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公開番号2024068576
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-20
出願番号2022179126
出願日2022-11-08
発明の名称振動センサ及び振動検出システム
出願人国立大学法人大阪大学,東電設計株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類G01H 11/08 20060101AFI20240513BHJP(測定;試験)
要約【課題】所定方向の振動の検出精度を確保することができる振動センサ及び振動検出システムを提供する。
【解決手段】振動センサ26は、検出板部38と、検出板部38を支持する検出板支持部40とを備えており、主桁14の振動が検出板支持部40を介して検出板部38に伝達されると共に、検出板部38の変形が圧電体32で検出されるようになっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シート状とされた圧電体と、
前記圧電体の厚さ方向一方側の第１面に設けられた第１電極部と、
前記圧電体の厚さ方向他方側の第２面に設けられた第２電極部と、
前記第２電極部における前記圧電体と反対側の面に設けられると共に、外周が前記圧電体の外周よりも大きい板状とされた検出板部と、
前記検出板部における前記圧電体と反対側の面に設けられると共に、外周が前記圧電体の外周よりも小さい検出板支持部と、
を有する振動センサ。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記圧電体の外周、前記検出板部の外周及び前記検出板支持部の外周が、それぞれ円形とされている、
請求項１に記載の振動センサ。
【請求項３】
前記圧電体、前記第１電極部及び前記第２電極部の中央部のそれぞれには、前記厚さ方向から見て円形の貫通部が形成されている、
請求項２に記載の振動センサ。
【請求項４】
前記第１電極部の前記厚さ方向一方側に配置された金属製の蓋部と、
前記検出板支持部の前記厚さ方向他方側に配置されて当該検出板支持部と密着した底部を備えると共に、前記圧電体、前記第１電極部、前記第２電極部、前記検出板部及び前記検出板支持部が格納された金属製のケース本体部と、
を備えたケース部をさらに備え、
前記蓋部の中央部と前記検出板部の中央部とが前記貫通部に挿通された支柱部で繋がれると共に、
前記第１電極部から延出された第１導線と、前記第２電極部から延出された第２導線と、が前記蓋部及び前記支柱部に沿って配置されている、
請求項３に記載の振動センサ。
【請求項５】
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の振動センサと、
前記振動センサと隣接して配置され、前記第１電極部及び前記第２電極部を介して前記圧電体と電気的に接続されると共に、当該圧電体から出力された電荷信号に比例する電圧信号を出力可能な信号変換装置と、
を備えている、
振動検出システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動センサ及び振動検出システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、振動センサに関する発明が記載されている。この振動センサは、薄膜状の圧電体と、圧電体の上面に設けられた上側電極と、圧電体の下面に設けられた下側電極と、上側電極の上面に設けられた錘とを備えている。そして、下記特許文献１に記載の先行技術では、振動検出対象物から振動センサに上下方向の振動が入力されると、この振動によって錘が上下方向に振動することで圧電体に電圧が発生し、この電圧を検出することで振動検出対象物に発生した振動を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１４５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の先行技術では、上下方向の振動のみでなく上下方向と直交する方向の振動によっても錘が振動するため、上下方向と直交する方向の振動も検出されることとなる。つまり、上記特許文献１に記載の先行技術では、所定方向の振動の検出精度を確保するという観点において改善の余地がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、所定方向の振動の検出精度を確保することができる振動センサ及び振動検出システムを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様に係る振動センサは、シート状とされた圧電体と、前記圧電体の厚さ方向一方側の第１面に設けられた第１電極部と、前記圧電体の厚さ方向他方側の第２面に設けられた第２電極部と、前記第２電極部における前記圧電体と反対側の面に設けられると共に、外周が前記圧電体の外周よりも大きい板状とされた検出板部と、前記検出板部における前記圧電体と反対側の面に設けられると共に、外周が前記圧電体の外周よりも小さい検出板支持部と、を有している。
【０００７】
第１の態様に係る振動センサによれば、シート状とされた圧電体における当該圧電体の厚さ方向一方側の第１面に第１電極部が設けられており、当該厚さ方向他方側の第２面に第２電極部が設けられている。そして、圧電体にその厚さ方向の力が加えられると、当該力の大きさに応じた電荷信号が、圧電体から第１電極部及び第２電極部を介して出力される。このため、圧電体を振動検出対象物の振動が伝達されるように配置することで、当該振動の大きさに応じた電荷信号が圧電体から出力され、当該振動を検出することができる。
【０００８】
ところで、所定方向の振動の検出精度を確保するという観点において、振動検出対象物が所定方向に振動するときには、圧電体に力が加えられると共に、当該振動検出対象物が当該所定方向と直交する方向に振動するときには、圧電体に力が加えられるのを抑制できることが好ましい。
【０００９】
ここで、本態様では、検出板部と、検出板部を支持する検出板支持部とを備えており、振動検出対象物の振動が検出板支持部を介して検出板部に伝達されると共に、検出板部の変形が圧電体で検出されるようになっている。
【００１０】
詳しくは、本態様では、検出板部は、その外周が圧電体の外周よりも大きい板状とされると共に、第２電極部における圧電体と反対側の面に設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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