第２熱流束センサ３０がメインセンサ以外のサブセンサを構成している。なお、振動検出部１０の詳細な構造に関しては後述する。
【００１９】
弾性体５０は、振動検出部１０における設置面ＩＳに対向する面の反対側の面に設置されている。弾性体５０は、弾性変形可能であって、伸縮した際に温度が変化する材料で構成されている。本実施形態の弾性体５０は、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム等のゴム材料で構成されている。なお、弾性体５０としては、伸縮した際に温度が変化する材料であれば、樹脂等の高分子材料で構成されていてもよい。
【００２０】
錘６０は、機器ＴＤの振動に伴う慣性力によって弾性体５０を伸縮させるものである。錘６０は、弾性体５０における振動検出部１０側の面と反対側に設置されている。錘６０は、弾性体５０に対して接着剤等によって接合されている。
【００２１】
制御部７０は、各熱流束センサ２０、３０からのセンサ出力に基づいて、機器ＴＤの振動に関する情報の検出処理を行う検出処理部である。制御部７０は、プロセッサ、メモリを有する周知のマイクロコンピュータ、およびその周辺回路にて構成される。なお、制御部７０のメモリは、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
【００２２】
制御部７０は、センサ配線７１、７２を介して各熱流束センサ２０、３０に接続されている。これにより、制御部７０は、各熱流束センサ２０、３０のセンサ出力が入力される構成となっている。
【００２３】
制御部７０は、各熱流束センサ２０、３０のセンサ出力に基づいて、機器ＴＤの振動を検出する検出処理を行う。図示しないが、制御部７０は、その出力側に機器ＴＤの振動に関する情報を報知する報知装置が接続されている。制御部７０は、報知装置に対して、機器ＴＤの振動に関する情報を出力する構成となっている。
【００２４】
次に、振動検出部１０の詳細な構造について図２を参照して説明する。本実施形態の振動検出部１０の各熱流束センサ２０、３０は、厚み、外形状、内部構造が基本的に同様に構成されている。すなわち、各熱流束センサ２０、３０は、図２に示すように、絶縁基材２１０、３１０、表面保護部材２２０、３２０、および裏面保護部材２３０、３３０を積層して構成される多層基板で構成されている。
【００２５】
各絶縁基材２１０、３１０は、絶縁材料を含んで構成され、可撓性を有する基材で構成されている。具体的には、各絶縁基材２１０、３１０は、ポリエーテルケトン（すなわち、ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（すなわち、ＰＥＩ）、液晶ポリマー（すなわち、ＬＣＰ）等に代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムで構成されている。
【００２６】
各絶縁基材２１０、３１０には、表裏を貫通する複数の第１ビアホール２１１、３１１、および複数の第２ビアホール２１２、３１２が、隣り合うように形成されている。本実施形態の各ビアホール２１１、３１１、２１２、３１２は略円柱形状の貫通穴で構成されている。なお、各ビアホール２１１、３１１、２１２、３１２は、略円柱形状の貫通穴に限らず、例えば、略円錐台形状の貫通穴や、略角柱形状の貫通穴で構成されていてもよい。
【００２７】
第１ビアホール２１１、３１１には、半導体で構成される第１熱電部材２４０、３４０が埋設されている。また、第２ビアホール２１２、３１２には、半導体で構成される第２熱電部材２５０、３５０が埋設されている。このため、各絶縁基材２１０、３１０には、第１熱電部材２４０、３４０および第２熱電部材２５０、３５０が隣り合うように形成されている。各絶縁基材２１０、３１０では、隣り合う第１熱電部材２４０、３４０と第２熱電部材２５０、３５０とが一組の熱電素子２６０、３６０を構成している。
【００２８】
本実施形態の第１熱電部材２４０、３４０および第２熱電部材２５０、３５０は、ゼーベック効果を発揮するように、互いに異なる半導体で構成されている。第１熱電部材２４０、３４０は、例えば、Ｂｉ−Ｓｂ−Ｔｅ合金の粉末が焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固定焼結されたＰ型半導体で構成される。また、第２熱電部材２５０、３５０は、例えば、Ｂｉ−Ｔｅ合金の粉末が焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように固定焼結されたＮ型半導体で構成される。なお、第１熱電部材２４０、３４０および第２熱電部材２５０、３５０は、異なる半導体ではなく、異なる金属で構成されていてもよい。
【００２９】
各絶縁基材２１０、３１０の表面２１０ａ、３１０ａには、表面保護部材２２０、３２０が配置されている。各表面保護部材２２０、３２０は、ポリエーテルケトン（すなわち、ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（すなわち、ＰＥＩ）、液晶ポリマー（すなわち、ＬＣＰ）等に代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムで構成されている。
【００３０】
各表面保護部材２２０、３２０は、各絶縁基材２１０、３１０と平面形状が同様の大きさとなっている。第１熱流束センサ２０の表面保護部材２２０には、絶縁基材２１０に相対する面に銅箔等がパターニングされた第１導体パターン２２１が複数形成されている。また、第２熱流束センサ３０の表面保護部材３２０には、絶縁基材３１０に相対する面に銅箔等がパターニングされた第１導体パターン３２１が複数形成されている。
【００３１】
各第１導体パターン２２１、３２１は、それぞれ第１熱電部材２４０、３４０および第２熱電部材２５０、３５０に適宜電気的に接続されている。各第１導体パターン２２１、３２１は、隣接する組の熱電素子２６０、３６０のうち、一方の組の熱電素子２６０、３６０の第１熱電部材２４０、３４０および他方の組の熱電素子２６０、３６０の第２熱電部材２５０、３５０に電気的に接続されている。すなわち、一組となる熱電素子２６０、３６０を跨いで第１熱電部材２４０、３４０と第２熱電部材２５０、３５０とが第１導体パターン２２１を介して電気的に接続されている。
【００３２】
各絶縁基材２１０、３１０の裏面２１０ｂ、３１０ｂには、裏面保護部材２３０、３３０が配置されている。各裏面保護部材２３０、３３０は、ポリエーテルケトン（すなわち、ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（すなわち、ＰＥＩ）、液晶ポリマー（すなわち、ＬＣＰ）等に代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムで構成されている。
【００３３】
各裏面保護部材２３０、３３０は、各絶縁基材２１０、３１０と平面形状が同様の大きさとなっている。第１熱流束センサ２０の裏面保護部材２３０には、絶縁基材２１０に相対する面に銅箔等がパターニングされた第２導体パターン２３１が複数形成されている。また、第２熱流束センサ３０の裏面保護部材３３０には、絶縁基材３１０に相対する面に銅箔等がパターニングされた第２導体パターン３３１が複数形成されている。
【００３４】
各第２導体パターン２３１、３３１は、それぞれ第１熱電部材２４０、３４０および第２熱電部材２５０、３５０に適宜電気的に接続されている。各第２導体パターン２３１、３３１は、隣接する組の熱電素子２６０、３６０のうち、各組の熱電素子２６０、３６０の第１熱電部材２４０、３４０および第２熱電部材２５０、３５０に電気的に接続されている。
【００３５】
これにより、第１熱流束センサ２０では、複数の第１熱電部材２４０および複数の第２熱電部材２５０が第１導体パターン２２１および第２導体パターン２３１を介して互いに直列に接続されている。また、第２熱流束センサ３０は、複数の第１熱電部材３４０および複数の第２熱電部材３５０が第１導体パターン３２１および第２導体パターン３３１を介して互いに直列に接続されている。
【００３６】
このように構成される第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、中間配線Ｌａを介して電気的に直列に接続されている。また、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、積層方向ＤＲｓｔの一方向に熱流束が通過する際に、第１熱流束センサ２０のセンサ出力と第２熱流束センサ３０のセンサ出力とが逆極性となるように表裏が逆転した状態で積層されている。
【００３７】
具体的には、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、互いの裏面保護部材２３０、３３０が対向するように積層されている。そして、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、互いの裏面保護部材２３０、３３０に設けられた第２導体パターン２３１、３３１同士が中間配線Ｌａを介して電気的に接続されている。
【００３８】
また、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、表面保護部材２２０、３２０に設けられた第１導体パターン２２１、３２１がセンサ配線７１、７２を介して制御部７０に電気的に接続されている。
【００３９】
ここで、本実施形態の第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、裏面保護部材２３０、３３０側から表面保護部材２２０、３２０側に熱流束が通過する際に、正のセンサ信号が出力される構成になっている。また、本実施形態の第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、表面保護部材２２０、３２０側から裏面保護部材２３０、３３０側に熱流束が通過する際に、負のセンサ信号が出力される構成になっている。
【００４０】
これにより、制御部７０には、第１熱流束センサ２０から出力される第１センサ出力Ｖｓ１と第２熱流束センサ３０から出力される第２センサ出力Ｖｓ２との差分が入力される。すなわち、制御部７０には、第１センサ出力Ｖｓ１から第２センサ出力Ｖｓ２が除去されたセンサ出力が入力される。
【００４１】
次に、機器ＴＤが振動した際の各熱流束センサ２０、３０のセンサ出力、および振動検出部１０からの出力について、図３〜図５を参照して説明する。図３に示すように、機器ＴＤが積層方向ＤＲｓｔに振動すると、機器ＴＤの振動に伴って錘６０が振動し、錘６０の慣性力によって弾性体５０の全体が積層方向ＤＲｓｔに伸縮する。
【００４２】
弾性体５０は、錘６０の慣性力によって積層方向ＤＲｓｔに圧縮されると、積層方向ＤＲｓｔに直交する方向に膨出する。この際、弾性体５０は、グー・ジュール効果によって発熱する。そして、弾性体５０が発熱すると、第１熱流束センサ２０の表面側が裏面側に比べて高温になることで、第１熱流束センサ２０には、積層方向ＤＲｓｔの一方側から他方側に向かう熱流が通過する。
【００４３】
逆に、弾性体５０は、錘６０の慣性力によって積層方向ＤＲｓｔに伸張されると、積層方向ＤＲｓｔに直交する方向に収縮する。この際、弾性体５０は、グー・ジュール効果によって冷却される。そして、弾性体５０が冷却されると、第１熱流束センサ２０の表面側が裏面側に比べて低温になることで、第１熱流束センサ２０には、積層方向ＤＲｓｔの他方側から一方側に向かう熱流が生ずる。
【００４４】
したがって、第１熱流束センサ２０には、機器ＴＤが積層方向ＤＲｓｔに振動すると、表裏を通過する熱流束に起因してゼーベック効果による起電圧が発生する。すなわち、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１は、機器ＴＤが積層方向ＤＲｓｔに振動すると図４の実線で示すように変化する。
【００４５】
一方、第２熱流束センサ３０は、弾性体５０との間に第１熱流束センサ２０が介在している。このため、第２熱流束センサ３０には、弾性体５０の発熱によって生ずる熱流束が、第１熱流束センサ２０を通過する熱流束よりも遅れて緩やかに作用する。
【００４６】
したがって、第２熱流束センサ３０には、機器ＴＤが積層方向ＤＲｓｔに振動しても、ゼーベック効果による起電圧が殆ど発生しない。すなわち、第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２は、機器ＴＤが積層方向ＤＲｓｔに振動しても、図４の実線で示すように殆ど変化しない。
【００４７】
ここで、何らかの要因によって機器ＴＤが発熱すると、振動検出部１０の設置面ＩＳの温度が上昇する。そして、設置面ＩＳの温度が上昇すると、図３の一点鎖線の矢印で示すように、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０の双方に、積層方向ＤＲｓｔの他方側から一方側に向かう熱流が通過する。
【００４８】
この場合、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１および第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２は、図４の実線で示す出力状態から図４の一点鎖線で示す出力状態へと変化する。すなわち、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１は、機器ＴＤの温度変化に伴う熱流によって生ずる起電圧の分だけ上昇する。一方、第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２は、機器ＴＤの温度変化に伴う熱流によって生ずる起電圧の分だけ低下する。
【００４９】
本実施形態の第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０では、機器ＴＤの温度変化に伴う熱流束によって生ずる起電圧が逆極性となって出力される。このため、振動検出部１０から制御部７０に出力される全体のセンサ出力Ｖｓは、図４に示すように、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１から機器ＴＤの温度変化に伴う熱流によって生ずる起電圧分が除去されたものになる。
【００５０】
ここで、図５は、弾性体５０の伸縮に伴って生ずる熱流の周波数を変化させた際の第１センサ出力Ｖｓ１に対する第１センサ出力Ｖｓ１および第２センサ出力Ｖｓ２の差分の比（以下、センサ出力比と呼ぶ。）の変化を示している。
【００５１】
図５によれば、センサ出力比は、熱流の周波数が所定の周波数（例えば、１０Ｈｚ付近）を超えると急激に増加する傾向がある。このような傾向を鑑みると、振動検出部１０では、第２熱流束センサ３０が、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力に含まれる高周波成分を通過させつつ、低周波成分を減衰させるハイパスフィルタとして機能していることになる。
【００５２】
次に、本実施形態の制御部７０が実行する機器ＴＤの振動の検出処理について、図６を参照して説明する。制御部７０は、図６に示す検出処理を所定の周期で実行する。なお、図６に示す各制御ステップは、制御部７０が有する各種の機能実現手段を構成する。
【００５３】
制御部７０は、ステップＳ１０にて、振動検出部１０からのセンサ出力Ｖｓを読み込む。続いて、制御部７０は、ステップＳ２０にて、振動検出部１０からのセンサ出力Ｖｓが、予め定めた判定閾値よりも大きいか否かを判定する。この結果、振動検出部１０からのセンサ出力Ｖｓが判定閾値以下である場合、制御部７０は、ステップＳ３０にて、機器ＴＤの振動が正常であると判断する。一方、振動検出部１０からのセンサ出力が判定閾値を超えている場合、制御部７０は、ステップＳ４０にて、機器ＴＤの振動が異常であると判断する。
【００５４】
以上説明した振動検出器１は、振動検出部１０が第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１と第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２とが逆極性となって出力される構成になっている。これによれば、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１に含まれる機器ＴＤの発熱に起因して生ずる起電圧を、第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２に基づいて除去することができる。
【００５５】
したがって、本実施形態の振動検出器１によれば、機器ＴＤの温度変化による影響を受け難くなるので、機器ＴＤに連動した錘６０の振動に伴う弾性体５０の温度変化を機器ＴＤの振動に関する情報として精度よく検出することができる。
【００５６】
特に、本実施形態の各熱流束センサ２０、３０は、複数の第１熱電部材２４０、３４０と複数の第２熱電部材２５０、３５０とが交互に直列に接続されている。これによれば、各熱流束センサ２０、３０の表裏を通過する熱流束に応じた起電圧が大きくなるので、センサの高感度化を図ることができる。
【００５７】
ここで、本実施形態の振動検出部１０は、各熱流束センサ２０、３０が熱可塑性樹脂フィルムで構成されているので、全体として可撓性を有している。このため、振動検出部１０は、機器ＴＤにおける平坦な設置面ＩＳだけでなく、多少の凹凸のある設置面ＩＳに対しても適用可能となっている。
【００５８】
また、本実施形態の振動検出部１０が、各熱流束センサ２０、３０が互いの裏面保護部材２３０、３３０同士が対向するように積層されたものを例示したが、これに限定されない。振動検出部１０は、例えば、各熱流束センサ２０、３０が互いの表面保護部材２２０、３２０同士が対向するように積層されていてもよい。このことは、以降の実施形態においても同様である。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図７、図８を参照して説明する。本実施形態では、制御部７０に対して各熱流束センサ２０、３０が別個に接続されている点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略する。
【００６０】
図７に示すように、本実施形態の各熱流束センサ２０、３０は、積層方向ＤＲｓｔの一方向に熱流束が通過する際に、第１熱流束センサ２０のセンサ出力と第２熱流束センサ３０のセンサ出力とが同極性となるように積層されている。
【００６１】
具体的には、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、第１熱流束センサ２０の裏面保護部材２３０が第２熱流束センサ３０の表面保護部材３２０に対向するように積層されている。
【００６２】
また、本実施形態の第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０は、制御部７０に対して別個に接続されている。すなわち、本実施形態の第１熱流束センサ２０は、表面保護部材２２０に設けられた第１導体パターン２２１および裏面保護部材２３０に設けられた第２導体パターン２３１がセンサ配線７１ａ、７２ａを介して制御部７０に電気的に接続されている。また、本実施形態の第２熱流束センサ３０は、表面保護部材３２０に設けられた第１導体パターン３２１および裏面保護部材３３０に設けられた第２導体パターン３３１がセンサ配線７１ｂ、７２ｂを介して制御部７０に電気的に接続されている。
【００６３】
これにより、制御部７０には、第１熱流束センサ２０から出力される第１センサ出力Ｖｓ１と第２熱流束センサ３０から出力される第２センサ出力Ｖｓ２とが別個に入力される。本実施形態の制御部７０は、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１から第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２を減算することで、第１センサ出力Ｖｓ１から第２センサ出力Ｖｓ２を除去する処理を実施する。
【００６４】
次に、本実施形態の制御部７０が実行する機器ＴＤの振動の検出処理について、図８を参照して説明する。制御部７０は、図８に示す検出処理を所定の周期で実行する。なお、図８に示す各制御ステップは、制御部７０が有する各種の機能実現手段を構成する。
【００６５】
制御部７０は、ステップＳ１０Ａにて、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１および第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２を読み込む。そして、制御部７０は、ステップＳ１５にて、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１から第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２を減算し、各センサ出力Ｖｓ１、Ｖｓ２の差分を出力差分ΔＶｓとして算出する。
【００６６】
続いて、制御部７０は、ステップＳ２０Ａにて、出力差分ΔＶｓが、予め定めた判定閾値よりも大きいか否かを判定する。この結果、出力差分ΔＶｓが判定閾値以下である場合、制御部７０は、機器ＴＤの振動が正常であると判断する。一方、出力差分ΔＶｓが判定閾値を超えている場合、制御部７０は、機器ＴＤの振動が異常であると判断する。
【００６７】
以上説明した振動検出器１は、制御部７０が第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１と第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２との差分を算出する構成になっている。これによれば、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１に含まれる機器ＴＤの発熱に起因して生ずる起電圧を、第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２に基づいて除去することができる。
【００６８】
したがって、本実施形態の振動検出器１によれば、機器ＴＤの温度変化による影響を受け難くなるので、機器ＴＤに連動した錘６０の振動に伴う弾性体５０の温度変化を機器ＴＤの振動に関する情報として精度よく検出することができる。
【００６９】
ここで、本実施形態では、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１と第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２とが同極性となるように、各熱流束センサ２０、３０が積層される例について説明したが、これに限定されない。
【００７０】
各熱流束センサ２０、３０は、第１実施形態と同様に、本実施形態では、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１と第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２とが逆極性となるように積層されていてもよい。この場合、制御部７０にて、第１センサ出力Ｖｓ１と第２センサ出力Ｖｓ２とを加算することで、第１センサ出力Ｖｓ１に含まれる機器ＴＤの発熱に起因して生ずる起電圧を第２センサ出力Ｖｓ２に基づいて除去することができる。
【００７１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について、図９を参照して説明する。本実施形態では、第２熱流束センサ３０と機器ＴＤの設置面ＩＳとの間に第３熱流束センサ４０が配置されている点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略する。
【００７２】
図９に示すように、本実施形態の振動検出部１０は、第２熱流束センサ３０と機器ＴＤの設置面ＩＳとの第３熱流束センサ４０が配置されている。第３熱流束センサ４０は、第２熱流束センサ３０と同様の構造を有している。第３熱流束センサ４０は、そのセンサ出力が第２熱流束センサ３０のセンサ出力と同極性となるように積層されている。
【００７３】
第３熱流束センサ４０は、第２熱流束センサ３０に対して中間配線Ｌｂを介して電気的に接続されている。また、第３熱流束センサ４０は、センサ配線７３を介して制御部７０に接続されている。本実施形態では、第１熱流束センサ２０がメインセンサを構成し、第２熱流束センサ３０および第３熱流束センサ４０がサブセンサを構成する。
【００７４】
また、本実施形態の第１熱流束センサ２０は、熱の流れ難さが、第２熱流束センサ３０および第３熱流束センサ４０よりも大きくなるように、その厚みｄ１が、第２熱流束センサ３０の厚みｄ２および第３熱流束センサ４０の厚みｄ３よりも大きくなっている。
【００７５】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態では、振動検出部１０が第１熱流束センサ２０のセンサ出力と第２、第３熱流束センサ３０、４０それぞれのセンサ出力とが逆極性となって出力される構成になっている。これによれば、第１熱流束センサ２０のセンサ出力に含まれる機器ＴＤの発熱に起因して生ずる起電圧を、第２熱流束センサ３０のセンサ出力および第３熱流束センサ４０のセンサ出力に基づいて除去することができる。
【００７６】
ここで、本実施形態では、振動検出部１０を３つの熱流束センサ２０〜４０の積層体で構成する例について説明したが、これに限定されない。振動検出部１０は、例えば、４つ以上の熱流束センサの積層体で構成されていてもよい。
【００７７】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について、図１０を参照して説明する。本実施形態では、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０の一部を共通化している点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略する。
【００７８】
図１０に示すように、本実施形態の振動検出部１０では、第２熱流束センサ３０の裏面保護部材３３０が廃止され、第１熱流束センサ２０の裏面保護部材２３０に第２熱流束センサ３０の第２導体パターン３３１が形成されている。本実施形態の第１熱流束センサ２０の裏面保護部材２３０は、隣接する第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０の共通の保護部材として機能する。
【００７９】
具体的には、第１熱流束センサ２０の裏面保護部材２３０は、第１熱流束センサ２０の絶縁基材２１０に相対する面に第１熱流束センサ２０の第２導体パターン２３１が形成されている。また、第１熱流束センサ２０の裏面保護部材２３０は、第２熱流束センサ３０の絶縁基材３１０に相対する面に第２熱流束センサ３０の第２導体パターン３３１が形成されている。
【００８０】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の振動検出部１０は、第１熱流束センサ２０の裏面保護部材２３０が隣接する各熱流束センサ２０、３０の共通の保護部材として機能する。このため、本実施形態の振動検出部１０は、第１実施形態に比べて部品点数を低減することができる。このことは、製造工程の短縮化や部品の管理工数を低減可能になる等の利点がある。
【００８１】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について、図１１を参照して説明する。本実施形態では、各熱流束センサ２０、３０の各絶縁基材２１０、３１０の間に保護部材が介在していない点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略する。
【００８２】
図１１に示すように、本実施形態の振動検出部１０では、各熱流束センサ２０、３０の裏面保護部材２３０、３３０が廃止され、各熱流束センサ２０、３０の絶縁基材２１０、３１０同士が第２導体パターン２３１、３３１を介して接する構成になっている。
【００８３】
本実施形態の各熱流束センサ２０、３０は、第２導体パターン２３１、３３１が絶縁基材２１０、３１０に対して形成されている。各熱流束センサ２０、３０は、互いの第２導体パターン２３１、３３１同士が導通しないように、各熱流束センサ２０、３０の第２導体パターン２３１、３３１が、互いの絶縁基材２１０、３１０との間における異なる位置に形成されている。具体的には、各熱流束センサ２０、３０それぞれの第２導体パターン２３１、３３１は、第１熱流束センサ２０の第２導体パターン２３１と第２熱流束センサ３０の第２導体パターン３３１とが積層方向ＤＲｓｔに重なり合わないように形成されている。
【００８４】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の振動検出部１０は、各熱流束センサ２０、３０の各絶縁基材２１０、３１０の間に介在させる保護部材を省略することができるので、第１実施形態に比べて部品点数を低減することができる。このことは、製造工程の短縮化や部品の管理工数を低減可能になる等の利点がある。
【００８５】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について、図１２を参照して説明する。本実施形態では、第１熱流束センサ２０と第２熱流束センサ３０との間に、熱緩衝体８０が設けられている点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略する。
【００８６】
図１２に示すように、本実施形態の振動検出部１０には、第１熱流束センサ２０と第２熱流束センサ３０との間に、所定の熱容量を有する熱緩衝体８０が設けられている。熱緩衝体８０は、第２熱流束センサ３０におけるハイパスフィルタとしての機能を調整するための調整部として機能する。
【００８７】
熱緩衝体８０は、例えば、金属材料や樹脂材料で構成される。熱緩衝体８０は、第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２によって第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１における所定の周波数以下の低周波成分がカットされるように、その材質や厚さが設定されている。
【００８８】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の振動検出部１０は、第１熱流束センサ２０と第２熱流束センサ３０との間に設けられた熱緩衝体８０が設けられている。これによると、熱緩衝体８０の熱容量を調整することで、弾性体５０の温度変化に起因して生ずる熱流束の第２熱流束センサ３０のセンサ出力への影響を調整することが可能になる。すなわち、本実施形態では、各熱流束センサ２０、３０の構造を変更することなく、機器ＴＤの振動の検出感度を調整して、機器ＴＤの振動の検出精度を向上させることが可能になる。
【００８９】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態について、図１３〜図１５を参照して説明する。本実施形態では、弾性体５０における第１熱流束センサ２０に対向する部位の一部に溝部５４１が設けられている点が第１実施形態と相違している。
【００９０】
図１３に示すように、本実施形態の弾性体５０には、第１熱流束センサ２０に対向する部位の一部に、弾性体５０と第１熱流束センサ２０とを離間させる溝部５４１が設けられている。
【００９１】
図１４に示すように、本実施形態の弾性体５０は、第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と積層方向ＤＲｓｔにおいて重なり合う重合部位５２を有している。また、弾性体５０は、第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と積層方向ＤＲｓｔにおいて重なり合わない非重合部位５４を有している。そして、弾性体５０には、非重合部位５４における第１熱流束センサ２０に対向する部位の一部に溝部５４１が設けられている。
【００９２】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の振動検出器１は、弾性体５０における非重合部位５４の一部に溝部５４１が設けられている。これによると、錘６０の慣性力が弾性体５０の重合部位５２に集中して作用することで、機器ＴＤの振動時に弾性体５０の重合部位５２付近の温度変化が拡大する。
【００９３】
ここで、図１５は、第１実施形態の弾性体５０における熱流の減衰特性を説明するための説明図である。図１５に示すように、弾性体５０のうち重合部位５２に位置する第２領域Ｒ２は、第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０に近接している。このため、弾性体５０の第２領域Ｒ２で温度変化が生ずると、その温度変化によって生ずる熱流は、殆ど減衰することなく第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０に到達する。
【００９４】
これに対して、弾性体５０のうち重合部位５２に位置する第１領域Ｒ１と、非重合部位に位置する第３領域Ｒ３および第４領域Ｒ４とは、第２領域Ｒ２に比べて、第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０からの距離が離れている。このため、弾性体５０の第１領域Ｒ１、第３領域Ｒ３、第４領域Ｒ４で温度変化が生じたとしても、その温度変化によって生ずる熱流は、第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０に到達するまでに減衰する。すなわち、弾性体５０の第１領域Ｒ１、第３領域Ｒ３、第４領域Ｒ４の温度変化は、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１に殆ど影響しない。
【００９５】
このように、第１熱流束センサ２０の第１センサ出力Ｖｓ１は、弾性体５０のうち重合部位５２に位置する第２領域Ｒ２の温度変化の影響が支配的となる。このため、弾性体５０の非重合部位５４に対して溝部５４１を設ける構成とすれば、第１熱流束センサ２０における熱流の感度を向上させることができる。
【００９６】
（第８実施形態）
次に、第８実施形態について、図１６を参照して説明する。本実施形態では、第２熱流束センサ３０の各熱電部材３４０、３５０の配置が第７実施形態と相違している。本実施形態では、第７実施形態と異なる部分について主に説明し、第７実施形態と同様の部分についての説明を省略する。
【００９７】
図１６に示すように、本実施形態の第２熱流束センサ３０の各熱電部材３４０、３５０は、積層方向ＤＲｓｔにおいて、弾性体５０の溝部５４１と重なり合う位置に設けられている。すなわち、本実施形態の第２熱流束センサ３０の各熱電部材３４０、３５０は、積層方向ＤＲｓｔにおいて、第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と重なり合わない位置に設けられている。
【００９８】
その他の構成は第７実施形態と同様である。本実施形態では、第２熱流束センサ３０の各熱電部材３４０、３５０が、積層方向ＤＲｓｔにおいて、弾性体５０の溝部５４１と重なり合う位置に設けられている。これによると、弾性体５０の温度変化による熱流の第２熱流束センサ３０の第２センサ出力Ｖｓ２への影響が小さくなるので、第２熱流束センサ３０のハイパスフィルタとしての機能を充分に発揮させることが可能になる。
【００９９】
（第９実施形態）
次に、第９実施形態について、図１７〜図２０を参照して説明する。本実施形態では、弾性体５０が異なる弾性率を有する部材で構成されている点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分についての説明を省略する。
【０１００】
図１７および図１８に示すように、弾性体５０は、所定の弾性率を有する第１弾性体部５６、第１弾性体部５６よりも高い弾性率を有する第２弾性体部５８を含んで構成されている。なお、図１７では、第１弾性体部５６と第２弾性体部５８とを容易に区別できるように、第２弾性体部５８に対してドット柄のハッチングを付している。このことは、図１７だけに限らず、図１９、図２２、図２３でも同様である。
【０１０１】
弾性体５０は、第１弾性体部５６が所定の弾性率を有するゴム材料で構成され、第２弾性体部５８が第１弾性体部５６を構成するゴム材料よりも高い弾性率を有する樹脂材料で構成されている。第１弾性体部５６および第２弾性体部５８は、１つのブロック体を構成するように二色成形等の成形技術によって一体化されている。
【０１０２】
第２弾性体部５８は、第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と積層方向ＤＲｓｔにおいて重なり合う重合部位に設けられている。具体的には、第２弾性体部５８は、図１８および図１９に示すように、積層方向ＤＲｓｔに延びる円柱状の形状を有し、円形状の一対の底面のうち一方の底面部が錘６０側に位置し、他方の底面部が第１熱流束センサ２０側に位置するように設定されている。
【０１０３】
一方、第１弾性体部５６は、弾性部材５０のうち第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と積層方向ＤＲｓｔにおいて重なり合う重合部位以外の部位に設けられている。すなわち、第１弾性体部５６は、第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と積層方向ＤＲｓｔにおいて重なり合わない非重合部位に設けられている。
【０１０４】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。本実施形態の弾性体５０は、弾性率の高い第２弾性体部５８が第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と積層方向ＤＲｓｔにおいて重なり合うように構成されている。
【０１０５】
このような構造では、錘６０の慣性力が第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と重なり合う弾性体５０の第２弾性体部５８に集中して作用する。すなわち、本実施形態の構造では、弾性率の高い第２弾性体部５８がメインセンサである第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と重なり合うことで、機器ＴＤに連動した錘６０の振動に伴う歪がより大きい応力に拡大される。これにより、機器ＴＤの振動時に弾性体５０の第２弾性体部５８付近の温度変化を拡大させて、第１熱流束センサ２０における熱流の感度を向上させることができる。
【０１０６】
ところで、弾性体５０全体を高い弾性率を有する樹脂材料で構成することが考えられるが、弾性体５０全体を高い弾性率を有する樹脂材料で構成する場合、時間経過に伴ってクリープ変形することが懸念される。
【０１０７】
弾性体５０全体が時間経過に伴ってクリープ変形すると、図２０の一点鎖線で示すように、弾性体５０全体をゴム材料で構成する場合（図２０の二点鎖線参照）よりも第１熱流束センサ２０における熱流の感度が低下してしまう虞がある。
【０１０８】
これに対して、本実施形態では、第１弾性体部５６が、弾性部材５０のうち第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と積層方向ＤＲｓｔにおいて重なり合う重合部位以外の部位に設けられている。このため、第２弾性体部５８がクリープ変形しても、周りの第１弾性体部５６が追随して変形することで第２弾性体部５８と第１熱流束センサ２０との密着度が維持される。この結果、図２０の実線で示すように、第１熱流束センサ２０における熱流の感度を高い状態に維持することが可能になる。すなわち、本実施形態によれば、樹脂材料の課題であるクリープ変形による継時的な感度の低下に対して、樹脂材料のクリープ変形に対しゴム材料が追随することで、樹脂材料と各熱電部材２４０、２５０との接触状態を維持できるので、耐久性低下に伴う感度低下が抑制される。
【０１０９】
ここで、本実施形態では、第１実施形態の振動検出器１の弾性体５０を第１弾性体部５６および第２弾性体部５８を含む構造としたものを例示したが、これに限定されない。弾性体５０は、例えば、第１実施形態以外の第２〜第６実施形態で説明した振動検出器１に対しても適用可能である。
【０１１０】
（第９実施形態の第１変形例）
上述の第９実施形態では、第２弾性体部５８として積層方向ＤＲｓｔに延びる円柱状の形状を有するものを例示したが、これに限定されない。第２弾性体部５８は、積層方向ＤＲｓｔの端部に面積の異なる一対の端面を有し、一対の端面のうち面積が大きい方の大端面部が錘６０側に位置し、面積が小さい方の小端面部が第１熱流束センサ２０側に位置するように構成されていてもよい。
【０１１１】
例えば、第２弾性体部５８は、図２１に示すように、積層方向ＤＲｓｔに延びる円錐台状の形状を有するもので構成されていてもよい。図２１に示す第２弾性体部５８は、一対の端面のうち大径となる大端面部が錘６０側に位置し、小径となる小端面部が第１熱流束センサ２０側に位置するように設定されている。
【０１１２】
これによると、錘６０の慣性力が第１熱流束センサ２０の各熱電部材２４０、２５０と重なり合う弾性体５０の第２弾性体部５８のうち小端面部側に集中して作用する。これにより、機器ＴＤの振動時に弾性体５０の第２弾性体部５８の小端面部付近の温度変化が拡大するので、第１熱流束センサ２０における熱流の感度を向上させることができる。なお、本変形例では、第２弾性体部５８として円錐台状の形状を有するものを例示したが、これに限定されない。第２弾性体部５８は、例えば、角錐台状の形状を有するものや、階段状に断面積が変化する柱状の形状を有するもので構成されていてもよい。
【０１１３】
（第９実施形態の第２変形例）
上述の第９実施形態では、第２弾性体部５８として積層方向ＤＲｓｔに延びる円柱状の形状を有するものを例示したが、これに限定されない。第２弾性体部５８は、例えば、図２２に示すように、積層方向ＤＲｓｔに延びる三角柱状の形状を有するもので構成されていてもよい。
【０１１４】
（第９実施形態の第３変形例）
上述の第９実施形態では、第２弾性体部５８として積層方向ＤＲｓｔに延びる円柱状の形状を有するものを例示したが、これに限定されない。第２弾性体部５８は、例えば、図２２に示すように、積層方向ＤＲｓｔに延びる四角柱状の形状を有するもので構成されていてもよい。なお、第２弾性体部５８の形状は、上述したもの以外の形状で構成されていてもよい。
【０１１５】
（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。
【０１１６】
上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【０１１７】
上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかにメインの数に限定される場合等を除き、そのメインの数に限定されない。
【０１１８】
上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的にメインの形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
【０１１９】
（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、振動検出器は、複数の熱流束センサの積層体で構成される振動検出部と、弾性体と、錘と、機器の振動を検出する検出処理を行う検出処理部と、を備える。振動検出部および検出処理部の一方は、複数の熱流束センサのうち弾性体に接するメインセンサのセンサ出力に含まれる機器の温度変化に起因して生ずる起電圧を、メインセンサ以外のサブセンサのセンサ出力に基づいて除去するように構成されている。
【０１２０】
第２の観点によれば、振動検出器は、メインセンサおよびサブセンサが電気的に直列に接続されている。そして、メインセンサおよびサブセンサは、メインセンサのセンサ出力とサブセンサのセンサ出力とが逆極性となって出力されるように表裏が逆転した状態で積層されている。このように、メインセンサのセンサ出力とサブセンサのセンサ出力とを逆極性として出力する構成とすれば、メインセンサのセンサ出力に含まれる機器の発熱に起因して生ずる起電圧を、サブセンサのセンサ出力に基づいて除去することができる。
【０１２１】
第３の観点によれば、振動検出器は、メインセンサおよびサブセンサが別個に検出処理部に接続されている。検出処理部は、メインセンサのセンサ出力に含まれる機器の発熱に起因して生ずる起電圧を、サブセンサのセンサ出力に基づいて除去する処理を実行する構成になっている。このように、メインセンサおよびサブセンサそれぞれを別個に検出処理部に接続する構成とすれば、メインセンサのセンサ出力に含まれる機器の発熱に起因して生ずる起電圧を、サブセンサのセンサ出力に基づいて除去することができる。
【０１２２】
第４の観点によれば、振動検出器は、複数の熱流束センサそれぞれが、絶縁基材と、複数の第１熱電部材と、複数の第２熱電部材と、を有している。絶縁基材は、絶縁材料を含んで構成され、可撓性を有するフィルム状の基材である。第１熱電部材は、絶縁基材に形成された第１ビアホールに埋設され、金属または半導体で構成されている。第２熱電部材は、絶縁基材に形成された第２ビアホールに埋設され、第１熱電部材とは異なる金属または半導体で構成されている。複数の第１熱電部材および複数の第２熱電部材は、絶縁基材の表裏のうち表面側に設けられた第１導体パターン、および絶縁基材の表裏のうち裏面側に設けられた第２導体パターンによって電気的に直列に接続されている。このように、複数の第１熱電部材と複数の第２熱電部材を交互に直列に接続する構成とすれば、熱流束センサの表裏を通過する熱流束に応じた起電圧が大きくなるので、センサの高感度化を図ることができる。
【０１２３】
第５の観点によれば、振動検出器は、隣接する熱流束センサが、互いの絶縁基材の間に絶縁性を有する共通の保護部材を有している。保護部材には、隣接する熱流束センサの一方の熱流束センサの絶縁基材に対向する面に一方の熱流束センサの第１導体パターンまたは第２導体パターンが形成されている。また、保護部材には、他方の熱流束センサの絶縁基材に対向する面に他方の熱流束センサの第１導体パターンまたは第２導体パターンが形成されている。このように、隣接する熱流束センサの導体パターンを共通の保護部材に形成する構成とすれば、振動検出部における部品点数を低減することができる。
【０１２４】
第６の観点によれば、振動検出器における隣接する熱流束センサは、一方の熱流束センサの１導体パターンまたは第２導体パターンと、他方の熱流束センサの第１導体パターンまたは第２導体パターンとが互いの絶縁基材の間における異なる位置に形成されている。このように、隣接する熱流束センサの導体パターンを互いの絶縁基材の間における異なる位置に形成すれば、隣接する熱流束センサの導体パターン同士を絶縁するための保護部材を省略することが可能となる。
【０１２５】
第７の観点によれば、振動検出器は、メインセンサとサブセンサとの間に、所定の熱容量を有する熱緩衝体が設けられている。これによると、熱緩衝体の熱容量を調整することで、弾性体の温度変化に起因して生ずる熱流束のサブセンサのセンサ出力への影響を調整することが可能になる。すなわち、本構成では、各熱流束センサの構造を変更することなく、機器の振動の検出感度を調整して機器の振動の検出精度を向上させることが可能になる。
【０１２６】
第８の観点によれば、振動検出器の弾性体は、複数の熱流束センサの積層方向において、メインセンサの第１熱電部材および第２熱電部材の一方と重なり合う重合部位とメインセンサの第１熱電部材および第２熱電部材と重なり合わない非重合部位とを有している。そして、非重合部位の少なくとも一部には、重合部位における弾性体とメインセンサとを離間させるための溝部が設けられている。これによると、機器に連動した錘の振動に伴う弾性体の温度変化を拡大させて、メインセンサの機器の振動に対する感度の向上を図ることができる。
【０１２７】
第９の観点によれば、振動検出器のサブセンサは、第１熱電部材および第２熱電部材が積層方向において非重合部位と重なり合う位置に設けられている。このように、一部に溝部が形成された非重合部位とサブセンサとが積層方向に重なり合う配置構成とすれば、弾性体の温度変化に起因して生ずる熱流がサブセンサを通過し難くなるので、機器の振動の検出精度を一層向上させることができる。
【０１２８】
第１０の観点によれば、振動検出器の弾性体は、所定の弾性率を有する第１弾性体部および第１弾性体部よりも高い弾性率を有する第２弾性体部を含んでいる。弾性体は、複数の熱流束センサの積層方向においてメインセンサの第１熱電部材および第２熱電部材の一方と重なり合う重合部位に第２弾性体部が設けられ、重合部位以外の部位に第１弾性体部が設けられている。
【０１２９】
このような構造では、弾性率の高い第２弾性体部がメインセンサの熱電部材と重なり合うことで、メインセンサの熱電部材部分における機器に連動した錘の振動に伴う歪がより大きい応力に拡大される。これにより、弾性体の温度変化を拡大させて、メインセンサの機器の振動に対する感度の向上を図ることができる。
【０１３０】
第１１の観点によれば、振動検出器は、第１弾性体部が所定の弾性率を有するゴム材料で構成され、第２弾性体部がゴム材料よりも高い弾性率を有する樹脂材料で構成されている。
【０１３１】
これによると、樹脂材料の課題であるクリープ変形による継時的な感度の低下に対して、樹脂材料のクリープ変形に対しゴム材料が追随することで、樹脂材料と熱電部材との接触状態を維持できるので、耐久性低下に伴う感度低下が抑制される。
【０１３２】
第１２の観点によれば、振動検出器の第２弾性体部は、複数の熱流束センサの積層方向の端部に面積の異なる一対の端面を有し、一対の端面のうち面積が大きい方の大端面部が錘側に位置し、面積が小さい方の小端面部がメインセンサ側に位置するように設定されている。
【０１３３】
これによると、錘の慣性力がメインセンサの各熱電部材と重なり合う弾性体の第２弾性体部のうち小端面部側に集中して作用する。これにより、機器の振動時に弾性体の第２弾性体部の小端面部付近の温度変化が拡大するので、メインセンサにおける熱流の感度を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１        振動検出器
１０      振動検出部
２０      第１熱流束センサ（メインセンサ）
３０      第２熱流束センサ（サブセンサ）
５０      弾性体
６０      錘
７０      制御部（検出処理部）
ＴＤ      機器
ＩＳ      設置面
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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