(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、頂部に第１及び第３電極１１，１３が設けられた中央電極体１００を中心として第２及び第４電極１２，１４を対称に設け、前記第２及び第４電極１２，１４の高さを前記中央電極体１００よりも低くすることで、センサワイヤＨ１，Ｈ２が電極ホルダ５の端面５ｂに対して傾斜するように構成した。【選択図】図１
2009014535.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）の中心位置（Ｐ）でその中心軸（５ａ）に沿って前記電極ホルダ（５）に立設された中央電極体（１００）と、
前記中央電極体（１００）の頂部（１００ａ）に設けられた第１及び第３電極（１１，１３）と、
前記中央電極体（１００）を中心として互いに対称に配置され前記中央電極体（１００）よりも高さが低い棒状をなす第２及び第４電極（１２，１４）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】
前記中央電極体（１００）は、前記第１及び第３電極（１１，１３）が電気的及び機械的に一体に形成された導電部材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。
【請求項３】
前記中央電極体（１００）は、前記第１及び第３電極（１１，１３）を互いに絶縁した状態で支持する絶縁部材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、頂部に第１及び第３電極が設けられた中央電極体を中心として第２及び第４電極を対称に設け、前記第２及び第４電極の高さを前記中央電極体よりも低くすることで、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３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４は図３の検出部６を示す斜視図であり、図５は図３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、棒状の第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５参照）。
【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、前記電極ホルダの中心位置でその中心軸に沿って前記電極ホルダに立設された中央電極体と、前記中央電極体頂部に設けられた第１及び第３電極と、前記中央電極体を中心として互いに対称に配置され前記中央電極体よりも高さが低い棒状をなす第２及び第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ている構成である。
【０００９】
また、前記中央電極体は、前記第１及び第３電極が電気的及び機械的に一体に形成された導電部材である。
【００１０】
また、前記中央電極体は、前記第１及び第３電極を互いに絶縁した状態で支持する絶縁部材である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のガスレートセンサによれば、頂部に第１及び第３電極が設けられた中央電極体を中心として第２及び第４電極を対称に設け、前記第２及び第４電極の高さを前記中央電極体よりも低くされているので、前記第１及び第２センシングワイヤを前記電極ホルダの端面に対して傾斜させることができ、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、小型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、角速度の検出感度を向上できる。さらに、第１及び第２センシングワイヤ間の離間距離が電極ホルダに近づくにつれて広がるように構成でき、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。
【００１２】
前記中央電極体は、前記第１及び第３電極が電気的及び機械的に一体に形成された導電部材であるので、簡単な構成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、製造コストを抑えつつ角速度検出精度を向上できる。
【００１３】
前記中央電極体は、前記第１及び第３電極を互いに絶縁した状態で支持する絶縁部材であるので、ケーシングの径が大きくなることを防ぎつつ、より確実にセンシングワイヤを長くできる。
【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の中心位置Ｐには、該電極ホルダ５の中心軸５ａに沿って棒状の中央電極体１００が立設されており、この中央電極体１００の頂部１００ａには第１及び第３電極１１，１３が設けられている。この中央電極体１００は全体として導電部材で形成されており、第１及び第３電極１１，１３が電気的及び機械的に一体に構成されたものである。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ノズル孔４ａ（図３参照）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】
また、前記電極ホルダ５には、前記中央電極体１００を中心として互いに対称に棒状の第２及び第４電極１２，１４が立設されている。つまり、前記第２及び第４電極１２，１４と前記中央電極体１００とは一直線上に設けられており、第２及び第４電極１２，１４と中心軸５ａとの離間距離は等しい。前記中央電極体１００（第１電極１１）と前記第２電極１２との間には第１センシングワイヤＨ１が張設され、前記中央電極体１００（第３電極１３）と前記第４電極１４との間には第２センシングワイヤＨ２が張設されている。前記第２及び第４電極１２，１４の高さは前記中央電極体１００よりも低くされており、前記第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２は前記電極ホルダ５の端面５ｂに対して傾斜して延在するとともに、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２間の離間距離が電極ホルダ５に近づくにつれて広がる構成とされている。
【００１６】
このようなガスレートセンサでは、頂部１００ａに第１及び第３電極１１，１３が設けられた中央電極体１００を中心として第２及び第４電極１２，１４を対称に設け、前記第２及び第４電極１２，１４の高さを前記中央電極体１００よりも低くしているので、前記第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２を前記電極ホルダ５の端面５ｂに対して傾斜させることができ、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、小型のケーシング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。さらに、第１及び第２センシングワイヤＨ１，Ｈ２間の離間距離が電極ホルダ５に近づくにつれて広がるように構成でき、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。
【００１７】
また、前記中央電極体１００は、前記第１及び第３電極１１，１３を電気的及び機械的に一体に形成した導電部材であるので、簡単な構成でケーシング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、製造コストを抑えつつ角速度検出精度を向上できる。
【００１８】
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６を示す斜視図である。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、中央電極体１００は、前記第１及び第３電極１１，１３が電気的及び機械的に一体に形成された導電部材であると説明したが、この実施の形態２の中央電極体１００は、頂部１００ａに第１及び第３電極１１，１３が設けられた絶縁部材である。すなわち、前記第１及び第３電極１１，１３は、互いに絶縁された状態で前記中央電極体１００に支持されており、前記中央電極体１００に埋設されたリード線（図示せず）によって前記電気回路７（図３参照）に電気的に接続されている。
【００１９】
このようなガスレートセンサでは、前記中央電極体１００は、前記第１及び第３電極１１，１３を互いに絶縁した状態で支持する絶縁部材であるので、ケーシング１の径が大きくなることを防ぎつつ、より確実にセンシングワイヤＨ１，Ｈ２を長くできる。
【００２０】
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、第１〜第４電極１１〜１４と同様に第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することで、２軸型の検出部を構成できる。特に、実施の形態２で示したように、中央電極体を絶縁部材で形成することで、中央電極体によって支持される４つの電極を互いに絶縁させることができ、第１及び第２センシングワイヤを組み込んだブリッジ回路と第３及び第４センシングワイヤを組み込んだブリッジ回路とを電気的に独立させることができる。これにより、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】
【００２１】
【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】従来のガスレートセンサを示す構成図である。
【図４】図３の検出部を示す斜視図である。
【図５】図３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】
【００２２】
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
６  検出部
７  電気回路
１１〜１４  第１〜第４電極
１００  中央電極体
１００ａ  頂部
Ａ  高さ方向
Ｈ１，Ｈ２  第１及び第２センシングワイヤ
Ｐ  中心位置
【図１】
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【図２】
2009014535.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009014535.tif 000006
【図５】
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