JP4032967B2 - Glass break sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内外を仕切るガラス板に取り付けられガラス板の破壊を検知するガラス破壊センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、窓ガラスやガラス扉など室内外を仕切るガラス板に取り付けられ、室内に侵入しようとする者(以下、侵入者)がガラス板を破壊したときにこれを検知して音や光によって報知する防犯用のガラス破壊センサが提供されている。この種のガラス破壊センサは、振動検知手段としてガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子を用いて、警報閾値よりも圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力するもので、一般に図2、図3に示すようにガラス破壊センサの外郭を形成してガラス板に取り付けられるハウジング1が成形品である場合、円板状の圧電素子2をハウジング1に接着剤3で貼り付けていた。
【0003】
また、圧電素子2をハウジング1に接着剤3を使って固定する場合図18に示すように、接着剤3の塗布量と硬化時に圧電素子2に加える荷重とを管理することで接着剤層の厚みを管理していた。
【0004】
あるいは、ハウジングの接着面に凹部を設けて、凹部の深さに応じた接着剤層を形成したり、ハウジングの接着面に凸部を設けて、凸部の高さに応じた接着剤層を形成したりして、接着剤層の厚みを管理していた。(例えば、特許文献1参照。)
さらに圧電素子2は図2に示すように、ハウジング1との接着面(裏面)と、接着面に対向する面(表面)とに各々電極21を形成しており、非金属のハウジング1に接着する場合は、ハウジング1に接着する裏面の電極21からの信号を取り出すために圧電素子2の裏側の電極21から側面へ延長され圧電素子2の表面側に引き出す折り返し電極22の電極パターンを形成している。表面の電極21及び折り返し電極22は各々、電線5を介して回路部と電気的に接続されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−61276号公報(2頁左欄第24行〜第27行、2頁右欄第19行〜第48行、図1〜図4)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のガラス破壊センサでは接着剤3として硬度の高いエポキシ系接着剤等を用いており、圧電素子2を成形品のハウジング1に貼り付けると、図19に示すように、周囲環境の温度変化によりハウジング1が図中破線のように変形し、その歪み(例えば接着面に対して垂直なY1,Y2方向)が接着剤3を介して圧電素子2に伝わり、ハウジング1と接着剤3及び圧電素子2との線膨張係数の違いにより圧電素子2がハウジング1の変形に追従できずに破損するという問題があった。
【0007】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、周囲環境の温度変化による圧電素子の破損を防止したガラス破壊センサを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、建物において室内外を仕切るガラス板に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに接着剤で固定されて前記ガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子と、警報閾値よりも前記圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力する報知手段とを備え、前記接着剤は、硬化後の硬度がショア−硬度Aで40以下であり、前記ハウジングは、前記圧電素子が接着される箇所に、前記圧電素子を載置して予め定めた接着剤層の厚みに相当する同一高さの複数の凸部を備え、前記複数の凸部は、載置される前記圧電素子が前記ハウジングに対する平行度を維持できる箇所に各々配置されることを特徴とする。
【0009】
請求項2の発明は、建物において室内外を仕切るガラス板に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに接着剤で固定されて前記ガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子と、警報閾値よりも前記圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力する報知手段とを備え、前記接着剤は、硬化後の硬度がショア−硬度Aで40以下であり、前記ハウジングは、前記圧電素子が接着される箇所に、前記圧電素子の接着面の周縁部を載置する台部と、前記台部の内側に形成されて予め定めた接着剤層の厚みに相当する一定深さの凹部とを備え、前記台部は、載置された前記圧電素子が前記ハウジングに対する平行度を維持できる形状に形成されることを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明は、建物において室内外を仕切るガラス板に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに接着剤で固定されて前記ガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子と、警報閾値よりも前記圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力する報知手段とを備え、前記ハウジングは、前記圧電素子の接着面を囲むように前記圧電素子の周囲に立設した壁を有するとともに、前記圧電素子が接着される箇所に、前記圧電素子を載置して予め定めた接着剤層の厚みに相当する同一高さの複数の凸部を備え、前記複数の凸部は、載置される前記圧電素子が前記ハウジングに対する平行度を維持できる箇所に各々配置されることを特徴とする。
【0011】
請求項4の発明は、建物において室内外を仕切るガラス板に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに接着剤で固定されて前記ガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子と、警報閾値よりも前記圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力する報知手段とを備え、前記ハウジングは、前記圧電素子の接着面を囲むように前記圧電素子の周囲に立設した壁を有するとともに、前記圧電素子が接着される箇所に、前記圧電素子の接着面の周縁部を載置する台部と、前記台部の内側に形成されて予め定めた接着剤層の厚みに相当する一定深さの凹部とを備え、前記台部は、載置された前記圧電素子が前記ハウジングに対する平行度を維持できる形状に形成されることを特徴とする。
【0012】
請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかにおいて、前記圧電素子は、接着面と該接着面に対向する面とに各々電極を設け、外面の少なくとも一部を前記電極の対向方向に段差を設けた階段形状としたことを特徴とする。
【0013】
請求項6の発明は、請求項1乃至4いずれかにおいて、前記圧電素子は、少なくとも一方面に電極を各々形成した第1,第2の素子部の各他方面間に第3の素子部を挟んだ3段構成となり、第1,第2の素子部に各々設けた電極間の絶縁距離は、少なくとも第1,第2の素子部間の第3の素子部の厚みを含むことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
(参考例1)
本参考例のガラス破壊センサは図1(a)に示すように、ガラス板Gに両面粘着シートによって取り付けられる成形品のハウジング1内に固定されてガラス板Gの振動を電圧信号に変換する円板状の圧電素子2を備えて、警報閾値よりも圧電素子2の出力信号の振幅が大きければ警報を出力するもので、その回路部の構成は図1(b)に示すように、圧電素子2に並列接続された抵抗R1と、圧電素子2の出力信号のうちガラス板Gの破壊に関わる周波数が通過しノイズが除去される程度にカットオフ周波数が設定されたハイパスフィルタ回路S1と、ハイパスフィルタ回路S1の出力と警報閾値電圧Vthとを比較する比較判断部S2と、比較判断部S2の判断結果が、警報閾値電圧Vthよりもハイパスフィルタ回路S1の出力が大きければ警報を発する警報出力部S3とから構成される。
【0016】
圧電素子2は図2、図3に示すようにハウジング1に接着剤3で貼り付けられ、従来例と同様に表面の電極21及び折り返し電極22は各々、電線5を介して図1(b)に示す回路部と電気的に接続されている。
【0017】
本参考例では、接着剤3にショア−硬度A=40以下のもの、例えばシリコン系接着剤を用いている点が従来例と異なる。
【0018】
次に、この圧電素子2を硬度の各々異なる接着剤3で成形品のハウジング1に貼りつけたサンプルについて、周囲環境の温度変化に対して圧電素子2の破損の有無を確認するために、熱衝撃試験により破損状況の有無の確認を行った。サンプルとして、接着剤3a:ショア−硬度D=89(ショア−硬度A=90以上)、接着剤3b:ショア−硬度D=75(ショア−硬度A=90以上)、接着剤3c:ショア−硬度D=40(ショア−硬度A=90)、接着剤3d:ショア−硬度A=40の4種類を用意した。尚、試験条件は使用温度範囲に対し低温側高温側ともに25℃拡張した−40℃〜80℃で、50サイクルという厳しい条件とした。
【0019】
熱衝撃試験の結果は図4に示すように、接着剤3a,3bを用いたサンプルは、圧電素子2が厚み方向で2つに分断され、接着剤3cを用いたサンプルは、サンプルの一部が破損、あるいは電極部分の剥離による感度劣化を起こしていた。しかし、接着剤3dを用いたサンプルは破損、感度劣化共なかった。したがって本参考例では接着剤3にショア−硬度A=40以下のものを用いることで、ハウジング1と圧電素子2との間で接着剤3が各々の線膨張係数の違いによる伸縮を吸収する形となって、圧電素子2の破損をなくすことができる。
【0020】
(参考例2)
本参考例のガラス破壊センサの基本構成は参考例1と略同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。図5、図6は本参考例のハウジング1と円板状の圧電素子2との接着部分を示しており、ハウジング1は圧電素子2の接着面を囲むように圧電素子2の外周に沿って立設した円環状の壁10を一体成形している。圧電素子2はこの一体成形した壁10の内側でハウジング1に接着剤3で貼り付けられているので、周囲環境の温度変化によりハウジング1が図6中破線のように変形しようとしても壁10の剛性によって接着面の変形(そり)を抑えることができ、接着面に平行なX1,X2方向に働く伸縮力も大幅に削減されている。
【0021】
したがって、圧電素子2の接着面の変形は少なく、圧電素子2に歪みが伝わらないために硬度の高い接着剤3を使用しても圧電素子2の破損はない。尚、図5、図6の壁10の平面形状は円となっているが、圧電素子を囲むことのできる形状であれば、その他の形状、例えば矩形であっても対応は可能である。
【0022】
(実施形態1)
図7(a),(b)は、本実施形態のハウジング1と円板状の圧電素子2との接着部分を示し、他の構成は参考例1または2と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態のハウジング1の圧電素子2を接着する部分には、円形の凹部12を形成し、凹部12の底面上にその高さが予め定めた接着剤層の厚みT1と一致する凸部11a〜11cを3ヶ所配置する。凸部11a〜11cは、その各中心が圧電素子2の円形の接着面の中心位置に対して120°間隔となるように同心円上に配置され、圧電素子2はこの凸部11a〜11cに載置されてハウジング1に対する平行度を保っている。
【0023】
ここで従来、図18のように圧電素子2をハウジング1に接着剤3を使って固定する場合、硬化後の接着剤層厚みの管理が難しくセンサの振動検出感度にバラツキがあるという問題があった。しかし、本実施形態のように圧電素子2の接着部分に接着剤3を塗布し、圧電素子2を凸部11a〜11c上に置いて接着剤3を硬化させると、接着剤層の厚みT1は凸部11a〜11cの高さで決まるため振動の伝達経路の厚み(接着剤層の厚みT1)が一定となり、センサの振動検出感度のバラツキは小さくなり、一定の範囲内に収まる。
【0024】
また、凸部11a〜11cの代わりに図8に示す円環状の凸部13や、図9に示す互いに平行に配置された1対の直線状の凸部14a,14bであってもよく、接着剤層の厚みT1及び圧電素子2のハウジング1に対する平行度を保つことできるものであればよい。
【0025】
(実施形態2)
図10(a),(b)は、本実施形態のハウジング1と円板状の圧電素子2との接着部分を示し、他の構成は参考例1または2と同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態のハウジング1の圧電素子2を接着する部分には、円形の凹部12を形成し、凹部12よりその径が小さく、その深さが予め定めた接着剤層の厚みT1と一致する円形の凹部15を凹部12の底面に形成する。圧電素子2はその接着面の周縁部を凹部12の円周部(台部)上に載置されてハウジング1に対する平行度を保っている。
【0026】
ここで従来、図18のように圧電素子2をハウジング1に接着剤3を使って固定する場合、硬化後の接着剤層厚みの管理が難しくセンサの振動検出感度にバラツキがあるという問題があった。しかし、本実施形態のように圧電素子2の接着部分に接着剤3を塗布し、圧電素子2を凹部12の円周部上に置いて接着剤3を硬化させると、接着剤層の厚みT1は凹部15の深さで決まるため振動の伝達経路の厚み(接着剤層の厚みT1)が一定となり、センサの振動検出感度のバラツキは小さくなり、一定の範囲内に収まる。
【0027】
また、凹部15の形状は四角等、接着剤層の厚みT1及び圧電素子2のハウジング1に対する平行度を保つことできる形状であればよい。
【0028】
(実施形態3)
図11、図12は、本実施形態の圧電素子2を示し、他の構成は参考例1,2、実施形態1,2いずれかと同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態の圧電素子2は、径の異なる円板状の素子部2a,2bの一方の側端部同士を一致させて重ねた2段構成となっており、径が小さい素子部2aの裏面は、非金属のハウジング1との接着面であると共に電極21を全面に形成している。また素子部2bの表面にも素子部2aと同径に形成されたもう一方の電極21が形成される。ここで、圧電素子2の表裏面の各電極21の径は、検出周波数での感度を確保するために検出周波数で決まる径R1となる。
【0029】
そして素子部2aの裏面の電極21から素子部2aの側面、素子部2bの裏面及び側面にまで延長した延長電極23が形成されており、素子部2bの裏面の延長電極23に予め電線を半田付けしておいてからハウジング1に貼り付け、回路部に配線する。素子部2bの表面に形成されたもう一方の電極21も回路部に配線される。
【0030】
ここで従来、図2のように折り返し電極22の電極パターンの圧電素子2を製造する場合、セラミックを分極する際に2つの電極間同士の絶縁距離を確保するために圧電素子2の厚み相当の距離を開ける必要があるため、両面全面電極パターンに比べ感度が低いという問題があった。
【0031】
しかし本実施形態では、圧電素子2の厚み方向は階段状に形成されているので、表裏面の各電極21間の絶縁距離Z1は十分に確保できると同時に、検出周波数で決まる電極21の径R1の部分すべてが分極処理されるため、従来の折り返し電極パターンに比べて感度は向上する。なお、素子部2b側面の延長電極23は無くてもよい。
【0032】
また図13、図14に示すように、径の異なる円板状の素子部2a,2bの中心同士を一致させて重ねた2段構成としても同様の効果を得ることができる。図13、図14では素子部2b側面には延長電極23はなく、表裏面の各電極21間の絶縁距離Z2となり、素子部2b側面の延長電極23がある場合の絶縁距離Z1に比べて素子部2bの厚み分だけ絶縁距離を大きくとることができる。
【0033】
さらに本実施形態では圧電素子2の厚み方向の形状を階段状にしてあるが、図15に示すように素子部2bの側面を、表面に近付くにしたがって径が小さくなるスロープ状に形成しても問題は無い。
【0034】
(実施形態4)
図16、図17は、本実施形態の圧電素子2を示し、他の構成は参考例1,2、実施形態1,2いずれかと同様であり、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。本実施形態の圧電素子2は、同一径の円板状の素子部2d,2fの間に素子部2e,2fより径の大きい円板状の素子部2eを挟んだ3段構成となっており、素子部2dの表面及び素子部2fの裏面は電極21を全面に形成しており、素子部2fの裏面を非金属のハウジング1との接着面としている。ここで、圧電素子2の表裏面の各電極21の径は、検出周波数での感度を確保するために検出周波数で決まる径R1となる。
【0035】
そして素子部2dの表面の電極21から素子部2dの側面、素子部2eの表面にまで延長した延長電極23、及び素子部2fの裏面の電極21から素子部2fの側面、素子部2eの裏面にまで延長した延長電極23が各々形成されており、素子部2fの裏面の延長電極23に予め電線を半田付けしておいてからハウジング1に貼り付け、回路部に配線する。素子部2bの表面に形成されたもう一方の電極21も回路部に配線される。
【0036】
本実施形態では、素子部2eの厚みを表裏面の各電極21間の絶縁距離Z3としており、絶縁距離は十分に確保できると同時に、検出周波数で決まる電極21の径R1の部分すべてが分極処理されるため、従来の折り返し電極パターンに比べて感度は向上する。さらに、実施形態3に比べて構造体の対称性を確保してあるため、スプリアスも抑えることができる。
【0037】
【発明の効果】
請求項1の発明は、建物において室内外を仕切るガラス板に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに接着剤で固定されて前記ガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子と、警報閾値よりも前記圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力する報知手段とを備え、前記接着剤は、硬化後の硬度がショア−硬度Aで40以下であり、前記ハウジングは、前記圧電素子が接着される箇所に、前記圧電素子を載置して予め定めた接着剤層の厚みに相当する同一高さの複数の凸部を備え、前記複数の凸部は、載置される前記圧電素子が前記ハウジングに対する平行度を維持できる箇所に各々配置されるので、ハウジングと圧電素子との間で接着剤が各々の線膨張係数の違いによる伸縮を吸収し、周囲環境の温度変化による圧電素子の破損を防止することができるという効果がある。さらには、ハウジングの寸法管理によって接着剤層の厚みを一定とすることで、センサの振動検出感度のバラツキを小さくして一定の範囲内に収めることができるという効果がある。
【0038】
請求項2の発明は、建物において室内外を仕切るガラス板に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに接着剤で固定されて前記ガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子と、警報閾値よりも前記圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力する報知手段とを備え、前記接着剤は、硬化後の硬度がショア−硬度Aで40以下であり、前記ハ ウジングは、前記圧電素子が接着される箇所に、前記圧電素子の接着面の周縁部を載置する台部と、前記台部の内側に形成されて予め定めた接着剤層の厚みに相当する一定深さの凹部とを備え、前記台部は、載置された前記圧電素子が前記ハウジングに対する平行度を維持できる形状に形成されるので、ハウジングと圧電素子との間で接着剤が各々の線膨張係数の違いによる伸縮を吸収し、周囲環境の温度変化による圧電素子の破損を防止することができるという効果がある。さらには、ハウジングの寸法管理によって接着剤層の厚みを一定とすることで、センサの振動検出感度のバラツキを小さくして一定の範囲内に収めることができるという効果がある。
【0039】
請求項3の発明は、建物において室内外を仕切るガラス板に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに接着剤で固定されて前記ガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子と、警報閾値よりも前記圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力する報知手段とを備え、前記ハウジングは、前記圧電素子の接着面を囲むように前記圧電素子の周囲に立設した壁を有するとともに、前記圧電素子が接着される箇所に、前記圧電素子を載置して予め定めた接着剤層の厚みに相当する同一高さの複数の凸部を備え、前記複数の凸部は、載置される前記圧電素子が前記ハウジングに対する平行度を維持できる箇所に各々配置されるので、周囲環境の温度変化による圧電素子の接着面の変形は少なく、圧電素子の破損を防止することができるという効果がある。さらには、ハウジングの寸法管理によって接着剤層の厚みを一定とすることで、センサの振動検出感度のバラツキを小さくして一定の範囲内に収めることができるという効果がある。
【0040】
請求項4の発明は、建物において室内外を仕切るガラス板に取り付けられるハウジングと、前記ハウジングに接着剤で固定されて前記ガラス板の振動を電圧信号に変換する圧電素子と、警報閾値よりも前記圧電素子の出力信号の振幅が大きければ警報を出力する報知手段とを備え、前記ハウジングは、前記圧電素子の接着面を囲むように前記圧電素子の周囲に立設した壁を有するとともに、前記圧電素子が接着される箇所に、前記圧電素子の接着面の周縁部を載置する台部と、前記台部の内側に形成されて予め定めた接着剤層の厚みに相当する一定深さの凹部とを備え、前記台部は、載置された前記圧電素子が前記ハウジングに対する平行度を維持できる形状に形成されるので、周囲環境の温度変化による圧電素子の接着面の変形は少なく、圧電素子の破損を防止することができるという効果がある。さらには、ハウジングの寸法管理によって接着剤層の厚みを一定とすることで、センサの振動検出感度のバラツキを小さくして一定の範囲内に収めることができるという効果がある。
【0041】
請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかにおいて、前記圧電素子は、接着面と該接着面に対向する面とに各々電極を設け、外面の少なくとも一部を前記電極の対向方向に段差を設けた階段形状としたので、圧電素子の感度を低下させることなく容易に電極を取り出すことができるという効果がある。
【0042】
請求項6の発明は、請求項1乃至4いずれかにおいて、前記圧電素子は、少なくとも一方面に電極を各々形成した第1,第2の素子部の各他方面間に第3の素子部を挟んだ3段構成となり、第1,第2の素子部に各々設けた電極間の絶縁距離は、少なくとも第1,第2の素子部間の第3の素子部の厚みを含むので、圧電素子の感度を低下させることなく電極間の絶縁距離をとることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)本発明の参考例1のガラス破壊センサを示す外観構成図である。
(b)同上の回路構成図である
【図2】 同上の圧電素子近傍の斜視図である。
【図3】 同上の圧電素子近傍の側面図である。
【図4】 同上の各種接着剤に対する熱衝撃試験の結果を示す図である。
【図5】 本発明の参考例2の圧電素子近傍の斜視図である。
【図6】 同上のハウジングの変形を示す側面断面図である。
【図7】 (a)本発明の実施形態1の第1の圧電素子近傍の表面図である。
(b)同上の第1の圧電素子近傍の側面断面図である。
【図8】 同上の第2の圧電素子近傍の表面図である。
【図9】 同上の第3の圧電素子近傍の表面図である。
【図10】 (a)本発明の実施形態2の圧電素子近傍の表面図である。
(b)同上の圧電素子近傍の断面図である。
【図11】 本発明の実施形態3の第1の圧電素子の構成を示す図である。
【図12】 同上の第1の圧電素子の斜視図である。
【図13】 同上の第2の圧電素子の構成を示す図である。
【図14】 同上の第2の圧電素子の斜視図である。
【図15】 同上の第3の圧電素子の斜視図である。
【図16】 本発明の実施形態4の圧電素子の構成を示す図である。
【図17】 同上の圧電素子の斜視図である。
【図18】 従来例の圧電素子とハウジングとの接着を示す図である。
【図19】 同上のハウジングの変形を示す側面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
2 圧電素子
3 接着剤
G ガラス
S1 ハイパスフィルタ回路
S2 比較判断部
S3 警報出力部
Vth 警報閾値電圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass breakage sensor that is attached to a glass plate that partitions the interior and the exterior and detects the breakage of the glass plate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is attached to a glass plate that divides the interior and exterior of the room, such as a window glass and a glass door. When a person trying to enter the room (hereinafter referred to as an intruder) breaks the glass plate, this is detected and notified by sound or light. A glass break sensor for crime prevention is provided. This type of glass breakage sensor uses a piezoelectric element that converts the vibration of a glass plate into a voltage signal as vibration detection means, and outputs an alarm if the amplitude of the output signal of the piezoelectric element is larger than the alarm threshold. As shown in FIGS. 2 and 3, when the
[0003]
Further, when the
[0004]
Alternatively, a concave portion is provided on the adhesive surface of the housing to form an adhesive layer according to the depth of the concave portion, or a convex portion is provided on the adhesive surface of the housing, and an adhesive layer according to the height of the convex portion is provided. Or controlling the thickness of the adhesive layer. (For example, refer to
Further, as shown in FIG. 2, the
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-61276 (
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional glass breakage sensor uses an epoxy adhesive having a high hardness as the
[0007]
This invention is made | formed in view of the said reason, The objective is to provide the glass breakage sensor which prevented the failure | damage of the piezoelectric element by the temperature change of ambient environment.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a housing attached to a glass plate that partitions the interior and exterior of a building, a piezoelectric element that is fixed to the housing with an adhesive and converts vibrations of the glass plate into a voltage signal, A warning means for outputting an alarm if the amplitude of the output signal of the piezoelectric element is large, and the adhesive has a hardness after curing of Shore-A hardness of 40 or less, and the housing is bonded to the piezoelectric element. A base part for mounting a peripheral part of the bonding surface of the piezoelectric element, and a concave part having a constant depth corresponding to a predetermined thickness of the adhesive layer formed inside the base part, The base portion is formed in a shape in which the mounted piezoelectric element can maintain parallelism with the housing .
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a housing attached to a glass plate that partitions the interior and exterior of a building, a piezoelectric element that is fixed to the housing with an adhesive and converts vibrations of the glass plate into a voltage signal, Informing means for outputting an alarm if the amplitude of the output signal of the piezoelectric element is large, the housing has a wall erected around the piezoelectric element so as to surround the bonding surface of the piezoelectric element, and the piezoelectric element A plurality of convex portions having the same height corresponding to the thickness of the adhesive layer that is predetermined by placing the piezoelectric element on the element is provided, and the plurality of convex portions are placed The piezoelectric elements are respectively arranged at locations where parallelism with the housing can be maintained .
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a housing attached to a glass plate that partitions the interior and exterior of a building, a piezoelectric element that is fixed to the housing with an adhesive and converts vibrations of the glass plate into a voltage signal, Informing means for outputting an alarm if the amplitude of the output signal of the piezoelectric element is large, the housing has a wall erected around the piezoelectric element so as to surround the bonding surface of the piezoelectric element, and the piezoelectric element A base part on which the peripheral edge of the bonding surface of the piezoelectric element is placed at a position where the element is bonded, and a concave part formed inside the base part and having a predetermined depth corresponding to the thickness of a predetermined adhesive layer The pedestal is formed in a shape that allows the mounted piezoelectric element to maintain parallelism with the housing .
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the piezoelectric element according to any one of the first to fourth aspects, the piezoelectric element is provided with an electrode on each of a bonding surface and a surface facing the bonding surface, and at least a part of the outer surface is provided in a direction opposite to the electrode. It is characterized by a staircase shape with steps.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the piezoelectric element includes a third element portion between the other surfaces of the first and second element portions each having an electrode formed on at least one surface. It has a three-stage structure, and the insulation distance between the electrodes provided in the first and second element parts includes at least the thickness of the third element part between the first and second element parts. To do.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
( Reference Example 1 )
As shown in FIG. 1A, the glass break sensor of this reference example is a circle that is fixed in a molded
[0016]
The
[0017]
This reference example differs from the conventional example in that an adhesive 3 having a Shore hardness of A = 40 or less, for example, a silicon-based adhesive is used.
[0018]
Next, with respect to a sample in which the
[0019]
The results of the thermal shock test are as shown in FIG. 4. In the sample using the adhesives 3a and 3b, the
[0020]
( Reference Example 2 )
The basic configuration of the glass breakage sensor of the present reference example is substantially the same as that of the reference example 1, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. 5 and 6 show a bonded portion between the
[0021]
Therefore, the deformation of the bonding surface of the
[0022]
( Embodiment 1 )
FIGS. 7A and 7B show an adhesion portion between the
[0023]
Conventionally, when the
[0024]
Further, instead of the
[0025]
( Embodiment 2 )
FIGS. 10A and 10B show an adhesion portion between the
[0026]
Conventionally, when the
[0027]
Moreover, the shape of the recessed
[0028]
( Embodiment 3 )
11 and 12 show the
[0029]
An
[0030]
Here, conventionally, when the
[0031]
However, in the present embodiment, the thickness direction of the
[0032]
Further, as shown in FIGS. 13 and 14, the same effect can be obtained even in a two-stage configuration in which the centers of the disk-shaped
[0033]
Further, in the present embodiment, the shape of the
[0034]
( Embodiment 4 )
FIGS. 16 and 17 show the
[0035]
And the
[0036]
In the present embodiment, the thickness of the
[0037]
【The invention's effect】
The invention of
[0038]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a housing attached to a glass plate that partitions the interior and exterior of a building, a piezoelectric element that is fixed to the housing with an adhesive and converts vibrations of the glass plate into a voltage signal, and a notification unit amplitude of the output signal of the piezoelectric element to output an alarm greater, the adhesive, the hardness after curing Shore - is the hardness a 40 or less, the housings, the piezoelectric element is bonded At a place where a peripheral portion of the adhesive surface of the piezoelectric element is placed, and a concave portion formed inside the base portion and having a predetermined depth corresponding to a predetermined thickness of the adhesive layer. The base portion is formed in a shape that allows the mounted piezoelectric element to maintain parallelism with the housing, so that the adhesive expands and contracts between the housing and the piezoelectric element due to the difference in coefficient of linear expansion. Absorb There is an effect that it is possible to prevent damage to the piezoelectric element due to temperature changes in the surrounding environment. Further, by making the thickness of the adhesive layer constant by managing the dimensions of the housing, there is an effect that the variation in the vibration detection sensitivity of the sensor can be reduced and kept within a certain range.
[0039]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a housing attached to a glass plate that partitions the interior and exterior of a building, a piezoelectric element that is fixed to the housing with an adhesive and converts vibrations of the glass plate into a voltage signal, Informing means for outputting an alarm if the amplitude of the output signal of the piezoelectric element is large, the housing has a wall erected around the piezoelectric element so as to surround the bonding surface of the piezoelectric element, and the piezoelectric element A plurality of convex portions having the same height corresponding to the thickness of the adhesive layer that is predetermined by placing the piezoelectric element on the element is provided, and the plurality of convex portions are placed Since the piezoelectric elements are arranged at locations where the parallelism with respect to the housing can be maintained, the deformation of the bonding surface of the piezoelectric elements due to the temperature change of the surrounding environment is small, and damage to the piezoelectric elements can be prevented There is an effect that. Further, by making the thickness of the adhesive layer constant by managing the dimensions of the housing, there is an effect that the variation in the vibration detection sensitivity of the sensor can be reduced and kept within a certain range.
[0040]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a housing attached to a glass plate that partitions the interior and exterior of a building, a piezoelectric element that is fixed to the housing with an adhesive and converts vibrations of the glass plate into a voltage signal, Informing means for outputting an alarm if the amplitude of the output signal of the piezoelectric element is large, the housing has a wall erected around the piezoelectric element so as to surround the bonding surface of the piezoelectric element, and the piezoelectric element A base part on which the peripheral edge of the bonding surface of the piezoelectric element is placed at a position where the element is bonded, and a concave part formed inside the base part and having a predetermined depth corresponding to the thickness of a predetermined adhesive layer And the base portion is formed in a shape that allows the mounted piezoelectric element to maintain parallelism with the housing, so that deformation of the adhesive surface of the piezoelectric element due to temperature change in the surrounding environment is small, There is an effect that it is possible to prevent damage to the conductive elements. Further, by making the thickness of the adhesive layer constant by managing the dimensions of the housing, there is an effect that the variation in the vibration detection sensitivity of the sensor can be reduced and kept within a certain range.
[0041]
According to a fifth aspect of the present invention, in the piezoelectric element according to any one of the first to fourth aspects, the piezoelectric element is provided with an electrode on each of a bonding surface and a surface facing the bonding surface, and at least a part of the outer surface is provided in a direction opposite to the electrode. Since the stepped shape is provided with a step, the electrode can be easily taken out without reducing the sensitivity of the piezoelectric element.
[0042]
According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the piezoelectric element includes a third element portion between the other surfaces of the first and second element portions each having an electrode formed on at least one surface. Since it has a three-stage structure, and the insulation distance between the electrodes provided in the first and second element portions includes at least the thickness of the third element portion between the first and second element portions. There is an effect that the insulation distance between the electrodes can be taken without lowering the sensitivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an external configuration diagram showing a glass breakage sensor of Reference Example 1 of the present invention.
FIG. 2B is a perspective view of the vicinity of the piezoelectric element.
FIG. 3 is a side view of the vicinity of the piezoelectric element.
FIG. 4 is a diagram showing the results of a thermal shock test on various adhesives as described above.
FIG. 5 is a perspective view of the vicinity of a piezoelectric element according to Reference Example 2 of the present invention.
FIG. 6 is a side sectional view showing a modification of the housing.
7A is a surface view in the vicinity of a first piezoelectric element according to the first embodiment of the present invention. FIG.
(B) It is side surface sectional drawing of the 1st piezoelectric element vicinity same as the above.
FIG. 8 is a surface view of the vicinity of the second piezoelectric element.
FIG. 9 is a surface view of the vicinity of the third piezoelectric element of the above.
FIG. 10A is a surface view of the vicinity of a piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention.
(B) It is sectional drawing of the piezoelectric element vicinity of the same as the above.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a first piezoelectric element according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a perspective view of the first piezoelectric element same as above.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a second piezoelectric element same as above.
FIG. 14 is a perspective view of the second piezoelectric element same as above.
FIG. 15 is a perspective view of a third piezoelectric element same as above.
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a piezoelectric element according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a perspective view of the above piezoelectric element.
FIG. 18 is a diagram showing adhesion between a conventional piezoelectric element and a housing.
FIG. 19 is a side view showing a modification of the housing.
[Explanation of symbols]
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