CN101256072A

CN101256072A - 倾斜传感器

Info

Publication number: CN101256072A
Application number: CNA2008100037725A
Authority: CN
Inventors: 黑瀬泉
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2008-09-03
Also published as: JP2008210637A; US20080204002A1

Abstract

本发明提供一种磁效率好且生产性高的小型倾斜传感器。在转动体(32)位于静止位置(18a)时，闭合形成仅在一对永久磁铁(30、31)之间流过磁力线的第一磁路(41)。在壳体(10)倾斜而转动体(32)转动至第一终端部(18b)转动时，闭合形成仅在转动体(32)与一个永久磁铁(30)之间流过磁力线的第二磁路(42)，并且磁检测区域(25)检测另一个永久磁铁31的磁力线。另外，壳体(10)倾斜而转动体(32)转动至第二终端部(18c)转动时，闭合形成仅在转动体(32)与另一个永久磁铁(31)之间流过磁力线的第三磁路(43)，并且磁检测区域(25)检测另一个永久磁铁(31)的磁力线。因此，根据倾倒方向而输出不同的检测输出。

Description

倾斜传感器

技术领域

本发明涉及倾斜传感器，特别是在数码照相机、摄像机等中使用的小型磁式倾斜传感器。

背景技术

以往，作为倾斜传感器，例如具有如下结构，即，使永久磁铁构成的转动体在转动槽内转动并由磁检测元件感知所述转动体的磁力线并检测被检测体的倾动(参照专利文献1)。

但是，所述倾斜传感器由永久磁铁形成转动体，故而容易受到外部磁场的影响。因此，若在所述倾斜传感器的周边存在磁铁或带磁性的金属，则转动体难以转动，不能够准确地检测出倾斜状态。

因此，为了避免外部磁场的影响，提出有如下结构的倾斜传感器，即，将永久磁铁固定在壳体上并且将安装有一对磁性体的振动子可转动地支承在所述壳体上，经由所述磁性体闭合形成磁路，由此检测倾斜状态(参照专利文献2)。

专利文献1：(日本)特开2001-324324号公报

专利文献2：(日本)特开2006-90796号公报

但是，专利文献2的倾斜传感器经由安装于振动子上的磁性体使磁力线弯曲，与霍尔IC交叉而闭合形成磁路。因此，需要使磁力线通过磁性体内，空间间隙大、磁阻大。结果，容易产生磁损耗并且磁通密度小，故而难以得到所希望的磁效率。因此，在专利文献2的倾斜传感器中，若在磁性体内以所希望的磁通密度通过磁力线，则需要配置较大的永久磁铁，具有装置难以小型化且零件数量及组装工序多、生产性差的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于提供一种磁效率好且生产性高的小型倾斜传感器。

为了解决上述问题，本发明第一方面提供一种倾斜传感器，包括：箱形壳体，其在内底面形成有从静止位置向不同的两个方向延伸、并且前端部具有第一终端部、第二终端部的转动槽；转动体，其转动自如地被收纳在所述转动槽中，由磁性材料构成；一对永久磁铁，其配置在与各个所述第一终端部、第二终端部相邻的位置，并且使相对的磁极面的极性相互不同；霍尔IC，其配置在所述永久磁铁之间并且在中央设有磁检测区域，所述倾斜传感器通过如下的方式，根据倾倒方向而输出不同的检测输出，即，在所述转动体位于所述静止位置时，闭合形成仅在一对所述永久磁铁之间流过磁力线的第一磁路，在所述壳体倾斜且转动体转动至第一终端部时，闭合形成仅在所述转动体与一个永久磁铁之间流过磁力线的第二磁路，并且所述磁检测区域检测另一个永久磁铁的磁力线，在所述壳体倾斜且转动体转动至第二终端部时，闭合形成仅在所述转动体与另一个永久磁铁之间流过磁力线的第三磁路，并且所述磁检测区域检测一个永久磁铁的磁力线。

根据本发明，若磁性材料构成的转动体向转动槽中的第一终端部、第二终端部之一转动，则在与各第一终端部、第二终端部相邻的位置配置的一对永久磁铁中、在一个永久磁铁与所述转动体之间闭合形成流过磁力线的第二磁路，并且将仅在一对永久磁铁之间闭合形成的第一磁路消除。与此同时，在剩余的另一永久磁铁与霍尔IC的磁检测区域之间闭合形成流过磁力线的第三磁路，另一个永久磁铁的磁力线直接流向霍尔IC的磁检测区域。因此，另一永久磁铁与霍尔IC的磁检测区域的空间间隙小，磁阻小。因此，磁损耗小，能够有效利用永久磁铁的磁力线，故而可得到磁效率良好的倾斜传感器。

另外，由于磁效率提高，故无需使用较大的永久磁铁，并且无需如以往例那样将磁性体组装到振动子上。因此，根据本申请发明，能够得到零件数量及组装工序少的小型倾斜传感器。

作为本发明的一方面，转动体可以为球状。

根据本实施方式，由于转动体为球状，故其摩擦小，尤其是为以往例那样在振动子与转动轴部之间产生的摩擦的约十分之一左右。因此，摩擦引起的动作特性的偏差减少，能够得到可靠性高的倾斜传感器。

另外，无需如上述以往例那样由其他零件构成振动子和磁性体，零件数量以及组装工序少，故而能够提高生产性并降低成本。特别是，无需进行振动子与磁性体的高精度组装操作，具有生产性进一步提高的效果。

附图说明

图1是本发明的倾斜传感器的立体图。

图2是图1所示的倾斜传感器的分解立体图。

图3(A)～(C)是表示动作前的立体图、正面图以及C-C线剖面图。

图4(A)～(C)是表示动作后的立体图、正面图以及C-C线剖面图。

图5(A)、(B)是本实施方式的倾斜传感器的正面图以及时间图表。

附图标记说明

10：壳体；11、13：电源端子；12、14：信号端子；15：中央凹部；16、17：凹部；18：转动槽；18a：静止位置；18b、18c：第一、第二终端部；20：霍尔IC；21、23：电源端子；22、24：信号端子；25：磁检测区域；30、31：永久磁铁；32：转动体；33：罩；41：第一磁路；42：第二磁路；43：第三磁路

具体实施方式

基于图1～图5的附图说明本发明的倾斜传感器的实施方式。

本实施方式的倾斜传感器包括壳体10、作为磁检测机构的霍尔IC20、一对永久磁铁30、31、由磁性材料构成的球状转动体32、罩33。另外，本实施方式的倾斜传感器主体的大小为：长5mm、宽5mm、高2mm，球状转动体32的直径为1.2mm。

所述壳体10为正面大致正方形的箱形树脂成型件，在相对的两侧侧壁分别插入成形有电源端子11、13以及信号端子12、14。另外，所述壳体10在其正面的上半部分中央形成有组装有后述的霍尔IC20的中央凹部15。另外，在所述中央凹部15的两侧分别形成有凹部16、17，该凹部16、17中分别配置后述的永久磁铁30、31。在所述凹部16、17的底面上，所述端子11、12、13、14的连接端部分别露出。所述壳体10在其正面的下半部分设有大致V形的转动槽18。所述转动槽18从设于中央的静止位置18分别向不同的方向延伸，第一终端部18b延伸到所述凹部16附近，第二终端部18c延伸到所述凹部17附近。

所述霍尔IC20将作为磁传感器的霍尔元件和将该霍尔元件的输出信号转换成数字信号的IC封装而构成。所述霍尔IC20在相对的两侧侧面分别插入成形有电源端子21、23以及信号端子22、24。另外，所述霍尔IC20在其中央部配置有磁检测区域25。所述磁检测区域25是内设于霍尔IC20中的霍尔元件能够检测到磁力的区域。并且，通过在所述壳体10的中央凹部15配置霍尔IC20，端子21、22、23、24分别与壳体10的端子11、12、13、14连接，信号端子12、14形成倾斜传感器的输出端子。

所述永久磁铁30、31具有可分别嵌合在所述壳体10的凹部16、17上的正面形状。并且，所述永久磁铁30、31以S极、N极与所述壳体10的凹部16、17相对的方式分别组装。因此，永久磁铁30、31的磁力线沿霍尔IC20的不能被磁检测区域25检测到的方向、即与霍尔IC20的表面平行的方向流过而闭合形成第一磁路41(图3C)。

转动体32是具有可转动自如地收纳在所述转动槽18中的外径的球状磁性材料，在所述转动槽18的静止位置18a静止。另外，所述转动体32不限于球状，也可以为圆柱形状。若为圆柱形状，则能够由圆棒状磁性材料截出而进行制造，具有制造容易且价廉的优点。

罩33具有覆盖所述壳体10的开口边缘部的正面形状，通过固定在所述壳体10的开口边缘部，防止球状转动体32脱落。

接着对由上述构成部件构成的倾斜传感器的动作进行说明。

首先，如图3所示，在倾斜传感器直立时，球状转动体32在转动槽18的静止位置18a静止。因此，仅在永久磁铁30、31之间流过的磁力线相对于霍尔IC20的表面平行，磁力线不与所述霍尔IC20的磁检测区域25交叉。

如图4所示，若使所述倾斜传感器向右侧倾倒90度，则转动体32从转动槽18的静止位置18a转动到第二终端部18c，与永久磁铁31接近。由此，所述永久磁铁31的磁力线在与所述转动体32之间流过并且闭合形成第二磁路42。因此，所述永久磁铁30的磁力线与霍尔IC20的磁检测区域25交叉而流过，闭合形成第三磁路43，在图4(C)中，作用顺时针方向的磁力线，故霍尔IC20由信号端子12输出检测信号(图5(B))。

接着，若拉起所述倾斜传感器，则转动体32回归到转动槽18的静止位置18a。因此，仅在永久磁铁30、31之间流过磁力线，闭合形成与所述霍尔IC20的表面平行的磁力线流过的第一磁路41，来自霍尔IC20的检测信号的输出停止。

另外，若使所述倾斜传感器向左侧倾倒90度，则转动体32从转动槽18的静止位置18a转动到第一终端部18b，与向右侧倾倒的情况同样地，所述永久磁铁31的磁力线与霍尔IC20的磁检测区域25交叉而流动。此时的磁力线方向与向右侧倾倒时(顺时针方向)反向，霍尔IC20从信号端子12输出检测信号(图5(B))。即，能够分别明确地区分并检测向右侧倾倒时的输出和向左侧倾倒时的输出。

根据本实施方式，使球状转动体转动而输出检测信号，转动摩擦为滑动摩擦的十分之一。因此，能够得到响应特性好、不易发生故障且耐用性优良的倾斜传感器。

另外，在本实施方式中，将永久磁铁30、31和霍尔IC配置在大致同一平面上，但也可以将其中任一方向厚度方向错开而局部重合地配置。

产业上的可利用性

显然，本发明的倾斜传感器不限于所述倾斜传感器，也可适用于其他倾斜传感器。

Claims

1.一种倾斜传感器，包括：

箱形壳体，其在内底面形成有从静止位置向不同的两个方向延伸、并且前端部具有第一终端部、第二终端部的转动槽；

转动体，其由磁性材料构成，转动自如地被收纳在所述转动槽中；

一对永久磁铁，其配置在与所述第一终端部、第二终端部分别相邻的位置，并且使相对的磁极面的极性相互不同；

霍尔IC，其配置在所述永久磁铁之间并且在中央设有磁检测区域，

所述倾斜传感器通过如下的方式，根据倾倒方向而输出不同的检测输出，

即，在所述转动体位于所述静止位置时，闭合形成仅在一对所述永久磁铁之间流过磁力线的第一磁路，

在所述壳体倾斜且转动体转动至第一终端部时，闭合形成仅在所述转动体与一个永久磁铁之间流过磁力线的第二磁路，并且所述磁检测区域检测另一个永久磁铁的磁力线，

在所述壳体倾斜且转动体转动至第二终端部时，闭合形成仅在所述转动体与所述另一个永久磁铁之间流过磁力线的第三磁路，并且所述磁检测区域检测所述一个永久磁铁的磁力线。

2.如权利要求1所述的倾斜传感器，其特征在于，所述转动体为球状。