(57)【要約】【課題】振動を適正に検知でき、且つ、電力の消費を効果的に抑制することが可能な振動検知センサを提供する。【解決手段】振動検知センサは、空間を形成するための凹部を有する一対の基板と、凹部に配置された電極Ａと、電極Ａに隣り合うように配置された電極Ｂと、電極Ｂに隣り合うように配置された電極Ｃと、空間内に収容された導電性を有する球状錘と、切替端子に信号が印加されることによってＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるトランジスタ３５と、ケーブルａ３を介して電極Ａに接続されるとともにトランジスタ３５に接続された電源３１と、電極Ｂにケーブルｂ３を介して接続されたコンデンサ３２と、ケーブルｃ３を介して電極Ｃに接続されるとともにトランジスタ３５のベースに接続されたコンデンサ３３と、コンデンサ３３に並列に接続された抵抗３４とを備える。振動により、球状錘は、電極Ａ、Ｂへの接触状態から電極Ｂ、Ｃへの接触状態に移動する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間を形成するための内面を有する基部と、
前記内面に配置された第１電極と、
前記第１電極に隣り合うよう前記内面に配置された第２電極と、
前記第２電極に隣り合うよう前記内面に配置された第３電極と、
前記空間内に収容された導電性を有する可動体と、
切替端子に信号が印加されることによってＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるスイッチング素子と、
前記第１電極と前記スイッチング素子に接続された直流電源と、
前記第２電極に接続された第１コンデンサと、
前記可動体が前記第１電極と前記第２電極とを橋架する位置から前記第２電極と前記第３電極とを橋架する位置に移動すると、前記第１コンデンサに蓄えられた電荷を、前記信号として、前記スイッチング素子の前記切替端子に供給する変換部と、を有する、
ことを特徴とする振動検知センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の振動検知センサにおいて、
前記変換部は、
前記第３電極と前記切替端子とに接続された第２コンデンサと、
前記第２コンデンサに並列に接続された抵抗と、を備え、
前記可動体が前記第１電極と前記第２電極とを橋架する位置から前記第２電極と前記第３電極とを橋架する位置に移動すると、前記第１コンデンサに蓄えられた電荷が前記第２コンデンサに移動する、
ことを特徴とする振動検知センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の振動検知センサにおいて、
前記基部は、第１内面を有する第１基部と、第２内面を有する第２基部とを備え、
前記第１内面と前記第２内面が向き合うように前記第１基部と前記第２基部とを接合することにより、前記第１内面と前記第２内面とによって前記空間が形成される、
ことを特徴とする振動検知センサ。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の振動検知センサにおいて、
前記空間は、球状の空間であり、
前記内面に、線状の前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極が所定のピッチで配置されている、
ことを特徴とする振動検知センサ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一項に記載の振動検知センサにおいて、
前記第１電極と前記第３電極とが隣り合わないように、前記第１電極と前記第３電極との間に前記第２電極が介在する状態で、複数の前記第１電極、前記第２電極および前記第３電極が前記内面に配置されている、
ことを特徴とする振動検知センサ。
【請求項６】
空間を形成するための内面を有する基部と、
前記内面に配置された第１電極と、
前記第１電極に隣り合うよう前記内面に配置された第２電極と、
前記空間内に収容された電荷を帯びた可動体と、
切替端子に信号が印加されることによってＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続された直流電源と、
前記第１電極に向き合う位置と前記第２電極に向き合う位置との間を前記可動体が移動したときに前記第１電極または前記第２電極から移動する電荷を、前記信号として、前記スイッチング素子の前記切替端子に供給する変換部と、を有する、
ことを特徴とする振動検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動検知センサに関し、特に振動検知センサ内を球状錘が移動することにより振動を検知する振動検知センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器の振動および傾きを電気的に検知するための振動検知センサが開発されている。
【０００３】
以下の特許文献１には、機器の傾斜方向を検知することができる傾斜検知器が開示されている。この傾斜検知器は、球状の可動接点と、接触部と、接触部と接続された外部端子を備えている。この傾斜検知器が傾けられると、球状の可動接点が移動して２つの接触部に接触することにより、２つの接触部が可動接点により接続された状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３４０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記傾斜検知器により、機器の振動および傾きを検知する場合、傾斜検知器の後段に、傾斜検知器の外部端子を介して制御回路が接続される。この制御回路では、傾斜検知器の２つの接触部が接続された状態にあるか否かが、制御回路内の電源から２つの接触部を介して電流が流れるか否かによって判定される。しかしながら、傾斜検知器が静止している場合、可動接点が２つの接触部に接触した状態で静止するため、２つの接触部の接触が維持されることになる。これにより、制御回路内で電力が消費され続けるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、振動を適正に検知でき、且つ、電力の消費を効果的に抑制することが可能な振動検知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】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る振動検知センサは、空間を形成するための内面を有する基部と、内面に配置された第１電極と、第１電極に隣り合うよう内面に配置された第２電極と、第２電極に隣り合うよう内面に配置された第３電極と、空間内に収容された導電性を有する可動体と、切替端子に信号が印加されることによってＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるスイッチング素子と、第１電極とスイッチング素子に接続された直流電源と、第２電極に接続された第１コンデンサと、可動体が第１電極と第２電極とを橋架する位置から第２電極と第３電極とを橋架する位置に移動すると、第１コンデンサに蓄えられた電荷を、前記信号として、スイッチング素子の切替端子に供給する変換部と、を有する。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る振動検知センサは、空間を形成するための内面を有する基部と、内面に配置された第１電極と、第１電極に隣り合うよう内面に配置された第２電極と、空間内に収容された電荷を帯びた可動体と、切替端子に信号が印加されることによってＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるスイッチング素子と、スイッチング素子に接続された直流電源と、第１電極に向き合う位置と第２電極に向き合う位置との間を可動体が移動したときに第１電極または第２電極から移動する電荷を、前記信号として、スイッチング
素子の切替端子に供給する変換部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、振動を適正に検知でき、且つ、電力の消費を効果的に抑制することが可能な振動検知センサを提供することができる。
【００１０】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態によって何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る振動検知センサの構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る基板を上側から見た平面図、基板の凹部を横から見た拡大側面図、および、凹部により形成される球状空間を示す図である。
【図３】実施例１に係る回路部の構成を示す図である。
【図４】実施例２に係る機構部の構成を示す図、実施例３に係る電極の構成を示す図および実施例３に係る電極の配線構造を説明する図である。
【図５】実施例４に係る基板の凹部を横から見た拡大側面図および回路部の構成を示す図である。
【図６】変更例に係る電極の設置レイアウトを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る振動検知センサ１の構成を示す図である。振動検知センサ１は、機構部２と回路部３を備えている。機構部２と回路部３とは、ケーブルａ３、ｂ３、ｃ３によって接続されている。回路部３については、追って図３を参照して説明する。
【００１４】
機構部２は、基板２１、２２と、球状錘２３を備えている。基板２１の上面（Ｚ軸正方向側の面）には、中央に半球形状の曲面を有する凹部２１ａが形成されている。また、基板２１の一辺は２〜３ｍｍ程度に設定されている。
【００１５】
基板２１の上面と凹部２１ａの曲面には、複数の電極Ａ、Ｂ、Ｃが互いに重なり合わないように設置されている。電極Ａ、Ｂ、Ｃは、銅線の上にニッケルメッキがコーティングされることにより構成されている。これにより、電極Ａ、Ｂ、Ｃは、銅線のみにより構成される場合に比べて、強度が増し、且つ、錆びにくくなる。また、複数の電極Ａと、複数の電極Ｂと、複数の電極Ｃの端部は、それぞれ、１本に纏められて、ケーブルａ１、ｂ１、ｃ１に接続されている。
【００１６】
図２（ａ）は、基板２１を上側から（Ｚ軸負方向に）見た平面図である。複数の電極Ａ、Ｂ、Ｃは、基板２１の上面（Ｚ軸正方向側の面）と凹部２１ａの曲面に、図示の如く、上側から見て各電極がＸ軸方向に平行となるよう設置されている。
【００１７】
図２（ｂ）は、基板２１の凹部２１ａの最深部近傍を横から（Ｘ軸方向に）見た拡大側面図である。図示の如く、電極Ａ、Ｂ、Ｃは、凹部２１ａの曲面上に重なり合わないように設置されている。また、電極Ａと電極Ｃは、互いに隣り合わないように設置されており、電極Ｂは、電極Ａと電極Ｃの間に設置されている。言い替えれば、電極Ａと電極Ｃが交互に並べられた状態（Ａ、Ｃ、Ａ、Ｃ、…）において、電極Ｂが、電極Ａと電極Ｃの間に位置付けられる。これにより、各電極の並び順は、同図（ｂ）のようになる。
【００１８】
図１に戻り、基板２２は、基板２１の上面と下面を逆にして、Ｚ軸を中心として９０度回転させたものである。すなわち、基板２２の下面（Ｚ軸負方向側の面）にも、中央に半球形状の曲面を有する凹部２２ａが形成されている。また、図２（ａ）と同様、基板２２の下面と凹部２２ａの曲面にも、複数の電極Ａ、Ｂ、Ｃが、下側から見て各電極がＹ軸方向に平行となるよう設置されている。また、基板２２に設置された電極Ａ、Ｂ、Ｃも、Ｙ軸方向から見て、図２（ｂ）と同様の並び順となる。また、基板２２に設置された複数の電極Ａ、Ｂ、Ｃも、それぞれ、１本に纏められて、ケーブルａ２、ｂ２、ｃ２に接続されている。
【００１９】
球状錘２３は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）からなり、磁性を帯びていない導電性の球である。球状錘２３の直径は０．５ｍｍ程度に設定されている。ケーブルａ１とケーブルａ２、ケーブルｂ１とケーブルｂ２、ケーブルｃ１とケーブルｃ２は、それぞれ、互いに連結され、各連結部は、ケーブルａ３、ｂ３、ｃ３を介して、回路部３に接続されている。
【００２０】
図１の状態から、凹部２１ａまたは２２ａに球状錘２３が位置付けられた状態で、基板２１と基板２２がＺ軸方向に合わせて固定されることにより、機構部２が完成する。このとき、基板２１の上面と基板２２の下面にそれぞれ設置された電極が電気的に接触しないよう、基板２１の上面と基板２２の下面との間にシールド部材が介在される。こうして、図２（ｃ）に示す如く、一体となった基板２１、２２の内部に、凹部２１ａ、２２ａによって、球状の密閉空間（以下、「球状空間」という）が形成され、この球状空間に球状錘２３が閉じ込められることとなる。
【００２１】
ここで、図２（ｂ）、（ｄ）を参照して、球状錘２３の大きさと、電極Ａ、Ｂ、Ｃの設置間隔との関係について説明する。図２（ｄ）は、図２（ｂ）と同様、基板２１の凹部２１ａの最深部近傍を横から見た拡大側面図である。
【００２２】
図２（ｂ）に示す如く、球状錘２３は、電極Ａ、Ｂにまたがって接触することが可能であり、且つ、接触している２つの電極以外には接触できないよう、球状錘２３の大きさと各電極の設置間隔が設定されている。同様に、図２（ｄ）に示す如く、球状錘２３は、電極Ｂ、Ｃにまたがって接触することが可能であり、且つ、接触している２つの電極以外には接触できないよう、球状錘２３の大きさと各電極の設置間隔が設定されている。具体的には、各電極の間は５０μｍ程度に設定され、各電極の高さは２〜３μｍ程度に設定される。
【００２３】
上記ように機構部２が構成されると、機構部２を含む振動検知センサ１が外力を受けて振動する場合に、この振動に合わせて、球状錘２３が、凹部２１ａ、２２ａにより形成される球状空間内で移動する。これにより、球状錘２３が、凹部２１ａ、２２ａの曲面に設置された電極Ａ、Ｂ、または、電極Ｂ、Ｃに同時に接触することとなる。さらに、振動検知センサ１が振動する場合、通常、球状錘２３は、電極Ａ、Ｂ、または、電極Ｂ、Ｃに同時に接触している状態に留まらない。すなわち、球状錘２３が、図２（ｂ）に示すような電極Ａ、Ｂに接触している状態と、図２（ｄ）に示すような電極Ｂ、Ｃに接触している状態とが、交互に繰り返されることになる。
【００２４】
なお、図２（ｂ）に示す如く、球状錘２３が電極Ａ、Ｂに同時に接触すると、この電極Ａ、Ｂは、球状錘２３を介して、互いに、電気的に接続された状態となる。これにより、図１のケーブルａ３、ｂ３は、互いに短絡された状態となる。また、図２（ｄ）のように、球状錘２３が電極Ｂ、Ｃに同時に接触すると、この電極Ｂ、Ｃは、互いに、電気的に接続された状態となる。これにより、図１のケーブルｂ３、ｃ３は、互いに短絡された状態となる。
【００２５】
図３は、回路部３の構成を示す図である。
【００２６】
回路部３は、電源３１と、コンデンサ３２、３３と、抵抗３４、３６と、トランジスタ３５を備えている。回路部３の回路のグランドラインＧＬと、抵抗３６の一方の端子は、接地されている。
【００２７】
電源３１は、直流電源である。電源３１のプラス側の端子は、機構部２から引き出されたケーブルａ３とトランジスタ３５のコレクタ端子に接続されている。電源３１のマイナス側の端子は、グランドラインＧＬに接続されている。
【００２８】
コンデンサ３２の一方の端子は、機構部２から引き出されたケーブルｂ３に接続されている。コンデンサ３２の他方の端子は、グランドラインＧＬに接続されている。コンデンサ３３の一方の端子は、機構部２から引き出されたケーブルｃ３に接続されている。コンデンサ３３の他方の端子は、グランドラインＧＬに接続されている。また、ケーブルｃ３とコンデンサ３３の間のラインと、トランジスタ３５のベースと抵抗３４の間のラインとは、短絡されている。なお、コンデンサ３２、３３の容量は、非常に小さい値、たとえば、数千ｐＦ程度に設定される。
【００２９】
抵抗３４は、一方の端子がトランジスタ３５のベースに接続されており、他方の端子がグランドラインＧＬに接続されている。抵抗３４は、大きい値、たとえば、数十メガΩ程度に設定される。トランジスタ３５は、ベースに電位が掛かることにより、電源３１と抵抗３６とを接続する。抵抗３６は、一方の端子がトランジスタ３５のエミッタ端子に接続されており、他方の端子が接地されている。電源３１と抵抗３６とが接続されると、電源３１から抵抗３６に電流が流れ、トランジスタ３５と抵抗３６との間から引き出されたケーブル上の端子Ｓｎに電位が生じる。
【００３０】
このように回路部３が構成されると、図２（ｂ）のように球状錘２３が電極Ａ、Ｂに同時に接触して、ケーブルａ３、ｂ３が短絡された状態となると、電源３１からコンデンサ３２に電荷が蓄えられる。また、この状態から、図２（ｄ）のように球状錘２３が電極Ｂ、Ｃに同時に接触して、ケーブルｂ３、ｃ３が短絡された状態となると、コンデンサ３２に蓄えられていた電荷がコンデンサ３３に移動し、コンデンサ３３の電位が上昇する。この電位が、トランジスタ３５のベースに印加されて、トランジスタ３５がＯＮとなり、電源３１から抵抗３６に電流が流れる。これにより、端子Ｓｎに電位が生じる。この電位を後段回路により検出することで、振動が検出される。
【００３１】
なお、球状錘２３が電極Ａ、Ｂに接触してから所定時間が経過すると、コンデンサ３２の蓄電が完了するため、その後、球状錘２３が電極Ａ、Ｂに接触し続けても、コンデンサ３２による電源３１の消費電力はゼロとなる。
【００３２】
また、球状錘２３が電極Ｂ、Ｃに接触してから所定時間が経過すると、コンデンサ３２からコンデンサ３３に移動した電荷は抵抗３４により消費され、トランジスタ３５のベースに電位が印加されなくなる。これにより、トランジスタ３５がＯＦＦとなって、電源３１から抵抗３６に電流が流れなくなる。よって、その後、球状錘２３が電極Ｂ、Ｃに接触し続けても、抵抗３６による電源３１の消費電力はゼロとなる。
【００３３】
以上、本実施例によれば、振動検知センサ１が外力により振動すると、球状錘２３が、図２（ｂ）に示すような電極Ａ、Ｂに接触している状態と、図２（ｄ）に示すような電極Ｂ、Ｃに接触している状態とが、繰り返される。これにより、コンデンサ３２とコンデンサ３３が順次チャージされ、上述したように、端子Ｓｎに電位が生じる。この電位を後段
の回路において検出することで、振動検知センサ１が振動したことが検知される。
【００３４】
また、本実施例によれば、振動検知センサ１が静止すると、球状錘２３は、図２（ｂ）に示すような電極Ａ、Ｂに接触している状態、または、図２（ｄ）に示すような電極Ｂ、Ｃに接触している状態に維持される。このとき、コンデンサ３３の電荷が消費された後は、端子Ｓｎの電位はゼロに維持される。よって、端子Ｓｎの電位はゼロに維持されたことを後段回路にて検出することにより、振動検知センサ１が振動していないことが検知され得る。
【００３５】
さらに、本実施例によれば、振動検知センサ１が静止して、球状錘２３が電極Ａ、Ｂに接触し続けても、上記のように、コンデンサ３２の蓄電が完了した後は、電源３１からコンデンサ３２に電流が流れないため、電源３１の電力が消費されることがない。また、振動検知センサ１が静止して、球状錘２３が電極Ｂ、Ｃに接触し続けても、上記のように、コンデンサ３３の電荷が抵抗３４によって消費された後は、電源３１から抵抗３６に電流が流れないため、電源３１の電力が消費されることがない。このように、本実施例によれば、振動検知センサ１が静止した状態にあるときの不要な電力消費を防ぐことができる。
【００３６】
なお、本実施例では、コンデンサ３２、３３の容量が小さく設定されているため、コンデンサ３２への蓄電と、コンデンサ３３からの放電が短時間で行われる。よって、上記のようにコンデンサ３２への蓄電期間と、コンデンサ３３からの放電期間において電源３１の電力が消費されても、その消費電力は、極めて小さいものに抑制され得る。
【００３７】
また、本実施例では、基板２１、２２を接合することにより、２つの凹部２１ａ、２２ａによって、球状空間が形成されるため、球状空間を容易に形成することができ、且つ、球状錘２３を球状空間に容易に収容することができる。
【００３８】
＜実施例２＞
上記実施例１では、図２（ｃ）に示すように、基板２１の凹部２１ａと基板２２の凹部２２ａにより形成された球状空間に、球状錘２３が閉じ込められ、この球状空間内を球状錘２３が移動することにより、振動検知センサ１の振動が検出された。本実施例では、凹部２１ａ、２２ａにより形成される球状空間に替えて、筒２４を用いて円筒状の密閉空間を形成し、この密閉空間に球状錘２３が閉じ込められる。
【００３９】
図４（ａ）は、機構部２の構成を示す図である。本実施例に係る機構部２は、上記実施例１の基板２１、２２に替えて、筒２４と、蓋２５、２６を備えている。なお、回路部等、本実施例の他の部分は、上記実施例１と同様に構成されている。
【００４０】
筒２４は、中空円筒状の筒であり、上側と下側には開口部が形成されている。筒２４の内面には、全周に亘って、上記実施例１と同様の電極Ａ、Ｂ、Ｃが複数設置されている。電極Ａ、Ｂ、Ｃは、図示の如く、Ｚ軸方向に平行となるよう設置されており、Ｚ軸方向から見て、上記図２（ｂ）と同様に並べられている。また、複数の電極Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、１本に纏められて、ケーブルａ１、ｂ１、ｃ１に接続されており、ケーブルａ１、ｂ１、ｃ１は、それぞれ、ケーブルａ３、ｂ３、ｃ３に接続されている。
【００４１】
蓋２５、２６は、円形状の板である。図４（ａ）の状態から、筒２４の内部に球状錘２３が位置付けられた状態で、蓋２５、２６が、Ｚ軸方向から筒２４の上側と下側を密閉することにより、機構部２が完成する。これにより、筒２４の内部に球状錘２３が閉じ込められることとなる。
【００４２】
このように機構部２が構成される場合も、機構部２を含む振動検知センサ１が外力によ
り振動すると、上記実施例１と同様に、回路部３の端子Ｓｎに電位の変化が生じ、これを検出することで、振動検知センサ１の振動が検知され得る。
【００４３】
なお、本実施例の場合、振動検知センサ１が振動するときに、蓋２５、２６の中心近傍に球状錘２３が位置付けられていると、電極Ａ、Ｂ、Ｃに球状錘２３が接触しないため、振動検知センサ１の振動が検知されない。しかしながら、筒２４の径が小さく構成されれば、球状錘２３は、振動により電極Ａ、Ｂ、Ｃに接触し易くなり、振動検知センサ１の振動が検知され易くなる。
【００４４】
また、本実施例では、筒２４に上下から蓋２５、２６を取り付けることにより、筒状の密閉空間が形成されるため、密閉空間を容易に形成することができ、且つ、球状錘２３を密閉空間に容易に収容することができる。
【００４５】
＜実施例３＞
上記実施例１では、凹部２１ａ、２２ａの曲面に、図２（ａ）に示すように複数の電極Ａ、Ｂ、Ｃが設置された。本実施例では、上記実施例１の凹部２１ａ、２２ａの曲面に、図４（ｂ）に示すような電極Ａ、Ｂ、Ｃが設置される。
【００４６】
図４（ｂ）は、電極Ａ、Ｂ、Ｃの構成を示す図である。図示の如く、本実施例では、凹部２１ａ、２２ａの曲面に、正５角形の電極ユニットＵ１と、正６角形の電極ユニットＵ２が配置される。図４（ｂ）は、凹部２１ａ、２２ａの曲面に配置された電極の一部を模式的に示したものである。電極ユニットＵ１とＵ２は、凹部２１ａ、２２ａの曲面を隙間なく覆うように、複数配置される。
【００４７】
電極ユニットＵ１、Ｕ２には、中心に電極Ｃが配され、電極Ｃの外側に環状の電極Ｂが配され、電極Ｂの外側に環状の電極Ａが配されている。このとき、電極Ａと電極Ｂの間と、電極Ｂと電極Ｃの間には、隣り合う電極が接しないように所定の間隔が設けられている。
【００４８】
凹部２１ａに配置された複数の電極ユニットＵ１、Ｕ２の電極Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、同図（ｃ）に示すように多層配線構造によって、互いに接続される。電極Ａを接続するラインは、図１に示すケーブルａ１に接続され、電極Ｂを接続するラインは、図１に示すケーブルｂ１に接続され、電極Ｃを接続するラインは図１に示すケーブルｃ１に接続される。
【００４９】
凹部２２ａに配置された複数の電極ユニットＵ１、Ｕ２の電極Ａ、Ｂ、Ｃも、上記と同様、多層配線構造によって、互いに接続される。この場合も、電極Ａを接続するラインは、図１に示すケーブルａ２に接続され、電極Ｂを接続するラインは、図１に示すケーブルｂ２に接続され、電極Ｃを接続するラインは図１に示すケーブルｃ２に接続される。
【００５０】
凹部２１ａ、２２ａの曲面に対する電極Ａ、Ｂ、Ｃの配置は、たとえば、上記のような電極Ａ、Ｂ、Ｃと多層配線構造とを有するフレキシブル基板を、凹部２１ａ、２２ａにそれぞれ嵌め込むことにより行われる。この場合、フレキシブル基板は、あらかじめ、凹部２１ａ、２２ａに嵌め込まれるような曲面形状を持っていても良い。あるいは、パターンニング技術によって、基板２１、２２に直接、電極Ａ、Ｂ、Ｃと多層配線構造を形成しても良い。
【００５１】
このように、凹部２１ａ、２２ａの内部に電極Ａ、Ｂ、Ｃが設置されると、振動検知センサ１が外力により振動するときに、球状錘２３が、電極Ａ、Ｂに接触している状態と、電極Ｂ、Ｃに接触している状態とが、繰り返される。これにより、上記実施例１と同様に
、振動検知センサ１が振動したことが検知され得る。
【００５２】
また、本実施例では、凹部２１ａ、２２ａの曲面上に、図４（ｂ）に示す如く、電極ユニットＵ１、Ｕ２が設置されているため、球状錘２３の移動方向に拘わらず、球状錘２３が、電極Ａ、Ｂに接触している状態と、電極Ｂ、Ｃに接触している状態とが、繰り返され易くなる。よって、上記実施例１に比べて、振動検知センサ１の振動がより確実に検知され得る。
【００５３】
＜実施例４＞
上記実施例１〜３では、ケーブルａ３、ｂ３、ｃ３が、球状錘２３によって短絡されることにより、トランジスタ３５のベースに電流が流された。本実施例では、凹部２１ａ、２２ａに設置された電極に、静電誘導により電荷を生じさせ、生じた電荷により、トランジスタのベースに電流が流される。
【００５４】
図５（ａ）は、本実施例の基板２１の凹部２１ａを横から（Ｘ軸方向に）見た拡大側面図である。なお、本実施例の機構部２は、上記実施例１の球状錘２３と電極Ｃに替えて、球状錘２７と保護膜２８を備えている。なお、本実施例の機構部２の他の部分は、上記実施例１と同様に構成されている。
【００５５】
球状錘２７は、絶縁膜が表面に形成された金属製の球体に、放電加工により負電荷が付与された、いわゆる、エレクトレットからなる球体である。また、本実施例では、図示の如く、凹部２１ａ、２２ａに、電極Ａ、Ｂのみが交互に設置されている。よって、本実施例では、図１におけるケーブルｃ１、ｃ２、ｃ３が省略される。球状錘２７の大きさは、上記実施例１の球状錘２３と同様であり、電極Ａ、Ｂの間隔は、上記実施例１の電極Ａ、Ｂ、Ｃの間隔と同じである。
【００５６】
また、本実施例では、電極Ａ、Ｂの上側（Ｚ軸正方向側）に、樹脂からなる保護膜（絶縁膜）２８が設置されている。球状錘２７は、振動検知センサ１が外力により振動すると、保護膜２８によって電極Ａ、Ｂと接触しない状態が維持されながら、凹部２１ａ、２２ａにより形成される球状空間内を移動する。
【００５７】
このように、球状錘２７と、保護膜２８と、電極Ａ、Ｂが構成される場合、球状錘２７が、電極ＡまたはＢに近づくと、この電極には、負電荷を帯びている球状錘２７とは反対の正電荷が誘導される。
【００５８】
図５（ｂ）は、本実施例の回路部５の構成を示す図である。
【００５９】
回路部５は、電源５１と、整流回路５２と、コンデンサ５３と、抵抗５４、５６と、トランジスタ５５を備えている。回路部５の回路のグランドラインＧＬと、抵抗５６の一方の端子は、接地されている。なお、電源５１と、コンデンサ５３と、抵抗５４、５６と、トランジスタ５５は、それぞれ、上記実施例１の電源３１と、コンデンサ３３と、抵抗３４、３６と、トランジスタ３５と略同じであるため、ここでは便宜上、説明を省略する。
【００６０】
整流回路５２は、ダイオード５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを有している。ダイオード５２ａのアノードは、ダイオード５２ｂのカソードと、ケーブルａ３に接続されており、ダイオード５２ａのカソードは、ダイオード５２ｃのカソードと配線Ｌ２に接続されている。ダイオード５２ｄのアノードは、ダイオード５２ｂのアノードと配線Ｌ１に接続されており、ダイオード５２ｄのカソードは、ダイオード５２ｃのアノードと、ケーブルｂ３に接続されている。
【００６１】
このような構成において、球状錘２７が、電極Ａ、Ｂを順次横切るように移動すると、静電誘導により電極Ａ、Ｂにそれぞれ誘起される電荷量が変化し、整流回路５２を介して、コンデンサ５３に電荷が移動する。これによって、コンデンサ５３が蓄電され、コンデンサ５３の電位が上昇する。この電位が、トランジスタ５５のベースに印加されることで、トランジスタ５５がＯＮとなり、抵抗５６に電流が流れる。これにより、端子Ｓｎに電位が生じる。
【００６２】
ここで、コンデンサ５３に対する電荷の移動量は、電極Ａ、Ｂに球状錘２７が対向するタイミングでゼロになり、電極Ａ、Ｂ間に球状錘２７が均等に掛かるときにピークとなるように、パルス状に変化する。かかる電荷の移動によって、コンデンサ３３の電位は徐々に上昇し、やがてトランジスタ３５のスイッチング電位を超えるようになる。このタイミングで、トランジスタ３５がＯＮとなり、抵抗３６に電流が流れ、端子Ｓｎに電位が生じる。
【００６３】
このように、振動検知センサ１が振動すると、球状錘２７の移動に伴って、端子Ｓｎに電位が生じる。この電位を後段の回路で検出することにより、振動を検知することができる。
【００６４】
なお、球状錘２７が動かない状態では、電極Ａ、Ｂの何れからも、電荷がコンデンサ５３に移動しない。このため、コンデンサ５３には電荷が蓄えられず、よって、トランジスタ５５はＯＦＦの状態に維持される。このため、球状錘２７が動かない状態では、抵抗３６に電流は流れず、電源３１の電力は消費されない。なお、この場合、端子Ｓｎの電位は、ゼロに維持される。したがって、端子Ｓｎの電位がゼロの状態が続くことを検出することで、振動検知センサ１が静止していることが検知され得る。
【００６５】
よって、本実施例によれば、上記実施例１〜３と同様、非振動時の電力消費を防止しながら、振動を適正に検出することができる。なお、本実施例によれば、球状錘２７の移動によって電極Ａ、Ｂから移動した電荷がコンデンサ５３に蓄えられるため、コンデンサ５３に対する蓄電のために、電源５１の電力が消費されることがない。よって、本変更例では、上記実施例１〜３に比べて、さらに、消費電力の抑制を図ることができる。
【００６６】
以上、本発明の実施例１〜４について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施例も上記以外に種々の変更が可能である。
【００６７】
たとえば、上記実施例１において、図２（ａ）に示した電極Ａ、Ｂ、Ｃの設置レイアウトを、図６（ａ）に示すように変更しても良い。すなわち、凹部２１ａ、２２ａの曲面に、複数の電極Ａ、Ｂ、Ｃが、Ｙ軸方向に蛇行するように設置されても良い。こうすると、球状錘２３が凹部２１ａ、２２ａに沿ってどの方向に移動しても、電極Ａ、Ｂ、Ｃに対する球状錘２３の接触状態が切り替わり易くなり、振動が検知され易くなる。
【００６８】
たとえば、実施例１の電極レイアウトでは、図６（ｂ）に示す状態から球状錘２３がＸ軸方向に移動しても、球状錘２３は、電極Ａ、Ｂに接触したままとなる。これに対し、図６（ａ）のように電極を蛇行させると、図６（ｃ）に示す状態から球状錘２３がＸ軸方向に移動すると、球状錘２３の接触状態は、電極Ａ、Ｂに接触する状態から、電極Ｂ、Ｃに接触する状態に変わり易い。なお、上記実施例２においても、このような電極Ａ、Ｂ、Ｃの設置レイアウトが、図４（ａ）に示した筒２４の内面に設置されても良い。
【００６９】
また、上記実施例４における機構部２が、図４（ａ）のような筒状の機構部に変更されても良い。この場合、筒２４の内面に、電極Ａ、Ｂが交互に並ぶように設置される。また、上記実施例４における電極Ａ、Ｂが、図４（ｂ）のように、正５角形の電極ユニットＵ
１と正６角形の電極ユニットＵ２に置き換えられても良い。この場合、電極ユニットＵ１、Ｕ２には、中心に電極Ｂが配され、電極Ｂの外側に環状の電極Ａが配される。また、上記実施例４における電極Ａ、Ｂが、図６（ａ）のように、Ｙ軸方向に蛇行するように設置されても良い。
【００７０】
さらに、球状錘２３、２７が収容される密閉空間は、球状、円筒形状に限らず、楕円球状等、他の形状にも変更可能である。また、電極のレイアウトも上記以外に種々の変更が可能であり、たとえば、図４（ａ）に示す円筒形状の内側面に、螺旋状に電極を配置しても良い。さらに、トランジスタ３５、５５も、適宜、他の半導体素子等に変更可能である。
【００７１】
また、上記実施例１、３、４では、凹部２１ａ、２２ａによって球状の密閉空間が形成されたが、これに限らず、形成される空間は密閉されていなくても良い。この場合、たとえば、球状錘２３または２７が空間内に留められる程度に、凹部２１ａ、２２ａに外部と通じる孔や隙間が設けられても良い。また、上記実施例２では、筒２４と蓋２５、２６によって円筒状の密閉空間が形成されたが、これに限らず、形成される空間は密閉されていなくても良い。この場合、たとえば、球状錘２３が空間内に留められる程度に、筒２４と蓋２５、２６に外部と通じる孔や隙間が設けられても良い。
【００７２】
また、上記実施例１〜４では、球状錘２３、２７は球状とされたが、これに限らず、球状以外の形状、たとえば、楕円球状、多面体形状などであっても良い。また、上記実施例２の場合には、球状錘２３は、Ｚ軸方向に中心軸を有する円筒または円柱形状であっても良い。
【００７３】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  …  振動検知センサ
２１  …  基板（基部、第１基部）
２２  …  基板（基部、第２基部）
２３、２７  …  球状錘（球体）
２４  …  筒（基部）
３１  …  電源（直流電源）
３２  …  コンデンサ（第１コンデンサ）
３３  …  コンデンサ（第２コンデンサ、変換部）
３４  …  抵抗（変換部）
３５、５５  …  トランジスタ（スイッチング素子）
５１  …  電源（直流電源）
５２  …  整流回路（変換部）
５３  …  コンデンサ（変換部）
５４  …  抵抗（変換部）
Ａ  …  電極（第１電極）
Ｂ  …  電極（第２電極）
Ｃ  …  電極（第３電極）
【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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