JPH075416Y2 - ガスレートセンサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 a.産業上の利用分野 本考案は、ガスレートセンサに関し、特に、気体ポンプ
の振動板を線接触状態で支持することにより、ケーシン
グの固定条件によるガス流速分布の変化、それに伴う角
速度信号の零点シフトを除去するための新規な改良に関
するものである。

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
は種々あるが、その中で代表的な構成について述べる
と、特開平１−167671号公報に開示されているガスレー
トセンサを挙げることができ、このガスレートセンサに
内蔵された気体ポンプの振動板の取付構造は、第５図か
ら第７図に示されるように構成されていた。

すなわち、ポンプホルダ２の一面に形成された円筒状の
支持部材2A上には、セラミック等からなる電歪素子で構
成された振動板4aが設けられ、この振動板4aと支持部材
2Aとは接着剤で結合されていた。

従って、この振動板4aに所定の周波数の駆動信号が供給
されると、この振動板4aが振動し、その振動によって振
動板4aに形成された孔4bを介して気体の吸入と吐出が反
覆して行われ、連続状態の気体の吐出が得られるもので
ある。

c.考案が解決しようとする課題 従来のガスレートセンサは、以上のように構成されてい
るため、次のような課題が存在していた。

すなわち、一般に、ガスレートセンサのポンプは電歪素
子に交番電圧を印加することにより発生する歪を活用し
ており、電歪素子の共振点に駆動震源の周波数を合致さ
せることにより歪量の最大点を作り出しているが、従来
構成においては、振動板の周縁が接着剤が支持部材に固
定されているため、接着構造、ケーシング部分の保持条
件等により数10Hzの共振点変化が生じていた。

この共振点変化は、ガス流の流れに変化をもたらし、ノ
ズルから噴出されるガス流の流速および速度分布が微妙
に変動する。これにより角速度出力信号ラインの零点が
保持条件により異なりまた出力信号レベルも増減が発生
するため保持条件を定めて調整する必要があった。

本考案は、以上のような課題を解決するためになされた
もので、特に、気体ポンプの振動板を線接触状態で支持
することにより、ケーシングの固定条件によるガス流速
分布の変化、それに伴う角速度信号の零点ケーシングを
除去するようにしたガスレートセンサを提供することを
目的とする。

d.課題を解決するための手段 本考案によるガスレートセンサは、ケーシング内に設け
られた気体ポンプと、前記気体ポンプからのガス流の供
給を受けるため電極ホルダに設けられたセンサと、前記
センサと対向して設けられ前記ガス流を案内するための
ノズル孔を有するノズル板とを備えたガスレートセンサ
において、前記気体ポンプの振動板と、前記振動板を構
成する一対の振動板片と、前記各振動板片間に設けられ
た補強板と、前記補強板の周縁に形成され前記振動板片
の外径を越える大径部と、前記ケーシング内に設けられ
前記大径部を挟持するための一対の線状突起部とを有す
る構成である。

e.作用 本考案によるガスレートセンサにおいては、振動板の補
強板が振動板片の外径を越える大径部を有しているた
め、この大径部を一対の線状突起部で支持することによ
り、振動板は実質的に空間に浮いたとほぼ同様の状態と
なり、柔軟性を有する補強板で振動を吸収することがで
きるため、ケーシングへの伝導分が減少し、その結果と
して、ケーシングの保持、固定条件による影響が軽減さ
れて共振点の安定が図られ、ガスレートセンサの零点シ
フトの低減効果が得られる。

f.実施例 以下、図面と共に本考案によるガスレートセンサの好適
な実施例について詳細に説明する。

尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を用いて
説明する。

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、ケーシング１に螺
合されたポンプホルダ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。

前記ポンプホルダ２の内面2aには、輪状をなし、その先
端が線状に突出して形成された第２線状突起部2Bが形成
されており、前記ケーシング１の内壁1aには、輪状体1A
が設けられており、この輪状体1Aの外面1Aaには、前記
第２線状突起部2Bに対向して、その先端が線状に突出し
て形成された第１線状突起部2Aが形成されている。

前記各線状突起部2A,2Bによって包囲するように形成さ
れた空隙部4A内には、電歪形のセラミック円板からなる
振動板4aが設けられている。

前記振動板4aは、第１図に示されるように構成されてお
り、一対の重合された振動板片4aA,4aBと、この各振動
板片4aA,4aB間に挟持された銅薄板等の柔軟性に優れた
補強板4aCとからなり、この補強板4aCの周縁に形成され
た大径部4aCAは、前記振動板片4aA,4aBの外径Ｄを越え
て形成されており、この大径部4aCAが前記各線状突起部
2A,2Bによって線接触状に保持されていることにより、
前記振動板４はほぼ自由振動ができる状態に保持されて
いる。

従って、前記各線状突起部2A,2B、振動板4a及び後述の
ポンプ室12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。

また、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３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5a
〜5dが形成されると共に、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,6b間及び6c,6d間に
は、ホットワイヤ又は歪ゲージ薄板等からなるセンサが
溶着等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、こま中継端子板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11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、前記空隙部4Aの一部として
のポンプ室12が密閉式に形成されており、このポンプ室
12内の気体が振動板4aによって圧縮を繰り返すことによ
りポンプ作用を得ることができ、この電歪振動ポンプ４
によって吐出口4bから送り出されたガスは、前記輪状体
1Aの案内孔5eを介してケーシング１内に形成されたガス
流路13が送られる。

前記ガス流路13は、前記ダストプレート11からノズル孔
８からセンサ7a,7bを経て各ガス案内孔5a〜5dを経由し
て形成され、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ると共に、各
センサ7a,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。

また、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
る電力及び各センサ7a,7bに信号を送るための電力を、
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。

また、この外部端子18は、信号処理回路部14を経た後の
センサ7a,7bの出力信号を外部に出力する作用を有して
いる。

本考案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及び輪状体
1Aの案内孔5eを介してガス流路13に流れ、ノズル板10と
ダストプレート11との間に導かれ、ノズル孔８を経て各
センサ7a,7bに向けて噴出する。

前述の圧縮ガスは、各電極6a〜6dに設けられたセンサを
均等に冷却した後、各ガス案内孔5a〜5dを経て振動板4a
に向かって排出され、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、ガス流路13を経て
ノズル板10に戻り、ケーシング１内を矢印の方向に沿つ
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ると、
ガス流の偏位が発生し、各センサ7a,7b間において不均
一状態が生じ、そのために各センサ7a,7b間には微少な
信号差が発生し、この信号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。

g.考案の効果 本考案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、振動板の補強板が振動板片の外径を越える大
径部を有しているため、この大径部を一対の線状突起部
で支持することにより、振動板は実質的に空間に浮いた
とほぼ同様の状態となり、柔軟性を有する補強板で振動
を吸収することができるため、ケーシングへの伝導分が
減少し、その結果として、ケーシングの保持、固定条件
による影響が軽減されて共振点の安定が図られ、ガスレ
ートセンサの零点シフト低減効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は、本考案によるガスレートセンサを
示すためのもので、第１図は気体ポンプの構造を示す拡
大断面図、第２図は全体構成を示す断面図、第３図は第
２図のＡ−Ａ′線側からの電極ホルダを示す側面図、第
４図はセンサを示す拡大斜視図、第５図から第７図は従
来のガスレートセンサのポンプ構造を示すもので、第５
図は全体構成を示す断面図、第６図は振動板の平面図、
第７図は振動板の拡大断面図である。 １はケーシング、1Aは輪状体、2Aは第１線状突起部、2B
は第２線状突起部、４は気体ポンプ、4aは振動板、4aA,
4aBは振動板片、4aCは補強板、4aCAは大径部、５は電極
ホルダ、7a,7bはセンサ、８はノズル孔、10はノズル板
である。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ケーシング（１）内に設けられた気体ポン
   プ（４）と、前記気体ポンプ（４）からのガス流の供給
   を受けるため電極ホルダ（５）に設けられたセンサ（7
   a,7b）と、前記センサ（7a,7b）と対向して設けられ前
   記ガス流を案内するためのノズル孔（８）を有するノズ
   ル板（10）とを備えた構成よりなるガスレートセンサに
   おいて、 前記気体ポンプ（４）の振動板（4a）と、前記振動板
   （4a）を構成する一対の振動板片（4aA,4aB）と、前記
   各振動板片（4aA,4aB）間に設けられ柔軟性を有する補
   強板（4aC）と、前記補強板（4aC）の周縁に形成され前
   記振動板片（4aA,4aB）の外径（Ｄ）を越える大径部（4
   aCA）と、前記ケーシング（１）内に設けられ前記大径
   部（4aCA）を挟持するための一対の線状突起部（2A,2
   B）とを有し、前記大径部（4aCA）と線状突起部（2A,2
   B）が接合することにより、前記振動板（4a）は線接触
   状態で振動可能に支持されていることを特徴とするガス
   レートセンサ。
2. 【請求項２】前記線状突起部（2A,2B）は、前記ケーシ
   ング（１）に設けられた輪状体（1A）に形成された第１
   線状突起部（2A）と、前記ケーシング（１）に螺合され
   たポンプホルダ（２）に形成された第２線状突起部（2
   B）とからなることを特徴とする請求項１記載のガスレ
   ートセンサ。