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公開番号2025021408
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2024028575
出願日2024-02-28
発明の名称振動検出装置、ウエアラブル装置、配管検査装置
出願人株式会社リコー
代理人個人
主分類G01H 11/08 20060101AFI20250205BHJP(測定;試験)
要約【課題】低周波数の感度が向上した振動検出装置を提供する。
【解決手段】本発明にかかる振動検出装置は、振動部と、前記振動部を振動可能に支持する支持部12と、を備え、前記振動部の前記支持部に支持されている位置の両端を結ぶ線分を固定端とすると、前記固定端の線分方向と垂直な方向における前記振動部の前記固定端から最も遠い点を基準点として、前記振動部の任意の位置までの前記垂直方向の距離をx、前記基準点から距離xの区間における任意の位置をξ、距離xにおける前記振動部の前記固定端の線分方向の幅をW(x)、前記垂直な方向における前記振動部の前記固定端から前記基準点までの長さを長さL、前記振動部の面積および前記長さLが同一の長方形の幅をW0としたとき、(式1)の関係を満足することを特徴とする。
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
振動部と、
前記振動部を振動可能に支持する支持部と、を備え、
前記振動部の前記支持部に支持されている位置の両端を結ぶ線分を固定端とすると、
前記固定端の線分方向と垂直な方向における前記振動部の前記固定端から最も遠い点を基準点として、
前記振動部の任意の位置までの前記垂直な方向の距離をｘ、
前記基準点から距離ｘの区間における任意の位置をξ、
距離ｘにおける前記振動部の前記固定端の線分方向の幅をＷ（ｘ）、
前記垂直な方向における前記振動部の前記固定端から前記基準点までの長さを長さＬ、
前記振動部の面積および前記長さＬが同一の長方形の幅をＷ０としたとき、
（式１）の関係を満足することを特徴とする振動検出装置。
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続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記固定端と前記振動部の外周を結ぶ前記垂直な方向の線分の中で、最も短い線分の中点を取り、
前記中点を通る前記固定端の線分方向の直線で前記振動部の面積を２分し、
前記固定端側の前記振動部の面積を第１面積、
前記直線に対し前記固定端と反対側の前記振動部の面積を第２面積としたとき、
前記第１面積は、第２面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項３】
振動部と、
前記振動部を振動可能に支持する支持部と、を備え、
前記振動部の前記支持部に支持されている位置の両端を通る線分を固定端とすると、
前記固定端と前記振動部の外周を結ぶ前記振動部における前記固定端の線分方向と垂直な方向の線分の中で、最も短い線分の中点を取るとき、
前記振動部の幅は、前記垂直な方向において前記中点よりも前記固定端から遠い位置で最大となる
ことを特徴とする振動検出装置。
【請求項４】
前記振動部は、
前記振動部の歪を検出する歪検出部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項５】
前記歪検出部は、
第１の歪検出部と第２の歪検出部の少なくとも２層を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の振動検出装置。
【請求項６】
前記振動部の前記固定端の長さをＷ１とし、前記固定端の線分方向と垂直な方向で最も前記固定端と離れる位置での前記振動部の長さをＷ２としたとき、
以下の式を満足することを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
Ｗ２／Ｗ１＞１
【請求項７】
前記振動部の形状が略四角形であり、
前記固定端の長さをＷ１とし、前記固定端に対向する振動部の辺の長さをＷ２としたときに、
以下の式を満足することを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
Ｗ２／Ｗ１＞１
【請求項８】
前記振動部は、５角形以上である
ことを特徴とした請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項９】
前記振動部は、曲線形状を含む
ことを特徴とした請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の振動検出装置を搭載したウエアラブル装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動検出装置、ウエアラブル装置、配管検査装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、ＭＥＭＳトランスデューサであって、基板と、複数の先細トランスデューサ梁とを備え、各先細トランスデューサ梁は、加えられた圧力を電圧に変換する圧電層と、前記圧電層を間に挟む一対の電極層とを備え、各先細トランスデューサ梁は、梁基端部と、梁端部と、前記梁基端部と前記梁端部との間に配置される梁本体部とを有し、前記梁本体部が、前記梁基端部から前記梁端部に向けて先細りし、前記先細トランスデューサ梁は、前記梁基端部を前記基板に取り付けることにより、片持ち梁構成で前記基板上に連結され、前記複数の先細トランスデューサ梁の梁端部が共通の一点に向けて集まり、各梁本体および梁端部が前記基板に結合されておらず、前記梁端部が先の尖った梁先端を含み、前記梁先端が共にほぼ一点に集まることを特徴とするＭＥＭＳトランスデューサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許５９３６１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
感度を向上させた振動検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる振動検出装置は、振動部と、前記振動部を振動可能に支持する支持部と、を備え、前記振動部の前記支持部に支持されている位置の両端を結ぶ直線を固定端とすると、前記固定端の線分方向と垂直な方向における前記振動部の前記固定端から最も遠い点を基準点として、前記振動部の任意の位置までの前記垂直な方向の距離をｘ、前記基準点から距離ｘの区間における任意の位置をξ、距離ｘにおける前記振動部の前記固定端の線分方向の幅をＷ（ｘ）、前記垂直な方向における前記振動部の前記固定端から前記基準点までの長さを長さＬ、前記振動部の面積および前記長さＬが同一の長方形の幅をＷ０としたとき、（式１）の関係を満足することを特徴とする。
【０００６】
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【発明の効果】
【０００７】
感度を向上させた振動検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１の実施形態の概略図である。
第１の実施形態の断面図である。
固定端を説明する平面視図である。
固定端の変形例を示す平面視図である。
固定端の別の変形例を示す平面視図である。
固定端を説明する断面図である。
片持ち梁のたわみ量を説明する図である。
第１の実施形態のモデルの形状を説明する図である。
第１の比較例の形状を説明する図である。
第１の実施形態のモデルの形状を説明する図である。
シミュレーションを行ったモデルを説明する図である。
たわみ量を比較するシミュレーションの結果を示す図である。
共振周波数のシミュレーションを行ったモデルを説明する図である。
共振周波数のシミュレーションの結果を示す図である。
第１の比較例と本実施形態のモデルの比較を示す図である。
共振周波数のシミュレーションを行ったモデル説明する図である。
共振周波数のシミュレーションの結果を示す図である。
第１の変形例を説明する図（ａ）平面視（ｂ）断面図である。
第２の変形例を説明する図（ａ）平面視（ｂ）断面図である。
第３の変形例を説明する図（ａ）平面視（ｂ）断面図である。
第４の変形例を説明する図（ａ）平面視（ｂ）断面図である。
第５の変形例を説明する図（ａ）平面視（ｂ）断面図である。
歪検出部と支持部の位置関係を説明する図である。
第２の実施形態（ａ）耳装着（ｂ）手首装着を説明する図である。
第３の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。尚、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
ウエアラブルセンサで心拍を検出する振動検出装置の一つにマイクロフォンがある。マイクロフォンは音波を振動部で受け、音波による振動部の変位を電気信号へと変換するデバイスである。可聴域の音声を測定するマイクロフォンは、主に音響機器や家庭用電化製品、スマートフォンに用いられている。検出原理の観点からは、ＭＥＭＳマイクロフォンは、主に、静電容量型、圧電型に分類される。
（【００１１】以降は省略されています）

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