特許 6687411 振動減衰性を有するセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6687411

(24)【登録日】2020年4月6日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】振動減衰性を有するセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01K 1/08 20060101AFI20200413BHJP

【ＦＩ】

   G01K1/08 Z

【請求項の数】11

【外国語出願】

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2016-23431(P2016-23431)

(22)【出願日】2016年2月10日

(65)【公開番号】特開2016-148660(P2016-148660A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2018年8月13日

(31)【優先権主張番号】14/619,699

(32)【優先日】2015年2月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515164893

【氏名又は名称】キッデ・テクノロジーズ・インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100086232

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 博通

(74)【代理人】

【識別番号】100092613

【弁理士】

【氏名又は名称】富岡 潔

(72)【発明者】

【氏名】アーロン・スタンリー・ロジャース

(72)【発明者】

【氏名】マハマドゥ・ヤムサ

【審査官】 菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５２６２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３１７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−１８３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｋ １／０８− １／１２

Ｇ０１Ｄ １１／００−１１／３０

Ｇ０１Ｄ ２１／００−２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサであって、
ハウジングと、
前記ハウジングとセンサ素子との間に空間が存在するように前記ハウジング内に配置された少なくとも１つのセンサ素子と、
前記ハウジングに対する前記センサ素子の振動を減衰するために前記空間内に配置された振動減衰素材と、
を備え、
前記振動減衰素材がダンパー粒を含み、前記ダンパー粒がチャネルによって画定された中空内部を含んだ、センサ。

【請求項2】

前記センサが熱センサである、請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

前記熱センサが熱線検出器または光火炎検出器である、請求項２に記載のセンサ。

【請求項4】

前記ダンパー粒がシリカを含む、請求項１に記載のセンサ。

【請求項5】

前記ダンパー粒が多孔性である、請求項１の記載のセンサ。

【請求項6】

前記ダンパー粒がセラミックである、請求項５に記載のセンサ。

【請求項7】

前記ダンパー粒が球状を含む、請求項１に記載のセンサ。

【請求項8】

前記ダンパー粒が１．５９ｍｍから３．１８ｍｍの直径である、請求項７に記載のセンサ。

【請求項9】

前記ダンパー粒が円筒状を含む、請求項５に記載のセンサ。

【請求項10】

前記ダンパー粒が、６．３５ｍｍまでの長さと１．５９ｍｍから３．１８ｍｍの直径とを含む、請求項９に記載のセンサ。

【請求項11】

チャネルによって画定された中空内部を有するダンパー粒を備えた振動減衰素材によってセンサハウジング内の空間を少なくとも部分的に充填するステップと、
前記ダンパー粒の前記チャネルの寸法を所定の振動特性に基づいて選択するステップと、
を備える方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、センサシステムに関し、より具体的には、振動力にさらされるセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

高温、高振動の航空宇宙産業またはオフロード車両用途において使用される熱センサは、バイメタル素子または圧力トランスデューサ及びスイッチ等の感知素子の使用を必要とすることができる。これらの素子は、通常、不活性ガスまたは自由空気量によって通常は充填されている頑丈なハウジングアセンブリに一体化される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

この自由空気量は、熱センサに必要な微小な動きが、それらの機能を遂行し、熱励起に応答して警告状態を報告するのを可能とすることが要求される。内部素子の幾何学的配置に起因して、従来の熱センサは、特に過剰な熱負荷と組み合わせた場合に高い振動レベルで故障する傾向がある。これは、火災、爆発及び高振動状況にさらされた後であっても機能することが多くのセンサにとって望ましいという事実にもかかわらず存在する。

【0004】

そのような従来の方法及びシステムは、一般に、それらの使用目的について十分検討されている。しかしながら、改善された熱センサについて当該技術における必要性が依然として存在する。本開示は、この必要性についての解決策を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

センサは、ハウジングと、ハウジングとセンサ素子との間に空間が存在するようにハウジング内に配置された少なくとも１つのセンサ素子と、ハウジングに対するセンサ素子の振動を減衰するために空間内に配置された振動減衰素材とを含む。センサは、熱センサとすることができる。例えば、熱センサは、熱線検出器、光火炎検出器若しくは任意の他の適切な種類のセンサまたはセンサの組合せとすることができる。

【0006】

振動減衰素材は、砂を含むことができる。砂はシリカを含むことができる。特定の実施形態において、振動減衰素材は、ダンパー粒を含むことができる。ダンパー粒は、中空内部を含むことができる。ダンパー粒は、多孔性とすることができ及び／またはセラミックを含むことができる。

【0007】

ダンパー粒は、球状を有することができる。球状のダンパー粒は、約１．５９ｍｍから約３．１８ｍｍの直径とすることができる。特定の実施形態において、ダンパー粒は、円筒状を有することができる。円筒状のダンパー粒は、例えば、約６．３５ｍｍまでの長さと、約１．５９ｍｍから約３．１８ｍｍまでの直径とを有することができる。

【0008】

方法は、振動減衰素材によってセンサハウジング内の空間を少なくとも部分的に充填するステップを含む。方法は、さらに、充填密度、振動減衰素材の粒の多孔率、粒の大きさまたは所定の振動特性に基づく粒の形状のうちの少なくとも１つを選択するステップを含むことができる。

【0009】

本開示のシステム及び方法のこれらの及び他の特徴は、図面とともに以下の詳細な説明から当業者にとってより容易に明らかとなる。

【0010】

付随する本開示が過度の実験をすることなく本開示の装置及び方法を作製して使用する方法を当業者が容易に理解するように、その実施形態が特定の図面を参照して以下に詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、その内部に配置された振動減衰素材を示す本開示にかかるセンサの実施形態の側断面図である。

【図2A】図２Ａは、ダンパー粒の球形状を示す本開示にかかるダンパー粒の実施形態の側面図である。

【図2B】図２Ｂは、ダンパー粒の多孔率を示す図２Ａのダンパー粒の斜視断面図である。

【図3A】図３Ａは、ダンパー粒の円筒状を示す本開示にかかるダンパー粒の実施形態の側面図である。

【図3B】図３Ｂは、ダンパー粒の多孔率を示す図３Ａのダンパー粒の斜視断面図である。

【図4】図４は、ハウジング内に配置された振動減衰素材を示す本開示にかかるセンサの他の実施形態の側方断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図面についてここで参照され、同様の参照符号は、本開示の同様の構造的特徴または態様を特定する。限定のためではなく説明及び例示のために、本開示にかかるセンサの実施形態の図が図１に示され、参照符号１００によって一般に指定されている。本開示の他の実施形態及び／または態様は、図２Ａ〜図４に示されている。本願明細書において記載されるシステム及び方法は、熱センサ等の振動耐性を高めるために使用されることができる。

【0013】

図１を参照すると、センサ１００は、ハウジング１０１と、ハウジング１０１とセンサ素子１０３との間に空間が存在するようにハウジング１０１内に配置された少なくとも１つのセンサ素子１０３とを含む。振動減衰素材１０４は、ハウジング１０１に対するセンサ素子１０３の振動を減衰するために空間内に配置されている。

【0014】

示されるように、センサ１００は、熱線検出器とすることができる。しかしながら、図４を参照すると、光火炎検出器４００は、その内部に配置されたダンパー粒１０５を有するハウジング４０１内に配置されたセンサ素子４０３を含む。上述した実施形態は、熱センサを示しているが、振動減衰素材（例えば、砂及び／またはダンパー粒を含む）が振動減衰を提供するために任意の適切なセンサに利用可能であることが想定される。センサは、航空機、オフロード車両または任意の他の適切な場所で使用するように構成されることができる。

【0015】

振動減衰素材１０４は、砂を含むことができる。砂は、シリカまたは任意の他の適切な材料を含むことができる。砂は、センサ素子１０３がさらに機能するために移動することができるようにハウジング１０１内に緩く配置されることができる。パックの密度及び／または砂の他の属性は、（例えば、１つ以上の振動周波数及び／または振幅について最適化された）所定の振動減衰を提供するように選択されることができる。

【0016】

図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、特定の実施形態において、振動減衰素材１０４は、ダンパー粒１０５を含むことができる。ダンパー粒１０５は、（例えば、チャネル１０５ａによって画定される）中空内部を含むことができる。ダンパー粒１０５は、多孔性とすることができる及び／またはセラミック（例えば、シリカ）を含むことができる。多孔率、材料の選択及び／または中空性は、所定の振動減衰を提供するように選択されることができる。

【0017】

特定の実施形態において、ダンパー粒１０５は、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、略球状を含むことができる。球状のダンパー粒１０５は、約１．５９ｍｍから約３．１８ｍｍの直径とすることができるが、任意の適切な大きさが所定の振動減衰を提供するために選択されることができると想定される。

【0018】

図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、ダンパー粒３０５は、（例えば、チャネル３０５ａによって画定される）中空内部を有する円筒状を含むことができる。円筒状のダンパー粒３０５は、約６．３５ｍｍまでの長さと、約１．５９ｍｍから約３．１８ｍｍまでの直径とを含むことができるが、任意の適切な大きさが所定の振動減衰を提供するために選択されることができると想定される。

【0019】

ダンパー粒１０５及び３０５の形状は、それぞれ、球状及び円筒状として示されているが、任意の適切な形状が本願明細書において想定される。また、異なる形状及び／または大きさの任意の適切な組合せは、単一のセンサにおいて実現されることができる。センサ１００において利用されるダンパー粒１０５、３０５の量及びダンパー粒１０５、３０５がセンサ１００に充填される密度が、所定の振動減衰を提供するために選択されることができると想定される。

【0020】

方法は、振動減衰素材１０４によってセンサハウジング１０１内の空間を少なくとも部分的に充填するステップを含む。方法は、さらに、充填密度、振動減衰素材１０４の粒の多孔率、粒の大きさまたは所定の振動特性に基づく及び／または所望の振動減衰を提供するために粒の形状のうちの少なくとも１つを選択するステップを含むことができる。

【0021】

上述した実施形態は、センサ素子に対する損傷を防止するために振動にさらされるセンサが振動を減衰するのを可能とする。また、ダンパー粒について高多孔率、低密度セラミック等を使用することは、センサ素子に対して有意な重量を加えることなく向上した減衰を可能とする。

【0022】

上述され且つ図面に示されたような本開示の方法及びシステムは、向上した振動減衰を含む優れた特性を有するセンサを提供する。本開示の装置及び方法は、実施形態を参照して示されて記載されてきたが、当業者は、変更及び／または修正が本開示の精神及び範囲から逸脱することなくなされ得ることを容易に理解するであろう。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】