JP2521478B2 - 傾斜センサ - Google Patents

傾斜センサ

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JP2521478B2 JP62153337A JP15333787A JP2521478B2 JP 2521478 B2 JP2521478 B2 JP 2521478B2 JP 62153337 A JP62153337 A JP 62153337A JP 15333787 A JP15333787 A JP 15333787A JP 2521478 B2 JP2521478 B2 JP 2521478B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ある物体が傾斜したとき、その傾斜した状
態を検出する傾斜センサに関するものである。
(従来の技術) 本発明者は、先に例えば実願昭61−164055号の考案の
ように、ある物体が傾斜したとき、その傾斜した状態を
検出する、永久磁石と磁性流体とを底面に傾斜面を有す
る中空非磁性体ケースの中に収容し、その底部に下方に
上記の永久磁石の磁気に感応する磁気感応素子を配設し
た傾斜センサを提案した。先ずその従来例について、第
6図に基づいて説明する。
第6図において、1は非磁性体の、例えばアルミニウ
ムのケースであり、その中空部は、第7図に示したよう
に、中心部の第1の底面が円形の平面2a,その周囲が前
記平面2aとは予め定められた角度θを有する第2の底面
である環状の倒立截頭円錐面2bからなる底部2を有す
る。なお、第7図(a)は第7図(b)のA−A断面を
示している。3は略円板状の永久磁石であり、その表面
に磁性流体4が被着している。磁性流体4は、50〜150
Åの金属磁性粉(コバルト,鉄,ニッケル等)を比較的
粘性の低い液体(例えばケロシン,水)に分散したもの
であり、一般には界面活性剤を添加する。5は永久磁石
3の天地が入れ替わらないように底部2から所定の高さ
の位置に配置されたカバー、6は取付台、7はケース1
の底部の外側に配置された非直線性磁気感応素子として
のリードスイッチで、一方のリード7aの端部が底部2の
中央部に近く位置し、他方のリード7bの端部が底部から
遠くに位置するようになっている。
次に、本実施例の動作を説明する。第7図の状態はケ
ース1が傾いていないときの状態であり、底部中央部の
平面2aが水平になっている。このとき、永久磁石3は平
面2a上にあるため、リードスイッチ7の一方のリード7a
の端部が永久磁石3に接近した状態となり、このため、
リード7aの端部が永久磁石の磁気に影響され、図ではN
極に帯磁し、他端(リードスイッチの中央部)がS極と
なる。さらに、そのS極に接近している他方のリード7b
の端がN極に帯磁するため、両リードは互いに吸引し合
って接続することになる。つまり、リード7a及び7bに接
続された回路があれば、その回路は閉成されることにな
る。
次に、第8図のようにケースが一方へ傾いたとする。
しかし、その傾きが小さいときは、円錐面2bはまだ水平
面Xに対してある角度で上り面となっているので、永久
磁石3は中央平面部付近にあり、従って、リードスイッ
チ7のリード7aは永久磁石の磁気の影響を受け、両リー
ドは接続状態を保持している。
第9図(a),(b)に示したように、ケース1がさ
らに傾いて、略中央部の平面2aと円錐面2bとのなす角度
θ{実際には磁性流体の粘性があるために、第4図
(c)のようにθより少し大きい角度}傾いて円錐面2b
が下り面となると、永久磁石3はその自重により中央部
平面2aから円錐面2bに急速に完全に移る。即ち、中央部
の平面2aに対して永久磁石3の位置が非直線的動作で変
わる。この永久磁石の移動時には、磁性流体4が潤滑油
の作用をするので、移動に対する抵抗は非常に小さく、
底部の最も低い部位へ容易に移動することができる。こ
のとき、リードスイッチ7の一方のリード7aの端部は、
永久磁石3の磁気の実質的影響範囲から急速に、即ち非
直線的動作で外部へ出ることになり、帯磁は実質的にな
くなり、その結果、リード7aと7bとは磁気的吸引が実質
的に消滅し、スイッチが開くことになる。
以上の説明から明らかなように、本従来例において
は、ケースがある所定の角度以上傾いたとき、リードス
イッチは急速に、即ち非直線的動作で開となり、これに
よって、ケースがある所定の角度以上に傾いたことを明
確に検出することができる。また、ケースの傾きが元に
戻れば、永久磁石も中央平面部に急速に戻り、リードス
イッチが急速に、即ち非直線的動作で閉じる。
なお、この従来例では、第1の底面は平面、第2の底
面は倒立截頭円錐面としてあるが、若干の凹面状のもの
でも差し支えない。要は、第1の底面と第2の底面とが
ある角度で非直線的に交わっておればよい。
(発明の目的) しかしながら、永久磁石3の磁束がリードスイッチ7
の中を通って再び永久磁石3に戻る磁路を形成するた
め、上記の従来例においては、磁性流体4の流動性が減
少し、また、永久磁石3がリードスイッチ7の方向に吸
引される力が生じ、従って、永久磁石3がケース1の底
部2に押し付けられる傾向を生じて、傾斜センサの傾き
に変化を生じたときに、必ずしも円滑に永久磁石3が底
部2に対して移動しないばかりでなく、従ってまた、傾
斜センサの傾斜動作に対して永久磁石3の移動が遅れる
という一面がある。
本発明は、このような点を除去して、さらに改良され
た傾斜センサを提供しようとするものである。
(発明の構成) 本発明は、従来の傾斜センサの磁気感応素子、具体的
にはリードスイッチを囲んで、リードスイッチ開閉用の
永久磁石の極性方向と反対の極性方向をもつ永久磁石を
配設したものである。
(実施例) 本発明の実施例について、第1図ないす第5図に基づ
いて説明する。同図において、第6図以下の図面と同一
符号のものは同一または対応部分を示すもので、その同
一または対応部分の詳細な説明は省略する。
第1図は本発明の原理を説明するための本発明のセン
サの模式図で、2,3,4,7は第6図の従来例のものと同一
機能をもっている。11は軸方向に着磁された環状永久磁
石で、磁気感応素子、即ちリードスイッチ7を囲んでリ
ードスイッチ7と同軸に配設されており、その極性方向
はケース内の永久磁石3の極性方向と逆になるようにお
かれている。12はケース内の永久磁石3の、永久磁石11
と反対位置に冠せられた皿状帽体で、磁性体または非磁
性体からなり、その外側中心頂上に円錐形の突起13を具
えている。14はケースの蓋体内面を示す。
次に、動作について説明する。
リードスイッチ7内には、永久磁石3により第1図に
おいて下から上方に向いた磁路f1が形成され、永久磁石
11により上から下方に向いた磁路f2が形成されるが、両
磁路は互いに逆方向であるから両磁路の磁束は互いに相
殺され、従って、リードスイッチのリード7a,7bは開い
た状態にある。傾斜センサが傾くと、第9図と同様に永
久磁石3は底部2に対して変位するので、リードスイッ
チ7内の磁路f1の磁束密度は小さくなるから、リードス
イッチ7のリード7a,7bは磁路f2の影響を強く受けて互
いに閉じる。傾斜センサが復位すれば、磁路f1の影響が
大きくなるので、両磁路の磁束は相殺されてリード7a,7
bは開く。永久磁石3が第1の底面である中心部の円形
の平面2a上から、この平面2aと予め定められた角度θを
有する第2の底面である倒立截頭円錐面2bに移動すると
き、またその逆動作のとき、傾斜センサが垂直からθだ
け傾いたとき、またはθより大きい角度から復位する場
合θだけ傾いている状態に復帰したとき、永久磁石は急
激に移動して磁路f1の磁束密度が急速に変化し、リード
7a,7bの閉,開動作が急激に行なわれることは、前述の
従来例と同様である。実際には角度的に僅かの遅れを生
じる。
前述したように、従来例においては、磁路f1の磁束の
ために磁性流体4の流動性が悪くなり、また、永久磁石
3が僅かながらリードスイッチ7方向に吸引される傾向
を生ずるので、永久磁石の移動の角度的遅れが大きくな
るが、本発明においては、磁路f1の磁束を磁路f2の磁束
で相殺するので、永久磁石3の移動の遅れは小さくな
り、実際上はほとんど問題にならなくなる。
第1図において、帽体12は永久磁石3に重量を付加す
るためのものであるとともに、これを磁性体で構成する
ときは磁束がこの中を通るために、磁性流体が永久磁石
3または帽体12に付着する量が少なくなる。
帽体12の外側中心頂上に設けた円錐突起13は、その先
端が蓋体の内面14に当たって永久磁石3および帽体12が
転倒または転覆しないようにするためのものであるとと
もに、帽体12が蓋体の内面14に密着するのを防止するた
めのものである。
第1図の傾斜センサにおいて、ケースの底部2の第1
底面2aとリードスイッチ7のリード7aとの距離Hを変え
ると、両方の永久磁石の磁束の相殺程度が変化するの
で、傾斜センサの感度やリードスイッチの応動する傾斜
角度が変わるから、距離Hを調整することによって感度
や応動角度を調整することができる。
第2図(a)は、この感度や応動角度の調整を可能に
するとともに、傾斜センサを水平面または垂直面に取付
け可能にした本発明の一実施例の分解斜視図で、第2図
(b)は取付台の平面図、第2図(c)は同裏面図、第
2図(d)は同垂直断面図である。
第2図(a)ないし(d)において、15は第1図の永
久磁石3,帽体12,磁性流体4を収容した第1ケースで、
外周に雄ねじ15aが設けてあり、16は第1図のリードス
イッチ7および永久磁石11を収容した第2ケースで、外
周に雄ねじ16aが設けてある。17,18はリードスイッチ7
のリード線である。19は取付台で、中央垂直方向に透孔
20が明けられていて、雄ねじ15aおよび16aと螺合する雌
ねじ19aが設けてあり、また、水平面取付用ねじ孔19bと
垂直面取付用ねじ孔19cが設けてある。第1ケース15お
よび第2ケース16をそれぞれ取付台19に螺着し、取付台
19を水平面または垂直面に取付けて使用する。第1ケー
ス15または第2ケース16を回転して、第1図における距
離Hを調整し、傾斜センサの感度または感応角度を調整
する。
第3図は本発明の別の実施例で、第1のケース15と第
2のケース16とを中間リング21で接続するもので、中間
リング21の中に雄ねじ15aおよび雄ねじ16aと螺合する雌
ねじ21aが設けてあり、第2のケース16の底面を水平面
に固着して使用する。中間リング21または第1ケース15
を回転することによって、第1図における距離Hを調整
する。
台4図(a),(b),(c)および(d)は本発明
傾斜センサを使用する場合の表示装置の一例を示し、
(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図、
(c)は右側面図,(d)は(a)のB−B断面図であ
る。第5図にこの標示装置の電気回路図を示す。これら
の図において、31は合成樹脂製の平板状基板で、表面に
ブザー32を嵌合収容する穴33,表示ランプ35を収容する
透孔34、裏面に電池36を嵌合収容するための穴37,配線
用の溝38が設けられ、右側面にリードスイッチ7への接
続線用の開口38が設けられている。そして、ブザー32お
よび表示ランプ35は配線とハンダ付けされているだけ
で、配線の弾性によってそれぞれ基板31側に偏倚保持さ
れている。リードスイッチ7の閉成によってブザー32は
鳴り、表示ランプ35は点灯される。
第2図および第3図の実施例においては、第1のケー
スと第2のケースはねじによって結合部材に結合されて
いるが、他の適当な手段、例えば適当な摩擦を伴った摺
動手段でもよく、また、各ケースの一方が直接他方に結
合されてもさしつかえない。
(発明の効果) 以上の通りであるから、本発明は次のような優れた効
果を奏する。
(イ)ケース内の永久磁石の極性方向と反対極性方向の
環状永久磁石がリードスイッチの周りに同心的に配設し
てあるので、傾斜センサの動作の遅れが著しく小さくな
る。
(ロ)永久磁石,磁性流体を収容した第1ケースと、リ
ードスイッチ,その周りに配設された環状永久磁石を収
容した第2ケースとの距離を調整することによって、傾
斜センサの感度,応動角度の調整が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を説明するための模式図、第2図
(a),(b),(c),(d)は本発明の一実施例の
各部の構造を示す図、第3図は本発明の他の実施例の斜
視図、第4図(a),(b),(c),(d)は本発明
の使用の際共に使用される表示装置の各部の構造を示す
図、第5図は同表示装置の電気回路図、第6図ないし第
9図は従来の傾斜センサの構造および動作の説明図であ
る。 1……ケース、2……底部、3……永久磁石、4……磁
性流体、7……リードスイッチ、11……永久磁石、12…
…帽体、13……突起、14……蓋体の内面、15……第1の
ケース、16……第2のケース、19……取付台、21……中
間リング、32……ブザー、35……標示ランプ、36……電
池。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空の非磁性体ケースと、前記ケース内に収
    容され、表面に磁性流体が付着した第1の永久磁石と、
    前記ケースの底部の外側に配置,固定され、前記第1の
    永久磁石の磁気を感知する磁気感応素子とからなる傾斜
    センサにおいて、前記磁気感応素子を囲んで環状の第2
    の永久磁石が配設され、前記環状の第2の永久磁石の極
    性方向が前記ケース内の第1の永久磁石の極性方向と互
    いに逆方向になっていることを特徴とする傾斜センサ。
  2. 【請求項2】空の非磁性体ケースと、前記ケース内に収
    容され、表面に磁性流体が付着した第1の永久磁石と、
    前記ケースの底部の外側に配置され、前記第1の永久磁
    石の磁気を感知する磁気感応素子とからなる傾斜センサ
    において、前記磁気感応素子を囲んで環状の第2の永久
    磁石が配設され、前記環状の第2の永久磁石の極性方向
    が前記ケース内の第1の永久磁石の極性方向と互いに逆
    方向になっており、かつ、前記非磁性体ケースである第
    1のケースと、前記磁気感応素子と前記第2の永久磁石
    とを収容した第2のケースは、それらの間の距離が調整
    可能となっていることを特徴とする傾斜センサ。
  3. 【請求項3】第1のケースと第2のケースは、第1のケ
    ースと第2のケースの外周にそれぞれ雄ねじを有し、前
    記第1のケースと第2のケースとが、前記各雄ねじに螺
    合する雌ねじを具えた結合部材によって、前記各ケース
    の軸方向の相対位置が調整可能なように結合されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の傾斜セン
    サ。
  4. 【請求項4】結合部材は、傾斜センサ取付台を兼ねてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の傾斜セ
    ンサ。
  5. 【請求項5】結合部材は、筒状リングであることを特徴
    とする特許請求の範囲第3項記載の傾斜センサ。
  6. 【請求項6】第1のケースと第2のケースの一方が直接
    他方に結合されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第2項記載の傾斜センサ。
JP62153337A 1987-06-22 1987-06-22 傾斜センサ Expired - Lifetime JP2521478B2 (ja)

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