JP2000035333A - 傾斜スイッチ - Google Patents

傾斜スイッチ

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JP2000035333A
JP2000035333A JP10203693A JP20369398A JP2000035333A JP 2000035333 A JP2000035333 A JP 2000035333A JP 10203693 A JP10203693 A JP 10203693A JP 20369398 A JP20369398 A JP 20369398A JP 2000035333 A JP2000035333 A JP 2000035333A
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JP
Japan
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light
light emitting
glass
straight
glass tube
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JP10203693A
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Hitoshi Matsuo
仁史 松尾
Akira Ogawa
明 小川
Shuichi Iwashima
修一 岩嶋
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Marelli Corp
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Kansei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 傾斜スイッチの誤作動を防止し傾斜検出精度
を高めること及びガラス製直管内面の汚染を防止して傾
斜検出器の劣化を防止し耐久性を向上せしめること。 【解決手段】 ガラス管内部に気泡と共に液体が封入さ
れてなるガラス製直管と、該ガラス製直管を挟むように
してガラス製直管の両側に対設される発光素子及び受光
素子を有する傾斜スイッチにおいて、上記発光素子とし
て赤外発光ダイオード20を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の車
体傾斜を検出するために使用する傾斜スイッチに係り、
特に気泡を内装するガラス製直管を使用した傾斜スイッ
チ構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】気泡を内装するガラス管と、該ガラス管
の両側部に対設される発光素子と受光素子(フォトトラ
ンジスタ)を具備せしめて、ガラス管の傾斜に伴なう気
泡の位置を上記発光素子と、受光素子により検出して傾
斜を検出する従来の傾斜検出器として、例えば特開昭5
3−53355号公報で開示されている傾斜検出器が知
られている。この傾斜検出器の構成は図9で示すもので
あって、気泡1を含む不透明な液体2が封入されている
ガラス管3と、該ガラス管3の両端部で、そのガラス管
3を挟むようにして対設されている光源(発光ダイオー
ド)4及び受光素子(フォトトランジスタ)5を有する
ものであって、そのガラス管3が水平位置にあるとき
は、該ガラス管3内部の気泡1がガラス管3中央部に位
置されて、ガラス管3の両側端部内は、不透明な液体2
で満たされているために、その不透明な液体2による遮
光作用で光源4,4からの発光が受光素子5,5に受光
されることがない。またガラス管3が左右に傾斜してい
るときは、気泡1がガラス管3端部に移動して、いずれ
か一方の光源4と受光素子5との間に位置されるため
に、光源4からの発光が気泡1を透して受光素子5に受
光されることからその受光素子5による出力の有無でガ
ラス管3の傾斜を検出し、引いてはこのガラス管3を有
する傾斜検出器を設備する物体の傾きを検出することが
できるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の傾斜検出器にあっては、光源4として発光ダイオ
ードから発光する可視光を使用しているためにその傾斜
検出器の周辺外光が明るい場合には、受光素子による検
出が困難になる可能性があり、このために傾斜検出器の
周辺、特に受光素子の周辺に外光を遮断するための遮光
手段を設けることが必要となり、これが原因で傾斜検出
器の製作経済性が低下するという問題点があった。さら
に従来の傾斜検出器では、ガラス管3内に封入されてい
る液体を不透過光性の不透明液を使用して気泡の部分を
透過光性となし、気泡以外の部分を不透過光となすこと
から、ガラス管3内に封入されている液体を着色処理し
なければならず、コストアップになるという問題点もあ
った。
【0004】本発明は上記の問題点に着目してなされた
もので、可視光による受光素子の誤作動を防止するため
に、赤外光を光源として用いて傾斜スイッチの傾斜検出
精度を高めることを第1の目的とする。また本発明では
ガラス製直管内に封入使用する液体を透明液体となし
て、コスト低減せしめることを第2の目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記第1及び第2の目的
を達成するために、本発明の請求項1では、ガラス管内
部に気泡と共に液体が封入されてなるガラス製直管と、
該ガラス製直管を挟むようにしてガラス製直管の両側に
対設される発光素子及び受光素子を有する傾斜スイッチ
において、上記発光素子として赤外発光ダイオード(2
0)を使用する傾斜スイッチであることを特徴としてい
る。
【0006】また請求項2では、請求項1に加えてガラ
ス製直管に封入される液体は透明液体である傾斜スイッ
チであることを特徴としている。
【0007】また請求項3では、請求項1又は2に加え
てガラス製直管16をスイッチケース11内に固定する
ものであって、このガラス製直管16の軸芯(Y)がス
イッチケースの取付基準面12に対して傾斜するように
位置決めすると共に、位置決めされたガラス製直管16
の上向き端部に移動した気泡を挟むようにして発光素子
20及び受光素子21を対設せしめた傾斜スイッチであ
ることを特徴としている。
【0008】また請求項4では、請求項1〜3のいずれ
かに加えてガラス製直管内部の気泡が、発光素子20と
受光素子21との間の光軸上であって、しかも受光素子
21側に接近するようにガラス製直管の設置を偏位せし
めた傾斜スイッチであることを特徴としている。
【0009】また請求項5では、請求項1、2、3又は
4に加えて傾斜スイッチのガラス製直管を車両の前方向
に傾けて取付ける傾斜スイッチであることを特徴として
いる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明を図面に示す実施形
態に基いて詳細に説明する。
【0011】先ずは傾斜スイッチ構造について図1乃至
図5に基いて説明する。11はスイッチケースであっ
て、このスイッチケース11には、傾斜スイッチを車体
の所定位置に固定するための取付基準面12を有する取
付部13が形成されており、さらにこのスイッチケース
11の内部には、ガラス製直管16の一部を位置決め保
持するための位置決め部15が一体形成されている。こ
の位置決め部15の軸芯は、上記取付基準面12に対し
て角度(θ)で傾斜しており、この位置決め部15によ
り保持されるガラス製直管16の軸芯(Y)は、取付基
準面12に対して角度(θ)で傾斜される。
【0012】前記ガラス製直管16は、断面が円形又は
楕円形で、その内部に気泡17を含む透明液体18が封
入されてなり、上記の位置決め部15により傾斜状態で
スイッチケース11内で保持される。19は受発光ユニ
ット(赤外フォトインタラプタとして市販されている)
であって、この受発光ユニット19には、光源となる赤
外発光ダイオード20及び該赤外発光ダイオードに対向
位置される受光素子つまりフォトトランジスタ21が設
けられており、この受発光ユニット19を、一対の取付
ねじ22でスイッチケース11に固定したとき、赤外発
光ダイオード20及びフォトトランジスタ21がガラス
製直管16の両端部のうちの上端部を挟むようにして位
置される。
【0013】23は受発光ユニット19に固定されてい
る回路基板で、前記赤外発光ダイオード20を駆動する
ための回路を、受光素子21からの検出信号を処理する
回路とが設けられている。24はスイッチケース11の
開口部に被着されるキャップ、25はスイッチケース1
1と一体に形成されているコネクタ部を示す。
【0014】以上が本実施形態である傾斜スイッチ構造
であるが、次に上記構成のものによる傾斜検出について
述べる。本実施形態ではガラス製直管16の内部に気泡
17を含む透明液体18を封入したものであり、そのガ
ラス製直管16が傾斜して気泡17が上方に偏位して受
発光ユニット19に最接近したとき、フォトトランジス
タ21における赤外発光ダイオード20からの受光量が
減少し、またそれとは逆に気泡17が受発光ユニット1
9から遠ざかって、赤外発光ダイオード20とフォトト
ランジスタ21との間が透明液体18が介在される状態
ではフォトトランジスタ21における赤外発光ダイオー
ド20からの受光量が増大し、このフォトトランジスタ
21が受ける光量の増減変化により傾斜を検出すること
ができる。
【0015】つまりガラス製直管16内の気泡の位置に
より傾斜の状況を検知することができるが、その原理を
図4及び図5で説明すると、赤外発光ダイオード20と
フォトトランジスタ21との間に気泡17が位置された
状況では、図4で示すように、その気泡17による光の
屈折作用により光は気泡17内で拡散されてしまうこと
からフォトトランジスタ21で受ける光量が減少されて
しまう。また赤外発光ダイオード20とフォトトランジ
スタ21との間が透明液体18による充填部となった状
況では、図5で示すように、断面が円形又は楕円形であ
るガラス製直管16とその内部に封入されている透明液
体18とにより凸レンズ状態となり、このために赤外発
光ダイオード20からの発光は上記凸レンズ作用により
集光されてフォトトランジスタ21に入光される。従っ
てこのフォトトランジスタ21が受ける受光量の強弱変
化により、傾斜を適切に検知することができる。
【0016】本実施形態では、光源として赤外発光ダイ
オード20を用いている。本発明者は、ガラス製直管1
6内部の気泡17部分を通過した赤外光の受光量と液体
18部分を通過した赤外光の受光量との格差を顕著とな
して傾斜検出精度を高めるために、発光素子20と受光
素子21との間における気泡17の位置(ガラス製直管
16の位置)及び気泡17の大きさについて種々なる実
験を行なった。その結果、図6の特性図で示されるよう
に、ガラス製直管16内部の液体18部分の位置(ガラ
ス製直管16の位置)を発光素子20の光軸に沿って発
光素子20側より受光素子21側へ変位させたとき、特
性線Aで示されるように上記受光素子21では、発光素
子20と受光素子21との中間点から受光素子21側に
かけて略一定の高受光量が得られた。
【0017】次に気泡17の大きさに対する上記受光素
子21の受光量を測定した。つまりガラス製直管16内
に封入されている気泡17の大きさは、液体の熱膨張差
で変化するので、この気泡17の大きさの変化に伴っ
て、受光素子21による受光量が如何に変化するかを実
験した結果、気泡17の大きさが小さいときの特性線B
と気泡17が大きいときの特性線Cを比較すると、気泡
が大きいときの受光量が低いことが判る。
【0018】次にそれら気泡17の位置を、発光素子2
0の光軸に沿って発光素子20側より受光素子21側へ
変位させたとき、特性線Cで示すように、受光素子21
に近づくにつれて受光素子21で受ける受光量が減少さ
れる。上記の各特性線で判るように、気泡17を透過す
る受光量と、気泡17のない透明液体18を透過する受
光量との格差を最値とするためには、ガラス製直管16
の配置を受光素子21に接近させ、さらに気泡17の大
きさは比較的小さいことが望ましい。
【0019】次に上記構成の傾斜スイッチを、傾斜スイ
ッチの取付部13が車体の水平面と平行となるようにし
て、車体に取付ける。これによって車体が水平路面で停
止するときは、ガラス製直管16の受発光ユニット19
側端部が上向き傾斜されているために気泡17が受発光
ユニット19の赤外発光ダイオード20とフォトトラン
ジスタ21との間に位置され、これによりフォトトラン
ジスタ21が受ける受光量が少ない状態であり、これに
伴なう処理信号で水平路での走行であることが検出され
る。(図7参照)。
【0020】そこで、かかる傾斜スイッチを取付けた車
両が、図8で示すように登坂路で停止すると、車体は前
上り傾斜となり、このためにガラス製直管16は受発光
ユニット19側端部と反対側の端部が上向き傾斜となり
気泡17が反対方向に上昇するために、赤外発光ダイオ
ード20とフォトトランジスタ21との間は透明液体1
8で満たされることになるため、この透明液体18によ
る凸レンズ作用で赤外発光ダイオード20から発する赤
外光が集光された状態でフォトトランジスタ21に受光
されるため、その受光量が増大し、これに伴なう処理信
号により登坂路での停止であることが検出される。
【0021】この登坂路において、車両が停止すると気
泡17は一時的に後退動するために、例え、気泡16が
他端まで偏位しても、すぐに他端を離れて図8に示す先
端位置に戻り、車両が登坂路にあることが検出される。
【0022】以上の説明で明らかなように、本実施形態
の傾斜スイッチでは、ガラス製直管16内に封入されて
いる液体が透明液体18であるために、その液体の経済
性が高められる。さらに透明液体18を円形又は楕円形
のガラス製直管内部に封入して、それを赤外光を利用し
て検出していることで気泡以外の透明液体部分で凸レン
ズ的な機能を生じ、これによって気泡部以外の部分での
集光作用が顕著となり、傾斜スイッチとしての動作精度
が高められる。
【0023】また受発光ユニット19は市販されている
赤外フォトインタラプタを使用することができるため、
例えば赤外発光ダイオード20とフォトトランジスタ2
1との光軸合せが不要であり、これにより傾斜スイッチ
の組立作業性が向上される。なお、上記実施の形態にお
いては透明液体18を用いたが、着色された液体であっ
ても同一の効果を得ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明の傾斜スイッチによ
れば、検出光として赤外線を用いているので、外光によ
る影響を受けずらくなり、これによってスイッチの動作
信頼性が向上される。またガラス製直管内に気泡と共に
封入する液体を透明となしているので、コスト低減にな
り、さらには気泡部分と液体部分を透過する光を拡散光
と集光とに区別させることができ、これによって傾斜ス
イッチとしての傾斜検出精度が向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明よりなる傾斜スイッチの実施形態を示し
た上面外観図。
【図2】本発明よりなる傾斜スイッチの実施形態を示し
た正面図。
【図3】図2におけるA−A線断面説明図。
【図4】本発明よりなる傾斜スイッチの実施形態を示し
たガラス製直管の光拡散作用を示した説明図。
【図5】本発明よりなる傾斜スイッチの実施形態を示し
たガラス製直管の集光作用を示した説明図。
【図6】ガラス製直管の設置位置に対する受光量の関係
を示した特性図。
【図7】本発明よりなる傾斜スイッチのガラス製直管と
水平車体との向き関係を示した説明図。
【図8】本発明よりなる傾斜スイッチのガラス製直管と
登坂車体との向き関係を示した説明図。
【図9】従来の傾斜検知器を示した説明図。
【符号の説明】
11…スイッチケース 12…取付基準面 13…取付部 15…位置決め部 16…ガラス製直管 17…気泡 18…透明液体 19…受発光ユニット 20…赤外発光ダイオード 21…フォトトランジスタ 22…取付ねじ 23…回路基板 24…キャップ 25…コネクタ部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス管内部に気泡と共に液体が封入さ
    れてなるガラス製直管と、該ガラス製直管を挟むように
    してガラス製直管の両側に対設される発光素子及び受光
    素子を有する傾斜スイッチにおいて、上記発光素子とし
    て赤外発光ダイオード(20)を使用することを特徴と
    する傾斜スイッチ。
  2. 【請求項2】 前記ガラス製直管に封入される液体は透
    明液体であることを特徴とする請求項1記載の傾斜スイ
    ッチ。
  3. 【請求項3】 前記ガラス製直管(16)をスイッチケ
    ース(11)内に固定するものであって、このガラス製
    直管(16)の軸芯(Y)がスイッチケースの取付基準
    面(12)に対して傾斜するように位置決めすると共
    に、位置決めされたガラス製直管(16)の上向き端部
    に移動した気泡を挟むようにして発光素子(20)及び
    受光素子(21)を対設せしめたことを特徴とする請求
    項1又は2に記載の傾斜スイッチ。
  4. 【請求項4】 ガラス製直管内部の気泡が、発光素子
    (20)と受光素子(21)との間の光軸上であって、
    しかも受光素子(21)側に接近するようにガラス製直
    管の設置を偏位せしめたことを特徴とする請求項1〜3
    のいずれかに記載の傾斜スイッチ。
  5. 【請求項5】 前記傾斜スイッチのガラス製直管を車両
    の前方向に傾けて取付けることを特徴とする請求項1、
    2、3又は4に記載の傾斜スイッチ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172833A (ja) * 2003-12-11 2005-06-30 Mettler Toledo Gmbh 計測器の位置合わせを監視する方法およびデバイスと計測器
JP2010038918A (ja) * 2008-08-06 2010-02-18 Hilti Ag 傾き検出装置

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