JP2006105763A - 傾斜センサ - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜センサ本体内に形成した案内路に沿って移動体を配置し、傾斜によって移動体が案内路に沿って移動することにより傾斜あるいは転倒を検知することができる傾斜センサを提供する。
【解決手段】案内路と、前記案内路内を移動可能な移動体とを備えた傾斜センサにおいて、移動体を円柱状とし、その円柱状の移動体の周囲に円環状凸部を設け、この凸部を案内路に形成した案内溝に嵌合することで、移動体と案内路との接触箇所を案内溝部分のみとし、移動体本体の側面が案内路の側壁に接触しないようにする。こうして傾斜センサの検知性能（検知部面積）を落とさずに、傾斜センサを小さし、なおかつ、摩擦抵抗、引掛りを軽減させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、傾斜角度あるいは転倒を検出する傾斜センサに関するものであり、より詳細には、傾斜センサ本体内に形成した案内路に移動体を配置し、傾斜によって移動体が案内路に沿って移動することにより傾斜あるいは転倒を検知することができる傾斜センサ（以下転倒センサをも含む用語とする）に関するものである。

従来、傾斜センサとしては、ローラと前記ローラを案内する案内路として案内溝を利用したもの等が知られている（特許文献１、特許文献２）。

実開平７−３８９１２号公報 特開２００２−２１３９４９号公報

上記特許文献１（実開平７−３８９１２号公報）に記載されている傾斜センサは、ローラ体に設けた突起（軸）を円弧状の案内溝に回転移動可能に保持した構成を有しており、ローラ体の突起が案内溝に沿って移動することにより角度を検出できるようにしている。 また上記特許文献２（特開２００２−２１３９４９号公報）に記載されている傾斜センサを図９に示す。この傾斜センサを図面を参照して説明すると、図９（ａ）は傾斜センサの正面図、図９（ｂ）は平面図であり、この傾斜センサは、本体１０１内に形成した略Ｖ字型の案内路１０２と、この案内路内に配置した円盤状の移動体１０３と、略Ｖ字型の案内路の終端に設けた移動体を検知する検出素子１０４を備えている。この傾斜センサでは傾斜センサが傾くと移動体１０３が案内路１０２内を移動し、さらに検出素子１０４が移動体を検知し、これによって傾斜状態を検出することができるようになっている。

しかし、上記特許文献１に記載のものは、ローラ体に設けた突起（軸）を円錐状に形成し、さらにその突起を案内溝に保持する構成のため、傾斜センサの傾く方向により、移動体本体の側面が、案内路の側面に接触して摩擦抵抗が大きくなったり、円錐部が案内溝に押しつけられることから移動体の移動がスムーズでなくなることが考えられる。
また特許文献２に記載のものは、図９（ａ）に示すように移動体１０３が案内路１０２を移動したとき、案内路１０２と移動体１０３の接触面積Ｓが大きいため（図９（ｃ）参照）、移動体１０３と案内路１０２の摩擦低抗により移動体の動きが阻害され移動を検知するまでに時間がかかるなどの問題が発生する場合がある。

そこで、本発明は、案内路と、前記案内路内を移動可能な移動体とを備えた傾斜センサにおいて、前記移動体を円柱状（あるいは円形状）に形成し、その外周に環状の凸部を形成し、前記凸部を前記案内路に形成した案内溝内に嵌合したことを特徴とする傾斜センサを提供し、上記従来技術の持つ問題点を解決することを目的とする。
本発明は、移動体を円柱状（あるいは円形状）とし、その円柱状の移動体の周囲に円環状凸部を設け、この凸部を案内路に形成した案内溝に嵌合することで、移動体と案内路との接触箇所を案内溝部分のみとし、移動体本体の側面が案内路の側壁に接触しないようにする。こうして傾斜センサの検知性能（検知部面積）を落とさずに、傾斜センサを小さし、なおかつ、摩擦抵抗、引掛りを軽減させ傾斜検知時の誤作動を少なくできる。

本発明が採用した技術解決手段は、
案内路と、前記案内路内を移動可能な移動体とを備えた傾斜センサにおいて、前記移動体はその外周に環状の凸部を有する円形状に形成し、前記凸部を前記案内路に形成した溝内に嵌合したことを特徴とする傾斜センサである。
また、前記案内路には、移動体を検出する検出センサを設けたことを特徴とする傾斜センサである。
また、前記移動体を検出する検出センサは光センサ、電極、コイル、ＭＲ素子のいずれかであることを特徴とする傾斜センサである。

本発明によれば、傾斜センサの本体側に移動体を案内する案内路を形成し、この案内路に溝を設け、一方、移動体は円柱状に形成し、この円柱状の外周に円環状の凸部を少なくとも１箇所以上付加し、前記移動体の凸部を前記溝に嵌合しこの溝に沿って移動体が移動できるようにする。この構成により傾斜センサの検知性能（検知部面積）を落とすことなく、傾斜センサを小型化でき、なおかつ、摩擦抵抗、引掛りを軽減させ傾斜検知時の誤作動を少なくすることができる。また、検知素子として、コイルの磁界変化、容量変化による移動体の検知方式を採用することもできる。

本発明は、案内路と、前記案内路内を移動可能な移動体とを備えた傾斜センサにおいて、前記移動体を円柱状に形成し、その外周に環状の凸部を形成し、前記凸部を前記案内路に設けた溝内に嵌合した構成からなり、この構成により傾斜センサを小さくるすことができ、かつ、摩擦抵抗、引掛りを軽減させ傾斜検知時の誤作動を少なくできる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明すると、図１（ａ）は本実施例としての傾斜センサ断面構成図、図１（ｂ）は（ａ）中のＡーＡ断面図、図２は図１（ｂ）の要部拡大断面図、図３（ａ）は傾斜センサの作動説明図、図３（ｂ）は同Ｂ−Ｂ断面図、図４は図３（ａ）中のＣ部拡大図である。
図１において、１は傾斜センサ本体、２は同本体内に形成した略Ｖ字状の案内路、２ａは案内路２に形成した溝、３は前記案内路２内を移動可能に配置した円柱状の移動体、３ａは円柱状の移動体の周囲に形成した環状の凸部、４は移動体検出素子（たとえばＭＲ素子やホール素子等）である。

案内路２は、案内路２内に収納された円柱状の移動体３の移動をスムーズに案内する機能を有しており、さらに案内路の幅方向中央部には溝２ａが形成されている。案内路２内に配置される円柱状の移動体３は、その外周に環状の凸部３ａが形成されており、その環状凸部３ａが溝２ａ内に図２に示すように嵌合するように配置されている。また、案内路２の両端部には図１に示すように移動体検出素子４がそれぞれ設けられている。移動体３の環状凸部３ａと溝２ａとは、図２に示すように隙間Ｙを側面の隙間Ｚよりも小さく形成し、これにより移動体３と案内路２との接触箇所は溝２ａ部分のみとし、移動体３の側面が案内路の側壁に接触しないようにしている。また、移動体３を磁石材等を使用して成形する場合、移動体の環状凸部を加工、成型しにくいことがあるが、このような場合には、図５に示すように環状凸部（円環状ガイド）３ａを別部品で作成し、円柱状の移動体本体３ｂの外周に後から環状凸部３ａを圧入、接着、溶接、ネジ止めなどで取り付けることで、容易に、かつ安価に円柱状の移動体３を形成することができる。また、図１に示す実施例では環状凸部３ａは円柱状の移動体３の外周に１箇所設けてあるが、環状凸部３ａを円柱状の外周に２箇所以上配置することも可能であり、この場合にも上記のような移動体の製法を採用することで安価に環状凸部の追加が可能である。なお、環状凸部を追加した場合には当然のことながら、案内路側にもそれに対応した溝を形成することになる。

次に、案内路の端部に設ける検出素子について図面を参照して説明する。
図７（ａ）は移動体検出素子として光センサを使用している。案内路の両側に図示のように投光側と受光側の光センサを配置し、これらの光センサの間に移動体が入ると、光が遮光され、移動体の有無を検出することができる。
図７（ｂ）は移動体検出素子として電極を使用している。案内路の両側に図示のように電極を配置し、これらの電極間に移動体が入ると、両電極間の静電容量が変化し、これによって移動体の有無を検出することができる。この時の静電容量は次式の関係となる。
電極部に移動体が有る時の静電容量＞電極部に移動体が無い時の静電容量 図７（ｃ）、図７（ｄ）は移動体検出素子としてコイルを使用している。案内路の外周にはコイルを図のように巻き、磁性体である移動体がコイル内を移動することによる磁界変化を利用し、コイルの電圧変化、インピーダンス変化を検知し、移動体の有無を検出できる。図７（ｃ）図の場合にはコイル巻き密度を変化させており、案内路の端部に行くにしたがって巻き密度が高くなっている。また図７（ｄ）図の場合にはコイル巻き径を変化させており、案内路の端部に行くにしたがってコイル巻き径が小さくなっている。
図７（ｅ）は移動体検出素子としてＭＲ素子を使用している。移動体を磁性体とし、案内路の両側に図示のように磁石とＭＲ素子を配置する。磁石とＭＲ素子との間に移動体が入ると、磁界変化が発生し、ＭＲ素子の抵抗値が変化する。この抵抗値変化を検知し、移動体の有無を検出できる。
上記例は、いずれも案内路の端部に移動体検出素子を配置したものである。
図７（ｆ）は検出素子を案内路の中央部に配置したものであるが、これも上記と同様の作用により移動体の移動を検出することができる。また上記以外にも案内路内に液体を入れることにより、所定の応答周波数や電極間の抵抗値の変化を検知するセンサを使用することも可能である。

以上の構成からなる傾斜センサの作用を説明する。
図３に示すように、傾斜センサが矢印Ａの方向に傾いたりあるいは転倒すると移動体３が矢印移動方向に回転移動する。この時、移動体３の環状凸部３ａが溝２ａ内を案内されながら回転移動する。このように移動体３が略Ｖ字状の案内路２を移動したとき、本例では、案内路２と移動体３との接触部は環状凸部３ａと溝２ａ部分のみであるため、全体として移動体３と案内路との接触面積が小さくなる（図４斜線部参照）。この結果、移動体３と案内路２の摩擦低抗や引掛りが少なく、移動体３の動きが阻害されにくい。またこのような構成としたことにより、環状凸部が無い移動体に比較して、移動体の検知が出来ない、また検知するまでに時間がかかるなどの問題が発生しにくい。また、移動体の移動は前述したように検出素子により検知することができるので傾斜状態を容易に検出することができる。
上記実施例は案内路２を略Ｖ字型に形成したものについて説明したが、図６に示すように案内路を円弧状の通路とすることも可能である。なお図中の符号は図１に対応する部材には同じ符号を使用している。

つづいて、本発明のように円柱体の外周に環状突起を形成し、その突起を案内路内の溝に嵌合する構成の利点について説明する。
図８は本発明の説明図である。図８中の中央に配置した図は移動体としての円柱体が溝の中央部にある状態を示しており、図中左図は移動体が溝の右側に移動した状態を示しており、図中右図は移動体が傾いた状態を示している。
本発明の移動体では、移動体が左図Ａに示すように中央から右側に移動した状態になっても、溝２ａと環状凸部３ａとが接触するだけで、移動体３の移動は阻害されない。また、移動体が右図Ｅに示すように傾いたとしても移動体３の角が案内路２の側壁と接触することがないため（接触面積が小さいため）円板の移動は阻害されない。

以上、本発明に係る傾斜センサについて説明をしたが、案内路はＶ字状、円弧状に限定されることなく、同様の機能を達成できるものであれば、他の形状のものを使用することができる。また、移動体は円柱に限定されることなく、円盤、円筒等の円形状のものも使用することができる。そして、また環状の凸部は切欠を設けた不連続のものとすることもできる。さらに案内路、移動体等に滑りのよい材質を使用することで両者の摩擦を小さくし、移動体の円滑な移動を可能にすることもできる。
さらにまた、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。

本発明は、二輪車転倒検知センサ、加速度センサ、傾斜センサ等に利用することができる。

（ａ）は本実施例としての傾斜センサ断面構成図、（ｂ）は（ａ）中のＡーＡ断面図である。 図１（ｂ）の要部拡大断面図である。 （ａ）は傾斜センサの作動説明図、（ｂ）は同Ｂ−Ｂ断面図である。 図３（ａ）中のＣ部拡大図である。 移動体の製造方法の説明図である。 案内路を円弧状の通路とした他の実施例の傾斜センサ断面構成図、（ｂ）は（ａ）中のＡ-Ａ断面図である。 （ａ）〜（ｆ）はそれぞれ別形態の移動体検出素子の説明図である。 本発明に係る実施例の図である。 （ａ）従来例の縦断面正面図、（ｂ）は（ａ）の内部構造を示す平面図、（ｃ）は移動体の動作説明図である。

符号の説明

１ 傾斜センサ本体
２ 同本体内に形成した案内路
２ａ 案内路２に形成した溝
３ 案内路２内を移動可能に配置した円柱状の移動体
３ａ 円柱状の移動体の周囲に形成した環状の凸部
４ 移動体検出素子（たとえばＭＲ素子やホール素子等）

Claims (3)

1. 案内路と、前記案内路内を移動可能な移動体とを備えた傾斜センサにおいて、前記移動体はその外周に環状の凸部を有する円形状に形成し、前記凸部を前記案内路に形成した溝内に嵌合したことを特徴とする傾斜センサ。
2. 前記案内路には、移動体を検出する検出センサを設けたことを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサ。
3. 前記移動体を検出する検出センサは光センサ、電極、コイル、ＭＲ素子のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の傾斜センサ。
   

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