(57)【要約】【課題】従来のガスレートセンサは、センシングワイヤが電極ホルダの端面に平行に設けられているので、抵抗値を大きくするために各センシングワイヤを長くすると、ケーシングが大きくなってしまう。【解決手段】本発明によるガスレートセンサは、電極ホルダ５にＦ字形の電極支持部材１００，２００を設け、この電極支持部材１００，２００によって第１〜第４電極１１〜１４の高さを変えて、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２が中心軸５ａと平行に延在する構成とした。【選択図】図１
2009014534.tif 000002
【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）の一端に配置されたノズル板（４）と、
前記ノズル板（４）に設けられ前記ガス流（３）を前記空間部（１ａ）に案内するノズル孔（４ａ）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た電極ホルダ（５）と、
前記電極ホルダ（５）から前記ノズル板（４）に向かう高さ方向（Ａ）に沿って前記電極ホルダ（５）に立設された第１柱部（１１０）と、前記高さ方向（Ａ）に互いに間隔をおいて前記第１柱部（１１０）から突出する第１及び第２突部（１１１，１１２）とからなる絶縁性の第１電極支持部材（１００）と、
前記高さ方向（Ａ）に沿って前記電極ホルダ（５）に立設された第２柱部（２１０）と、前記高さ方向（Ａ）に互いに間隔をおいて前記第２柱部（２１０）から突出する第３及び第４突部（２１３，２１４）とからなり、前記電極ホルダ（５）の中心軸（５ａ）を中心に前記第１電極支持部材（１００）と対称に配置された絶縁性の第２電極支持部材（２００）と、
互いに電気的に絶縁された状態で前記ケーシング（１）内の電気回路（７）から前記第１〜第４突部（１１１，１１２，２１３，２１４）まで延設されるとともに、前記第１及び第２電極支持部材（１００，２００）に設けられた第１〜第４リード線（３１０〜３４０）と、
前記第１〜第４突部（１１１，１１２，２１３，２１４）に設けられ、前記第１〜第４リード線（３１０〜３４０）により前記電気回路（７）に電気的に接続された第１〜第４電極（１１〜１４）と、
前記第１及び第２電極（１１，１２）間と前記第３及び第４電極（１３，１４）間とに張設され、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】
前記第１〜第４突部（１１１，１１２，２１３，２１４）の突出量が互いに等しく、前記第１及び第２センシングワイヤ（Ｈ１，Ｈ２）が前記中心軸（５ａ）に平行に延在す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】
前記第２及び第４突部（１１２，２１４）よりも前記電極ホルダ（５）から遠い前記第１及び第３突部（１１１，２１３）の突出量が前記第２及び第４突部（１１２，２１４）の突出量よりも大きく、前記第１及び第２センシングワイヤ（Ｈ１，Ｈ２）間の離間距離（Ｄ）が前記電極ホルダ（５）に近づくにつれて広がる構成であることを特徴とする請求項１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、Ｆ字形の電極支持部材を用いて電極の高さを変えることで、ケーシングの径が大きくなることを防ぎつつ、センシングワイヤを長くできるようにするするための新規な改良に関するものである。
【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５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、空間部１ａを有するケーシング１には、ガスが密封されている。このガスは、前記ケーシング１に設けられた気体ポンプ２によって、ガス流３として空間部１ａに供給される。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、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、前記ケーシング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。この検出部６は、後に説明するブリッジ回路を形成する電気回路７に電気的に接続されている。
【０００３】
次に、図６は図５の検出部６を示す斜視図であり、図７は図５の検出部６と電気回路７との結線を示す回路図である。図において、検出部６は、ピン状の第１〜第４電極１１〜１４と、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２とから構成されている。前記各電極１１〜１４は電極ホルダ５上に各々独立して植設されており、前記ノズル孔４ａ（ガス流３の中心）を通る電極ホルダ５の中心軸５ａを中心として配置されている。また、各電極１１〜１４は、リード線（図示せず）によって前記電気回路７に電気的に接続されている。前記第１及び第２電極１１，１２間には前記第１センシングワイヤＨ１が張設され、前記第３及び第４電極１３，１４間には前記第２センシングワイヤＨ２が張設され、各センシングワイヤＨ１，Ｈ２は、前記電気回路７とともに第１及び第２抵抗Ｒ１，Ｒ２を含むブリッジ回路を形成している（図７参照）。
【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前記ガス流３が偏向し、このガス流３の偏向によって前記センシングワイヤＨ１，Ｈ２間に温度差ができる。この温度差により各センシングワイヤＨ１，Ｈ２の抵抗値に差が生じ、この抵抗値の差が前記ブリッジ回路で電圧Ｖ１として検出され、該電圧Ｖ１から前記角速度が検出される。つまり、前記角速度を前記センシングワイヤＨ１，Ｈ２の温度差に基づいて検出する構成であるので、角速度の検出感度を向上させるためには各センシングワイヤＨ１，Ｈ２の抵抗値を大きくする必要がある。
【０００５】
【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】
【０００６】
上記のような従来のガスレートセンサでは、各電極１１〜１４が同じ高さに設けられているので、各センシングワイヤＨ１，Ｈ２が前記電極ホルダ５の端面５ｂに平行に延在している。このため、抵抗値を大きくするために各センシングワイヤＨ１，Ｈ２を長くすると、ケーシング１の径が大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ケーシングの径が大きくなることを防ぎつつ、各センシングワイヤを長くできるガスレートセンサを提供することである。
【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たノズル板と、前記ノズル板に設けられ前記ガス流を前記空間部に案内するノズル孔と、前記空間部内で前記ノズル板に対向して配置された電極ホルダと、前記電極ホルダから前記ノズル板に向かう高さ方向に沿って前記電極ホルダに立設された第１柱部と、前記高さ方向に互いに間隔をおいて前記第１柱部から突出する第１及び第２突部とからなる絶縁性の第１電極支持部材と、前記高さ方向に沿って前記電極ホルダに立設された第２柱部と、前記高さ方向に互いに間隔をおいて前記第２柱部から突出する第３及び第４突部とからなり、前記電極ホルダの中心軸を中心に前記第１電極支持部材と対称に配置された絶縁性の第２電極支持部材と、互いに電気的に絶縁された状態で前記ケーシング内の電気回路から前記第１〜第４突部まで延設されるとともに、前記第１及び第２電極支持部材に設けられた第１〜第４リード線と、前記第１〜第４突部に設けられ、前記第１〜第４リード線により前記電気回路に電気的に接続された第１〜第４電極と、前記第１及び第２電極間と前記第３及び第４電極間とに張設され、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構成である。
【０００９】
また、前記第１〜第４突部の突出量が互いに等しく、前記第１及び第２センシングワイヤが前記中心軸に平行に延在する構成である。
【００１０】
また、前記第２及び第４突部よりも前記電極ホルダから遠い前記第１及び第３突部の突出量が前記第２及び第４突部の突出量よりも大きく、前記第１及び第２センシングワイヤ間の離間距離が前記電極ホルダに近づくにつれて広がる構成である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のガスレートセンサによれば、Ｆ字形の電極支持部材を用いて電極の高さを変えるので、センシングワイヤを中心軸に平行に又は傾斜させて設けることができ、ケーシングの径が大きくなることを防ぎつつ、センシングワイヤを長くできる。これによって、小形のケーシングを用いつつ、センシングワイヤの抵抗値を大きくすることができるとともに、角速度の検出感度を向上できる。
【００１２】
また、前記第１〜第４突部の突出量が互いに等しく、前記第１及び第２センシングワイヤが前記中心軸に平行に延在するので、より小形のケーシングでもセンシングワイヤを長くでき、より確実に角速度の検出感度を向上できる。
【００１３】
また、前記第２及び第４突部よりも前記電極ホルダから遠い前記第１及び第３突部の突出量が前記第２及び第４突部の突出量よりも大きく、前記第１及び第２センシングワイヤ間の離間距離が前記電極ホルダに近づくにつれて広がる構成であるので、前記電極ホルダに近づくにつれて放射状に広がるガス流に沿って第１及び第２センシングワイヤを設けることができ、より確実に角速度の検出感度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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６を示す斜視図であり、図２は図１の検出部６を示す正面図である。なお、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。図において、電極ホルダ５には、Ｆ字形の第１及び第２電極支持部材１００，２００が植設されている。前記第１電極支持部材１００は、第１柱部１１０と、第１及び第２突部１１１，１１２とから構成されており、前記第１柱部１１０は、前記電極ホルダ５から前記ノズル板４（図５参照）に向かう方向である高さ方向Ａに沿って前記電極ホルダ５に立設されている。前記第１及び第２突部１１１，１１２は前記高さ方向Ａに互いに間隔をおいて前記第１柱部１１０から突出している。詳細には、前記第１及び第２突部１１１，１１２は電極ホルダ５の中心軸５ａに向かって突出しており、各突部１１１，１１２の突出量は等しい。なお、中心軸５ａは、電極ホルダ５の端面５ｂに垂直であるとともに前記ノズル孔４ａ（図５参照）を通る直線であり、前記高さ方向Ａに平行な直線である。
【００１５】
前記第１電極支持部材１００は絶縁性素材で形成されており、図２に示すように、該第１電極支持部材１００には互いに絶縁された状態で第１及び第２リード線３１０，３２０が埋設されている。この第１及び第２リード線３１０，３２０は、前記電気回路７（図５参照）から前記第１及び第２突部１１１，１１２の先端まで延設されており、該先端に設けられた第１及び第２電極１１，１２を前記電気回路７に電気的に接続している。
【００１６】
前記第１及び第２電極１１，１２間には第１センシングワイヤＨ１が張設されており、該第１センシングワイヤＨ１は前記中心軸５ａに平行に延在している。換言すると、第１センシングワイヤＨ１は、ケーシング１に角速度が加えられていないときのガス流３の中心と平行に延在している。
【００１７】
前記第２電極支持部材２００は、前記中心軸５ａを中心に前記第１電極支持部材１００と対称に配置されている。つまり、第１及び第２電極支持部材１００，２００と中心軸５ａとは一直線上に位置しており、各電極支持部材１００，２００と中心軸５ａとの離間距離は等しい。
【００１８】
前記第２電極支持部材２００の構成は、前記第１電極支持部材１００と同様である。すなわち、第２電極支持部材２００は、第２柱部２１０と、第３及び第４突部２１３，２１４とから構成されており、前記第２柱部２１０は前記高さ方向Ａに沿って前記電極ホルダ５に立設され、前記第３及び第４突部２１３，２１４は前記高さ方向Ａに互いに間隔をおいて前記第２柱部２１０から突出している。なお、第３及び第４突部２１３，２１４の突出量は前記第１及び第２突部１１１，１１２の突出量と等しく、第３突部２１３は第１突部１１１と同じ高さに設けられ、第４突部２１４は第２突部１１２と同じ高さに設けられている。また、前記第２電極支持部材２００は絶縁性素材で形成されており、図２にしめすように、該第２電極支持部材２００には互いに絶縁された状態で第３及び第４リード線３３０，３４０が埋設されている。この第３及び第４リード線３３０，３４０は前記電気回路７から前記第３及び第４突部２１３，２１４の先端まで延設されており、前記先端に設けられた第３及び第４電極１３，１４を電気回路７に電気的に接続している。この第３及び第４電極１３，１４間には、前記第１センシングワイヤＨ１と同様に、第２センシングワイヤＨ２が張設されている。
【００１９】
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（図７参照）、該ブリッジ回路によってケーシング１（図５参照）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が検出される。
【００２０】
このようなガスレートセンサによれば、高さ方向に互いに間隔をおいて柱部１１０，２１０から突出する各突部１１１，１１２，２１３，２１４に各電極１１〜１４が設けられるので、センシングワイヤＨ１，Ｈ２を中心軸５ａに平行に設けることができ、ケーシング１の径が大きくなることを防ぎつつ、センシングワイヤＨ１，Ｈ２を長くできる。これによって、小形のケーシング１を用いつつ、センシングワイヤＨ１，Ｈ２の抵抗値を大きくすることができるとともに、角速度の検出感度を向上できる。
【００２１】
また、前記第１〜第４突部１１１，１１２，２１３，２１４の突出量が互いに等しく、前記第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２が前記中心軸５ａに平行に延在するので、より小形のケーシングでもセンシングワイヤを長くでき、より確実に角速度の検出感度を向上できる。
【００２２】
実施の形態２．
図３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６を示す斜視図であり、図４は図３の検出部６を示す正面図である。なお、実施の形態１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。実施の形態１では、前記第１〜第４突部１１１，１１２，２１３，２１４の突出量が互いに等しくされている構成を説明したが、この実施の形態２では、より前記電極ホルダ５から遠い前記第１及び第３突部１１１，２１３の突出量が前記第２及び第４突部１１２，２１４の突出量よりも大きくされている。従って、前記第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２間の離間距離Ｄが前記電極ホルダ５に近づくにつれて広がるように構成されている。
【００２３】
このようなガスレートセンサでは、前記第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２間の離間距離が前記電極ホルダ５に近づくにつれて広がる構成であるので、前記電極ホルダ５に近づくにつれて放射状に広がるガス流３に沿って第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２を設けることができ、より確実に角速度の検出感度を向上できる。
【００２４】
なお、実施の形態１，２では、１軸の角速度を検出する１軸型の検出部６について説明したが、本発明は２軸型の検出部にも適用できる。すなわち、Ｆ字形の第３及び第４電極支持部材をさらに設けて、該第３及び第４電極支持部材の第５〜第８突部に第５〜第８電極を設け、前記第５及び第６電極間に第３センシングワイヤを張設するとともに、前記第７及び第８電極間に第４センシングワイヤを張設してもよい。
【００２５】
また、実施の形態１，２では、リード線３１０〜３４０は電極支持部材１００，２００に埋設すると説明したが、電極支持部材の外壁に沿って設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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】図１の検出部を示す正面図である。
【図３】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４】図３の検出部を示す正面図である。
【図５】従来のガスレートセンサを示す構成図である。
【図６】図５の検出部を示す斜視図である。
【図７】図５の検出部と電気回路との結線を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２７】
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
５ａ  中心軸
７  電気回路
１１〜１４  第１〜第４電極
１００，２００  第１及び第２電極支持部材
１１０，２１０  第１及び第２柱部
１１１，１１２，２１３，２１４  第１〜第４突部
３１０〜３４０  第１〜第４リード線
Ａ  高さ方向
Ｄ  離間距離
Ｈ１，Ｈ２  センシングワイヤ
【図１】
2009014534.tif 000003
【図２】
2009014534.tif 000004
【図３】
2009014534.tif 000005
【図４】
2009014534.tif 000006
【図５】
2009014534.tif 000007
【図６】
2009014534.tif 000008
【図７】
2009014534.tif 000009