Vibration sensing element and vibration detectors

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス、金属等の物体に生じた機械的振動、特にそれらが破壊する場合に生じる特有の機械的振動を検知するのに好適な振動検知素子及びこの振動検知素子を用いた振動検知器に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、警備の目的で、ガラス板、金属板等が破壊する場合に生じる特有の機械的振動を電気的信号に変換するための振動検知器が広く使用されている。 従来のこの種の振動検知器は、実公昭６２−３９５
０１号公報に見られるように、相対し且つ接近して設けられた２つの導電性金属板ばねの先端部の接点を軽く接触させて成る常閉スイッチを振動検知素子として有しており、ガラス板等を破壊した場合に生じるガラス板の振動に応答してこの常閉スイッチが短い周期で繰り返しオン、オフするように構成されている。 したがって、この常閉スイッチを所定の閉ループ回路に直列に接続しておくことにより、ガラス板等の破壊の際に生じる振動を短い周期でレベル変化する電気的パルス信号に変換して取り出すことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の従来の振動検知器は、上述の如く、２つの導電性金属ばねを弱い接点圧で接触させた常閉スイッチから成る振動検知素子が振動に応動して周期的にオン、オフ動作し、これにより、
その振動に応じた電気的信号を取り出すことができるように構成されている。 したがって、その振動検出感度を高めるためには常閉スイッチの接点圧を小さくする必要がある。 しかし、接点圧を小さく設定すると、接点の汚れ、酸化、結露、湿度等により、そのオン抵抗が大きくなりがちであり、作動の信頼性が比較的低く、長期間に亙る安定な作動を期待することができないという問題点を生じる。

【０００４】この問題を解決するため、少なくとも常閉スイッチの接点部分を封止、密閉した構成が考えられる。 しかしながら、常閉スイッチの接点部分を封止、密閉する構成を採用する場合には、常閉スイッチの接点圧の検査が封止前に行われなければならず、封止後の接点圧が所定の値になっているのか否かを素子外部から正確に測定することが不可能となってしまう。 このことは品質管理上極めて不都合である。

【０００５】また、この種の振動検知素子を用いた振動検知器にあっては、その動作の信頼性を確保すると共に所定の性能を保持させるため、スイッチ部を容易にいじることができない構成とする必要がある。 しかし、上述の理由により、スイッチの接点部分の密閉が難しいため、従来では、振動検知素子等を収納しておく振動検知器のケーシングを密閉構造としなければならない上に、
ケーシングのこじ開けが容易にできないようにする各種の工夫が施される必要がある。 この結果、従来の振動検知器は構成が複雑で、製造コストが高くならざるを得ないという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、スイッチ部を密閉ケース内に収納した構成において、振動検知のためのスイッチ部の接点圧をその外部から正確に測定することができるようにした、密閉型の振動検知素子を提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、ケーシングの構成を複雑とすることなしに、こじあけ等によるいたずらを有効に防止できるほか劣悪な環境下においても長期間に亙って安定した動作を期待することができる振動検知器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明の特徴は、振動を検知するための振動検知素子において、密閉ケースと、先端部が前記密閉ケース内に突出するよう前記密閉ケースに固着されている非磁性の導電性材料から成る固定電極部材と、ばね性を有する導電性の磁性金属材料から成り、先端部が前記密閉ケース内に突出し且つ該固定電極部材に圧接するよう該密閉ケースに固着されている可動電極部材と、前記可動電極部材に関して前記固定電極部材と反対側に前記可動電極部材と間隔をあけて対向配置された磁性部材とを備えて成る点にある。

【０００９】可動電極部材の固有振動数をガラス等の破壊時に生じる振動の周波数に合わせることにより周波数選択特性を持たせ、ガラス、金属等の物体が破壊する場合に生じる特有の機械的振動に対して感度を合わせることができる構成としてもよい。 この構成によれば、目的の物体に例えば単にボールが当たったことにより生じる振動には応答しないが、その破壊により生じた振動にはよく応答する検知特性とすることができる。

【００１０】密閉ケースは、非磁性の金属性又は樹脂性の材料から成るものでもよいが、ガラスを用いて構成することができる。 その内部に封入される電極等の酸化、
電極等への結露等を防止するため、密閉ケース内には適宜の不活性ガス、例えば窒素ガス、アルゴンガス等を封入する構成とするのが望ましい。 しかし、このような特殊なガスを封入することなしに、単に密閉、封止して、
固定電極部材と可動電極部材とにより構成されるスイッチの接点部分を外部環境と遮断するだけの構成としてもよい。 また、この目的は、内部の空気を真空引きするなどして抜気しただけでも達成される。 更には、適宜の不活性ガスに水素を混入した混合ガスを密閉ケース内に封入し、これにより接点部分の放熱効果をも図るようにした構成でもよい。

【００１１】可動電極部材と固定電極部材との間の接点圧は用途、目的に応じて適宜に定めることができる。 接点圧が小さい程感度は高く、接点圧が大きい程感度は低くなる。

【００１２】可動電極部材及び磁性部材は何れも磁性材料から成っているので、外部から磁界を与えることにより可動電極部材と磁性部材との間に磁気吸引力を生じる。 一方、固定電極部材は非磁性であるので、外部から磁界を与えても可動電極部材と固定電極部材との間には磁気吸引力を生じることがない。 この結果、外部から磁界を与えると、可動電極部材のばね性による力に抗して可動電極部材を固定接点部材から引き離し、可動電極部材を磁性部材に接触させることができる。 このための磁界は、例えば密閉ケースの外側にコイルを設け、このコイルに電流を流すことにより生じさせることができる。
この場合、可動電極部材が固定電極部材から離れて磁性部材に接触したときの電流値が、可動電極部材と固定電極部材との間の接点圧と密接に関連しており、電流値と接点圧との間には所定の関数関係が成立する。 したがって、この関数関係を予め調べておけば、組立後の密封状態においても、振動検知素子における可動電極部材と固定電極部材との間の接点圧を容易に且つ精度よく測定することができる。

【００１３】磁性材料から成る各部材がこの測定によって磁化するのを極力避けるため、可動電極部材と磁性部材とは、パーマロイの如き軟磁性材料とするのが好ましい。

【００１４】上記課題を解決するための本発明の他の特徴は、振動を検知するための振動検知素子において、密閉ケースと、先端部が前記密閉ケース内に突出するよう前記密閉ケースに固着されている導電性材料から成る第１電極部材と、該第１電極部材の先端部に固定された導電性の非磁性金属材料からなる固定接点部材と、ばね性を有する導電性の磁性金属材料から成り、先端部が前記密閉ケース内に突出し且つ該固定接点部材に圧接するよう該密閉ケースに固着されている第２電極部材と、前記第２電極部材に関して前記固定接点部材と反対側に前記第２電極部材と間隔をあけて対向配置された磁性部材とを備えて成る点にある。

【００１５】第２電極部材の固有振動数をガラス等の破壊時に生じる振動の周波数に合わせることにより周波数選択特性を持たせ、ガラス、金属等の物体が破壊する場合に生じる特有の機械的振動に対して感度を合わせることができる構成としてもよい。 この構成によれば、目的の物体に例えば単にボールが当たったことにより生じる振動には応答しないが、その破壊により生じた振動にはよく応答する検知特性とすることができる。

【００１６】密閉ケースは、非磁性の金属性又は樹脂性の材料から成るものでもよいが、ガラスを用いて構成することができる。 その内部に封入される電極等の酸化、
電極等への結露等を防止するため、密閉ケース内には適宜の不活性ガス、例えば窒素ガス、アルゴンガス等を封入する構成とするのが望ましい。 しかし、このような特殊なガスを封入することなしに、単に密閉、封止して、
固定電極部材と可動電極部材とにより構成されるスイッチの接点部分を外部環境と遮断するだけの構成としてもよい。 また、この目的は、内部の空気を真空引きするなどして抜気しただけでも達成される。 更には、適宜の不活性ガスに水素を混入した混合ガスを密閉ケース内に封入し、これにより接点部分の放熱効果をも図るようにした構成でもよい。

【００１７】第２電極部材と固定接点部材との間の接点圧は用途、目的に応じて適宜に定めることができる。 接点圧が小さい程感度は高く、接点圧が大きい程感度は低くなる。

【００１８】第２電極部材及び磁性部材は何れも磁性材料から成っているので、外部から磁界を与えることにより第２電極部材と磁性部材との間に磁気吸引力を生じさせ、これにより、第２電極部材のばね性による力に抗して第２電極部材を固定接点部材から引き離し、第２電極部材をを磁性部材に接触させることができる。 このための磁界は、例えば密閉ケースの外側にコイルを設け、このコイルに電流を流すことにより生じさせることができる。 この場合、第２電極部材が固定接点から離れて磁性部材に接触したときの電流値が、第２電極部材と固定接点との間の接点圧と密接に関連しており、電流値と接点圧との間には所定の関数関係が成立する。 したがって、
この関数関係を予め調べておけば、振動検知素子の組立後の密封状態においても、振動検知素子における第２電極部材と固定接点部材との間の接点圧を容易に且つ精度よく測定することができる。

【００１９】磁性材料から成る各部材がこの測定によって磁化するのを極力避けるため、第２電極部材と磁性部材とは、パーマロイの如き軟磁性材料とするのが好ましい。 この場合、第１電極部材の材料をもパーマロイとすると、ケースに取り付けられる３つの部材が同材質となってそれらの熱膨張率が揃うので、特にガラスケースを用いる場合の加熱処理工程での歩留りが向上するので好ましい。 第１電極部材の先端に固定接点部材を固定するようにした構成とする場合の利点は、上述の如く、第１
電極部材の材料を、少なくとも第２電極部材の材料と同じにすることができること、好ましくは、第２電極部材及び磁性部材の各材料と同じにすることができることである。 この結果、それらの熱膨張率が一部、或いは全部揃うので、特にガラスケースを用いる場合の加熱処理工程での歩留りが向上するので好ましい。 しかし、他の適宜の非磁性導電性材料を用いて第１電極部材を構成しても勿論よい。

【００２０】第１電極部材の材質をパーマロイとした場合、これに取り付けられる固定接点の材料を燐青銅等の非磁性材料を使用して構成すれば、両者を例えばスポット溶接で固定することにより、固定接点を第１電極部材の先端部に確実に固定することができる。 勿論、他の材料の組合せを選択してもよい。

【００２１】本発明の別の特徴によれば、ガラス板等の被検出体に印加される振動を検知するための振動検知器において、被検出体に取り付けられるケーシング内に上述したいずれかの振動検知素子が設けられると共に樹脂モールドされる。

【００２２】

【作用】本発明による振動検知素子によると、外部から振動が与えられていない場合には、可動電極部材の先端部は固定電極部材の先端部に圧接しており、可動電極部材と固定電極部材とは電気的導通状態にある。 外部から振動が与えられると、これにより可動電極部材が振動し、可動電極部材と固定電極部材との間の導通状態が間歇的に途切れ、周期的なオン、オフ動作が実行される。

【００２３】密閉ケースの外部から磁界を与えると、可動電極部材と磁性部材との間にその磁界の強さに応じた磁気吸引力が働き、その磁気吸引力が接点圧より大きくなった時点で可動電極部材の先端部が固定電極部材から離れる。 与えられる磁界の強さと接点圧との間には限定の関数関係が成立し、この関係を用いて接点圧を測定することができる。

【００２４】本発明による別の振動検知素子によると、
外部から振動が与えられていない場合には、第２電極部材の先端部は固定接点部材に圧接しており、第１電極部材と第２電極部材とは電気的導通状態にある。 外部から振動が与えられると、これにより第２電極部材が振動し、第１電極部材と第２電極部材との間の導通状態が間歇的に途切れ、周期的なオン、オフ動作が実行される。

【００２５】密閉ケースの外部から磁界を与えると、第２電極部材と磁性部材との間にその磁界の強さに応じた磁気吸引力が働き、その磁気吸引力が接点圧より大きくなった時点で第２電極部材の先端部が固定接点部材から離れる。 与えられる磁界の強さと接点圧との間には限定の関数関係が成立し、この関係を用いて接点圧を測定することができる。

【００２６】本発明による振動検知器によると、振動検知器のケーシング内に設けられた振動検知素子は密閉型であるから、そのまま簡単に樹脂モールドすることができる。 樹脂モールドされた状態においては、振動検知素子は外部環境から良好に護られるほか、いたずらの防止にも極めて効果的である。 特に、電気的接続部分をも樹脂モールドする場合にあっては、その電気的接続部分を良好に保護することができる。

【００２７】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例につき詳細に説明する。

【００２８】図１には、本発明による振動検知素子の一実施例が断面図にて示されている。 この振動検知素子１
は密閉ケースとして働く管状のガラスケース２を有し、
該ガラスケース２の一端部２Ａには、非磁性の導電性材料（本実施例では燐青銅）を細長い板状に形成して成る固定電極３がガラスケース２に密着して固着されている。 固定電極３の先端部３Ａはガラスケース２内に突出している。

【００２９】固定電極３の先端部３Ａは肉厚とされ、これにより、先端部３Ａに剛性を持たせてある。 この結果、ガラスケース２に振動が与えられても、固定電極３
の先端部３Ａがガラスケース２内で振動運動することがない。

【００３０】ガラスケース２の他端部２Ｂには、固定電極３と対をなす可動電極４がガラスケース２に密着して固着されている。 可動電極４は、磁性体で且つ導電性を有するパーマロイを全体として細長い板状に形成して成る電極であり、その基部をなす肉厚部４Ａがガラスケース２の他端部２Ｂに固定されている。 可動電極４の肉厚部４Ａからは、ばね性を持たせるために厚みを薄くした肉薄部４Ｂがガラスケース２内に延びており、肉薄部４
Ｂの有するばね性によりその先端部４Ｃが固定電極３に軽く圧接している。

【００３１】可動電極４、特にその肉薄部４Ｂの固有振動数は、ガラス等の破壊時に生じる約１０００〜１５０
０Ｈｚ程度の振動周波数範囲に入るように定められており、この種の振動が印加されると、肉薄部４Ｂが振動して大きく変位し、その先端部４Ｃと固定電極３との接触状態が断続的になり、従来のこの種の振動検知素子と同様にして、所望の振動を検知することができる。

【００３２】可動電極４と固定電極３との間の接点圧の大きさは、肉薄部４Ｂの厚みや形状、又はそり具合等を適宜に調節する等して目的に適した値とすることができる。

【００３３】可動電極４と固定電極３との間の接点圧の大きさを外部からチェックすることができるようにするため、磁性材料から成る磁性部材５が、ガラスケース２
の一端部２Ａに、可動電極４に関し固定電極３と反対側であって、固定電極３と所要の間隔をあけるようにして設けられている。 この結果、後述するように、ガラスケース２の外側からこの振動検知素子１に磁界を与えた場合、可動電極４と磁性部材５との間に生じる磁気吸引力により可動電極４がそれ自身のばね力に抗して固定電極３から離れ、磁性部材５に接触する。 なお、磁性部材５
は、振動検知素子１に振動が与えられた場合に可動電極４、特にその肉薄部４Ｂ、の振幅が大きくなって損傷するのを防止するためのストッパの役目をも有している。

【００３４】本実施例では、磁性部材５は軟磁性材料であるパーマロイから成る細長い平板状の部材として固定電極３と同様の形状に形成され、固定電極３と所定の間隔をあけて略平行に延びるように、ガラスケース２の一端部２Ａに密着して固定されている。 磁性部材５の先端部５Ａはガラスケース２内に突出しており、肉薄に形成されてはいるが、ストッパとしての機能を果たすことができるように所定の剛性を有している。 したがって、固定電極３の先端部３Ａと同様に、通常の使用状態の下で振動検知素子１に加えられる程度の振動によっては、磁性部材５の先端部５Ａが振動することがない構成となっている。

【００３５】上記説明から判るように、固定電極３及び可動電極４によってオン、オフスイッチが構成されており、その要部はガラスケース２によって形成される密閉空間２Ｃ内において、塵、有害ガス、湿気等から護られる。 さらに、密閉空間２Ｃ内には不活性ガスであるアルゴンガスが充填されており、固定電極３と可動電極４との各先端部により形成される接点部の酸化等による劣化を長期間に亙って有効に防止することができる。 密閉空間２Ｃ内には、アルゴンガスに代えて他の適宜の不活性ガス、例えば窒素ガスを封入してもよい。 また、ガラスケース２内にこのような特殊ガスを封入する構成のほか、ガラスケース２を単に封止して密閉するだけでもよいし、ガラスケース２内の密閉空間２Ｃを抜気して略真空状態に近い状態とした構成でもよい。 さらには、不活性ガスに水素を混入した混合ガスを封入し、これにより接点の劣化防止と同時に放熱の促進を図る構成でもよい。 上述したいずれの構成によっても、その内部に構成されるスイッチ機構を、塵、酸化、有害ガス、湿気等から有効に護ることができる。

【００３６】固定電極３は導電性を有する非磁性の適宜の材料であればよく、また、可動電極４の材質は、ばね性と導電性と磁性とを備えた適宜の材料であればよい。
磁性部材５の材質は磁性を有していればよく、必ずしも導電性を必要とはしない。 しかし、磁性部材５として、
パーマロイの如き磁性のみならず導電性をも有している材料を使用すると、可動電極４が固定電極３から離れたタイミング、すなわち、可動電極４が磁性部材５に接触したタイミングを、可動電極４と磁性部材５との導通状態から検知することができる。

【００３７】この構成によれば、振動検知素子１に外部から振動が加えられると、その振動はガラスケース２を介して可動電極４自身に伝達されるほか、固定電極３を介しても可動電極４に伝達される。 これにより、可動電極４の肉薄部４Ｂが振動し、可動電極４と固定電極３との間の電気的接触状態が断続的になる。 したがって、可動電極４と固定電極３とを、例えば、警備用の閉ループ回路中に直列に挿入しておき、且つ振動検知素子１を例えば窓ガラスに適宜の手段で取り付けておけば、窓ガラスの破壊により生じた振動により、可動電極４の肉薄部４Ｂが振動し、可動電極４の先端部４Ｃと固定電極３との間の電気的接続状態が断続的となる。 したがって、振動検知素子１を、閉ループ中に電気的パルス信号を発生させるガラス破壊検知センサとして利用することができる。

【００３８】すでに説明したように、可動電極４の肉薄部４Ｂは、その固有振動数が、ガラス等を破壊た場合に生じる振動の周波数帯に入るように作られている。 したがって、この振動検知素子１をガラス破壊検知センサとしての用途に用いた場合、その周波数選択特性のために、例えば手でガラスをたたいた場合に生じる比較的低い周波数の振動には応動しないが、ガラスを破壊した場合に生じる振動にはよく応動し、これらを確実に検知することができると言う効果を期待することができる。

【００３９】また、感振部材として働く可動電極４の肉薄部４Ｂの近傍に磁性体から成る磁性部材５を上述の如く配設したので、ガラスケース２の外側から与えられる磁界の強さを徐々に増加させ、可動電極４と磁性部材５
との間に働く磁気吸引力により可動電極４の肉薄部４Ｂ
が固定電極３から離れて磁性部材５に接触するときの磁界の強さを測定することにより、可動電極４と固定電極３との間の接点圧を測定することができる。

【００４０】この接点圧の測定は、所定のソレノイドコイル内に被試験体である振動検知素子を配置し、ソレノイドコイルに流す直流電流値を徐々に増加させ、可動電極４が固定電極３から離れ磁性部材５と接触したときの電流値を測定することにより容易に実現できる。 この測定原理については既に説明した通りである。

【００４１】ここで、可動電極４が固定電極３から離れ磁性部材５と接触したタイミングは、可動電極４が磁性部材５に磁気吸引力で当接した音から判断してもよいが、可動電極４と固定電極３との間の電気的導通状態が解除されたタイミングを電気的に検出する構成でもよい。 この場合には、磁性部材５がパーマロイから構成されている場合の如く導電性を有する材料から成っている必要がある。

【００４２】また、別の測定方法として、所定の永久磁石を振動検知素子に徐々に接近させ、永久磁石による磁界によって可動電極４が磁性部材５に磁気吸引されたときの永久磁石と振動検知素子との間の距離から、可動電極４と固定電極３との間の接点圧を測定する方法も可能である。

【００４３】図２には、本発明による振動検知素子の他の実施例が断面図にて示されている。 この振動検知素子１０は密閉ケースとして働く管状のガラスケース１１を有し、該ガラスケース１１の一端部１１Ａには、導電性材料であるパーマロイを細長い板状に形成して成る第１
電極１２がガラスケース１１に密着して固着されている。 第１電極１２の先端部１２Ａはガラスケース１１内に突出しており、先端部１２Ａに形成された段部１２Ｂ
には、燐青銅から成る板状の固定接点１３がスポット溶接によりしっかりと固着されている。

【００４４】固定接点１３は、比較的厚みのある矩形の板状に形成されており、これにより、固定接点１３に剛性を持たせてある。 一方、第１電極１２の先端部１２Ａ
は、ガラスケース１１内で振動運動を生じることがないように、その板厚に対して突出長が著しく長くならないように定められており、これにより、固定接点１３をしっかりと支持するのに充分な剛性を持たせている。 この結果、固定接点１３は第１電極１２の先端部１２Ａによって、ガラスケース１１内で振動運動を生じることがないように支持されるので、ガラスケース１１に振動が与えられても、固定接点１３及び第１電極１２の先端部１
２Ａがガラスケース１１内で振動運動を生じることがない。

【００４５】ガラスケース１１の他端部１１Ｂには、第１電極１２と対をなす第２電極１４がガラスケース１１
に密着して固着されている。 第２電極１４もまた、パーマロイを全体として細長い板状に形成して成る電極であり、その基部をなす肉厚部１４Ａがガラスケース１１の他端部１１Ｂに固定されている。 第２電極１４の肉厚部１４Ａからは、ばね性を持たせるために厚みを薄くした肉薄部１４Ｂがガラスケース１１内に延びており、肉薄部１４Ｂの有するばね性によりその先端部１４Ｃが固定接点１３に軽く圧接している。

【００４６】第２電極１４、特にその肉薄部１４Ｂの固有振動数は、ガラス等の破壊時に生じる約１０００〜１
５００Ｈｚ程度の振動周波数範囲に入るように定められており、この種の振動が印加されると、肉薄部１４Ｂが振動して大きく変位し、その先端部１４Ｃと固定接点１
３との接触状態が断続的になり、従来のこの種の振動検知素子と同様にして、所望の振動を検知することができる。

【００４７】先端部１４Ｃと固定接点１３との間の接点圧の大きさは、肉薄部１４Ｂの厚みや形状、又はそり具合等を適宜に調節する等して目的に適した値とすることができる。 なお、先端部１４Ｃは固定接点１３の先端付近迄しか延びておらず、先端部１４Ｃと第１電極１２の先端とは比較的大きな距離を保っている。

【００４８】第２電極１４の先端部１４Ｃと固定接点１
３との間の接点圧の大きさを外部からチェックすることができるようにするため、磁性材料から成る磁性部材１
５が、ガラスケース１１の一端部１１Ａに、第２電極１
４に関し固定接点１３と反対側であって、固定接点１３
と接触している先端部１４Ｃと所定の間隔をあけるようにして設けられている。 先端部１４Ｃと磁性部材１５との間に設けられる所定の間隔は、図２から判るように、
先端部１４Ｂと第１電極１２の先端との間隔よりも充分大きく定められている。 この結果、後述するように、ガラスケース１１の外側からこの振動検知素子に磁界を与えた場合、第２電極１４と磁性部材１５との間に生じる磁気吸引力に比べて、第１電極１２と第２電極１４との間に働く磁気吸引力は充分小さく、第２電極１４と磁性部材１５との間に生じる磁気吸引力による第２電極１４
の運動が妨害されることがない。 なお、磁性部材１５
は、振動検知素子１０に振動が与えられた場合に、第２
電極１４、特にその肉薄部１４Ｂ、の振幅が大きくなって損傷するのを防止するストッパとしての役目をも有している。

【００４９】本実施例では、磁性部材１５はパーマロイから成る細長い平板状の部材として第１電極１２と同様の形状に形成され、第１電極１２と所定の間隔をあけて略平行に延びるように、ガラスケース１１の一端部１１
Ａに密着して固定されている。 磁性部材１５の先端部１
５Ａはガラスケース１１内に突出しており、肉薄に形成されてはいるが、ストッパとしての機能を果たすことができるように所定の剛性を有している。 したがって、第１電極１２の先端部１２Ａと同様に、通常の使用状態の下で振動検知素子１０に加えられる程度の振動によっては、磁性部材１５の先端部１５Ａが振動することがない構成となっている。

【００５０】上記説明から判るように、第１電極１２、
固定接点１３及び第２電極１４によってオン、オフスイッチが構成されており、その要部はガラスケース１１によって形成される密閉空間１１Ｃ内において、塵、有害ガス、湿度等から護られる。 さらに、密閉空間１１Ｃ内には不活性ガスであるアルゴンガスが充填されており、
固定接点１３と先端部１４Ｃとにより形成される接点部の酸化等による劣化を長期間に亙って有効に防止することができる。 密閉空間１１Ｃ内には、アルゴンガスに代えて他の適宜の不活性ガス、例えば窒素ガスを封入してもよい。 また、ガラスケース１１内にこのような特殊ガスを封入する構成のほか、ガラスケース１１を単に封止して密閉するだけでもよいし、ガラスケース１１内の密閉空間１１Ｃを抜気して略真空状態に近い状態とした構成でもよい。 さらには、不活性ガスに水素を混入した混合ガスを封入し、これにより接点の劣化防止と同時に放熱の促進を図る構成でもよい。 上述したいずれの構成によっても、その内部に構成されるスイッチ機構を、塵、
酸化、有害ガス、湿気等から有効に護ることができる。

【００５１】第１電極１２は導電性を有する適宜の材料であればよく、必ずしも磁性を有する必要はない。 しかし、第１電極１２を磁性体をも有する材料、特に、第２
電極１４及び磁性部材１５と同一の導電性を有する磁性材料、例えばパーマロイとする場合の利点は、次の通りである。 すなわち、ガラスケースにこれらの部材を密着して取り付ける場合、第１電極１２、第２電極１４及び磁性部材１５が同一の熱膨張率であるため、それらをガラスケースへ固着するための処理工程の歩留りが改善されることである。 また、第２電極１４の材質は、ばね性と、導電性と、磁性とを備えた適宜の材料でよく、磁性部材１５の材質は、磁性のみを備えた材料でもよい。 しかし、磁性部材１５として、パーマロイの如き磁性のみならず導電性をも有している材料を使用すると、第２電極１４が固定接点１３から離れたタイミング、すなわち、第２電極１４が磁性部材１５に接触したタイミングを、第２電極１４と磁性部材１５との導通状態から検知できる。

【００５２】上述の如く構成された振動検知素子１０によれば、振動検知素子１０に外部から振動が加えられた場合、その振動はガラスケース１１を介して第２電極１
４自身に伝達されるほか、第１電極１２及び固定接点１
３を介しても第２電極１４に伝達される。 これにより、
第２電極１４の肉薄部１４Ｂが振動し、第２電極１４と固定接点１３との間の電気的接触状態が断続的になる。
したがって、第１電極１２と第２電極１４とを、例えば、警備用の閉ループ回路中に直列に挿入しておき、且つ振動検知素子１０を例えば窓ガラスに適宜の手段で取り付けておけば、窓ガラスの破壊により生じた振動により、第２電極１４の肉薄部１４Ｂが振動し、第２電極１
４の先端部１４Ｃと固定接点１３との間の電気的接触状態が断続的となり、振動検知素子１０を閉ループ中に電気的パルス信号を発生させるガラス破壊検知センサとして利用することができる。

【００５３】すでに説明したように、第２電極１４の肉薄部１４Ｂは、その固有振動数が、ガラス等を破壊た場合に生じる振動の周波数帯に入るように作られている。
したがって、この振動検知素子をガラス破壊検知センサとしての用途に用いた場合、その周波数選択特性のために、例えば手でガラスをたたいた場合に生じる比較的低い周波数の振動には応動しないが、ガラスを破壊した場合に生じる振動にはよく応動し、これらを確実に検知することができると言う効果を期待することができる。

【００５４】また、感振部材として働く第２電極１４の肉薄部１４Ｂの近傍に磁性体から成る磁性部材１５を上述の如く配設したので、ガラスケース１１の外側から与えられる磁界の強さを徐々に増加させ、第２電極１４と磁性部材１５との間に働く磁気吸引力により第２電極１
４の肉薄部１４Ｂが固定接点１３から離れて磁性部材１
５に接触するときの磁界の強さを測定することにより、
第２電極１４と固定接点１３との間の接点圧を測定することができる。

【００５５】この接点圧の測定は、所定のソレノイドコイル内に被試験体である振動検知素子を配置し、ソレノイドコイルに流す直流電流値を徐々に増加させ、第２電極１４が固定接点１３から離れ磁性部材１５と接触したときの電流値を測定することにより容易に実現できる。
この測定原理については既に説明した通りである。

【００５６】ここで、第２電極１４が固定接点１３から離れ磁性部材１５と接触したタイミングは、第２電極１
４が磁性部材１５に磁気吸引力で当接した音から判断してもよいが、第１電極１２と第２電極１４との電気的導通状態が解除されたタイミングを電気的に検出する構成でもよい。 また、磁性部材１５がパーマロイから構成されている場合の如く導電性を有する材料から成っている場合には、磁性部材１５と第２電極１４との間の電気的導通状態が生じたタイミングを電気的に検出する構成とすることができる。

【００５７】また、別の測定方法として、所定の永久磁石を振動検知素子に徐々に接近させ、永久磁石による磁界によって第２電極１２が磁性部材１５に磁気吸引されたときの永久磁石と振動検知素子との間の距離から、第２電極１４と固定接点１３との間の接点圧を測定する方法も可能である。

【００５８】図３乃至図５には、図２に示した振動検知素子１０を用いたガラス破壊センサの一構成例が示されている。 ガラス破壊センサ２０は、ケーシング２１及びこれに対応するカバー２２を有し、これらは、電気的絶縁材料である合成樹脂を成形して作られている。 ケーシング２１には、一対の接続端子２３、２４が設けられており、各接続端子２３、２４にはＬ字型端子２５、２６
が対応して設けられている（図４参照）。

【００５９】接続端子２３は、導電性の板部材２３Ａをねじ２３Ｂでケーシング３１に締め付けることができる公知の構成であり、ケーシング３１に適宜の手段で固定されているＬ字型端子２５の図示しない端部が板部材２
３Ａと電気的に接続される構成になっている。 他方の接続端子２４側の構成も、同様に、導電性の板部材２４Ａ
をねじ２４Ｂでケーシング３１に締め付けることができる公知の構成であり、ケーシング３１に適宜の手段で固定されているＬ字型端子２６の図示しない端部が板部材２４Ａと電気的に接続される構成となっている。

【００６０】Ｌ字型端子２５、２６の各接続端部２５
Ａ、２６Ａはケーシング２１の基部２１Ａから垂直に延びており、振動検知素子１０の第１電極１２はスポット溶接により接続端部２５Ａに電気的及び機械的に接続されている。 その第２電極１４も同様に、スポット溶接により接続部２６Ａに電気的及び機械的に接続されている。 なお、この実施例では、磁性部材１５は、ガラスケース１１の外部に突出していない。

【００６１】接続端子２３の板部材２３Ａとケーシング３１との間に接続ワイヤＷ１の先端を差し込んで２３Ｂ
を締め付けることにより、接続ワイヤＷ１を振動検知素子１０の第１電極に電気的に接続することができる。 同様に、接続端子２４の板部材２４Ａとケーシング３１との間に接続ワイヤＷ２の先端を差し込んでねじ２４Ｂを締め付けることにより、接続ワイヤＷ２を振動検知素子１０の第２電極１４に電気的に接続することができる。

【００６２】このガラス破壊センサ２０は、ケーシング２１の底面に例えばエポキシ系の接着剤を塗布し、ケーシング２１を窓ガラス板の適宜の箇所に接着することにより窓ガラス板に取り付けることができ、これにより、
窓ガラス板に生じる振動を振動検知素子１０に良好に伝達させることができる。 したがって、特に、ケーシング２１の材質は、振動を良好に伝えることができる。 硬い合成樹脂とするのが好ましい。

【００６３】なお、ガラス破壊センサ２０は、ガラス破壊検知以外の目的にも使用できる。 したがって、被検出体によっては、ケーシング２１の基部２１Ａに設けられている取付け用のねじ孔２７Ａ、２７Ｂ（図４参照）を利用してその取付けを行うことができる。 図３乃至図５
に基づく上記の説明は、振動検知素子１０の代わりに図１に示した振動検知素子１を用いた場合にもそのままあてはまることは勿論である。

【００６４】図６及び図７には、図２に示した振動検知素子１０を用いた本発明による振動検知器の一実施例が示されている。 本発明により構成された検知器であるガラス破壊センサ３０は、電気的絶縁材料である合成樹脂を形成して成る略矩形のケーシング３１を有し、このケーシング３１内には、図２に示されている振動検知素子１０が収納される収納部３２がケーシング３１と一体に形成されている。 収納部３２には、振動検知素子１０を受け入れるためのＵ字状の溝３２Ａが形成されており、
振動検知素子１０はこの溝３２Ａ内に置かれている。 ケーシング３１の材質は、振動を良好に伝えることができる。 硬い合成樹脂とするのが好ましい。

【００６５】振動検知素子１０の第１電極１２と第２電極１４とには、リード線３３、３４の各一端３３Ａ、３
４Ａがそれぞれ電気的に接続されており、これらのリード線３３、３４には絶縁チューブ３５が被されている。
リード線３３、３４は絶縁チューブ３５と共にケーシング３１の切り欠き部３１Ａから図６に示される状態で外部に引き出されている。

【００６６】ケーシング３１内に設けられた振動検知素子１０、リード線３３、３４、及び絶縁チューブ３５を図６に示す状態にてケーシング３１内に固定するため、
ケーシング３１内には適宜の樹脂が充填され、これにより振動検知素子１０とリード線３３、３４がケーシング３１内において樹脂モールドされている。 振動検知素子１０は密閉型であるから、樹脂モールドを極めて簡単に行うことができる。 図７において符号３６で示されるのは、樹脂モールドのために充填されて硬化した樹脂である。 なお、このようにして振動検知素子１０が樹脂モールドされたケーシング３１には、図示しないカバーが取り付けられ、ケーシング３１内に納められた各部品が、
このカバーによって更に機械的に保護される構成となっている。

【００６７】ケーシング３１の底面３１Ｂには、例えばエポキシ系の接着剤が塗布され、これによりケーシング３１がガラス板の適宜の箇所に接着される。 この結果、
そのガラス板に生じる振動がケーシング３１を介して樹脂モールドによってケーシング３１と機械的に一体にされている振動検知素子１０に効果的に伝達される。 したがって樹脂モールドのための樹脂材質は、硬化後に振動を良好に伝達することができる硬質の合成樹脂となる材料、例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂等を用いるのが好ましい。

【００６８】図６及び図７に基づく上記の説明は、振動検知素子１０の代わりに図１に示した振動検知素子１を用いた場合にもそのままあてはまることは勿論である。

【００６９】図８及び図９には、本発明による振動検知器の他の実施例が示されている。 図８及び図９に示されている振動検知器４０は、略円形のケーシング４１を有し、このケーシング４１もまた図６及び図７に示したケーシング３１の材料と同じ材料を用いて形成されている。 ケーシング４１内には、図２に示した振動検知素子１０が収納される収納部４２がケーシング４１と一体に形成されており、収納部４２に形成されたＵ字状の溝４
２Ａ内に振動検知素子１０が置かれている。

【００７０】この振動検知素子１０の第１電極１２と第２電極１４とには、図６に示された実施例の場合と同様にしてリード線が接続されてケーシング４１の外部に引き出されるが、図８、図９ではリード線を図示するのが省略されている。

【００７１】上述の如くしてケーシング４１内に収納された振動検知素子１０を固定するため、振動検知器３０
の場合と同様に、ケーシング４１内には適宜の樹脂が充填され、これにより樹脂モールドされている。 図８において符号４６で示されるのは、樹脂モールドのために充填されて硬化した樹脂である。

【００７２】図６及び図７に基づく上記の説明は、振動検知素子１０の代わりに図１に示した振動検知素子１を用いた場合にもそのままあてはまることは勿論である。

【００７３】上記において、ケーシング内に設けられた振動検知素子が樹脂モールドされている振動検知器の実施例を２つ説明した。 いずれの実施例においても、樹脂モールドのための樹脂材料は、被検出体であるガラスに生じた振動がケーシング３１又は３１を介して効率よく振動検知素子１０（又は振動検知素子１）に伝達されるよう、硬化した場合の硬度が大きいもの、例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂等を用いるのが好ましい。 また、このような樹脂モールドによると、振動検知素子をケース本体内の端子等に半田付けにより取り付けただけの構成に比べ、ガラス板等の振動を極めて効果的に拾うことができる。 被検出体がガラス以外の部材であっても同様である。

【００７４】振動検知素子１０（又は振動検知素子１）
は密閉型であるから、振動検知素子の特性を外部から変更するのを有効に防止することができるほか、振動検知素子をケーシング内に樹脂モールドして埋設してしまう構成を容易に実現することができる。 また、実施例に示したような樹脂モールド構成によると、振動検知器の主要部分が外部環境から遮断されるので、特に、電気的接続部分の耐腐食性の向上、防水防滴性の向上を図ることができるほか、外部から作用する力から各構成部品を有効に保護することができる。 さらに、樹脂モールド構成によると、振動検知器の改造をを極めて困難とし、実際に窓ガラス板等に振動検知器を取り付けた場合のいたずら防止に極めて効果的である。 したがって、この構成によれば、振動検知器を長期間に亙って環境劣悪な場所で使用しても、接続不良等の不具合を生じることがなく、
長期間安定に動作することが期待できる上に、取付け後の改造防止に極めて効果的である。

【００７５】本発明による振動検知素子は、ガラス板に生じる振動を検知する目的でのみ使用されるものではなく、例えば金庫を構成する金属板に生じる振動を検出する等、各種の部材に生じる振動を検出する目的で使用することができる。 この場合、第２電極１４の肉薄部１４
Ｂの固有振動数は、振動検出の対象物に応じた適宜の値に定める事により、目的の振動を確実に検出することができるようにすることが可能である。

【００７６】

【発明の効果】本発明による振動検知素子は、上述の如く、振動によってオン、オフされる電気的接点が密閉ケース内に封入される密閉型の構成であるから、劣悪な環境下においても長期間安定に、作動することが期待できる。 そして、電気的接点の接点圧を密閉状態で外部から簡単且つ正確に測定することができるので、振動検知素子における接点圧が所定の値になっているか否か等の検査を完成品に対しても充分な精度で迅速に行うことができ、品質管理のレベルアップを期待することができる。
さらに、振動検知素子の設置現場においてもその機能チェックを外部から簡単に行うことができ、保守、点検に著しく便利であるほか、樹脂モールドを簡単に行えるという利点を有している。

【００７７】さらに、この密閉型の振動検知素子をケーシング内に樹脂モールドする構成とすることにより、振動検知器の主要部分を外部環境から遮断することが可能である。 したがって、電気的接続部分をも振動検知素子と共に樹脂モールドすれば、その電気的接続部分の耐腐食性の向上、防水防滴性の向上を図ることができる。 樹脂モールド構成による他の利点は、外部から作用する力から各構成部品を有効に保護することができることである。 さらに、樹脂モールド構成によると、振動検知器の改造をを極めて困難とし、実際に窓ガラス板等の所要の被検出体に振動検知器を取り付けた場合のいたずら防止に極めて効果的である。 したがって、振動検知器を長期間に亙って環境劣悪な場所で使用しても、接続不良等の不具合を生じることがなく、長期間安定に動作することが期待できる上に、取付け後の改造防止に極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による振動検知素子の一実施例を示す断面図。

【図２】本発明による振動検知素子の他の実施例を示す断面図。

【図３】本発明による振動検知素子を用いたガラス破壊センサの構成例を示す斜視図。

【図４】図３に示したガラス破壊センサのケース本体の正面図。

【図５】図３に示したガラス破壊センサのケース本体の平面図。

【図６】本発明による振動検知器の一実施例を示す平面図。

【図７】図６のＡ−Ａ線断面図。

【図８】本発明による振動検知器の他の実施例を示す平面図。

【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

１、１０ 振動検知素子 ２、１１ ガラスケース ３ 固定電極 ４ 可動電極 ５、１５ 磁性部材 １２ 第１電極 １２Ａ 先端部 １３ 固定接点 １４ 第２電極 １４Ｂ 肉薄部 １４Ｃ 先端部 ３０、４０ ガラス破壊センサ ３１、４１ ケーシング ３６、４６ 樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 務 宮城県柴田郡川崎町大字今宿字銀杏木33 番地 株式会社日本アレフ 仙台工場内 (56)参考文献 実公 昭62−39501（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭51−21325（ＪＰ，Ｙ２)