JP5337929B2 - 流体レートジャイロ - Google Patents
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また、前記戻り流路には、前記センシング流路に対して並行に延びる第1及び第2通路部が設けられており、前記電極部は、前記第1及び第2通路部内で前記第1及び第2通路部の長手方向に沿って互いに間隔を置いて交互に配置された複数の第1及び第2膜状電極により構成され、前記第1及び第2膜状電極間に直流電圧が印加されて、前記流体ジェットが発生される。
さらに、前記第1及び第2膜状電極は、先端側に複数の歯からなる鋸歯部が設けられ、後端側に前記各歯に対向した複数の円弧部が設けられている。
さらにまた、前記ケーシングは、前記空間内壁及び前記流路壁を有する基部と、前記基部に対向して配置される蓋部とにより構成され、前記第1及び第2膜状電極は、前記基部又は前記蓋部の内壁面に設けられている。
また、前記第1及び第2膜状電極は、蒸着、メッキ、スパッタリング、イオンスプレーティング、及び印刷のいずれかの方法により形成されている。
さらに、前記戻り流路には、前記センシング流路に対して並行に延びる第1及び第2通路部が設けられており、前記第1及び第2通路部には、前記電極部を構成する少なくとも1組の針電極及びリング電極がそれぞれ設けられている。
さらにまた、前記電界共役流体は、適切な粘度を持った電界共役流体単体もしくは、粘度が異なる流体が混合され、粘度が調整された混合型電界共役流体であることを特徴とする。
また、前記電極部は、前記第1及び第2通路部内で前記第1及び第2通路部の長手方向に沿って互いに間隔を置いて交互に配置された複数の第1及び第2膜状電極により構成されているので、前記電極部を平面的に形成することができ、ジャイロ全体をより薄く構成できる。
さらに、前記第1及び第2膜状電極は、先端側に複数の歯からなる鋸歯部が設けられ、後端側に前記各歯に対向した複数の円弧部が設けられているので、鋸歯部と円弧部との間に電界変化が急峻な電界分布を形成でき、より強力な流体ジェットを発生できる。
さらにまた、前記第1及び第2膜状電極は、前記基部又は前記蓋部の内壁面に設けられているので、より確実に前記電極部を平面的に形成できる。
また、前記第1及び第2膜状電極は、蒸着、メッキ、スパッタリング、イオンスプレーティング、及び印刷のいずれかの方法により形成されているので、前記基部又は前記蓋部の内壁面に膜状電極をより確実に形成できる。
さらに、前記第1及び第2通路部には、前記電極部を構成する少なくとも1組の針電極及びリング電極がそれぞれ設けられるので、センシング流路に流体ジェットをより確実に供給でき、角速度をより確実に検出できる。
さらにまた、前記電界共役流体は、適切な粘度を持った電界共役流体単体もしくは、粘度が異なる流体が混合され、粘度が調整された混合型電界共役流体であるので、センシングに適した流体ジェットを前記検出部により確実に供給でき、角速度をより確実に検出できる。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による流体レートジャイロを示す平面図であり、図2は図1の流体レートジャイロの断面図である。なお、従来の流体レートジャイロと同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。
図2において、箱形のケーシング1は、基部2と、蓋部3とから構成されている。なお、図1では、蓋部3の記載を省略している。図1に示すように、前記基部2には、空間内壁4、流路壁5、及び溝15が設けられている。前記空間内壁4は、内側に凹状の空間部1aを形成する円環状の壁であり、前記流路壁5は、前記空間部1a内で前記基部2から立設された第1及び第2壁部5a,5bにより構成されている。これら第1及び第2壁部5a,5bは、互いに離間されて配置されており、前記空間部1a内の中央にセンシング流路6を形成している。また、第1及び第2壁部5a,5bと前記空間内壁4との間には、前記センシング流路6を囲む輪状の戻り流路7が形成されている。
また、従来の流体レートジャイロでは、電極部8で発生された流体ジェット21が検出部10に直接供給する構成であり、リング電極82が流体ジェット21の整流用ノズルの役割を兼ねていたので、整流用ノズルの形状に制限があった。しかしながら、実施の形態の流体レートジャイロでは、リング電極82とは別にノズル板9を設けるので、ノズル孔9aの形状に自由度を設けることができ、センシングに適したジェット形状を作ることができる。
図4は、本発明の実施の形態2による流体レートジャイロを示す平面図であり、前記蓋部3の内壁面を示している。実施の形態1では、電極部8は、複数組の針電極81及びリング電極82により構成されると説明したが、この実施の形態2では、電極部8は、各通路部7a,7bにそれぞれ配置された複数組の第1及び第2膜状電極83,84により構成されている。図4に示すように、前記第1及び第2膜状電極83,84は、前記戻り流路7の第1及び第2通路部7a,7bの長手方向に沿って互いに間隔を置いて交互に配置されており、前記第1膜状電極83には直流電圧源の陽極が接続され、前記第2膜状電極84には前記直流電圧源の陰極(グラウンド)が接続されている。すなわち、これら第1及び第2膜状電極83,84間に高電圧の直流電圧が印加されることで、前記流体ジェット21が発生される。なお、上述した接続とは逆に、第1膜状電極83に直流電圧源の陰極が接続され、前記第2膜状電極84には前記直流電圧源の陽極が接続されてもよい。この場合でも、第1及び第2膜状電極83,84間に形成された電界変化が急峻な電界分布によって、前記流体ジェット21が発生される。
さらに、このような流体レートジャイロでは、前記第1及び第2膜状電極83,84は、前記基部2又は前記蓋部3の内壁面に設けられているので、より確実に前記電極部を平面的に形成できる。
さらにまた、前記第1及び第2膜状電極83,84は、蒸着、メッキ、スパッタリング、イオンスプレーティング、及び印刷のいずれかの方法により形成されているので、前記基部2又は前記蓋部3の内壁面に膜状電極83,84をより確実に形成できる。
本発明の実施の形態3による流体レートジャイロの全体としての構成は、実施の形態1もしくは実施の形態2の構成と同じであるので、実施の形態3の構成の説明に図1〜図5を援用する。まず、実験的に理解されていることだが、電界共役流体20は、電極部8の周辺で低粘度になる。これは、高電圧下で電界共役流体20が低粘度のプラズマ流になるためと考えられる。前述した従来の流体レートジャイロでは、電極部8がセンシング流路6に配置され、電極部8と検出部10とが近傍に位置していたので、検出部10が設けられている位置でも電界共役流体20は低粘度を維持しており、流体ジェット21は角速度ωに対して感度良く偏向する。しかしながら、実施の形態1の構成では、電極部8を戻り流路7に設置するので、流体ジェット21が検出部10に到達する時点では、電界共役流体20の粘度は高くなってしまい、角速度ωに対する流体ジェット21の応答性が悪くなってしまう。なお、これらは実験的観察に基づいて推論しているが、本発明はこの推論に限定されるものではない。
1a 空間部
2 基部
3 蓋部
4 空間内壁
5 流路壁
5a,5b 第1及び第2壁部
6 センシング流路
7 戻り流路
7a,7b 第1及び第2通路部
8 電極部
9 ノズル板
9a ノズル孔
10 検出部
20 電界共役流体
21 流体ジェット
81 針電極
82 リング電極
83,84 第1及び第2膜状電極
85 鋸歯部
85a 各歯
86 円弧部
ω 角速度
Claims (7)
- ケーシング(1)内の空間部(1a)に封入された電界共役流体(20)に電極部(8)によって電圧を印加して流体ジェット(21)を発生させ、前記ケーシング(1)に角速度(ω)が加えられた際の前記流体ジェット(21)の偏向を検出部(10)によって検出することで前記角速度(ω)を検出する流体レートジャイロであって、
前記空間部(1a)内に設けられ、互いに離間されて配置された一対の第1及び第2壁部(5a,5b)からなる流路壁(5)と、
前記第1壁部(5a)と前記第2壁部(5b)との間に形成されたセンシング流路(6)と、
前記流路壁(5)と前記空間部(1a)を形成する空間内壁(4)との間に形成された輪状をなす戻り流路(7)と、
ノズル孔(9a)を有し、前記センシング流路(6)内に配置されたノズル板(9)と
を備え、
前記電極部(8)は、前記戻り流路(7)内に配置され、
前記検出部(10)は、前記センシング流路(6)内で前記ノズル板(9)の下流に配置されていることを特徴とする流体レートジャイロ。 - 前記戻り流路(7)には、前記センシング流路(6)に対して並行に延びる第1及び第2通路部(7a,7b)が設けられており、
前記電極部(8)は、前記第1及び第2通路部(7a,7b)内で前記第1及び第2通路部(7a,7b)の長手方向に沿って互いに間隔を置いて交互に配置された複数の第1及び第2膜状電極(83,84)により構成され、
前記第1及び第2膜状電極(83,84)間に直流電圧が印加されて、前記流体ジェット(21)が発生されることを特徴とする請求項1記載の流体レートジャイロ。 - 前記第1及び第2膜状電極(83,84)は、先端側に複数の歯(85a)からなる鋸歯部(85)が設けられ、後端側に前記各歯(85a)に対向した複数の円弧部(86)が設けられていることを特徴とする請求項2記載の流体レートジャイロ。
- 前記ケーシング(1)は、前記空間内壁(4)及び前記流路壁(5)を有する基部(2)と、前記基部(2)に対向して配置される蓋部(3)とにより構成され、
前記第1及び第2膜状電極(83,84)は、前記基部(2)又は前記蓋部(3)の内壁面に設けられていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の流体レートジャイロ。 - 前記第1及び第2膜状電極(83,84)は、蒸着、メッキ、スパッタリング、イオンスプレーティング、及び印刷のいずれかの方法により形成されていることを特徴とする請求項4記載の流体レートジャイロ。
- 前記戻り流路(7)には、前記センシング流路(6)に対して並行に延びる第1及び第2通路部(7a,7b)が設けられており、
前記第1及び第2通路部(7a,7b)には、前記電極部(8)を構成する少なくとも1組の針電極(81)及びリング電極(82)がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1記載の流体レートジャイロ。 - 前記電界共役流体(20)は、適切な粘度を持った電界共役流体単体もしくは、粘度が異なる流体が混合され、粘度が調整された混合型電界共役流体であることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の流体レートジャイロ。
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