JP2001304858A - 姿勢センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、部品点数，組立工数が少なく、製
造が容易な小型の姿勢検出センサを提供することにあ
る。 【解決手段】 正面略斜方形の内部空間を有するハウジ
ング１０と、厚さ方向に磁束を生じるように着磁された
永久磁石で形成され、かつ、前記ハウジングの内部空間
内に転動自在に収納された転動体２０と、前記ハウジン
グ１０の背面側に配置され、前記転動体２０の磁気を検
出する磁気検出素子３０と、で構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は姿勢センサ、特に、
ＣＤドライバ，ＤＶＤドライバなどのように縦置きある
いは横置きのいずれにも設置可能な電子機器の設置状態
を検出するための姿勢センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器の設置状態を検出する姿
勢センサとしては、例えば、特公平７−１１３５５１号
公報に開示の傾斜センサがある。すなわち、内部に空間
を有する非磁性体からなるケースと、前記空間内に変位
自在に収容された永久磁石と、前記永久磁石に吸着され
て前記永久磁石と前記空間の底面との間に入り込み、前
記永久磁石を前記底面から浮上させるに必要な量の磁性
流体と、前記ケースを介して前記空間に対向するように
前記ケースの外部に配置、固定された磁気感応素子とか
らなり、前記ケースが傾いたとき、前記永久磁石がその
重量により前記空間の低い位置へ移動し、前記磁気感応
素子によって感知される磁気が変化することにより、前
記ケースが傾いたことを検出することを特徴とする傾斜
センサである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例では、永久磁石の周囲に磁性流体が必要であるの
で、部品点数，組立工数が多いだけでなく、装置の小型
化が困難である。また、磁性流体の流出を防止するため
にケースの摺動部分に高い密閉性を必要とするので、組
立てに手間がかかる。さらに、前記傾斜センサは水平位
置から左右にそれぞれ９０度までの傾斜を検出すること
は可能であるが、９０度を越えた傾斜状態を検出するた
めには複数個の磁気感応素子を設置しなければならない
という問題点がある。

【０００４】本発明は、前記問題点に鑑み、部品点数，
組立工数が少なく、製造容易な小型の姿勢センサを提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる姿勢検出
センサは、前記目的を達成するため、正面略斜方形の内
部空間を有する非磁性ハウジングと、厚さ方向に磁束を
生じるように着磁された永久磁石で形成され、かつ、前
記ハウジングの内部空間内に転動自在に収納された転動
体と、前記ハウジングの背面側に配置され、かつ、前記
転動体の磁気を検出する磁気検出素子と、からなる構成
としてある。なお、ここで、斜方形とは、４辺の長さが
等しい菱形だけでなく、４辺の長さが異なる方形も含
む。

【０００６】したがって、本発明によれば、永久磁石か
らなる転動体の位置を磁気検出素子で検出することによ
り、ハウジングの設置状態を検知できる。このため、従
来例のような磁性流体を必要とせず、部品点数，組立工
数が少なくなる。また、磁性流体を密閉する必要がない
ので、組立てが容易になる。さらに、本発明にかかる転
動体の永久磁石は、その磁束が厚さ方向、すなわち、磁
気センサに直交するように着磁されている。このため、
高い磁束を保持させたまま、前記転動体の外周面にて転
動させることができるので、形状を薄くできる。そし
て、ハウジングが水平状態から傾斜して９０度の傾斜を
超え、例えば、１８０度前後に変位しても、変位ごとの
磁束を検出してハウジングの設置状態を検知できる。こ
のため、１個の磁気検出素子で４方向の設置状態を検出
できる。

【０００７】また、前記転動体は、その一部を永久磁石
よりも高比重の材料で形成してもよい。したがって、本
発明によれば、転動体は永久磁石だけでなく、永久磁石
よりも高比重の材料を少なくとも一部に含んでいる。こ
のため、装置の小型化に伴って転動体が小さくなって
も、ハウジング内で転動しにくくなることがなく、設置
状態を確実に検出できる。

【０００８】さらに、前記転動体は、ハウジング内を転
動自在な円筒状回動部材と、この回動部材の中心に振動
板を介して厚さ方向に振動可能に支持された永久磁石
と、で形成してもよい。したがって、本発明によれば、
転動体に組み込んだ永久磁石の振動によって発生する電
圧の変位あるいは逆起電力等により、ハウジングの設置
状態を検出するだけでなく、ハウジングの振動をも検出
できるという効果がある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明にかかる姿勢センサを、図
１ないし図７の添付図面に従って説明する。第１実施形
態にかかる姿勢センサは、図１および図２に示すよう
に、所定の凹所１４を有する筐形ケース１１にカバー１
２を組み付けてハウジング１０を形成し、このハウジン
グ１０内に永久磁石からなる転動体２０を転動自在に収
納したものである。なお、前記ハウジング１０として
は、例えば、高さ５ｍｍ，巾３ｍｍ，長さ８ｍｍの外形
寸法を有するものが挙げられる。

【００１０】前記ケース１１は、図２に示すように、そ
の背面に形成した凹部１３に、例えば、ホール素子，ホ
ールＩＣなどの磁気検出素子３０を固着一体化したもの
である。さらに、前記ケース１１は、その正面に略ひし
形の凹所１４を形成してある。この凹所１４は、対向す
る上下の隅部に略Ｖ字形状の凹部１５，１６をそれぞれ
設けてある。この凹部１５，１６は、転動体２０を素早
く落ち着かせるとともに、微小な動きによる誤動作を回
避するためのものである。さらに、前記凹所１４は、対
向する左右の隅部に極率の小さな円弧面１７，１８をそ
れぞれ形成してある。そして、転動体２０の動作開始角
度は必要に応じて前記凹部１５，１６の角度，長さ等を
変更して調整できる。例えば、凹所１４各辺の傾斜角度
を２０度とし、前記凹部１５，１６の開口角度を９０度
とした場合、転動体２０が前記凹部１６に落ち込んでい
るとき、ハウジング１０を２０度傾けても転動体２０は
変位しないが、４５度傾けたときに動き始める。本実施
形態によれば、１個の磁気検出素子３０によって横置き
状態および縦置き状態のいずれをも明確に検出できる。

【００１１】前記永久磁石からなる転動体２０は、前記
ハウジング１０の凹所１４内に転動自在に収納できるも
のであればよく、その形状としては、例えば、円板状，
円筒状，円柱状等が挙げられ、その材質としては、燒結
磁石、プラスチック磁石、ゴム磁石等が挙げられる。さ
らに、前記転動体２０は、円滑な動作を確保するため、
その端面縁部に面取り，アールを設けておいてもよい。
そして、前記転動体２０を構成する永久磁石は、その磁
束が磁気検出素子３０に直交するように厚さ方向に着磁
されている。なお、転動体２０は、前述したような永久
磁石単体である必要はなく、例えば、比重の大きい円筒
状回動部材の内側に永久磁石を埋め込んでもよく、ま
た、その逆の構成であってもよい。例えば、永久磁石と
してフェライト（密度５ｇ／ｃｍ²）を使用し、前記回
動部材に高比重の銅（密度９ｇ／ｃｍ²）を使用すれ
ば、自重によって容易に転動する転動体２０が得られ
る。

【００１２】磁気検出素子３０は凹所１４の背面中央に
配置する場合に限らず、例えば、図３に示すように、中
心よりも若干上方に配置してもよい（第２実施形態）。
このように配置することにより、正常に配置されている
か、逆さまに配置されているのかを判別できる。

【００１３】また、前記凹所１４は上下対称あるいは左
右対称である必要はなく、例えば、図４に示すように、
凹所１４を左右非対称に形成し、かつ、磁気検出素子３
０を中心よりも若干上方に配置してもよい（第３実施形
態）。このように配置することにより、４方向の設置状
態をそれぞれ別個に検出できるという利点がある。

【００１４】さらに、磁気検出素子３０は、ケース１１
の背面に固着一体化する場合に限らず、例えば、図５に
示すように、ハウジング１０と別個独立に配置して転動
体の磁気を検出してもよい（第４実施形態）。本実施形
態では、ハウジング１０の下端面に一対の補強用支持部
１０ａ，１０ａが圧入あるいはインサート成形等で一体
化されている。したがって、本実施形態によれば、プリ
ント基板（図示せず）に磁気検出素子３０を装着した
後、ハウジング１０を装着する。本実施形態によれば、
ハウジング１０を適宜選択して装着することにより、所
望の検出方向を選択できて便利である。また、転動体２
０の衝撃力を磁気検出素子３０が直接受けないので、耐
衝撃性が向上する。

【００１５】また、磁気検出素子３０は、図６に示すよ
うに、ケース１１の背面内にインサート成形してもよい
（第５実施形態）。本実施形態によれば、シールド性が
向上し、湿気，温度等の外部環境の影響を受けにくい姿
勢センサが得られるという利点がある。

【００１６】さらに、転動体２０は、永久磁石単体に限
らず、図７に示すように、円筒状回動部材２１に一対の
振動板２２，２２を介して永久磁石２３を厚さ方向に振
動可能に吊り下げたものであってもよい。そして、前記
ハウジング１０の内面のうち、前記永久磁石２３に対応
する部分にコイル、例えば、プリントコイル（図示せ
ず）を形成する（第６実施形態）。このような構成とす
ることにより、永久磁石２３が厚さ方向に振動した場合
には、永久磁石２３の移動速度に比例する逆起電力が前
記コイルに発生し、永久磁石２３の振動を検出できる。
前記永久磁石２３にはプラスチック磁石を使用し、これ
を一対の振動板２２を介して前記回動部材２１にアウト
サート成形で支持してもよい。また、前述の磁気検出素
子を振動の検出に兼用することにより、コイルを省略し
てもよい。

【００１７】なお、本願の姿勢センサをプリント基板に
実装する場合には、ハウジングの下端面あるいは下端面
の周辺縁部に金属メッキを施しておき、ハンダ槽に浸漬
してハンダで固定してもよい。また、ハウジングはケー
スにカバーを取り付ける構成に限らず、例えば、上下に
２つ割りできる構造であってよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、永久磁石からなる転動
体の位置を磁気検出素子で検出することにより、ハウジ
ングの設置状態を検知できる。このため、従来例のよう
な磁性流体を必要とせず、部品点数，組立工数が少なく
なる。また、磁性流体を密閉する必要がないので、組立
てが容易になる。さらに、転動体の永久磁石は、その磁
束が厚さ方向、すなわち、磁気センサに直交するように
着磁されている。このため、ハウジングが水平状態から
傾斜して９０度の傾斜を超え、例えば、１８０度前後に
変位しても、磁束の増減を検出することにより、ハウジ
ングの設置状態を検出できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかる姿勢センサの第１実施形態を
示す正面断面図である。

【図２】 図１に示した姿勢センサの縦断面図である。

【図３】 本発明にかかる姿勢センサの第２実施形態を
示す正面断面図である。

【図４】 本発明にかかる第３実施形態を示す正面断面
図である。

【図５】 本発明にかかる第４実施形態を示す縦断面図
である。

【図６】 本発明にかかる第５実施形態を示す縦断面図
である。

【図７】 本発明にかかる第６実施形態の転動体を示す
正面断面図である。

【符号の説明】

１０…ハウジング、１１…ケース、１２…カバー、１４
…凹所、１５，１６…凹部、１７，１８…円弧面、２０
…転動体、２１…回動部材、２２…振動板、２３…永久
磁石、３０…磁気検出素子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正面略斜方形の内部空間を有する非磁性
   ハウジングと、厚さ方向に磁束を生じるように着磁され
   た永久磁石で形成され、かつ、前記ハウジングの内部空
   間内に転動自在に収納された転動体と、前記ハウジング
   の背面側に配置され、かつ、前記転動体の磁気を検出す
   る磁気検出素子と、からなることを特徴とする姿勢セン
   サ。
2. 【請求項２】 前記転動体が、その一部を永久磁石より
   も高比重の材料で形成したことを特徴とする請求項１に
   記載の姿勢センサ。
3. 【請求項３】 前記転動体が、ハウジング内を転動自在
   な円筒状回動部材と、この回動部材の中心に振動板を介
   して厚さ方向に振動可能に支持された永久磁石と、から
   なることを特徴とする請求項１または２に記載の姿勢セ
   ンサ。