(57)【要約】【課題】従来のガスレートセンサでは、２箇所又は４箇所で別々に熱線を張設し、各センシングワイヤＨ１〜Ｈ４をそれぞれ形成しているので、センシングワイヤの抵抗値、外形、及び温度係数を均一にすることが難しく、角速度の検出精度が低下してしまう。【解決手段】電極ホルダ５の上部には、ガス流３を案内するノズル孔４ａの中心領域に対向して配置された第１電極１１と、この第１電極１１を通る直線上で前記第１電極１１を中心として互いに離間して配置された第２及び第３電極１２，１３とが植設されており、それら第１〜第３電極１１〜１３には熱線が直線状に張設されている。第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２は、前記熱線が前記第１及び第２電極１１，１２間と前記第１及び第３電極１１，１３間とに分割されることで形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間部（１ａ）を有するケーシング（１）と、
前記ケーシング（１）に設けられガスをガス流（３）として循環させる気体ポンプ（２）と、
前記空間部（１ａ）の一端に配置され、前記ガス流（３）を前記空間部（１ａ）に案内するノズル孔（４ａ）が設けられたノズル板（４）と、
前記空間部（１ａ）内で前記ノズル板（４）に対向して配置され、前記ノズル孔（４ａ）の中心領域に対向して配置された第１電極（１１）と前記第１電極（１１）を通る直線上で前記第１電極（１１）を中心として互いに離間して配置された第２及び第３電極（１２，１３）とが設けられた電極ホルダ（５）と、
前記第１〜第３電極（１１〜１３）に直線状に張られた熱線が前記第１及び第２電極（１１，１２）間と前記第１及び第３電極（１１，１３）間とに分割されることで形成され、前記ケーシング（１）に角速度が加えられた際の前記ガス流（３）の偏向から前記角速度を検出するための第１及び第２センシングワイヤ（Ｈ１，Ｈ２）と
を備えていることを特徴とするガスレートセンサ。
【請求項２】
前記電極ホルダ（５）には、前記第２及び第３電極（１２，１３）を通る直線に直交するとともに前記第１電極（１１）を通る直線上で、前記第１電極（１１）を中心として互いに離間されて配置された第４及び第５電極（１４，１５）がさらに設けられており、
前記第１電極（１１）、前記第４電極（１４）、及び前記第５電極（１５）に直線状に張られた熱線が前記第１及び第４電極（１１，１４）間と前記第１及び第５電極（１１，１５）間とに分割されることで形成され、前記第１及び第２センシングワイヤ（Ｈ１，Ｈ２）に直交する方向の前記角速度を検出するための第３及び第４センシングワイヤ（Ｈ３，Ｈ４）をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載のガスレートセンサ。
【請求項３】
前記電極ホルダ（５）には、前記第１電極（１１）とともに前記ノズル孔（４ａ）の中心領域に対向して配置された第４電極（１４）と、前記第２及び第３電極（１２，１３）を通る直線に直交するとともに前記第４電極（１４）を通る直線上で、前記第４電極（１４）を中心として互いに離間されて配置された第５及び第６電極（１５，１６）とがさらに設けられており、
前記第４〜第６電極（１４〜１６）に直線状に張られた熱線が前記第４及び第５電極（１４，１５）間と前記第４及び第６電極（１４，１６）間とに分割されることで形成され、前記第１及び第２センシングワイヤ（Ｈ１，Ｈ２）に直交する方向の前記角速度を検出するための第３及び第４センシングワイヤ（Ｈ３，Ｈ４）をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載のガスレートセンサ。
【請求項４】
前記第１電極（１１）と前記第４電極（１４）とは、前記ノズル板（４）側から前記電極ホルダ（５）を見たときに互いに位置がずらされて配置されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のガスレートセンサ。
【請求項５】
前記ノズル孔（４ａ）の中心領域に対向して前記電極ホルダ（５）上に配置されたピン状の絶縁部材（２０）をさらに備え、
前記第１電極（１１）と前記第４電極（１４）とは、前記絶縁部材（２０）によって前記電極ホルダ（５）からの高さが互いに異なるようにずらされて配置されていることを特徴とする請求項３記載のガスレートセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングに加えられる角速度を検出するためのガスレートセンサに関し、特に、直線状に張られた熱線を中心から２分割して第１及び第２センシングワイヤを形成することで、第１及び第２センシングワイヤの性能のばらつきを抑えることができ、角速度の検出精度を向上できるとともに、生産経費を削減できる新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、例えば、特許文献１及び非特許文献１等に開示された構成を挙げることができる。図６は、従来のガスレートセンサを示す構成図である。図において、ケーシング１の内部には、ガスが密封されているとともに空間部１ａが設けられており、このガスは気体ポンプ２によって空間部１ａにガス流３として供給される。前記空間部１ａの一端には、ノズル板４が取り付けられており、該ノズル板４には、ガス流３を空間部１ａに案内するノズル孔４ａが設けられている。前記空間部１ａの内部には、前記ノズル板４に対向して電極ホルダ５が配置されており、該電極ホルダ５には、ケーシング１に加えられる角速度を検出するための検出部６が設けられている。
【０００３】
次に、図７は、図６の検出部６を示す斜視図であり、１軸型の検出部構造を示している。図８は、図７の検出部６の結線を示す回路図である。図において、検出部６は、電極ホルダ５上に各々独立して植設されたピン状の第１〜第４電極１１〜１４と、第１及び第２電極１１，１２間に張設され該各電極１１，１２に溶接等で一体接続された第１センシングワイヤＨ１と、第３及び第４電極１３，１４間に張設され該各電極１３，１４に溶接等で一体接続された第２センシングワイヤＨ２とから構成されている。尚、各電極１１〜１４は、ガス流３の中心（ノズル孔４ａの中心領域に対向する位置）から所定距離離れた位置に配置されている。図７に示すように、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２は、第１及び第２抵抗Ｒ１，Ｒ２を含むブリッジ回路に組み込まれている。
【０００４】
次に、動作について説明する。各センシングワイヤＨ１，Ｈ２に電流が流された状態下で、空間部１ａ内にガス流３が供給される。このとき、ケーシング１に角速度が加えられると該ガス流３が偏向し、このガス流３の偏向によって各センシングワイヤＨ１，Ｈ２間に温度差ができる。この温度差の状態が、各センシングワイヤＨ１，Ｈ２が二辺に組込まれたブリッジ回路によって検出され、抵抗差として前記角速度の検出が行われる。
【０００５】
次に、図９は、図６の検出部６を２軸型に変更した状態を示す斜視図である。なお、１軸型の検出構造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。図において、電極ホルダ５上には、ノズル孔４ａの中心領域に対向する位置から所定距離離れた位置に第５〜第８電極１５〜１８がそれぞれ配置されており、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２の延在方向と直交するように、第５及び第６電極１５，１６間に第３センシングワイヤＨ３が張設されるとともに、第７及び第８電極１７，１８間に第４センシングワイヤＨ４が張設されている。第３及び第４センシングワイヤＨ３，Ｈ４は、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２のブリッジ回路から独立したブリッジ回路（図示せず）に組み込まれている。この構成によって角速度の検出を２軸としている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１−１６７６７１号公報
【非特許文献１】ジャイロ活用技術入門（多摩川精機株式会社編、平成１４年工業調査会発行）の５６頁の２、２、４(１)のガスレートセンサ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来のガスレートセンサでは、２箇所又は４箇所で別々に熱線を張設し、該熱線を電気抵抗溶接で各電極１１〜１８に固定することで各センシングワイヤＨ１〜Ｈ４を形成しているが、熱線が極細であるためダメージが加わりやすく、各センシングワイヤＨ１〜Ｈ４の抵抗値、外形、及び温度係数を均一にすることが難しいので、角速度の検出精度が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガスレートセンサは、内部に空間部を有するケーシングと、前記ケーシングに設けられガスをガス流として循環させる気体ポンプと、前記空間部の一端に配置され、前記ガス流を前記空間部に案内するノズル孔が設けられたノズル板と、前記空間部内で前記ノズル板に対向して配置され、前記ノズル孔の中心領域に対向して配置された第１電極と前記第１電極を通る直線上で前記第１電極を中心として互いに離間して配置された第２及び第３電極とが設けられた電極ホルダと、前記第１〜第３電極に直線状に張られた熱線が前記第１及び第２電極間と前記第１及び第３電極間とに分割されることで形成され、前記ケーシングに角速度が加えられた際の前記ガス流の偏向から前記角速度を検出するための第１及び第２センシングワイヤとを備える。
【０００９】
また、前記電極ホルダには、前記第２及び第３電極を通る直線に直交するとともに前記第１電極を通る直線上で、前記第１電極を中心として互いに離間されて配置された第４及び第５電極がさらに設けられており、前記第１電極、前記第４電極、及び前記第５電極に直線状に張られた熱線が前記第１及び第４電極間と前記第１及び第５電極間とに分割されることで形成され、前記第１及び第２センシングワイヤに直交する方向の前記角速度を検出するための第３及び第４センシングワイヤをさらに備える。
【００１０】
また、前記電極ホルダには、前記第１電極とともに前記ノズル孔の中心領域に対向して配置された第４電極と、前記第２及び第３電極を通る直線に直交するとともに前記第４電極を通る直線上で、前記第４電極を中心として互いに離間されて配置された第５及び第６電極とがさらに設けられており、前記第４〜第６電極に直線状に張られた熱線が前記第４及び第５電極間と前記第４及び第６電極間とに分割されることで形成され、前記第１及び第２センシングワイヤに直交する方向の前記角速度を検出するための第３及び第４センシングワイヤをさらに備える。
【００１１】
また、前記第１電極と前記第４電極とは、前記ノズル板側から前記電極ホルダを見たときに互いに位置がずらされて配置されている。
【００１２】
また、前記ノズル孔の中心領域に対向して前記電極ホルダ上に配置されたピン状の絶縁部材をさらに備え、前記第１電極と前記第４電極とは、前記絶縁部材によって前記電極ホルダからの高さが互いに異なるようにずらされて配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のガスレートセンサによれば、第１及び第２センシングワイヤは、第１〜第３電極に直線状に張られた１本の連続した熱線が前記第１及び第２電極間と前記第１及び第３電極間とに分割されることで形成されているので、第１及び第２センシングワイヤの性能のばらつきを抑えることができ、角速度の検出精度を向上できるとともに、生産経費を削減できる。
【００１４】
また、第３及び第４センシングワイヤは、前記第１電極と、第２及び第３電極を通る直線に直交するとともに前記第１電極を通る直線上で、前記第１電極を中心として互いに離間されて配置された第４及び第５電極とに直線状に張られた１本の連続した熱線が前記第１及び第４電極間と前記第１及び第５電極間とに分割されることで形成されるので、各センシングワイヤの性能のばらつきを抑えつつ、角速度の検出を２軸とすることができる。
【００１５】
また、第３及び第４センシングワイヤは、前記第１電極とともに前記ノズル孔の中心領域に対向して配置された第４電極と、前記第２及び第３電極を通る直線に直交するとともに前記第４電極を通る直線上で、前記第４電極を中心として互いに離間されて配置された第５及び第６電極とに直線状に張られた１本の連続した熱線が前記第４及び第５電極間と前記第４及び第６電極間とに分割されることで形成されるので、前記第１及び第２センシングワイヤのブリッジ回路と、前記第３及び第４センシングワイヤのブリッジ回路とを電気的に分離することができ、角速度の検出精度をさらに向上できる。
【００１６】
また、前記第１電極と前記第４電極とは、前記ノズル板側から前記電極ホルダを見たときに互いに位置がずらされて配置されているので、各ブリッジ回路をより確実に電気的に分離することができる。
【００１７】
また、前記第１電極と前記第４電極とは、前記絶縁部材によって前記電極ホルダからの高さが互いに異なるようにずらされて配置されているので、ガス流の中心に対する前記第１及び第４電極の位置を互いに同じにすることができ、各センシングワイヤの検出条件を等しくすることで角速度の検出精度をさらに向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
この実施の形態１のガスレートセンサの全体としての構成は、従来のガスレートセンサと同様であるので、特徴的な部分のみを説明する。図１は、本発明の実施の形態１によるガスレートセンサの検出部を示す斜視図である。尚、従来のガスレートセンサ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（他の実施の形態も同様とする）。図において、電極ホルダ５の上部には、前記ノズル孔４ａの中心領域に対向して配置された第１電極１１と、この第１電極１１を通る直線上で前記第１電極１１を中心として互いに離間して配置された第２及び第３電極１２，１３とが植設されており、それら前記第１〜第３電極１１〜１３には、１本の連続した熱線が直線状に張られ、例えば溶接等によって各電極１１〜１３に電気的に接続されるともに固定されている。すなわち、ケーシング１に加えられた角速度を第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２は、前記熱線が前記第１及び第２電極１１，１２間と前記第１及び第３電極１１，１３間とに分割されることで形成されており、図８に示すブリッジ回路に組み込まれている。尚、前記ノズル孔４ａの中心領域とは、ノズル孔４ａの中心を含む所定領域であり、ガス流３の中心と考えられる領域である。
【００１９】
このようなガスレートセンサによれば、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２は、第１〜第３電極１１〜１３に直線状に張られた１本の連続した熱線が前記第１及び第２電極１１，１２間と前記第１及び第３電極１１，１３間とに分割されることで形成されているので、第１及び第２センシングワイヤの性能のばらつきを抑えることができ、角速度の検出精度を向上できるとともに、生産経費を削減できる。
【００２０】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２によるガスレートセンサの検出部を示す斜視図である。図において、電極ホルダ５には、前記第２及び第３電極１２，１３を通る直線に直交するとともに前記第１電極１１を通る直線上で、前記第１電極１１を中心として互いに離間されて配置された第４及び第５電極１４，１５がさらに植設されており、前記第１電極１１、前記第４電極１４、及び前記第５電極１５には、１本の連続した熱線が直線状に張られ、例えば溶接等によって各電極１１，１３，１４に電気的に接続されるともに固定されている。すなわち、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２の延在方向に直交する方向の角速度を検出するための第３及び第４センシングワイヤＨ３，Ｈ４は、前記熱線が前記第１及び第３電極１１，１３間と前記第１及び第４電極１１，１４間とに分割されることで形成されている。
【００２１】
次に、図３は、図２の各センシングワイヤＨ１〜Ｈ４が組み込まれているブリッジ回路を示す回路図である。図において、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２は、第１及び第２抵抗Ｒ１，Ｒ２を含むブリッジ回路に組み込まれており、第３及び第４センシングワイヤＨ３，Ｈ４は、第３及び第４抵抗Ｒ３，Ｒ４を含むブリッジ回路に組み込まれており、それら各ブリッジ回路は共通の電源に接続されている。これは、各熱線が第１電極１１にまとめて接続されているためである。
【００２２】
このようなガスレートセンサでは、第３及び第４センシングワイヤＨ３，Ｈ４は、前記第１電極１１と、第４及び第５電極１４，１５とに直線状に張られた１本の連続した熱線が前記第１及び第４電極１１，１４間と前記第１及び第５電極１１，１５間とに分割されることで形成されるので、各センシングワイヤＨ１〜Ｈ４の性能のばらつきを抑えつつ、角速度の検出を２軸とすることができる。
【００２３】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３によるガスレートセンサの検出部を示す斜視図である。実施の形態２では、各センシングワイヤＨ１〜Ｈ４は共通の電極１１に接続され、各ブリッジ回路は互いに接続されていると説明したが、この実施の形態のガスレートセンサでは、各ブリッジ回路が電気的に分離されている。すなわち、電極ホルダ５の前記ノズル孔４ａの中心領域に対向する位置には、前記第１電極１１とは別に第４電極１４が配置されている。換言すると、前記第１電極１１と前記第４電極１４とは、前記ノズル板４側から前記電極ホルダ５を見たときに互いに電気的に独立するように位置がずらされて配置されている。また、電極ホルダ５には、第２及び第３電極１２，１３を通る直線に直交するとともに前記第４電極１４を通る直線上で、該第４電極１４を中心として互いに離間されて配置された第５及び第６電極１５，１６が植設されている。第３及び第４センシングワイヤＨ３，Ｈ４は、前記第４〜第６電極１４〜１６に直線状に張られた１本の連続した熱線が前記第４及び第５電極１４，１５間と前記第４及び第６電極１４，１６間とに分割されることで形成されている。
【００２４】
このようなガスレートセンサでは、第３及び第４センシングワイヤＨ３，Ｈ４は、前記第４〜第６電極１４〜１６に直線状に張られた１本の連続した熱線が前記第４及び第５電極１４，１５間と前記第４及び第６電極１４，１６間とに分割されることで形成されているので、前記第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２のブリッジ回路と、前記第３及び第４センシングワイヤＨ３，Ｈ４のブリッジ回路とを電気的に分離することができ、角速度の検出精度をさらに向上できる。
【００２５】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４によるガスレートセンサの検出部の要部を示す斜視図である。実施の形態３では、前記ノズル板４側から前記電極ホルダ５を見たときの前記第１電極１１と前記第４電極１４との位置をずらすことで、各ブリッジ回路を電気的に分離すると説明したが、前記電極ホルダ５に対する各電極１１，１４の高さだけをずらすことでも各ブリッジ回路を電気的に分離することができる。図において、前記電極ホルダ５上の前記ノズル孔４ａの中心領域に対向する位置には、ピン状の絶縁部材２０が植設されている。この絶縁部材２０の中間部には切り欠き２０ａが設けられており、第１電極１１はこの切り欠き２０ａ内に設けられ、第４電極１４は絶縁部材２０の頂部２０ｂに設けられている。
【００２６】
このようなガスレートセンサでは、第１電極１１と第４電極１４とは、前記絶縁部材２０によって前記電極ホルダ５からの高さが互いに異なるようにずらされて配置されているので、ガス流３の中心に対する前記第１及び第４電極１１，１４の位置を互いに同じにすることができ、各センシングワイヤＨ１〜Ｈ４の検出条件を等しくすることで角速度の検出精度をさらに向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１によるガスレートセンサの検出部を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態２によるガスレートセンサの検出部を示す斜視図である。
【図３】図２の各センシングワイヤが組み込まれているブリッジ回路を示す回路図である。
【図４】本発明の実施の形態３によるガスレートセンサの検出部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態４によるガスレートセンサの検出部の要部を示す斜視図である。
【図６】従来のガスレートセンサを示す構成図である。
【図７】図６の検出部を示す斜視図である。
【図８】図７の検出部の結線を示す回路図である。
【図９】図６の検出部を２軸型に変更した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ケーシング、１ａ  空間部、２  気体ポンプ、３  ガス流、４  ノズル板、４ａ  ノズル孔、５  電極ホルダ、６  検出部、１１〜１６  第１〜第６電極、２０  絶縁部材、Ｈ１〜Ｈ４  第１〜第４センシングワイヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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