(57)【要約】【課題】比較的構造が簡便で、高温度下での測定が可能な加速度センサなどに適用することができる圧電素子保持構造を提供する。【解決手段】ベース１と重錘６との間に圧電素子５を保持する圧電素子保持構造おいて、ベース１の上部に傾斜面３を形成し、この傾斜面３に貫通孔４ａを有する押え部材４を圧電素子５の内周面５ａに対向するように当接させ、ボルト７を押え部材４の貫通孔４ａを通してベース１の上部に設けたねじ穴２ｂに締め付けることにより押え部材４を傾斜面３に沿ってスライドさせ、ベース１の上部に装着された圧電素子５をその内周面５ａから外方に押圧してベース１と重錘６との間に保持する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと重錘との間に圧電素子を保持する圧電素子保持構造おいて、前記ベースの上部に傾斜面を形成し、この傾斜面に貫通孔を有する押え部材を前記圧電素子の内周面に対向するように当接させ、ボルトを前記押え部材の貫通孔を通して前記ベースの上部に設けたねじ穴に締め付けることにより前記押え部材を前記傾斜面に沿ってスライドさせ、前記ベースの上部に装着された前記圧電素子をその内周面から外方に押圧して前記ベースと前記重錘との間に保持することを特徴とする圧電素子保持構造。
【請求項２】
ベースと重錘との間に圧電素子を保持する圧電素子保持構造において、前記ベースの上部に傾斜面を形成し、この傾斜面に複数の押え部材を前記圧電素子の内周面に対向するように当接させ、ボルトを前記複数の押え部材により形成される貫通孔を通して前記ベースの上部に設けたねじ穴に締め付けることにより前記複数の押え部材を前記傾斜面に沿って各々スライドさせ、前記ベースの上部に装着された前記圧電素子をその内周面から外方に押圧して前記ベースと前記重錘との間に保持することを特徴とする圧電素子保持構造。
【請求項３】
ベースと重錘との間に圧電素子を保持する圧電素子保持構造において、前記ベースの上部にＣリング押え部材を介して前記圧電素子を装着し、前記Ｃリング押え部材に貫通孔を有する押え部材を嵌合させ、ボルトを前記押え部材の貫通孔を通して前記ベースの上部に設けたねじ穴に締め付けることにより前記押え部材を前記Ｃリング押え部材に押し込み、前記圧電素子をその内周面から外方に押圧して前記ベースと前記重錘との間に前記Ｃリング押え部材を介して保持することを特徴とする圧電素子保持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば圧電式加速度センサに用いられる圧電素子保持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧電式加速度センサにおける圧電素子保持構造としては、ベース上面に形成されている支持部に剪断形環状圧電素子が嵌め込まれ、この素子の外周に質量体（重錘）が取り付けられ、この素子の支持部への固定および質量体の素子外周への固定は、接着材によってなされている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、接着材を使用しているために、耐熱性に乏しい等の性能上の理由から高温度下での測定が行えず、また接着剤の可使時間、加熱を要すること等の組立上の理由から製造工数が掛かるという問題があった。
【０００３】
そこで、接着材を使用せずにベースと質量体との間に磁気的吸引力を作用させ、この磁気的吸引力により圧電素子をベースと質量体との間に保持することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平６−５０７７３号公報
【特許文献２】
特許第３１２６６７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献２に記載の磁気的吸引力により圧電素子をベースと質量体との間に保持する圧電素子保持構造を適用した圧電式加速度センサにおいては、高温度下での測定が可能であるものの、圧電素子をベースと質量体との間に十分な保持力で保持することができない場合があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、比較的構造が簡便で、高温度下での測定が可能な加速度センサなどに適用することができる圧電素子保持構造を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、ベースと重錘との間に圧電素子を保持する圧電素子保持構造おいて、前記ベースの上部に傾斜面を形成し、この傾斜面に貫通孔を有する押え部材を前記圧電素子の内周面に対向するように当接させ、ボルトを前記押え部材の貫通孔を通して前記ベースの上部に設けたねじ穴に締め付けることにより前記押え部材を前記傾斜面に沿ってスライドさせ、前記ベースの上部に装着された前記圧電素子をその内周面から外方に押圧して前記ベースと前記重錘との間に保持するようにした。
【０００８】
請求項２に係る発明は、ベースと重錘との間に圧電素子を保持する圧電素子保持構造において、前記ベースの上部に傾斜面を形成し、この傾斜面に複数の押え部材を前記圧電素子の内周面に対向するように当接させ、ボルトを前記複数の押え部材により形成される貫通孔を通して前記ベースの上部に設けたねじ穴に締め付けることにより前記複数の押え部材を前記傾斜面に沿って各々スライドさせ、前記ベースの上部に装着された前記圧電素子をその内周面から外方に押圧して前記ベースと前記重錘との間に保持するようにした。
【０００９】
請求項３に係る発明は、ベースと重錘との間に圧電素子を保持する圧電素子保持構造において、前記ベースの上部にＣリング押え部材を介して前記圧電素子を装着し、前記Ｃリング押え部材に貫通孔を有する押え部材を嵌合させ、ボルトを前記押え部材の貫通孔を通して前記ベースの上部に設けたねじ穴に締め付けることにより前記押え部材を前記Ｃリング押え部材に押し込み、前記圧電素子をその内周面から外方に押圧して前記ベースと前記重錘との間に前記Ｃリング押え部材を介して保持するようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る圧電素子保持構造の第１の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの断面図、図２は同じく要部断面拡大図、図３は環状剪断形圧電素子の斜視図、図４は本発明に係る圧電素子保持構造の第２の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの断面図、図５は同じく要部断面拡大図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７は本発明に係る圧電素子保持構造の第３の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの断面図、図８は同じく要部断面拡大図である。
【００１１】
本発明に係る圧電素子保持構造の第１の実施の形態を適用した圧電式加速度センサは、図１及び図２に示すように、ベース１に突出した円柱状の支柱２に平面状の傾斜面３を形成し、この傾斜面３に貫通孔４ａを有する押え部材４を当接させ、円柱状に合体された支柱２と押え部材４に環状剪断形圧電素子５を嵌合し、更に環状剪断形圧電素子５に環状の重錘６を嵌合している。
【００１２】
また、支柱２の中途にはテーパー状段部２ａが形成され、重錘６の内周面上部にはテーパー状の段部６ａが形成されている。環状剪断形圧電素子５は、図３に示すように、軸方向Ａに分極し、電極を内周面５ａと外周面５ｂに設け、内径は支柱２の径よりやや大きく、外径は重錘６の内径よりやや小さくなっている。
【００１３】
環状剪断形圧電素子５を円柱状に合体された支柱２と押え部材４に嵌合することにより、支柱２の段部２ａに環状剪断形圧電素子５の下面内周エッジ５ｃが当接し、更に環状剪断形圧電素子５に重錘６を嵌合することにより、重錘６の段部６ａに環状剪断形圧電素子５の上面外周エッジ５ｄが当接する。従って、環状剪断形圧電素子５は、円柱状に合体された支柱２と押え部材４及び重錘６によって保持された状態になる。
【００１４】
そして、ボルト７を押え部材４の貫通孔４ａを通してベース１の上部の支柱２に設けたねじ穴２ｂに一定のトルクになるまで締め付けていくと、ボルト７の頭部７ａが押え部材４を押圧することにより押え部材４が傾斜面３に沿ってスライドし、円柱状に合体された支柱２と押え部材４に装着された環状剪断形圧電素子５がその内周面５ａから外方に押圧される。すると、環状剪断形圧電素子５はベース１と重錘６との間で強固に保持されることになる。
【００１５】
このように、ボルト７の締め付けトルクを一定に管理することにより、環状剪断形圧電素子５はベース１と重錘６との間で強固に保持され、特性のばらつきの少ない圧電式加速度センサを製造することができる。
【００１６】
なお、本実施の形態では、傾斜面３を平面状に形成しているが、ボルト７をねじ穴２ｂに締め付けることによって支柱２と合体して円柱状になる押え部材４が円滑にスライドできれば、曲面状に形成してもよい。
また、１ａは測定対象物へ圧電式加速度センサを取り付けるための雌ねじ部、８は環状剪断形圧電素子５に発生した電圧を外部に取出すためのコネクタ、９は外部の電磁波が環状剪断形圧電素子５に作用するのを防止するためのケースである。
【００１７】
次に、本発明に係る圧電素子保持構造の第２の実施の形態を適用した圧電式加速度センサは、図４乃至図６に示すように、ベース２１に突出した円柱状の支柱２２に略半球状の傾斜面２３を形成し、この傾斜面２３に貫通孔２４を有すると共に２つに分割された円柱状の押え部材２５ａ，２５ｂを当接させ、これらの押え部材２５ａ，２５ｂに環状剪断形圧電素子５を嵌合し、更に環状剪断形圧電素子５に環状の重錘６を嵌合している。
【００１８】
また、支柱２２の中途にはテーパー状段部２２ａが形成され、重錘６の内周面上部にはテーパー状の段部６ａが形成されている。
【００１９】
環状剪断形圧電素子５を円柱状に合体された支柱２と押え部材４に嵌合することにより、支柱２２の段部２２ａに環状剪断形圧電素子５の下面内周エッジ５ｃが当接し、更に環状剪断形圧電素子５に重錘６を嵌合することにより、重錘６の段部６ａに環状剪断形圧電素子５の上面外周エッジ５ｄが当接する。従って、環状剪断形圧電素子５は、円柱状に合体された支柱２２と押え部材２５ａ，２５ｂ及び重錘６によって保持された状態になる。
【００２０】
そして、ボルト２７を押え部材２５ａ，２５ｂの貫通孔２４を通してベース２１の上部の支柱２２に設けたねじ穴２２ｂに一定のトルクになるまで締め付けていくと、ボルト２７の頭部２７ａが押え部材２５ａ，２５ｂを押圧することにより押え部材２５ａ，２５ｂが傾斜面２３に沿ってスライドし、押え部材２５ａ，２５ｂに装着された環状剪断形圧電素子５がその内周面５ａから外方に押圧される。すると、環状剪断形圧電素子５は押え部材２５ａ，２５ｂと重錘６との間で強固に保持されることになる。
【００２１】
このように、ボルト２７の締め付けトルクを一定に管理することにより、環状剪断形圧電素子５は押え部材２５ａ，２５ｂと重錘６との間で強固に保持され、特性のばらつきの少ない圧電式加速度センサを製造することができる。
【００２２】
なお、本実施の形態では、２つに分割された押え部材２５ａ，２５ｂを用いているが、傾斜面２３を円滑にスライドできれば、３つ以上に分割された押え部材を用いることができる。傾斜面２３についても略半球状ではなく、平面をつなげた略角錐状に形成することもできる。２１ａは測定対象物へ圧電式加速度センサを取り付けるための雌ねじ部である。また、図１及び図２に示す符号と同符号の構成要素については説明を省略する。
【００２３】
次に、本発明に係る圧電素子保持構造の第３の実施の形態を適用した圧電式加速度センサは、図７及び図８に示すように、ベース３１に突出した円柱状の支柱３２にＣリング押え部材３３を介して環状剪断形圧電素子５を装着し、更に環状剪断形圧電素子５に環状の重錘６を嵌合し、Ｃリング押え部材３３に貫通孔３４ａを有する押え部材３４を嵌合している。
【００２４】
また、支柱３２の中途にはテーパー状の段部３２ａが形成され、押え部材３４の外周面の中途にはテーパー状の段部３４ｂが形成され、重錘６の内周面上部にもテーパー状の段部６ａが形成されている。
【００２５】
環状剪断形圧電素子５をＣリング押え部材３３を介して支柱３２に嵌合すると支柱３２の段部３２ａにＣリング押え部材３３の下面内周エッジ３３ａが当接し、更に環状剪断形圧電素子５に重錘６を嵌合すると重錘６の段部６ａに環状剪断形圧電素子５の上面外周エッジ５ｄが当接する。更に、Ｃリング押え部材３３に押え部材３４を嵌合するとＣリング押え部材３３の上面内周エッジ３３ｂに押え部材３４の段部３４ｂが当接する。従って、環状剪断形圧電素子５は、支柱２２と押え部材３３とＣリング押え部材３３及び重錘６によって保持された状態になる。
【００２６】
そして、ボルト３７を押え部材３４の貫通孔３４ａを通してベース３１の上部の支柱３２に設けたねじ穴３２ｂに一定のトルクになるまで締め付けていくと、ボルト３７の頭部３７ａが押え部材３４を押圧することにより押え部材３４がＣリング押え部材３３をその内周面３３ａから外方に押圧し、更にＣリング押え部材３３によりＣリング押え部材３３に装着された環状剪断形圧電素子５をその内周面５ａから外方に押圧する。すると、環状剪断形圧電素子５はＣリング押え部材３３と重錘６との間で強固に保持されることになる。
【００２７】
Ｃリング押え部材３３を使用するのは、環状剪断形圧電素子５に対して面で力を加えることにより、環状剪断形圧電素子５に欠けや割れなどが生じるのを防止するためである。
このように、ボルト３７の締め付けトルクを一定に管理することにより、環状剪断形圧電素子５はＣリング押え部材３３と重錘６との間で強固に保持され、特性のばらつきの少ない圧電式加速度センサを製造することができる。
【００２８】
３１ａは測定対象物へ圧電式加速度センサを取り付けるための雌ねじ部である。また、図１及び図２に示す符号と同符号の構成要素については説明を省略する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る発明によれば、比較的構造が簡便で、高温度下での測定が可能な圧電式加速度センサなどに適用することができる。
また、ボルトの締め付けトルクを一定に管理することにより、圧電素子はベースと重錘との間で強固に保持され、特性のばらつきの少ない圧電式加速度センサなどを製造することができる。
【００３０】
請求項２に係る発明によれば、比較的構造が簡便で、高温度下での測定が可能な圧電式加速度センサなどに適用することができる。
また、ボルトの締め付けトルクを一定に管理することにより、圧電素子は複数の押え部材と重錘との間で強固に保持され、特性のばらつきの少ない圧電式加速度センサなどを製造することができる。
【００３１】
請求項３に係る発明によれば、比較的構造が簡便で、高温度下での測定が可能な加速度センサなどに適用することができる。
Ｃリング押え部材を使用することにより、環状剪断形圧電素子に対して面で力を加えることができるので、環状剪断形圧電素子に欠けや割れなどが生じるのを防止することができる。
また、ボルトの締め付けトルクを一定に管理することにより、圧電素子はＣリング押え部材と重錘との間で強固に保持され、特性のばらつきの少ない圧電式加速度センサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧電素子保持構造の第１の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの断面図
【図２】本発明に係る圧電素子保持構造の第１の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの要部断面拡大図
【図３】環状剪断形圧電素子の斜視図
【図４】本発明に係る圧電素子保持構造の第２の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの断面図
【図５】本発明に係る圧電素子保持構造の第２の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの要部断面拡大図
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図
【図７】本発明に係る圧電素子保持構造の第３の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの断面図
【図８】本発明に係る圧電素子保持構造の第３の実施の形態を適用した圧電式加速度センサの要部断面拡大図
【符号の説明】
１，２１，３１…ベース、２，２２，３２…支柱、２ｂ，２２ｂ，３２ｂ…ねじ穴、３，２３…傾斜面、４，２５ａ，２５ｂ，３３…押え部材、４ａ，２４，３４ａ…貫通孔、５…環状剪断形圧電素子、５ａ…内周面、６…重錘、７，２７，３７…ボルト、３３…Ｃリング押え部材。
【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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