JP4692524B2 - Tilt sensor - Google Patents
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Description
本発明は、傾斜センサに関するものである。 The present invention relates to a tilt sensor.
従来から、対象物に対して固定され所定の対象方向の両側について対象物の傾斜角度が所定の対象角度よりも大きいことを検出する傾斜センサとして、図7に示すように、金属などの導電材料を含む移動体1と、内部を移動体1が変位可能な案内路20が設けられ対象物(図示せず)に対して固定される案内体2とを備えるものがある(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, as an inclination sensor that is fixed to an object and detects that the inclination angle of the object is larger than the predetermined object angle on both sides in a predetermined object direction, a conductive material such as metal as shown in FIG. And a
上下左右は図7を基準として詳しく説明すると、上記従来例において、案内路20の上向きの内面は、左右方向の中央部から左右方向の両側へ向かってそれぞれ上向きに傾斜している。また、案内体2の左右両端部にはそれぞれコイル4が巻回されている。すなわち、検出方向である左右方向への対象物の傾斜が、案内路20の上記傾斜の傾斜角度を上回ったときに、移動体1が傾斜方向のコイル4に入り込むことにより、移動体1に生じる渦電流の影響で該コイル4のインピーダンスが変化し、これに基いて対象物の傾斜が検出されるのである。
7 will be described in detail with reference to FIG. 7. In the above-described conventional example, the upward inner surface of the
また、図8に示すように、左右方向の外側に向かって上方に傾斜した案内路20を有し、案内路20において対象物が傾斜していないときに移動体1が位置する部位である左右方向の中央部の下側にコイル4を配置したものもある。この従来例においては、図7の従来例とは逆に、対象物が傾斜したときには移動体1がコイル4から離れることによりコイル4のインピーダンスが変化する。
図7の従来例のように案内体2に巻回される2個のコイル4の軸方向が互いに異なる場合、製造時には、巻回するコイル4毎に案内体の向きを変更するか、特殊な巻線機を使用する必要があり、製造コストが高くなっていた。
When the axial directions of the two
汎用の巻線機を用いても、巻回するコイル毎に案内体の向きを変更する必要がないようにし、案内体2の一端へのコイル4の巻回時に案内体2の他端が邪魔にならないようにするには、各コイル4の軸方向をそれぞれ対象方向(図7の左右方向)とすることが考えられる。
Even if a general-purpose winding machine is used, it is not necessary to change the direction of the guide body for each coil to be wound, and the other end of the
しかし、各コイル4の軸方向を対象方向とした場合、案内路20は対象方向に向かって上方へ傾斜しているので、コイル4と案内路20との距離が大きくなりやすい。
However, when the axial direction of each
また、図8の従来例のようにコイル4が案内体2を囲まない形とする場合であっても、コイル4と案内路20との距離が比較的に大きくなってしまう。
Further, even when the
上記のようにコイル4と案内路20との距離が大きい場合に、移動体1の変位に伴うコイル4のインピーダンス変化を確保するためには、移動体1やコイル4の寸法を大きくとったり、コイル4に磁性体からなるコアを設けるなどする必要があり、これが大型化や製造コストの増大を招いていた。
When the distance between the
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、移動体の寸法を小さくしても検出の感度を確保することができる傾斜センサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide a tilt sensor that can ensure the sensitivity of detection even if the size of a moving body is reduced.
請求項1の発明は、対象物に対して固定され対象物の傾きであって少なくとも1個の対象方向への傾きを検出する傾斜センサであって、導電材料を含む移動体と、内部を移動体が変位可能な案内路が設けられ対象物に対して固定される案内体とを備え、案内路の下面は対象物が傾いていないときの移動体の位置から各対象方向に向かってそれぞれ上向きに傾斜しており、案内体にはそれぞれ案内路を囲む少なくとも1個のコイルが軸方向を上下方向又は対象方向として巻回され、案内体の下面においてコイルが巻回される部位には、それぞれコイルの軸方向に関して案内路の下面の傾斜に沿った方向に段差を生じさせる複数個の段が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
この発明によれば、案内体においてコイルが巻回される部位に段を設けない場合に比べ、コイルを案内路のより近くに配置することができるから、移動体の寸法を小さくしても検出の感度を確保することができる。 According to the present invention, the coil can be arranged closer to the guide path than when no step is provided at the site where the coil is wound in the guide body. Sensitivity can be ensured.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、対象方向は2個であって互いに反対向きであり、案内体にはそれぞれ案内路の対象方向での一端部ずつを囲む2個のコイルがそれぞれ軸方向を対象方向として巻回されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there are two target directions that are opposite to each other, and the guide body includes two coils that surround one end portion in the target direction of the guide path. Each is wound around an axial direction as a target direction.
この発明によれば、コイルの軸方向が2個のコイルで互いに共通であり、且つ、一方のコイルの巻回時に案内体において他方のコイルが巻回される部位が邪魔になることがないから、製造時には各コイルをそれぞれ汎用の巻線機を用いて案内体の向きを変更することなく形成することができる。 According to this invention, the axial direction of the coil is common to the two coils, and the portion of the guide body around which the other coil is wound does not get in the way when one coil is wound. In manufacturing, each coil can be formed using a general-purpose winding machine without changing the orientation of the guide body.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、前記案内体の下面において、前記段に対しコイルの軸方向に直交する断面での前記案内体の断面形状が大きい側において近接する各部位には、それぞれ、下方に突出してコイルの巻線を前記段との間に挟む位置ずれ防止凸部が設けられていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the lower surface of the guide body is close to the step on the side where the cross-sectional shape of the guide body is larger in the cross section perpendicular to the axial direction of the coil. Each part to be provided is provided with a misregistration prevention convex part that protrudes downward and sandwiches the winding of the coil with the step.
この発明によれば、位置ずれ防止凸部により、コイルの巻線の位置ずれであって段を跨いだ位置ずれを抑制することができる。 According to this invention, it is possible to suppress the positional deviation between the windings of the coil and across the steps by the positional deviation preventing convex portion.
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、前記案内体の下面において、互いに隣り合う前記段に挟まれた部位は、コイルの軸方向に直交する断面での前記案内体の断面形状を大きくする側の段から前記断面形状を小さくする側の段に向かって前記断面形状を大きくする方向に傾斜していることを特徴とする。
The invention according to
この発明によれば、傾斜により、コイルの巻線の位置ずれであって段を跨いだ位置ずれを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the positional deviation of the winding of the coil and across the steps due to the inclination.
請求項1の発明によれば、案内体の下面においてコイルが巻回される部位に、それぞれコイルの軸方向に関して案内路の下面の傾斜に沿った方向に段差を生じさせる複数個の段が設けられていることにより、案内体においてコイルが巻回される部位に段を設けない場合に比べ、コイルを案内路のより近くに配置することができるから、移動体の寸法を小さくしても検出の感度を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of steps for generating a step in the direction along the inclination of the lower surface of the guide path with respect to the axial direction of the coil is provided at the portion where the coil is wound on the lower surface of the guide body. As a result, the coil can be arranged closer to the guide path than when no step is provided at the site where the coil is wound in the guide body. Sensitivity can be ensured.
請求項2の発明によれば、対象方向は2個であって互いに反対向きであり、案内体にはそれぞれ案内路の対象方向での一端部ずつを囲む2個のコイルがそれぞれ軸方向を対象方向として巻回されていることにより、コイルの軸方向が2個のコイルで互いに共通であり、且つ、一方のコイルの巻回時に案内体において他方のコイルが巻回される部位が邪魔になることがないから、製造時には各コイルをそれぞれ汎用の巻線機を用いて案内体の向きを変更することなく形成することができる。 According to the second aspect of the present invention, there are two target directions that are opposite to each other, and the guide body includes two coils that surround one end portion of the guide path in the target direction, respectively. By being wound as a direction, the axial direction of the coil is common to the two coils, and a portion where the other coil is wound in the guide body when one coil is wound becomes an obstacle. Therefore, at the time of manufacture, each coil can be formed using a general-purpose winding machine without changing the direction of the guide body.
請求項3の発明によれば、前記案内体の下面において、前記段に対しコイルの軸方向に直交する断面での前記案内体の断面形状が大きい側において近接する各部位には、それぞれ、下方に突出してコイルの巻線を前記段との間に挟む位置ずれ防止凸部が設けられ、請求項4の発明によれば、前記案内体の下面において、互いに隣り合う前記段に挟まれた部位は、コイルの軸方向に直交する断面での前記案内体の断面形状を大きくする側の段から前記断面形状を小さくする側の段に向かって前記断面形状を大きくする方向に傾斜しているので、それぞれ、コイルの巻線の位置ずれであって段を跨いだ位置ずれを抑制することができる。
According to the invention of
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態は、図1〜図4に示すように、金属からなる球形状の移動体1と、内部を移動体が変位可能な案内路20が設けられた案内体2とを備える。以下、上下左右は図4を基準とし、図4の紙面手前−奥方向(図2の右下−左上方向)を前後方向と呼ぶ。
As shown in FIGS. 1 to 4, the present embodiment includes a spherical moving
案内体2は、案内路20となる凹部21aが上面に開口したボディ21と、凹部21aを閉塞する形でボディ21に結合するカバー22とからなる。ボディ21とカバー22とは、それぞれ例えば合成樹脂成型品からなる。
The
凹部21aの下面は、左右方向の中央部から左右方向の外側へ向かってそれぞれ上向きに傾斜したV字形状となっている。また、カバー22は、上面に収納凹部22aが開口した本体部22bと、本体部22bの左右両端からそれぞれ左右方向の外向きに突設された鍔部22cとを有する。カバー22の本体部22bの下面は、左右方向の中央部から左右方向の外側へ向かってそれぞれ上向きに傾斜している。すなわち、ボディ21とカバー22とが互いに結合した状態では、ボディ21の凹部21aの内面と、カバー22の下面との間に、V字形状の案内路20が構成される。
The lower surface of the
さらに、案内体2の左右両端部には、それぞれコイル4が、軸方向を左右方向として巻回される。カバー22の各鍔部22cの前後両端には、それぞれ上下方向と前後方向の外側とに開放されてコイル4の巻線が上下に挿通される凹部22dが設けられている。また、カバー22の各鍔部22cの上面の左右方向の外側の端には外側凸部22eが上方に突設されるとともに、カバー22の本体部21bの上面の左右両端部にはそれぞれ外側凸部22eとの間にコイル4の巻線を挟む内側凸部22fが2個ずつ前後に並べて突設されている。さらに、ボディ21の左右両端部においては、それぞれ、上下方向に開放されてカバー22の凹部22dの下側に連続しコイル4の巻線が上下に挿通される凹部21bが前後両面に設けられるとともに、凹部21bよりも左右方向の外側において凸部21cが下方に突設されている。上記の各凸部22e,22f,21cと各凹部22d,21bとにより、案内体2に対するコイル4の位置ずれであって左右方向への位置ずれは抑制されている。
Furthermore, the
各コイル4は、案内路20の左右の一方ずつの端部を囲む形となる。すなわち、案内体2が固定された対象物(図示せず)が左右方向に傾斜していない場合や傾斜角度が所定の角度以下であるときには移動体1が案内路20の左右方向の中央部に位置する。そして、案内体2がある程度大きな傾斜角度で左右方向のいずれかに傾斜したときには、案内路20の傾斜方向の端において一方のコイル4に囲まれた範囲に移動体1が変位することにより、該コイル4のインピーダンスが変化し、この変化を検出することによって傾斜が検出される。すなわち、左右方向が本実施形態における対象方向である。なお、移動体1は、上記のインピーダンス変化を発生させるものであれば、必ずしも金属のような導電材料のみで構成されている必要はなく、例えば金属の球体の表面を合成樹脂によって被覆したものであってもよい。
Each
また、本実施形態は、傾斜を検出する検出回路を構成する回路部品31がプリント配線板30に実装されてなる検出回路ブロック3を備える。検出回路ブロック3において回路部品31が実装された部位を含む一部は、プリント配線板30において回路部品31が実装された面を後方に向けて収納凹部22aに収納されている。検出回路は、カバー22に取り付けられた導電材料製の端子41とプリント配線30とを介して各コイル4にそれぞれ電気的に接続され、各コイル4のインピーダンス変化に基づいて傾斜を検出する。このような検出回路は周知技術で実現可能であるので、詳細な説明は省略する。
In addition, the present embodiment includes a
また、本実施形態は、移動体1が収納され検出回路ブロック3が組みつけられた案内体2が収納される凹部50が前面に設けられたハウジング5を備える。詳しく説明すると、ハウジング5は例えば合成樹脂成型品からなり、凹部50が設けられた略直方体形状の本体部51と、本体部51の下端部の左右両側にそれぞれ設けられた取付部52とを有する。案内体2は、例えば、凹部50の内面への当接によりハウジング5に対して位置決めされる。また、ハウジング5の凹部50には充填材(図示せず)が充填され、この充填材の固化によって案内体2及び検出回路ブロック3はそれぞれハウジング5に対して固定されるとともに水や埃から保護される。また、各取付部52にはそれぞれ取付穴52aが前後に貫設されており、ハウジング5は例えば取付穴52aに挿通されたボルト(図示せず)によって対象物に固定される。つまり、案内体2はハウジング5を介して対象物に固定される。また、ハウジング5の上面には、プラグ(図示せず)が接続される筒形状のレセプタクル53が上方に突設されている。さらに、一端が凹部50内に突出し、他端がレセプタクル53内に突出する2個の金属製のコンタクト54が、それぞれ例えばインサート成型によってハウジング5に保持されている。各コンタクト54は、それぞれ、上記一端が検出回路ブロック3のプリント配線板30において収納凹部21aから上方に突出した部位に電気的に接続され、上記他端がプラグ側のコンタクト(図示せず)に接触導通することにより、検出回路ブロック3とプラグとを電気的に接続する。
In addition, the present embodiment includes a
ここで、案内体2においてコイル4が巻回される左右両端部のそれぞれ下面には、それぞれコイル4の軸方向である左右方向に関して案内路20の下面の傾斜に沿った方向に段差を生じさせる(つまり左右方向の外側を左右方向の内側よりも上側に位置させる)複数個の段21dが設けられている。
Here, a step is generated on the lower surfaces of the left and right end portions around which the
上記構成によれば、案内体2においてコイル4が巻回される部位に段21dを設けない場合、つまりコイル4の軸方向に直交する断面での断面形状をコイル4が巻回される範囲の全体にわたって一定とする場合に比べ、コイル4を案内路20のより近くに配置することができるから、移動体1やコイル4の寸法を大きくしたり、コアを設けたりすることなく、コイル4のインピーダンス変化の大きさ(すなわち検出の感度)を確保することができる。
According to the above configuration, in the case where the
また、コイル4の軸方向が2個のコイル4で互いに共通の左右方向であり、且つ、一方のコイル4の巻回時に案内体2において他方のコイル4が巻回される部位が邪魔になることがないから、製造時には各コイル4をそれぞれ汎用の巻線機(図示せず)を用いて案内体2の向きを変更することなく形成することができる。
Further, the axial direction of the
さらに、図5(a)に示すように、段21dに対しコイル4の軸方向に直交する断面での断面形状が大きい側(左右方向の内側であり、図では左側)において近接する各部位に、それぞれ、コイル4の軸方向に直交する方向である下方向に突出してコイル4の巻線を段21dとの間に挟む位置ずれ防止凸部21eが設けてもよい。または、図5(b)に示すように、互いに隣り合う段21dに挟まれた面を、コイル4の軸方向に直交する断面での断面形状を大きくする側の段から前記断面形状を小さくする側の段に向かって前記断面形状を大きくする方向に(つまり左右方向の外側へ向かって下方に)傾斜させてもよい。上記構成のいずれかを採用すれば、位置ずれ防止凸部21eや傾斜により、コイル4の巻線の位置ずれであって段21dを跨いだ位置ずれを抑制することができる。なお、位置ずれ防止凸部21eは、案内体2の上面や前後の面に突設してもよい。
Further, as shown in FIG. 5 (a), each of the adjacent portions on the side having a larger cross-sectional shape in the cross-section orthogonal to the axial direction of the
また、コイル4を左右両端部にそれぞれ巻回する代わりに、図6に示すように、コイル4を案内体2の下端部のみに軸方向を上下方向として巻回してもよい。この場合、対象物が傾斜していないときには移動体1はコイル4に囲まれる範囲に位置し、対象物が傾斜したときに移動体1がコイル4に囲まれる範囲から脱することによりコイル4のインピーダンスが変化する。また、コイル4が巻回されるのは左右方向の外向きの面となり、段21fは、上側の断面形状を下側の断面形状よりも大きくする形で設けられる。この場合においても、図5(a)のような位置ずれ防止凸部21eや図5(b)のような傾斜によるコイル4の巻線の位置ずれの防止は可能である。
Moreover, instead of winding the
1 移動体
2 案内体
4 コイル
5 ハウジング
20 案内路
21d,21f 段
21e 位置ずれ防止凸部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
導電材料を含む移動体と、内部を移動体が変位可能な案内路が設けられ対象物に対して固定される案内体とを備え、
案内路の下面は対象物が傾いていないときの移動体の位置から各対象方向に向かってそれぞれ上向きに傾斜しており、
案内体にはそれぞれ案内路を囲む少なくとも1個のコイルが軸方向を上下方向又は対象方向として巻回され、
案内体の下面においてコイルが巻回される部位には、それぞれコイルの軸方向に関して案内路の下面の傾斜に沿った方向に段差を生じさせる複数個の段が設けられていることを特徴とする傾斜センサ。 An inclination sensor that is fixed with respect to an object and detects an inclination of the object in at least one object direction,
A moving body including a conductive material, and a guide body provided with a guide path in which the moving body can be displaced and fixed to an object,
The lower surface of the guide path is inclined upward from the position of the moving body when the object is not inclined toward each object direction,
At least one coil surrounding each guide path is wound around the guide body so that the axial direction is the vertical direction or the target direction,
In the lower surface of the guide body, a portion where the coil is wound is provided with a plurality of steps for generating a step in a direction along the inclination of the lower surface of the guide path with respect to the axial direction of the coil. Tilt sensor.
案内体にはそれぞれ案内路の対象方向での一端部ずつを囲む2個のコイルがそれぞれ軸方向を対象方向として巻回されていることを特徴とする請求項1記載の傾斜センサ。 There are two target directions that are opposite to each other,
2. The inclination sensor according to claim 1, wherein two coils each surrounding one end portion in the target direction of the guide path are wound around the guide body with the axial direction as the target direction.
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