JPH09506701A - 回転角速度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 回転角速度センサにおいては、ケーシング内に、監視しようとする車両の運動を検出するための測定エレメント（２６）と、この測定エレメント（２６）の測定信号を評価するための電気的な回路（３５）とが配置されている。回路（３５）は測定エレメント（２６）に、フレキシブルなプリント配線板（３６）によって接続されている。ケーシング（１０，１１，１２）におけるコンパクトでスペース節約的な構造を可能にするために、プリント配線板（３６）は、測定エレメント（２６）の領域内で９０°だけ折り曲げられる。簡単に曲げることができるように、プリント配線板（３６）は曲げ領域に切欠き（３９）と、この切欠き（３９）に対して平行に延びる２つのウェブ（４０，４１）とを有している。さらに、温度の変化の簡単な補償を可能にするために、プリント配線板（３６）の一方の端部（３８）に簡単に温度センサ（４５）を挿入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 回転角速度センサ 背景技術 本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の回転角速度センサから出発する 。 従来実際に使用されている回転角速度センサの場合、ケーシング内に、車両の 運動を検出するための測定エレメントと、プリント配線板に配置された電気的な 回路とが設けられている。回路の電気的な構成素子は、線路によって測定エレメ ントに接続されている。使用されるこれらの構成素子に基づき、回転角速度セン サは比較的大きく嵩ばる。これにより、例えば自動車への組み付け時には常に困 難を伴う。 発明の利点 これに対して、請求項１の特徴を有する本発明による回転角速度センサの利点 は、極めて扁平な構造が可能であることである。さらに、構成素子が極めてコン パクトかつスペース節約的に回転角速度センサのケーシング内に配置されている 。ハイブリッド回路と測定エレメントとの接続部として形成されたフレキシブル なプリント配線板によって、電気的な素子は簡単かつコンパクトに接続可能であ る。このためには、従来は多数の種々異なる線路が必要とされたのに対し、唯１ つのエレメント、つまりフレキシブルなプリント配線板だけが必要となるにすぎ ない。フレキシブルなプリント配線板に設けられた切欠きは、このプリント配線 板を破壊することなく、良好な曲げ、ひいては弾性を生ぜしめる。さらにこれに より、測定エレメントとハイブリッド回路との間の一層良好な振動減結合が得ら れる。フレキシブルなプリント配線板がフレキシブルであるので、測定エレメン トにより検出しようとする振動は、ハイブリッド回路に、極めて僅かな範囲にお いてしか伝達されない。測定エレメントにおいて、フレキシブルなプリント配線 板の端部に直接的に温度センサをコンパクトに配置することにより、温度変動に よる測定値の変化に基づく簡単かつ正確な較正が可能になる。これにより、ハイ ブリッド回路の構成素子の損失熱により生ぜしめられた温度変動は適時に再び補 償することができる。このフレキシブルなプリント配線板の使用により、同時に 、このプリント配線板に配置された線路を、導体路とは反対側に位置するシール ドグレーティング(Abschirmgitter)によりシールドすることもできる（アースシ ールド）。フレキシブルなプリント配線板の使用により、信号を導く導体路相互 間にそれぞれ１つのアースコンダクタを配置することもできる。これにより、信 号を導く導体路が互いにシールドされる。コネクタに舌片が形成されることによ り、コード化された組み付けが可能になり、これと共 に、製造データを付すのにこの舌片を使用することもできる。 請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載の特徴の別の有利な構成が 得られる。 図面 以下に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第１図は回転角速度センサを示す縦断面図である。 第２図は、回転角速度センサの内部を、カバーを開けた状態で示す図である。第 ３図は、組み立てられた回転角速度センサを示す斜視図である。 実施例の説明 第１図には符号１０で、回転角速度センサのケーシングが示されている。この 回転角速度センサは、上側部分１１とカバー１２とから成っている。このカバー １２は、環状の縁部１３を有している。この縁部は上側部分１１に設けられた環 状の溝１４に挿入されており、この溝内で封止用コンパウンド１５を埋め込まれ ることにより固定されている。カバー１２に形成された開口１６によって、組み 立て時に、空気をケーシング１０から逃がすことができる。次いでこの開口１６ を封止用コンパウンド１５によって閉鎖することができる。 上側部分１１は側方の開口１７を有している。この開口には、コネクタストリ ップ１８がシールされて挿 入されており、ねじ１９によって固定されている。このコネクタストリップ１８ はカラー状の収容室２０を有している。この収容室には複数のコネクタエレメン ト２１が挿入されている。収容室２０の上側にはフランジ状の突起２２が形成さ れている。この突起は上側部分１１を超えて突出している。このような突起２２ によって、コネクタストリップ１８のコード化が可能となる。これにより、開口 １７へのコネクタストリップ１８の誤った挿入が阻止される。さらに、第３図か ら判るように、突起２２には、技術上のデータ、例えば製造の日付などを印刷す ることができる。 さらに、ケーシング１０の上側部分１１は、カップ状の膨隆部２５を有してい る。この膨隆部には測定エレメント２６が配置されている。この測定エレメント ２６は２つのＯリング２７，２８によって、上側部分１１の内部に突入した縁部 ２９に支承されている。この膨隆部２５には、種々の測定原理に従って作業する 測定エレメント２６を挿入することができるので、これらの測定エレメントを詳 細には図示しない。一例として圧電素子によって働く測定エレメントについて説 明する。この測定エレメントは、高合金の工具鋼から製造された金属性のカップ から成っている。このカップは、膨隆部２５内に突入していて、底部の領域にお いてＯリング２７，２８によって取り囲まれている。カップの上端部、すなわち 開口の領域には、８つの小 さな面が面取りされているので、８つの小さな振動可能な系が生ぜしめられる。 これらの面にはそれぞれ１つの圧電素子がろう接されている。このカップの底部 はガラスシール部(Glasdurchfuehrung)と溶接されている。圧電素子はろう接さ れた線材によって、ガラスシール部の、図面から判るようなピン３０に電気的に 接続される。この金属性のカップに被さるようにさらにポット体３１が真空下で ガラスシール部に溶接される。圧電素子に印加された電圧によって、カップはそ れぞれ９０°だけ互いにずらされた４つの圧電素子によって励振される。これに より、カップは共振周波数によってさらに振動する。こうして、励振作用を有す る圧電素子に対して４５°を成して、振動節が形成される。振動するカップが、 例えば横滑りする車両によって生ぜしめられた旋回運動によって重畳されると、 コリオリカにより振動節がずらされる。センサエレメントとして働く残りの４つ の圧電素子は、励振作用を有する４つの圧電素子に対して４５°を成して配置さ れている。これらの４つのセンサ用の圧電素子は振動ノードがずれた時に感知し て測定信号を送出する。このような信号によって、電気的な回路内で励振作用を 有する４つの圧電素子が制御されて、振動節が再びセンサ用の圧電素子に重なる ように位置するようになる。振動節のためのこのような戻し成分は、上に述べた 横滑りする車両により生ぜしめられた回転角速度に相 当する（補償原理）。 測定エレメント２６の他には、すなわちフレーム２９の外側には、上側部分１ １の底部に、電気的な回路、例えば、測定エレメント２６によって生ぜしめられ た測定信号を評価するためのハイブリッド回路が配置されている。この回路３５ の電気的な構成素子はボンディング接続部によってコネクタエレメント２１に電 気的に接続されている。 測定エレメント２６と回路３５とは、フレキシブルなプリント配線板３６によ って接続されている。このためにこのプリント配線板３６は、回路３５と測定エ レメント２６とに対してほぼ平行に延びる区分３７を有している。測定エレメン ト２６の領域においては、プリント配線板３６は９０°の角度を成して折り曲げ られており、従ってこのような領域３８は、領域３７に対して直角に測定エレメ ント２６に案内されている。プリント配線板３６を簡単に曲げることができるよ うにするために、曲げ領域に切欠き３９が設けられている。切欠き３９により、 プリント配線板３６は曲げ領域において２つのウェブ４０，４１を有している。 プリント配線板３６の領域３８は、複数の孔を有している。これらの孔は、測定 エレメント２６から突出するピン３０に対応する。これにより、プリント配線板 ３６が簡単に測定エレメント２６のピン３０に被せ嵌められる。さらに第２図か ら判るように、ピン３０の 配置は不統一であるので、コード化が得られる。これによりプリント配線板３６ の領域３８は常に適正に測定エレメントのピン３０に被せ嵌められ、ひいては電 気的な接触接続が形成される。同様に領域３７も、この場所に形成された孔によ って、回路３５のピン４３に被せ嵌められ、ひいてはこの回路３５に電気的に接 続される。 温度補償を改善するために、測定エレメント２６とフレキシブルなプリント配 線板３６との間には、温度センサ４５が配置されている。この温度センサ４５は 、プリント配線板３６の領域３８に形成された孔４６に嵌め込まれている。この 温度センサ４５は、温度変動による測定値の変化に基づく、回路３５の測定曲線 の較正のために必要である。公知のように回路の電気的な構成素子は損失熱を生 ぜしめるので、回転角速度センサの使用時もしくは運転時には、ケーシング１０ 内の温度が変動するおそれがある。このような変動は温度センサ４５によって、 測定エレメント２６の領域で最適に検出され、回路３５で一緒に評価される。 フレキシブルなプリント配線板３６は、回転角速度センサのコンパクトな構造 を可能にするだけでなく、例えば第２図から判るように、各信号線路をそれぞれ アース線路によって遮断することができる。第２図から明らかなように、このプ リント配線板３６自体は、ねじ４９によって上側部分１１の底部に固定されてい る。プリント配線板３６の、信号線路とは反対側には、アースシールドとして役 立つシールドグレーティングが被着されている。 第３図から判るように、回転角速度センサのケーシング１０は、リブ５０を備 えた３つの固定アイ５１を有している。これによりこのケーシングを静力学的に 規定された状態で車両にねじによって固定することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年９月１９日 【補正内容】 請求の範囲 １．回転角速度センサであって、ケーシング（１０，１１，１２）が設けられ ており、該ケーシング内に、監視しようとする車両の運動を検出するための測定 エレメント（２６）と、該測定エレメント（２６）の測定信号を評価するための 電気的な回路（３５）とが配置されており、前記ケーシング（１０，１１，１２ ）にコネクタ（１８）が位置しており、該コネクタによって、回路（３５）が構 成素子に電気的に接続可能である形式のものにおいて、 測定エレメント（２６）が、曲げ領域を有する、フレキシブルなプリント配線 板（３６）によって回路（３５）に接続されており、この曲げ領域に切欠き（３ ９）が設けられていることを特徴とする、回転角速度センサ。 ２．フレキシブルなプリント配線板（３６）が切欠き（３９）と、該切欠きに 対して平行に延びる２つのウェブ（４０，４１）を有している、請求項１記載の 回転角速度センサ。 ３．フレキシブルなプリント配線板（３６）に、測定エレメント（２６）の領 域で温度センサ（４５）が配置されている、請求項１または２記載の回転角速度 センサ。 ４．信号を導く導体路相互間にそれぞれ１つのアー スコンダクタが位置している、請求項１から３までのいずれか１項記載の回転角 速度センサ。 ５．．プリント配線板（３６）の、導体路とは反対側に、アースシールドとし て役立つシールドグレーティングが位置している、請求項１から４までのいずれ か１項記載の回転角速度センサ。 ６．回路（３５）がハイブリッド回路である、請求項１から５までのいずれか １項記載の回転角速度センサ。 ７．測定エレメント（２６）がカップを有しており、該カップの上端部に、励 振のための、および、測定信号を検出するための複数の圧電素子が配置されてい る、請求項１から６までのいずれか１項記載の回転角速度センサ。 ８．コネクタ（１８）が、一方の側に、フランジ状の突起（２２）を有してい る、請求項１から７までのいずれか１項記載の回転角速度センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転角速度センサであって、ケーシング（１０，１１，１２）が設けられ ており、該ケーシング内に、監視しようとする車両の運動を検出するための測定 エレメント（２６）と、該測定エレメント（２６）の測定信号を評価するための 電気的な回路（３５）とが配置されており、前記ケーシング（１０，１１，１２ ）にコネクタ（１８）が位置しており、該コネクタによって、回路（３５）が構 成素子に電気的に接続可能である形式のものにおいて、 測定エレメント（２６）が、フレキシブルなプリント配線板（３６）によって 回路（３５）に接続されていることを特徴とする、回転角速度センサ。 ２．フレキシブルなプリント配線板（３６）が、曲げ領域を有しており、該曲 げ領域に切欠き（３９）が設けられている、請求項１記載の回転角速度センサ。 ３．フレキシブルなプリント配線板（３６）が切欠き（３９）と、該切欠きに 対して平行に延びる２つのウェブ（４０，４１）を有している、請求項１または ２記載の回転角速度センサ。 ４．フレキシブルなプリント配線板（３６）に、測定エレメント（２６）の領 域で温度センサ（４５）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項 記載の回転角速度センサ。 ５．信号を導く導体路相互間にそれぞれ１つのアースコンダクタが位置してい る、請求項１から４までのいずれか１項記載の回転角速度センサ。 ６．プリント配線板（３６）の、導体路とは反対側に、アースシールドとして 役立つシールドグレーティングが位置している、請求項１から５までのいずれか １項記載の回転角速度センサ。 ７．回路（３５）がハイブリッド回路である、請求項１から６までのいずれか １項記載の回転角速度センサ。 ８．測定エレメント（２６）がカップを有しており、該カップの上端部に、励 振のための、および、測定信号を検出するための複数の圧電素子が配置されてい る、請求項１から７までのいずれか１項記載の回転角速度センサ。 ９．コネクタ（１８）が、一方の側に、フランジ状の突起（２２）を有してい る、請求項１から８までのいずれか１項記載の回転角速度センサ。