JP2009064760A

JP2009064760A - Inclination sensor

Info

Publication number: JP2009064760A
Application number: JP2007234001A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Horio; 友春堀尾
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2027-09-10
Also published as: JP5049708B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inclination sensor capable of properly detecting an inclination in in-plane direction of a detection target surface even though moisture invades into an air gap where a rolling body is housed. SOLUTION: The inclination sensor A1 includes a pair of light-receiving elements 4A, 4B, a light-emitting element 5 for irradiating light on the pair of light-receiving elements 4A, 4B, a rolling body 6, and an air gap section 20 for housing the rolling body 6. In the inclination sensor A1, the air gap section 20 has a shape so as to make the rolling body 6 take a pair of shading positions overlapped with the pair of light-receiving elements 4A, 4B, and a neutral position not overlapped with any of the pair of light-receiving elements 4A, 4B. A face 20e orthogonal to a detection target face among faces for defining the air gap section 20 is set up to be uneven. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、たとえばデジタルスチルカメラなどの傾斜方向を検出するための傾斜センサに関する。 The present invention relates to a tilt sensor for detecting a tilt direction of, for example, a digital still camera.

図１０および図１１は、従来の傾斜センサの一例を示している。これらの図に示された傾斜センサＸは、基板９１、ケース９２、カバー９３、１対の受光素子９４Ａ，９４Ｂ、発光素子９５、および転動体９６を備えている（図１０においてはカバー９３を省略している）。1対の受光素子９４Ａ，９４Ｂ、および発光素子９５は、基板９１に形成された配線パターン９７上に搭載されている。ケース９２は、たとえば基板９１上にモールド成形法により形成されたものであり、このケース９２には、空隙部９２０が形成されている。カバー９３は、ケース９２を塞いで空隙部９２０を形成するためのものである。図１１に示すように、カバー９３の下面には、反射膜９３０が形成されている。この反射膜９３０は、発光素子９５によって発せられた光を反射させることにより受光素子９４Ａ，９４Ｂへと向かわせるためのものである。転動体９６は、たとえば円柱形状とされており、空隙部９２０内に収容されている。この転動体９６は、傾斜センサＸの姿勢に応じて空隙部９２０内を転動し、空隙部９２０内でとり得る位置が適宜変化する。傾斜センサＸにおいては、図１０における紙面に沿う方向が検出対象面とされている。ケース９２に形成された空隙部９２０において、上記検出対象面に対して直角である面９２０ａは、転動体９６の側面部分が転動しやすいように、滑らかな平面ないし曲面状とされている。 10 and 11 show an example of a conventional tilt sensor. The inclination sensor X shown in these drawings includes a substrate 91, a case 92, a cover 93, a pair of light receiving elements 94A and 94B, a light emitting element 95, and a rolling element 96 (in FIG. Omitted). The pair of light receiving elements 94 A and 94 B and the light emitting element 95 are mounted on a wiring pattern 97 formed on the substrate 91. The case 92 is formed by, for example, a molding method on the substrate 91, and a gap 920 is formed in the case 92. The cover 93 is for closing the case 92 and forming the gap portion 920. As shown in FIG. 11, a reflective film 930 is formed on the lower surface of the cover 93. The reflection film 930 is for reflecting the light emitted by the light emitting element 95 toward the light receiving elements 94A and 94B. The rolling element 96 has a cylindrical shape, for example, and is accommodated in the gap portion 920. The rolling element 96 rolls in the gap portion 920 according to the posture of the tilt sensor X, and the position that can be taken in the gap portion 920 changes appropriately. In the inclination sensor X, the direction along the paper surface in FIG. In the gap 920 formed in the case 92, a surface 920a that is perpendicular to the detection target surface has a smooth flat surface or curved surface so that the side surface portion of the rolling element 96 can easily roll.

傾斜センサＸが図１０に示す姿勢とされた場合、発光素子９５からの光は全て転動体９６によって遮られるので、１対の受光素子９４Ａ，９４Ｂは、いずれも光を検出しない。傾斜センサＸが図中時計回りに所定角度以上傾斜した姿勢とされた場合、転動体９６は、空隙部９２０内を図中右方へと転動し、受光素子９４Ｂの正面に位置する。そうすると、発光素子９５から発せられた光のうち、受光素子９４Ｂに到達していた光が、転動体９６により遮蔽されることとなる。一方、傾斜センサＸが図中反時計回りに所定角度以上傾斜した姿勢とされた場合、受光素子９４Ａに到達していた光が転動体９６により遮蔽されることとなる。したがって、１対の受光素子９４Ａ，９４Ｂからの信号を監視することにより、傾斜センサＸが図１０の紙面方向においていずれの方向に傾斜しているかを検出することができる。 When the tilt sensor X is in the posture shown in FIG. 10, since all the light from the light emitting element 95 is blocked by the rolling element 96, the pair of light receiving elements 94A and 94B does not detect light. When the tilt sensor X is tilted clockwise by a predetermined angle or more in the drawing, the rolling element 96 rolls rightward in the drawing in the gap portion 920 and is positioned in front of the light receiving element 94B. Then, of the light emitted from the light emitting element 95, the light that has reached the light receiving element 94B is shielded by the rolling elements 96. On the other hand, when the tilt sensor X is tilted counterclockwise in the drawing by a predetermined angle or more, the light that has reached the light receiving element 94A is shielded by the rolling element 96. Therefore, by monitoring the signals from the pair of light receiving elements 94A and 94B, it is possible to detect in which direction the inclination sensor X is inclined in the paper surface direction of FIG.

傾斜センサＸの製造においては、たとえば当該傾斜センサＸが構成単位として縦横に配列された集合基板を切断することにより、各傾斜センサＸに分割される。この切断工程では、冷却や切削屑洗浄のために水を使用する場合がある。この際、空隙部９２０に微量の水が侵入することがある。そして、空隙部９２０を規定する面９２０ａと転動体９６との間に水が介在すれば、転動体９６が面９２０ａに密着するおそれがある。図１０に示す状態では、面９２０ａと転動体９６との接触面積が大きくなっており、水を介して面９２０ａと転動体９６とが密着しやすい状態にある。このような密着状態においては、傾斜センサＸが検出対象面に対して傾斜しても、転動体９６が転動しない場合がある。かかる場合、転動体９６は不適正な位置にあることになり、結果として誤検出を招いてしまう。 In manufacturing the tilt sensor X, for example, the tilt sensor X is divided into each tilt sensor X by cutting a collective substrate in which the tilt sensor X is arranged vertically and horizontally as a structural unit. In this cutting process, water may be used for cooling or cleaning of cutting waste. At this time, a small amount of water may enter the gap portion 920. And if water intervenes between the surface 920a that defines the gap 920 and the rolling element 96, the rolling element 96 may be in close contact with the surface 920a. In the state shown in FIG. 10, the contact area between the surface 920a and the rolling element 96 is large, and the surface 920a and the rolling element 96 are in close contact via water. In such a close contact state, the rolling element 96 may not roll even if the tilt sensor X is tilted with respect to the detection target surface. In such a case, the rolling element 96 is in an inappropriate position, resulting in erroneous detection.

特開２００７−１３９６４３号公報JP 2007-139634 A

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、転動体が収容される空隙部内に水分が侵入した場合であっても、検出対象面の面内方向における傾斜を適切に検出可能な傾斜センサを提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and even when moisture enters the gap portion in which the rolling elements are accommodated, the inclination in the in-plane direction of the detection target surface is appropriate. It is an object of the present invention to provide a tilt sensor that can be detected.

本発明によって提供される傾斜センサは、検出対象面に沿って離間配置された１対の受光素子と、上記１対の受光素子に対して光を照射する発光手段と、上記検出対象面内に沿って転動する転動体と、上記転動体を収容する空隙部と、を備えており、上記空隙部は、上記検出対象面の面内方向における重力方向の変化により、上記転動体に、上記検出対象面の面内方向において上記１対の受光素子と重なる１対の遮光位置と、上記面内方向において上記１対の受光素子のいずれとも重ならない中立位置と、をとらせる形状とされている、傾斜センサであって、上記空隙部は、上記検出対象面に対して平行な１対の面と、上記検出対象面に対して直角である面とによって規定されており、上記検出対象面に対して直角である上記面は、凹凸状とされていることを特徴としている。 An inclination sensor provided by the present invention includes a pair of light receiving elements spaced apart along a detection target surface, light emitting means for irradiating light to the pair of light receiving elements, and the detection target surface. A rolling element that rolls along the gap, and a gap that accommodates the rolling element, and the gap is provided on the rolling element by a change in the direction of gravity in the in-plane direction of the detection target surface. A pair of light shielding positions that overlap with the pair of light receiving elements in the in-plane direction of the detection target surface and a neutral position that does not overlap any of the pair of light receiving elements in the in-plane direction are formed. The gap sensor is defined by a pair of surfaces parallel to the detection target surface and a surface perpendicular to the detection target surface, and the detection target surface The surface that is perpendicular to the It is characterized in that it is.

このような構成によれば、転動体を収容する空隙部は検出対象面に対して直角である面が凹凸状とされているため、当該面と上記転動体との接触面積は比較的に小さくなる。したがって、上記空隙部内に水が侵入したとしても、上記転動体が上記検出対象面に対して直角である面と密着することは防止される。これにより、上記転動体は傾斜センサの姿勢変更にともなって適正な位置に転動することができ、誤検出を防止することができる。 According to such a configuration, since the space that accommodates the rolling element has an uneven surface perpendicular to the detection target surface, the contact area between the surface and the rolling element is relatively small. Become. Therefore, even if water penetrates into the gap, the rolling element is prevented from coming into close contact with a surface perpendicular to the detection target surface. Thereby, the rolling element can roll to an appropriate position in accordance with a change in the posture of the tilt sensor, and erroneous detection can be prevented.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記検出対象面に対して直角である上記面には、上記検出対象面に対して直角である方向に延びる複数の凸部が形成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of convex portions extending in a direction perpendicular to the detection target surface are formed on the surface perpendicular to the detection target surface.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記検出対象面に対して直角である上記面は、その凹部に上記転動体が接触しない凹凸状とされている。 In a preferred embodiment of the present invention, the surface that is perpendicular to the detection target surface has a concavo-convex shape in which the rolling element does not contact the concave portion.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１〜図５は、本発明に係る傾斜センサの一例を示している。図１に示すように、本実施形態の傾斜センサＡ１は、基板１、ケース２、カバー３、１対の受光素子４Ａ，４Ｂ、発光素子５、転動体６、および端子７ａ，７ｂ，７ｃを備えている。傾斜センサＡ１は、たとえば回路基板Ｓに面実装された状態で、回路基板Ｓの面内方向における傾斜方向を検出するために用いられるものである。すなわち、傾斜センサＡ１の検出対象面は、回路基板Ｓの面内方向に広がる面となっている。本実施形態においては、傾斜センサＡ１は、そのサイズが幅４．２ｍｍ、高さ４．２ｍｍ、厚さ３．０ｍｍ程度とされている。なお、図３においては、カバー３および転動体６を省略している。 1 to 5 show an example of a tilt sensor according to the present invention. As shown in FIG. 1, the inclination sensor A1 of this embodiment includes a substrate 1, a case 2, a cover 3, a pair of light receiving elements 4A and 4B, a light emitting element 5, a rolling element 6, and terminals 7a, 7b, and 7c. I have. The tilt sensor A1 is used to detect the tilt direction in the in-plane direction of the circuit board S in a state where the tilt sensor A1 is surface-mounted on the circuit board S, for example. That is, the detection target surface of the inclination sensor A1 is a surface that extends in the in-plane direction of the circuit board S. In the present embodiment, the inclination sensor A1 has a width of about 4.2 mm, a height of 4.2 mm, and a thickness of about 3.0 mm. In FIG. 3, the cover 3 and the rolling element 6 are omitted.

基板１は、矩形状の絶縁基板であり、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる。本実施形態においては、基板１は、そのサイズが幅４．２ｍｍ、高さ４．２ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ程度とされている。図２に示すように、基板１には、６つの配線パターン７が形成されている。配線パターン７は、たとえば銅からなり、銅製の薄膜に対してエッチングを施すことなどにより形成される。配線パターン７は、基板１の図中手前の面および図中奥方の面に形成された部分と、これらの部分を導通させるスルーホール部分（図示略）とを有している。このうち３つの配線パターン７の図中手前側部分には、１対の受光素子４Ａ，４Ｂおよび発光素子５がダイボンディングされている。 The substrate 1 is a rectangular insulating substrate and is made of, for example, a glass epoxy resin. In the present embodiment, the size of the substrate 1 is about 4.2 mm in width, 4.2 mm in height, and about 0.6 mm in thickness. As shown in FIG. 2, six wiring patterns 7 are formed on the substrate 1. The wiring pattern 7 is made of, for example, copper, and is formed by etching a copper thin film. The wiring pattern 7 has a portion formed on the front surface and the back surface of the substrate 1 in the drawing, and a through-hole portion (not shown) for conducting these portions. Of these, a pair of light receiving elements 4A and 4B and a light emitting element 5 are die-bonded to the front side of the three wiring patterns 7 in the figure.

１対の受光素子４Ａ，４Ｂは、たとえばＰＩＮフォトダイオードであり、赤外線を受光すると、それに応じた光起電力を生じて電流を流すように構成されている。図２に示すように、１対の受光素子４Ａ，４Ｂは、基板１において図中左右方向に離間して配置されている。１対の受光素子４Ａ，４Ｂは、それぞれがダイボンディングされた配線パターン７と隣り合う配線パターン７に対して、それぞれワイヤ８によって接続されている。本実施形態においては、１対の受光素子４Ａ，４Ｂは、そのサイズが０．６ｍｍ角程度とされている。 The pair of light receiving elements 4A and 4B are, for example, PIN photodiodes, and are configured to generate a photoelectromotive force in response to receiving infrared rays and flow current. As shown in FIG. 2, the pair of light receiving elements 4 A and 4 B are arranged on the substrate 1 so as to be separated in the left-right direction in the drawing. The pair of light receiving elements 4A and 4B are connected by wires 8 to the wiring pattern 7 adjacent to the wiring pattern 7 die-bonded to each other. In the present embodiment, the size of the pair of light receiving elements 4A and 4B is about 0.6 mm square.

発光素子５は、赤外線を発することができる赤外線発光ダイオードなどからなり、本発明で言う発光手段を構成している。図２に示すように、発光素子５は、１対の受光素子４Ａ，４Ｂの中間位置から図中下方にシフトした位置に配置されている。発光素子５は、これがボンディングされた配線パターン７と隣り合う配線パターン７に対して、ワイヤ８によって接続されている。本実施形態においては、発光素子５は、そのサイズが０．２５ｍｍ角程度とされている。 The light emitting element 5 is composed of an infrared light emitting diode capable of emitting infrared rays, and constitutes a light emitting means referred to in the present invention. As shown in FIG. 2, the light emitting element 5 is disposed at a position shifted downward in the figure from the intermediate position of the pair of light receiving elements 4A and 4B. The light emitting element 5 is connected by a wire 8 to a wiring pattern 7 adjacent to the wiring pattern 7 to which the light emitting element 5 is bonded. In the present embodiment, the light emitting element 5 has a size of about 0.25 mm square.

ケース２は、全体が直方体形状であり、たとえば導電性樹脂を用いたモールド成形法により形成されている。上記導電性樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂を主成分とし、多数の金属粒子が分散されたものが挙げられる。ケース２には、空隙部２０が形成されている。図２に示すように、空隙部２０は、転動体収容部２０ａ、３つの窓２０ｂ、および３つの素子収容部２０ｃからなる。本実施形態においては、ケース２は、そのサイズが幅４．２ｍｍ、高さ４．２ｍｍ、厚さ２．０ｍｍ程度とされている。 The case 2 has a rectangular parallelepiped shape as a whole, and is formed by, for example, a molding method using a conductive resin. Examples of the conductive resin include those in which an epoxy resin is a main component and a large number of metal particles are dispersed. A gap 20 is formed in the case 2. As shown in FIG. 2, the space | gap part 20 consists of the rolling element accommodating part 20a, the three windows 20b, and the three element accommodating parts 20c. In the present embodiment, the size of the case 2 is about 4.2 mm in width, 4.2 mm in height, and about 2.0 mm in thickness.

転動体収容部２０ａは、転動体６を収容する部分であり、傾斜センサＡ１の姿勢に応じた所定の位置に転動体６を転動させるための部分である。転動体収容部２０ａは、略菱形状の断面形状とされており、転動体６を収容可能な奥行き寸法とされている。転動体収容部２０ａは、上記検出対象面（回路基板Ｓの面内方向に広がる面）に対して平行である、面２０ｄおよび後述するカバー３の一方の面と、上記検出対象面に対して直角であり、上記略菱形状の断面を形成する面２０ｅと、によって規定されている。本実施形態においては、菱形状部分の一辺の長さが３．０ｍｍ程度とされ、角部が半径１．０ｍｍ程度の円弧状とされている。また、本実施形態においては、面２０ｅには、上記検出対象面に対して直角方向に延びる複数の凸部２０ｆが形成されている。複数の凸部２０ｆは、転動体収容部２０ａの深さ方向の全体に亘って形成され、たとえば上記菱形状の各角部、および角部間における所定間隔ごとに位置するように設けられている。凸部２０ｆは、たとえば断面寸法が半径０．１ｍｍの半円状とされ、隣接する凸部２０ｆの間隔が０．２ｍｍ程度となるように設けられている。このような構成によって、凸部２０ｆを有する面２０ｅは凹凸状とされている。図３および図５に示すように、転動体収容部２０ａには、３つの窓２０ｂが繋がっている。 The rolling element accommodating part 20a is a part for accommodating the rolling element 6, and is a part for rolling the rolling element 6 to a predetermined position corresponding to the posture of the inclination sensor A1. The rolling element accommodating portion 20a has a substantially rhombic cross-sectional shape, and has a depth dimension that can accommodate the rolling elements 6. The rolling element housing portion 20a is parallel to the detection target surface (a surface extending in the in-plane direction of the circuit board S), and the surface 20d and one surface of the cover 3 described later, and the detection target surface. It is a right angle and is defined by the surface 20e forming the substantially rhombic cross section. In the present embodiment, the length of one side of the rhombus-shaped portion is about 3.0 mm, and the corner portion has an arc shape with a radius of about 1.0 mm. In the present embodiment, the surface 20e is formed with a plurality of convex portions 20f extending in a direction perpendicular to the detection target surface. The plurality of convex portions 20f are formed over the entire depth direction of the rolling element housing portion 20a, and are provided so as to be located, for example, at each corner of the rhombus and at a predetermined interval between the corners. . The protrusions 20f are, for example, semicircular with a cross-sectional dimension of 0.1 mm in radius, and are provided so that the interval between adjacent protrusions 20f is about 0.2 mm. With such a configuration, the surface 20e having the convex portion 20f has an uneven shape. As shown in FIGS. 3 and 5, three windows 20 b are connected to the rolling element housing portion 20 a.

図３において図中上側に位置する２つの窓２０ｂ、および図中下側に位置する窓２０ｂは、転動体収容部２０ａに繋がっている。３つの窓２０ｂは、それぞれ断面円形状であり、１対の受光素子４Ａ，４Ｂへと光を到達させ、または発光素子５からの光を通過させるためのものである。本実施形態においては、図５における左右両端にある窓２０ｂは、断面寸法φ１．３ｍｍ程度とされている。また、中央に位置する窓２０ｂは、断面寸法φ０．８ｍｍ程度とされている。３つの窓２０ｂには、３つの素子収容部２０ｃがそれぞれ繋がっている。 In FIG. 3, the two windows 20b located on the upper side in the drawing and the window 20b located on the lower side in the drawing are connected to the rolling element housing portion 20a. Each of the three windows 20b has a circular cross section, and is used to allow light to reach the pair of light receiving elements 4A and 4B or to allow light from the light emitting element 5 to pass therethrough. In the present embodiment, the windows 20b at the left and right ends in FIG. 5 have a cross-sectional dimension of about φ1.3 mm. Further, the window 20b located at the center has a cross-sectional dimension of about 0.8 mm. Three element accommodating portions 20c are connected to the three windows 20b, respectively.

３つの素子収容部２０ｃは、図５に示すように、１対の受光素子４Ａ，４Ｂおよび発光素子５を収容するための部分である。図４に示すように、１対の受光素子４Ａ，４Ｂを収容する２つの素子収容部２０ｃは、２つの矩形が連結された断面形状とされている。発光素子５を収容する素子収容部２０ｃは、断面矩形状とされている。 The three element accommodating portions 20c are portions for accommodating a pair of light receiving elements 4A and 4B and the light emitting element 5, as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the two element accommodating portions 20c that accommodate the pair of light receiving elements 4A and 4B have a cross-sectional shape in which two rectangles are connected. The element accommodating portion 20c that accommodates the light emitting element 5 has a rectangular cross section.

カバー３は、ケース２を塞いで空隙部２０を形成するためのものであり、たとえばエポキシ樹脂からなる。図５に示すように、カバー３の図中下面には、導電膜３０および反射膜３１が形成されている。導電膜３０は、カバー３の下面全体に形成されており、たとえば銅からなる。反射膜３１は、発光素子５によって発せられた光を反射することにより１対の受光素子４Ａ，４Ｂへと向かわせるためのものである。反射膜３１は、ケース２の転動体収容部２０ａに対応する領域に形成されており、たとえば電解メッキ法によって銅、ニッケル、金の薄膜が順次積層されたものである。反射膜３１の厚みの一例を挙げると、銅薄膜が５０μｍ程度、ニッケル薄膜が３μｍ程度、金薄膜が０．０３〜０．７μｍ程度である。本実施形態においては、カバー３は、そのサイズが幅４．２ｍｍ、高さ４．２ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ程度とされている。このような構成のカバー３は、たとえば導電性接着剤などを介してケース２に固定されている。 The cover 3 is for closing the case 2 to form the gap 20 and is made of, for example, an epoxy resin. As shown in FIG. 5, a conductive film 30 and a reflective film 31 are formed on the lower surface of the cover 3 in the drawing. The conductive film 30 is formed on the entire lower surface of the cover 3, and is made of, for example, copper. The reflective film 31 is for reflecting the light emitted by the light emitting element 5 toward the pair of light receiving elements 4A and 4B. The reflective film 31 is formed in a region corresponding to the rolling element housing portion 20a of the case 2, and is formed by sequentially laminating thin films of copper, nickel, and gold by, for example, electrolytic plating. As an example of the thickness of the reflective film 31, the copper thin film is about 50 μm, the nickel thin film is about 3 μm, and the gold thin film is about 0.03 to 0.7 μm. In the present embodiment, the cover 3 has a width of about 4.2 mm, a height of 4.2 mm, and a thickness of about 0.4 mm. The cover 3 having such a configuration is fixed to the case 2 via, for example, a conductive adhesive.

転動体６は、傾斜センサＡ１の姿勢に応じて転動体収容部２０ａ内を転動することにより、発光素子５からの光が１対の受光素子４Ａ，４Ｂへと到達することを適宜阻止するためのものである。転動体６は、円柱形状とされており、たとえばステンレスからなる。本実施形態においては、転動体６は、断面寸法φ２．０ｍｍ程度とされている。このような構成の転動体６は、転動体収容部２０ａに収容された状態においては、転動体収容部２０ａの面２０ｅのうち凸部２０ｆに対して接触する一方、凸部２０ｆ間に位置する凹部に対しては接触しない。 The rolling element 6 appropriately prevents light from the light emitting element 5 from reaching the pair of light receiving elements 4A and 4B by rolling in the rolling element accommodating portion 20a according to the posture of the inclination sensor A1. Is for. The rolling element 6 has a cylindrical shape, and is made of, for example, stainless steel. In the present embodiment, the rolling element 6 has a cross-sectional dimension of about 2.0 mm. When the rolling element 6 having such a configuration is accommodated in the rolling element accommodating part 20a, the rolling element 6 is in contact with the convex part 20f on the surface 20e of the rolling element accommodating part 20a, and is positioned between the convex parts 20f. There is no contact with the recess.

端子７ａ，７ｂ，７ｃは、傾斜センサＡ１をたとえば図１に示す回路基板Ｓに面実装するために用いられるものである。図５に示すように、端子７ａ，７ｂ，７ｃは、配線パターン７のうち基板１の図中下面側にある部分によって構成されている。 The terminals 7a, 7b, and 7c are used for surface mounting the tilt sensor A1 on the circuit board S shown in FIG. As shown in FIG. 5, the terminals 7 a, 7 b, and 7 c are configured by portions of the wiring pattern 7 that are on the lower surface side of the substrate 1 in the drawing.

次に、傾斜センサＡ１による傾斜方向の検出について、図６〜図９を用いて説明する。図６〜図９は、カバー３を省略して傾斜センサＡ１を正面からみた図である。これらの図においては、図中下方が重力方向である。 Next, the detection of the tilt direction by the tilt sensor A1 will be described with reference to FIGS. 6 to 9 are views of the tilt sensor A1 as viewed from the front side with the cover 3 omitted. In these figures, the lower direction in the figure is the direction of gravity.

まず、図６は、傾斜センサＡ１が中立姿勢とされた状態を示している。この姿勢においては、転動体６は、重力にしたがって転動体収容部２０ａの下端寄りに留まっている。この位置を中立位置と呼ぶ。転動体６が中立位置にあると、発光素子５からの光が全て転動体６によって遮られる。このため、１対の受光素子４Ａ，４Ｂは、いずれも光を検出しない。したがって、１対の受光素子４Ａ，４Ｂのいずれからも信号が出力されない状態であれば、傾斜センサＡ１が中立姿勢であると認識する。 First, FIG. 6 shows a state in which the tilt sensor A1 is in a neutral posture. In this posture, the rolling element 6 remains near the lower end of the rolling element accommodating portion 20a according to gravity. This position is called a neutral position. When the rolling element 6 is in the neutral position, all the light from the light emitting element 5 is blocked by the rolling element 6. For this reason, neither of the pair of light receiving elements 4A and 4B detects light. Therefore, if no signal is output from either of the pair of light receiving elements 4A and 4B, it is recognized that the inclination sensor A1 is in the neutral posture.

次に、傾斜センサＡ１を図中時計回りに回転させると、図７に示す状態となる。この状態においては、転動体６は、重力にしたがって転動体収容部２０ａのうち図６の右端寄り部分へと転動する。この位置を正転遮光位置と呼ぶ。転動体６が正転遮光位置にあると、受光素子４Ｂへと繋がる窓２０ｂが転動体６により覆われる。これにより、受光素子４Ｂによっては、発光素子５からの光は受光されない。一方、発光素子５から発せられた光は、図５に示す反射膜３１によって反射され、受光素子４Ａに到達する。したがって、受光センサ４Ａのみから信号が出力された状態であれば、傾斜センサＡ１が中立姿勢から図７における図中時計回りに回転させられた姿勢であると認識する。 Next, when the tilt sensor A1 is rotated clockwise in the figure, the state shown in FIG. 7 is obtained. In this state, the rolling element 6 rolls to the portion near the right end in FIG. This position is called a normal rotation light shielding position. When the rolling element 6 is in the forward rotation light-shielding position, the window 20b connected to the light receiving element 4B is covered with the rolling element 6. Thereby, the light from the light emitting element 5 is not received by the light receiving element 4B. On the other hand, the light emitted from the light emitting element 5 is reflected by the reflective film 31 shown in FIG. 5 and reaches the light receiving element 4A. Therefore, if the signal is output only from the light receiving sensor 4A, it is recognized that the tilt sensor A1 is in a posture rotated clockwise from the neutral posture in FIG.

また、傾斜センサＡ１を中立姿勢から図中反時計回りに回転させると、図８に示す状態となる。この状態においては、転動体６は、重力にしたがって転動体収容部２０ａのうち図６の左端寄り部分へと転動する。この位置を逆転遮光位置と呼ぶ。転動体６が逆転遮光位置にあると、受光素子４Ａへと繋がる窓２０ｂが転動体６により覆われる。これにより、受光素子４Ａによっては、発光素子５からの光は受光されない。一方、発光素子５から発せられた光は、受光素子４Ｂに到達する。したがって、受光センサ４Ｂのみから信号が出力された状態であれば、傾斜センサＡ１が中立姿勢から図８における図中反時計回りに回転させられた姿勢であると認識する。 Further, when the tilt sensor A1 is rotated counterclockwise in the drawing from the neutral posture, the state shown in FIG. 8 is obtained. In this state, the rolling element 6 rolls toward the left end portion of FIG. 6 in the rolling element housing portion 20a according to gravity. This position is called a reverse light shielding position. When the rolling element 6 is at the reverse light shielding position, the window 20b connected to the light receiving element 4A is covered with the rolling element 6. Thereby, the light from the light emitting element 5 is not received by the light receiving element 4A. On the other hand, the light emitted from the light emitting element 5 reaches the light receiving element 4B. Therefore, if the signal is output only from the light receiving sensor 4B, it is recognized that the tilt sensor A1 is in a posture rotated counterclockwise in FIG. 8 from the neutral posture.

さらに、傾斜センサＡ１が回転させられると、図９に示すように傾斜センサＡ１は、倒立した姿勢とされる。この場合、転動体６は、転動体収容部２０ａにおいて中立位置とは反対側の位置に転動する。この位置を、倒立位置と呼ぶ。転動体６が倒立位置にあると、発光素子５からの光は、１対の受光素子４Ａ，４Ｂの双方によって受光される。これにより、１対の受光素子４Ａ，４Ｂの双方から信号が出力されると、傾斜センサＡ１が倒立した姿勢であることを検出可能である。したがって、傾斜センサＡ１は、中立姿勢であること、中立姿勢から正転あるいは逆転された姿勢であること、および倒立した姿勢であること、の４つの状態を検出することができる。 Further, when the tilt sensor A1 is rotated, the tilt sensor A1 is in an inverted posture as shown in FIG. In this case, the rolling element 6 rolls to a position opposite to the neutral position in the rolling element housing portion 20a. This position is called an inverted position. When the rolling element 6 is in the inverted position, the light from the light emitting element 5 is received by both the pair of light receiving elements 4A and 4B. Thus, when signals are output from both of the pair of light receiving elements 4A and 4B, it is possible to detect that the tilt sensor A1 is in an inverted posture. Therefore, the inclination sensor A1 can detect four states: a neutral posture, a forward or reverse posture from the neutral posture, and an inverted posture.

次に、傾斜センサＡ１の作用について説明する。 Next, the operation of the tilt sensor A1 will be described.

本実施形態の傾斜センサＡ１の製造においては、たとえば当該傾斜センサが構成単位として縦横に配列された集合板を切断することにより、各傾斜センサＡ１に分割される。この切断工程では、冷却や切削屑洗浄のための水を使用する場合があり、この際、傾斜センサＡ１の空隙部２０に微量の水が侵入する場合がある。 In the manufacture of the tilt sensor A1 of the present embodiment, the tilt sensor is divided into each tilt sensor A1, for example, by cutting a collecting plate in which the tilt sensor is arranged vertically and horizontally as a structural unit. In this cutting step, water for cooling or cutting waste cleaning may be used, and in this case, a small amount of water may enter the gap portion 20 of the inclination sensor A1.

本実施形態の傾斜センサＡ１においては、転動体６を収容する転動体収容部２０ａを規定する面のうち、上記検出対象面に対して直角な面２０ｅにおいて複数の凸部２０ｆが形成されていることにより、当該面２０ｅが凹凸状とされている。このため、当該面２０ｅと転動体６との接触面積は比較的に小さくなり、転動体収容部２０ａに水が侵入したとしても転動体６が面２０ｅと密着することは防止される。これにより、転動体６は傾斜センサＡ１の姿勢変更にともなって適正な位置に転動することになり、傾斜センサＡ１による誤検出が防止される。 In the inclination sensor A1 of the present embodiment, a plurality of convex portions 20f are formed on a surface 20e perpendicular to the detection target surface among the surfaces defining the rolling element housing portion 20a that houses the rolling elements 6. Thus, the surface 20e is uneven. For this reason, the contact area of the said surface 20e and the rolling element 6 becomes comparatively small, and even if water penetrate | invades into the rolling element accommodating part 20a, it is prevented that the rolling element 6 adheres to the surface 20e. As a result, the rolling element 6 rolls to an appropriate position in accordance with the posture change of the tilt sensor A1, and erroneous detection by the tilt sensor A1 is prevented.

ここで、転動体６は、上述したように、面２０ｅのうち凸部２０ｆに対してのみ接触する一方、凸部２０ｆ間に位置するフラットな凹部に対しては接触しない。このような構成によれば、転動体６が面２０ｅに密着することはより確実に防止され、傾斜センサＡ１による誤検出を防止するうえで好適である。 Here, as described above, the rolling element 6 contacts only the convex portion 20f of the surface 20e, but does not contact the flat concave portion positioned between the convex portions 20f. According to such a configuration, the rolling element 6 is more reliably prevented from coming into close contact with the surface 20e, which is suitable for preventing erroneous detection by the inclination sensor A1.

転動体収容部２０ａの面２０ｅに形成された凸部２０ｆは、上記検出対象面に対して直角方向に延び、かつ、転動体収容部２０ａの深さ方向の全体に亘って形成されている。このため、円柱形状とされた転動体６は、その側面部分が凸部２０ｆに対して線接触することになり、中心軸が上記検出対象面と直交する。したがって、転動体６の円形端面が常に上記検出対象面に対して平行になり、転動体６が空隙部２０の窓２０ｂの正面に位置すると、窓２０ｂは上記円形端面によって完全に遮断されることになる。このことは、傾斜センサＡ１による誤検出を防止するうえで好適である。 The convex portion 20f formed on the surface 20e of the rolling element accommodating portion 20a extends in the direction perpendicular to the detection target surface and is formed over the entire depth direction of the rolling element accommodating portion 20a. For this reason, as for the rolling element 6 made into the column shape, the side part will carry out line contact with the convex part 20f, and a center axis | shaft is orthogonal to the said detection object surface. Therefore, when the circular end surface of the rolling element 6 is always parallel to the detection target surface and the rolling element 6 is positioned in front of the window 20b of the gap portion 20, the window 20b is completely blocked by the circular end surface. become. This is suitable for preventing erroneous detection by the inclination sensor A1.

加えて、傾斜センサＡ１においては、転動体６の転動摩擦によって静電気が生じたとしても、導電性樹脂からなるケース２と当該ケース２に当接する導電膜３０とは、導通状態にあるので同電位となる。このようにケース２において帯電防止が図られていることにより、転動体６の転動動作が静電気によって不当に阻害されるといった不都合が生じることはない。このことは、傾斜センサＡ１による誤検出を防止するうえで好適である。 In addition, in the inclination sensor A1, even if static electricity is generated due to rolling friction of the rolling element 6, the case 2 made of conductive resin and the conductive film 30 in contact with the case 2 are in a conductive state, and thus have the same potential. It becomes. Since the case 2 is thus prevented from being charged, there is no inconvenience that the rolling operation of the rolling element 6 is unduly hindered by static electricity. This is suitable for preventing erroneous detection by the inclination sensor A1.

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明に係る傾斜センサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る傾斜センサの各部の具体的な構成は、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the inclination sensor which concerns on this invention is not limited to embodiment mentioned above. The specific configuration of each part of the tilt sensor according to the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the invention.

空隙部を規定する検出対象面に対して直角である面（２０ｅ）に形成される凸部（２０ｆ）としては、上記実施形態のように菱形状に形成された上記面２０ｅの全体に万遍なく形成されていることが好ましいが、これに限定されず、たとえば上記菱形状部分の円弧状の角部に相当する箇所にのみ形成されていてもよい。仮に上記検出対象面に対して直角である上記面に凸部が形成されていない場合には、転動体と上記円弧状の角部との接触面積が相対的に大となる。これに対し、上記角部に相当する箇所に凸部を設けておくだけで、転動体と上記検出対象面に対して直角である上記面との接触面積を効果的に小さくすることができ、転動体が上記検出対象面に対して直角である上記面と密着することは防止される。 As the convex portion (20f) formed on the surface (20e) perpendicular to the detection target surface that defines the void portion, the entire surface 20e formed in a diamond shape as in the above embodiment is universal. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be formed only at a portion corresponding to the arc corner of the rhombus portion. If a convex portion is not formed on the surface that is perpendicular to the detection target surface, the contact area between the rolling element and the arc-shaped corner portion is relatively large. On the other hand, the contact area between the rolling element and the surface that is perpendicular to the detection target surface can be effectively reduced simply by providing a convex portion at a location corresponding to the corner portion, The rolling element is prevented from coming into close contact with the surface that is perpendicular to the detection target surface.

また、上記凸部の形状についても上記実施形態に限定されるものではない。要するに、転動体と、上記検出対象面に対して直角である上記面との接触面積を小さくすることができればよく、上記検出対象面に対して直角である上記面は、たとえば断面形状が波形からなる凹凸状とされていてよい。 Further, the shape of the convex portion is not limited to the above embodiment. In short, it is sufficient if the contact area between the rolling element and the surface perpendicular to the detection target surface can be reduced. The surface perpendicular to the detection target surface has, for example, a cross-sectional shape from a waveform. It may be uneven.

本発明に係る傾斜センサの一例を示す一部断面斜視図である。It is a partial cross section perspective view which shows an example of the inclination sensor which concerns on this invention. 図１に示す傾斜センサの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the inclination sensor shown in FIG. 図１に示す傾斜センサの正面図である。It is a front view of the inclination sensor shown in FIG. 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG. 図１の傾斜センサが中立姿勢とされた状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state by which the inclination sensor of FIG. 1 was made into the neutral attitude | position. 図１の傾斜センサが正転方向に傾斜させられた状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state in which the inclination sensor of FIG. 1 was inclined in the normal rotation direction. 図１の傾斜センサが逆転方向に傾斜させられた状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state in which the inclination sensor of FIG. 1 was inclined in the reverse rotation direction. 図１の傾斜センサが倒立姿勢とされた状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state by which the inclination sensor of FIG. 1 was made into the inverted posture. 従来の傾斜センサの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional inclination sensor. 図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the XI-XI line of FIG.

Explanation of symbols

Ａ１傾斜センサ
Ｓ回路基板
１基板
２ケース
３カバー
４Ａ，４Ｂ受光素子
５，５Ａ，５Ｂ発光素子（発光手段）
６転動体
７配線パターン
７ａ，７ｂ，７ｃ（面実装用の）端子
８ワイヤ
２０空隙部
２０ａ転動体収容部
２０ｂ窓
２０ｃ素子収容部
２０ｄ（検出対象面に対して平行な）面
２０ｅ（検出対象面に対して直角である）面
２０ｆ凸部
３０導電膜
３１反射膜 A1 Tilt sensor S Circuit board 1 Board 2 Case 3 Cover 4A, 4B Light receiving element 5, 5A, 5B Light emitting element (light emitting means)
6 Rolling elements 7 Wiring patterns 7a, 7b, 7c (for surface mounting) Terminals 8 Wires 20 Gaps 20a Rolling element accommodating portions 20b Windows 20c Element accommodating portions 20d (parallel to the detection target surface) surface 20e (detection targets) Surface 20f convex portion 30 conductive film 31 reflective film

Claims

A pair of light receiving elements spaced apart along the detection target surface;
Light emitting means for irradiating the pair of light receiving elements with light;
A rolling element that rolls along the detection target surface;
A gap for accommodating the rolling elements,
The gap includes a pair of light shielding positions that overlaps the pair of light receiving elements in the in-plane direction of the detection target surface on the rolling element due to a change in the direction of gravity in the in-plane direction of the detection target surface; An inclination sensor configured to take a neutral position that does not overlap any of the pair of light receiving elements in the in-plane direction,
The gap is defined by a pair of surfaces parallel to the detection target surface and a surface perpendicular to the detection target surface,
The tilt sensor according to claim 1, wherein the surface perpendicular to the detection target surface has an uneven shape.

The inclination sensor according to claim 1, wherein a plurality of convex portions extending in a direction perpendicular to the detection target surface are formed on the surface that is perpendicular to the detection target surface.

The inclination sensor according to claim 1, wherein the surface that is perpendicular to the detection target surface has an uneven shape in which the rolling element does not contact the concave portion.