JPH0645894Y2

JPH0645894Y2 - 供試体表層部の風速プローブ

Info

Publication number: JPH0645894Y2
Application number: JP5366991U
Authority: JP
Inventors: 惣二鈴木
Original assignee: 本田工業株式会社
Priority date: 1991-06-14
Filing date: 1991-06-14
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2004-11-24
Also published as: JPH04138276U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、供試体表層部の風速プ
ローブに係わり、更に詳しくは流体実験において供試体
裏面に取付け且つプローブヘッドのみを表面に突出させ
て供試体表層部の流体速度を測定するための風速プロー
ブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、風速プローブは、本出願人の先願
に係る特開平２−110322号公報にて開示されている。そ
れによれば、円筒状の基台の先端に内部中空の支持体を
取付け、該基台及び支持体の中空部に配設し、且つ先端
を支持体から若干突出させた配線材に、ゲルマニウム単
結晶の小片で形成したセンサ素子を被覆部材で外被した
プローブヘッドを固定した構造のものであり、前記基台
の長さ方向基端には、センサ素子にリード線、配線材を
介して電気的に接続された端子を有している。

【０００３】そして、風洞実験においては、三次元的に
位置設定可能なアームを有するトラバース装置の該アー
ムに、１個又は複数個の前記プローブの基台を取付けて
風速を測定するのである。通常、この種の風洞実験で
は、風洞装置内に供試体を置き、前記プローブのヘッド
を供試体の表面から所定距離に設定し、該供試体の表層
部の風速を測定している。そして、前記アームを順次移
動させて多数ポイントの風速を測定しているのが現状で
ある。

【０００４】しかし、従来構造の風速プローブを用いる
限り、トラバース装置のアームに複数個のプローブを取
付けたとしても、複雑な形状の供試体の多数ポイントを
全て測定するには、長時間を要するのである。測定に長
時間を要することは、実験効率の観点から好ましくない
ばかりでなく、実験環境が変化する恐れもあり、実験精
度の観点からも好ましいとは言えないのである。また、
従来構造の風速プローブは、供試体の外部にそれを支持
固定するためのアーム等の構造物が露出し、供試体表層
部の流れを乱し、その結果、後流が実際とは異なる流れ
になっていた。このことは、多数ポイントを同時に測定
する上で支障になっていた。

【０００５】尚、多数ポイントを同時に測定する目的
で、複数台のトラバース装置を設置することは、風洞内
のスペースの制約があり、また当然コスト高となり、更
には流体の流れを大きく乱すことになり、現実的ではな
いのである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】本考案は前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、流体実験において供
試体の表層部の流れを乱すことなくその風速を測定でき
るとともに、多数ポイントの風速を同時に測定可能とす
べく、従来のトラバース装置によらないで直接供試体の
裏面に取付け且つプローブヘッドのみ表面に突出させて
使用することができる供試体表層部の風速プローブを提
供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、前述の課題解
決のために、供試体の裏面に取付ける端面に接着層を形
成した固定部と、内部に該固定部の中心孔に連通した空
洞を形成した円筒状の案内部とからなる取付体を有する
とともに、該取付体の空洞内に進退可能に内装した移動
体を有し、該移動体には前記中心孔から供試体に形成し
た開口に貫通する支持体を固定し、該支持体の先端には
風速測定用センサ素子を内装したプローブヘッドを固定
してなる供試体表層部の風速プローブを構成した。

【０００８】また、前記案内部の空洞内壁と移動体の外
周面に互いに螺合するネジ部を形成するとともに、該移
動体には先端を案内部から突出させた操作体を固定して
なることが実用上好ましい。

【０００９】

【作用】以上の如き内容からなる本考案の供試体表層部
の風速プローブは、取付体の固定部端面に形成した接着
層を利用して、該固定部の中心孔と供試体に形成した開
口を一致させて該供試体の裏面に取付けるとともに、該
固定部の中心孔から供試体の開口を貫通させて支持体を
表面に突出させ、その先端に固定したプローブヘッドの
高さ位置を、支持体と一体化した移動体を案内部の空洞
内で進退移動させて設定し、供試体の表面から任意の高
さ位置の風速を、プローブヘッドに内装した風速測定用
センサ素子によって測定するものである。また、同時に
多数ポイントを測定する場合には、多数の風速プローブ
を前記同様に供試体に取付けるとともに、供試体表面か
らの高さの異なった位置での測定をするためには、プロ
ーブヘッドの突出長さを調節すればよいのである。

【００１０】また、前記案内部の空洞内壁と移動体の外
周面に互いに螺合するネジ部を形成するとともに、該移
動体には先端を案内部から突出させた操作体を固定して
なるので、該操作体を回転させることにより、空洞内壁
と移動体に形成したネジ部の作用によって該移動体が案
内部内で進退し、もって支持体の先端に固定したプロー
ブヘッドの突出長さを調節するのである。

【００１１】

【実施例】次に添付図面に示した実施例に基づき更に本
考案の詳細を説明する。

【００１２】図１及び図２は、本考案の供試体表層部の
風速プローブＰの代表的実施例を示し、図中１は取付
体、２は固定部、３は案内部、４は移動体、５は支持
体、６はプローブヘッドをそれぞれ示している。本考案
の風速プローブＰは、取付体１の固定部２を供試体Ａの
裏面に取付け、該固定部２に連続した円筒状の案内部３
内に移動体４を進退可能に内装し、該移動体４に一体化
した支持体５の先端に固定したプローブヘッド６の供試
体Ａからの突出長さを調節可能となし、そしてプローブ
ヘッド６にて供試体Ａの表層部の風速を測定するもので
ある。以下に各部の詳細を説明する。

【００１３】取付体１は、端面の接着面積を大きくした
略円錐台形状の固定部２と該固定部２に連続した円筒状
の案内部３からなり、全体を金属製若しくは合成樹脂製
で一体形成したものである。前記固定部２は、その端面
に両面接着シートの一面を剥がして接着して接着層７を
形成し、その中心には案内部３に貫通した中心孔８を形
成している。また、取付体１を金属製で形成した場合に
は、供試体Ａの熱が該取付体１を介してプローブヘッド
６に伝達しないように前記接着層７の内方に合成樹脂製
の断熱層９を形成している。前記案内部３は、内部に空
洞10を形成した円筒状であり、その内壁には雌ネジ部11
を形成したものであり、該空洞10の一方は前記中心孔８
に連通し、他方は開放している。

【００１４】移動体４は、前記取付体１の案内部３の空
洞10内で進退可能に内装するものであり、その外周面に
は前記空洞10の雌ネジ部11に螺合する雄ネジ部12を形成
したものである。ここで、前記取付体１を金属製で形成
した場合に設けた断熱層９の代わりに、該移動体４自体
を断熱性素材で形成することも可能である。そして、該
移動体４の外方端には操作体13を固定し、その先端は案
内部３から十分に突出させている。この操作体13は、移
動体４の外方端中心に同軸状に固定した操作棒14の突出
端につまみ15を固定したものを示している。

【００１５】支持体５は、図３に示すように、弾力復元
性に優れたリン青銅製の導電線16を少なくとも２本以
上、本実施例では２本を隔離してエポキシ樹脂等の熱硬
化性合成樹脂からなる絶縁体17で被覆し、外形を円柱状
に形成したものであり、上下端には導電線16，16を露出
させたものである。この導電線16の両端の露出部はそれ
ぞれ移動体４とプローブヘッド６に埋設される。前記導
電線16の本数は、プローブヘッド６に埋設する後述のセ
ンサ素子に応じて決定されるもので、通常は２本あれば
十分である。このように支持体５を構成することによっ
て、該支持体５は曲げに対して弾力復元性に優れたもの
となすことが可能である。また、本実施例で用いるリン
青銅は、銅約94％、錫約６％に少量のリンを加えた材料
を使用している。そして、直径0.15ｍｍの導電線16，16
を絶縁体17で被覆して外径を0.8 ｍｍの支持体５となし
ている。

【００１６】前記プローブヘッド３は、図３に示すよう
に、本実施例では熱伝導率の高い金属製で外径１ｍｍ、
長さ2.5 ｍｍの円筒形の被覆部材18の内部に、風速測定
用のセンサ素子19を絶縁材20で埋設固定したものであ
り、該被覆部材18の内部に、前記支持体５の先端に露出
した導電線16，16にセンサ素子19をリード線21，21で接
続保持した状態で、該センサ素子19を内面から離して挿
入し、そしてこの被覆部材18内にエポキシ樹脂等の熱硬
化性合成樹脂からなる絶縁材20を充填して硬化させ、セ
ンサ素子19の固定と同時に支持体５への固定を行ってい
る。ここで、前記支持体５を構成する導電線16，16の先
端部をプローブヘッド６内に埋設しているので、連結強
度に優れている。また、前記被覆部材18は、銅、アルミ
ニウム、ニッケル、金、銀等が採用されるが、コストの
点、加工性の点から銅、アルミニウム、ニッケルを使用
するのが好ましく、本実施例の円筒状の被覆部材18に
は、表面に耐食性酸化皮膜若しくは四ふっ化エチレン樹
脂薄膜を形成したニッケルを使用している。

【００１７】また、前記プローブヘッド６は、図４に示
すように、熱伝導率の高い金属製で直径2.5 ｍｍの球体
に形成した被覆部材18の内部に各種のセンサ素子19を絶
縁埋設したものであり、該被覆部材18に形成した挿入孔
22に、前記支持体５の先端に露出した導電線16，16にセ
ンサ素子19をリード線21，21で接続保持した状態で、該
センサ素子19を内面から離して挿入し、そしてこの挿入
孔22内に前記同様に絶縁材20を充填して硬化させ、セン
サ素子19の固定と同時に支持体５への固定を行ってい
る。尚、前記被覆部材18の挿入孔22内に絶縁材20を充填
する際に、内部に気泡が残らないように、該挿入孔22の
内奥に連通する微細な貫通孔23を形成している。そし
て、本実施例の球体の被覆部材18には、表面に耐食性酸
化皮膜を形成したアルミニウムを使用している。

【００１８】また、前記移動体４内に埋設した導電線1
6，16の端部にそれぞれ被覆線24を接続し、この被覆線2
4，24は移動体４の外方端から導出して案内部３から引
き出している。尚、該被覆線24は、操作体13の操作棒14
内を通してつまみ15の端部から引き出すことも可能であ
る。

【００１９】また、本実施例では絶縁性を有する熱硬化
性合成樹脂としてエポキシ樹脂を例示したが、それ以外
にもシリコン樹脂、アニリン樹脂、フェノール樹脂、ポ
リエステル樹脂、ウレタン樹脂等の合成樹脂が採用でき
る。更に、熱可塑性合成樹脂も使用できる。例えば、熱
可塑性合成樹脂を使用して支持体５を形成する場合、通
常の被覆線の製造方法と同様な方法で、長尺の導電線1
6，16の周囲に絶縁体17を連続的に押出し成形し、それ
を所望長さに切断し、両端部の絶縁体17を剥がして導電
線16を露出させて、支持体５を形成するのである。

【００２０】そして、前記風速測定用のセンサ素子19と
しては、ゲルマニウム単結晶にガリウムを10¹⁴原子／ｃ
ｍ³程度ドープした半導体を使用し、それを0.3 ｍｍ×
0.3ｍｍ×1 ｍｍの略直方体に形成し、摂氏100 ℃で300
Ω程度の特性を有するものである。

【００２１】本考案の風速プローブＰは、供試体Ａの裏
面25に接着層７を利用して接着するのであるが、該供試
体Ａの表面26からプローブヘッド６を突出させるため
に、該供試体Ａにはプローブヘッド６を挿通し得る開口
27を形成している。この開口27の直径は、図３に示した
形状のプローブヘッド６であれば、1.5 ｍｍ程度で十分
であり、この程度の開口27を供試体Ａに形成しても、そ
の表層部の流れには全く影響を与えないのである。

【００２２】しかして、本考案の風速プローブＰを用い
て供試体表層部の風速を測定するには、取付体１の固定
部２に形成した接着層７表面の剥離シートを剥がして、
図１に示すように供試体Ａの裏面25に接着して取付ける
とともに、供試体Ａに形成した開口27から支持体５及び
プローブヘッド６を表面26側に突出させる。それから、
前記操作体13を回転させて、移動体４を取付体１の案内
部３内で進退させ、プローブヘッド６の突出長さを設定
する。この突出長さを簡単に調節できるように、前記支
持体５又は操作棒14の表面に目盛りを形成しておくこと
も好ましい。そして、前記センサ素子19に、被覆線24、
導電線16及びリード線21を介して電圧を印加し、センサ
素子19を一定温度に昇温させる。該センサ素子19の温度
は、被覆部材18及び絶縁材20を介して気流との接触によ
って冷却され低下するが、この温度を一定に維持するよ
うに、電圧を変化させて、この電圧変化を検出すれば、
風速を測定することが可能となるのである。

【００２３】図５は、本考案の風速プローブＰを供試体
Ａに取付けて、流体実験を行う使用状態をやや誇張して
示し、供試体Ａの表層を流れる流線Ｂも併せて示してい
る。このように、本考案の風速プローブＰは、供試体Ａ
の表面26から突出する部分は、プローブヘッド６とそれ
を支持する細い支持体５のみであるので、表層部の風流
の乱れを最小限に抑制され、従って後流が乱されないの
で、流線Ｂに沿った多数ポイントの測定が可能となる。
勿論、他の多数ポイントでの測定には、測定位置に対応
する供試体Ａに開口27，…を形成し、その裏面25に取付
体１を取付ければよいのである。

【００２４】ここで、前記固定部２の接着層７の直径を
10ｍｍ以上にすれば、風速が50ｍ／ｓ程度までは十分な
接着強度が得られる。尚、本実施例では、前記接着層７
を両面接着シートを固定部２の底面に接着して形成した
が、勿論他の接着手段を採用することも可能であり、供
試体Ａが磁性体の場合にはその接着の概念も磁石による
磁着も含めることが可能である。即ち、前記固定部２の
端面に磁性体を合成樹脂に分散させて着磁した、樹脂磁
石を積層することも可能である。

【００２５】また、本実施例では、前記案内部３の空洞
10内に内装した移動体４の進退を可能にするとともに、
その移動量を調節できるようにネジ部を形成したが、単
に案内部３をシリンダとし、移動体４をピストンとして
進退可能とするとともに、案内部３の口縁部に移動体４
に固定した操作棒14を挟持するチャックを設けることも
可能である。

【００２６】また、前記被覆部材18の表面に、厚さ20μ
ｍ±20％程度の四ふっ化エチレン樹脂の薄層を形成すれ
ば、該被覆部材18の防錆を確実に行えるとともに、表面
に水滴がついても撥水性を有するので水はけがよく、屋
外での測定が可能となる。特に、供試体が自動車である
場合には、実走行状態での測定が行える。

【００２７】

【考案の効果】以上にしてなる本考案の供試体表層部の
風速プローブによれば、取付体の固定部端面に形成した
接着層を利用して、該固定部の中心孔と供試体に形成し
た開口を一致させて該供試体の裏面に接着するだけで取
付けることができ、そして移動体を案内部の空洞内で進
退させることによって、固定部の中心孔及び供試体の開
口から表面に突出したプローブヘッドの突出長さを調節
することができ、もって供試体表層部の任意の位置での
風速を測定することができるのである。特に、本考案の
風速プローブによって、供試体の表面に最近接した位置
の風速も測定することが可能となったのである。しか
も、供試体の表面から突出するのは、プローブヘッドと
細い支持体のみであるので、表層部の風流の乱れを最小
限に抑制することができる。また、同時に多数ポイント
を測定する場合には、多数の風速プローブを前記同様に
供試体に取付ければよいのである。更に、本考案は曲面
をもつ供試体、凹凸面をもつ供試体にも使用できるとと
もに、軸長の長いプローブが取付けられない場所の流体
を測定することができる。

【００２８】また、前記案内部の空洞内壁と移動体の外
周面に互いに螺合するネジ部を形成するとともに、該移
動体には先端を案内部から突出させた操作体を固定して
なるので、該操作体を回転させることにより、空洞内壁
と移動体に形成したネジ部の作用によって該移動体が案
内部内で進退し、もって支持体の先端に固定したプロー
ブヘッドの突出長さを正確に調節することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の風速プローブを示す縦断面図

【図２】同じくその斜視図

【図３】円筒状のプローブヘッドと支持体の要部の縦断
面図

【図４】球体のプローブヘッドと支持体の要部の縦断面
図

【図５】供試体に風速プローブを取付けて風洞実験を行
う状態を示した側面図

【符号の説明】

Ａ供試体Ｂ流線Ｐ風速プローブ１取付体２固定部３案内部４移動体５支持体６プローブヘッド７接着層８中心孔９断熱層 10 空洞 11 雌ネジ部 12 雄ネジ部 13 操作体 14 操作棒 15 つまみ 16 導電線 17 絶縁体 18 被覆部材 19 センサ素子 20 絶縁材 21 リード線 22 挿入孔 23 貫通孔 24 被覆線 25 裏面 26 表面 27 開口

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】供試体の裏面に取付ける端面に接着層を
形成した固定部と、内部に該固定部の中心孔に連通した
空洞を形成した円筒状の案内部とからなる取付体を有す
るとともに、該取付体の空洞内に進退可能に内装した移
動体を有し、該移動体には前記中心孔から供試体に形成
した開口に貫通する支持体を固定し、該支持体の先端に
は風速測定用センサ素子を内装したプローブヘッドを固
定してなることを特徴とする供試体表層部の風速プロー
ブ。
【請求項２】前記案内部の空洞内壁と移動体の外周面
に互いに螺合するネジ部を形成するとともに、該移動体
には先端を案内部から突出させた操作体を固定してなる
請求項１記載の供試体表層部の風速プローブ。