JP4365982B2

JP4365982B2 - Tilt sensor

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Publication number: JP4365982B2
Application number: JP2000111542A
Authority: JP
Inventors: 宏川本
Original assignee: 株式会社タイコーデバイス
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2000-04-13
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: JP2001296123A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば重力方向に垂直な面に対する傾斜角度を検出し、検出された傾斜角度が所定値を超えたときに、警報を発したり、所定の制御を行わせるために用いて好適な静電容量式の傾斜センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の静電容量式の傾斜センサとして、例えば図９、図１０に示すような構造の傾斜検出素子を使用するものが知られている（例えば実公平４−５３５２８号公報、実公平５−１４１６８号公報など参照）。
【０００３】
図９は、この例の傾斜センサの傾斜検出素子の分解斜視図である。また、図１０は、この傾斜検出素子を、その正面に垂直な面で切断した場合の断面図を示すものである。
【０００４】
これらの図において、１はプリント基板で、例えばガラス布基材エポキシ樹脂積層板等の耐熱性部材からなる。このプリント基板１は、傾斜センサが傾斜検出対象物に取り付けられる時に、傾斜測定の基準面に対して垂直に配置される。図９では、この基準面は、二点鎖線で示す仮想線Ｌ０を含む面として示した。この基準面が、被測定面となる。この場合、傾斜角が０度とは、基準面が重力方向に垂直な線を含む状態である。
【０００５】
このプリント基板１には、１対の差動電極２ａ，２ｂが、銅泊パターンによって、基準面およびプリント基板１面の両方に垂直な面と、プリント基板１との交差線（図９で二点鎖線で示す仮想線Ｌ１）により左右に分割される領域に、互いに電気的に独立に形成される。
【０００６】
プリント基板１の差動電極２ａ，２ｂが形成される面（以下、この面をプリント基板の表面という）とは反対側の面（以下、この面をプリント基板の裏面という）には、後述する傾斜センサの信号処理回路部が、プリント配線パターンと必要な電子部品とによって構成されて設けられる。差動電極２ａ，２ｂのそれぞれは、図９の電極点２ｃ，２ｄからスルーホールを介してプリント基板１の信号処理回路部が形成される面の銅泊パターン（配線パターン）に、半田付けされて接続されるようにされている。電極点２ｃ，２ｄのスルーホールは、半田付けにより孔埋めされて、封止される。
【０００７】
そして、１対の差動電極２ａ，２ｂは、前記仮想線Ｌ１を対称軸として互いに線対称となる形状の電極パターンとして設けられる。また、この１対の差動電極２ａ，２ｂのそれぞれは、仮想線Ｌ１に垂直な仮想線Ｌ２を対称軸とした線対称な電極パターン形状ともされる。図９の例の場合には、差動電極２ａ，２ｂの形状は横向きの扇形に構成されている。
【０００８】
図９の例の場合、差動電極２ａおよび２ｂの円弧状周縁は、仮想線Ｌ１と仮想線Ｌ２との交点を中心とした円の一部の円弧とされている。この例の場合、その円の直径は、３０ｍｍとされている。
【０００９】
３は共通電極板で、適当な剛性を持つ導電性部材で形成されている。この共通電極板３は、この板３と一体で、この板３から直角に折り曲げられて形成された複数個の端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが、プリント基板１に設けられている端子孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに挿入され、プリント基板１の信号処理回路部が形成される裏面において半田付け固定されることにより、図１０に示すように、差動電極２ａ，２ｂに対して一定の間隔を持って平行に保持される状態でプリント基板１に取り付けられる。
【００１０】
５はオイルケースで、適当な柔軟性を有するプラスチックからなる。このケース５は、図１０に示すように、断面がコ字状を有し、その端面がプリント基板１に、例えば両面テープ５Ｂなどの接着手段により接着されることにより、プリント基板１と共に密閉空間を形成する。
【００１１】
この場合、差動電極２ａ，２ｂの周端縁と、共通電極板３の周端縁と、ケース５の端面の内周縁は同心円状に形成され、また、差動電極２ａ，２ｂと共通電極板３とケース５の対向面はそれぞれ平行に形成されている。
【００１２】
ケース５とプリント基板１とで形成される密閉空間内には、プリント基板１に設けられた貫通孔６からシリコン・オイル等の誘電性液体７が、密閉空間内の有効容積のほぼ１／２のレベル、すなわち図９の仮想線Ｌ２のレベルまで充填される。
【００１３】
８及び９は、外部ノイズなどの影響を遮断するための静電シールド板で、静電シールド板８は、ケース５およびその周辺を覆うようにプリント基板１の表面側に取り付けられ、静電シールド板９は、後述する信号処理回路部分を覆うようにプリント基板１の裏面側に取り付けられる。
【００１４】
次に、この傾斜センサの製造方法について説明する。まず、前述したようにして、表面側に、裏面側の銅泊パターンと電極点２ｃ，２ｄを通じて電気的に接続された差動電極２ａ，２ｂが形成されているとともに、端子孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄおよび貫通孔６が設けられたプリント基板１が用意される。
【００１５】
このプリント基板１に、共通電極板３が、差動電極２ａ，２ｂに対して所定の間隔を持って平行に保持される状態でプリント基板１に取り付けられる。このとき、共通電極板３とプリント基板１の差動電極２ａ，２ｂとの距離が、予め定めた所定のものとなるようにするため、厚さゲージを共通電極板３とプリント基板１との間に挟んで、共通電極板３の複数個の端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを、プリント基板１の端子孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに挿入する。
【００１６】
そして、厚さゲージにより、共通電極板３とプリント基板１の差動電極２ａ，２ｂとの距離を所定のものに保持した状態で、端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの先端部を、プリント基板１の裏面側の配線パターンに半田付けするようにする。なお、端子孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、この半田付けにより、孔埋めされて、封止される。プリント基板１に対して共通電極板３の取り付けを終了したら、厚さゲージは取り除く。
【００１７】
次に、オイルケース５の端面に両面テープ５Ｂを貼付し、あるいは、プリント基板１の差動電極２ａ，２ｂの周囲のオイルケース５の端面に対する部位に予め両面テープ５Ｂを貼付しておき、オイルケース５を、この両面テープ５Ｂを用いてプリント基板１に接着して固定する。これにより、プリント基板１とオイルケース５との間には、共通電極板３を保持した状態で密閉空間が形成される。
【００１８】
次に、プリント基板１の貫通孔６から、シリコン・オイル等の誘電性液体７を、密閉空間内の有効容積のほぼ１／２のレベル、すなわち図９の仮想線Ｌ２のレベルまで充填する。その後、プリント基板１の貫通孔６を半田により、封止する。
【００１９】
そして、静電シールド板８にて、プリント基板１の表面側のオイルケース５をも含んで覆うと共に、静電シールド板９にて、プリント基板１の裏面側を覆う。その後、図１１に示すように、以上のようにして構成した傾斜検出素子および信号処理回路部分を、直方体形状で一面が開口とされた筐体１０内に収納する。そして、樹脂のシール剤１１を筐体１０内に充填する。
【００２０】
このとき、シール剤１１がシールド板９の内側のプリント基板１内に入り込むことにより、傾斜検出素子の特性が変化してしまうため、筐体１０内に一杯にシール剤１１を充填する前に、プリント基板１に取り付けられた特性調整用トリマー１２によって、特性を所期のものに調整した後、さらにシール剤１１を筐体１０内に充填して、傾斜センサを完成させるようにする。
【００２１】
図１２は、この例の傾斜センサの信号処理回路部分の構成を示すものである。
図１２において、２１は発振器であり、その発振信号の出力端子が、前述した図９および図１０で説明した構成の傾斜検出素子２０の共通電極板３に接続される。また、傾斜検出素子２０の１対の差動電極２ａ，２ｂのそれぞれは、容量−電圧変換回路２２ａ，２２ｂの入力端子に接続される。
【００２２】
これら容量−電圧変換回路２２ａおよび２２ｂの出力端子は、それぞれ差動増幅回路２３の一方および他方の入力端子に接続される。この差動増幅回路２３からは傾斜センサの出力端子２４が導出される。なお、信号処理回路部には電源安定化回路２５が含まれており、この電源安定化回路２５を通じた安定化電圧が発振器２１や差動増幅回路２３に、その電源電圧として供給される。
【００２３】
信号処理回路部は、上述のように構成されているので、発振器２１からの一定周波数の発振出力信号は、差動電極２ａと共通電極板３とで構成される第１のコンデンサを通じて容量−電圧変換回路２２ａに供給されると共に、差動電極２ｂと共通電極板３とで構成される第２のコンデンサを通じて容量−電圧変換回路２２ｂに供給される。このとき、容量−電圧変換回路２２ａおよび２２ｂのそれぞれには、第１のコンデンサの容量値および第２のコンデンサの容量値のそれぞれに応じた波高値の信号が、それぞれ入力される。
【００２４】
容量−電圧変換回路２２ａおよび２２ｂは、それぞれの入力信号を整流し、平滑した電圧を出力する。したがって、容量−電圧変換回路２２ａおよび２２ｂの出力電圧は、それぞれの入力信号の波高値、すなわち、第１のコンデンサの容量値および第２のコンデンサの容量値のそれぞれに応じた大きさとなる。
【００２５】
したがって、差動増幅回路２３からは、容量−電圧変換回路２２ａの出力電圧と、容量−電圧変換回路２２ｂの出力電圧との差の電圧が得られ、それが傾斜センサの出力として、出力端子２４に導出される。すなわち、差動増幅回路２３からは、第１のコンデンサと第２のコンデンサの容量値の差に応じた出力電圧が得られる。
【００２６】
以上のような構成の傾斜検出素子２０および信号処理回路部を備える傾斜センサを、前述したように被測定物の傾斜測定の基準面となる面（以下、この面を被測定面という）上に設置する。このとき、傾斜検出素子２０のプリント基板１面が、被測定面の被測定傾斜方向を含む面となるように設置する。
【００２７】
なお、この明細書において、被測定面の被測定傾斜方向とは、測定しようとする傾斜の方向に被測定面が傾斜するときの被測定面の法線の移動方向であり、被測定面が測定しようとする傾斜の方向に順次傾斜するときに、各傾斜位置にある被測定面の法線の全てを含む面に沿う方向をいう。
【００２８】
被測定面が、前記被測定傾斜方向に傾斜していなければ（すなわち、重力方向に垂直な線を含む面となっているとき）、誘電性液体７は、差動電極２ａと２ｂとのそれぞれほぼ半分を等しく浸漬する状態となる。したがって、差動電極２ａと共通電極板３とで構成される第１のコンデンサの容量値と、差動電極２ｂと共通電極板３とで構成される第２のコンデンサの容量値とは等しくなり、容量−電圧変換回路２２ａ，２２ｂの出力電圧の差は零となる。このとき、差動増幅回路２３の出力電圧は、それに応じた電圧Ｖｏとなる。
【００２９】
そして、被測定面が、前記被測定傾斜方向に傾斜したとき、誘電性液体７の液面位置は、差動電極２ａ，２ｂの一方は、その傾斜角だけ誘電性液体７内に余分に浸漬し、他方は、その傾斜角だけ電極が液面から露呈するようになる状態になり、その傾斜角に応じた容量差が第１のコンデンサと第２のコンデンサとの間に生じる。
【００３０】
このとき、図９において、傾斜角が０度の位置から被測定面が＋θ方向（例えば反時計方向）に傾斜した場合には、第１のコンデンサの容量値が小さくなり、第２のコンデンサの容量値が大きくなるため、容量−電圧変換回路２２ａの出力電圧が、容量−電圧変換回路２２ｂの出力電圧よりも大きくなる。したがって、差動増幅回路２３の出力電圧は、電圧Ｖｏよりも＋θ方向の傾斜角に応じた分だけ、大きくなるように変化する。
【００３１】
一方、図９において、傾斜角が０度の位置から被測定面が−θ方向（例えば時計方向）に傾斜した場合には、第２のコンデンサの容量値が小さくなり、第１のコンデンサの容量値が大きくなるため、容量−電圧変換回路２２ａの出力電圧が、容量−電圧変換回路２２ｂの出力電圧よりも小さくなる。したがって、差動増幅回路２３の出力電圧は、電圧Ｖｏよりも−θ方向の傾斜角に応じた分だけ、小さくなるように変化する。
【００３２】
したがって、差動増幅回路２３からは、容量−電圧変換回路２２ａ，２２ｂの出力電圧の差分、つまり、２個のコンデンサの容量値の差分、に応じた電圧が出力電圧として得られる。この差動増幅回路２３の出力電圧は、図９のように、傾斜角＝０の面位置からの傾斜方向も含めて、傾斜角＝０の面位置からの被測定面の傾斜角に比例して直線状に変化する直流電圧となる。
【００３３】
なお、この場合、差動電極２ａ，２ｂ及び共通電極板３の前記扇形形状は、この差動増幅回路２３の出力電圧の変化が、図９に示すように、傾斜角の変化にリニアに対応するように定めたものである。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の傾斜センサは、小型かつ高精度で、被測定面の傾斜角を測定することが可能であるが、製造上、また、特性上、以下のような問題があった。
【００３５】
第１に、上述の従来の傾斜センサでは、前述もしたように、筐体１０内にシール剤１１を充填したときに、誘電体であるシール剤が、シールド板９で覆われたプリント基板１の部分の、その反対面側の差動電極２ａ，２ｂが形成されている部分に対応する部分にも入り込み、このため、傾斜検出素子の特性が変化してしまう問題がある。
【００３６】
この問題点を解決するために、前述したように、従来の傾斜センサでは、シール工程を２段階にして、第１段階のシール工程により、ほぼ傾斜検出素子の部分までのシール剤の充填を行ない、その後、シール剤の充填により変わってしまった特性を、特性調整用トリマー１２によって、所期のものに調整した後、第２のシール工程を行って、シール剤の充填を完了するようにしなければならず、シール工程が複雑になってしまう問題があった。
【００３７】
また、第２に、従来の傾斜検出素子の共通電極板３と差動電極２ａ，２ｂとの間の空隙は、所定のものとする必要があるが、従来は、上述のように、共通電極板３は複数個の端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにより、プリント基板１の孔４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに挿入され、半田付けされて取り付けられる構造になっているため、共通電極板３と差動電極２ａ，２ｂとの間の空隙に厚さゲージを挿入して、共通電極板３をプリント基板に取り付けることにより、共通電極板３と差動電極２ａ，２ｂとの間の空隙を所定のものに設定する必要があり、手数がかかる問題がある。
【００３８】
また、第３に、共通電極板３が複数個の端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによりプリント基板１に取り付けられており、少なくとも端子部が上下の２か所あることにより、被測定面の傾斜角度を９０度近くまで傾けて水平に戻したとき、傾き角が大きくなる方向のときと、傾き角が小さくなる方向のときとで、図１３に示すように、特性が異なってしまうヒステリシスが発生する問題がある。
【００３９】
すなわち、被測定面の傾斜角度が徐々に大きくなって、９０度近傍になると、それまで、誘電性液体７に浸っていなかった上側の端子片が誘電性液体７に浸る状態になる。
【００４０】
逆に、９０度近傍の傾斜角度から被測定面の傾斜が徐々に小さくなる場合には、誘電性液体７に浸っていた上側の端子片が誘電性液体７に浸らなくなるが、このとき、端子片には、誘電性液体７が若干付着したままの状態になる。このため、図１３のようなヒステリシスが生じることとなる。
【００４１】
この発明は、以上の問題点を解決する傾斜センサを提供することを目的とするものである。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明による傾斜センサは、
傾斜測定の基準面に対して垂直方向に配置されるプリント基板と、
前記プリント基板の一面側において、互いに電気的に独立に設けられ、かつ、前記プリント基板の他面側に設けられる配線パターンに電気的に接続される１対の差動電極と、
前記１対の差動電極に対して所定の空隙を隔てて対向する共通電極板を備え、この共通電極板から導出される端子片により、前記プリント基板の前記他面側の配線パターンと電気的に接続される共通電極と、
前記１対の差動電極と前記共通電極板とを、前記プリント基板との間で形成する密閉空間内に収納するようにするケース部材と、
前記密閉空間内に、液面が前記基準面の傾斜に応じて変化するような状態で封入された誘電性液体と、
を備え、
前記共通電極は、前記共通電極板から前記端子片が導出される方向とは反対方向側に導出される複数個の爪部を有するとともに、前記ケース部材は、前記共通電極の前記複数個の爪部が嵌合する凹部を具備し、前記複数個の爪部が、前記凹部に嵌合されることにより、前記共通電極が前記ケース部材に固定される
ことを特徴とする。
【００４４】
また、請求項３の発明は、
傾斜測定の基準面に対して垂直方向に配置されるプリント基板と、
前記プリント基板の一面側において、互いに電気的に独立に設けられ、かつ、前記プリント基板の他面側に設けられる配線パターンに電気的に接続される１対の差動電極と、
前記１対の差動電極に対して所定の空隙を隔てて対向する共通電極板を備え、この共通電極板から導出される１個の端子片により、前記プリント基板の前記他面側の配線パターンと電気的に接続される共通電極と、
前記１対の差動電極と前記共通電極板とを、前記プリント基板との間で形成する密閉空間内に収納するようにするケース部材と、
前記密閉空間内に、液面が前記基準面の傾斜に応じて変化するような状態で封入された誘電性液体と、
を備え、
前記共通電極は、前記共通電極板から前記端子片が導出される方向とは反対方向側に導出される複数個の爪部を有するとともに、前記ケース部材は、前記共通電極の前記複数個の爪部が嵌合する凹部を具備し、前記複数個の爪部が、前記凹部に嵌合されることにより、前記共通電極が前記ケース部材に固定されるとともに、
前記共通電極板から導出される１個の端子片は、前記１対の差動電極から等距離であり、かつ、前記誘電性液体に浸漬される下側に設けられることを特徴とする。
【００４７】
【作用】
上述の構成の請求項１の発明による傾斜センサによれば、共通電極板は、この共通電極板からプリント基板側とは反対方向側に導出される複数個の爪部が、ケース部材の凹部に嵌合されることにより、ケース部材に固定される。この嵌合により、共通電極板は、ケース部材に対して予め定められた深さ位置に固定される。
【００４８】
そして、この請求項１の発明の場合には、ケース部材をプリント基板の所定位置に取り付けることにより、共通電極板は、対の差動電極との間に、予め定められた所定の空言を保って、取り付けられる。したがって、請求項１の発明によれば、共通電極板と差動電極との間に介挿する従来のような厚さゲージが不要となり、共通電極板の取り付け作業が簡単になる。
【００４９】
さらに、上述の構成の請求項３の発明によれば、共通電極板はプリント基板に対して、傾斜角が小さいときには、誘電性液体内に浸漬される位置に設けられる１個の端子片により電気的に接続されるので、傾斜−検出出力特性に、従来のようなヒステリシスは生じない。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明による傾斜センサの実施の形態を、図を参照しながら説明する。
【００５１】
［第１の実施の形態］（図１〜図３）
図１は、第１の実施の形態の傾斜センサの傾斜検出素子３０の分解斜視図である。また、図２は、この第１の実施の形態の傾斜センサの傾斜検出素子３０を、その正面に垂直な面で切断した場合の断面図を示すものである。図３は、シール剤を充填した状態の、この第１の実施の形態の傾斜センサの断面図を示すものである。
【００５２】
図１および図２に示す傾斜検出素子３０の構成は、プリント基板１の差動電極２ａ，２ｂが設けられる表面側とは反対側の裏面側に設けられる裏蓋３１を除くと、図８および図９に示した従来例と全く同一である。また、信号処理回路部分は、図１１に示したものと全く同様に構成される。そこで、前述した従来例と同じ部分については説明を省略することとする。
【００５３】
裏蓋３１は、オイルケース５と同様の材質の、適当な柔軟性を有するプラスチックからなるもので、図２に示すように、プリント基板１の裏面とシールド板９との間において、プリント基板１の表面側の１対の差動電極２ａ，２ｂの部分に対応する部分を少なくとも覆うように構成されている。この例では、図２に示すように、裏蓋３１は、プリント基板１の表面側でオイルケース５が覆う部分に対応する裏面側の部分を覆うように構成されている。
【００５４】
そして、差動電極２ａ，２ｂと、スルーホールを介してのプリント基板１の裏面側の配線パターンとの接続部（半田接合部）や共通電極板から導出される端子片３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとプリント基板１の裏側の配線パターンとの接続部（半田接合部）などの凸部を逃げるための凹部３２が、裏蓋３１には設けられている。
【００５５】
この裏蓋３１も、オイルケース５と同様に、例えば両面テープ３３などの接着手段により接着されることにより、プリント基板１の裏面側に密着して取り付けられる。
【００５６】
そして、この例では、裏蓋３１のプリント基板１からの高さは、丁度、シールド板９のプリント基板１に対向する面と、プリント基板１との間の距離に等しく設定され、図２に示すように、裏蓋３１がシールド板９に密着するようにされている。これにより、シール工程において、シール剤が、シールド板９のプリント基板１との対向面と裏蓋３１との間に入り込むことがなくなり、シール工程の前後での傾斜センサの特性の変化を、さらに強力に防止することができる。
【００５７】
なお、図２に示すように、この第１の実施の形態では、オイルケース５の外平面には、導電性板３４が取り付けられる。この導電性板３４は、導電性の取り付けピン３５により、オイルケース５を貫通してプリント基板１に固定されて取り付けられる。そして、導電性の取り付けピン３５の先端は、プリント基板１の接地導体に接続されることにより、導電性板３４が電気的に接地されている。
【００５８】
また、この例では、オイルケース５の端面が当接するプリント基板１の両面テープ５Ｂが張り付けられる部分は、表面を平坦にするために、オイルケース５の端面に対応する形状に銅泊パターンが形成されている。この銅泊パターンは、プリント基板５の裏面側のアースパターンに、ピン３５が挿入される孔を介して接続されて、接地されている。
【００５９】
この実施の形態では、この接地される導電性板３４の存在により、オイルケース５側のプリント基板１と平行な上面と、シールド板８との間に隙間に、シール工程でシール剤が侵入しても、そのシール剤により傾斜センサの特性が変化することが、より確実に防止される。
【００６０】
以上説明したようにして、この第１の実施の形態では、裏蓋３１がプリント基板１に対して取り付けられて、傾斜検出素子が形成される。そして、シールド板９は、その裏蓋３１をも覆う状態で取り付けられる。
【００６１】
そして、図３に示すように、プリント基板１の裏面側に裏蓋３１が取り付けられた傾斜検出素子３０および信号処理回路部とが筐体１０内に挿入され、特性調整用トリマー１２により、特性が調整された後、シール剤が筐体１０内に充填されて、傾斜センサが形成される。
【００６２】
この第１の実施の形態では、裏蓋３１により、プリント基板１の裏面側の、表面側の差動電極２ａ，２ｂに対応する部分が覆われているので、シール剤１１は、裏蓋３１内に入り込むことがない。しかも、裏蓋３１とシールド板９のプリント基板１の裏面との対向面との間に隙間がないので、この部分には、シール剤１１が入り込むことがない。このため、シール剤１１を充填したときに、従来のように傾斜検出素子３０の特性が変化してしまうようなことがない。したがって、シール工程は、１工程で済む。
【００６３】
なお、上述の説明では、従来と同様に、特性調整トリマー１２により、傾斜検出素子の特性を調整するようにしたが、裏蓋３１の存在により、シール剤１１の充填前と後とで、傾斜検出素子３０の特性は変わらないので、この調整は、従来と異なり、シール剤１１により、筐体１０内を充填する前に行うだけでよい。なお、この第１の実施の形態においては、特性調整用トリマー１２は、必ずしも必要ではない。
【００６４】
この第１の実施の形態の傾斜センサの特性は、前述した従来例の傾斜センサとほぼ同様のものとなる。
【００６５】
また、上述の実施の形態の例では、共通電極板３と、オイルケース５とは、別個のものとしたが、オイルケースを導電体で構成して、オイルケースを共通電極板３と兼用するような構造であってもよい。さらに、オイルケース全体を導電体とするのではなく、オイルケースのプリント基板との対向面に、共通電極板を接着したり、あるいは共通電極板部分を印刷や蒸着して設けることにより、オイルケースと一体的に構成するような構造とすることもできる。
【００６６】
［第２の実施の形態］（図４〜図８）
この第２の実施の形態の傾斜検出素子４０は、差動電極２ａ，２ｂが形成されるプリント基板１と、共通電極板３と、オイルケース５と、裏蓋３１と、誘電性液体７とで構成されるのは、第１の実施の形態と同様であるが、この第２の実施の形態の場合の傾斜検出素子４０は、共通電極板３の固定の仕方および共通電極板３とプリント基板１の配線パターンとの接続の仕方に特徴がある。
【００６７】
また、信号処理回路部分は、図１１に示したものと全く同様に構成される。そこで、この第２の実施の形態の説明においても、前述した従来例と同じ部分については、その詳細な説明を省略することとする。
【００６８】
図４は、この第２の実施の形態の傾斜センサの傾斜検出素子４０の分解斜視図である。また、図５は、この第２の実施の形態の場合の傾斜検出素子４０のオイルケース５と、共通電極板３との関係を説明するための図である。また、図６は、この第２の実施の形態の場合の傾斜検出素子４０を、その正面に垂直な面で切断した場合の断面図を示すものである。図７は、シール剤を充填した状態の、この第２の実施の形態の傾斜センサの断面図を示すものである。さらに図８は、この第２の実施の形態の傾斜センサの特性を示す図である。
【００６９】
図４に示すように、この第２の実施の形態の傾斜検出素子４０のプリント基板１には、従来例および第１の実施の形態の場合と同様に、１対の差動電極２ａ，２ｂが、銅泊パターンによって、基準面およびプリント基板１面の両方に垂直な面と、プリント基板１との交差線（図４で二点鎖線で示す仮想線Ｌ１）により左右に分割される領域に、互いに電気的に独立に形成されている。
【００７０】
しかし、プリント基板１に設けられる、共通電極板３の端子片が貫通する貫通孔は、前述の例とは異なり、貫通孔４ｅの１個とされている。このため、プリント基板１の裏面側の配線パターンも簡略化されている。なお、差動電極２ａ，２ｂの間の上方に誘電性液体の封入用貫通孔６が設けられている点、その他は、前述の例と同様である。
【００７１】
そして、図４、図５、図６および図７に示すように、この第２の実施の形態においては、共通電極板３をプリント基板１の裏面側の配線パターンに接続するために共通電極板３から導出される端子片は、単一の端子片３ｅとされる。
【００７２】
共通電極板３が固定された状態では、端子片３ｅは貫通孔４ｅを通じてプリント基板１の裏面側に導かれ、その端子片３ｅの先端は、プリント基板１の裏面側において配線パターンと半田付けされる。貫通孔４ｅは、半田付けにより孔埋めされて封止される。
【００７３】
この端子片３ｅの位置および貫通孔４ｅの位置は、図５に示すように、差動電極２ａ，２ｂから等しい位置である対称軸（２点鎖線Ｌ１の位置に対応）上に設けられ、かつ、図６、図７に示すように、誘電性液体７が封入されたときに、誘電性液体７により常に浸漬される下側の位置とされる。この第２の実施の形態では、共通電極板３は、図４に示すように、中央部が若干くびれた、いわゆる瓢箪型の形状を有しており、この瓢箪を横においたような状態で差動電極２ａ，２ｂと対向するように配置される。端子片３ｅは、共通電極板３の前記くびれの部分に形成される。
【００７４】
この構成によれば、一つの端子片３ｅが、ほぼ常に、誘電性液体７に浸っているために、この実施の形態の傾斜センサにより、徐々に９０度まで大きくなる方向の傾斜を測定したときと、９０度から徐々に小さくなる方向の傾斜を測定したときとで、傾斜センサの特性が異なることがなく、この第２の実施の形態の傾斜センサの特性は、図８に示すような特性となる。
【００７５】
次に、この第２の実施の形態では、共通電極板３は、プリント基板１に対して固定するのではなく、オイルケース５に固定することにより、プリント基板１と共通電極板３とを所定の空隙を隔てて、平行に保つように構成する。
【００７６】
すなわち、共通電極板３からは、端子片３ｅの導出方向とは逆側のオイルケース５側に向かって、複数個の、この例では４個の圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉが導出されている。これらの圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉは、共通電極板３と一体の折り曲げ片として構成されている。
【００７７】
一方、図５に示すように、これらの圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉに対応して、オイルケース５の、誘電性液体７を封入する部分となる、共通電極板３の形状に応じた凹部５１には、共通電極板３のオイルケース５側の面の周縁部が衝合する段部５２が設けられている。この段部５２は、オイルケース５のプリント基板１と衝合する端面５ｔからの深さが、（共通電極板３と差動電極２ａ，２ｂとの距離）＋（共通電極板３の厚さ）となる位置に設けられている。
【００７８】
そして、共通電極板３の圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉの位置に対応する、オイルケース５の段部５２の部分には、圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉのそれぞれが圧入嵌合される溝穴５２ｆ，５２ｇ，５２ｈ，５２ｉが形成されている。この場合、溝穴５２ｆ，５２ｇ，５２ｈ，５２ｉの深さは、圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉの長さよりもわずかに短く形成されている。
【００７９】
この第２の実施の形態の傾斜センサの製造方法について説明する。まず、前述したようにして、裏面側の銅泊パターンと電極点２ｃ，２ｄを通じて電気的に接続された差動電極２ａ，２ｂが、その表面側に形成されるとともに、端子孔４ｅおよび貫通孔６が設けられたプリント基板１が用意される。
【００８０】
次に、オイルケース５の凹部５１内に、共通電極板３を、圧入脚部３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉを、オイルケース５の溝穴５２ｆ，５２ｇ，５２ｈ，５２ｉのそれぞれに圧入嵌合することにより、装着固定する。この状態では、図６にも示すように、共通電極板３のプリント基板１側を向く面と、オイルケース５のプリント基板１と衝合する端面５ｔとの距離が、共通電極板３と、差動電極２ａ，２ｂとの間の空隙の大きさに、丁度、一致するものとなる。なお、図６に示すように、共通電極板３のオイルケース５側の面と、オイルケース５の底部との間には、段部５２の高さ分の空隙５３が生じている。
【００８１】
次に、上述のように共通電極板３を装着固定したオイルケース５の端面５ｔに両面テープ５Ｂを貼付し、あるいは、プリント基板１の差動電極２ａ，２ｂの周囲の端面５ｔが衝合する部位に予め両面テープ５Ｂを貼付しておき、オイルケース５を、この両面テープ５Ｂを用いてプリント基板１に接着して固定する。これにより、プリント基板１とオイルケース５との間には、共通電極板３を保持した状態で密閉空間が形成される。
【００８２】
このオイルケース５のプリント基板１に対する取り付けの際に、共通電極板３からプリント基板１側に向かって導出されている端子片３ｅがプリント基板１の貫通孔４ｅを通じて裏面側に導出される。そして、端子片３ｅの先端部は、プリント基板１の裏面側の配線パターンと半田付けされて、電気的に接続される。この半田付けにより、貫通孔４ｅは孔埋めされて封止される。
【００８３】
オイルケース５が、プリント基板１に対して両面テープ５Ｂにより取り付けられると、共通電極板３と差動電極２ａ，２ｂとは、上述したことから明らかなように、予め定められた所定長の空隙を隔てて、平行に配置される状態になる。
【００８４】
次に、プリント基板１に設けられた貫通孔６からシリコン・オイル等の誘電性液体７が、ケース５とプリント基板１とで形成される密閉空間内に、その有効容積のほぼ１／２のレベル、すなわち図４の仮想線Ｌ２のレベルまで充填される。なお、この場合に、図６に示すように、ケース５とプリント基板１とで形成される密閉空間内に封入された誘電性液体７は、共通電極板３とプリント基板１との間の空隙だけでなく、共通電極板３とオイルケース５の底部との空隙５３にも入り込む。
【００８５】
次に、前述の第１の実施の形態と同様にして、プリント基板１の裏面側の、表面側の差動電極２ａ，２ｂに対応する部分を覆うように、裏蓋３１が、例えば両面テープ３３などの接着剤により、プリント基板１に取り付けられる。
【００８６】
そして、静電シールド板８にて、プリント基板１の表面側のオイルケース５をも含んで覆うと共に、静電シールド板９にて、プリント基板１の裏面側を覆う。そして、図６に示すように、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態の場合と同様にして、オイルケース５の外平面には、導電性板３４が取り付けられる。この導電性板３４は、導電性の取り付けピン３５により、オイルケース５を貫通してプリント基板１に固定されて取り付けられる。そして、導電性の取り付けピン３５の先端は、プリント基板１の接地導体に接続されることにより、導電性板３４が電気的に接地されている。
【００８７】
また、この例では、オイルケース５の端面が当接するプリント基板１の両面テープ５Ｂが張り付けられる部分は、表面を平坦にするために、オイルケース５の端面に対応する形状に銅泊パターンが形成されている。この銅泊パターンは、プリント基板５の裏面側のアースパターンに、ピン３５が挿入される孔を介して接続されて、接地されている。
【００８８】
次に、以上のようにして構成した傾斜検出素子４０および信号処理回路部分を、図７に示すように、直方体形状で一面が開口とされた筐体１０内に収納する。そして、特性調整用トリマー１２により、特性を調整した後、樹脂などのシール剤１１を筐体１０内に充填する。
【００８９】
以上のように、この第２の実施の形態の傾斜センサによれば、共通電極板３はオイルケース５に固定されるものであり、この共通電極板３が固定されたオイルケース５がプリント基板１に取り付けられることにより、共通電極板３と差動電極２ａ，２ｂとが所定の空隙を隔てて配置される。したがって、従来のように、厚さゲージを、共通電極板３とプリント基板１との間に挿入して、両者間の空隙を設定する必要がなく、共通電極板３の取り付けが容易になると共に、厚さゲージなどの治具が不要となる。
【００９０】
また、上述した第２の実施の形態の傾斜センサによれば、共通電極板３とプリント基板１の配線パターンとを電気的に接続する部位は、単一の端子片３ｅであるので、図８に示すような特性となり、従来のようなヒステリシスがなくなり、被測定面の傾斜が大きくなる方向でも、小さくなる方向でも、同一の傾斜検出出力が得られるようになる。
【００９１】
また、この第２の実施の形態においても、裏蓋３１を設けたことにより、シール剤１１の充填前と後とで、傾斜検出素子４０の特性は変わらない。したがって、特性調整用トリマー１２による調整は、従来と異なり、シール剤１１により、筐体１０内を充填する前に行うだけでよい。また、この第２の実施の形態においても、特性調整用トリマー１２は、必ずしも必要ではない。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の傾斜センサによれば、プリント基板の他面側の、少なくとも１対の差動電極が形成されている部分に対応する部分は裏蓋により覆われた後、シールド板により遮蔽されるようにされるので、裏蓋の存在により、シール剤は、プリント基板の１対の差動電極が形成されている部分に対応する部分には入り込まず、傾斜センサの特性が変化することが防止される。
【００９３】
このため、従来のような特性調整用トリマーは不要となって、シール工程は１工程でよくなり、簡略化できる。
【００９４】
また、この発明による傾斜センサによれば、共通電極板は、ケース部材に対して、予め定められた深さ位置に固定されるので、ケース部材をプリント基板に取り付けるだけで、対の差動電極との間に、予め定められた所定の空隙を保った位置に配置される。したがって、共通電極板と差動電極との間に挿入する従来のような厚さゲージが不要となり、共通電極板の取り付け作業が簡単になる。
【００９５】
また、この発明による傾斜センサによれば、共通電極板はプリント基板に対して、通常は、誘電性液体内に浸漬される位置に設けられる１個の端子片により電気的に接続されるので、傾斜−検出出力特性に、従来のようなヒステリシスは生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による第１の実施の形態の傾斜センサの分解図である。
【図２】第１の実施の形態の傾斜センサの断面図である。
【図３】第１の実施の形態の傾斜センサのシールされた状態の断面図である。
【図４】この発明による第２の実施の形態の傾斜センサの分解図である。
【図５】第２の実施の形態の要部を説明するための図である。
【図６】第２の実施の形態の傾斜センサの断面図である。
【図７】第２の実施の形態の傾斜センサのシールされた状態の断面図である。
【図８】実施の形態の傾斜センサの出力電圧特性を示す図である。
【図９】従来の傾斜センサの一例の分解図である。
【図１０】従来の傾斜センサの一例の断面図である。
【図１１】従来の傾斜センサの一例のシールされた状態の断面図である。
【図１２】従来の傾斜センサの信号処理回路部の構成を示す図である。
【図１３】従来の傾斜センサの出力電圧特性を示す図である。
【符号の説明】
１プリント基板
２ａ，２ｂ差動電極
３共通電極板
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ端子片
３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ嵌合脚部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ貫通孔
５オイルケース
５ｆ，５ｇ，５ｈ，５ｉ嵌合凹溝
５ｔオイルケース５の端面
６誘電性液体の注入用貫通孔
７誘電性液体
８、９シールド板
１０筐体
１１シール剤
１２特性調整用トリマー
３１裏蓋[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention detects, for example, an inclination angle with respect to a plane perpendicular to the direction of gravity, and when the detected inclination angle exceeds a predetermined value, it is suitable for issuing an alarm or performing a predetermined control. The present invention relates to a capacitance type inclination sensor.
[0002]
[Prior art]
As this kind of capacitance type tilt sensor, for example, one using a tilt detecting element having a structure as shown in FIGS. 9 and 10 is known (for example, Japanese Utility Model Publication No. 4-53528, Japanese Utility Model Publication 5-). 14168).
[0003]
FIG. 9 is an exploded perspective view of the tilt detection element of the tilt sensor of this example. FIG. 10 shows a cross-sectional view of the tilt detecting element taken along a plane perpendicular to the front face thereof.
[0004]
In these figures, reference numeral 1 denotes a printed board, which is made of a heat resistant member such as a glass cloth base epoxy resin laminate. The printed circuit board 1 is disposed perpendicular to the reference plane for tilt measurement when the tilt sensor is attached to the tilt detection object. In FIG. 9, this reference plane is shown as a plane including a virtual line L0 indicated by a two-dot chain line. This reference surface is the surface to be measured. In this case, the inclination angle is 0 degree is a state in which the reference plane includes a line perpendicular to the direction of gravity.
[0005]
In this printed circuit board 1, a pair of differential electrodes 2a and 2b has a crossing line (two lines in FIG. 9) between the surface perpendicular to both the reference surface and the printed circuit board 1 and the printed circuit board 1 due to the copper stay pattern. They are formed electrically independently from each other in a region divided to the left and right by a virtual line L1) indicated by a dotted line.
[0006]
A surface (hereinafter, this surface is referred to as the back surface of the printed circuit board) opposite to the surface (hereinafter referred to as the front surface of the printed circuit board) on which the differential electrodes 2a and 2b of the printed circuit board 1 are formed will be described later. The signal processing circuit unit of the inclination sensor is configured by a printed wiring pattern and necessary electronic components. Each of the differential electrodes 2a and 2b is soldered to the copper pin pattern (wiring pattern) on the surface where the signal processing circuit portion of the printed circuit board 1 is formed from the electrode points 2c and 2d in FIG. To be connected. The through holes of the electrode points 2c and 2d are filled and sealed by soldering.
[0007]
The pair of differential electrodes 2a and 2b are provided as electrode patterns having a shape that is line-symmetric with respect to the virtual line L1. Each of the pair of differential electrodes 2a and 2b has a line-symmetric electrode pattern shape with a virtual line L2 perpendicular to the virtual line L1 as an axis of symmetry. In the case of the example of FIG. 9, the shape of the differential electrodes 2a and 2b is configured in a horizontal fan shape.
[0008]
In the case of the example of FIG. 9, the arc-shaped peripheral edges of the differential electrodes 2a and 2b are a partial arc of a circle centered on the intersection of the virtual line L1 and the virtual line L2. In the case of this example, the diameter of the circle is 30 mm.
[0009]
Reference numeral 3 denotes a common electrode plate formed of a conductive member having appropriate rigidity. The common electrode plate 3 is integrated with the plate 3, and a plurality of terminal pieces 3 a, 3 b, 3 c, 3 d formed by being bent at right angles from the plate 3 are terminal holes provided in the printed circuit board 1. 4a, 4b, 4c and 4d, and fixed to the differential electrodes 2a and 2b by soldering and fixing on the back surface of the printed circuit board 1 where the signal processing circuit section is formed, as shown in FIG. Are attached to the printed circuit board 1 in a state of being held in parallel with an interval of.
[0010]
Reference numeral 5 denotes an oil case made of a plastic having an appropriate flexibility. As shown in FIG. 10, the case 5 has a U-shaped cross section, and its end surface is bonded to the printed circuit board 1 by an adhesive means such as a double-sided tape 5B. Form.
[0011]
In this case, the peripheral edges of the differential electrodes 2a and 2b, the peripheral edge of the common electrode plate 3, and the inner peripheral edge of the end surface of the case 5 are formed concentrically, and the differential electrodes 2a and 2b and the common electrode The opposing surfaces of the plate 3 and the case 5 are formed in parallel.
[0012]
In the sealed space formed by the case 5 and the printed circuit board 1, the dielectric liquid 7 such as silicon oil is almost ½ of the effective volume in the sealed space from the through hole 6 provided in the printed circuit board 1. To the level of the virtual line L2 in FIG.
[0013]
8 and 9 are electrostatic shield plates for blocking the influence of external noise and the like. The electrostatic shield plate 8 is attached to the front surface side of the printed circuit board 1 so as to cover the case 5 and its periphery, and the electrostatic shield plate 8 The board 9 is attached to the back side of the printed circuit board 1 so as to cover a signal processing circuit portion described later.
[0014]
Next, the manufacturing method of this inclination sensor is demonstrated. First, as described above, differential electrodes 2a and 2b are formed on the front surface side and electrically connected through the copper pattern on the back surface side and the electrode points 2c and 2d, and the terminal holes 4a, 4b, The printed circuit board 1 provided with 4c, 4d and the through hole 6 is prepared.
[0015]
A common electrode plate 3 is attached to the printed circuit board 1 in a state of being held in parallel with a predetermined distance from the differential electrodes 2a and 2b. At this time, in order to make the distance between the common electrode plate 3 and the differential electrodes 2a and 2b of the printed circuit board 1 become a predetermined distance, a thickness gauge is connected between the common electrode board 3 and the printed circuit board 1. A plurality of terminal pieces 3 a, 3 b, 3 c, 3 d of the common electrode plate 3 are inserted into the terminal holes 4 a, 4 b, 4 c, 4 d of the printed circuit board 1 with being sandwiched therebetween.
[0016]
Then, with the thickness gauge holding the distance between the common electrode plate 3 and the differential electrodes 2a, 2b of the printed circuit board 1 to a predetermined one, the tip portions of the terminal pieces 3a, 3b, 3c, 3d are printed The wiring pattern on the back side of the substrate 1 is soldered. The terminal holes 4a, 4b, 4c and 4d are filled and sealed by this soldering. When the attachment of the common electrode plate 3 to the printed board 1 is completed, the thickness gauge is removed.
[0017]
Next, a double-sided tape 5B is affixed to the end surface of the oil case 5, or a double-sided tape 5B is affixed in advance to a portion of the printed circuit board 1 around the differential electrodes 2a and 2b with respect to the end surface of the oil case 5. The case 5 is bonded and fixed to the printed circuit board 1 using the double-sided tape 5B. As a result, a sealed space is formed between the printed circuit board 1 and the oil case 5 while holding the common electrode plate 3.
[0018]
Next, a dielectric liquid 7 such as silicon oil is filled from the through hole 6 of the printed circuit board 1 to a level approximately half of the effective volume in the sealed space, that is, the level of the virtual line L2 in FIG. Thereafter, the through hole 6 of the printed board 1 is sealed with solder.
[0019]
The electrostatic shield plate 8 covers the oil case 5 on the front surface side of the printed circuit board 1, and the electrostatic shield plate 9 covers the back surface side of the printed circuit board 1. Thereafter, as shown in FIG. 11, the inclination detecting element and the signal processing circuit portion configured as described above are housed in a casing 10 having a rectangular parallelepiped shape and having one surface opened. The casing 10 is filled with a resin sealant 11.
[0020]
At this time, since the sealing agent 11 enters the printed board 1 inside the shield plate 9 and the characteristics of the tilt detection element change, before the sealing agent 11 is fully filled in the housing 10, After the characteristic is adjusted to the desired one by the characteristic adjusting trimmer 12 attached to the printed circuit board 1, the sealant 11 is further filled in the housing 10 to complete the inclination sensor.
[0021]
FIG. 12 shows the configuration of the signal processing circuit portion of the tilt sensor of this example.
In FIG. 12, reference numeral 21 denotes an oscillator, and the output terminal of the oscillation signal is connected to the common electrode plate 3 of the inclination detecting element 20 having the configuration described with reference to FIGS. Further, each of the pair of differential electrodes 2a and 2b of the inclination detecting element 20 is connected to input terminals of the capacitance-voltage conversion circuits 22a and 22b.
[0022]
The output terminals of these capacitance-voltage conversion circuits 22a and 22b are connected to one and the other input terminals of the differential amplifier circuit 23, respectively. From the differential amplifier circuit 23, an output terminal 24 of the tilt sensor is derived. The signal processing circuit unit includes a power supply stabilization circuit 25, and a stabilization voltage through the power supply stabilization circuit 25 is supplied to the oscillator 21 and the differential amplifier circuit 23 as the power supply voltage.
[0023]
Since the signal processing circuit unit is configured as described above, an oscillation output signal of a constant frequency from the oscillator 21 is capacitance-voltage through the first capacitor configured by the differential electrode 2a and the common electrode plate 3. In addition to being supplied to the conversion circuit 22a, it is supplied to the capacitance-voltage conversion circuit 22b through a second capacitor constituted by the differential electrode 2b and the common electrode plate 3. At this time, a signal having a peak value corresponding to each of the capacitance value of the first capacitor and the capacitance value of the second capacitor is input to each of the capacitance-voltage conversion circuits 22a and 22b.
[0024]
Capacitance-voltage conversion circuits 22a and 22b rectify each input signal and output a smoothed voltage. Therefore, the output voltages of the capacitance-voltage conversion circuits 22a and 22b have magnitudes corresponding to the peak values of the respective input signals, that is, the capacitance values of the first capacitor and the second capacitor.
[0025]
Therefore, the differential amplifier circuit 23 obtains a voltage difference between the output voltage of the capacitance-voltage conversion circuit 22a and the output voltage of the capacitance-voltage conversion circuit 22b, which is used as the output of the tilt sensor as an output terminal 24. To be derived. That is, an output voltage corresponding to the difference between the capacitance values of the first capacitor and the second capacitor is obtained from the differential amplifier circuit 23.
[0026]
As described above, the inclination sensor including the inclination detecting element 20 and the signal processing circuit unit configured as described above is provided on a surface that serves as a reference surface for measuring the inclination of the object to be measured (hereinafter, this surface is referred to as a surface to be measured). Install. At this time, the surface of the printed circuit board 1 of the tilt detection element 20 is installed so as to be a surface including the measured tilt direction of the measured surface.
[0027]
In this specification, the measured inclination direction of the surface to be measured is the direction of movement of the normal of the surface to be measured when the surface to be measured is inclined in the direction of the inclination to be measured. This means a direction along a plane including all the normal lines of the surface to be measured at each tilt position when tilting sequentially in the direction of the tilt to be measured.
[0028]
If the measured surface is not inclined in the measured inclination direction (that is, when it is a surface including a line perpendicular to the direction of gravity), the dielectric liquid 7 is supplied to each of the differential electrodes 2a and 2b. Almost half will be immersed equally. Therefore, the capacitance value of the first capacitor constituted by the differential electrode 2a and the common electrode plate 3 is equal to the capacitance value of the second capacitor constituted by the differential electrode 2b and the common electrode plate 3. The difference between the output voltages of the capacitance-voltage conversion circuits 22a and 22b becomes zero. At this time, the output voltage of the differential amplifier circuit 23 becomes a voltage Vo corresponding to the output voltage.
[0029]
When the measured surface is tilted in the measured tilt direction, the liquid level position of the dielectric liquid 7 is such that one of the differential electrodes 2a and 2b is immersed in the dielectric liquid 7 by the tilt angle. On the other hand, the electrode is exposed from the liquid surface by the inclination angle, and a capacitance difference corresponding to the inclination angle is generated between the first capacitor and the second capacitor.
[0030]
At this time, in FIG. 9, when the surface to be measured is tilted in the + θ direction (for example, counterclockwise) from the position where the tilt angle is 0 degree, the capacitance value of the first capacitor decreases, and the second capacitor Since the capacitance value increases, the output voltage of the capacitance-voltage conversion circuit 22a becomes larger than the output voltage of the capacitance-voltage conversion circuit 22b. Therefore, the output voltage of the differential amplifier circuit 23 changes so as to be larger than the voltage Vo by an amount corresponding to the inclination angle in the + θ direction.
[0031]
On the other hand, in FIG. 9, when the surface to be measured is tilted in the -θ direction (for example, clockwise) from the position where the tilt angle is 0 degree, the capacitance value of the second capacitor is decreased, and the capacitance of the first capacitor is decreased. Since the value increases, the output voltage of the capacitance-voltage conversion circuit 22a becomes smaller than the output voltage of the capacitance-voltage conversion circuit 22b. Therefore, the output voltage of the differential amplifier circuit 23 changes so as to be smaller than the voltage Vo by an amount corresponding to the inclination angle in the −θ direction.
[0032]
Therefore, a voltage corresponding to the difference between the output voltages of the capacitance-voltage conversion circuits 22a and 22b, that is, the difference between the capacitance values of the two capacitors is obtained from the differential amplifier circuit 23. The output voltage of the differential amplifier circuit 23 is proportional to the inclination angle of the surface to be measured from the surface position with the inclination angle = 0, including the inclination direction from the surface position with the inclination angle = 0, as shown in FIG. The DC voltage changes linearly.
[0033]
In this case, the fan-shaped shapes of the differential electrodes 2a and 2b and the common electrode plate 3 are such that the change in the output voltage of the differential amplifier circuit 23 corresponds linearly to the change in the tilt angle as shown in FIG. It is determined to do.
[0034]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional tilt sensor can measure the tilt angle of the surface to be measured with small size and high accuracy, but has the following problems in manufacturing and characteristics.
[0035]
First, in the conventional tilt sensor described above, as described above, when the casing 10 is filled with the sealing agent 11, the printed circuit board 1 is covered with the shield plate 9 with the sealing agent that is a dielectric. This part also enters the part corresponding to the part where the differential electrodes 2a and 2b on the opposite side are formed, and there is a problem that the characteristics of the tilt detecting element change.
[0036]
In order to solve this problem, as described above, in the conventional inclination sensor, the sealing process is divided into two stages, and the sealing agent is almost filled up to the portion of the inclination detecting element by the first-stage sealing process. After that, after the characteristic changed by the filling of the sealing agent is adjusted to the desired one by the characteristic adjusting trimmer 12, the second sealing process must be performed to complete the filling of the sealing agent. There is a problem that the sealing process becomes complicated.
[0037]
Secondly, the gap between the common electrode plate 3 and the differential electrodes 2a and 2b of the conventional tilt detection element needs to be a predetermined one. Since the plate 3 is structured to be inserted into the holes 4a, 4b, 4c, 4d of the printed circuit board 1 by a plurality of terminal pieces 3a, 3b, 3c, 3d, and soldered and attached, the common electrode plate 3 By inserting a thickness gauge into the gap between the differential electrode 2a and 2b and attaching the common electrode plate 3 to the printed circuit board, the gap between the common electrode plate 3 and the differential electrodes 2a and 2b is reduced. There is a problem that it is necessary to set to a predetermined value, which is troublesome.
[0038]
Third, the common electrode plate 3 is attached to the printed circuit board 1 by a plurality of terminal pieces 3a, 3b, 3c, 3d, and at least two terminal portions are provided on the upper and lower sides. When the tilt angle is tilted to nearly 90 degrees and returned to the horizontal direction, hysteresis having different characteristics as shown in FIG. 13 is obtained when the tilt angle increases and when the tilt angle decreases. There are problems that occur.
[0039]
That is, when the inclination angle of the surface to be measured is gradually increased to near 90 degrees, the upper terminal piece that has not been immersed in the dielectric liquid 7 until then is immersed in the dielectric liquid 7.
[0040]
On the contrary, when the inclination of the surface to be measured is gradually reduced from the inclination angle near 90 degrees, the upper terminal piece immersed in the dielectric liquid 7 is not immersed in the dielectric liquid 7, but at this time, the terminal The dielectric liquid 7 remains slightly adhered to the piece. For this reason, hysteresis as shown in FIG. 13 occurs.
[0041]
An object of this invention is to provide the inclination sensor which solves the above problem.
[0042]
[Means for Solving the Problems]
  the aboveTo solve the problem,The tilt sensor according to the invention of claim 1
  A printed circuit board arranged in a direction perpendicular to a reference plane for tilt measurement;
  A pair of differential electrodes that are electrically independent of each other on one surface side of the printed circuit board and electrically connected to a wiring pattern provided on the other surface side of the printed circuit board;
  A common electrode plate facing the pair of differential electrodes with a predetermined gap therebetweenA common electrode electrically connected to the wiring pattern on the other surface side of the printed circuit board by a terminal piece led out from the common electrode plateWhen,
  A case member configured to store the pair of differential electrodes and the common electrode plate in a sealed space formed between the printed circuit board and the printed circuit board;
  A dielectric liquid encapsulated in a state in which the liquid level changes according to the inclination of the reference plane in the sealed space;
  With
  The common electrode has a plurality of claw portions led out from the common electrode plate in a direction opposite to a direction in which the terminal pieces are led out, and the case member has the plurality of claws of the common electrode. The common electrode is fixed to the case member by including a concave portion into which the portion is fitted, and the plurality of claw portions being fitted into the concave portion.
  It is characterized by that.
[0044]
  MaTThe invention of claim 3 is
  A printed circuit board arranged in a direction perpendicular to a reference plane for tilt measurement;
  A pair of differential electrodes that are electrically independent of each other on one surface side of the printed circuit board and electrically connected to a wiring pattern provided on the other surface side of the printed circuit board;
  A common electrode plate facing the pair of differential electrodes with a predetermined gap therebetween, and a wiring pattern on the other surface side of the printed circuit board by one terminal piece led out from the common electrode plate A common electrode electrically connected to
  A case member configured to store the pair of differential electrodes and the common electrode plate in a sealed space formed between the printed circuit board and the printed circuit board;
  A dielectric liquid encapsulated in a state in which the liquid level changes according to the inclination of the reference plane in the sealed space;
  With
  The common electrode includes a plurality of claw portions led out from the common electrode plate in a direction opposite to a direction in which the terminal pieces are led out, and the case member includes the plurality of claws of the common electrode. The portion is fitted with a recess, and the plurality of claw portions are fitted into the recess so that the common electrode is fixed to the case member;
  One terminal piece led out from the common electrode plate is equidistant from the pair of differential electrodes, and is provided on a lower side immersed in the dielectric liquid.
[0047]
[Action]
  According to the tilt sensor of the first aspect of the present invention, the common electrode plate has a plurality of claw portions led out from the common electrode plate in the direction opposite to the printed circuit board side in the concave portion of the case member. By being fitted, it is fixed to the case member. By this fitting, the common electrode plate is fixed at a predetermined depth position with respect to the case member.
[0048]
  And this claim1In the case of the present invention, by attaching the case member to a predetermined position of the printed circuit board, the common electrode plate is attached to the pair of differential electrodes while keeping a predetermined predetermined language. Therefore, the claims1According to the present invention, a conventional thickness gauge interposed between the common electrode plate and the differential electrode is not necessary, and the mounting operation of the common electrode plate is simplified.
[0049]
  Further, the claim of the above configuration3According to the invention, when the inclination angle is small with respect to the printed circuit board, the common electrode plate is electrically connected by one terminal piece provided at a position immersed in the dielectric liquid. There is no hysteresis in the detection output characteristics as in the prior art.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a tilt sensor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0051]
[First Embodiment] (FIGS. 1 to 3)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a tilt detecting element 30 of the tilt sensor according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the tilt detection element 30 of the tilt sensor according to the first embodiment, taken along a plane perpendicular to the front surface thereof. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the tilt sensor according to the first embodiment in a state filled with a sealing agent.
[0052]
The configuration of the tilt detection element 30 shown in FIGS. 1 and 2 is the same as that shown in FIG. 8 except for the back cover 31 provided on the back side opposite to the front side where the differential electrodes 2a and 2b of the printed circuit board 1 are provided. This is exactly the same as the conventional example shown in FIG. The signal processing circuit portion is configured in exactly the same way as that shown in FIG. Therefore, the description of the same parts as those of the conventional example described above will be omitted.
[0053]
The back cover 31 is made of a plastic having an appropriate flexibility made of the same material as that of the oil case 5. As shown in FIG. 2, the printed circuit board 1 is disposed between the back surface of the printed circuit board 1 and the shield plate 9. Is configured to cover at least a portion corresponding to the pair of differential electrodes 2a and 2b on the surface side. In this example, as shown in FIG. 2, the back cover 31 is configured to cover a portion on the back surface side corresponding to a portion covered with the oil case 5 on the front surface side of the printed circuit board 1.
[0054]
And the terminal pieces 3a, 3b, 3c, which are led out from the connection portions (solder joints) between the differential electrodes 2a, 2b and the wiring pattern on the back surface side of the printed circuit board 1 through the through holes or the common electrode plate. The back cover 31 is provided with a concave portion 32 for escaping a convex portion such as a connection portion (solder joint portion) between 3d and the wiring pattern on the back side of the printed circuit board 1.
[0055]
Similar to the oil case 5, the back cover 31 is also attached in close contact with the back side of the printed circuit board 1 by being adhered by an adhesive means such as a double-sided tape 33.
[0056]
In this example, the height of the back cover 31 from the printed circuit board 1 is set to be equal to the distance between the surface of the shield plate 9 facing the printed circuit board 1 and the printed circuit board 1 as shown in FIG. As shown, the back cover 31 is in close contact with the shield plate 9. Thus, in the sealing process, the sealing agent does not enter between the surface of the shield plate 9 facing the printed circuit board 1 and the back cover 31, and the change in the characteristics of the tilt sensor before and after the sealing process is further increased. It can be strongly prevented.
[0057]
As shown in FIG. 2, in the first embodiment, a conductive plate 34 is attached to the outer plane of the oil case 5. The conductive plate 34 is fixed and attached to the printed circuit board 1 through the oil case 5 by means of conductive attachment pins 35. The tip of the conductive mounting pin 35 is connected to the ground conductor of the printed circuit board 1 so that the conductive plate 34 is electrically grounded.
[0058]
Further, in this example, the portion where the double-sided tape 5B of the printed circuit board 1 to which the end face of the oil case 5 abuts is attached has a copper stay pattern in a shape corresponding to the end face of the oil case 5 in order to flatten the surface. Has been. This copper pattern is connected to the ground pattern on the back side of the printed circuit board 5 through a hole into which the pin 35 is inserted, and is grounded.
[0059]
In this embodiment, due to the presence of the grounded conductive plate 34, the sealing agent enters the gap between the upper surface parallel to the printed circuit board 1 on the oil case 5 side and the shield plate 8 in the sealing process. However, it is more reliably prevented that the characteristics of the tilt sensor are changed by the sealant.
[0060]
As described above, in the first embodiment, the back cover 31 is attached to the printed circuit board 1 to form the tilt detection element. And the shield board 9 is attached in the state which covers the back cover 31 also.
[0061]
Then, as shown in FIG. 3, the inclination detection element 30 and the signal processing circuit unit having the back cover 31 attached to the back surface side of the printed circuit board 1 are inserted into the housing 10, and the characteristic adjustment trimmer 12 Is adjusted, the sealing agent is filled in the housing 10 to form a tilt sensor.
[0062]
In the first embodiment, the back cover 31 covers portions corresponding to the front-side differential electrodes 2 a and 2 b on the back side of the printed circuit board 1. It does not get inside. In addition, since there is no gap between the back cover 31 and the surface of the shield plate 9 facing the back surface of the printed circuit board 1, the sealing agent 11 does not enter this portion. For this reason, when the sealing agent 11 is filled, the characteristic of the inclination detecting element 30 does not change as in the prior art. Therefore, the sealing process is only one process.
[0063]
In the above description, the characteristic of the inclination detecting element is adjusted by the characteristic adjustment trimmer 12 as in the conventional case. However, the inclination is different between before and after the sealing agent 11 is filled due to the presence of the back cover 31. Since the characteristics of the detection element 30 do not change, unlike the conventional case, this adjustment only needs to be performed before the inside of the housing 10 is filled with the sealing agent 11. In the first embodiment, the characteristic adjusting trimmer 12 is not always necessary.
[0064]
The characteristics of the tilt sensor according to the first embodiment are almost the same as those of the conventional tilt sensor described above.
[0065]
In the example of the above-described embodiment, the common electrode plate 3 and the oil case 5 are separate from each other. However, the oil case is formed of a conductor and the oil case is also used as the common electrode plate 3. Such a structure may be used. Furthermore, instead of using the entire oil case as a conductor, the common oil plate can be bonded to the surface of the oil case facing the printed circuit board, or the common electrode plate can be printed or deposited to provide an oil case. It can also be set as the structure which is comprised integrally with.
[0066]
[Second Embodiment] (FIGS. 4 to 8)
The tilt detection element 40 of the second embodiment includes a printed circuit board 1 on which differential electrodes 2a and 2b are formed, a common electrode plate 3, an oil case 5, a back cover 31, a dielectric liquid 7, The inclination detecting element 40 in the second embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment, but the inclination detecting element 40 in the second embodiment is fixed to the common electrode plate 3 and printed with the common electrode plate 3. There is a feature in the way of connection with the wiring pattern of the substrate 1.
[0067]
The signal processing circuit portion is configured in exactly the same way as that shown in FIG. Therefore, also in the description of the second embodiment, detailed description of the same parts as those of the conventional example described above will be omitted.
[0068]
FIG. 4 is an exploded perspective view of the tilt detecting element 40 of the tilt sensor according to the second embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the oil case 5 of the inclination detecting element 40 and the common electrode plate 3 in the case of the second embodiment. FIG. 6 shows a cross-sectional view of the tilt detection element 40 in the case of the second embodiment, taken along a plane perpendicular to the front surface thereof. FIG. 7 shows a cross-sectional view of the tilt sensor of the second embodiment in a state filled with a sealing agent. Further, FIG. 8 is a diagram showing the characteristics of the tilt sensor of the second embodiment.
[0069]
As shown in FIG. 4, the printed circuit board 1 of the inclination detecting element 40 of the second embodiment has a pair of differential electrodes 2a and 2b, as in the case of the conventional example and the first embodiment. However, due to the copper stay pattern, a region perpendicular to both the reference surface and the surface of the printed circuit board 1 and an intersection line with the printed circuit board 1 (a virtual line L1 indicated by a two-dot chain line in FIG. 4) Are formed electrically independent from each other.
[0070]
However, unlike the above-described example, the through hole provided in the printed circuit board 1 through which the terminal piece of the common electrode plate 3 passes is one through hole 4e. For this reason, the wiring pattern on the back surface side of the printed circuit board 1 is also simplified. The other points are the same as in the above-described example, except that a dielectric liquid sealing through hole 6 is provided between the differential electrodes 2a and 2b.
[0071]
As shown in FIGS. 4, 5, 6, and 7, in the second embodiment, the common electrode plate 3 is connected to the wiring pattern on the back surface side of the printed board 1 in the second embodiment. The terminal piece derived from 3 is a single terminal piece 3e.
[0072]
In a state where the common electrode plate 3 is fixed, the terminal piece 3e is guided to the back side of the printed board 1 through the through hole 4e, and the tip of the terminal piece 3e is soldered to the wiring pattern on the back side of the printed board 1. The The through hole 4e is filled and sealed by soldering.
[0073]
As shown in FIG. 5, the position of the terminal piece 3e and the position of the through hole 4e are provided on the symmetry axis (corresponding to the position of the two-dot chain line L1) which is the same position from the differential electrodes 2a and 2b. 6 and 7, when the dielectric liquid 7 is sealed, the lower position is always immersed by the dielectric liquid 7. In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the common electrode plate 3 has a so-called bowl shape with a slight constriction at the center, and the bowl is in a state where the bowl is placed on its side. It arrange | positions so that differential electrode 2a, 2b may be opposed. The terminal piece 3 e is formed at the constricted portion of the common electrode plate 3.
[0074]
According to this configuration, since one terminal piece 3e is almost always immersed in the dielectric liquid 7, when the inclination in the direction gradually increasing to 90 degrees is measured by the inclination sensor of this embodiment. There is no difference in the characteristics of the inclination sensor between when the inclination in a direction gradually decreasing from 90 degrees is measured, and the characteristics of the inclination sensor according to the second embodiment are as shown in FIG. It becomes.
[0075]
Next, in the second embodiment, the common electrode plate 3 is not fixed to the printed circuit board 1 but is fixed to the oil case 5 so that the printed circuit board 1 and the common electrode plate 3 are fixed to each other. It is configured to keep the gaps in parallel with each other.
[0076]
That is, a plurality of, in this example, four press-fit legs 3f, 3g, 3h, 3i are led out from the common electrode plate 3 toward the oil case 5 side opposite to the lead-out direction of the terminal piece 3e. Has been. These press-fit leg portions 3 f, 3 g, 3 h, 3 i are configured as bent pieces integral with the common electrode plate 3.
[0077]
On the other hand, as shown in FIG. 5, corresponding to these press-fit legs 3f, 3g, 3h, 3i, depending on the shape of the common electrode plate 3, which is a part of the oil case 5 that encloses the dielectric liquid 7, The recessed portion 51 is provided with a step portion 52 where the peripheral edge portion of the surface of the common electrode plate 3 on the oil case 5 side abuts. The depth of the stepped portion 52 from the end face 5t that abuts the printed circuit board 1 of the oil case 5 is (distance between the common electrode plate 3 and the differential electrodes 2a and 2b) + (thickness of the common electrode plate 3). ).
[0078]
Then, the press-fit legs 3f, 3g, 3h, 3i are press-fitted into the step 52 portion of the oil case 5 corresponding to the positions of the press-fit legs 3f, 3g, 3h, 3i of the common electrode plate 3, respectively. Slots 52f, 52g, 52h, 52i to be joined are formed. In this case, the depth of the slots 52f, 52g, 52h, 52i is slightly shorter than the length of the press-fit legs 3f, 3g, 3h, 3i.
[0079]
A method for manufacturing the tilt sensor according to the second embodiment will be described. First, as described above, the differential electrodes 2a and 2b electrically connected through the copper pad pattern on the back surface side and the electrode points 2c and 2d are formed on the surface side, and the terminal holes 4e and the through holes are formed. A printed circuit board 1 provided with 6 is prepared.
[0080]
Next, the common electrode plate 3 is press-fitted into the recess 51 of the oil case 5 and the press-fit legs 3f, 3g, 3h, 3i are press-fitted into the groove holes 52f, 52g, 52h, 52i of the oil case 5, respectively. To fix. In this state, as shown in FIG. 6, the distance between the surface of the common electrode plate 3 facing the printed circuit board 1 side and the end surface 5t that abuts the printed circuit board 1 of the oil case 5 is This is exactly the same as the size of the gap between the differential electrodes 2a and 2b. As shown in FIG. 6, a gap 53 corresponding to the height of the stepped portion 52 is formed between the surface of the common electrode plate 3 on the oil case 5 side and the bottom of the oil case 5.
[0081]
Next, a double-sided tape 5B is affixed to the end surface 5t of the oil case 5 to which the common electrode plate 3 is mounted and fixed as described above, or the end surfaces 5t around the differential electrodes 2a and 2b of the printed circuit board 1 abut. A double-sided tape 5B is affixed to the site in advance, and the oil case 5 is adhered and fixed to the printed circuit board 1 using the double-sided tape 5B. As a result, a sealed space is formed between the printed circuit board 1 and the oil case 5 while holding the common electrode plate 3.
[0082]
When the oil case 5 is attached to the printed board 1, the terminal strip 3 e led out from the common electrode plate 3 toward the printed board 1 is led out to the back side through the through hole 4 e of the printed board 1. And the front-end | tip part of the terminal piece 3e is soldered with the wiring pattern of the back surface side of the printed circuit board 1, and is electrically connected. By this soldering, the through hole 4e is filled and sealed.
[0083]
When the oil case 5 is attached to the printed circuit board 1 with the double-sided tape 5B, the common electrode plate 3 and the differential electrodes 2a and 2b are separated from each other by a predetermined predetermined gap as is apparent from the above description. It will be in the state arrange | positioned in parallel, separated.
[0084]
Next, the dielectric liquid 7 such as silicon oil is passed through the through-hole 6 provided in the printed circuit board 1 in the sealed space formed by the case 5 and the printed circuit board 1, which is approximately ½ of its effective volume. The level is filled up to the level of the imaginary line L2 in FIG. In this case, as shown in FIG. 6, the dielectric liquid 7 sealed in the sealed space formed by the case 5 and the printed circuit board 1 has a gap between the common electrode plate 3 and the printed circuit board 1. In addition to this, it also enters the gap 53 between the common electrode plate 3 and the bottom of the oil case 5.
[0085]
Next, in the same manner as in the first embodiment described above, the back cover 31 is, for example, a double-sided tape so as to cover the part corresponding to the front-side differential electrodes 2a and 2b on the back side of the printed circuit board 1. It is attached to the printed circuit board 1 with an adhesive such as 33.
[0086]
The electrostatic shield plate 8 covers the oil case 5 on the front surface side of the printed circuit board 1, and the electrostatic shield plate 9 covers the back surface side of the printed circuit board 1. As shown in FIG. 6, in the second embodiment, a conductive plate 34 is attached to the outer plane of the oil case 5 as in the case of the first embodiment. The conductive plate 34 is fixed and attached to the printed circuit board 1 through the oil case 5 by means of conductive attachment pins 35. The tip of the conductive mounting pin 35 is connected to the ground conductor of the printed circuit board 1 so that the conductive plate 34 is electrically grounded.
[0087]
Further, in this example, the portion where the double-sided tape 5B of the printed circuit board 1 to which the end face of the oil case 5 abuts is attached has a copper stay pattern in a shape corresponding to the end face of the oil case 5 in order to flatten the surface. Has been. This copper pattern is connected to the ground pattern on the back side of the printed circuit board 5 through a hole into which the pin 35 is inserted, and is grounded.
[0088]
Next, as shown in FIG. 7, the inclination detecting element 40 and the signal processing circuit portion configured as described above are housed in a casing 10 having a rectangular parallelepiped shape and having one surface opened. Then, after adjusting the characteristics by the characteristic adjusting trimmer 12, the casing 10 is filled with a sealing agent 11 such as resin.
[0089]
As described above, according to the tilt sensor of the second embodiment, the common electrode plate 3 is fixed to the oil case 5, and the oil case 5 to which the common electrode plate 3 is fixed is the printed circuit board. 1, the common electrode plate 3 and the differential electrodes 2a and 2b are arranged with a predetermined gap therebetween. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to insert a thickness gauge between the common electrode plate 3 and the printed board 1 to set a gap between them, and the common electrode plate 3 can be easily attached. , A jig such as a thickness gauge is not required.
[0090]
Further, according to the tilt sensor of the second embodiment described above, the portion for electrically connecting the common electrode plate 3 and the wiring pattern of the printed circuit board 1 is the single terminal piece 3e. Thus, there is no hysteresis as in the prior art, and the same tilt detection output can be obtained both in the direction of increasing and decreasing the inclination of the surface to be measured.
[0091]
Also in the second embodiment, the provision of the back cover 31 does not change the characteristics of the inclination detecting element 40 before and after the sealing agent 11 is filled. Therefore, the adjustment by the characteristic adjusting trimmer 12 is only required to be performed before the inside of the housing 10 is filled with the sealing agent 11, unlike the conventional case. Also in the second embodiment, the characteristic adjusting trimmer 12 is not always necessary.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the tilt sensor of the present invention, the portion corresponding to the portion where the at least one pair of differential electrodes is formed on the other surface side of the printed circuit board is covered with the back cover, and then shielded. Since it is made to be shielded by the plate, the seal agent does not enter the portion corresponding to the portion where the pair of differential electrodes of the printed circuit board is formed due to the presence of the back cover, and the characteristics of the tilt sensor are It is prevented from changing.
[0093]
For this reason, the conventional characteristic adjusting trimmer is not required, and the sealing process can be simplified by one process, which can be simplified.
[0094]
Further, according to the tilt sensor according to the present invention, the common electrode plate is fixed at a predetermined depth position with respect to the case member, so that the pair of differential electrodes can be simply attached to the printed circuit board. Are arranged at positions that maintain a predetermined gap. Therefore, a conventional thickness gauge inserted between the common electrode plate and the differential electrode is not required, and the mounting operation of the common electrode plate is simplified.
[0095]
Further, according to the inclination sensor according to the present invention, the common electrode plate is electrically connected to the printed circuit board by a single terminal piece that is usually provided at a position immersed in the dielectric liquid. The conventional hysteresis does not occur in the tilt-detection output characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded view of a tilt sensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the tilt sensor according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the tilt sensor according to the first embodiment in a sealed state.
FIG. 4 is an exploded view of a tilt sensor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a main part of a second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a tilt sensor according to a second embodiment.
FIG. 7 is a sectional view of a tilt sensor according to a second embodiment in a sealed state.
FIG. 8 is a diagram illustrating output voltage characteristics of the tilt sensor according to the embodiment.
FIG. 9 is an exploded view of an example of a conventional tilt sensor.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an example of a conventional tilt sensor.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an example of a conventional tilt sensor in a sealed state.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a signal processing circuit unit of a conventional tilt sensor.
FIG. 13 is a diagram showing output voltage characteristics of a conventional tilt sensor.
[Explanation of symbols]
1 Printed circuit board
2a, 2b Differential electrode
3 Common electrode plate
3a, 3b, 3c, 3d, 3e Terminal strip
3f, 3g, 3h, 3i Mating leg
4a, 4b, 4c, 4d, 4e Through hole
5 Oil case
5f, 5g, 5h, 5i Fitting groove
5t End face of oil case 5
6 Through hole for injection of dielectric liquid
7 Dielectric liquid
8, 9 Shield plate
10 housing
11 Sealant
12 Trimmer for adjusting characteristics
31 Back cover

Claims

A printed circuit board arranged in a direction perpendicular to a reference plane for tilt measurement;
A pair of differential electrodes that are electrically independent of each other on one surface side of the printed circuit board and electrically connected to a wiring pattern provided on the other surface side of the printed circuit board;
A common electrode plate facing the pair of differential electrodes with a predetermined gap is provided, and a terminal piece led out from the common electrode plate is electrically connected to the wiring pattern on the other surface side of the printed circuit board. A common electrode connected to
A case member configured to accommodate the pair of differential electrodes and the common electrode plate in a sealed space formed between the printed circuit board and the printed circuit board;
A dielectric liquid encapsulated in a state in which the liquid level changes according to the inclination of the reference plane in the sealed space;
With
The common electrode includes a plurality of claw portions led out from the common electrode plate in a direction opposite to a direction in which the terminal pieces are led out, and the case member includes the plurality of claws of the common electrode. An inclination sensor, comprising: a recess into which the portion is fitted, wherein the plurality of claw portions are fitted into the recess, whereby the common electrode is fixed to the case member.

The tilt sensor according to claim 1 ,
An inclination sensor comprising: a back cover that covers at least a portion corresponding to a portion on which the pair of differential electrodes are formed on the other surface side of the printed circuit board.

A printed circuit board arranged in a direction perpendicular to a reference plane for tilt measurement;
A pair of differential electrodes that are electrically independent of each other on one surface side of the printed circuit board and electrically connected to a wiring pattern provided on the other surface side of the printed circuit board;
A common electrode plate facing the pair of differential electrodes with a predetermined gap therebetween, and a wiring pattern on the other surface side of the printed circuit board by one terminal piece led out from the common electrode plate A common electrode electrically connected to
A case member configured to accommodate the pair of differential electrodes and the common electrode plate in a sealed space formed between the printed circuit board and the printed circuit board;
A dielectric liquid encapsulated in a state in which the liquid level changes according to the inclination of the reference plane in the sealed space;
With
The common electrode includes a plurality of claw portions led out from the common electrode plate in a direction opposite to a direction in which the terminal pieces are led out, and the case member includes the plurality of claws of the common electrode. The portion is fitted with a recess, and the plurality of claw portions are fitted into the recess so that the common electrode is fixed to the case member;
Inclination sensor characterized in that one terminal piece led out from said common electrode plate is equidistant from said pair of differential electrodes and is provided on the lower side immersed in said dielectric liquid .