JP2001124548A - 傾斜センサ - Google Patents
傾斜センサInfo
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- JP2001124548A JP2001124548A JP30213799A JP30213799A JP2001124548A JP 2001124548 A JP2001124548 A JP 2001124548A JP 30213799 A JP30213799 A JP 30213799A JP 30213799 A JP30213799 A JP 30213799A JP 2001124548 A JP2001124548 A JP 2001124548A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 左右の傾斜を検出するための別の電極対が必
要でなく、また、微少な傾斜を検知するために出力を大
きくする場合に、センサ自体が大きくならない傾斜セン
サを得ることを目的とする。 【解決手段】 ケース１と、このケース１に保持された
支持軸２と、この支持軸２に対して重力によって一平面
内で自在に回転移動するように保持され、その一部分に
可動電極４を設けた振り子３と、この可動電極４に相対
する位置に設けられ、上記振り子３が回転する時、振り
子３に設けられた上記可動電極４と相対する面積が回転
量に応じて適宜変化するように形成された固定電極６を
設けた端子板５と、上記可動電極４と固定電極６より構
成される静電容量の変化を検出する手段とを備えたもの
である。
要でなく、また、微少な傾斜を検知するために出力を大
きくする場合に、センサ自体が大きくならない傾斜セン
サを得ることを目的とする。 【解決手段】 ケース１と、このケース１に保持された
支持軸２と、この支持軸２に対して重力によって一平面
内で自在に回転移動するように保持され、その一部分に
可動電極４を設けた振り子３と、この可動電極４に相対
する位置に設けられ、上記振り子３が回転する時、振り
子３に設けられた上記可動電極４と相対する面積が回転
量に応じて適宜変化するように形成された固定電極６を
設けた端子板５と、上記可動電極４と固定電極６より構
成される静電容量の変化を検出する手段とを備えたもの
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車や産業機械等
の傾きを検出するための傾斜センサに関するものであ
る。
の傾きを検出するための傾斜センサに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、静電容量の変化を検知する傾斜セ
ンサとしては、図２０、図２１に示すようなものが提案
されている。図２０、図２１において、１０１は基板、
１０２ａは第１電極、１０２ｂは第２電極、１０３は支
柱部、１０４は可動部、１０５はもう一方の基板、１０
６は第３電極であり、可動部１０４は基板１０１と基板
１０５に設けられた第１電極１０２ａ、第２電極１０２
ｂとこれに対向して設けられた第３電極１０６によって
形成されるギャップ間を、支柱部１０３を軸として各電
極に平行に回転移動するように支持されている。ここ
で、センサが水平の時には、図２０に示すように、可動
部１０４は第１電極１０２ａと第２電極１０２ｂに均等
に重なっている。したがって、第１電極１０２ａと第３
電極１０６、また第２電極１０２ｂと第３電極１０６間
の静電容量は等しい。しかし、センサに加速度が作用す
ると、可動部１０４に働く加速度によって、支柱部１０
３を軸とし可動部１０４が各電極に平行に移動し、第１
電極１０２ａと第３電極１０６、第２電極１０２ｂと第
３電極１０６間の静電容量が変化する。この静電容量の
変化を検知することにより、可動部１０４の移動量すな
わち加速度の大きさを測定している。
ンサとしては、図２０、図２１に示すようなものが提案
されている。図２０、図２１において、１０１は基板、
１０２ａは第１電極、１０２ｂは第２電極、１０３は支
柱部、１０４は可動部、１０５はもう一方の基板、１０
６は第３電極であり、可動部１０４は基板１０１と基板
１０５に設けられた第１電極１０２ａ、第２電極１０２
ｂとこれに対向して設けられた第３電極１０６によって
形成されるギャップ間を、支柱部１０３を軸として各電
極に平行に回転移動するように支持されている。ここ
で、センサが水平の時には、図２０に示すように、可動
部１０４は第１電極１０２ａと第２電極１０２ｂに均等
に重なっている。したがって、第１電極１０２ａと第３
電極１０６、また第２電極１０２ｂと第３電極１０６間
の静電容量は等しい。しかし、センサに加速度が作用す
ると、可動部１０４に働く加速度によって、支柱部１０
３を軸とし可動部１０４が各電極に平行に移動し、第１
電極１０２ａと第３電極１０６、第２電極１０２ｂと第
３電極１０６間の静電容量が変化する。この静電容量の
変化を検知することにより、可動部１０４の移動量すな
わち加速度の大きさを測定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな傾斜センサは、加速度あるいは可動部の移動方向を
知るために、第１と第２の二つの電極１０２ａ，１０２
ｂを必要とする。また、微少な加速度あるいは可動部の
変位量を検知する場合には、静電容量の変化が可動部１
０４の変位量と１対１に対応しているため、必要な容量
変化を得るためには可動部１０４の面積を大きくする必
要があり、センサ全体が大きくなるという課題を有して
いた。
うな傾斜センサは、加速度あるいは可動部の移動方向を
知るために、第１と第２の二つの電極１０２ａ，１０２
ｂを必要とする。また、微少な加速度あるいは可動部の
変位量を検知する場合には、静電容量の変化が可動部１
０４の変位量と１対１に対応しているため、必要な容量
変化を得るためには可動部１０４の面積を大きくする必
要があり、センサ全体が大きくなるという課題を有して
いた。
【０００４】本発明はこの課題を解決するためのもので
あり、簡素で小型に構成可能で且つ検出精度の高い傾斜
センサを提供することを目的とする。
あり、簡素で小型に構成可能で且つ検出精度の高い傾斜
センサを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の傾斜センサは、ケースに保持された支持軸
に対して重力によって一平面内で自在に回転移動するよ
うに支持され、一部分に可動電極を設けた振り子と、上
記可動電極の移動軌跡に相対するように設けられ、上記
振り子が回転する時、当該振り子に設けられた可動電極
と相対する面積が回転量に応じて適宜変化するように形
成された固定電極を設けた端子板とを備え、上記可動電
極と上記固定電極との間に構成される静電容量の変化を
検出するようにしたものである。
め、本発明の傾斜センサは、ケースに保持された支持軸
に対して重力によって一平面内で自在に回転移動するよ
うに支持され、一部分に可動電極を設けた振り子と、上
記可動電極の移動軌跡に相対するように設けられ、上記
振り子が回転する時、当該振り子に設けられた可動電極
と相対する面積が回転量に応じて適宜変化するように形
成された固定電極を設けた端子板とを備え、上記可動電
極と上記固定電極との間に構成される静電容量の変化を
検出するようにしたものである。
【０００６】この構成により、固定電極または可動電極
の形状により回転量に応じた静電容量の変化を検出する
ことができる。よって、構造が簡単で、小型、軽量で信
頼性の高い傾斜センサを実現することができる。
の形状により回転量に応じた静電容量の変化を検出する
ことができる。よって、構造が簡単で、小型、軽量で信
頼性の高い傾斜センサを実現することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ケースと、このケースに保持された支持軸と、この
支持軸に対して重力によって一平面内で自在に回転移動
するように支持され、一部分に可動電極を設けた振り子
と、上記可動電極の移動軌跡に相対するように設けら
れ、上記振り子が回転する時、当該振り子に設けられた
可動電極と相対する面積が回転量に応じて適宜変化する
ように形成された固定電極を設けた端子板と、上記可動
電極と上記固定電極との間に構成される静電容量の変化
を検出する手段とを備えた傾斜センサであり、上記振り
子の回転動作に応じて、振り子に設けられた可動電極と
固定電極との重なり面積が変化することによる両電極間
の静電容量の変化によって傾斜角度を検知するものであ
って、可動電極と固定電極により形成される静電容量を
電極の形状を変化させることで制御し、傾斜の方向の検
出を可能にするという作用を有する。
は、ケースと、このケースに保持された支持軸と、この
支持軸に対して重力によって一平面内で自在に回転移動
するように支持され、一部分に可動電極を設けた振り子
と、上記可動電極の移動軌跡に相対するように設けら
れ、上記振り子が回転する時、当該振り子に設けられた
可動電極と相対する面積が回転量に応じて適宜変化する
ように形成された固定電極を設けた端子板と、上記可動
電極と上記固定電極との間に構成される静電容量の変化
を検出する手段とを備えた傾斜センサであり、上記振り
子の回転動作に応じて、振り子に設けられた可動電極と
固定電極との重なり面積が変化することによる両電極間
の静電容量の変化によって傾斜角度を検知するものであ
って、可動電極と固定電極により形成される静電容量を
電極の形状を変化させることで制御し、傾斜の方向の検
出を可能にするという作用を有する。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、前記可動電極または固定電極のいずれか
一方に、開口の幅が回転方向に順次増加または減少する
スリットを設けた傾斜センサであり、スリットの形状変
化に応じた容量変化を得ることができるという作用を有
する。
発明において、前記可動電極または固定電極のいずれか
一方に、開口の幅が回転方向に順次増加または減少する
スリットを設けた傾斜センサであり、スリットの形状変
化に応じた容量変化を得ることができるという作用を有
する。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、前記可動電極または固定電極のいずれか
一方に、前記振り子の回転中心を中心とする放射方向に
延びる複数のスリットを設け、他方に前記複数のスリッ
トに相対して複数の凹凸よりなる段差部を設けた傾斜セ
ンサであり、スリットと段差部によって構成される静電
容量を複数個設けることで単位角度当たりの振り子の回
転運動による静電容量を形成する相対面積の変化量を大
きくすることを可能とし、センサの検知精度を向上させ
ることができるという作用を有する。
発明において、前記可動電極または固定電極のいずれか
一方に、前記振り子の回転中心を中心とする放射方向に
延びる複数のスリットを設け、他方に前記複数のスリッ
トに相対して複数の凹凸よりなる段差部を設けた傾斜セ
ンサであり、スリットと段差部によって構成される静電
容量を複数個設けることで単位角度当たりの振り子の回
転運動による静電容量を形成する相対面積の変化量を大
きくすることを可能とし、センサの検知精度を向上させ
ることができるという作用を有する。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、前記可動電極の表裏両面に、前記振り子
の回転中心を中心とする放射方向に延びる複数のスリッ
トまたは前記振り子の回転中心を中心とする放射方向に
延びる複数の凹凸よりなる段差部を設け、前記可動電極
の表裏に相対して配設した固定電極に、上記可動電極に
設けた複数のスリットまたは段差部に相対して段差部ま
たは複数のスリットを設けた傾斜センサであり、振り子
の両面のそれぞれ静電容量の変化を検知・比較すること
で、振り子の可動電極と固定電極との相対位置のギャッ
プのずれを相補うことができ、部品精度・組み立て精度
による検出精度のばらつきを少なくすることが可能にな
るという作用を有する。
発明において、前記可動電極の表裏両面に、前記振り子
の回転中心を中心とする放射方向に延びる複数のスリッ
トまたは前記振り子の回転中心を中心とする放射方向に
延びる複数の凹凸よりなる段差部を設け、前記可動電極
の表裏に相対して配設した固定電極に、上記可動電極に
設けた複数のスリットまたは段差部に相対して段差部ま
たは複数のスリットを設けた傾斜センサであり、振り子
の両面のそれぞれ静電容量の変化を検知・比較すること
で、振り子の可動電極と固定電極との相対位置のギャッ
プのずれを相補うことができ、部品精度・組み立て精度
による検出精度のばらつきを少なくすることが可能にな
るという作用を有する。
【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項３または
４に記載の発明において、前記複数のスリットと前記段
差部の相対位置を、前記振り子が静的位置にあるとき前
記可動電極の回転方向にずらせて配置した傾斜センサで
あり、段差部とスリットの相対位置を予めずらせて配置
することにより、可動電極の回転移動に伴う静電容量の
変化量を回転方向に応じて増加または減少させることが
でき、従って、傾斜の方向の検出が可能となるという作
用を有する。
４に記載の発明において、前記複数のスリットと前記段
差部の相対位置を、前記振り子が静的位置にあるとき前
記可動電極の回転方向にずらせて配置した傾斜センサで
あり、段差部とスリットの相対位置を予めずらせて配置
することにより、可動電極の回転移動に伴う静電容量の
変化量を回転方向に応じて増加または減少させることが
でき、従って、傾斜の方向の検出が可能となるという作
用を有する。
【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項１ないし
５のいずれかに記載の発明において、前記端子板は回路
基板からなり、その回路基板に設けた金属パターンを固
定電極として構成した傾斜センサであり、固定電極を回
路基板の銅箔パターンを使用して形成することにより、
固定電極の取り付け工数を省くことが可能となるばかり
でなく、電極からの信号の引き出しも一体で行うことが
可能となり、また部品点数も削減できるという作用を有
する。
５のいずれかに記載の発明において、前記端子板は回路
基板からなり、その回路基板に設けた金属パターンを固
定電極として構成した傾斜センサであり、固定電極を回
路基板の銅箔パターンを使用して形成することにより、
固定電極の取り付け工数を省くことが可能となるばかり
でなく、電極からの信号の引き出しも一体で行うことが
可能となり、また部品点数も削減できるという作用を有
する。
【００１３】以下、本発明の実施の形態を詳細に説明す
る。
る。
【００１４】（実施の形態１）図１ないし図３は、本発
明に係る傾斜センサの実施の形態１を示し、図４ないし
図６は同傾斜センサの動作説明図である。
明に係る傾斜センサの実施の形態１を示し、図４ないし
図６は同傾斜センサの動作説明図である。
【００１５】図１ないし図３において、１は構成部品を
収納するケースであり、支持軸２が固定されている。３
は振り子であり、軸受７を介して上記支持軸２の周りに
回転自在に保持されている。また、この振り子３の下端
部には金属片よりなる可動電極４が振り子３と一体にあ
るいは別部品を固着して形成されている。そして、可動
電極４の移動軌跡に相対して固定電極６が配設されてい
る。ここで、固定電極６には、開口の幅が可動電極４の
回転方向に順次増加または減少する図３に示すような形
状のスリット８が開設されている。
収納するケースであり、支持軸２が固定されている。３
は振り子であり、軸受７を介して上記支持軸２の周りに
回転自在に保持されている。また、この振り子３の下端
部には金属片よりなる可動電極４が振り子３と一体にあ
るいは別部品を固着して形成されている。そして、可動
電極４の移動軌跡に相対して固定電極６が配設されてい
る。ここで、固定電極６には、開口の幅が可動電極４の
回転方向に順次増加または減少する図３に示すような形
状のスリット８が開設されている。
【００１６】更に、この可動電極４と回転面に対して垂
直方向に、絶縁物からなる端子板５上に金属片よりなる
固定電極６が所定のギャップを挟んで固着されている。
上記固定電極６及び可動電極４は、別途設けられた静電
容量検出回路部（図示せず）に接続されている。
直方向に、絶縁物からなる端子板５上に金属片よりなる
固定電極６が所定のギャップを挟んで固着されている。
上記固定電極６及び可動電極４は、別途設けられた静電
容量検出回路部（図示せず）に接続されている。
【００１７】このように構成された傾斜センサにおける
動作を、図４、図５、図６で説明する。
動作を、図４、図５、図６で説明する。
【００１８】図４において、傾斜センサは水平に取り付
けられていて、重力は図の矢印Ａの方向に作用する。こ
の状態で振り子３の鉛直軸は重力の方向と一致してお
り、従って、振り子３上の可動電極４と固定電極６は図
の関係に位置していて、両者の重なり面積をＳ０とす
る。
けられていて、重力は図の矢印Ａの方向に作用する。こ
の状態で振り子３の鉛直軸は重力の方向と一致してお
り、従って、振り子３上の可動電極４と固定電極６は図
の関係に位置していて、両者の重なり面積をＳ０とす
る。
【００１９】次に、図５に示すように、傾斜センサがイ
方向にθ°だけ傾くと、振り子３は重力により支持軸２
の周りに回転し、従って可動電極４と固定電極６の重な
り面積は、図５のハッチング部の面積Ｓ１のように変化
する。ここで、両電極間の静電容量は、可動電極４と固
定電極６の相対する面積によって決定するから、傾き角
度θ°分だけの面積Ｓ１による容量の変化を、検知回路
に依って検出することで傾斜角度θ°を知ることができ
る。
方向にθ°だけ傾くと、振り子３は重力により支持軸２
の周りに回転し、従って可動電極４と固定電極６の重な
り面積は、図５のハッチング部の面積Ｓ１のように変化
する。ここで、両電極間の静電容量は、可動電極４と固
定電極６の相対する面積によって決定するから、傾き角
度θ°分だけの面積Ｓ１による容量の変化を、検知回路
に依って検出することで傾斜角度θ°を知ることができ
る。
【００２０】次に、このセンサを図６に示す様に、ロ方
向にθ°だけ傾けた時、変化後の面積はＳ２の様にな
る。ここで固定電極６には、図のような形状でスリット
８が設けられているため、同じ傾き角度θ°の時でも、
変化後の面積Ｓ１とＳ２は等しくなく、この図３のよう
な形状でスリット８を開設した場合には、Ｓ２＜Ｓ０＜
Ｓ１となり、静電容量の変化もこれに比例して変化す
る。
向にθ°だけ傾けた時、変化後の面積はＳ２の様にな
る。ここで固定電極６には、図のような形状でスリット
８が設けられているため、同じ傾き角度θ°の時でも、
変化後の面積Ｓ１とＳ２は等しくなく、この図３のよう
な形状でスリット８を開設した場合には、Ｓ２＜Ｓ０＜
Ｓ１となり、静電容量の変化もこれに比例して変化す
る。
【００２１】したがって、中立状態からの面積の変化を
検知することにより、左右のどちら方向にセンサが傾い
たかを知ることが出来る。
検知することにより、左右のどちら方向にセンサが傾い
たかを知ることが出来る。
【００２２】このように１対の可動電極４と固定電極６
でセンサの傾き方向を検知出来るので、検出の機構部分
は非常に簡素に構成でき、小型化・薄型化が可能とな
る。
でセンサの傾き方向を検知出来るので、検出の機構部分
は非常に簡素に構成でき、小型化・薄型化が可能とな
る。
【００２３】（実施の形態２）図７ないし図９は本発明
に係る傾斜センサの第２の実施形態を示し、図１０、図
１１は、その動作説明図である。
に係る傾斜センサの第２の実施形態を示し、図１０、図
１１は、その動作説明図である。
【００２４】以下の説明において、図１ないし図４と同
じ部品は同じ番号を付与して説明を略し、異なる部分の
み詳述する。
じ部品は同じ番号を付与して説明を略し、異なる部分の
み詳述する。
【００２５】図７ないし図９において、４は振り子３と
一体に形成された可動電極であり、この可動電極４は振
り子３の回転方向に垂直な方向に所望の深さを持った凹
部７ｂ、凸部７ａが複数個形成されている。また、６は
金属板で形成された固定電極であり、上記可動電極４の
凹凸部７ｂ，７ａに対応した位置にスリット８ａ、桟部
８ｂが同様に複数個設けてある。ここで、スリット８ａ
および凹凸部７ｂ，７ａは振り子３の回転中心を中心と
する放射方向に延びており、複数の凹凸部７ｂ，７ａは
スリット８ａに相対した段差部として構成されている。
一体に形成された可動電極であり、この可動電極４は振
り子３の回転方向に垂直な方向に所望の深さを持った凹
部７ｂ、凸部７ａが複数個形成されている。また、６は
金属板で形成された固定電極であり、上記可動電極４の
凹凸部７ｂ，７ａに対応した位置にスリット８ａ、桟部
８ｂが同様に複数個設けてある。ここで、スリット８ａ
および凹凸部７ｂ，７ａは振り子３の回転中心を中心と
する放射方向に延びており、複数の凹凸部７ｂ，７ａは
スリット８ａに相対した段差部として構成されている。
【００２６】以上のように構成された傾斜センサの動作
について説明する。
について説明する。
【００２７】図７は傾斜センサが水平な状態を示す。こ
こで、矢印Ａは重力の方向であり、この時、可動電極４
の凸部７ａ又は凹部７ｂと固定電極６のスリット８ａ、
桟部８ｂの関係は図８に示すように、凸部７ａがスリッ
ト８ａに対向する関係で相対するように位置している。
こで、矢印Ａは重力の方向であり、この時、可動電極４
の凸部７ａ又は凹部７ｂと固定電極６のスリット８ａ、
桟部８ｂの関係は図８に示すように、凸部７ａがスリッ
ト８ａに対向する関係で相対するように位置している。
【００２８】ここで、図１０のように傾斜センサを図に
向って時計方向にθ°だけ回転させると、可動電極４の
凸部７ａと固定電極６のスリット８ａの相対位置がず
れ、図１１に示すように重なりの面積はＤの様になる。
この時、可動電極４の凹部７ｂの深さｅは、凸部７ａに
比較して十分に深く設けられているため、両電極間で形
成される静電容量の大きさは、可動電極４の凸部７ａと
固定電極６の桟部８ｂの重なり面積Ｔによって支配的に
決定され、重なり量Ｄによる静電容量の変化が傾斜角度
θ°に対応することになる。
向って時計方向にθ°だけ回転させると、可動電極４の
凸部７ａと固定電極６のスリット８ａの相対位置がず
れ、図１１に示すように重なりの面積はＤの様になる。
この時、可動電極４の凹部７ｂの深さｅは、凸部７ａに
比較して十分に深く設けられているため、両電極間で形
成される静電容量の大きさは、可動電極４の凸部７ａと
固定電極６の桟部８ｂの重なり面積Ｔによって支配的に
決定され、重なり量Ｄによる静電容量の変化が傾斜角度
θ°に対応することになる。
【００２９】可動電極４の凸部７ａと固定電極６のスリ
ット８ａを複数個設けることにより、凸部のない平板状
態で検知した場合に比べて、同じ傾斜角度θ°に対する
面積の変化量Ｓは大きくなり（Ｓ×複数個分）、したが
って、凹凸を持たないものに比べて変化量が大きく取
れ、検出精度が向上するという長所がある。ここで、ス
リット８ａの形状・寸法を適切に形成することで、傾斜
角度θ°に対応する回転角度によって変化する相対面積
の変化状態を任意の変化率に設定することが可能であ
る。
ット８ａを複数個設けることにより、凸部のない平板状
態で検知した場合に比べて、同じ傾斜角度θ°に対する
面積の変化量Ｓは大きくなり（Ｓ×複数個分）、したが
って、凹凸を持たないものに比べて変化量が大きく取
れ、検出精度が向上するという長所がある。ここで、ス
リット８ａの形状・寸法を適切に形成することで、傾斜
角度θ°に対応する回転角度によって変化する相対面積
の変化状態を任意の変化率に設定することが可能であ
る。
【００３０】なお、本実施の形態２においては可動電極
４側に凹凸部７ｂ，７ａを、固定電極６側にスリット８
ａと桟部８ｂを設けたが、凹凸部７ｂ，７ａとスリット
８ａの配置は逆の場合でも同様の効果が得られることは
明らかである。
４側に凹凸部７ｂ，７ａを、固定電極６側にスリット８
ａと桟部８ｂを設けたが、凹凸部７ｂ，７ａとスリット
８ａの配置は逆の場合でも同様の効果が得られることは
明らかである。
【００３１】（実施の形態３）図１２、図１３は本発明
に係る傾斜センサの第３の実施形態を示し、図１４、図
１５（ａ），（ｂ）は、その動作説明図である。以下の
説明において、図７ないし図９に同じ部品は同じ番号を
付与して説明を省略し、異なる部分のみ詳述する。図１
２、図１３において、傾斜センサが水平な状態を示す。
ここで、矢印Ａは重力の方向であり、この時、可動電極
４の凸部７ａ又は凹部７ｂと固定電極６のスリット８
ａ、桟部８ｂの関係は図に示すように、重なり部分が丁
度凹部の幅寸法の半分の面積Ｓになるように位置してい
る。
に係る傾斜センサの第３の実施形態を示し、図１４、図
１５（ａ），（ｂ）は、その動作説明図である。以下の
説明において、図７ないし図９に同じ部品は同じ番号を
付与して説明を省略し、異なる部分のみ詳述する。図１
２、図１３において、傾斜センサが水平な状態を示す。
ここで、矢印Ａは重力の方向であり、この時、可動電極
４の凸部７ａ又は凹部７ｂと固定電極６のスリット８
ａ、桟部８ｂの関係は図に示すように、重なり部分が丁
度凹部の幅寸法の半分の面積Ｓになるように位置してい
る。
【００３２】以上のように構成された傾斜センサの動作
について図１４、図１５（ａ），（ｂ）で説明する。
について図１４、図１５（ａ），（ｂ）で説明する。
【００３３】ここで、図１４のように傾斜センサを図に
向って時計方向にθ°だけ回転させると、図１５（ａ）
のように可動電極４の凸部７ａと固定電極６の桟部８ｂ
の相対位置がずれて、重なり面積はＤの様になる。従っ
て、この場合には、重なり面積は増加することになる。
次に、このセンサを反時計方向に傾斜させた場合には、
可動電極４の凸部７ａと固定電極６の桟部８ｂの相対関
係は図１５（ｂ）のようになり、重なり面積はＥのよう
になる。従って、この場合には重なり面積は中立状態よ
りも減少することになる。
向って時計方向にθ°だけ回転させると、図１５（ａ）
のように可動電極４の凸部７ａと固定電極６の桟部８ｂ
の相対位置がずれて、重なり面積はＤの様になる。従っ
て、この場合には、重なり面積は増加することになる。
次に、このセンサを反時計方向に傾斜させた場合には、
可動電極４の凸部７ａと固定電極６の桟部８ｂの相対関
係は図１５（ｂ）のようになり、重なり面積はＥのよう
になる。従って、この場合には重なり面積は中立状態よ
りも減少することになる。
【００３４】以上より明らかなように、中立の状態で、
可動電極４の凸部７ａと固定電極６のスリット８ａをオ
フセットして重なり部分を持たせて配置した構成にした
場合には、振り子３の回転方向によって相対面積の増加
か減少が決まるために、センサの左右の傾き方向も同時
に検知できるという特徴がある。また、この場合の重な
り量は、必ずしもスリット面積の半分である必要はな
い。
可動電極４の凸部７ａと固定電極６のスリット８ａをオ
フセットして重なり部分を持たせて配置した構成にした
場合には、振り子３の回転方向によって相対面積の増加
か減少が決まるために、センサの左右の傾き方向も同時
に検知できるという特徴がある。また、この場合の重な
り量は、必ずしもスリット面積の半分である必要はな
い。
【００３５】更に、このようにして、重なり部分を設け
て左右の検出を可能にした構成では、センサ自体を垂直
方向（中立位置）に保持した状態で、左右の検知出力の
半分の出力をだす位置に、固定電極６を調整して取り付
けることにより、部品のバラツキ等によるセンサの中立
位置のズレを調整することが可能であり、組み立て精度
の向上がはかれる。
て左右の検出を可能にした構成では、センサ自体を垂直
方向（中立位置）に保持した状態で、左右の検知出力の
半分の出力をだす位置に、固定電極６を調整して取り付
けることにより、部品のバラツキ等によるセンサの中立
位置のズレを調整することが可能であり、組み立て精度
の向上がはかれる。
【００３６】なお、本実施の形態３においても可動電極
４、固定電極６に設ける凹凸部７ｂ，７ａとスリット８
ａの配置を逆にしても同様の効果が得られることは言う
までもない。
４、固定電極６に設ける凹凸部７ｂ，７ａとスリット８
ａの配置を逆にしても同様の効果が得られることは言う
までもない。
【００３７】（実施の形態４）図１６ないし図１８は本
発明に係る傾斜センサの第４の実施の形態を示してい
る。以下の説明において、図１２、図１３に同じ部品は
同じ符号を付与し説明を省略し、異なる部分のみ詳述す
る。
発明に係る傾斜センサの第４の実施の形態を示してい
る。以下の説明において、図１２、図１３に同じ部品は
同じ符号を付与し説明を省略し、異なる部分のみ詳述す
る。
【００３８】図１６ないし図１８において、振り子３に
は先に説明した可動電極４の凹凸部７ｂ，７ａが、反対
側の面にも凸部７ａ−１、凹部７ｂ−１として設けられ
ていて、これに対応した固定電極６も、スリット８ａ−
１、桟部８ｂ−１を設けた固定電極６−１の様に設けら
れている。もちろん固定電極６−１は端子板５−１に設
けてある。従って、片面だけの場合に比べ、同じ大きさ
の振り子３を用いても相対面積の変化量が多くとれ、検
出精度が高くできる利点がある。
は先に説明した可動電極４の凹凸部７ｂ，７ａが、反対
側の面にも凸部７ａ−１、凹部７ｂ−１として設けられ
ていて、これに対応した固定電極６も、スリット８ａ−
１、桟部８ｂ−１を設けた固定電極６−１の様に設けら
れている。もちろん固定電極６−１は端子板５−１に設
けてある。従って、片面だけの場合に比べ、同じ大きさ
の振り子３を用いても相対面積の変化量が多くとれ、検
出精度が高くできる利点がある。
【００３９】更に、両側の出力を比較することで、振り
子３の可動電極４と固定電極６，６−１とのギャップ量
ｆ１，ｆ２が両面でばらついた時にも、固定電極６と６
−１間の寸法Ｇが一定であれば、両面の出力を比較する
ことで、両面での可動電極４と固定電極６，６−１のギ
ャップｆ１，ｆ２のバラツキをキャンセルして、一定の
出力を得ることができる利点がある。
子３の可動電極４と固定電極６，６−１とのギャップ量
ｆ１，ｆ２が両面でばらついた時にも、固定電極６と６
−１間の寸法Ｇが一定であれば、両面の出力を比較する
ことで、両面での可動電極４と固定電極６，６−１のギ
ャップｆ１，ｆ２のバラツキをキャンセルして、一定の
出力を得ることができる利点がある。
【００４０】なお、本実施の形態４においても可動電極
４と固定電極６，６−１に設ける凹凸部７ｂ，７ａ，７
ｂ−１，７ａ−１とスリット８ａ，８ａ−１の配置を逆
にしても同様の結果が得られることは言うまでもない。
また、スリット８ａ，８ａ−１と凹凸部７ｂ，７ａ，７
ｂ−１，７ａ−１のずれがない状態（実施の形態２の様
に）としても良いことは言うまでもない。
４と固定電極６，６−１に設ける凹凸部７ｂ，７ａ，７
ｂ−１，７ａ−１とスリット８ａ，８ａ−１の配置を逆
にしても同様の結果が得られることは言うまでもない。
また、スリット８ａ，８ａ−１と凹凸部７ｂ，７ａ，７
ｂ−１，７ａ−１のずれがない状態（実施の形態２の様
に）としても良いことは言うまでもない。
【００４１】（実施の形態５）図１９は本発明に係る傾
斜センサの第５の実施の形態を示している。図１９にお
いて、９は端子板５を兼ねる回路基板であり、振り子３
に相対する側の面には銅箔パターンよりなる固定電極１
０が形成されている。
斜センサの第５の実施の形態を示している。図１９にお
いて、９は端子板５を兼ねる回路基板であり、振り子３
に相対する側の面には銅箔パターンよりなる固定電極１
０が形成されている。
【００４２】従って、別部品にて固定電極を作成し、こ
れを位置決め、取り付けする必要がなく、また検出回路
等の電子部品を回路基板９上に組み込むことが出来るの
で、簡素な構造で安価な傾斜センサが提供できる。
れを位置決め、取り付けする必要がなく、また検出回路
等の電子部品を回路基板９上に組み込むことが出来るの
で、簡素な構造で安価な傾斜センサが提供できる。
【００４３】尚、実施の形態１〜４においても端子板５
として回路基板を使用することができることは言うまで
もない。
として回路基板を使用することができることは言うまで
もない。
【００４４】
【発明の効果】以上のように本発明は、ケースに保持さ
れた支持軸に対して重力によって一平面内で自在に回転
移動するように保持され、その一部分に可動電極を設け
た振り子と、この可動電極の移動軌跡に相対する位置に
設けられ、上記振り子が回転する時、振り子に設けられ
た上記可動電極と相対する面積が回転量に応じて適宜変
化するように形成された固定電極を設けた端子板と、上
記可動電極と固定電極により構成される静電容量の変化
を検出する手段とを備えた傾斜センサであり、上記可動
電極又は固定電極の形状により回転量に応じた静電容量
を検出することができ、構造が簡素で、小型・薄型の検
出精度の高い傾斜センサを実現することができる。
れた支持軸に対して重力によって一平面内で自在に回転
移動するように保持され、その一部分に可動電極を設け
た振り子と、この可動電極の移動軌跡に相対する位置に
設けられ、上記振り子が回転する時、振り子に設けられ
た上記可動電極と相対する面積が回転量に応じて適宜変
化するように形成された固定電極を設けた端子板と、上
記可動電極と固定電極により構成される静電容量の変化
を検出する手段とを備えた傾斜センサであり、上記可動
電極又は固定電極の形状により回転量に応じた静電容量
を検出することができ、構造が簡素で、小型・薄型の検
出精度の高い傾斜センサを実現することができる。
【図１】本発明の傾斜センサに係る第１の実施の形態を
示す斜視図
示す斜視図
【図２】同センサの断面図
【図３】同センサの要部分解斜視図
【図４】同センサの動作説明図
【図５】同センサの動作説明図
【図６】同センサの動作説明図
【図７】本発明の傾斜センサに係る第２の実施の形態を
示す平面図
示す平面図
【図８】同センサの要部断面図
【図９】同センサの要部分解斜視図
【図１０】同センサの動作説明図
【図１１】同センサの動作説明図
【図１２】本発明の傾斜センサに係る第３の実施の形態
を示す平面図
を示す平面図
【図１３】同センサの要部断面図
【図１４】同センサの動作説明図
【図１５】（ａ），（ｂ）同センサの動作説明図
【図１６】本発明の傾斜センサに係る第４の実施の形態
を示す要部組立斜視図
を示す要部組立斜視図
【図１７】同センサの要部平面図
【図１８】同センサの要部断面図
【図１９】本発明の傾斜センサに係る第５の実施の形態
を示す要部組立斜視図
を示す要部組立斜視図
【図２０】従来の傾斜センサを示す平面図
【図２１】同センサの側面図
１ ケース ２ 支持軸 ３ 振り子 ４ 可動電極 ５ 端子板 ６，６−１ 固定電極 ７ａ，７ａ−１ 凸部 ７ｂ，７ｂ−１ 凹部 ８，８ａ，８ａ−１ スリット ８ｂ，８ｂ−１ 桟部 ９ 回路基板 １０ 固定電極
Claims (6)
- 【請求項１】 ケースと、このケースに保持された支持
軸と、この支持軸に対して重力によって一平面内で自在
に回転移動するように支持され、一部分に可動電極を設
けた振り子と、上記可動電極の移動軌跡に相対するよう
に設けられ、上記振り子が回転する時、当該振り子に設
けられた可動電極と相対する面積が回転量に応じて適宜
変化するように形成された固定電極を設けた端子板と、
上記可動電極と上記固定電極との間に構成される静電容
量の変化を検出する手段とを備えた傾斜センサ。 - 【請求項２】 前記可動電極または固定電極のいずれか
一方に、開口の幅が回転方向に順次増加または減少する
スリットを設けた請求項１記載の傾斜センサ。 - 【請求項３】 前記可動電極または固定電極のいずれか
一方に、前記振り子の回転中心を中心とする放射方向に
延びる複数のスリットを設け、他方に前記複数のスリッ
トに相対して複数の凹凸よりなる段差部を設けた請求項
１記載の傾斜センサ。 - 【請求項４】 前記可動電極の表裏両面に、前記振り子
の回転中心を中心とする放射方向に延びる複数のスリッ
トまたは前記振り子の回転中心を中心とする放射方向に
延びる複数の凹凸よりなる段差部を設け、前記可動電極
の表裏に相対して配設した固定電極に、上記可動電極に
設けた複数のスリットまたは段差部に相対して段差部ま
たは複数のスリットを設けた請求項１記載の傾斜セン
サ。 - 【請求項５】 前記複数のスリットと前記段差部の相対
位置を、前記振り子が静的位置にあるとき前記可動電極
の回転方向にずらせて配置した請求項３または４記載の
傾斜センサ。 - 【請求項６】 前記端子板は回路基板からなり、その回
路基板に設けた金属パターンを固定電極として構成した
請求項１ないし５のいずれかに記載の傾斜センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30213799A JP2001124548A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 傾斜センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30213799A JP2001124548A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 傾斜センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001124548A true JP2001124548A (ja) | 2001-05-11 |
Family
ID=17905363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30213799A Pending JP2001124548A (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 傾斜センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001124548A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010032367A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 静電容量型加速度センサ及び静電容量型加速度計 |
| CN109211150A (zh) * | 2018-08-07 | 2019-01-15 | 中国地质大学（武汉） | 一种平整度测量方法与设备 |
| KR102165303B1 (ko) * | 2019-08-19 | 2020-10-14 | 한국철도기술연구원 | 기계식 스위치를 이용한 경사 측정 시스템 |
-
1999
- 1999-10-25 JP JP30213799A patent/JP2001124548A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010032367A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 静電容量型加速度センサ及び静電容量型加速度計 |
| CN109211150A (zh) * | 2018-08-07 | 2019-01-15 | 中国地质大学（武汉） | 一种平整度测量方法与设备 |
| KR102165303B1 (ko) * | 2019-08-19 | 2020-10-14 | 한국철도기술연구원 | 기계식 스위치를 이용한 경사 측정 시스템 |
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