JPH04158264A

JPH04158264A - ガスレートセンサ

Info

Publication number: JPH04158264A
Application number: JP2281950A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sakamoto; 修坂本
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1992-06-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ａ、産業上の利用分野本発明は、ガスレートセンサに関し、特に、電磁ポンプ
を用いてガスを循環させ、全体構成を小形化すると共に
、特性を向上させるための新規な改良に関する。

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、種々の構成が採用されているが、その中で代表的な
構成について述べると、第４図から第６図に示される特
願昭６１−２２４８６８号明細書の従来例に開示された
構成を挙げることができる。

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、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。

このポンプホルダ２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、その周縁部がポンプホルダ
２に一体状に固着されることによつて、電歪振動ポンプ
４（気体ポンプ）が形成されている。

又、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５図に示されるように構成されて
いる。

すなわち、電極ホルダ５には、４個のガス案内孔５ａ〜
５ｄが形成され、さらに、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６
８〜６ｄのうち、電極６ａ及び６ｂ間及び６Ｃ及び６ｄ
間には、ホットワイヤ７ａ及び７ｂが溶着によって接続
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、この中継端子板３とノズル板１０
との間には、それらのほぼ中間位Ｗにダストプレート１
１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、ポンプ室１２が形成され
ており、この電歪振動ポンプ４によって送り出されたガ
スは、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経てガス流路１３に送ら
れる。

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、又、ホットワイヤ
７ａ及び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。

又、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
する電力及び前記ホットワイヤ７ａ及び７ｂを加熱する
ために要する電力を、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。

又、この外部端子１８は、信号処理回路部１４を経た後
のホットワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を外部に出力さ
せる作用を有する。

従来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及び電
極ホルダ５の吐出口５ｅを介して流路１３に流れ、ノズ
ル板１０とダストプレート１１との間に形成された空間
に導かれ、ノズル孔８と補助口９とを経て、ケーシング
１内の中空円筒部ｌａ内の空間部ｌｂ内を、各電極６ａ
〜６ｄに向かって噴出される。

前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄに溶接された各ホ
ットワイヤ７ａ及び７ｂを均等に冷却した後、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、流路１３を経てノズル板１０に戻り、ケー
シング１内を矢印の方向に従って循環している。

前述の状態で、ケーシング１に角速度が印加されない場
合には、各ホットワイヤ７ａ及び７ｂは均一に冷却され
るが、外部から角速度が加えられた場合には、ガス流が
ケーシング１内において偏位し、各ホットワイヤ７ａ及
び７ｂの間において不均一状態が生じ、そのために各ホ
ットワイヤ７ａ及び７ｂ間には、微少な電圧差が発生し
、この電圧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。

Ｃ１発明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
たため、次のような課題が存在していた。

すなわち、従来構成においては、気体ポンプとして圧電
方式のバイモルフ型のポンプを用いてガスを循環させて
いたが、このバイモルフの形状寸法と固有振動数（共振
を利用している）は密接な関係があり、一般に小形化を
すると固有振動数が小さく且つ振動振巾も小さくなる。

従って、ガスレートセンサを小形化するためには、バイ
モルフを小形化しなければならないが、実際にはこのバ
イモルフの寸法を種々作ることは殆ど不可能で、一般に
市販されている標準仕様のバイモルフの寸法に合わせて
ガスレートセンサを製作するのが実態であった。

そのため、ガスレートセンの特性向上及び小形化と云う
課題に対しては、バイモルフを用いたのでは限界があり
、さらに、バイモルフの特性に関しては、バイモルフの
固有振動周波数及び振動振巾の温度特性がガスレートセ
ンサの特性向上の最大ネックとなっていた。

本発明は、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、電磁ポンプを用いてガスを循環させ、全
体構成を小形化すると共に、特性を向上させるようにし
たガスレートセンサを提供することを目的とする。

８１課題を解決するための手段本発明による気体レートセンサは、ケーシングに設けら
れた気体ポンプと、前記ケーシング内に設けられた複数
のセンサとを有し、角速度入力時の前記気体ポンプから
送られた気体の偏りを前記各センサで検出するようにし
たガスレートセンサにおいて、前記気体ポンプは、電磁
ポンプよりなる構成である。

さらに詳細には、前記電磁ポンプは、保持ケースに設け
られた磁石と、前記磁石に対向して設けられた振動子と
、前記振動子に設けられ前記磁石と対向する磁性体と、
前記磁性体に設けられた駆動コイルとを備えた構成であ
る。

ｅ　　作　　用本発明によるガスレートセンサにおいては、気体ポンプ
として電磁ポンプが用いられているため、電磁振動によ
る振動子の振動によってガスの循環を行うことができ、
マグネット、コイル、振動子の形状を任意に変えること
ができ、振動子の共振点を利用する必要がなくなり、ガ
スレートセンサの形状、寸法を自由に変えることが可能
で、特性の向上を得ることができる。

ｆ、実施例以下、図面と共に本発明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−又は同等部分には、同一符号を用いて
説明する。

第１図から第３図迄は、本発明によるガスレートセンサ
を示すためのもので、第１図は全体構成を示す断面図、
第２図は電磁ポンプの側面図、第３図は電磁ポンプの断
面図である。

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の一端１ａには、端子１８を
有する端子板の作用をなす保持ケース２が設けられてい
ると共に、その他端１ｂには、断面コの字形をなす蓋体
２０及び輪状保持体２１が設けられている。

前記ポンプホルダ２の内面２ａには、磁石２２が設けら
れていると共に、この保持ケース２がら離間した前記ケ
ーシング１内には、板状の振動子４ａを有する振動子ホ
ルダ２３が対向・固定して設けられている。

前記振動子４ａは、柔軟性のある金属板で構成され、且
つ前記振動子ホルダ２３との間で空隙よりなるポンプ室
２４を構成するように輪状支持体２５を介して設けられ
ており、前記振動子ホルダ２３には、吐出孔２３ａが形
成されている。

前記振動子４ａには、駆動コイル２６を有する磁性体２
７が設けられており、この磁性体２７は前記磁石２２と
間隔りをおいて対向配設されている。

従って、前述の保持ケース２、磁石２２、磁性体２７、
駆動コイル２６、振動子４ａ、振動子ホルダ２３及び吐
出孔２３ａによって気体ポンプとしての電磁ポンプ４を
構成している。

前記振動子ホルダ２３に隣接する前記ケーシング１内に
は、電極ホルダ５の鍔部５ａが固定されており、この電
極ホルダ５の内側部５ｂには、従来構成と同様に、各一
対の棒状の電極６ａ、６ｃ及び６ｂ、６ｄ間に張設され
た一対のホットワイヤからなるセンサ７ａ、７ｂが設け
られている。

前記輪状保持体２１の中心に形成された保持孔２１ａに
は、長手形状のキャップ形をなすノズル体１０の一端１
０ａが嵌合保持されており、このノズル体１０の他端１
０ｂは、前記電極ホルダ５に接続されている。

従って、前記吐出孔２３ａから吐出されたガスは、前記
電極ホルダ５の第１貫通孔５Ｃ１前記ノズル体１０の筒
形１０ｃとケーシング１間に形成されたガス通路３０、
前記輪状保持体２１に形成された第２貫通孔２１ｂ及び
ノズル体１０に形成されたノズル孔８を介して、矢印の
ように前記各センサ７ａ、７ｂに供給され、各ホルダ７
ａ。

７ｂを通過したガスは、再び、前記吐出孔２３ａからポ
ンプ室１２内に戻るように構成されている。

すなわち、前記吐出孔２３ａは、すでに周知技術である
が、第１Ａ図に示すように、振動子４ａの連続振動によ
り、矢印Ａに沿ってガスを吐出すると同時に、その周囲
から矢印Ｂに沿ってガスを吸入するように構成されてい
る。

本発明による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、駆動コイル２６に所定の交流信号を印加すると、
磁石２２との電磁作用に基づいて振動子４ａが振動し、
ポンプ室１２内のガスが圧縮され、この圧縮ガスは吐出
口２３ａからガス流路３０を経て各センサ７ａ、７ｂに
送られる。

前述の圧縮ガスは、各センサ７ａ、７ｂを均等に冷却し
、密閉化されたケーシング１内を矢印の方向に沿って循
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ない場
合には、各ホットワイヤ７ａ及び７ｂは均一に冷却され
るが、外部から角速度が加えられた場合には、ガス流が
ケーシング内において偏位し、各ホットワイヤ７ａ及び
７ｂの間において不均一状態が生じ、そのために各ホッ
トワイヤ７ａ及び７ｂ間には、微少な電圧差が発生し、
この電圧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。

尚、センサ７ａ、７ｂはホットワイヤに限らず、歪ゲー
ジ等を用いることもできる。

ｇ０発明の効果本発明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、次のような効果を有することができる。

すなわち、気体ポンプとして電磁ポンプが用いられてい
るため、従来のバイモルフ形のポンプのように形状及び
寸法にとられれることなく、自在にその形状を変えるこ
とができ、ガスレートセンサの形状、寸法を自由に変え
ることができ、特性の向上を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３国道は、本発明によるガスレートセンサ
を示すためのもので、第１図は全体構成を示す断面図、
第１Ａ図は第１図の要部の拡大断面図、第２図は電磁ポ
ンプの側面図、第３図は電磁ポンプの断面図、第４図か
ら第６国道は、従来のガスレートセンサを示すもので、
第４図は断面図、第５図は要部の側面図、第６図はブロ
ック図である。１はゲージング、２は保持ケース、４は気体ポンプ（電
磁ポンプ）、４ａは振動子、７ａ、７ｂはセンサ、２２
は磁石、２６は駆動コイル、２７は磁性体である。第１図（１）はケーシング第２図　　　　第３図第４図第５図　　　　　　第。。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ケーシング（１）に設けられた気体ポンプ（４）
と、前記ケーシング（４）内に設けられた複数のセンサ
（７ａ、７ｂ）とを有し、角速度入力時の前記気体ポン
プ（４）から送られた気体の偏りを前記各センサ（７ａ
、７ｂ）で検出するようにしたガスレートセンサにおい
て、前記気体ポンプは、電磁ポンプよりなることを特徴とす
るガスレートセンサ。
（２）前記電磁ポンプ（４）は、保持ケース（２）に設
けられた磁石（２２）と、前記磁石（２２）に対向して
設けられた振動子（４ａ）と、前記振動子（４ａ）に設
けられ前記磁石（２２）と対向する磁性体（２７）と、
前記磁性体（２７）に設けられた駆動コイル（２６）と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のガスレートセ
ンサ。