JP2001296123A - 傾斜センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造上および特性上優れた静電容量式の傾斜
センサを提供する。 【解決手段】 傾斜測定の基準面に対して垂直方向に配
置されるプリント基板１の一面側に、他面側の配線パタ
ーンに電気的にそれぞれ接続された１対の差動電極２
ｓ，２ｂを、互いに電気的に独立に形成する。共通電極
板３から導出される複数個の爪部３ｆ〜３ｉを、オイル
ケース５の嵌合凹溝５ｆ〜５ｉに嵌合して、共通電極板
３をオイルケース５に取り付ける。オイルケース５をプ
リント基板１に取り付けることにより、差動電極に対し
て所定の空隙を隔てて対向する共通電極板３を含む密閉
空間を形成する。共通電極板３から導出する１個の端子
片３ｅにより、プリント基板の他面側の配線パターンと
電気的に接続する。密閉空間内に誘電性液体７を封入す
る。プリント基板１の他面側の、少なくとも１対の差動
電極が形成されている部分に対応する部分を裏蓋３１に
より覆う。以上の構成の傾斜検出素子をシール剤により
シールする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば重力方向
に垂直な面に対する傾斜角度を検出し、検出された傾斜
角度が所定値を超えたときに、警報を発したり、所定の
制御を行わせるために用いて好適な静電容量式の傾斜セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の静電容量式の傾斜センサとし
て、例えば図９、図１０に示すような構造の傾斜検出素
子を使用するものが知られている（例えば実公平４−５
３５２８号公報、実公平５−１４１６８号公報など参
照）。

【０００３】図９は、この例の傾斜センサの傾斜検出素
子の分解斜視図である。また、図１０は、この傾斜検出
素子を、その正面に垂直な面で切断した場合の断面図を
示すものである。

【０００４】これらの図において、１はプリント基板
で、例えばガラス布基材エポキシ樹脂積層板等の耐熱性
部材からなる。このプリント基板１は、傾斜センサが傾
斜検出対象物に取り付けられる時に、傾斜測定の基準面
に対して垂直に配置される。図９では、この基準面は、
二点鎖線で示す仮想線Ｌ０を含む面として示した。この
基準面が、被測定面となる。この場合、傾斜角が０度と
は、基準面が重力方向に垂直な線を含む状態である。

【０００５】このプリント基板１には、１対の差動電極
２ａ，２ｂが、銅泊パターンによって、基準面およびプ
リント基板１面の両方に垂直な面と、プリント基板１と
の交差線（図９で二点鎖線で示す仮想線Ｌ１）により左
右に分割される領域に、互いに電気的に独立に形成され
る。

【０００６】プリント基板１の差動電極２ａ，２ｂが形
成される面（以下、この面をプリント基板の表面とい
う）とは反対側の面（以下、この面をプリント基板の裏
面という）には、後述する傾斜センサの信号処理回路部
が、プリント配線パターンと必要な電子部品とによって
構成されて設けられる。差動電極２ａ，２ｂのそれぞれ
は、図９の電極点２ｃ，２ｄからスルーホールを介して
プリント基板１の信号処理回路部が形成される面の銅泊
パターン（配線パターン）に、半田付けされて接続され
るようにされている。電極点２ｃ，２ｄのスルーホール
は、半田付けにより孔埋めされて、封止される。

【０００７】そして、１対の差動電極２ａ，２ｂは、前
記仮想線Ｌ１を対称軸として互いに線対称となる形状の
電極パターンとして設けられる。また、この１対の差動
電極２ａ，２ｂのそれぞれは、仮想線Ｌ１に垂直な仮想
線Ｌ２を対称軸とした線対称な電極パターン形状ともさ
れる。図９の例の場合には、差動電極２ａ，２ｂの形状
は横向きの扇形に構成されている。

【０００８】図９の例の場合、差動電極２ａおよび２ｂ
の円弧状周縁は、仮想線Ｌ１と仮想線Ｌ２との交点を中
心とした円の一部の円弧とされている。この例の場合、
その円の直径は、３０ｍｍとされている。

【０００９】３は共通電極板で、適当な剛性を持つ導電
性部材で形成されている。この共通電極板３は、この板
３と一体で、この板３から直角に折り曲げられて形成さ
れた複数個の端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが、プリン
ト基板１に設けられている端子孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４
ｄに挿入され、プリント基板１の信号処理回路部が形成
される裏面において半田付け固定されることにより、図
１０に示すように、差動電極２ａ，２ｂに対して一定の
間隔を持って平行に保持される状態でプリント基板１に
取り付けられる。

【００１０】５はオイルケースで、適当な柔軟性を有す
るプラスチックからなる。このケース５は、図１０に示
すように、断面がコ字状を有し、その端面がプリント基
板１に、例えば両面テープ５Ｂなどの接着手段により接
着されることにより、プリント基板１と共に密閉空間を
形成する。

【００１１】この場合、差動電極２ａ，２ｂの周端縁
と、共通電極板３の周端縁と、ケース５の端面の内周縁
は同心円状に形成され、また、差動電極２ａ，２ｂと共
通電極板３とケース５の対向面はそれぞれ平行に形成さ
れている。

【００１２】ケース５とプリント基板１とで形成される
密閉空間内には、プリント基板１に設けられた貫通孔６
からシリコン・オイル等の誘電性液体７が、密閉空間内
の有効容積のほぼ１／２のレベル、すなわち図９の仮想
線Ｌ２のレベルまで充填される。

【００１３】８及び９は、外部ノイズなどの影響を遮断
するための静電シールド板で、静電シールド板８は、ケ
ース５およびその周辺を覆うようにプリント基板１の表
面側に取り付けられ、静電シールド板９は、後述する信
号処理回路部分を覆うようにプリント基板１の裏面側に
取り付けられる。

【００１４】次に、この傾斜センサの製造方法について
説明する。まず、前述したようにして、表面側に、裏面
側の銅泊パターンと電極点２ｃ，２ｄを通じて電気的に
接続された差動電極２ａ，２ｂが形成されているととも
に、端子孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄおよび貫通孔６が設
けられたプリント基板１が用意される。

【００１５】このプリント基板１に、共通電極板３が、
差動電極２ａ，２ｂに対して所定の間隔を持って平行に
保持される状態でプリント基板１に取り付けられる。こ
のとき、共通電極板３とプリント基板１の差動電極２
ａ，２ｂとの距離が、予め定めた所定のものとなるよう
にするため、厚さゲージを共通電極板３とプリント基板
１との間に挟んで、共通電極板３の複数個の端子片３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを、プリント基板１の端子孔４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに挿入する。

【００１６】そして、厚さゲージにより、共通電極板３
とプリント基板１の差動電極２ａ，２ｂとの距離を所定
のものに保持した状態で、端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄの先端部を、プリント基板１の裏面側の配線パターン
に半田付けするようにする。なお、端子孔４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄは、この半田付けにより、孔埋めされて、封
止される。プリント基板１に対して共通電極板３の取り
付けを終了したら、厚さゲージは取り除く。

【００１７】次に、オイルケース５の端面に両面テープ
５Ｂを貼付し、あるいは、プリント基板１の差動電極２
ａ，２ｂの周囲のオイルケース５の端面に対する部位に
予め両面テープ５Ｂを貼付しておき、オイルケース５
を、この両面テープ５Ｂを用いてプリント基板１に接着
して固定する。これにより、プリント基板１とオイルケ
ース５との間には、共通電極板３を保持した状態で密閉
空間が形成される。

【００１８】次に、プリント基板１の貫通孔６から、シ
リコン・オイル等の誘電性液体７を、密閉空間内の有効
容積のほぼ１／２のレベル、すなわち図９の仮想線Ｌ２
のレベルまで充填する。その後、プリント基板１の貫通
孔６を半田により、封止する。

【００１９】そして、静電シールド板８にて、プリント
基板１の表面側のオイルケース５をも含んで覆うと共
に、静電シールド板９にて、プリント基板１の裏面側を
覆う。その後、図１１に示すように、以上のようにして
構成した傾斜検出素子および信号処理回路部分を、直方
体形状で一面が開口とされた筐体１０内に収納する。そ
して、樹脂のシール剤１１を筐体１０内に充填する。

【００２０】このとき、シール剤１１がシールド板９の
内側のプリント基板１内に入り込むことにより、傾斜検
出素子の特性が変化してしまうため、筐体１０内に一杯
にシール剤１１を充填する前に、プリント基板１に取り
付けられた特性調整用トリマー１２によって、特性を所
期のものに調整した後、さらにシール剤１１を筐体１０
内に充填して、傾斜センサを完成させるようにする。

【００２１】図１２は、この例の傾斜センサの信号処理
回路部分の構成を示すものである。図１２において、２
１は発振器であり、その発振信号の出力端子が、前述し
た図９および図１０で説明した構成の傾斜検出素子２０
の共通電極板３に接続される。また、傾斜検出素子２０
の１対の差動電極２ａ，２ｂのそれぞれは、容量−電圧
変換回路２２ａ，２２ｂの入力端子に接続される。

【００２２】これら容量−電圧変換回路２２ａおよび２
２ｂの出力端子は、それぞれ差動増幅回路２３の一方お
よび他方の入力端子に接続される。この差動増幅回路２
３からは傾斜センサの出力端子２４が導出される。な
お、信号処理回路部には電源安定化回路２５が含まれて
おり、この電源安定化回路２５を通じた安定化電圧が発
振器２１や差動増幅回路２３に、その電源電圧として供
給される。

【００２３】信号処理回路部は、上述のように構成され
ているので、発振器２１からの一定周波数の発振出力信
号は、差動電極２ａと共通電極板３とで構成される第１
のコンデンサを通じて容量−電圧変換回路２２ａに供給
されると共に、差動電極２ｂと共通電極板３とで構成さ
れる第２のコンデンサを通じて容量−電圧変換回路２２
ｂに供給される。このとき、容量−電圧変換回路２２ａ
および２２ｂのそれぞれには、第１のコンデンサの容量
値および第２のコンデンサの容量値のそれぞれに応じた
波高値の信号が、それぞれ入力される。

【００２４】容量−電圧変換回路２２ａおよび２２ｂ
は、それぞれの入力信号を整流し、平滑した電圧を出力
する。したがって、容量−電圧変換回路２２ａおよび２
２ｂの出力電圧は、それぞれの入力信号の波高値、すな
わち、第１のコンデンサの容量値および第２のコンデン
サの容量値のそれぞれに応じた大きさとなる。

【００２５】したがって、差動増幅回路２３からは、容
量−電圧変換回路２２ａの出力電圧と、容量−電圧変換
回路２２ｂの出力電圧との差の電圧が得られ、それが傾
斜センサの出力として、出力端子２４に導出される。す
なわち、差動増幅回路２３からは、第１のコンデンサと
第２のコンデンサの容量値の差に応じた出力電圧が得ら
れる。

【００２６】以上のような構成の傾斜検出素子２０およ
び信号処理回路部を備える傾斜センサを、前述したよう
に被測定物の傾斜測定の基準面となる面（以下、この面
を被測定面という）上に設置する。このとき、傾斜検出
素子２０のプリント基板１面が、被測定面の被測定傾斜
方向を含む面となるように設置する。

【００２７】なお、この明細書において、被測定面の被
測定傾斜方向とは、測定しようとする傾斜の方向に被測
定面が傾斜するときの被測定面の法線の移動方向であ
り、被測定面が測定しようとする傾斜の方向に順次傾斜
するときに、各傾斜位置にある被測定面の法線の全てを
含む面に沿う方向をいう。

【００２８】被測定面が、前記被測定傾斜方向に傾斜し
ていなければ（すなわち、重力方向に垂直な線を含む面
となっているとき）、誘電性液体７は、差動電極２ａと
２ｂとのそれぞれほぼ半分を等しく浸漬する状態とな
る。したがって、差動電極２ａと共通電極板３とで構成
される第１のコンデンサの容量値と、差動電極２ｂと共
通電極板３とで構成される第２のコンデンサの容量値と
は等しくなり、容量−電圧変換回路２２ａ，２２ｂの出
力電圧の差は零となる。このとき、差動増幅回路２３の
出力電圧は、それに応じた電圧Ｖｏとなる。

【００２９】そして、被測定面が、前記被測定傾斜方向
に傾斜したとき、誘電性液体７の液面位置は、差動電極
２ａ，２ｂの一方は、その傾斜角だけ誘電性液体７内に
余分に浸漬し、他方は、その傾斜角だけ電極が液面から
露呈するようになる状態になり、その傾斜角に応じた容
量差が第１のコンデンサと第２のコンデンサとの間に生
じる。

【００３０】このとき、図９において、傾斜角が０度の
位置から被測定面が＋θ方向（例えば反時計方向）に傾
斜した場合には、第１のコンデンサの容量値が小さくな
り、第２のコンデンサの容量値が大きくなるため、容量
−電圧変換回路２２ａの出力電圧が、容量−電圧変換回
路２２ｂの出力電圧よりも大きくなる。したがって、差
動増幅回路２３の出力電圧は、電圧Ｖｏよりも＋θ方向
の傾斜角に応じた分だけ、大きくなるように変化する。

【００３１】一方、図９において、傾斜角が０度の位置
から被測定面が−θ方向（例えば時計方向）に傾斜した
場合には、第２のコンデンサの容量値が小さくなり、第
１のコンデンサの容量値が大きくなるため、容量−電圧
変換回路２２ａの出力電圧が、容量−電圧変換回路２２
ｂの出力電圧よりも小さくなる。したがって、差動増幅
回路２３の出力電圧は、電圧Ｖｏよりも−θ方向の傾斜
角に応じた分だけ、小さくなるように変化する。

【００３２】したがって、差動増幅回路２３からは、容
量−電圧変換回路２２ａ，２２ｂの出力電圧の差分、つ
まり、２個のコンデンサの容量値の差分、に応じた電圧
が出力電圧として得られる。この差動増幅回路２３の出
力電圧は、図９のように、傾斜角＝０の面位置からの傾
斜方向も含めて、傾斜角＝０の面位置からの被測定面の
傾斜角に比例して直線状に変化する直流電圧となる。

【００３３】なお、この場合、差動電極２ａ，２ｂ及び
共通電極板３の前記扇形形状は、この差動増幅回路２３
の出力電圧の変化が、図９に示すように、傾斜角の変化
にリニアに対応するように定めたものである。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の傾斜セ
ンサは、小型かつ高精度で、被測定面の傾斜角を測定す
ることが可能であるが、製造上、また、特性上、以下の
ような問題があった。

【００３５】第１に、上述の従来の傾斜センサでは、前
述もしたように、筐体１０内にシール剤１１を充填した
ときに、誘電体であるシール剤が、シールド板９で覆わ
れたプリント基板１の部分の、その反対面側の差動電極
２ａ，２ｂが形成されている部分に対応する部分にも入
り込み、このため、傾斜検出素子の特性が変化してしま
う問題がある。

【００３６】この問題点を解決するために、前述したよ
うに、従来の傾斜センサでは、シール工程を２段階にし
て、第１段階のシール工程により、ほぼ傾斜検出素子の
部分までのシール剤の充填を行ない、その後、シール剤
の充填により変わってしまった特性を、特性調整用トリ
マー１２によって、所期のものに調整した後、第２のシ
ール工程を行って、シール剤の充填を完了するようにし
なければならず、シール工程が複雑になってしまう問題
があった。

【００３７】また、第２に、従来の傾斜検出素子の共通
電極板３と差動電極２ａ，２ｂとの間の空隙は、所定の
ものとする必要があるが、従来は、上述のように、共通
電極板３は複数個の端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによ
り、プリント基板１の孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに挿入
され、半田付けされて取り付けられる構造になっている
ため、共通電極板３と差動電極２ａ，２ｂとの間の空隙
に厚さゲージを挿入して、共通電極板３をプリント基板
に取り付けることにより、共通電極板３と差動電極２
ａ，２ｂとの間の空隙を所定のものに設定する必要があ
り、手数がかかる問題がある。

【００３８】また、第３に、共通電極板３が複数個の端
子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによりプリント基板１に取
り付けられており、少なくとも端子部が上下の２か所あ
ることにより、被測定面の傾斜角度を９０度近くまで傾
けて水平に戻したとき、傾き角が大きくなる方向のとき
と、傾き角が小さくなる方向のときとで、図１３に示す
ように、特性が異なってしまうヒステリシスが発生する
問題がある。

【００３９】すなわち、被測定面の傾斜角度が徐々に大
きくなって、９０度近傍になると、それまで、誘電性液
体７に浸っていなかった上側の端子片が誘電性液体７に
浸る状態になる。

【００４０】逆に、９０度近傍の傾斜角度から被測定面
の傾斜が徐々に小さくなる場合には、誘電性液体７に浸
っていた上側の端子片が誘電性液体７に浸らなくなる
が、このとき、端子片には、誘電性液体７が若干付着し
たままの状態になる。このため、図１３のようなヒステ
リシスが生じることとなる。

【００４１】この発明は、以上の問題点を解決する傾斜
センサを提供することを目的とするものである。

【００４２】

【課題を解決するための手段】上記第１の問題点を解決
するため、請求項１の発明による傾斜センサは、傾斜測
定の基準面に対して垂直方向に配置されるプリント基板
と、前記プリント基板の一面側において、互いに電気的
に独立に設けられ、かつ、前記プリント基板の他面側に
設けられる配線パターンに電気的に接続される１対の差
動電極と、前記１対の差動電極に対して所定の空隙を隔
てて対向する共通電極板と、前記１対の差動電極と前記
共通電極板とを、前記プリント基板との間で形成する密
閉空間内に収納するようにするケース部材と、前記密閉
空間内に、液面が前記基準面の傾斜に応じて変化するよ
うな状態で封入された誘電性液体と、前記プリント基板
の他面側の、少なくとも前記１対の差動電極が形成され
ている部分に対応する部分を覆う裏蓋と、を備えること
を特徴とする。

【００４３】また、第２の問題点を解決するために、請
求項３の発明の傾斜センサは、傾斜測定の基準面に対し
て垂直方向に配置されるプリント基板と、前記プリント
基板の一面側において、互いに電気的に独立に設けら
れ、かつ、前記プリント基板の他面側に設けられる配線
パターンに電気的に接続される１対の差動電極と、前記
１対の差動電極に対して所定の空隙を隔てて対向する共
通電極板を備え、この共通電極板から導出される端子片
により、前記プリント基板の前記他面側の共通電極用導
電リードパターンと電気的に接続される共通電極と、前
記１対の差動電極と前記共通電極板とを、前記プリント
基板との間で形成する密閉空間内に収納するようにする
ケース部材と、前記密閉空間内に、液面が前記基準面の
傾斜に応じて変化するような状態で封入された誘電性液
体と、を備え、前記共通電極は、前記共通電極板から前
記端子片が導出される方向とは反対方向側に導出される
複数個の爪部を有するとともに、前記ケース部材は、前
記共通電極の前記複数個の爪部が嵌合する凹部を具備
し、前記複数個の爪部が、前記凹部に嵌合されることに
より、前記共通電極が前記ケース部材に固定されること
を特徴とする。

【００４４】また、第３の問題点を解決するために、請
求項５の発明の傾斜センサは、傾斜測定の基準面に対し
て垂直方向に配置されるプリント基板と、前記プリント
基板の一面側において、互いに電気的に独立に設けら
れ、かつ、前記プリント基板の他面側に設けられる配線
パターンに電気的に接続される１対の差動電極と、前記
１対の差動電極に対して所定の空隙を隔てて対向する共
通電極板を備え、この共通電極板から導出される１個の
端子片により、前記プリント基板の前記他面側の配線パ
ターンと電気的に接続される共通電極と、前記１対の差
動電極と前記共通電極板とを、前記プリント基板との間
で形成する密閉空間内に収納するようにするケース部材
と、前記密閉空間内に、液面が前記基準面の傾斜に応じ
て変化するような状態で封入された誘電性液体と、を備
え、前記共通電極板から導出される１個の端子片は、前
記１対の差動電極から等距離であり、かつ、前記誘電性
液体に浸漬される下側に設けられることを特徴とする。

【００４５】

【作用】上述の構成の請求項１の発明による傾斜センサ
によれば、プリント基板の他面側の、少なくとも１対の
差動電極が形成されている部分に対応する部分は裏蓋に
より覆われている。そして、その裏蓋部分をも覆うよう
に、シールド板により遮蔽されるようにされる。したが
って、シール工程において、シール剤が充填されたとき
に、裏蓋によって、シール剤が、プリント基板の１対の
差動電極が形成されている部分に対応する部分に入り込
むことはなくなり、傾斜センサの特性が変化することが
防止される。

【００４６】このため、従来のような特性調整用トリマ
ーによる、変化してしまった特性の調整は不要となっ
て、シール工程は１工程でよくなり、簡略化できる。

【００４７】また、上述の構成の請求項３の発明による
傾斜センサによれば、共通電極板は、この共通電極板か
らプリント基板側とは反対方向側に導出される複数個の
爪部が、ケース部材の凹部に嵌合されることにより、ケ
ース部材に固定される。この嵌合により、共通電極板
は、ケース部材に対して予め定められた深さ位置に固定
される。

【００４８】そして、この請求項２の発明の場合には、
ケース部材をプリント基板の所定位置に取り付けること
により、共通電極板は、対の差動電極との間に、予め定
められた所定の空隙を保って、取り付けられる。したが
って、請求項２の発明によれば、共通電極板と差動電極
との間に挿入する従来のような厚さゲージが不要とな
り、共通電極板の取り付け作業が簡単になる。

【００４９】さらに、上述の構成の請求項４の発明によ
れば、共通電極板はプリント基板に対して、傾斜角が小
さいときは、誘電性液体内に浸漬される位置に設けられ
る１個の端子片により電気的に接続されるので、傾斜−
検出出力特性に、従来のようなヒステリシスは生じな
い。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、この発明による傾斜センサ
の実施の形態を、図を参照しながら説明する。

【００５１】［第１の実施の形態］（図１〜図３） 図１は、第１の実施の形態の傾斜センサの傾斜検出素子
３０の分解斜視図である。また、図２は、この第１の実
施の形態の傾斜センサの傾斜検出素子３０を、その正面
に垂直な面で切断した場合の断面図を示すものである。
図３は、シール剤を充填した状態の、この第１の実施の
形態の傾斜センサの断面図を示すものである。

【００５２】図１および図２に示す傾斜検出素子３０の
構成は、プリント基板１の差動電極２ａ，２ｂが設けら
れる表面側とは反対側の裏面側に設けられる裏蓋３１を
除くと、図８および図９に示した従来例と全く同一であ
る。また、信号処理回路部分は、図１１に示したものと
全く同様に構成される。そこで、前述した従来例と同じ
部分については説明を省略することとする。

【００５３】裏蓋３１は、オイルケース５と同様の材質
の、適当な柔軟性を有するプラスチックからなるもの
で、図２に示すように、プリント基板１の裏面とシール
ド板９との間において、プリント基板１の表面側の１対
の差動電極２ａ，２ｂの部分に対応する部分を少なくと
も覆うように構成されている。この例では、図２に示す
ように、裏蓋３１は、プリント基板１の表面側でオイル
ケース５が覆う部分に対応する裏面側の部分を覆うよう
に構成されている。

【００５４】そして、差動電極２ａ，２ｂと、スルーホ
ールを介してのプリント基板１の裏面側の配線パターン
との接続部（半田接合部）や共通電極板から導出される
端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとプリント基板１の裏側
の配線パターンとの接続部（半田接合部）などの凸部を
逃げるための凹部３２が、裏蓋３１には設けられてい
る。

【００５５】この裏蓋３１も、オイルケース５と同様
に、例えば両面テープ３３などの接着手段により接着さ
れることにより、プリント基板１の裏面側に密着して取
り付けられる。

【００５６】そして、この例では、裏蓋３１のプリント
基板１からの高さは、丁度、シールド板９のプリント基
板１に対向する面と、プリント基板１との間の距離に等
しく設定され、図２に示すように、裏蓋３１がシールド
板９に密着するようにされている。これにより、シール
工程において、シール剤が、シールド板９のプリント基
板１との対向面と裏蓋３１との間に入り込むことがなく
なり、シール工程の前後での傾斜センサの特性の変化
を、さらに強力に防止することができる。

【００５７】なお、図２に示すように、この第１の実施
の形態では、オイルケース５の外平面には、導電性板３
４が取り付けられる。この導電性板３４は、導電性の取
り付けピン３５により、オイルケース５を貫通してプリ
ント基板１に固定されて取り付けられる。そして、導電
性の取り付けピン３５の先端は、プリント基板１の接地
導体に接続されることにより、導電性板３４が電気的に
接地されている。

【００５８】また、この例では、オイルケース５の端面
が当接するプリント基板１の両面テープ５Ｂが張り付け
られる部分は、表面を平坦にするために、オイルケース
５の端面に対応する形状に銅泊パターンが形成されてい
る。この銅泊パターンは、プリント基板５の裏面側のア
ースパターンに、ピン３５が挿入される孔を介して接続
されて、接地されている。

【００５９】この実施の形態では、この接地される導電
性板３４の存在により、オイルケース５側のプリント基
板１と平行な上面と、シールド板８との間に隙間に、シ
ール工程でシール剤が侵入しても、そのシール剤により
傾斜センサの特性が変化することが、より確実に防止さ
れる。

【００６０】以上説明したようにして、この第１の実施
の形態では、裏蓋３１がプリント基板１に対して取り付
けられて、傾斜検出素子が形成される。そして、シール
ド板９は、その裏蓋３１をも覆う状態で取り付けられ
る。

【００６１】そして、図３に示すように、プリント基板
１の裏面側に裏蓋３１が取り付けられた傾斜検出素子３
０および信号処理回路部とが筐体１０内に挿入され、特
性調整用トリマー１２により、特性が調整された後、シ
ール剤が筐体１０内に充填されて、傾斜センサが形成さ
れる。

【００６２】この第１の実施の形態では、裏蓋３１によ
り、プリント基板１の裏面側の、表面側の差動電極２
ａ，２ｂに対応する部分が覆われているので、シール剤
１１は、裏蓋３１内に入り込むことがない。しかも、裏
蓋３１とシールド板９のプリント基板１の裏面との対向
面との間に隙間がないので、この部分には、シール剤１
１が入り込むことがない。このため、シール剤１１を充
填したときに、従来のように傾斜検出素子３０の特性が
変化してしまうようなことがない。したがって、シール
工程は、１工程で済む。

【００６３】なお、上述の説明では、従来と同様に、特
性調整トリマー１２により、傾斜検出素子の特性を調整
するようにしたが、裏蓋３１の存在により、シール剤１
１の充填前と後とで、傾斜検出素子３０の特性は変わら
ないので、この調整は、従来と異なり、シール剤１１に
より、筐体１０内を充填する前に行うだけでよい。な
お、この第１の実施の形態においては、特性調整用トリ
マー１２は、必ずしも必要ではない。

【００６４】この第１の実施の形態の傾斜センサの特性
は、前述した従来例の傾斜センサとほぼ同様のものとな
る。

【００６５】また、上述の実施の形態の例では、共通電
極板３と、オイルケース５とは、別個のものとしたが、
オイルケースを導電体で構成して、オイルケースを共通
電極板３と兼用するような構造であってもよい。さら
に、オイルケース全体を導電体とするのではなく、オイ
ルケースのプリント基板との対向面に、共通電極板を接
着したり、あるいは共通電極板部分を印刷や蒸着して設
けることにより、オイルケースと一体的に構成するよう
な構造とすることもできる。

【００６６】［第２の実施の形態］（図４〜図８） この第２の実施の形態の傾斜検出素子４０は、差動電極
２ａ，２ｂが形成されるプリント基板１と、共通電極板
３と、オイルケース５と、裏蓋３１と、誘電性液体７と
で構成されるのは、第１の実施の形態と同様であるが、
この第２の実施の形態の場合の傾斜検出素子４０は、共
通電極板３の固定の仕方および共通電極板３とプリント
基板１の配線パターンとの接続の仕方に特徴がある。

【００６７】また、信号処理回路部分は、図１１に示し
たものと全く同様に構成される。そこで、この第２の実
施の形態の説明においても、前述した従来例と同じ部分
については、その詳細な説明を省略することとする。

【００６８】図４は、この第２の実施の形態の傾斜セン
サの傾斜検出素子４０の分解斜視図である。また、図５
は、この第２の実施の形態の場合の傾斜検出素子４０の
オイルケース５と、共通電極板３との関係を説明するた
めの図である。また、図６は、この第２の実施の形態の
場合の傾斜検出素子４０を、その正面に垂直な面で切断
した場合の断面図を示すものである。図７は、シール剤
を充填した状態の、この第２の実施の形態の傾斜センサ
の断面図を示すものである。さらに図８は、この第２の
実施の形態の傾斜センサの特性を示す図である。

【００６９】図４に示すように、この第２の実施の形態
の傾斜検出素子４０のプリント基板１には、従来例およ
び第１の実施の形態の場合と同様に、１対の差動電極２
ａ，２ｂが、銅泊パターンによって、基準面およびプリ
ント基板１面の両方に垂直な面と、プリント基板１との
交差線（図４で二点鎖線で示す仮想線Ｌ１）により左右
に分割される領域に、互いに電気的に独立に形成されて
いる。

【００７０】しかし、プリント基板１に設けられる、共
通電極板３の端子片が貫通する貫通孔は、前述の例とは
異なり、貫通孔４ｅの１個とされている。このため、プ
リント基板１の裏面側の配線パターンも簡略化されてい
る。なお、差動電極２ａ，２ｂの間の上方に誘電性液体
の封入用貫通孔６が設けられている点、その他は、前述
の例と同様である。

【００７１】そして、図４、図５、図６および図７に示
すように、この第２の実施の形態においては、共通電極
板３をプリント基板１の裏面側の配線パターンに接続す
るために共通電極板３から導出される端子片は、単一の
端子片３ｅとされる。

【００７２】共通電極板３が固定された状態では、端子
片３ｅは貫通孔４ｅを通じてプリント基板１の裏面側に
導かれ、その端子片３ｅの先端は、プリント基板１の裏
面側において配線パターンと半田付けされる。貫通孔４
ｅは、半田付けにより孔埋めされて封止される。

【００７３】この端子片３ｅの位置および貫通孔４ｅの
位置は、図５に示すように、差動電極２ａ，２ｂから等
しい位置である対称軸（２点鎖線Ｌ１の位置に対応）上
に設けられ、かつ、図６、図７に示すように、誘電性液
体７が封入されたときに、誘電性液体７により常に浸漬
される下側の位置とされる。この第２の実施の形態で
は、共通電極板３は、図４に示すように、中央部が若干
くびれた、いわゆる瓢箪型の形状を有しており、この瓢
箪を横においたような状態で差動電極２ａ，２ｂと対向
するように配置される。端子片３ｅは、共通電極板３の
前記くびれの部分に形成される。

【００７４】この構成によれば、一つの端子片３ｅが、
ほぼ常に、誘電性液体７に浸っているために、この実施
の形態の傾斜センサにより、徐々に９０度まで大きくな
る方向の傾斜を測定したときと、９０度から徐々に小さ
くなる方向の傾斜を測定したときとで、傾斜センサの特
性が異なることがなく、この第２の実施の形態の傾斜セ
ンサの特性は、図８に示すような特性となる。

【００７５】次に、この第２の実施の形態では、共通電
極板３は、プリント基板１に対して固定するのではな
く、オイルケース５に固定することにより、プリント基
板１と共通電極板３とを所定の空隙を隔てて、平行に保
つように構成する。

【００７６】すなわち、共通電極板３からは、端子片３
ｅの導出方向とは逆側のオイルケース５側に向かって、
複数個の、この例では４個の圧入脚部３ｆ，３ｇ，３
ｈ，３ｉが導出されている。これらの圧入脚部３ｆ，３
ｇ，３ｈ，３ｉは、共通電極板３と一体の折り曲げ片と
して構成されている。

【００７７】一方、図５に示すように、これらの圧入脚
部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉに対応して、オイルケース５
の、誘電性液体７を封入する部分となる、共通電極板３
の形状に応じた凹部５１には、共通電極板３のオイルケ
ース５側の面の周縁部が衝合する段部５２が設けられて
いる。この段部５２は、オイルケース５のプリント基板
１と衝合する端面５ｔからの深さが、（共通電極板３と
差動電極２ａ，２ｂとの距離）＋（共通電極板３の厚
さ）となる位置に設けられている。

【００７８】そして、共通電極板３の圧入脚部３ｆ，３
ｇ，３ｈ，３ｉの位置に対応する、オイルケース５の段
部５２の部分には、圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉの
それぞれが圧入嵌合される溝穴５２ｆ，５２ｇ，５２
ｈ，５２ｉが形成されている。この場合、溝穴５２ｆ，
５２ｇ，５２ｈ，５２ｉの深さは、圧入脚部３ｆ，３
ｇ，３ｈ，３ｉの長さよりもわずかに短く形成されてい
る。

【００７９】この第２の実施の形態の傾斜センサの製造
方法について説明する。まず、前述したようにして、裏
面側の銅泊パターンと電極点２ｃ，２ｄを通じて電気的
に接続された差動電極２ａ，２ｂが、その表面側に形成
されるとともに、端子孔４ｅおよび貫通孔６が設けられ
たプリント基板１が用意される。

【００８０】次に、オイルケース５の凹部５１内に、共
通電極板３を、圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉを、オ
イルケース５の溝穴５２ｆ，５２ｇ，５２ｈ，５２ｉの
それぞれに圧入嵌合することにより、装着固定する。こ
の状態では、図６にも示すように、共通電極板３のプリ
ント基板１側を向く面と、オイルケース５のプリント基
板１と衝合する端面５ｔとの距離が、共通電極板３と、
差動電極２ａ，２ｂとの間の空隙の大きさに、丁度、一
致するものとなる。なお、図６に示すように、共通電極
板３のオイルケース５側の面と、オイルケース５の底部
との間には、段部５２の高さ分の空隙５３が生じてい
る。

【００８１】次に、上述のように共通電極板３を装着固
定したオイルケース５の端面５ｔに両面テープ５Ｂを貼
付し、あるいは、プリント基板１の差動電極２ａ，２ｂ
の周囲の端面５ｔが衝合する部位に予め両面テープ５Ｂ
を貼付しておき、オイルケース５を、この両面テープ５
Ｂを用いてプリント基板１に接着して固定する。これに
より、プリント基板１とオイルケース５との間には、共
通電極板３を保持した状態で密閉空間が形成される。

【００８２】このオイルケース５のプリント基板１に対
する取り付けの際に、共通電極板３からプリント基板１
側に向かって導出されている端子片３ｅがプリント基板
１の貫通孔４ｅを通じて裏面側に導出される。そして、
端子片３ｅの先端部は、プリント基板１の裏面側の配線
パターンと半田付けされて、電気的に接続される。この
半田付けにより、貫通孔４ｅは孔埋めされて封止され
る。

【００８３】オイルケース５が、プリント基板１に対し
て両面テープ５Ｂにより取り付けられると、共通電極板
３と差動電極２ａ，２ｂとは、上述したことから明らか
なように、予め定められた所定長の空隙を隔てて、平行
に配置される状態になる。

【００８４】次に、プリント基板１に設けられた貫通孔
６からシリコン・オイル等の誘電性液体７が、ケース５
とプリント基板１とで形成される密閉空間内に、その有
効容積のほぼ１／２のレベル、すなわち図４の仮想線Ｌ
２のレベルまで充填される。なお、この場合に、図６に
示すように、ケース５とプリント基板１とで形成される
密閉空間内に封入された誘電性液体７は、共通電極板３
とプリント基板１との間の空隙だけでなく、共通電極板
３とオイルケース５の底部との空隙５３にも入り込む。

【００８５】次に、前述の第１の実施の形態と同様にし
て、プリント基板１の裏面側の、表面側の差動電極２
ａ，２ｂに対応する部分を覆うように、裏蓋３１が、例
えば両面テープ３３などの接着剤により、プリント基板
１に取り付けられる。

【００８６】そして、静電シールド板８にて、プリント
基板１の表面側のオイルケース５をも含んで覆うと共
に、静電シールド板９にて、プリント基板１の裏面側を
覆う。そして、図６に示すように、この第２の実施の形
態では、第１の実施の形態の場合と同様にして、オイル
ケース５の外平面には、導電性板３４が取り付けられ
る。この導電性板３４は、導電性の取り付けピン３５に
より、オイルケース５を貫通してプリント基板１に固定
されて取り付けられる。そして、導電性の取り付けピン
３５の先端は、プリント基板１の接地導体に接続される
ことにより、導電性板３４が電気的に接地されている。

【００８７】また、この例では、オイルケース５の端面
が当接するプリント基板１の両面テープ５Ｂが張り付け
られる部分は、表面を平坦にするために、オイルケース
５の端面に対応する形状に銅泊パターンが形成されてい
る。この銅泊パターンは、プリント基板５の裏面側のア
ースパターンに、ピン３５が挿入される孔を介して接続
されて、接地されている。

【００８８】次に、以上のようにして構成した傾斜検出
素子４０および信号処理回路部分を、図７に示すよう
に、直方体形状で一面が開口とされた筐体１０内に収納
する。そして、特性調整用トリマー１２により、特性を
調整した後、樹脂などのシール剤１１を筐体１０内に充
填する。

【００８９】以上のように、この第２の実施の形態の傾
斜センサによれば、共通電極板３はオイルケース５に固
定されるものであり、この共通電極板３が固定されたオ
イルケース５がプリント基板１に取り付けられることに
より、共通電極板３と差動電極２ａ，２ｂとが所定の空
隙を隔てて配置される。したがって、従来のように、厚
さゲージを、共通電極板３とプリント基板１との間に挿
入して、両者間の空隙を設定する必要がなく、共通電極
板３の取り付けが容易になると共に、厚さゲージなどの
治具が不要となる。

【００９０】また、上述した第２の実施の形態の傾斜セ
ンサによれば、共通電極板３とプリント基板１の配線パ
ターンとを電気的に接続する部位は、単一の端子片３ｅ
であるので、図８に示すような特性となり、従来のよう
なヒステリシスがなくなり、被測定面の傾斜が大きくな
る方向でも、小さくなる方向でも、同一の傾斜検出出力
が得られるようになる。

【００９１】また、この第２の実施の形態においても、
裏蓋３１を設けたことにより、シール剤１１の充填前と
後とで、傾斜検出素子４０の特性は変わらない。したが
って、特性調整用トリマー１２による調整は、従来と異
なり、シール剤１１により、筐体１０内を充填する前に
行うだけでよい。また、この第２の実施の形態において
も、特性調整用トリマー１２は、必ずしも必要ではな
い。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の傾斜セ
ンサによれば、プリント基板の他面側の、少なくとも１
対の差動電極が形成されている部分に対応する部分は裏
蓋により覆われた後、シールド板により遮蔽されるよう
にされるので、裏蓋の存在により、シール剤は、プリン
ト基板の１対の差動電極が形成されている部分に対応す
る部分には入り込まず、傾斜センサの特性が変化するこ
とが防止される。

【００９３】このため、従来のような特性調整用トリマ
ーは不要となって、シール工程は１工程でよくなり、簡
略化できる。

【００９４】また、この発明による傾斜センサによれ
ば、共通電極板は、ケース部材に対して、予め定められ
た深さ位置に固定されるので、ケース部材をプリント基
板に取り付けるだけで、対の差動電極との間に、予め定
められた所定の空隙を保った位置に配置される。したが
って、共通電極板と差動電極との間に挿入する従来のよ
うな厚さゲージが不要となり、共通電極板の取り付け作
業が簡単になる。

【００９５】また、この発明による傾斜センサによれ
ば、共通電極板はプリント基板に対して、通常は、誘電
性液体内に浸漬される位置に設けられる１個の端子片に
より電気的に接続されるので、傾斜−検出出力特性に、
従来のようなヒステリシスは生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による第１の実施の形態の傾斜センサ
の分解図である。

【図２】第１の実施の形態の傾斜センサの断面図であ
る。

【図３】第１の実施の形態の傾斜センサのシールされた
状態の断面図である。

【図４】この発明による第２の実施の形態の傾斜センサ
の分解図である。

【図５】第２の実施の形態の要部を説明するための図で
ある。

【図６】第２の実施の形態の傾斜センサの断面図であ
る。

【図７】第２の実施の形態の傾斜センサのシールされた
状態の断面図である。

【図８】実施の形態の傾斜センサの出力電圧特性を示す
図である。

【図９】従来の傾斜センサの一例の分解図である。

【図１０】従来の傾斜センサの一例の断面図である。

【図１１】従来の傾斜センサの一例のシールされた状態
の断面図である。

【図１２】従来の傾斜センサの信号処理回路部の構成を
示す図である。

【図１３】従来の傾斜センサの出力電圧特性を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ プリント基板 ２ａ，２ｂ 差動電極 ３ 共通電極板 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ 端子片 ３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ 嵌合脚部 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ 貫通孔 ５ オイルケース ５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ 嵌合凹溝 ５ｔ オイルケース５の端面 ６ 誘電性液体の注入用貫通孔 ７ 誘電性液体 ８、９ シールド板 １０ 筐体 １１ シール剤 １２ 特性調整用トリマー ３１ 裏蓋

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】傾斜測定の基準面に対して垂直方向に配置
   されるプリント基板と、 前記プリント基板の一面側において、互いに電気的に独
   立に設けられ、かつ、前記プリント基板の他面側に設け
   られる配線パターンに電気的に接続される１対の差動電
   極と、 前記１対の差動電極に対して所定の空隙を隔てて対向す
   る共通電極板と、 前記１対の差動電極と前記共通電極板とを、前記プリン
   ト基板との間で形成する密閉空間内に収納するようにす
   るケース部材と、 前記密閉空間内に、液面が前記基準面の傾斜に応じて変
   化するような状態で封入された誘電性液体と、 前記プリント基板の他面側の、少なくとも前記１対の差
   動電極が形成されている部分に対応する部分を覆う裏蓋
   と、 を備えることを特徴とする傾斜センサ。
2. 【請求項２】前記ケース部材は、前記共通電極板を兼用
   することを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサ。
3. 【請求項３】傾斜測定の基準面に対して垂直方向に配置
   されるプリント基板と、 前記プリント基板の一面側において、互いに電気的に独
   立に設けられ、かつ、前記プリント基板の他面側に設け
   られる配線パターンに電気的に接続される１対の差動電
   極と、 前記１対の差動電極に対して所定の空隙を隔てて対向す
   る共通電極板を備え、この共通電極板から導出される端
   子片により、前記プリント基板の前記他面側の配線パタ
   ーンと電気的に接続される共通電極と、 前記１対の差動電極と前記共通電極板とを、前記プリン
   ト基板との間で形成する密閉空間内に収納するようにす
   るケース部材と、 前記密閉空間内に、液面が前記基準面の傾斜に応じて変
   化するような状態で封入された誘電性液体と、 を備え、 前記共通電極は、前記共通電極板から前記端子片が導出
   される方向とは反対方向側に導出される複数個の爪部を
   有するとともに、前記ケース部材は、前記共通電極の前
   記複数個の爪部が嵌合する凹部を具備し、前記複数個の
   爪部が、前記凹部に嵌合されることにより、前記共通電
   極が前記ケース部材に固定されることを特徴とする傾斜
   センサ。
4. 【請求項４】請求項３に記載の傾斜センサにおいて、 前記プリント基板の他面側の、少なくとも前記１対の差
   動電極が形成されている部分に対応する部分を覆う裏蓋
   を備えることを特徴とする傾斜センサ。
5. 【請求項５】傾斜測定の基準面に対して垂直方向に配置
   されるプリント基板と、 前記プリント基板の一面側において、互いに電気的に独
   立に設けられ、かつ、前記プリント基板の他面側に設け
   られる配線パターンに電気的に接続される１対の差動電
   極と、 前記１対の差動電極に対して所定の空隙を隔てて対向す
   る共通電極板を備え、この共通電極板から導出される１
   個の端子片により、前記プリント基板の前記他面側の配
   線パターンと電気的に接続される共通電極と、 前記１対の差動電極と前記共通電極板とを、前記プリン
   ト基板との間で形成する密閉空間内に収納するようにす
   るケース部材と、 前記密閉空間内に、液面が前記基準面の傾斜に応じて変
   化するような状態で封入された誘電性液体と、 を備え、 前記共通電極板から導出される１個の端子片は、前記１
   対の差動電極から等距離であり、かつ、前記誘電性液体
   に浸漬される下側に設けられることを特徴とする傾斜セ
   ンサ。
6. 【請求項６】請求項５に記載の傾斜センサにおいて、 前記共通電極は、前記共通電極板から前記端子片が導出
   される方向とは反対方向側に導出される複数個の爪部を
   有するとともに、前記ケース部材は、前記共通電極の前
   記複数個の爪部が嵌合する凹部を具備し、前記複数個の
   爪部が、前記凹部に嵌合されることにより、前記共通電
   極が前記ケース部材に固定されることを特徴とする傾斜
   センサ。
7. 【請求項７】請求項５または請求項６に記載の傾斜セン
   サにおいて、 前記プリント基板の他面側の、少なくとも前記１対の差
   動電極が形成されている部分に対応する部分を覆う裏蓋
   を備えることを特徴とする傾斜センサ。