センサ構造
【課題】加速度センサ等の一つ一つのセンサを同じ形状、大きさの外形を有するユニットとして構成し、このユニットを組み合わせて複数の機能を有するセンサ群とし、さらに前記組み合わせたセンサ群を一つのターミナル式コネクタに結合することにより、入出力ケーブルの取り回しが簡略化できるセンサ構造を提供する。
【解決手段】形状、大きさを共通にした金属ケース1内に、異なる機能を有するセンサを一つずつ収納したセンサユニット10、20、30を構成し、このセンサユニットを複数組み合わせ、さらに組み合わせたセンサユニットを一つのターミナル式コネクタ50に接続することにより、多種類のデータを一度に測定できるセンサ構造。この構造により、またセンサケーブルの取り回しを簡略化できる。
【解決手段】形状、大きさを共通にした金属ケース1内に、異なる機能を有するセンサを一つずつ収納したセンサユニット10、20、30を構成し、このセンサユニットを複数組み合わせ、さらに組み合わせたセンサユニットを一つのターミナル式コネクタ50に接続することにより、多種類のデータを一度に測定できるセンサ構造。この構造により、またセンサケーブルの取り回しを簡略化できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、加速度センサや他のセンサを複数使用する場合に、センサの取り付けスペースを小さくでき、かつ、センサの入出力ケーブルの取り回しが簡略化できるセンサ構造に関するものであり、さらに詳細には、加速度センサ等の一つ一つのセンサを同じ形状、大きさの外形を有するユニットとして構成し、このユニットを組み合わせて複数の機能を有するセンサ群とし、さらに前記組み合わせたセンサ群を一つのターミナル式コネクタに結合することにより、入出力ケーブルの取り回しが簡略化できるセンサ構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来測定対象物に複数の測定対象がある場合、各々の対象に合ったセンサを使用する必要があった。
【0003】
例えば振動計測を例にとって説明する。
被測定物の振動周波数範囲が0.1〜10kHz、振動レベルが0.01gal〜100G程度の変動を計測する場合、半導体加速度センサの一般的な性能は計測可能振動周波数範囲がDC〜300Hz、計測可能振動レベル1gal〜2G程度である。また圧電型加速度センサの一般的な計測可能範囲は電荷感度を適切に選択する必要があるが計測可能周波数範囲は1〜10kHz、計測可能振動レベルは0.01gal〜1000G程度である。
【0004】
そのため上記の例のように被測定物の振動周波数範囲が0.1〜10kHz、振動レベルが1gal〜100G程度の変動を計測する場合、計測可能振動周波数範囲がDC〜300Hzである一般的な半導体加速度センサと、電荷感度が2pC/G程度の圧電型加速度センサと、同電荷感度が400pC/G程度の高感度圧電型加速度センサの合計3個のセンサを組み合わせて使用する必要があった。
【0005】
そのため図10の様な積み木を積んだような縦長の構成となり、またセンサケーブルもそれぞれのセンサ毎に準備する必要があるためケーブルの取り回しが複雑になる。また各々のセンサを積み重ねるために、それぞれのセンサを接着剤等で接着する必要があり、試験前後のセンサの取り付け、取外しに手間がかかる等の問題がある。また図10のように各々のセンサは、大きさや重量が違うため積み重ねることによりセンサ自体の重心やバランスが悪くなり、振動計測に悪影響を及ぼす事がある。さらに、図11の様に各々のセンサを横に並べる方法もあるが、この場合、被測定物の振動検知個所が各々違ってしまい、ピンポイントでのデータを検知できない場合がある。
【0006】
一方、多軸の小型センサを得るために、一軸の半導体センサを略直方体のセンサブロックに取り付け、複数のセンサブロックの角度固定面を互いに貼り合わせて固定することにより、多軸半導体センサブロックを構成したもの(特許文献1)がある。また、半導体加速度センサチップにマイクロマシニング技術により複数のセンサエレメントを形成し、異なる方向の加速度を検出することができる半導体センサ(特許文献2)等も提案されている。
【0007】
【特許文献1】特開2003−28646号公報
【特許文献2】特開平11−242052号公報 しかしながら、上記の特許文献1に記載されたものは、センサケーブルの取り回しに対する対策が成されてなく、センサケーブルの処理において問題がある。また、特許文献2に記載されたものは、マイクロマシニング技術によりセンサエレメントを形成する必要があり、製作工程が複雑である等の問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
そこで本発明は、上記諸問題を解決するために、形状、大きさを共通にした金属ケース内に、異なる機能を有するセンサを一つずつ収納したセンサユニットを構成し、このセンサユニットを複数組み合わせ、さらに組み合わせたセンサユニットを一つのターミナル式コネクタに接続することにより、異なる測定データを一度に検出できる多機能なセンサ構造を提供せんとするものである。また、センサユニットを接続するターミナル式コネクタに、同コネクタに接続した複数のセンサユニットに同時に電力を供給できる電源供給構成を採用することにより、電源供給ケーブルを少なくし、センサの簡素化を図ることを目的とする。また、本ターミナル式コネクタを使用することで、電源を必要とするセンサユニットと、不必要とするセンサユニットを同時に使用できる構造とする。さらに、センサユニット締結ネジを非測定物にセンサを取り付けるネジと兼用化することにより、部品点数の軽減を図ることができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
材質、大きさ、形状が略同じであるケース内に、一つのセンサを収納したセンサユニットを複数連結し、これを一つのターミナル式コネクタに取り付けたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを構成するケースの材料は金属であることを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを構成するケースは直方体または立方体であることを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを連結するネジと被測定物に前記センサユニットを締結するネジとを共通のネジとしたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを被測定物に接着剤で取り付けたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記ターミナル式コネクタに配置した供給電源用のコネクタを共通の電源供給線に接続するとともに、グランド線用のコネクタを共通のグランド線に接続したことを特徴とするセンサ構造である。
【発明の効果】
【0010】
以上の構成からなる本発明によれば、従来の半導体加速度センサ、一般の圧電型加速度センサ、高感度圧電型加速度センサなど、機能の異なる種々のセンサの外観形状を共通形状(ユニット化)とすることで、種類の異なるセンサを複数使用する場合、各々のセンサを、接着剤等を使用することなく簡単に積み重ねることが可能となる。また、センサの外形形状が統一化されることで被測定物に複数のセンサを積み重ねてもバランス良く積み重ねることができ計測が容易となる。また各々のセンサケーブルを共通のコネクタで接続できるため、センサケーブルの処理がし易くなる等、特有の作用効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明は、形状、大きさを共通にした金属ケース内に、異なる機能を有するセンサを一つずつ収納したセンサユニットを構成し、このセンサユニットを複数組み合わせ、さらに組み合わせたセンサユニットを一つのターミナル式コネクタに接続することにより、多種類のデータを一度に測定できるセンサ構造である。この構造により、またセンサケーブルの取り回しを簡略化できる。
【実施例】
【0012】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明すると、図1〜3は本発明に係る異なる機能を持つセンサユニットの例を示す図であり、図1は圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図、図2は高感度圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図、図3は半導体加速度センサユニットの一部破断斜視図、図4は前記センサユニットを接続するターミナル式コネクタの斜視図である。
【0013】
図1を参照して圧電型加速度センサユニットの構成を説明する。
図において、10は圧電型加速度センサユニットであり、この圧電型加速度センサユニット10は直方体あるいは立方体の金属ケース1を備えており、このケース1内に圧電素子2と錘3を有するシェア型のセンサ本体が配置されている。ケース1はアルミ、ステンレス等の金属で構成されており、圧電素子2と錘3からなるセンサ本体は支持部材4によってケース1内に支持され、この構成で一つのセンサユニット(圧電型加速度センサユニット)10が構成されている。ケース1内に収納する前記シェア型のセンサ本体は従来公知のセンサである。センサ本体の圧電素子2には信号出力のための信号出力線5が、またセンサ本体にはグランド線6が取りつけられ、信号出力線5の端部はケース1の外側の一面に取り付けた凸状のコネクタ7に、またグランド線6の端部はケース1の外側の一面に取り付けた凸状のコネクタ8に接続されている。なお、図中、符号9は供給電源用の凸状のコネクタであるが、本圧電型加速度センサユニット10は電源が不要であるのでこの凸状コネクタ9は不使用状態となっている。また前記各凸状のコネクタ7、8、9は金属ケース1と絶縁されて、金属ケース1に取りつけられている。
【0014】
図2を参照して高感度型圧電加速度センサユニット20の構成を説明する。
高感度圧電型加速度センサユニット20も、図1に示す圧電型加速度センサユニット20と同様に直方体あるいは立方体の金属(アルミ、ステンレス等)ケース21を備えている。このケース21の大きさは、内部に入るセンサ素子の構造および形状に関わらず、図1に示す圧電型加速度センサユニット10とすべて同じ形状、大きさで統一されている。なお、センサケースの大きさは、ケース内部におさめる種々のセンサの中で一番大きなセンサに合わせて決定することになるが、本例の場合では、組み合わせるセンサの中で、高感度圧電型加速度センサユニット20の錘23および圧電素子22の体積が一番大きくなるので、他のセンサケースの大きさはすべてセンサケース21の大きさに合わせて構成されることになる。
【0015】
高感度型圧電加速度センサユニット20の構造は、図1に示す圧電型加速度センサユニット10と同じであり、圧電素子22と錘23を有するシェア型であり、高感度にするため図1に示すセンサに比較して錘23と圧電素子22が大型な物になっている。また、図1と同様に、圧電素子22からの信号出力線25と、グランド線26は金属ケースの側面に取り付けた個の凸状のコネクタ27、28に接続されている。また、図中、符号29は供給電源用の凸状のコネクタであり、本高感度型圧電加速度センサユニットでは電源が不要であるのでこの凸状コネクタ29は不使用状態となる。
【0016】
図3を参照して半導体加速度センサユニット30の構成を説明する。
半導体加速度センサユニット30も圧電型加速度センサユニット10、高感度型圧電加速度センサユニット20のケースと同じ形、大きさの金属ケース31を備えている。ケース31内に収納するセンサは半導体加遠度センサIC32を電子基板33上に取り付けたものであり、その基板33が金属ケース31に適宜固定手段によって固定されている。半導体加速度センサIC32からの信号出力線35とグランド線36が金属ケースの側面に取り付けた2個の凸状のコネクタ37、38に結合されており、また、半導体加速度センサIC32は供給電源が必要なので本例では供給電源用のコネクタ39が半導体加速度センサICに接続されている。
【0017】
前述したそれぞれのセンサユニット10、20、30には、センサユニット同士を結合するためのネジを貫通する孔(図1〜3参照)41が形成されている。各センサユニット10、20、30は連結ネジ42(図5参照)を利用して組み付けられる。この連結ネジは図7、図8に示すようにセンサユニット10、20、30を被測定物43に固定するためのネジと共通のピッチを有するネジとすることができ、これによりセンサユニット10、20、30を被測定物に取り付ける作業が簡略化できる。この場合、当然被定物43に連結ネジ42を同じピッチでネジを切って置くことが必要である。なおセンサユニット10、20、30をネジ以外の手段、たとえば接着剤や両面テープで被測定物43に固定してもよい。また、図9のように組み合わせたセンサユニット体を横にして接着剤や両面テープで被測定物43に取り付けても良い。
【0018】
次に、図4を参照してターミナル式コネクタ50の構成を説明する。ターミナル式コネクタ50は、コネクタケース51を有しており、そのケース内にセンサユニットの凸型コネクタに対応して凹型のコネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iが取りつけられている。これらのコネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iは信号線、供給電源線、グランド線に接続されている。またターミナル式コネクタ50には、センサユニットを結合するためのネジを貫通する固定ネジ孔52が形成されている。
【0019】
さらに詳細説明すると、図4に示すターミナル式コネクタ50は、上記で説明した3個のセンサユニット10、20、30(図1に示す圧電型加速度センサユニット10、図2に示す高感度圧電型加速度センサユニット20、図3に示す半導体加速度センサユニット30)を、図中上から順に取り付けることを想定して構成されている。なお、図ではターミナル式コネクタ50に取り付けるセンサユニットは上から順に半導体加速度センサユニット30、圧電型加速度センサユニット10、高感度圧電型加速度センサユニット20となっている。このため、ターミナル式コネクタ50に設けられた凹型コネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iのうち、上から3個のコネクタ50a、50b、50c、は半導体加速度センサユニット30のコネクタであり、中間部の3個のコネクタ50d、50e、50fは圧電型加速度センサユニット10のコネクタであり、下の3個のコネクタ50g、50h、50iは高感度圧電型加速度センサユニット20のコネクタとして配置される。
【0020】
上から3個のコネクタ50a、50b、50c、は半導体加速度センサユニット30のコネクタであり、3個の内の一つのコネクタ50cには半導体加速度センサ信号出力線53が接続され、また、二つめのグランド用のコネクタ50bにはグランド線56が接続され、また、三つ目の供給電源用のコネクタ50aには供給電源線57が接続されている。なお、供給電源線57およびグランド線56は後述する2個のセンサの供給電源線、グランド線と共用する構成としてある。
中間部の3個のコネクタ50d〜50fは圧電型加速度センサユニット10のコネクタであるため、3個の内の一つのコネクタ50fには圧電型加速度センサ信号出力線54が接続され、また、グランド用のコネクタ50eにはグランド線56が接続され、残りのコネクタ50dには供給電源線57が接続されている。なお、圧電型加速度センサユニット10では電源が不要であるので、3個の内の一つのコネクタ50dは不使用状態となる。
【0021】
下の3個のコネクタ50g、50h、50iは高感度圧電型加速度センサユニット20のコネクタであるため、3個の内の一つのコネクタ50iには高感度圧電型加速度センサ信号出力線55が接続され、また、グランド用のコネクタ50hにはグランド線56が接続され、残りのコネクタ50gには供給電源線57が接続されている。なお、高感度圧電型加速度センサユニット20も電源が不要であるので、この供給電源用のコネクタ50gは前記圧電型加速度センサユニット20と同様に不使用状態となる。
【0022】
以上説明したセンサユニットとターミナル式コネクタとの使用状態を図5を参照して説明する。
図5は異なる機能を有する3個のセンサユニット30、10、20を積み上げ、これをターミナル式コネクタに接続する前の状態を示す斜視図、図6は同3個のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続した状態を示す斜視図である。
3個のセンサユニットはケースの大きさ、形が同一であるため、図に示すように容易に積み上げることができる。積み上げた状態のセンサユニットは、ユニットに形成された孔41を利用してセンサユニット連結ネジ42により一体に固定される。なお、センサユニットの連結方法はネジに限らず、接着、溶着、両面テープのほか適宜クランプにより固定することができる。
【0023】
ターミナル式コネクタ50は積み上げたセンサユニットの凸型のコネクタに対応した凹型のコネクタを備えている。このため、図6に示すように積み上げたセンサユニットの凸コネクタをターミナル式コネクタの凹型のコネクタに嵌合することで両者を容易に接続することができる。接続した後、両者はターミナルコネクタ連結ネジ58にしっかりと連結される。なお、この連結もネジに限らず、接着、溶着のほか適宜クランプにより固定することができる。ターミナル式ユニット側の凹型のコネクタには、上述したようにセンサユニットに対応した接続線が取り付けられているため、センサユニットをターミナル式コネクタに嵌合接続しただけで、各センサユニットはそれぞれの信号線、グランド線、供給電源線に接続されることになる。なお上述したように、グランド線、供給供給電源線は共通の線として構成することで、配線本数を少なくすることができる。
【0024】
図7に測定物にセンサユニットを取り付けた例を示す。
センサユニット連結ネジ42を利用して予め被測定物43に取り付けた状態である。被測定物側43にユニット連結ネジ42と同じピッチでネジを切って置くことでセンサユニットの取り付けが簡略化できる。またセンサユニットのみをネジで固定し、重ね合わせたセンサユニットを接着剤や両面テープで被測定物に固定することもできる。又図9に示すように一体化したセンサユニット群を横にして接着剤や両面テープで被測定物に取り付けても良い。
【0025】
以上、本発明に係る実施例として、半導体加速度センサ、圧電型加速度センサ、高感度圧電型加速度センサを組み合わせた例を示したが、センサユニットの中身を温度センサや圧カセンサにしても良い。また本発明例では3個のセンサユニットの例について示したが、ターミナル式コネクタを2個あるいは4個以上接続可能な物にしても良い。また3個のターミナル式コネクタを使用して、1個あるいは2個のセンサユニットを接続して使用しても良い。
さらにまた、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【産業上の利用可能性】
【0026】
本発明は、機械、建築、土木、自動車等のセンサに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図である。
【図2】高感度圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図である。
【図3】半導体加速度センサユニットの一部破断斜視図である。
【図4】センサユニットを接続するターミナル式コネクタの斜視図である。
【図5】複数のセンサユニット組み合わせたセンサ群をターミナル式コネクタに接続する様子を説明する図である。
【図6】複数のセンサユニット組み合わせたセンサ群をターミナル式コネクタに接続した状態の説明図である。
【図7】複数のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続した状態のものを被測定物に取り付けた状態の説明図である。
【図8】図7における連結ネジの取り付け説明図である。
【図9】複数のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続したものを被測定物に取り付けた状態の他の例の説明図である。
【図10】複数のセンサを被測定物に取り付けた状態の従来説明図である。
【図11】複数のセンサを被測定物に取り付けた状態の他の従来説明図である。
【符号の説明】
【0028】
1、21、31 金属ケース
2、22、 圧電素子
3、23 錘
4 支持部材
5、25、35 信号出力線
6、26、36 グランド線
7、8、9、27、28、29 凸状のコネクタ
37、38、39 凸状のコネクタ
10 圧電型加速度センサユニット
20 高感度圧電型加速度センサユニット
30 半導体加速度センサユニット
32 半導体加速度センサIC
33 基板
50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i コネクタ56 グランド線
57 供給電源線
【技術分野】
【0001】
本発明は、加速度センサや他のセンサを複数使用する場合に、センサの取り付けスペースを小さくでき、かつ、センサの入出力ケーブルの取り回しが簡略化できるセンサ構造に関するものであり、さらに詳細には、加速度センサ等の一つ一つのセンサを同じ形状、大きさの外形を有するユニットとして構成し、このユニットを組み合わせて複数の機能を有するセンサ群とし、さらに前記組み合わせたセンサ群を一つのターミナル式コネクタに結合することにより、入出力ケーブルの取り回しが簡略化できるセンサ構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来測定対象物に複数の測定対象がある場合、各々の対象に合ったセンサを使用する必要があった。
【0003】
例えば振動計測を例にとって説明する。
被測定物の振動周波数範囲が0.1〜10kHz、振動レベルが0.01gal〜100G程度の変動を計測する場合、半導体加速度センサの一般的な性能は計測可能振動周波数範囲がDC〜300Hz、計測可能振動レベル1gal〜2G程度である。また圧電型加速度センサの一般的な計測可能範囲は電荷感度を適切に選択する必要があるが計測可能周波数範囲は1〜10kHz、計測可能振動レベルは0.01gal〜1000G程度である。
【0004】
そのため上記の例のように被測定物の振動周波数範囲が0.1〜10kHz、振動レベルが1gal〜100G程度の変動を計測する場合、計測可能振動周波数範囲がDC〜300Hzである一般的な半導体加速度センサと、電荷感度が2pC/G程度の圧電型加速度センサと、同電荷感度が400pC/G程度の高感度圧電型加速度センサの合計3個のセンサを組み合わせて使用する必要があった。
【0005】
そのため図10の様な積み木を積んだような縦長の構成となり、またセンサケーブルもそれぞれのセンサ毎に準備する必要があるためケーブルの取り回しが複雑になる。また各々のセンサを積み重ねるために、それぞれのセンサを接着剤等で接着する必要があり、試験前後のセンサの取り付け、取外しに手間がかかる等の問題がある。また図10のように各々のセンサは、大きさや重量が違うため積み重ねることによりセンサ自体の重心やバランスが悪くなり、振動計測に悪影響を及ぼす事がある。さらに、図11の様に各々のセンサを横に並べる方法もあるが、この場合、被測定物の振動検知個所が各々違ってしまい、ピンポイントでのデータを検知できない場合がある。
【0006】
一方、多軸の小型センサを得るために、一軸の半導体センサを略直方体のセンサブロックに取り付け、複数のセンサブロックの角度固定面を互いに貼り合わせて固定することにより、多軸半導体センサブロックを構成したもの(特許文献1)がある。また、半導体加速度センサチップにマイクロマシニング技術により複数のセンサエレメントを形成し、異なる方向の加速度を検出することができる半導体センサ(特許文献2)等も提案されている。
【0007】
【特許文献1】特開2003−28646号公報
【特許文献2】特開平11−242052号公報 しかしながら、上記の特許文献1に記載されたものは、センサケーブルの取り回しに対する対策が成されてなく、センサケーブルの処理において問題がある。また、特許文献2に記載されたものは、マイクロマシニング技術によりセンサエレメントを形成する必要があり、製作工程が複雑である等の問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
そこで本発明は、上記諸問題を解決するために、形状、大きさを共通にした金属ケース内に、異なる機能を有するセンサを一つずつ収納したセンサユニットを構成し、このセンサユニットを複数組み合わせ、さらに組み合わせたセンサユニットを一つのターミナル式コネクタに接続することにより、異なる測定データを一度に検出できる多機能なセンサ構造を提供せんとするものである。また、センサユニットを接続するターミナル式コネクタに、同コネクタに接続した複数のセンサユニットに同時に電力を供給できる電源供給構成を採用することにより、電源供給ケーブルを少なくし、センサの簡素化を図ることを目的とする。また、本ターミナル式コネクタを使用することで、電源を必要とするセンサユニットと、不必要とするセンサユニットを同時に使用できる構造とする。さらに、センサユニット締結ネジを非測定物にセンサを取り付けるネジと兼用化することにより、部品点数の軽減を図ることができるようにする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
このため、本発明が採用した技術解決手段は、
材質、大きさ、形状が略同じであるケース内に、一つのセンサを収納したセンサユニットを複数連結し、これを一つのターミナル式コネクタに取り付けたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを構成するケースの材料は金属であることを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを構成するケースは直方体または立方体であることを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを連結するネジと被測定物に前記センサユニットを締結するネジとを共通のネジとしたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記センサユニットを被測定物に接着剤で取り付けたことを特徴とするセンサ構造である。
また、前記ターミナル式コネクタに配置した供給電源用のコネクタを共通の電源供給線に接続するとともに、グランド線用のコネクタを共通のグランド線に接続したことを特徴とするセンサ構造である。
【発明の効果】
【0010】
以上の構成からなる本発明によれば、従来の半導体加速度センサ、一般の圧電型加速度センサ、高感度圧電型加速度センサなど、機能の異なる種々のセンサの外観形状を共通形状(ユニット化)とすることで、種類の異なるセンサを複数使用する場合、各々のセンサを、接着剤等を使用することなく簡単に積み重ねることが可能となる。また、センサの外形形状が統一化されることで被測定物に複数のセンサを積み重ねてもバランス良く積み重ねることができ計測が容易となる。また各々のセンサケーブルを共通のコネクタで接続できるため、センサケーブルの処理がし易くなる等、特有の作用効果を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明は、形状、大きさを共通にした金属ケース内に、異なる機能を有するセンサを一つずつ収納したセンサユニットを構成し、このセンサユニットを複数組み合わせ、さらに組み合わせたセンサユニットを一つのターミナル式コネクタに接続することにより、多種類のデータを一度に測定できるセンサ構造である。この構造により、またセンサケーブルの取り回しを簡略化できる。
【実施例】
【0012】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明すると、図1〜3は本発明に係る異なる機能を持つセンサユニットの例を示す図であり、図1は圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図、図2は高感度圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図、図3は半導体加速度センサユニットの一部破断斜視図、図4は前記センサユニットを接続するターミナル式コネクタの斜視図である。
【0013】
図1を参照して圧電型加速度センサユニットの構成を説明する。
図において、10は圧電型加速度センサユニットであり、この圧電型加速度センサユニット10は直方体あるいは立方体の金属ケース1を備えており、このケース1内に圧電素子2と錘3を有するシェア型のセンサ本体が配置されている。ケース1はアルミ、ステンレス等の金属で構成されており、圧電素子2と錘3からなるセンサ本体は支持部材4によってケース1内に支持され、この構成で一つのセンサユニット(圧電型加速度センサユニット)10が構成されている。ケース1内に収納する前記シェア型のセンサ本体は従来公知のセンサである。センサ本体の圧電素子2には信号出力のための信号出力線5が、またセンサ本体にはグランド線6が取りつけられ、信号出力線5の端部はケース1の外側の一面に取り付けた凸状のコネクタ7に、またグランド線6の端部はケース1の外側の一面に取り付けた凸状のコネクタ8に接続されている。なお、図中、符号9は供給電源用の凸状のコネクタであるが、本圧電型加速度センサユニット10は電源が不要であるのでこの凸状コネクタ9は不使用状態となっている。また前記各凸状のコネクタ7、8、9は金属ケース1と絶縁されて、金属ケース1に取りつけられている。
【0014】
図2を参照して高感度型圧電加速度センサユニット20の構成を説明する。
高感度圧電型加速度センサユニット20も、図1に示す圧電型加速度センサユニット20と同様に直方体あるいは立方体の金属(アルミ、ステンレス等)ケース21を備えている。このケース21の大きさは、内部に入るセンサ素子の構造および形状に関わらず、図1に示す圧電型加速度センサユニット10とすべて同じ形状、大きさで統一されている。なお、センサケースの大きさは、ケース内部におさめる種々のセンサの中で一番大きなセンサに合わせて決定することになるが、本例の場合では、組み合わせるセンサの中で、高感度圧電型加速度センサユニット20の錘23および圧電素子22の体積が一番大きくなるので、他のセンサケースの大きさはすべてセンサケース21の大きさに合わせて構成されることになる。
【0015】
高感度型圧電加速度センサユニット20の構造は、図1に示す圧電型加速度センサユニット10と同じであり、圧電素子22と錘23を有するシェア型であり、高感度にするため図1に示すセンサに比較して錘23と圧電素子22が大型な物になっている。また、図1と同様に、圧電素子22からの信号出力線25と、グランド線26は金属ケースの側面に取り付けた個の凸状のコネクタ27、28に接続されている。また、図中、符号29は供給電源用の凸状のコネクタであり、本高感度型圧電加速度センサユニットでは電源が不要であるのでこの凸状コネクタ29は不使用状態となる。
【0016】
図3を参照して半導体加速度センサユニット30の構成を説明する。
半導体加速度センサユニット30も圧電型加速度センサユニット10、高感度型圧電加速度センサユニット20のケースと同じ形、大きさの金属ケース31を備えている。ケース31内に収納するセンサは半導体加遠度センサIC32を電子基板33上に取り付けたものであり、その基板33が金属ケース31に適宜固定手段によって固定されている。半導体加速度センサIC32からの信号出力線35とグランド線36が金属ケースの側面に取り付けた2個の凸状のコネクタ37、38に結合されており、また、半導体加速度センサIC32は供給電源が必要なので本例では供給電源用のコネクタ39が半導体加速度センサICに接続されている。
【0017】
前述したそれぞれのセンサユニット10、20、30には、センサユニット同士を結合するためのネジを貫通する孔(図1〜3参照)41が形成されている。各センサユニット10、20、30は連結ネジ42(図5参照)を利用して組み付けられる。この連結ネジは図7、図8に示すようにセンサユニット10、20、30を被測定物43に固定するためのネジと共通のピッチを有するネジとすることができ、これによりセンサユニット10、20、30を被測定物に取り付ける作業が簡略化できる。この場合、当然被定物43に連結ネジ42を同じピッチでネジを切って置くことが必要である。なおセンサユニット10、20、30をネジ以外の手段、たとえば接着剤や両面テープで被測定物43に固定してもよい。また、図9のように組み合わせたセンサユニット体を横にして接着剤や両面テープで被測定物43に取り付けても良い。
【0018】
次に、図4を参照してターミナル式コネクタ50の構成を説明する。ターミナル式コネクタ50は、コネクタケース51を有しており、そのケース内にセンサユニットの凸型コネクタに対応して凹型のコネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iが取りつけられている。これらのコネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iは信号線、供給電源線、グランド線に接続されている。またターミナル式コネクタ50には、センサユニットを結合するためのネジを貫通する固定ネジ孔52が形成されている。
【0019】
さらに詳細説明すると、図4に示すターミナル式コネクタ50は、上記で説明した3個のセンサユニット10、20、30(図1に示す圧電型加速度センサユニット10、図2に示す高感度圧電型加速度センサユニット20、図3に示す半導体加速度センサユニット30)を、図中上から順に取り付けることを想定して構成されている。なお、図ではターミナル式コネクタ50に取り付けるセンサユニットは上から順に半導体加速度センサユニット30、圧電型加速度センサユニット10、高感度圧電型加速度センサユニット20となっている。このため、ターミナル式コネクタ50に設けられた凹型コネクタ50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50iのうち、上から3個のコネクタ50a、50b、50c、は半導体加速度センサユニット30のコネクタであり、中間部の3個のコネクタ50d、50e、50fは圧電型加速度センサユニット10のコネクタであり、下の3個のコネクタ50g、50h、50iは高感度圧電型加速度センサユニット20のコネクタとして配置される。
【0020】
上から3個のコネクタ50a、50b、50c、は半導体加速度センサユニット30のコネクタであり、3個の内の一つのコネクタ50cには半導体加速度センサ信号出力線53が接続され、また、二つめのグランド用のコネクタ50bにはグランド線56が接続され、また、三つ目の供給電源用のコネクタ50aには供給電源線57が接続されている。なお、供給電源線57およびグランド線56は後述する2個のセンサの供給電源線、グランド線と共用する構成としてある。
中間部の3個のコネクタ50d〜50fは圧電型加速度センサユニット10のコネクタであるため、3個の内の一つのコネクタ50fには圧電型加速度センサ信号出力線54が接続され、また、グランド用のコネクタ50eにはグランド線56が接続され、残りのコネクタ50dには供給電源線57が接続されている。なお、圧電型加速度センサユニット10では電源が不要であるので、3個の内の一つのコネクタ50dは不使用状態となる。
【0021】
下の3個のコネクタ50g、50h、50iは高感度圧電型加速度センサユニット20のコネクタであるため、3個の内の一つのコネクタ50iには高感度圧電型加速度センサ信号出力線55が接続され、また、グランド用のコネクタ50hにはグランド線56が接続され、残りのコネクタ50gには供給電源線57が接続されている。なお、高感度圧電型加速度センサユニット20も電源が不要であるので、この供給電源用のコネクタ50gは前記圧電型加速度センサユニット20と同様に不使用状態となる。
【0022】
以上説明したセンサユニットとターミナル式コネクタとの使用状態を図5を参照して説明する。
図5は異なる機能を有する3個のセンサユニット30、10、20を積み上げ、これをターミナル式コネクタに接続する前の状態を示す斜視図、図6は同3個のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続した状態を示す斜視図である。
3個のセンサユニットはケースの大きさ、形が同一であるため、図に示すように容易に積み上げることができる。積み上げた状態のセンサユニットは、ユニットに形成された孔41を利用してセンサユニット連結ネジ42により一体に固定される。なお、センサユニットの連結方法はネジに限らず、接着、溶着、両面テープのほか適宜クランプにより固定することができる。
【0023】
ターミナル式コネクタ50は積み上げたセンサユニットの凸型のコネクタに対応した凹型のコネクタを備えている。このため、図6に示すように積み上げたセンサユニットの凸コネクタをターミナル式コネクタの凹型のコネクタに嵌合することで両者を容易に接続することができる。接続した後、両者はターミナルコネクタ連結ネジ58にしっかりと連結される。なお、この連結もネジに限らず、接着、溶着のほか適宜クランプにより固定することができる。ターミナル式ユニット側の凹型のコネクタには、上述したようにセンサユニットに対応した接続線が取り付けられているため、センサユニットをターミナル式コネクタに嵌合接続しただけで、各センサユニットはそれぞれの信号線、グランド線、供給電源線に接続されることになる。なお上述したように、グランド線、供給供給電源線は共通の線として構成することで、配線本数を少なくすることができる。
【0024】
図7に測定物にセンサユニットを取り付けた例を示す。
センサユニット連結ネジ42を利用して予め被測定物43に取り付けた状態である。被測定物側43にユニット連結ネジ42と同じピッチでネジを切って置くことでセンサユニットの取り付けが簡略化できる。またセンサユニットのみをネジで固定し、重ね合わせたセンサユニットを接着剤や両面テープで被測定物に固定することもできる。又図9に示すように一体化したセンサユニット群を横にして接着剤や両面テープで被測定物に取り付けても良い。
【0025】
以上、本発明に係る実施例として、半導体加速度センサ、圧電型加速度センサ、高感度圧電型加速度センサを組み合わせた例を示したが、センサユニットの中身を温度センサや圧カセンサにしても良い。また本発明例では3個のセンサユニットの例について示したが、ターミナル式コネクタを2個あるいは4個以上接続可能な物にしても良い。また3個のターミナル式コネクタを使用して、1個あるいは2個のセンサユニットを接続して使用しても良い。
さらにまた、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。
【産業上の利用可能性】
【0026】
本発明は、機械、建築、土木、自動車等のセンサに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図である。
【図2】高感度圧電型加速度センサユニットの一部破断斜視図である。
【図3】半導体加速度センサユニットの一部破断斜視図である。
【図4】センサユニットを接続するターミナル式コネクタの斜視図である。
【図5】複数のセンサユニット組み合わせたセンサ群をターミナル式コネクタに接続する様子を説明する図である。
【図6】複数のセンサユニット組み合わせたセンサ群をターミナル式コネクタに接続した状態の説明図である。
【図7】複数のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続した状態のものを被測定物に取り付けた状態の説明図である。
【図8】図7における連結ネジの取り付け説明図である。
【図9】複数のセンサユニットをターミナル式コネクタに接続したものを被測定物に取り付けた状態の他の例の説明図である。
【図10】複数のセンサを被測定物に取り付けた状態の従来説明図である。
【図11】複数のセンサを被測定物に取り付けた状態の他の従来説明図である。
【符号の説明】
【0028】
1、21、31 金属ケース
2、22、 圧電素子
3、23 錘
4 支持部材
5、25、35 信号出力線
6、26、36 グランド線
7、8、9、27、28、29 凸状のコネクタ
37、38、39 凸状のコネクタ
10 圧電型加速度センサユニット
20 高感度圧電型加速度センサユニット
30 半導体加速度センサユニット
32 半導体加速度センサIC
33 基板
50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h、50i コネクタ56 グランド線
57 供給電源線
【特許請求の範囲】
【請求項1】
材質、大きさ、形状が略同じであるケース内に、一つのセンサを収納したセンサユニットを複数連結し、これを一つのターミナル式コネクタに取り付けたことを特徴とするセンサ構造。
【請求項2】
前記センサユニットを構成するケースの材料は金属であることを特徴とする請求項1に記載のセンサ構造。
【請求項3】
前記センサユニットを構成するケースは直方体または立方体であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサ構造。
【請求項4】
前記センサユニットを連結するネジと被測定物に前記センサユニットを締結するネジとを共通のネジとしたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のセンサ構造。
【請求項5】
前記センサユニットを被測定物に接着剤で取り付けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のセンサ構造。
【請求項6】
前記ターミナル式コネクタに配置した供給電源用のコネクタを共通の電源供給線に接続するとともに、グランド線用のコネクタを共通のグランド線に接続したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のセンサ構造。
【請求項1】
材質、大きさ、形状が略同じであるケース内に、一つのセンサを収納したセンサユニットを複数連結し、これを一つのターミナル式コネクタに取り付けたことを特徴とするセンサ構造。
【請求項2】
前記センサユニットを構成するケースの材料は金属であることを特徴とする請求項1に記載のセンサ構造。
【請求項3】
前記センサユニットを構成するケースは直方体または立方体であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセンサ構造。
【請求項4】
前記センサユニットを連結するネジと被測定物に前記センサユニットを締結するネジとを共通のネジとしたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のセンサ構造。
【請求項5】
前記センサユニットを被測定物に接着剤で取り付けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のセンサ構造。
【請求項6】
前記ターミナル式コネクタに配置した供給電源用のコネクタを共通の電源供給線に接続するとともに、グランド線用のコネクタを共通のグランド線に接続したことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のセンサ構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2007−132808(P2007−132808A)
【公開日】平成19年5月31日(2007.5.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−326265(P2005−326265)
【出願日】平成17年11月10日(2005.11.10)
【出願人】(000000516)曙ブレーキ工業株式会社 (621)
【公開日】平成19年5月31日(2007.5.31)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年11月10日(2005.11.10)
【出願人】(000000516)曙ブレーキ工業株式会社 (621)
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