JP6451084B2 - 計測装置、およびこれを用いる計測システム - Google Patents

Description

本発明は、計測装置、および、これを用いる計測システムに関するものである。

近年、自動車の走行用エンジンの排ガス浄化性能の向上のため、走行用エンジンとして、排ガスの排気口を車両前方に設ける型式のエンジンから、排ガスの排気口を車両後方に設ける型式のエンジンに変わりつつある。このため、エンジンルームのうちエンジンの車両後方側にエンジンの排気管等から排熱され、この排熱される熱によりエンジンルーム内の機器等に不具合が生じる恐れが生じている。この対策として、エンジンルーム内の空気流れを改善して、エンジンルーム内の冷却性を向上したいという要望がある。

従来、熱線を利用した熱線式風速計がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−３３２８６７号公報

そこで、本発明者等は、排ガスの排気口を車両後方に設ける型式のエンジンを配置したエンジンルーム内の空気流れを解析するために、自動車のエンジンルームのトランクリットを閉じた状態で、エンジンルーム内の風速と風向きを測定する測定装置を検討した。

例えば、上記特許文献１の熱線式風速計では、風速は測れても風向は測ることができない。このため、上記熱線式風速計を用いて、その向き変えながら、方位毎の風速を測定する方法で対応することも考えられるが、上記熱線式風速計の向き変える毎に、自動車のトランクリット（ボンネット）を開閉する必要がある。したがって、風速と風向きを測定するのに手間がかかり、風速、風向きを効率よく測定することができない。

本発明は上記点に鑑みて、風速と風向きを効率よく測定できる計測装置、およびこれを用いる計測システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、第１方向に延びる第１軸心（Ｇａ）を中心として回転自在に支持される枠部材（２０）と、枠部材の内側に配置されて、第１方向に直交する第２方向に延びる第２軸線（Ｇｂ）を中心として枠部材に対して回転自在に支持される検出本体（３１）と、検出本体のうち第２軸線に対する直交方向一端側に配置されて、空気流れを受けて枠部材および検出本体をそれぞれ回転させて、検出本体のうち第２軸線に対する直交方向他端側（３１ａ）を空気流れ上流側に向ける羽根（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）と、を備える検出器（３０）と、検出本体に配置されて、検出本体のうち第２軸線に対する直交方向他端側が向く方向として風向きを検出するための風向きセンサ（４０）と、検出本体に配置されて空気流れの風速を検出する風速センサ（５０）と、を備え、
風速センサは、検出本体のうち第２軸線に対する直交方向他端側における先端側に埋設されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、計測装置の向きを変えることなく、風速と風向きを検出することができる。これにより、風速と風向きを効率よく測定できる計測装置を提供することができる。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれかに記載の計測装置（１）と、計測装置の風向きセンサの出力信号と風速センサの出力信号とに基づいて、風向きセンサにより検出される風向きと風速センサにより検出される風速とを表示する表示制御装置（８２）と、を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、風速と風向きを効率よく測定できる計測システムを提供することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における計測装置の斜視図である。 上記第１実施形態の計測装置の正面図である。 上記第１実施形態の計測装置の右側面図である。 上記第１実施形態の計測装置の上面図である。 図１中の検出器の単体を示す図である。 上記第１実施形態における計測装置が適用される計測システムの全体構成を示す図である。 図１中の検出器の回転軸および軸受けの半断面図である。 上記第１実施形態における計測装置の斜視図である。 本発明の第２実施形態における計測システムの全体構成を示す図である。 第２実施形態における計測装置の検出器の単体を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１〜図８に本発明の計測装置１の第１実施形態を示す。本実施形態の計測装置１は、自動車のエンジンルーム（被測定空間）内の風速、風向きを測定するためのセンサであって、図１〜図４に示すように、支持部材１０、枠部材２０、および検出器３０を備える。

支持部材１０は、図２に示すように、枠材１１、突起部１２ａ、１２ｂ、および軸受け１３ａ、１３ｂを備えるフレームである。枠材１１は、円環状に形成されて、エンジンルーム内にて立てた状態で配置されている。突起部１２ａは、枠材１１の外周面の上側から上側に突起するように形成されている。突起部１２ｂは、枠材１１の外周面の下側から下側に突起するように形成されている。突起部１２ａは、後述する風向きセンサ４０の配線部６０（図２中鎖線）の端部側を露出させている。突起部１２ｂは、後述する風速センサ５０の配線部６１（図２中鎖線）の端部側を露出させている。

軸受け１３ａは、枠材１１の内周面の左側から右側に突起するように形成されている。軸受け１３ｂは、枠材１１の内周面の右側から左側に突起するように形成されている。軸受け１３ａ、１３ｂは、枠部材２０の回転軸２２ａ、２２ｂを回転自在に支持する。なお、軸受け１３ａ、１３ｂの具体的な構造について後述する。

枠部材２０は、支持部材１０の内側に配置されて、枠材２１、回転軸２２ａ、２２ｂ、および軸受け２３ａ、２３ｂを備える回転枠である。枠材２１は、円環状に形成されている。

回転軸２２ａは、枠材２１の外周面の左側から左側に突起するように形成されている。回転軸２２ｂは、枠材２１の外周面の右側から右側に突起するように形成されている。回転軸２２ａ、２２ｂは、それぞれ、第１方向（図２中左右方向）に延びるように形成されている。このことにより、枠部材２０は、支持部材１０の軸受け１３ａ、１３ｂによって、第１方向に延びる軸線Ｇａを中心として回転自在に支持されていることになる。軸線Ｇａは、回転軸２２ａ、２２ｂの軸線である。

軸受け２３ａは、枠材２１の内周面の上側から下側に突起するように形成されている。軸受け２３ｂは、枠材２１の内周面の下側から上側に突起するように形成されている。軸受け２３ａ、２３ｂは、検出器３０の回転軸３３ａ、３３ｂを回転自在に支持する。なお、軸受け２３ａ、２３ｂの具体的な構造について後述する。

検出器３０は、枠部材２０の内側に配置されて、検出本体３１、羽根３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、および回転軸３３ａ、３３ｂを備える。検出本体３１は、軸線Ｇａ（すなわち、第１方向）に対する直交方向（図２中紙面に対して直交方向）に延びるように形成されている。羽根３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、検出本体３１のうち上記直交方向一端側（図５中右側）に配置されている。

換言すれば、羽根３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、検出器３０のうち質量重心に対して上記直交方向一端側（すなわち、後方）に配置されている。本実施形態では、上記の質量重心は、検出器３０、風向きセンサ４０、および風速センサ５０を１つの物体としたとき、この１つの物体の質量重心を示している。

このことにより、検出器３０のうち空力を受ける空力中心（力点）を検出器３０のうち質量重心に対して上記直交方向一端側（すなわち、後方）に設定することになる。このため、羽根３２ａ〜３２ｄは、空気流れ（すなわち、空気の抵抗）を受けて、検出器３０および枠部材２０をそれぞれ回転させて検出器３０の姿勢を空気流れ方向に追従させる機能を果たす。

本実施形態では、検出本体３１のうち上記直交方向他端側３１ａは、球状に形成されている。そして、検出本体３１は、質量重心から上記直交方向他端側３１ａ（先端側）に向けて徐々に断面積が小さくなるように形成されている。検出本体３１は、質量重心から上記直交方向一端側（すなわち、後方）に向けて徐々に断面積が小さくなるように形成されている。このことにより、検出本体３１は、空気流による渦や乱流を生じ難くすることができる。

回転軸３３ａは、検出本体３１から第２方向の一方側（図２中上側）に延びるように形成されている。回転軸３３ｂは、検出本体３１から第２方向の他方側（図２中下側）に延びるように形成されている。このことにより、検出器３０は、枠部材２０の軸受け２３ａ、２３ｂによって、軸線Ｇｂを中心として回転自在に支持されている。

本実施形態では、回転軸３３ａ、３３ｂは、それらの軸線が検出器３０の質量重心に重なるように配置されている。第２方向は、回転軸３３ａ、３３ｂの軸線Ｇｂが延びる方向である。軸線Ｇｂは、回転軸２２ａ，２２ｂの軸線Ｇａ（すなわち、第１方向）に対して直交している。本実施形態では、軸線２２ａ、２２ｂの軸線方向である第１方向を水平方向としている。

検出器３０は、図５に示すように、風向きセンサ４０、および風速センサ５０を備える。

風向きセンサ４０は、後述するように、検出器３０の周囲に流れる空気流れの風向きを検出するセンサであって、図６に示すように、センサエレメント４１、および算出回路４２を備える。センサエレメント４１は、軸線Ｇａを中心とする枠部材２０の角速度と軸線Ｇｂを中心とする検出本体３１の角速度とをそれぞれ検出するジャイロセンサである。

算出回路４２は、センサエレメント４１により検出される軸線Ｇａを中心とする角速度を時間で積分して軸線Ｇａを中心とする枠部材２０の回転角度を算出し、センサエレメント４１により検出される軸線Ｇｂを中心とする角速度を時間で積分して軸線Ｇｂを中心とする検出本体３１の回転角度を算出する。算出回路４２は、前記算出される枠部材２０の回転角度と検出本体３１の回転角度によって空気流の風向きを求める。本実施形態の風向きセンサ４０は、検出器３０のうち質量重心側に埋設されている。

風速センサ５０は、検出本体３１のうち軸線Ｇａに対する直交方向他端側（先端側）に配置されて、検出器３０の周囲に流れる空気流れの風速を検出する周知の熱線式風速センサである。本実施形態の風速センサ５０は、検出本体３１のうち軸線Ｇａに対する直交方向他端側に埋設されている。

本実施形態では、風向きセンサ４０の出力信号を伝搬するための複数本の配線部６０が設けられている。配線部６０は、電線から構成されている。配線部６０は、風向きセンサ４０および突起部１２ａの間で、回転軸３３ａ、軸受け２３ａ、枠部材２０、回転軸２２ａ、軸受け１３ａ、および支持部材１０を貫通している。つまり、配線部６０は、回転軸３３ａ、軸受け２３ａ、枠部材２０、回転軸２２ａ、軸受け１３ａ、支持部材１０、および突起部１２ａに埋設されている。

ここで、配線部６０のうち一端側は、風向きセンサ４０に接続されている。配線部６０のうち他端側は、突起部１２ａから露出してアンプ８０（図６参照）に接続されている。

風速センサ５０の出力信号を伝搬するための複数本の配線部６１が設けられている。配線部６１は、電線から構成されている。配線部６１は、風速センサ５０および突起部１２ｂの間で、回転軸３３ｂ、軸受け２３ｂ、枠部材２０、回転軸２２ｂ、軸受け１３ｂ、および支持部材１０を貫通している。つまり、配線部６１は、回転軸３３ｂ、軸受け２３ｂ、枠部材２０、回転軸２２ｂ、軸受け１３ｂ、支持部材１０、および突起部１２ｂに埋設されている。

ここで、配線部６１のうち一端側は、風速センサ５０に接続されている。配線部６０のうち他端側は、突起部１２ｂから露出してアンプ８０（図６参照）に接続されている。

なお、本実施形態の支持部材１０、枠部材２０、および検出器３０を構成する材料としては、樹脂材料や金属材料を用いることができる。

次に、本実施形態の回転軸３３ａおよび軸受け２３ａの構造について図７を参照して説明する。図７は、回転軸３３ａ、および軸受け２３ａの部分拡大図である。

回転軸３３ａは、軸線Ｇａの方向の一端側から他端側に向かうほど、軸線Ｇａの方向に直交する断面の面積が小さくなるニードル部７０を備えている。軸受け２３ａは、ニードル部７０を収納してニードル部７０を回転自在に支持する穴部９０を備えている。回転軸３３ａのニードル部７０のうち軸線Ｇａ方向の他端側が穴部９０の底部９２側に位置している。穴部９０のうち軸線Ｇａ方向の他端側には、テーパー部９０ａが形成されている。テーパー部９０ａは、その開口部９１側から底部９２側に向かうほど開口面積が小さくなる逆円錐形状に形成されている。テーパー部９０ａは、ニードル部７０を回転自在に支持する。

ここで、回転軸３３ａの外周側は、図７に示すように、複数の電極７１が配置されている。複数の電極７１は、回転軸３３ａのうちニードル部７０に対して軸線Ｇａの方向の一端側に配置されている。複数の電極７１は、配線部６０毎に、配線部６０のうち回転軸３３ａに内蔵される部位６０ａに接続されている。複数の電極７１は、それぞれ、回転軸３３ａの軸線を中心とするリング状に形成されている。図７には、８個の電極７１および８本の配線部６０示されている。

軸受け２３ａの穴部９０内には、複数のブラシ７２が配置されている。複数のブラシ７２は、配線部６０毎に、配線部６０のうち軸受け１３ｂに内蔵される部位６０ｂに接続されている。複数のブラシ７２は、それぞれ、軸受け２３ａに支持されている。複数のブラシ７２は、回転軸３３ａの回転に伴って、複数の電極７１のうち対応する電極７１に対して摺動する電極である。

これにより、回転軸３３ａが回転した状態で、配線部６０のうち回転軸３３ａに配置される部位６０ａと配線部６０のうち軸受け１３ｂに配置される部位６０ｂとが、電極７１およびブラシ７２を通して、接触されることになる。

ここで、回転軸３３ｂは、回転軸３３ａと同様に構成されている。軸受け２３ｂは、軸受け２３ａと同様に構成されている。これにより、回転軸３３ｂが回転した状態で、配線部６１のうち回転軸３３ｂに配置される部位と配線部６１うち軸受け２３ｂに配置される部位とが、電極７１およびブラシ７２を通して接触されることになる。

回転軸２２ａは、回転軸３３ａと同様に構成されている。軸受け１３ａは、軸受け２３ａと同様に構成されている。これにより、回転軸２２ａが回転した状態で、配線部６０のうち回転軸２２ａに配置される部位と配線部６０のうち軸受け１３ａに配置される部位とが、電極７１およびブラシ７２を通して接触されることになる。

回転軸２２ｂは、回転軸３３ａと同様に構成されている。軸受け１３ｂは、軸受け２３ａと同様に構成されている。これにより、回転軸２２ｂが回転した状態で、配線部６１のうち回転軸２２ｂに配置される部位と配線部６１うち軸受け１３ｂに配置される部位とが、電極７１およびブラシ７２を通して接触されることになる。

次に、本実施形態の計測装置１の作動について説明する。

まず、検出器３０では、羽根３２ａ〜３２ｄは、検出本体３１の周囲に流れる空気流れ（すなわち、空気抵抗）を受けて検出本体３１に駆動力を与える。この駆動力により、検出本体３１は、枠部材２０に対して軸線Ｇｂを中心として回転する。さらに、空気流れにより羽根３２ａ〜３２ｄから検出本体３１に与えられる駆動力は、枠部材２０に与えられる。このため、枠部材２０は、支持部材１０に対して軸線Ｇａを中心として回転する。これにより、羽根３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、空気抵抗を受けて、検出器３０および枠部材２０をそれぞれ回転させて検出器３０の姿勢を空気流れに追従させる。つまり、検出器３０は、いわゆる“風見鶏”として機能する。したがって、検出本体３１のうち上記直交方向一端側３１ａ（すなわち、先端側）を空気流れ上流側に向けることになる（図１、図８参照）。図１、図８は、検出器３０において、風向きによって、検出本体３１の一端側３１ａを異なる方位に向ける状態を示している。

ここで、風向きセンサ４０では、センサエレメント４１は、軸線Ｇａを中心とする枠部材２０の角速度と、軸線Ｇｂを中心とする検出本体３１の角速度とをそれぞれ検出する。そして、算出回路４２は、センサエレメント４１により検出される軸線Ｇａを中心とする角速度を時間で積分して軸線Ｇａを中心とする枠部材２０の回転角度を算出するとともに、センサエレメント４１により検出される軸線Ｇｂを中心とする角速度を時間で積分して軸線Ｇｂを中心とする検出器３０の回転角度を算出する。

次いで、算出回路４２は、前記算出される枠部材２０の回転角度と検出器３０の回転角度とによって、検出器３０の姿勢を示す空気流の風向きを求める。この求められた風向きを示す検出信号は、複数本の配線部６０を伝搬して計測装置１の外側に出力される。また、風速センサ５０は、検出器３０の周囲に流れる空気流れの風速を検出する。この検出される風速を検出信号は、複数本の配線部６１を伝搬して計測装置１の外側に出力される。

次に、本実施形態の計測装置１を適用した計測システム１００について説明する。

本実施形態の計測システム１００は、計測装置１、アンプ８０、ロガー８１、および計測用ＰＣ８２を備える。

アンプ８０は、風向きセンサ４０から複数本の配線部６０を通して出力される検出信号を増幅して増幅信号を出力する。アンプ８０は、風速センサ５０から複数本の配線部６１を通して出力される検出信号を増幅して増幅信号を出力する。

ロガー８１は、アンプ８０の出力信号に基づいて風向きセンサ４０の測定データと風速センサ５０の測定データとを蓄える。

風向きセンサ４０の測定データは、風向きセンサ４０で検出される風向きを示すデータである。風速センサ５０の測定データは、風速センサ５０で検出される風速を示すデータである。

計測用ＰＣ８２は、本発明の表示制御装置を構成するもので、表示装置やこの表示装置を制御する制御装置から構成される周知のコンピュータである。計測用ＰＣ８２は、ロガー８１に蓄えられる風向きセンサ４０の測定データや風速センサ５０の測定データを表示装置に立体的に表示させる。

例えば、表示装置において、被測定対象であるエンジンルーム内を示す画像を立体的に表示するとともに、この画像に測定データとしての矢印を重畳させて表示する。矢印の表示は、風向きセンサ４０の測定データおよび風速センサ５０の測定データを示している。

ここで、矢印が向く方位が風向き（すなわち、空気流れ上流側）を示している。矢印の大きさや矢印の太さが風速センサ５０の測定データとしての風速を示す。このため、風速は速くなるほど、矢印が大きくなったり、矢印の太くなったりする。

以上説明した本実施形態によれば、計測装置１は、第１方向に延びる軸心Ｇａを中心として回転自在に支持される枠部材２０と、枠部材２０の内側に配置されて、第１方向に直交する第２方向に延びる軸線Ｇｂを中心として枠部材２０に対して回転自在に支持される検出本体３１とを備える。計測装置１は、検出本体３１のうち軸線Ｇｂに対する直交方向一端側に配置されて、空気流れを受けて枠部材２０および検出本体３１をそれぞれ回転させて、検出本体３１のうち軸線Ｇｂに対する直交方向他端側を空気流れ上流側に向ける羽根３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを備える。計測装置１は、検出本体３１に配置されて、検出本体３１のうち第２軸線に対する直交方向他端側が向く方向として風向きを検出するための風向きセンサ４０と、検出本体３１に配置されて空気流の風速を検出する風速センサ５０とを備えることを特徴とする。したがって、風速と風向きを自動的に検出する計測装置１およびこれを用いる計測システム１００を提供することができる。

本実施形態では、回転軸２２ａ、２２ｂ、３３ａ、３３ｂは、それぞれ、ニードル部７０を備える。軸受け１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂには、逆円錐形状に形成されているテーパー部９０ａが設けられている。軸受け１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂは、テーパー部９０ａによって、回転軸２２ａ、２２ｂ、３３ａ、３３ｂのうち対応する回転軸を回転自在に支持する。このため、回転軸２２ａ、２２ｂ、３３ａ、３３ｂおよび軸受け１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂの間の摺動抵抗を減らすことができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、風向きセンサ４０の出力信号と風速センサ５０の出力信号とをアンプ８０に伝搬するために配線部６０、６１を用いた例について説明したが、これに代えて、本第２実施形態では、無線通信を用いて風向きセンサ４０の出力信号と風速センサ５０の出力信号とをアンプ８０に伝搬する例について説明する。

図９に本発明の本実施形態の測定システム１００の全体構成を示す。図１０に、本実施形態の測定装置１の検出器３０の単体を示す。本実施形態の測定装置１の検出器３０には、無線部８３ａが設けられている。無線部８３ｂが測定装置１に対して独立して設けられている。無線部８３ｂは、無線部８３ａとの間で無線通信するためのものである。

本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、回転軸３３ａ、３３ｂは、それらの軸線が検出器３０の質量重心に重なるように配置されている。但し、上記質量重心は、検出器３０、風向きセンサ４０、風速センサ５０、および無線部８３ａを１つ物体としたき、この１つの物体の質量重心を示している。そして、羽根３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、検出器３０のうち質量重心に対して上記直交方向一端側（すなわち、後方）に配置されている。

このように構成される本実施形態の測定システム１００では、無線部８３ａは、風向きセンサ４０の出力信号と風速センサ５０の出力信号とを含む送信信号を電波を媒体として送信する。無線部８３ｂは、無線部８３ａから送信される信号を受信する。この受信された信号はアンプ８０で増幅されてロガー８１に出力される。このため、ロガー８１は、アンプ８０の出力信号に基づいて風向きセンサ４０の測定データと風速センサ５０の測定データとを蓄える。そして、計測用ＰＣ８２は、上記第１実施形態と同様に、ロガー８１に蓄えられる風向きセンサ４０の測定データと風速センサ５０の測定データとを表示装置に立体的に表示させる。

（他の実施形態）
上記第１、第２の実施形態では、風向きセンサ４０の算出回路４２を測定装置１に設けた例について説明したが、これに代えて、測定装置１に対して独立して算出回路４２を設けてもよい。この場合、風向きセンサ４０のセンサエレメント４１の出力信号を配線部６０を通してアンプ８０側に伝搬することになる。算出回路４２は、アンプ８０で増幅されたセンサエレメント４１の出力信号に基づいて風向きを求めることになる。

上記第１、第２の実施形態では、検出本体３１に回転軸３３ａ、３３ｂを設けて、枠部材２０に軸受け２３ａ、２３ｂを設けた例について説明したが、これに変えて、枠部材２０に回転軸３３ａ、３３ｂを設けて、検出本体３１に軸受け２３ａ、２３ｂを設けてもよい。

上記第１、第２の実施形態では、支持部材１０に軸受け１３ａ、１３ｂを設け、枠部材２０に回転軸２２ａ、２２ｂを設けた例について説明したが、これに代えて、枠部材２０に軸受け１３ａ、１３ｂを設け、支持部材１０に回転軸２２ａ、２２ｂを設けてもよい。

上記第１、第２の実施形態では、本発明の測定装置１を自動車のエンジンルーム内の風速、風向きを測定するために用いた例について説明したが、これに代えて、本発明の測定装置１を自動車以外の測定対象の風速、風向きを測定するために用いてもよい。

上記第１、第２の実施形態では、支持部材１０の枠材１１形状を円環状にした例について説明したが、これに限らず、支持部材１０の枠材１１を環状であるならば、円環状以外の形状にしてもよい。

同様に、枠部材２０の形状としては、環状であるならば、円環状以外の形状にしてもよい。

本発明の実施にあたり、上記第１、第２の実施形態の回転軸２２ａ、２２ｂ、３３ａ、３３ｂのニードル部７０の先端側に球状部を形成して、ニードル部７０の球状部を回転自在に支持する球状の穴部を軸受け１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂに形成してもよい。

上記第１、第２の実施形態では、風速センサ５０として、熱線式風速センサを用いた例について説明したが、これに代えて、熱線式風速センサ以外の各種のタイプの風速センサを風速センサ５０として用いてもよい。

上記第１、第２の実施形態では、風速センサ５０を検出器３０のうち先端側に設けた例について説明したが、これに代えて、風速センサ５０を検出器３０のうち先端側以外の箇所に設けてよい。

上記第１、第２の実施形態では、軸線２２ａ、２２ｂの軸線方向である第１方向を水平方向とした例について説明したが、これに限らず、第１方向を水平方向以外の方向としてもよい。

なお、本発明は上記した第１、第２の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記第１、第２の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記第１、第２の実施形態において、上記実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

１ 測定装置
１０ 支持部材
２０ 枠部材
３０ 検出器
３１ 検出本体
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 羽根
４０ 風向きセンサ
４１ センサエレメント
４２ 算出回路
５０ 風速センサ
８０ アンプ
８２ 計測ＰＣ（表示制御装置）
１００ 測定システム

Claims (8)

1. 第１方向に延びる第１軸心（Ｇａ）を中心として回転自在に支持される枠部材（２０）
   と、
   前記枠部材の内側に配置されて、前記第１方向に直交する第２方向に延びる第２軸線（
   Ｇｂ）を中心として前記枠部材に対して回転自在に支持される検出本体（３１）と、前記
   検出本体のうち前記第２軸線に対する直交方向一端側に配置されて、空気流れを受けて前
   記枠部材および前記検出本体をそれぞれ回転させて、前記検出本体のうち前記第２軸線に
   対する直交方向他端側（３１ａ）を空気流れ上流側に向ける羽根（３２ａ、３２ｂ、３２
   ｃ、３２ｄ）とを備える検出器（３０）と、
   前記検出本体に配置されて、前記検出本体のうち前記第２軸線に対する直交方向他端側
   が向く方向として風向きを検出するための風向きセンサ（４０）と、
   前記検出本体に配置されて前記空気流れの風速を検出する風速センサ（５０）と、を備
   え、
   前記風速センサは、前記検出本体のうち前記第２軸線に対する直交方向他端側における
   先端側に埋設されていることを特徴とする計測装置。
2. 前記風向きセンサは、前記第１軸線を中心とする前記枠部材の角速度と前記第２軸線を中心とする検出本体の角速度とをそれぞれ検出するセンサエレメント（４１）を備えることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記風向きセンサは、前記センサエレメントにより検出される前記第１軸線を中心とする前記枠部材の角速度を時間で積分して前記枠部材の回転角度を算出するとともに、前記センサエレメントにより検出される前記第２軸線を中心とする前記検出本体の角速度を時間で積分して前記検出本体の回転角度を算出し、さらに前記算出される前記枠部材の回転角度と前記算出される前記検出本体の回転角度とによって前記風向きを求める算出回路（４２）を備えることを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
4. 前記検出本体および前記枠部材のうち一方の部材に設けられて、前記第２方向に延びるように形成されて前記検出本体を回転自在に支持する第１回転軸（３３ａ、３３ｂ）と、
   前記検出本体および前記枠部材のうち前記一方の部材以外の他方の部材に設けられて、前記第１回転軸を回転自在に支持する第１軸受け（２３ａ、２３ｂ）と、
   前記枠部材を前記第１軸線を中心とする回転自在に支持する支持部材（１０）と、
   前記枠部材および前記支持部材のうち一方の部材に設けられて、前記第１方向に延びるように形成されて前記枠部材を回転自在に支持する第２回転軸（２２ａ、２２ｂ）と、
   前記枠部材および前記支持部材のうち一方の部材以外の他方の部材に設けられて、前記第２回転軸を回転自在に支持する第２軸受け（１３ａ、１３ｂ）と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の計測装置。
5. 前記第１回転軸、前記第１軸受け、前記枠部材、前記第２回転軸、前記第２軸受け、および前記支持部材には、前記風向きセンサの出力信号と前記風速センサの出力信号とを前記検出本体側から前記支持部材側に伝搬するための配線（６０、６１）が設けられており、
   前記配線のうち前記第１回転軸に配置される部位（６０ａ）に接続されて前記第１回転軸の外表面に形成される第１電極部（７１）と、
   前記第１軸受けに配置されて、前記配線のうち前記第１軸受けに配置される部位（６０ｂ）に接続されて前記第１回転軸の回転に伴って前記第１電極部に摺動する第２電極部（７２）と、
   前記配線のうち前記第２回転軸に配置される部位に接続されて前記第２回転軸の外表面に形成される第３電極部（７１）と、
   前記第２軸受けに配置されて、前記配線のうち前記第２軸受けに配置される部位に接続されて前記第２回転軸の回転に伴って前記第３電極部に摺動する第４電極部（７２）と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の計測装置。
6. 前記第１、第２の回転軸は、それぞれ、軸線方向一端側から他端側に向かうほど、軸線方向に直交する断面の面積が小さくなるニードル部（７０）を備えており、
   前記第１、第２の軸受けは、それぞれ、前記ニードル部を収納する穴部（９０）を備えており、前記穴部のうち底部（９２）側に、前記ニードル部の軸線方向他端側が位置しており、
   前記穴部は、その開口部（９１）側から前記底部側に向かうほど開口面積が小さくなるように形成されて前記ニードル部を回転自在に支持することを特徴とする請求項４または５に記載の計測装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の計測装置（１）と、
   前記計測装置の前記風向きセンサの出力信号と前記風速センサの出力信号とに基づいて、前記風向きセンサにより検出される風向きと前記風速センサにより検出される風速とをそれぞれ表示する表示制御装置（８２）と、
   を備えることを特徴とする計測システム。
8. 前記計測装置の前記風向きセンサの出力信号と前記風速センサの出力信号とをそれぞれ増幅するアンプ（８０）を備え、
   前記表示制御装置は、前記アンプによって増幅された前記風向きセンサの出力信号と前記風速センサの出力信号とに基づいて、前記風向きと前記風速とをそれぞれ表示することを特徴とする請求項７に記載の計測システム。

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