JP2002181535A - 傾斜センサ - Google Patents

傾斜センサ

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JP2002181535A
JP2002181535A JP2000380874A JP2000380874A JP2002181535A JP 2002181535 A JP2002181535 A JP 2002181535A JP 2000380874 A JP2000380874 A JP 2000380874A JP 2000380874 A JP2000380874 A JP 2000380874A JP 2002181535 A JP2002181535 A JP 2002181535A
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Shinichiro Akieda
真一郎 秋枝
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Nagano Fujitsu Component Ltd
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Nagano Fujitsu Component Ltd
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    • B60R25/10—Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles actuating a signalling device
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    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
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    • G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
    • G—PHYSICS
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い範囲の傾斜角度の傾斜状態を検出するこ
とができ、また、傾斜検出の応答速度が良好であり、ま
た、センサを傾斜面に取り付けた場合においても、高精
度かつ高感度に傾斜状態を検出することができる傾斜セ
ンサを提供する。 【解決手段】 傾斜センサ１０は、円筒部材１８の内面
に磁石２２およびウエイト２４が取り付けられる。収容
部材２０には、1対の磁電変換素子２６ａ、２６ｂを有
する。円筒部材１８と収容部材２０との間の空間部に、
多数の円柱材２８が充填、配置され、円筒部材１８が回
動可能に支持される。対象物１６が傾斜すると、磁石２
２との相対位置の変化により生じる磁電変換素子２６
ａ、２６ｂの差動出力として傾斜状態を示す信号を得
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、傾斜状態を示す電
気信号を出力する傾斜センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】傾斜状態を示す電気信号を出力する傾斜
センサが種々の目的で用いられている。
【０００３】例えば、傾斜センサは、センサに連動して
動作するアラームとともに自動車や金庫等に取り付けら
れ、第三者が勝手に車や金庫を動かそうとして、車や金
庫を揺する等したときに車や金庫の傾斜状態を検出して
アラームを発し、車や金庫の盗難を防止することができ
る。
【０００４】また、例えば、傾斜センサは、センサに連
動して動作するスイッチや遮断器とともに電熱器やガス
燃焼機器等に取り付けられ、地震等により、これらの機
器が転倒、落下等したときにこれらの機器の傾斜状態を
検出してスイッチや遮断器を動作させ、通電や燃焼を遮
断することにより、火災等の二次災害を防止することが
できる。
【０００５】このような、傾斜センサとして、従来、例
えば、ばね力を利用したものが用いられている。しかし
ながら、このばね力を利用した傾斜センサは、傾斜を生
じていないときであっても、衝撃による振動等によって
センサが動作する等の弊害がある。
【０００６】上記ばね力を利用した傾斜センサの弊害を
軽減するとともに、高感度、高精度で傾斜状態を検出す
るべく、磁石と磁電変換素子とを組み合わせた磁気方式
の傾斜センサが広く採用されつつある。
【０００７】このような磁気方式の傾斜センサとして、
例えば、特開平８−２６１７５８号公報には、図１に示
すように、支持体１ａ、１ｂに形成された上向きの凹状
球面２ａに沿って変位自在な永久磁石３ａと、この永久
磁石３の磁気を検出する磁気検出手段４ａとを備えた傾
斜センサ５ａが記載されている。
【０００８】この傾斜センサ５ａは、凹状球面２ａと同
心の下向きの凸状球面２ｂを、凹状球面２ａと所定間隔
をおいて対向配置し、この間隙内に、下側が凸上側が凹
となるような球面状に湾曲形成された板状の永久磁石３
を遊挿するとともに、凸状球面２ｂの側縁部に磁気検出
手段４ａを少なくとも３個配設したものである。永久磁
石３は、コアが内包された合成樹脂製であり、一方、凹
状球面２ａおよび凸状球面２ｂは、金属板で形成され
る。そして、永久磁石３ａは、間隙内を１軸方向に、凹
状球面２ａ上を摺動する構成とされている。なお、間隙
内には、必要に応じて潤滑性オイルが封入される。
【０００９】また、例えば、特表平９−５０１４９８号
公報には、図２に示すように、不活性流体６中に浮か
び、非対称のウエイト分布を生成するマグネット３ｂを
含む球形の基準素子７を用いた傾斜計５ｂが記載されて
いる。
【００１０】この傾斜計５ｂは、非対称のウエイト分布
が球形の基準素子７の重力に対する配向を一定に維持
し、他方、ハウジング８に対する球形の基準素子７上の
マグネット３ｂの位置がハウジング８にマウントされた
ホール効果センサ４ｂの対向対によって検出されるもの
である。このとき、マグネット３ｂが回動可能であるた
め、例えば、２軸方向の傾斜を検出することができる構
成とされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の磁気方式の傾斜センサは、前者の傾斜センサ５ａ
および後者の傾斜計５ｂに共通する課題として、センサ
を水平面に取り付ける場合は別として、センサを必要に
応じて傾斜面に取り付ける場合は、傾斜角度が急峻にな
るにつれて鉛直方向に止まろうとする磁石と傾斜面に沿
って配置される磁気検出手段とが相対的な向きを変え、
かつ、大きく離間するため、精度よくあるいは感度よく
傾斜状態を検出することが難しくなる。また、両者５
ａ、５ｂとも、磁石あるいは磁石を支持する支持部材は
他の部材と摺接してあるいは流体を介して変位可能に構
成されているため、流体の粘度に起因して傾斜検出の応
答速度が鈍くなるという不具合もある。
【００１２】なお、前者の傾斜センサ５ａの場合、装置
の構造上、傾斜角度の測定範囲が所定のかなり狭い幅に
限られるという不具合もある。
【００１３】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、傾斜角度が広い範囲の傾斜状態を検出するこ
とができる傾斜センサを提供することを第１の目的と
し、また、傾斜検出の応答速度が良好な傾斜センサを提
供することを第２の目的とし、また、センサを必要に応
じて傾斜面に取り付けた場合においても、高精度かつ高
感度に傾斜状態を検出することができる傾斜センサを提
供することを第３の目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る傾斜センサ
は、磁石と磁電変換素子とを有し、該磁石および該磁電
変換素子の相対的な位置変化によって発生する該磁電変
換素子からの信号に基づいて傾斜状態を検出する傾斜セ
ンサにおいて、円筒部材と、該円筒部材を収容する円筒
状空間部を形成した収容部材とを有し、該磁石は、該円
筒部材の内面に取り付けられ、該磁電変換素子は、該収
容部材に取り付けられ、該円筒部材は、軸受機構によっ
て該収容部材に回動可能に支えられてなることを特徴と
する（請求項１に係る発明）。
【００１５】従来例類似の構成を採用して円筒部材を封
入流体で支えた場合、円筒部材の軸線が上下方向にぶれ
る可能性があるが、これに対して本発明によれば、円筒
部材を軸受機構により支えるため、円筒部材の軸線を所
定の位置に保持することができ、磁石の上下方向のぶれ
を回避できるため、高精度かつ高感度に、一軸方向の傾
斜角度を検出することができる。また、磁石を回動可能
な円筒部材に取り付けているため、傾斜角度を広い範囲
で検出することができる。また、円筒部材が回動する際
に抵抗が小さい軸受部材を採用しているため、速い応答
速度で傾斜状態を検出することができる。
【００１６】また、本発明に係る傾斜センサは、中空球
部材と、該中空球部材を収容する球状空間部を形成した
収容部材とを有し、該磁石は、該中空球部材の内面に取
り付けられ、該磁電変換素子は、該収容部材に取り付け
られ、該中空球部材は、該中空球部材と該収容部材との
間の球殻状間隙部に配した回転体によって該収容部材に
回動可能に支えられてなることを特徴とする（請求項２
に係る発明）。
【００１７】これにより、３６０°全ての方向の傾斜角
度を検出することができ、より好適である。
【００１８】また、本発明に係る傾斜センサは、円柱部
材と、該円柱部材を収容する円筒状空間部を形成した円
筒部材と、該円筒部材の外面に近接して該円柱部材と一
体的に設けられた支持部材とを有し、該磁石は、該円筒
部材の外面に取り付けられ、該磁電変換素子は、該支持
部材に取り付けられ、該円筒部材は、軸受機構によって
該円柱部材の回りを回動可能に支えられてなることを特
徴とする（請求項３に係る発明）。ここで、円柱部材は
中空状のものを含む。
【００１９】これにより、磁石と磁電変換素子とが近接
して配置されるため、より高感度かつ高精度に傾斜角度
を検出することができる。
【００２０】また、本発明に係る傾斜センサにおいて、
上記円筒部材若しくは上記中空球部材の内面、または上
記円筒部材の外面に取り付けられたウエイトをさらに有
すると（請求項４に係る発明）、センサを取り付ける対
象物の初期の傾斜状態に応じて磁石とウエイトとを適当
な距離離間して配置することにより、対象物への取り付
け状態において、磁石と磁電変換素子との相対的な位
置、離間間隔を望ましい状態に調整可能であるため、セ
ンサを傾斜面に取り付けた場合であっても、好適に傾斜
状態を検出することができる。
【００２１】また、本発明に係る傾斜センサは、円筒部
材と、該円筒部材を収容する円筒状空間部を形成した収
容部材と、ウエイトとを有し、該磁石および該ウエイト
は、該円筒部材の内面に取り付けられ、該磁電変換素子
は、該収容部材に取り付けられ、該円筒部材は、該円筒
部材と該収容部材との間の円筒状間隙部に封入した流体
によって該収容部材に回動可能に支えられてなることを
特徴とする（請求項５に係る発明）。
【００２２】これにより、センサを傾斜面に取り付けた
場合であっても、一軸方向の傾斜角度を広い範囲で高精
度かつ高感度に傾斜状態を検出することができる。ま
た、対象物が、衝撃等により瞬時の大きな外力を受けた
とき、流体が円筒部材の瞬時の回動動作を制限する抵抗
として作用するため、円筒部材の傾斜動作が緩和され、
このような外力をノイズとして排除することができる。
【００２３】また、本発明に係る傾斜センサは、中空球
部材と、該中空球部材を収容する球状空間部を形成した
収容部材と、ウエイトとを有し、該磁石および該ウエイ
トは、該中空球部材の内面に取り付けられ、該磁電変換
素子は、該収容部材に取り付けられ、該中空球部材は、
該中空球部材と該収容部材との間の球殻状間隙部に封入
した流体によって該収容部材に回動可能に支えられてな
ることを特徴とする（請求項６に係る発明）。
【００２４】これにより、センサを傾斜面に取り付けた
場合であっても、３６０°全ての方向の傾斜角度をより
好適に検出することができる。
【００２５】また、本発明に係る傾斜センサは、円柱部
材と、該円柱部材を収容する円筒部材と、支持部材と、
ウエイトとを有し、該磁石および該ウエイトは、該円筒
部材の外面に取り付けられ、該磁電変換素子は、該円柱
部材と一体的に設けられ、該円筒部材の外面に近接して
配置された支持部材に取り付けられ、 該円筒部材は、
軸受機構によって該円柱部材の回りを回動可能に支えら
れてなることを特徴とする請求項７に係る発明）。ここ
で、円柱部材は中空状のものを含む。
【００２６】これにより、磁石と磁電変換素子とが近接
して配置されるため、より高感度あるいは高精度に傾斜
角を検出することができる。
【００２７】また、本発明に係る傾斜センサにおいて、
上記円筒状間隙部、上記球殻状間隙部または上記軸受機
構に封入された流体をさらに有すると（請求項８に係る
発明）、 軸受用の球体の数を加減し、あるいは、球体
を球面の複数の位置に回動可能に固定する等の調整を行
ない、一方、使用する流体の粘度を選択する等により、
コストパフォーマンスが良好で、また、精度等の傾斜角
度検出性能を任意のレベルに設定可能な傾斜センサを得
ることができる。
【００２８】なお、本発明において採用する軸受機構
は、ころがり軸受であると、より好ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明に係る傾斜センサの好適な
実施の形態（以下、本実施の形態例という。）につい
て、図を参照して、以下に説明する。
【００３０】まず、本実施の形態の第１の例に係る傾斜
センサについて、図３〜図８を参照して、以下説明す
る。
【００３１】傾斜センサ１０は、図３に示すように、例
えば、矩形の板状の基板１２の上に、上面が湾曲状に形
成された略直方体状の外形を有する本体１４が載置され
ている。そして、傾斜センサ１０は、基板１２を傾斜状
態を測定する対象物（例えば、自動車の車内の任意の位
置）１６に固定して使用される。
【００３２】本体１４は、図４、図５に示すように、円
筒部材１８と、円筒部材１８を収容する円筒状の空間部
２０ａを形成した収容部材２０とを有する。ここで、収
容部材２０および基板１２は一体化されており、実質的
に両者で収容部材を構成する。
【００３３】基板１は、例えば、ＦＲ−４（ガラス布基
材エポキシ樹脂張積層板）で形成され、円筒部材１８お
よび収容部材２０は、例えば、非磁性材料としてアルミ
ニウム等の金属材料により形成される。
【００３４】円筒部材１８は、内面に磁石２２が配設さ
れ、また、磁石２２を覆うようにウエイト２４が取り付
けられている。ウエイト２４は、例えば、金属材料で形
成される。ここで、磁石２２が所定の大きな質量を有す
るときは、ウエイト２４を省略した構成としてもよい。
【００３５】収容部材２０の下部、基板１２上に1対の
磁電変換素子２６ａ、２６ｂを有する。この1対の磁電
変換素子２６ａ、２６ｂは、円筒部材１８の軸線に平行
でかつ離間対向して配置される。磁電変換素子２６ａ、
２６ｂは、例えば、安価で小型なホール素子を用いる。
【００３６】円筒部材１８と収容部材２０との間の円筒
状の空間部には、多数の金属製の円柱材（回転体）２８
がその軸線を円筒部材１８の軸線と平行にして充填、配
置されている。
【００３７】なお、円筒部材１８および収容部材２０の
両側の開口は閉塞部材２９によって閉塞されている。
【００３８】上記のように構成される傾斜センサ１０
は、対象物１６上に固定された基板１２が傾斜するとき
（図６参照）、ウエイト２４が傾斜前の垂直方向に垂下
する位置に止まろうとするため、円筒部材１８も変位し
ない。したがって、円筒部材１８は、円柱材２８に支持
されて収容部材２０あるいは基板１２に対して回動す
る。詳細は後述する。
【００３９】傾斜センサ１０は、磁電変換素子２６ａ、
２６ｂからの信号を処理するための信号処理回路を有す
る（図３〜図５には図示せず。）。
【００４０】信号処理回路は、例えば、図７に示すよう
に構成される。
【００４１】対象物１６の傾斜状態に応じて異なる出力
レベルにある1対の磁電変換素子２６ａ、２６ｂのアナ
ログ出力信号ＡＳ１、ＡＳ２は差分増幅器ＡＭＰにより
出力の差分値が増幅されてＡ／Ｄ変換器ＣＯＮに送られ
デジタル出力信号ＤＳに変換される。デジタル出力信号
ＤＳは中央演算装置ＣＰＵに送られ、演算部ＡＬＵにお
いて、出力値の補正等が行われる。デジタル信号ＤＳ
は、さらに、インターフェース部ＩＮＴを介して例え
ば、警報部あるいはコンピュータに送られる。警報部で
は、信号レベルが設定値を越えると、警報を発し、ある
いはフリッカーを点灯させる。コンピュータでは、信号
レベルに応じて傾斜角度がディスプレイ表示され、ある
いは、コンピュータに接続されたスイッチや遮断機等の
対象物の制御機器を動作させる（図示せず。）。
【００４２】上記のように構成される傾斜センサ１０
は、図３、図４に示すように、対象物１６が水平姿勢に
あるときには、１対の磁電変換素子２６ａ、２６ｂと磁
石２４とは、等間隔で離間している。したがって、１対
の磁電変換素子２６ａ、２６ｂに印加される磁界は略等
しく、例えば、１対の磁電変換素子２６ａ、２６ｂの磁
界検出方向である感磁界方向が基板１２に対して垂直方
向であるとすると、１対の磁電変換素子２６ａ、２６ｂ
の出力電圧も略等しくなる。
【００４３】これに対して、図６に示すように、外力が
作用して、対象物１６が、例えば、傾斜角度θ１傾く
と、基板１２上に固定された磁電変換素子２６ａ、２６
ｂも対象物１６に追随して傾斜姿勢をとるが、一方、磁
石２２は、ウエイト２４と一体的に固定されているた
め、垂直方向に垂下する姿勢を維持する。したがって、
円筒部材１８が収容部材２０および基板１２に対して時
計回り方向に回動した形となり、磁石２２は、基板１２
に対して、垂直方向の姿勢を基準とすると傾斜角度θ１
と等しい大きさの傾斜角度θ２傾斜する。このため、磁
石２２が近接する側の磁電変換素子２６ａの感磁界方向
成分が磁電変換素子２６ｂの感磁界方向成分よりも大き
くなり、出力電圧もこれに応じて変化する。
【００４４】図８に、磁石２２の傾斜角度（傾き）θ２
（単位 °）と磁電変換素子２６ａ、２６ｂの差動出力
（単位 ｍＶ）との関係を示す。なお、この場合、磁石
２２は、直径が７ｍｍ、厚みが３ｍｍのフェライト磁石
を用い、磁電変換素子２６ａ、２６ｂとの鉛直方向距離
Ｄを４．０ｍｍに設定している。一方、磁電変換素子２
６ａ、２６ｂとしてのホール素子は、感度が１５０ｍＶ
／０．１Ｔ／５Ｖであり、相互の離間間隔は６ｍｍに設
定している。傾斜角度θ２と磁電変換素子２６ａ、２６
ｂの差動出力（単位 ｍＶ）とは、結果的に、略比例関
係にある。
【００４５】以上説明した本実施の形態の第１の例に係
る傾斜センサ１０は、磁石２２を取り付けた円筒部材１
８が円柱材２８で支持されるため、例えば、円柱材２８
に代えて流体を円筒状空間部に封入した場合に比べて、
円筒部材１８の軸線を所定の位置に保持することがで
き、磁石２２の上下方向、さらには左右方向のぶれを回
避できるため、円筒部材１８回動方向（一軸方向）の傾
斜角度を精度よくかつ感度よく検出することができる。
また、速い応答速度で傾斜状態を検出することができ
る。また、円筒部材１８は基本的に３６０°回動可能で
あるため、広い範囲の傾斜角度（傾斜状態）を検出する
ことができる。
【００４６】つぎに、傾斜センサ１０の変形例に係る傾
斜センサ１０ａについて、図９を参照して説明する。
【００４７】傾斜センサ１０ａが傾斜センサ１０と異な
るのは、磁石２２ａとウエイト２４ａが別々に、所定距
離離間して円筒部材１８の内面に取り付けられている点
である。
【００４８】そして、傾斜センサ１０ａは、初期状態と
して傾斜姿勢にある対象物１６ａに取り付けられる。
【００４９】このとき、ウエイト２４ａは、垂直方向に
垂下した姿勢を維持するが、磁石２２ａは、例えば、磁
電変換素子２６ａ、２６ｂの配設された基板１２と対向
して位置する。したがって、図６の傾斜センサ１０と比
較して、磁石２２ａと磁電変換素子２６ａ、２６ｂとが
近接した位置にあるため、傾斜センサ１０ａは、図９の
傾斜状態を基準とした傾斜角度を高精度かつ高感度に検
出することができる。
【００５０】つぎに、本実施の形態の第２の例に係る傾
斜センサについて、図１０を参照して説明する。なお、
第２の例を含め以下に説明する各実施例の傾斜センサ
は、第１の例の傾斜センサ１０と基本的な構成が同一で
あるため、同一構成要素については第１の例と同じ参照
符号を付すとともに説明を省略する。
【００５１】傾斜センサ３０は、中空球部材３２と、中
空球部材３２を収容するための球状空間部３４ａが形成
された収容部材３４とを有する。
【００５２】中空球部材３２の内面には、磁石２２およ
びウエイト２４が取り付けられている。
【００５３】収容部材３４の内面には、多数の箇所に設
けられた支持部３６ａに球材（回転体）３６ｂが取り付
けられ、球材３６ｂは支持部３６ａの位置で回動可能に
構成されている。
【００５４】したがって、中空球部材３２は、軸受機構
によって収容部材３４に支えられた構造となっている。
なお、この構成に代えて、中空球部材３２と収容部材３
４との間に画成される球殻状空間部に無数の回転球を配
設した構成としてもよい。
【００５５】基板１２上には、磁電変換素子２６ａ、２
６ｂとともに、磁電変換素子２６ａ、２６ｂを結ぶ中点
から交差する方向に磁電変換素子２６ａ、２６ｂまでの
距離と同一の距離離間して、さらに、磁電変換素子２６
ｃ、２６ｄが設けられている（磁電変換素子２６ｃのみ
図示）。
【００５６】したがって、磁電変換素子２６ａ、２６ｂ
によってＸ軸方向の傾斜角度を検出するとともに、磁電
変換素子２６ｃ、２６ｄによってＹ軸方向の傾斜角度を
検出することができ、また、磁電変換素子２６ａ〜２６
ｄの出力を演算処理することにより、３６０°全方向の
傾斜角度を検出することができる。
【００５７】以上説明した本実施の形態の第２の例に係
る傾斜センサ３０は、対象物１６が傾斜するとき、磁石
２２が中空球部材３２の回動に伴って、３６０°全ての
方向に傾斜可能であるため、対象物１６がいずれの方向
に傾斜した場合においてもその傾斜状態を検出すること
ができる。
【００５８】つぎに、本実施の形態の第３の例に係る傾
斜センサについて、図１１を参照して説明する。
【００５９】傾斜センサ３８は、本実施の形態の第１の
例に係る傾斜センサ１０と略同様の構成を有するが、以
下の点が傾斜センサ１０と異なる。収容部材（円筒部
材）４０は、円筒状に形成されている。また、磁石２２
およびウエイト２４は、図１１に示すように収容部材４
０の外面に突設され、あるいは収容部材４０に埋め込み
形成される。
【００６０】収容部材４０に円柱部材４２が収容され
る。円柱部材４２は、この場合中空であり、２本の支柱
４４ａ、４４ｂによって基板（支持部材）１２に固定、
支持される。基板１２上の磁石２２およびウエイト２４
の真下の位置に磁電変換素子２６ａ、２６ｂが設けられ
ている。また、軸受機構として、円柱材に代えて回転球
４６が円柱部材４２と収容部材４０との間の円筒状の空
間部に充填されている。
【００６１】したがって、対象物１６が傾斜するとき、
支柱４４ａ、４４ｂによって基板１２と一体的に固定さ
れた円柱部材４２は、対象物１６の傾斜に伴って傾斜す
る。また、基板１２上に設けられた磁電変換素子２６
ａ、２６ｂも傾斜する。一方、磁石２２およびウエイト
２４が取り付けられた収容部材４０は、磁石２２および
ウエイト２４が垂直方向に垂下した姿勢を維持する。こ
れにより、磁電変換素子２６ａ、２６ｂに対して磁石２
２は、相対的に傾斜姿勢を示すため、傾斜角度を検出す
ることができる。
【００６２】以上説明した本実施の形態の第３の例に係
る傾斜センサ３８は、磁石２２と磁電変換素子２６ａ、
２６ｂが近接して設けられているため、高精度かつ高感
度に傾斜角度を検出することができる。
【００６３】つぎに、本実施の形態の第４の例に係る傾
斜センサについて、図１２を参照して説明する。
【００６４】傾斜センサ４８は、本実施の形態の第１の
例に係る傾斜センサ１０と略同様の構成を有する。傾斜
センサ４８が傾斜センサ１０と相違するのは、円筒部材
１８と収容部材２０との間の円筒状空間部（参照符号２
０ｂで示す。）に、円柱材に代えて流体として，例え
ば、潤滑油５０が封入されている点、および、ウエイト
２４ａが磁石２２ａと所定距離離間して配置されている
点である。
【００６５】上記本実施の形態の第４の例に係る傾斜セ
ンサ４８は、センサを傾斜面に取り付けた場合であって
も、一軸方向の傾斜角度を広い範囲で高精度かつ高感度
に検出することができる。
【００６６】また、円筒部材１８の回動動作に対して潤
滑油５０が急激な回動動作を妨げる抵抗として作用する
ため、例えば、対象物１６が異物による衝撃を受けたと
き、対象物１６に追随した円筒部材１８の傾斜動作が抑
制され、この場合、例えば、警報の設定値を適正レベル
に設けることで、いわばノイズを検出して誤警報を発す
ることがない。
【００６７】つぎに、本実施の形態の第５の例に係る傾
斜センサについて、図１３を参照して説明する。
【００６８】傾斜センサ５２は、本実施の形態の第１の
例に係る傾斜センサ１０と略同様の構成を有する。傾斜
センサ５２が傾斜センサ１０と相違するのは、構造面で
は、円筒部材１８と収容部材２０との間に画成される円
筒状の空間部が、上段の幅広部２０ｃと下段の幅狭部２
０ｄとに突条部２０ｅを介して分けて形成され、幅狭部
２０ｄに円柱材２８が充填され、一方、幅狭部２０ｄの
頂点に半円柱状の突起５４が円筒部材１８との間に僅か
な隙間を有するように収容部材２０から突設されている
点である。また、幅広部２０ｃおよび幅狭部２０ｄには
潤滑油５０が封入されており、この点においても傾斜セ
ンサ１０と相違する。
【００６９】上記本実施の形態の第５の例に係る傾斜セ
ンサ５２は、円筒部材１８の回動動作を円滑に行うよう
に作用する円柱材２８と、円筒部材１８の回動動作に対
して抵抗として作用しうる潤滑油５０の双方によって円
筒部材１８が支持されているため、センサとしての応答
速度を所望の適正な値に調整することができる。
【００７０】つぎに、本実施の形態の第６の例に係る傾
斜センサ５６について、図１４を参照して説明する。
【００７１】傾斜センサ５６は、構造的には、本実施の
形態の第４の例の傾斜センサ４８と同様であり、円筒状
空間部を介して収容部材２０に円筒部材１８が収容され
ている。
【００７２】また、傾斜センサ５６は、傾斜センサ５２
と同様に、円筒状空間部２０ｂに潤滑油５０が封入され
るとともに、例えば、円筒部材１８の軸線を中心とした
対象位置の収容部材２０の内面に円筒部材１８の軸線と
平行に設けられた支持部５４ａ〜５４ｄに、４本の円柱
材５６ａ〜５６ｄが回転可能に支持されている。
【００７３】上記本実施の形態の第６の例に係る傾斜セ
ンサ５６は、比較的簡易な構造の装置により、本実施の
形態の第５の例に係る傾斜センサ５２と同様の効果を得
ることができる。
【００７４】
【発明の効果】請求項１に係る傾斜センサによれば、磁
石が円筒部材の内面に取り付けられ、磁電変換素子が収
容部材に取り付けられ、円筒部材が軸受機構によって収
容部材に回動可能に支えられているため、、一軸方向の
傾斜角度を高精度かつ高感度に、また、広い傾斜角度の
範囲で検出することができ、また、速い応答速度で傾斜
角度を検出することができる。
【００７５】また、請求項２に係る傾斜センサによれ
ば、磁石が中空球部材の内面に取り付けられ、磁電変換
素子が収容部材に取り付けられ、中空球部材が中空球部
材と収容部材との間の球殻状間隙部に配した回転球によ
って収容部材に回動可能に支えられているため、３６０
°全ての方向の傾斜角度を検出することができる。
【００７６】また、請求項４に係る傾斜センサによれ
ば、ウエイトをさらに有するため、センサを傾斜面に取
り付けた場合であっても、好適に傾斜状態を検出するこ
とができる。
【００７７】また、請求項５に係る傾斜センサによれ
ば、磁石およびウエイトが円筒部材の内面に取り付けら
れ、磁電変換素子が収容部材に取り付けられ、円筒部材
が円筒部材と収容部材との間の円筒状間隙部に封入した
流体によって収容部材に回動可能に支えられているた
め、センサを傾斜面に取り付けた場合であっても、一軸
方向の傾斜角度を広い範囲で高精度かつ高感度に傾斜状
態を検出することができ、また、衝撃等による瞬時の傾
斜現象をノイズとして排除することができる。
【００７８】また、請求項８に係る傾斜センサによれ
ば、軸受機構に封入された流体をさらに有するため、コ
ストパフォーマンスが良好で、また、精度等の傾斜角度
検出性能を任意のレベルに設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の傾斜センサの断面図である。
【図２】従来例の傾斜計の断面図である。
【図３】本実施の形態の第１の例に係る傾斜センサの斜
視図である。
【図４】本実施の形態の第１の例に係る傾斜センサの図
３中ＩＶ−ＩＶ線上断面図である。
【図５】本実施の形態の第１の例に係る傾斜センサの図
３中Ｖ−Ｖ線上断面図である。
【図６】対象物が傾斜状態にあるときの動作を説明する
ための本実施の形態の第１の例に係る傾斜センサの断面
図である。
【図７】本実施の形態の第１の例に係る傾斜センサの信
号回路を説明するためのブロック構成図である。
【図８】本実施の形態の第１の例に係る傾斜センサの磁
石の傾きと差動出力との関係を示すグラフ図である。
【図９】本実施の形態の第１の例の変形例に係る傾斜セ
ンサの断面図である。
【図１０】本実施の形態の第２の例に係る傾斜センサの
斜視図である。
【図１１】本実施の形態の第３の例に係る傾斜センサの
斜視図である。
【図１２】本実施の形態の第４の例に係る傾斜センサの
断面図である。
【図１３】本実施の形態の第５の例に係る傾斜センサの
断面図である。
【図１４】本実施の形態の第６の例に係る傾斜センサの
断面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、３０、３８、４８、５２、５６ 傾斜セ
ンサ １２ 基板 １４ 本体 １６ 対象物 １８、４２ 円筒部材 ４０ 収容部材 ２０ｅ 突条部 ２２、２２ａ 磁石 ２４、２４ａ ウエイト ２６ａ〜２６ｄ 磁電変換素子 ２８、５６ａ〜５６ｄ 円柱材 ３２ 中空球部材 ３６ａ、５４ａ〜５４ｄ 支持部 ３６ｂ 球材 ４４ａ、４４ｂ 支柱 ４６ 回転球 ５０ 潤滑油 ５４ 突起

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 磁石と磁電変換素子とを有し、該磁石お
    よび該磁電変換素子の相対的な位置変化によって発生す
    る該磁電変換素子からの信号に基づいて傾斜状態を検出
    する傾斜センサにおいて、 円筒部材と、該円筒部材を収容する円筒状空間部を形成
    した収容部材とを有し、 該磁石は、該円筒部材の内面に取り付けられ、該磁電変
    換素子は、該収容部材に取り付けられ、 該円筒部材は、軸受機構によって該収容部材に回動可能
    に支えられてなることを特徴とする傾斜センサ。
  2. 【請求項２】 磁石と磁電変換素子とを有し、該磁石お
    よび該磁電変換素子の相対的な位置変化によって発生す
    る該磁電変換素子からの信号に基づいて傾斜状態を検出
    する傾斜センサにおいて、 中空球部材と、該中空球部材を収容する球状空間部を形
    成した収容部材とを有し、 該磁石は、該中空球部材の内面に取り付けられ、該磁電
    変換素子は、該収容部材に取り付けられ、 該中空球部材は、該中空球部材と該収容部材との間の球
    殻状間隙部に配した回転体によって該収容部材に回動可
    能に支えられてなることを特徴とする傾斜センサ。
  3. 【請求項３】 磁石と磁電変換素子とを有し、該磁石お
    よび該磁電変換素子の相対的な位置変化によって発生す
    る該磁電変換素子からの信号に基づいて傾斜状態を検出
    する傾斜センサにおいて、 円柱部材と、該円柱部材を収容する円筒状空間部を形成
    した円筒部材と、該円筒部材の外面に近接して該円柱部
    材と一体的に設けられた支持部材とを有し、 該磁石は、該円筒部材の外面に取り付けられ、該磁電変
    換素子は、該支持部材に取り付けられ、 該円筒部材は、軸受機構によって該円柱部材の回りを回
    動可能に支えられてなることを特徴とする傾斜センサ。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の円筒部材若しくは請求項
    ２記載の中空球部材の内面、または請求項３記載の円筒
    部材の外面に取り付けられたウエイトをさらに有するこ
    とを特徴とする傾斜センサ。
  5. 【請求項５】 磁石と磁電変換素子とを有し、該磁石お
    よび該磁電変換素子の相対的な位置変化によって発生す
    る該磁電変換素子からの信号に基づいて傾斜状態を検出
    する傾斜センサにおいて、 円筒部材と、該円筒部材を収容する円筒状空間部を形成
    した収容部材と、ウエイトとを有し、 該磁石および該ウエイトは、該円筒部材の内面に取り付
    けられ、該磁電変換素子は、該収容部材に取り付けら
    れ、 該円筒部材は、該円筒部材と該収容部材との間の円筒状
    間隙部に封入した流体によって該収容部材に回動可能に
    支えられてなることを特徴とする傾斜センサ。
  6. 【請求項６】 磁石と磁電変換素子とを有し、該磁石お
    よび該磁電変換素子の相対的な位置変化によって発生す
    る該磁電変換素子からの信号に基づいて傾斜状態を検出
    する傾斜センサにおいて、 中空球部材と、該中空球部材を収容する球状空間部を形
    成した収容部材と、ウエイトとを有し、 該磁石および該ウエイトは、該中空球部材の内面に取り
    付けられ、該磁電変換素子は、該収容部材に取り付けら
    れ、 該中空球部材は、該中空球部材と該収容部材との間の球
    殻状間隙部に封入した流体によって該収容部材に回動可
    能に支えられてなることを特徴とする傾斜センサ。
  7. 【請求項７】 磁石と磁電変換素子とを有し、該磁石お
    よび該磁電変換素子の相対的な位置変化によって発生す
    る該磁電変換素子からの信号に基づいて傾斜状態を検出
    する傾斜センサにおいて、 円柱部材と、該円柱部材を収容する円筒部材と、該円筒
    部材の外面に近接して該円柱部材と一体的に設けられた
    支持部材と、ウエイトとを有し、 該磁石および該ウエイトは、該円筒部材の外面に取り付
    けられ、該磁電変換素子は、該支持部材に取り付けら
    れ、 該円筒部材は、軸受機構によって該円柱部材の回りを回
    動可能に支えられてなることを特徴とする傾斜センサ。
  8. 【請求項８】 請求項５記載の円筒状間隙部、請求項６
    記載の球殻状間隙部または請求項７記載の軸受機構に封
    入された流体をさらに有することを特徴とする傾斜セン
    サ。
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