JP2010286486A - 傾斜センサー - Google Patents

Abstract

【課題】重力以外の要素に影響され難く、且つ傾斜センサー全体の重量／体積が増加しない傾斜センサーを提供する。
【解決手段】中空になっていると共に、その中空部分に軸棒１１が配置され、且つ、軸棒１１が水平面と平行となるように配置できるケース１と、軸棒１１を軸として回転することができ、軸棒１１が水平面と略平行になっている状態において、軸棒１１にぶら下がりながら、常に重力に従って、最も低い箇所へ回動する回転手段２と、Ｎ極及びＳ極を有し、回転手段２に固定されていて回転手段２と共に回動することができる磁石手段５と、ケース１に取り付けられていて、磁石手段５の位置を感知することができるセンサー手段４と、を備えており、ケース１が、軸棒１１が水平面と略平行となるように配置されている状態から外力によって傾くと、回転手段２が重力に従って傾いた後の最も低い箇所へ回動し、センサー手段４が回転手段２の位置変更を感知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、傾斜センサーに関し、特に、近くにある磁性材料に影響され難い傾斜センサーに関する。

図５及び図６では、特許文献１において開示された従来の傾斜センサーの一例が示されている。図５はその分解斜視図であり、図６はその使用状態を示す説明図である。図５及び図６に示されているように、該傾斜センサーは上蓋２０１を有するケーシング２００内に、第１通路２０６と第２通路２０７とからなり、且つ前記上蓋２０１の方に開口したＬ字形の移動可能空間２０４が形成され、磁性材料からなるローラー２０２は移動可能空間２０４内に移動自在に配置され、更に、第１通路２０６及び第２通路２０７の先端近くに、磁界の変化によりローラー２０２の位置を感知することが出来る第１及び第２磁界感知ユニット２６、２７がそれぞれ配置されている。

また、この傾斜センサーは、図６の使用例に示されるように、携帯電話１００の内部に取り付け、且つ携帯電話１００が図示されるように直立になっている時、ローラー２０２が第１通路２０６と第２通路２０７との交差点にあるように配置構成されており、携帯電話１００及びケーシング２００の傾斜角度が一定の角度を超えると、該ローラー２０２が重力に従って移動可能空間２０４内を移動し、そしてこの位置の変化を第１及び第２磁界感知ユニット２６、２７を用いて感知することで、携帯電話１００及びケーシング２００の傾斜状態を判断することができる。

従って、この傾斜センサーは、ケーシング２００自体の傾斜状態のみならず、例えば傾斜状態を監視する必要のある精密な電子機器に取り付けることによって、該電子機器の傾斜状態を感知／監視することができる。

特開２００１−３２４３２４号公報

上記従来の傾斜センサーの構造において、携帯電話１００及びケーシング２００の傾斜角度が一定の角度を超えないと、ローラー２０２に動きが発生せず、またこの一定の角度は第１の通路２０６と第２の通路２０７とがなす角度（この実施例では９０°）によって決められる。その上、該従来の傾斜センサーは概ね携帯電話１００及びケーシング２００の傾斜角度がこの一定の角度を超えたか否かを感知することしかできず、実際の傾斜角度を正確に判断することができないので、感知の精度も非常に低いと言える。

上記問題点を解決すべく、本発明は感知の精度が高くて傾斜の角度を正確に判断することができ、且つ傾斜センサー全体の重量／体積が増加しない傾斜センサーの提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、中空になっていると共に、その中空部分に軸棒が配置され、且つ、該軸棒が水平面と平行になるように配置できるケースと、前記軸棒を軸として回転することができ、且つ前記軸棒が水平面と略平行になっている状態において、前記軸棒にぶら下がりながら、常に重力に従って、最も低い箇所へ回動することができるように構成されている回転手段と、Ｎ極及びＳ極を有し、前記回転手段に固定されていて前記回転手段と共に回動することができる磁石手段と、前記ケースに取り付けられていて、前記磁石手段の位置を感知することができるセンサー手段と、を備えており、それにより、前記ケースが、前記軸棒が水平面と略平行になるように配置されている状態から外力によって傾くと、前記回転手段が重力に従って傾いた後の最も低い箇所へ回動し、そして前記センサー手段が前記回転手段の位置変更を感知することができることを特徴とする傾斜センサーを提供する。

上記傾斜センサーにおいて、前記ケースは、更に、前記軸棒が設置されている立て板と、該立て板の周縁から前へ突出して前端に開口を有するように形成されているフェンスと、前記開口を覆うように取り付けられている前蓋と、を有する中空構成になっており、前記回転手段は、前記ケースの中空部分で回転できるように配置構成されていることが好ましい。

上記傾斜センサーにおいて、前記センサー手段は複数のセンサーユニットからなり、該複数のセンサーユニットは、前記回転手段の回転を妨げないように前記立て板にそれぞれ取り付けられていることが好ましい。

上記傾斜センサーにおいて、前記センサー手段は複数のセンサーユニットからなり、該複数のセンサーユニットは、前記回転手段の回転を妨げないように前記前蓋にそれぞれ取り付けられていることも好ましい。

上記傾斜センサーにおいて、前記立て板には更に前記回転手段の回転軸を円心とすると共に、前記回転手段の回動を前記軸棒に対して平行方向から案内することができる環状突起が形成されていることが好ましい。

上記傾斜センサーにおいて、前記ケースは、強磁性材料以外の材料からなっていることが好ましい。

上記傾斜センサーにおいて、前記磁石手段は、そのＮ極と前記回転軸とを結ぶ第１直線と、そのＳ極と前記回転軸とを結ぶ第２直線とが、同じ長さになるように前記回転手段に固定されていることが好ましい。

上記構成により、本発明の傾斜センサーは、回転手段が軸棒に回動自在にぶら下がっていて、重力に従ってケース及びセンサー手段に対して敏感に回動することができるので、回転手段の位置改変に応じて傾斜の角度を正確に判断することができる。

また、本発明の傾斜センサーは、回転手段の磁石以外のパーツが増えているが、ケース内の中空部分が従来よりも広くなっているので、傾斜センサー全体の重量／体積は、ケースの重量／体積が減ることによって、従来の傾斜センサーとほぼ同程度に維持される。

本発明の傾斜センサーの構成が示されている分解斜視図である。 本発明の傾斜センサーの組立て状態が示されている斜視図である。 本発明の傾斜センサーの直立状態時における回転手段の位置を示す説明図である。 本発明の傾斜センサーの傾斜状態時における回転手段の位置を示す説明図である。 従来の傾斜センサーの構成が示されている分解斜視図である。 前記従来の傾斜センサーの使用状態を示す説明図である。

以下は図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１は本発明の傾斜センサーの構成が示されている分解図であり、図２はその組立て状態が示されている斜視図であり、図３及び図４はその組立て状態時の内部構成及びその作動方法を示すための側面図である。

図１に示されているように、本発明の傾斜センサーは、ケース１と、ケース１内に収容されている回転手段２と、磁石手段５と、センサー手段４と、を備えてなるものである。

ケース１は、四角形に形成されている立て板１２と、該立て板１２の周縁から前へ突出して前端に開口を有するように形成されているフェンス１４と、立て板１２に対応して四角形に形成され、前記開口を覆うように取り付けられている前蓋１６と、を有する中空構成になっている。

立て板１２の中央当りに、軸棒１１が該立て板１２に直交するようにケース１の中空部分に配置されている。

ちなみに、該傾斜センサーを使用しようとする場合、ケース１は、軸棒１１が水平面と平行するように配置されることが要件である。また、ケース１は、感知対象の機械などに取り付けるための取付け手段としても使用され得る。

フェンス１４の前端には、一対の第１突起１５Ａと、該一対の第１突起１５Ａより小径に形成された一対の第２突起１５Ｂとが、四角形に形成されている立て板１２の４つの頂点近くの対角位置にそれぞれ形成されており、前蓋１６には、該一対の第１突起１５Ａが嵌めこめられる一対の第１係合孔１７Ａと、該一対の第２突起１５Ｂが嵌めこめられる一対の第２係合孔１７Ｂと、が形成されている。即ち、フェンス１４と前蓋１６とは、第１突起１５Ａそれぞれの第１係合孔１７Ａとの嵌め合い、及び、第２突起１５Ｂそれぞれの第２係合孔１７Ｂとの嵌め合いによって結合されている。

回転手段２は、軸棒１１が嵌められる前後向きの軸孔２１と、立て板１２の平行面に略扇形となるように形成された加重部２３と、加重部２３の略扇形面に凹設されている磁石収容孔２４と、を有するように形成され、また、軸棒１１を軸として、立て板１２と平行となる平面上で回転可能、且つケース１が外力によって傾くと、重力に従って、ケース１の中空部分の中で、軸棒１１にぶら下がりながら、ケース及びセンサー手段に対して最も低い箇所へ回動することができるように構成されている。

磁石手段５は磁石収容孔２４に嵌めまれており、また、磁石収容孔２４の形成位置については、その中に嵌めこまれている磁石手段５のＮ極と回転軸１１とを結ぶ第１の直線と、該磁石手段５のＳ極と回転軸１１とを結ぶ第２の直線とが、同じ長さになるように形成されていることにより、センサー手段４が磁石手段５の位置を正確に感知し、判断することができるように構成されている。

更に、立て板１２には回転手段２の回転軸（軸棒１１の中心に当る）を円心とすると共に、回転手段２の回動を前記軸棒に対して平行方向から案内する環状突起１８が形成されている。

この実施形態において、センサー手段４は、立て板１２に、軸棒１１を中間に挟むように凹設されている一対のセンサー設置孔１２１に嵌めこまれている第１及び第２センサーユニット４１、４２により構成されているので、回転手段２の回転を妨げることなく磁石手段５の位置を感知することができる。

なお、第１及び第２のセンサーユニット４１、４２として、例えば磁界の変化を検知することができるホールＩＣやＭＲセンサーが使用される。

また、センサー手段４の設置位置について特に制限はなく、回転手段２の回転を妨げない位置であれば、例えば前蓋１６に取り付けることもできる。

なお、本発明では磁界の変化を検知することによって、立て板１２の傾斜状態を検知する構成になっているので、磁石手段５及びセンサー手段４以外の構成要素、例えば回転手段やケース１には、強磁性材料でない材料を採用することによって、検知結果に影響を与えないことが重要である。

上記構成により、例えばケース１が、本来軸棒１１が水平面と一致するように配置されている場合、ケース内の回転手段２は、図３に示されている直立位置にあり、また、ケースが、外力によって傾くと、回転手段２は、重力により、図４に示されている新しい位置に回動するので、センサー手段４での検知により傾きが生じたことを判断することができる。

上記構成により、本発明の傾斜センサーは、回転手段が軸棒に回動自在にぶら下がりながら、重力に従ってケース及びセンサー手段に対して敏感に回動することができるので、回転手段の位置改変に応じて傾斜の角度を正確に判断することができる。
また、本発明の傾斜センサーは、回転手段の磁石以外のパーツが増えているが、ケース内の中空部分が従来よりも広くなっているので、傾斜センサー全体の重量／体積は、ケースの重量／体積が減ることによって、従来の傾斜センサーとほぼ同程度に維持される。

１ ケース
１１ 軸棒
１２ 立て板
１２１ センサー設置孔
１４ フェンス
１５Ａ 第１突起
１５Ｂ 第２突起
１６ 前蓋
１７Ａ 第１係合孔
１７Ｂ 第２係合孔
１８ 環状突起
２ 回転手段
２１ 軸孔
２３ 加重部
２４ 磁石収容孔
４ センサー手段
４１ 第１センサーユニット
４２ 第２センサーユニット
５ 磁石手段

Claims (6)

1. 中空になっていると共に、その中空部分に軸棒が配置され、且つ、該軸棒が水平面と平行になるように配置できるケースと、
   前記軸棒を軸として回転することができ、且つ前記軸棒が水平面と略平行になっている状態において、前記軸棒にぶら下がりながら、常に重力に従って、最も低い箇所へ回動することができるように構成されている回転手段と、
   Ｎ極及びＳ極を有し、前記回転手段に固定されていて前記回転手段と共に回動することができる磁石手段と、
   前記ケースに取り付けられていて、前記磁石手段の位置を感知することができるセンサー手段と、を備えており、
   それにより、前記ケースが、前記軸棒が水平面と略平行になるように配置されている状態から外力によって傾くと、前記回転手段が重力に従って傾いた後の最も低い箇所へ回動し、そして前記センサー手段が、前記回転手段の位置変更を感知することができることを特徴とする傾斜センサー。
2. 前記ケースは、更に、前記軸棒が設置されている立て板と、該立て板の周縁から前へ突出して前端に開口を有するように形成されているフェンスと、前記開口を覆うように取り付けられている前蓋と、を有する中空構成になっており、
   前記回転手段は、前記ケースの中空部分で回転できるように配置構成されていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサー。
3. 前記センサー手段は、複数のセンサーユニットからなり、該複数のセンサーユニットは前記回転手段の回転を妨げないように前記立て板にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサー。
4. 前記センサー手段は、複数のセンサーユニットからなり、該複数のセンサーユニットは前記回転手段の回転を妨げないように前記前蓋にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサー。
5. 前記立て板には、更に前記回転手段の回転軸を円心とすると共に、前記回転手段の回動を前記軸棒に対して平行方向から案内することができる環状突起が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の傾斜センサー。
6. 前記ケースは、強磁性材料以外の材料からなっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の傾斜センサー。

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