JPH01167671A - ガスレートセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、ガスレートセンサに関し、特に、ノズルから
噴出する気流が歪ゲージ薄板に当る時の風圧を歪として
検出し、通電後、直ちに角速度を検出するようにするた
めの新規な改良に関する。

ｂ、従来の技術 従来、用いられていたこの種のガスレートセンサとして
は、種々の構成が採用されているが、その中で代表的な
構成について述べると、第４図から第６図に示される特
願昭６１−２２４８６８号明細書の従来例に開示された
構成を挙げることができる。

図において、符号１で示されるものは全体がほぼ円筒状
をなし、その両端が開放された形状からなるケーシング
であり、このケーシング１の各端部は、ボン１ホルダ２
及び中継端子板３によって各々閉塞され、ケーシング１
内が外部から遮断されている。

このポンプホルダ２には、電歪形のセラミック円板から
なる振動板４ａが設けられ、その周縁部がポンプホルダ
２に一体状に固着されることによって、電歪振動ポンプ
４　く気体ポンプ）が形成されている。

又、このケーシング１の内部には、この振動板４ａから
所定距離だけ離間した位置に電極ホルダ５が配置され、
この電極ホルダ５は第５図に示されるように構成されて
いる。

すなわち、電極ホルダ５には、４個のガス案内孔５ａ〜
５ｄが形成され、さらに、４個の電極６ａ〜６ｄが、中
心軸に対、して対称的に配置されている。これらの電極
６ａ〜６ｄのうち、電極６ａ及び６ｂ間及び６ｃ及び６
ｄ間には、ホットワイヤ７ａ及び７ｂが溶着によって接
続されている。

さらに、前記ケーシング１内における前記中継端子板３
の近傍位置には、ノズル孔８及び補助孔９を有するノズ
ル板１０が設けられ、この中継端子板３とノズル板１０
との間には、それらのほぼ中間位置にダストプレート１
１が設けられている。

前記電歪振動ポンプ４　（気体ポンプ）の振動板４ａと
前記ポンプホルダ２との間には、ポンプ室１２が形成さ
れており、この電歪振動ポンプ４によって送り出された
ガスは、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経てガス流路１３に送
られる。

前記ケーシング１の中継端子板３の外方位置には、ＩＣ
からなる信号処理回路部１４が設けられ、この信号処理
回路部１４は、外部から電力を受け、又、ホットワイヤ
７ａ及び７ｂの出力信号を外部へ取り出すための中継端
子板３の中継端子１５に接続されている。

又、前記中継端子板３には、リードピン１６が設けられ
、このリードピン１６は外部ケーシング１７に設けられ
た外部端子１８に接続されている。

前記外部端子１８は、前記電歪振動ポンプ４の作動に要
する電力及び前記ホットワイヤ７ａ及び７ｂを加熱する
ために要する電力を、信号処理回路部１４及びリードピ
ン１６を経ると共に、ケーシング１内の軸方向に配設さ
れた複数のリード線１９を介して、適宜供給する作用を
有している。

又、この外部端子１８は、信号処理回路部１４を経た後
のホットワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を外部に出力さ
れる作用を有する。

従来のガスレートセンサは、前述したように構成されて
おり、以下に、その動作について説明する。

まず、電歪振動ポンプ４　（気体ポンプ）が通電される
と、振動板４ａが振動し、ポンプ室１２内のガスが圧縮
され、この圧縮ガスはこの振動板４ａの吐出口４ｂ及び
電極ホルダ５の吐出口５ｅを介して流路１３に流れ、ノ
ズル板１０とダストプレート１１との間に形成された空
間に導かれ、ノズル孔８と補助口９とを経て、ケーシン
グ１内の中空円筒部ｌａ内の空間部１ｂ内を、各電極６
ａ〜６ｄに向って噴出される。

前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄに溶接された各ホ
ットワイヤ７ａ及び７ｂを均等に冷却した後、ガス案内
孔５ａ〜５ｄを経て振動板４ａに向って排出され、この
排出ガスは再び電歪振動ポンプ４　（気体ポンプ）の作
用によって、流路１３を経てノズル板１０に戻り、ケー
シング１内を矢印の方向に従って循環している。

前述の状態で、ケーシング１に角速度が印加されない場
合には、各ホットワイヤ７ａ及び７ｂは均一に冷却され
るが、外部から角速度が加えられた場合には、ガス流が
ケーシング内において偏位し、各ホットワイヤ７ａ及び
７ｂの間において不均一状態が生じ、そのために各ホッ
トワイヤ７ａ及び７ｂ間には、微少な電圧差が発生し、
この電圧差を測定することにより、ケーシング１に加わ
る角速度を検出することができる。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 従来のガスレートセンサは、以上のように構成されてい
たため、次のような種々の問題点を有していた。

すなわち、角速度の検出手段として、加熱された一対の
ホットワイヤからなる感温素子を用いていたため、使用
初期の通電後、各ホットワイヤからの出力信号が安定す
る迄には、相当の時間を要し、通電後、直ちに使用した
い場合には、使用不可能となっていた。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされ
たもので、特に、ノズル孔から噴出する気流が歪ゲージ
薄板に当る時の風圧を歪として検出し、通電後、直ちに
角速度を検出するようにしなガスレートセンサを提供す
ることを目的とする。

ｄ１問題点を解決するための手段 本発明によるガスレートセンサは、ケーシング内に設け
られた気体ポンプ、複数の電極を有する電極ホルダ及び
前記電極ホルダに対向して設けられノズル孔を有するノ
ズル板とを備えたものにおいて、前記複数の電極間に設
けられた少なくとも一対の歪ゲージ薄板を備えた構成で
ある。

０１作用 本発明によるガスレートセンサにおいては、ノズル孔か
らの気流が歪ゲージ薄板に当る時の風圧を歪として検出
するようにしたため、通電後、直ちに検出することがで
き、飛行機及び自動車等の移動体に設けた場合、迅速な
角速度検出ができると共に、正確な姿勢検出及び制御を
行うことができるものである ｆ、実施例 以下、図面と共に本発明によるガスレートセンサの好適
な実施例について説明する。

尚、従来例と同−又は同等部分には、同一符号を用いて
説明する。

第１図から第３図迄は、本発明によるガスレートセンサ
を示すためのもので、第１図は全体構成を示す断面図、
第２図は電極ホルダを示す正面図、第３図は第２図の要
部を示す斜視図である。

図において、符号１で示されるものは全体がほぼ円筒状
をなし、その両端が開放された形状からなるケーシング
であり、このケーシング１の各端部は、ポンプホルダ２
及び中継端子板３によって各々閉塞され、ケーシング１
内が外部から遮断されている。

このポンプホルダ２には、電歪形のセラミック円板から
なる振動板４ｍが設けられ、その周縁部がポンプホルダ
２に一体状に固着されることによって、電歪振動ポンプ
４　（気体ポンプ）が形成されている。

又、このケーシング１の内部には、この振動板４ａから
所定距離だけ離間した位置に電極ホルダ５が配置され、
この電極ホルダ５は第５図に示されるように構成されて
いる。

すなわち、この電極ホルダ５には、４個のガス案内孔５
ａ〜５ｄが形成され、さらに、４個の電極６ａ〜６ｄが
、中心軸に対して対称的に配置されている。これらの電
極６ａ〜６ｄのうち、電極６ａ及び６ｂ間及び６ｃ及び
６ｄ間には、薄い板状をなす歪ゲージ薄板７ａ〜７ｂが
溶着によって接続されている。

さらに、前記ケーシング１内における前記中継端子板３
の近傍位置には、ノズル孔８及び補助孔９を有するノズ
ル板１０が設けられ、この中継端子板３とノズル板１０
との間には、それらのほぼ中間位置にダストプレート１
１が設けられている。

前記電歪振動ポンプ４　（気体ポンプ）の振動板４ａと
前記ポンプホルダ２との間には、ポンプ室１２が形成さ
れており、この電歪振動ポンプ４によって送り出された
ガスは、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経てガス流路１３に送
られる。

前記ケーシング１の中継端子板３の外方位置には、ＩＣ
からなる信号処理回路部１４が設けられ、この信号処理
回路部１４は外部から電力を受け、各歪ゲージ薄板７ａ
及び７ｂの出力信号を外部へ取り出すための中継端子板
３の中継端子１５に接続されている。

又、前記中継端子板３には、リードピン１６が設けられ
、このリードピン１６は外部ケーシング１７に設けられ
た外部端子１８に接続されている。

前記外部端子１８は、前記電歪振動ポンプ４の作動に要
する電力を、信号処理回路部１４及びリードピン１６を
経ると共に、ケーシング１内の軸方向に配設された複数
のリード線１９を介して、適宜供給する作用を有してい
る。　又、この外部端子１８は、信号処理回路部１４を
経た後の各歪ゲージ薄板７ａ及び７ｂの出力信号を外部
に出力される作用を有する。

本発明によるガスレートセンサは、前述したように構成
されており、以下に、その動作について説明する。

まず、電歪振動ポンプ４　（気体ポンプ）が通電される
と、振動板４ａが振動し、ポンプ室１２内のガスが圧縮
され、この圧縮ガスはこの振動板４ａの吐出口４ｂ及び
電極ホルダ５の吐出口５ｅを介して流路１３に流れ、ノ
ズル板１０とダストプレート１１との間に形成された空
間に導かれ、ノズル孔８と補助口９とを経て、ケーシン
グ１内の中空円筒部ｌａ内の空間部ｌｂ内を、各電極６
ａ〜６ｄに向って噴出される。

前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄに接続された各歪
ゲージ薄板７ａ及び７ｂに均等に当った後、ガス案内孔
５ａ〜５ｄを経て振動板４ａに向って排出され、この排
出ガスは再び電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）の作用に
よって、流路１３を経てノズル板１０に戻り、ケーシン
グ１内を矢印の方向に従って循環している。

前述の状態で、ケーシング１に角速度が印加されない場
合には、各歪ゲージ薄板７＆及び７ｂは均一に気流（風
）が当るが、外部から角速度が加えられた場合には、こ
の気流がケーシング内において偏位し、各歪ゲージ薄板
７ａ及び７ｂの間において不均一状態が生じ、そのため
に、各歪ゲージ薄板７ａ及び７ｂ間には、微少な歪差が
発生し、この歪差を測定することにより、ケーシング１
に加わる角速度を検出することができる。

尚、前述の各歪ゲージ薄板７ａ及び７ｂは、従来の各ホ
ットワイヤ構成と異なり、加熱を要しないため、通電後
、直ちに正常動作となり、何らの時間的遅れを伴うこと
なく、迅速な立上り動作を得ることができる。

又、前述の各歪ゲージ薄板７ａ及び７ｂの形状は、中４
０μ×長さ２５００μ×厚さ２μで構成した場合に好適
な結果が得られた。

さらに、ケーシング１内の各部品の配列構成は、本実施
例に限ることなく、他の配列構成とした場合も、同様の
作用効果を得ることができる。

ｇ１発明の効果 本発明によるガスレートセンサは、以上のように構成さ
れているため、次のような効果を得ることができる。

すなわち、各速度を検出する手段として一対の歪ゲージ
薄板を用いているため、予熱等のエージング動作を必要
とせず、通電後、直ちに角速度を検出することができ、
飛行機や自動車等の方向検出及び制御を、迅速且つ正確
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は、本発明によるガスレートセンサを
示すもので、第１図は断面図、第２図は第１図の電極ホ
ルダを示す正面図、第３図は第２図の要部を示す拡大斜
視図、第４図から第６図は従来のガスレートセンサを示
すもので、第４図は断面図、第５図は電極ホルダを示す
正面図、第６図は回路図である。 １はケーシング、４は気体ポンプ、５は電極ホルダ、６
ａ〜６ｄは電極、７ａ及び７ｂは歪ゲージ薄板、８はノ
ズル孔、１０はノズル板である。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ケーシング（１）内に設けられた気体ポンプ（
   ４）、複数の電極（６ａ〜６ｄ）を有する電極ホルダ（
   ５）及び前記電極ホルダ（５）に対向して設けられノズ
   ル孔（８）を有するノズル板（１０）とを備えたガスレ
   ートセンサにおいて、前記複数の電極（６ａ〜６ｄ）間
   に設けられた少なくとも一対の歪ゲージ薄板（７ａ、７
   ｂ）を備え、前記ノズル孔（８）からの気流が前記歪ゲ
   ージ薄板（７ａ、７ｂ）に当る時の風圧を歪として検出
   するようにしたことを特徴とするガスレートセンサ。
2. （２）、前記歪ゲージ薄板（７ａ、７ｂ）は、巾４０μ
   長さ２５００μ及び厚さ２μであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のガスレートセンサ。