JPH04306Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はガス流の偏向によつて物体の角速度を
検出するガスレートセンサに関するものであり、
特に、ガス流の偏向を検出するフローセンサの感
温素子とこの感温素子を保持するスタツドとの接
続固定手段の改良に関するものである。

（従来の技術とその課題） 一般にガスレートセンサと呼称されている角速
度センサは密封したケーシング内でノズルからフ
ローセンサの感温素子に向けてガス流を噴出させ
ておき、ガスレートセンサに外部から加わる角速
度の影響によつてガス流が偏向したときに生ずる
フローセンサの出力値の変化により角速度（レー
ト）の大きさを検出するものである。この種のガ
スレートセンサはジヤイロコンパスに比して振動
に強く、高感度で且つ優れた応答性を有している
ために船舶や自動車等の進路調整或は姿勢制御等
に使用される。

かかるガスレートセンサは第１図に示すように
ケーシング１内にセンサ本体２が嵌挿されてお
り、このセンサ本体２の前、後端側は端板３，４
により密封されている。センサ本体２の一端には
ノズル孔５ａ及び整流孔５ｂが穿設されたノズル
ピース５が形成されており、他端部はホルダ６を
介してケーシング１に固定されている。ホルダ７
はセンサ本体２内に前記ホルダ６寄りに嵌装され
ており、このホルダ７にはノズル孔５ａと対向す
る位置にガス流速検出用のフローセンサ８が配設
されている。このフローセンサ８は所定の間隔で
配列された一対の感温素子８ａ，８ｂで形成され
ている。感温素子８ａは第２図に示すようにホル
ダ７に所定の間隔で垂直に挿通固定された２個の
スタツド８１，８２の端面８１ａ，８２ａに夫々
両端部が当接され、これらの両者間がボンデイン
グ８４，８５により接続固定されたものである。
感温センサ８ｂも感温センサ８ａと同様に形成さ
れている。

ホルダ６と端板３との間にはポンプ室９が形成
されており、このポンプ室９内にはオリフイス１
０ａが穿設されたピエゾプレート１０が収納され
ている。ピエゾプレート１０は接続端子１１を介
して供給される電流により振動するようになつて
おり、この振動によるポンプ作用によりポンプ室
９内のガスを圧縮するようになつている。ケーシ
ング１とセンサ本体２との間には軸方向にガス流
通路１２が形成されており、このガス流通路１２
の一端は流路１３及びホルダ６の吐出孔６ａを介
してポンプ室９に、他端は流路１４を介してノズ
ル孔５ａ及び整流孔５ｂに夫々連通されている。

かかる構成において、ピエゾプレート１０が付
勢されて振動するとポンプ室９のピエゾプレート
１０の左側部分内のガスが圧縮されてピエゾプレ
ート１０のオリフイス１０ａ及びホルダ６の吐出
孔６ａを通して流路１２内を軸方向に流れて流路
１４に至る。流路１４内のガスはノズル孔５ａよ
り内側流路１５内に感温素子８ａ，８ｂに向かつ
て噴出される。次いで、ホルダ７の通孔７ａ及び
排気室１６を経てポンプ室９のピエゾプレート１
０の右方向への変位によりオリフイス１０ａを通
つてポンプ室９のピエゾプレート１０の左側部分
に戻される。ここで、ガスレートセンサに対して
外部から角速度が加わると、内側流路１５内でガ
ス流が偏向されて２つの感温素子８ａ，８ｂ間の
出力に微差が発生する。この出力偏差により当該
ガスレートセンサに作用する角速度を検出する。

この種のガスレートセンサは上述のように感温
素子対がガス流によつて受けるガスの放熱分布の
微差によつて角速度を検出するものであり、検出
精度を高めるためにはフローセンサ８の取付精度
を高めると共に電気的、熱的に安定させることが
必要である。

しかしながら、前記ガスレートセンサにおいて
はフローセンサの各スタツドと感温素子とを１箇
所で、且つ適当な箇所で固定するようにしている
ため、さらにはスタツドと感温素子との熱容量の
差が大きいことあるいは物性的に接続条件が悪い
こと等のため、十分な接続強度を得難く、また、
感温素子をスタツド間に真直に張設し難いため精
度の良いガス流の検出が行えない。他方、両者間
の接触抵抗が大きく、また、感温素子の抵抗温度
係数が変化し、しかも場合によつてはケーシング
の受けた振動が感温素子に伝わつて当該感温素子
が振動し、電気的、熱的に不安定となり、これに
伴いセンサの検出精度が低下するという欠点があ
つた。

本考案は、感温素子とスタツドとを強固にしか
も機械的にも電気的にも高精度で接続固定して、
電気的及び熱的に安定したガスレートセンサを提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく、ケーシング内に収納さ
れたセンサ本体のノズル孔から当該センサ本体内
に配され、両側部が夫々スタツドを介してベース
に固定された感温素子を有するフローセンサに向
けて噴出させたガス流に対して角速度が作用した
ときに生ずるガスの偏向に基づく前記フローセン
サの出力変化により前記角速度を検出するガスレ
ートセンサにおいて、前記感温素子及び前記両ス
タツドの各々に金メツキを施し、該感温素子の各
端部と前記スタツドとを少なくとも２箇所でボン
デイングにより接続固定し、且つその内の少なく
とも１箇所を当該スタツドの最内側位置で固定し
たことを特徴とする。

（作用） 感温素子の各端部の２つの固定箇所の内、１箇
所をスタツドの最内側位置としたので、ガス流を
受けても最内側位置間の感温素子の有する抵抗値
は変化しない。

また、感温素子の各端部をスタツドの最内側位
置に加えてもう１箇所で固定するようにしたの
で、感温素子はスタツドに対して強固に接続さ
れ、感温素子に張りをもたせることができるとと
もに、ケーシングの振動による感温素子の位置ず
れやたるみ、接触抵抗の変動を防ぐことができ
る。

更に、感温素子及びスタツドのそれぞれに金メ
ツキを施し、その金同士を融合させて感温素子と
スタツドとを接続するようにしたので、接触抵抗
が小さい。

（実施例） 以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

第３，４図において本考案の一実施例が示さ
れ、ホルダ２０は前記ホルダ７と同様にフローセ
ンサのベースを形成するための円形盤体で、中央
部には通孔２０ａが、半径方向の同心円上には等
間隔で複数例えば４個の通孔２０ｂが穿設されて
いる。更に、これらの通孔２０ａと２０ｂとの間
には同心円上に４個の孔２１ａ〜２１ｄが穿設さ
れている。そして、これらの孔２１ａ〜２１ｄに
はスタツド２２〜２５が挿通固定されている。こ
れらの各スタツド２２〜２５は例えばタングステ
ン部材で形成されており、下地メツキとしてニツ
ケルメツキが施され、表面に金メツキが施されて
いる。尚、各スタツド２２〜２５はホルダ２０の
盤面２０ｃに対して垂直に配設されており、更
に、ホルダ２０の盤面２０ｃから各スタツド２２
〜２５の一側端面までの距離は等しくなつてい
る。

感温素子２６は電熱線（ヒートワイヤ）で、例
えばタングステン細線で形成されており、前記ス
タツドと同様に表面に金メツキが施されている。
この感温素子２６の一端部２６ａはスタツド２２
の端面２２ａに、他端部２６ｂはスタツド２３の
端面２３ａ（第４図）に夫々当接されており、こ
れらの各スタツド２２，２３と感温素子２６とは
夫々数例えば２箇所でボンデイング３０，３１，
３２，３３により接続されている。ボンデイング
による接続は例えば直径30μ程度のオリフイス孔
を有する筒状の治具内に接合用の金細線を挿入し
てオリフイス孔の部分で溶融し、当該オリフイス
孔から所定の接合箇所に溶出させて行なう。各ス
タツド２２，２３の１つのボンデイング３０，３
２は感温素子２６をこれらの各スタツド２２，２
３に固定するためのものであり、適宜の箇所とし
てスタツドの軸芯よりも外側寄り位置で接続す
る。各スタツド２２，２３のもう１つのボンデイ
ング３１，３３の位置は対向するこれらの各スタ
ツド２２，２３の最内側面２２ｂ，２３ｂ（第４
図）と合致する端面周縁部に設定されている。こ
のようにして、スタツド２２，２３に感温素子２
６を接続固定する。同様にしてスタツド２４，２
５に感温素子２７を接続固定する。

かかる構成のホルダ２０を前記ホルダ７（第１
図）に代えてセンサ本体２内に装着する。各感温
素子２６及び２７は夫々スタツド２２，２３及び
２４，２５に２箇所でボンデイングされ、しかも
１箇所はスタツドの端面最内側に位置しているた
めにスタツドに強固に固定されており、両者間の
接触抵抗は非常に小さい。また、仮令ケーシング
１が振動した場合でも感温素子２６，２７は振動
することがなく、前記接触抵抗が変動することは
ない。従つて、感温素子２６，２７は電気的、熱
的に極めて安定し、これに伴いセンサの検出精度
が向上する。

また、前述のように感温素子及びスタツドの各
材質としてタングステンを用い、しかも、感温素
子及びスタツドのそれぞれに金メツキを施し、そ
の金同士を融合させて感温素子とスタツドとを接
続するようにしたので、感温素子はその素子の融
点以上の熱を受けず、よつて抵抗温度係数を含む
感温素子の諸特性が変化せず、検出精度が向上す
る。

（考案の効果） 以上説明したようにこの考案のガスレートセン
サによれば、感温素子の各端部の２つの固定箇所
の内、１箇所をスタツドの最内側位置としたの
で、ガス流を受けても最内側位置間の感温素子の
有する抵抗値は変化せず、電気的に安定し、検出
精度が向上する。

また、感温素子の各端部をスタツドの最内側位
置に加えてもう１箇所で固定するようにしたの
で、感温素子はスタツドに対して強固に接続さ
れ、ケーシングの振動による感温素子の位置ずれ
やたるみ、接触抵抗の変動を防ぐことができ、電
気的、電気的に安定し、検出精度が向上するとと
もに、感温素子をスタツド間に張りをもたせて取
り付けることができるので、ガス流を高精度で検
出することができる。

更に、感温素子及びスタツドのそれぞれに金メ
ツキを施し、その金同士を融合させて感温素子と
スタツドとを接続するようにしたので、接触抵抗
が小さく、検出精度向上に資する。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスレートセンサの縦断面図、第２図
は第１図のガスレートセンサに使用されている従
来のフローセンサの断面図、第３図は考案に係る
ガスレートセンサに使用するフローセンサの一実
施例を示す端面図、第４図は第３図のＡ−A′断
面図である。 １……ケーシング、２……センサ本体、５ａ…
…ノズル孔、８……フローセンサ、２０……ホル
ダ（ベース）、２２，２３……スタツド、２６，
２７……感温センサ（感温素子）、３０，３１，
３２，３３……ボンデイング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシング内に収納されたセンサ本体のノズル
   孔から当該センサ本体内に配され、両端部が夫々
   スタツドを介してベースに固定された感温素子を
   有するフローセンサに向けて噴出させたガス流に
   対して角速度が作用したときに生ずるガスの偏向
   に基づく前記フローセンサの出力変化により前記
   角速度を検出するガスレートセンサにおいて、前
   記感温素子及び前記両スタツドの各々に金メツキ
   を施し、該感温素子の各端部と前記スタツドとを
   少なくとも２箇所でボンデイングにより接続固定
   し、且つその内の少なくとも１箇所を当該スタツ
   ドの最内側位置で固定したことを特徴とするガス
   レートセンサ。