JP4636211B1 - Magnetic flux detection sensor - Google Patents

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Abstract

【課題】 小型化が可能で、姿勢の傾斜角度に対する検出信号の線形性を高めることができる磁束検知センサを提供する。
【解決手段】 傾斜センサ1は、ケーシング2、磁電変換素子8および可動体12によって構成する。ケーシング2は、上向きの凹状曲面5を有する可動体収容空間6を形成する。ケーシング2には、凹状曲面5の最深部5Aの下側に位置してケーシング2の高さ方向の磁束密度を検出する磁電変換素子8を設ける。可動体12は、半球状のマグネットによって形成し、下向きの半球面からなる滑動面13と平坦な上面14とが互いに逆極性となっている。そして、可動体12は、滑動面13が凹状曲面5で滑動自在となった状態で、ケーシング2の可動体収容空間6に収容される。これにより、磁電変換素子8には、ケーシング2の傾斜角度θに応じた磁束密度を印加することができる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic flux detection sensor which can be miniaturized and can improve the linearity of a detection signal with respect to the inclination angle of a posture.
An inclination sensor (1) includes a casing (2), a magnetoelectric conversion element (8), and a movable body (12). The casing 2 forms a movable body accommodating space 6 having an upward concave curved surface 5. The casing 2 is provided with a magnetoelectric conversion element 8 that is located below the deepest part 5A of the concave curved surface 5 and detects the magnetic flux density in the height direction of the casing 2. The movable body 12 is formed of a hemispherical magnet, and a sliding surface 13 formed of a downward hemispherical surface and a flat upper surface 14 have opposite polarities. The movable body 12 is accommodated in the movable body accommodating space 6 of the casing 2 with the sliding surface 13 being slidable on the concave curved surface 5. Thereby, the magnetic flux density according to the inclination angle θ of the casing 2 can be applied to the magnetoelectric conversion element 8.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、例えば姿勢の傾きの検出に用いて好適な磁束検知センサに関する。   The present invention relates to a magnetic flux detection sensor suitable for use in, for example, detection of posture inclination.

従来技術による磁束検知センサとして、姿勢の傾きを検出する傾斜センサが知られている(例えば、特許文献1,2参照)。特許文献1には、中央部分が窪んだ傾斜面を有するマグネットと、該マグネットの傾斜面と対向して配置されたホールIC等の磁気検出素子と、マグネットと磁気検出素子との間に位置してマグネットの傾斜面に転動可能に設けられた磁性材料からなる球形の可動体とを備えた構成が開示されている。特許文献1の傾斜センサでは、マグネットの傾斜に応じて可動体が傾斜面上を転動変位し、可動体の変位に伴う磁束密度の変化を磁気検出素子によって検出している。   As a conventional magnetic flux detection sensor, an inclination sensor that detects an inclination of an attitude is known (for example, see Patent Documents 1 and 2). In Patent Document 1, a magnet having an inclined surface with a depressed central portion, a magnetic detection element such as a Hall IC disposed to face the inclined surface of the magnet, and the magnet and the magnetic detection element are located. A configuration including a spherical movable body made of a magnetic material provided on a tilted surface of a magnet so as to be able to roll is disclosed. In the tilt sensor of Patent Document 1, the movable body rolls and displaces on the tilted surface according to the tilt of the magnet, and the change in the magnetic flux density accompanying the displacement of the movable body is detected by the magnetic detection element.

また、特許文献2には、凹状球面をもったケースと、該ケースの凹状球面上に滑動可能に設けられた厚肉な円板状のマグネットと、凹状球面の側縁部に3個以上設けられた磁気検出素子とを備えた構成が開示されている。特許文献2の傾斜センサでは、ケースの傾斜に応じてマグネットが凹状球面上を滑動変位し、マグネットの変位に伴う磁束密度の変化を複数個の磁気検出素子を用いて検出している。   Patent Document 2 discloses a case having a concave spherical surface, a thick disk-shaped magnet slidably provided on the concave spherical surface of the case, and three or more at the side edge of the concave spherical surface. A configuration including a magnetic detection element is disclosed. In the tilt sensor of Patent Document 2, the magnet slides and displaces on the concave spherical surface according to the tilt of the case, and a change in magnetic flux density due to the displacement of the magnet is detected using a plurality of magnetic detection elements.

特開2003−185430号公報JP 2003-185430 A 特開平8−261758号公報JP-A-8-261758

ところで、従来技術による傾斜センサでは、傾斜に伴う可動体やマグネットの変位を確実に検出するために、可動体等の可動範囲を可動体等の外形に比べて十分に大きく確保する必要がある。このため、センサ全体が大型化し易く、小型のセンサを形成し難いという問題がある。また、傾斜センサでは、可動体等の形状や、磁気検出素子と可動体等との位置関係に応じた検出信号を出力するから、検出信号が傾斜角度に対して非線形な特性になり易く、検出可能な傾斜の角度範囲が狭くなる傾向がある。   By the way, in the tilt sensor according to the prior art, in order to reliably detect the displacement of the movable body and the magnet due to the tilt, it is necessary to secure a sufficiently large movable range of the movable body compared to the outer shape of the movable body or the like. For this reason, there exists a problem that the whole sensor is easy to enlarge and it is difficult to form a small sensor. In addition, since the tilt sensor outputs a detection signal according to the shape of the movable body and the positional relationship between the magnetic detection element and the movable body, the detection signal is likely to have a nonlinear characteristic with respect to the tilt angle. The range of possible tilt angles tends to be narrow.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、小型化が可能で、姿勢の傾斜角度に対する検出信号の線形性を高めることができる磁束検知センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a magnetic flux detection sensor that can be miniaturized and can improve the linearity of a detection signal with respect to the inclination angle of the posture. It is in.

上述した課題を解決するために、請求項1の発明は、底部側に形成された下向きの凸状曲面からなる滑動面と該滑動面の上部側に形成された水平面からなる上面とを備えた可動体と、該可動体の滑動面を滑動自在に支持する上向きの凹状曲面を有する可動体収容空間を備えた非磁性容器と、該非磁性容器に設けられ前記可動体の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する磁束密度検知手段とを有する磁束検知センサであって、前記可動体の滑動面と前記磁束密度検知手段とを対向配置し、前記滑動面を介して前記磁束密度検知手段に磁束を印加すると共に、前記可動体における前記滑動面と前記上面とが交差する上面周縁には、当該上面周縁における磁束密度の集中を緩和する面取り部を設け、前記非磁性容器が水平状態から傾いたときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置から変位し、前記非磁性容器が水平状態に戻ったときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置に復帰する構成としている。 In order to solve the above-described problem, the invention of claim 1 includes a sliding surface formed of a downward convex curved surface formed on the bottom side and an upper surface formed of a horizontal surface formed on the upper side of the sliding surface . A nonmagnetic container having a movable body, a movable body containing space having an upward concave curved surface that slidably supports the sliding surface of the movable body, and a magnetic flux density generated by sliding of the movable body provided in the nonmagnetic container. A magnetic flux detection sensor having a magnetic flux density detection means for detecting a change, wherein the sliding surface of the movable body and the magnetic flux density detection means are arranged to face each other, and the magnetic flux is supplied to the magnetic flux density detection means through the sliding surface. and applies, to the top rim of the sliding surface in the movable member and said upper surface intersect, a chamfer to ease the concentration of the magnetic flux density at the top rim provided, when the nonmagnetic container is inclined from the horizontal state The movable body is displaced from the steady position along the concave curved surface of the non-magnetic container, and when the non-magnetic container returns to the horizontal state, the movable body is positioned along the concave curved surface of the non-magnetic container. It is set as the structure which returns to.

請求項2の発明は、底部側に下向きの半球面からなる滑動面が形成された半球状の可動体と、該可動体の滑動面を滑動自在に支持する上向きの凹状曲面を有する可動体収容空間を備えた非磁性容器と、該非磁性容器に設けられ前記可動体の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する磁束密度検知手段とを有する磁束検知センサであって、前記可動体の滑動面と前記磁束密度検知手段とを対向配置し、前記滑動面を介して前記磁束密度検知手段に磁束を印加すると共に、前記可動体の上面周縁には、当該上面周縁における磁束密度の集中を緩和する面取り部を設け、前記非磁性容器が水平状態から傾いたときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置から変位し、前記非磁性容器が水平状態に戻ったときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置に復帰する構成としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a movable body housing having a hemispherical movable body having a sliding surface composed of a downward hemispherical surface on the bottom side, and an upward concave curved surface that slidably supports the sliding surface of the movable body. A magnetic flux detection sensor comprising: a nonmagnetic container having a space; and a magnetic flux density detection means for detecting a change in magnetic flux density provided in the nonmagnetic container and caused by the sliding of the movable body, wherein the sliding surface of the movable body The magnetic flux density detecting means is disposed oppositely, and a magnetic flux is applied to the magnetic flux density detecting means via the sliding surface, and a chamfering that reduces the concentration of the magnetic flux density at the upper peripheral edge of the movable body is provided on the upper peripheral edge of the movable body. When the non-magnetic container is tilted from the horizontal state, the movable body is displaced from the steady position along the concave curved surface of the non-magnetic container, and when the non-magnetic container returns to the horizontal state, the movable body is Body is configured so as to return to the normal position along the concave curved surface of the nonmagnetic container.

請求項3,4の発明では、前記可動体は、磁性材料を用いて形成され、前記滑動面と上面とが互いに逆極性となった状態で磁化した構成としている。   In the third and fourth aspects of the invention, the movable body is formed using a magnetic material and is magnetized in a state in which the sliding surface and the upper surface have opposite polarities.

請求項5の発明では、前記可動体収容空間の凹状曲面は、前記可動体の滑動面よりも大きな曲率半径をもった球面によって形成している。   In the invention of claim 5, the concave curved surface of the movable body accommodating space is formed by a spherical surface having a larger radius of curvature than the sliding surface of the movable body.

請求項6の発明では、前記可動体の滑動面と前記可動体収容空間の凹状曲面とのうち少なくともいずれか一方には、平滑処理を施している。   In the invention of claim 6, at least one of the sliding surface of the movable body and the concave curved surface of the movable body housing space is subjected to a smoothing process.

請求項7の発明では、前記磁束密度検知手段は、水平面の互いに直交するX軸方向およびY軸方向において、X軸方向に磁束を傾斜させたときの検出信号に比べてY軸方向に磁束を傾斜させたときの検出信号が大きな出力レベルとなる異方性を有し、前記可動体収容空間の凹状曲面は、前記磁束密度検知手段の異方性を補うために、X軸方向に比べてY軸方向に向けて前記可動体を大きく変位させる異方性曲面によって形成している。   In the invention of claim 7, the magnetic flux density detecting means generates a magnetic flux in the Y-axis direction in comparison with a detection signal when the magnetic flux is tilted in the X-axis direction in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other on the horizontal plane. The detection signal when tilted has an anisotropy that results in a large output level, and the concave curved surface of the movable body accommodating space is compared with the X-axis direction in order to compensate for the anisotropy of the magnetic flux density detection means. It is formed by an anisotropic curved surface that greatly displaces the movable body in the Y-axis direction.

請求項8の発明は、底部側に形成された下向きの凸状曲面からなる滑動面と該滑動面の上部側に形成された水平面からなる上面とを備えた可動体と、該可動体の滑動面を滑動自在に支持する上向きの凹状曲面を有する可動体収容空間を備えた非磁性容器と、該非磁性容器に設けられ前記可動体の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する磁束密度検知手段とを有する磁束検知センサであって、前記可動体の滑動面と前記磁束密度検知手段とを対向配置し、前記非磁性容器が水平状態から傾いたときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置から変位し、前記非磁性容器が水平状態に戻ったときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置に復帰する構成としている。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a movable body having a sliding surface formed of a downward convex curved surface formed on the bottom side, and an upper surface formed of a horizontal surface formed on the upper side of the sliding surface, and sliding of the movable body A non-magnetic container having a movable body accommodating space having an upward concave curved surface that slidably supports the surface, and a magnetic flux density detecting means that is provided in the non-magnetic container and detects a change in magnetic flux density caused by the sliding of the movable body. The sliding surface of the movable body and the magnetic flux density detection means are arranged to face each other, and when the nonmagnetic container is inclined from a horizontal state, the movable body is a concave curved surface of the nonmagnetic container. When the non-magnetic container returns to the horizontal state, the movable body returns to the steady position along the concave curved surface of the non-magnetic container.

請求項9の発明は、底部側に下向きの半球面からなる滑動面が形成された半球状の可動体と、該可動体の滑動面を滑動自在に支持する上向きの凹状曲面を有する可動体収容空間を備えた非磁性容器と、該非磁性容器に設けられ前記可動体の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する磁束密度検知手段とを有する磁束検知センサであって、前記可動体の滑動面と前記磁束密度検知手段とを対向配置し、前記非磁性容器が水平状態から傾いたときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置から変位し、前記非磁性容器が水平状態に戻ったときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置に復帰する構成としている。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a movable body containing a hemispherical movable body having a sliding surface composed of a downward hemispherical surface on the bottom side, and an upward concave curved surface that slidably supports the sliding surface of the movable body. A magnetic flux detection sensor comprising: a nonmagnetic container having a space; and a magnetic flux density detection means for detecting a change in magnetic flux density provided in the nonmagnetic container and caused by the sliding of the movable body, wherein the sliding surface of the movable body When the non-magnetic container is tilted from a horizontal state when the magnetic flux density detecting means is arranged oppositely, the movable body is displaced from a steady position along the concave curved surface of the non-magnetic container, and the non-magnetic container is in a horizontal state. The movable body is configured to return to a steady position along the concave curved surface of the non-magnetic container when returning to step S2.

請求項1の発明によれば、可動体は、底部側に形成された下向きの凸状曲面からなる滑動面と、該滑動面の上部側に形成された水平面からなる上面とを備える構成とした。このため、凸状曲面の頂点部分から上面周縁に沿って可動体の厚さが漸次小さくなる。なお、磁性体材料を用いて可動体を形成したときには、可動体の厚い部分に磁束が集中する傾向がある。このため、可動体の頂点部分の周囲では磁束密度が高く、可動体の上面周縁に近い部分では磁束密度が低下する。 According to the first aspect of the present invention, the movable body includes a sliding surface made of a downward convex curved surface formed on the bottom side , and an upper surface made of a horizontal surface formed on the upper side of the sliding surface. . For this reason, the thickness of the movable body gradually decreases from the apex portion of the convex curved surface along the periphery of the upper surface. When a movable body is formed using a magnetic material, magnetic flux tends to concentrate on a thick portion of the movable body. For this reason, the magnetic flux density is high around the apex portion of the movable body, and the magnetic flux density is reduced in a portion near the upper surface periphery of the movable body.

また、可動体は、非磁性容器の可動体収容空間内に設けられる。磁束密度検知手段は、非磁性容器に設けられると共に、可動体の滑動面と対向配置される。非磁性容器が水平状態から傾くと、可動体の滑動面が凹状曲面上を滑動して、凹状曲面の最も低い位置に向けて可動体の頂点部分が移動する。このとき、非磁性容器の傾斜角度に応じて可動体の頂点部分と磁束密度検知手段との相対位置が変化する。このため、非磁性容器の傾斜角度に応じて、磁束密度検知手段に印加する磁束密度を変化させることができる。   The movable body is provided in the movable body accommodation space of the nonmagnetic container. The magnetic flux density detection means is provided in the non-magnetic container and is disposed opposite to the sliding surface of the movable body. When the nonmagnetic container is tilted from the horizontal state, the sliding surface of the movable body slides on the concave curved surface, and the vertex portion of the movable body moves toward the lowest position of the concave curved surface. At this time, the relative position of the apex portion of the movable body and the magnetic flux density detection means changes according to the inclination angle of the nonmagnetic container. For this reason, the magnetic flux density applied to the magnetic flux density detecting means can be changed according to the inclination angle of the non-magnetic container.

また、可動体の頂点部分が磁束密度検知手段に対して変位すればよいから、非磁性容器の可動体収容空間は、可動体が回転変位できる程度の容積があれば足りる。このため、可動体収容空間の容積を可動体の体積に近付けることができ、センサ全体を小型化することができる。   Moreover, since the vertex part of a movable body should just be displaced with respect to a magnetic flux density detection means, the movable body accommodation space of a nonmagnetic container should just have a volume which can be rotationally displaced by a movable body. For this reason, the volume of the movable body accommodation space can be brought close to the volume of the movable body, and the entire sensor can be reduced in size.

さらに、可動体の滑動面と磁束密度検知手段との対向位置関係として、例えば非磁性容器を水平状態にしたときの凹状曲面の最深部の周囲に磁束密度検知手段を配置すると、非磁性容器の傾斜角度が小さい場合には可動体の頂点部分と磁束密度検知手段との変位が小さく、磁束密度検知手段に印加される磁束密度が高くなる。一方、非磁性容器の傾斜角度が大きい場合には、可動体の頂点部分と磁束密度検知手段との変位が大きく、磁束密度検知手段に印加される磁束密度が低くなる。なお、磁束密度検知手段に印加される磁束密度は、磁束密度検知手段と対向する可動体部分の厚さに応じて変化する。このため、可動体を例えば厚肉な円板形状や小径の球形状とした場合に比べて、非磁性容器の傾斜角度に対する磁束密度検知手段の検出信号の線形性を高めることができ、検出可能な傾斜の角度範囲を広げることができる。   Further, as the opposing positional relationship between the sliding surface of the movable body and the magnetic flux density detection means, for example, when the magnetic flux density detection means is arranged around the deepest part of the concave curved surface when the nonmagnetic container is in a horizontal state, the nonmagnetic container When the tilt angle is small, the displacement between the apex portion of the movable body and the magnetic flux density detecting means is small, and the magnetic flux density applied to the magnetic flux density detecting means is high. On the other hand, when the inclination angle of the non-magnetic container is large, the displacement between the apex portion of the movable body and the magnetic flux density detection means is large, and the magnetic flux density applied to the magnetic flux density detection means is low. Note that the magnetic flux density applied to the magnetic flux density detecting means changes according to the thickness of the movable body portion facing the magnetic flux density detecting means. For this reason, the linearity of the detection signal of the magnetic flux density detection means with respect to the inclination angle of the non-magnetic container can be improved compared to the case where the movable body is made of, for example, a thick disk shape or a small-diameter spherical shape, and can be detected. The angle range of various inclinations can be expanded.

また、例えば可動体の滑動面と上面とを逆極性に磁化したときには、面が鋭角に交わる可動部の上面周縁に磁束が集中する傾向がある。これに対し、本発明では、可動体における滑動面と上面とが交差する上面周縁に面取り部を設けたから、該面取り部によって、可動体の上面周縁での磁束の集中を緩和することができる。この結果、可動体の頂点部分から上面周縁に近付くに従って、磁束密度を漸次低下させることができ、可動体の変位によって生じる磁束密度の変化の直線性を高めることができる。 For example, when the sliding surface and the upper surface of the movable body are magnetized in opposite polarities, the magnetic flux tends to concentrate on the upper surface periphery of the movable portion where the surfaces intersect at an acute angle. In contrast, in the present invention, because there is a sliding surface and the upper surface of the movable member provided with the cut edge on the top rim crossing can be the chamfer, to alleviate the concentration of magnetic flux at the top rim of the movable body . As a result, the magnetic flux density can be gradually decreased from the apex portion of the movable body toward the upper surface periphery, and the linearity of the change in the magnetic flux density caused by the displacement of the movable body can be enhanced.

請求項2の発明によれば、可動体の底部側には下向きの半球面からなる滑動面を形成したから、半球面の頂点部分から上面周縁に沿って可動体の厚さが漸次小さくなる。このため、請求項1の発明とほぼ同様の作用効果を得ることができる。   According to the second aspect of the present invention, since the sliding surface comprising a downward hemispherical surface is formed on the bottom side of the movable body, the thickness of the movable body gradually decreases from the apex portion of the hemispherical surface along the peripheral edge of the upper surface. For this reason, substantially the same effect as the invention of claim 1 can be obtained.

請求項3,4の発明によれば、磁性材料を用いて可動体が形成され、滑動面と上面とを互いに逆極性に磁化する構成としたから、滑動面の法線方向に向けて磁束を発生させることができる。また、磁束密度検知手段は可動体の滑動面と対向して配置されている。このため、非磁性容器を水平状態から傾けると、磁束密度検知手段と対向する滑動した可動体の滑動面部分の法線方向に略一致して、磁束密度検知手段も傾く。   According to the third and fourth aspects of the invention, since the movable body is formed using the magnetic material and the sliding surface and the upper surface are magnetized in opposite polarities, the magnetic flux is directed toward the normal direction of the sliding surface. Can be generated. Further, the magnetic flux density detection means is arranged to face the sliding surface of the movable body. For this reason, when the non-magnetic container is tilted from the horizontal state, the magnetic flux density detecting means also tilts substantially in line with the normal direction of the sliding surface portion of the sliding movable body facing the magnetic flux density detecting means.

また、半球状をなす可動体は、その頂点部分での磁束密度が高く、上面周縁に近い部分では磁束密度が低くなる。このため、非磁性容器の傾斜角度に応じて、可動体の滑動面のうち磁束密度検知手段と対向する部分を変位させて、可動体から磁束密度検知手段に印加する磁束密度を変化させることができると共に、磁束密度検知手段は傾斜角度に応じた磁束密度を確実に検出することができる。この結果、磁束密度検知手段は、傾斜角度に応じた検出信号を出力することができる。   In addition, the hemispherical movable body has a high magnetic flux density at the apex portion and a low magnetic flux density near the upper surface periphery. For this reason, according to the inclination angle of the non-magnetic container, the portion of the sliding surface of the movable body facing the magnetic flux density detection means can be displaced to change the magnetic flux density applied from the movable body to the magnetic flux density detection means. In addition, the magnetic flux density detector can reliably detect the magnetic flux density according to the tilt angle. As a result, the magnetic flux density detection means can output a detection signal corresponding to the tilt angle.

請求項5の発明によれば、可動体収容空間の凹状曲面は、可動体の半球面よりも大きな曲率半径をもった半球面によって形成したから、可動体は、その半球面の頂点部分が凹状曲面に接触した状態で凹状曲面上を滑動することができる。   According to the invention of claim 5, since the concave curved surface of the movable body accommodating space is formed by a hemispherical surface having a larger radius of curvature than the hemispherical surface of the movable body, the vertex of the hemispherical surface is concave. It is possible to slide on the concave curved surface while being in contact with the curved surface.

請求項6の発明によれば、可動体の滑動面と可動体収容空間の凹状曲面とのうち少なくともいずれか一方には平滑処理を施したから、可動体の滑動面と可動体収容空間の凹状曲面との間の摩擦抵抗を低減して、可動体を凹状曲面上で円滑に滑動させることができる。   According to the invention of claim 6, since at least one of the sliding surface of the movable body and the concave curved surface of the movable body accommodating space is smoothed, the sliding surface of the movable body and the concave shape of the movable body accommodating space are provided. The frictional resistance with the curved surface can be reduced, and the movable body can be smoothly slid on the concave curved surface.

請求項7の発明によれば、磁束密度検知手段は、X軸方向に磁束を傾斜させたときの検出信号に比べてY軸方向に磁束を傾斜させたときの検出信号が大きな出力レベルとなる異方性を有する構成とした。また、可動体収容空間の凹状曲面は、X軸方向に比べてY軸方向に向けて可動体を大きく変位させる異方性曲面によって形成した。このため、非磁性容器をX軸方向に傾けたときと同じ傾斜角度だけY軸方向に傾けると、Y軸方向における可動体の変位量が大きくなり、磁束密度検知手段と可動体の頂点部分との位置変化を大きくすることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the magnetic flux density detection means has a higher output level when the magnetic flux is tilted in the Y-axis direction than the detection signal when the magnetic flux is tilted in the X-axis direction. It was set as the structure which has anisotropy. The concave curved surface of the movable body accommodating space was formed by an anisotropic curved surface that greatly displaced the movable body in the Y-axis direction compared to the X-axis direction. Therefore, if the nonmagnetic container is tilted in the Y-axis direction by the same tilt angle as when tilted in the X-axis direction, the amount of displacement of the movable body in the Y-axis direction increases, and the magnetic flux density detection means and the apex portion of the movable body The position change of can be increased.

ここで、可動体の滑動面の法線方向に向けて磁束が発生するから、非磁性容器をX軸方向に傾けたときに比べて、Y軸方向に傾けたときの方が、磁束密度検知手段に印加される磁束密度の変化が大きくなる。即ち、同じ傾斜角度でX軸方向に傾けたときに比べて、Y軸方向に傾けたときの方が可動体から磁束密度検知手段に印加される磁束密度が低下し、検出信号の出力レベルを小さくすることができる。この結果、非磁性容器がX軸方向に傾斜したときの磁束密度検知手段の検出信号と、非磁性容器がY軸方向に傾斜したときの磁束密度検知手段の検出信号とは、傾斜角度に対する出力レベルをほぼ等しくすることができる。   Here, since the magnetic flux is generated in the normal direction of the sliding surface of the movable body, the magnetic flux density is detected when the non-magnetic container is tilted in the Y-axis direction compared to when the non-magnetic container is tilted in the X-axis direction. The change in the magnetic flux density applied to the means increases. That is, the magnetic flux density applied from the movable body to the magnetic flux density detecting means is lower when tilted in the Y-axis direction than when tilted in the X-axis direction at the same tilt angle, and the output level of the detection signal is reduced. Can be small. As a result, the detection signal of the magnetic flux density detection means when the nonmagnetic container is tilted in the X-axis direction and the detection signal of the magnetic flux density detection means when the nonmagnetic container is tilted in the Y-axis direction are output with respect to the tilt angle. Levels can be made approximately equal.

請求項8の発明によれば、可動体は、底部側に形成された下向きの凸状曲面からなる滑動面と、該滑動面の上部側に形成された水平面からなる上面とを備える構成とした。このため、可動体は、凸状曲面の頂点部分から上面周縁に沿って可動体の厚さが漸次小さくなる。また、磁束密度検知手段は非磁性容器に設けられると共に、可動体の滑動面と磁束密度検知手段とを対向配置したから、非磁性容器の傾斜角度に応じて可動体の頂点部分と磁束密度検知手段との相対位置が変化する。このため、非磁性容器の傾斜角度に応じて、磁束密度検知手段に印加する磁束密度を変化させることができる。 According to the invention of claim 8, the movable body includes a sliding surface formed of a downward convex curved surface formed on the bottom side , and an upper surface formed of a horizontal surface formed on the upper side of the sliding surface. . For this reason, as for a movable body, the thickness of a movable body becomes small gradually along the upper surface periphery from the vertex part of a convex-shaped curved surface. In addition, the magnetic flux density detection means is provided in the non-magnetic container, and the sliding surface of the movable body and the magnetic flux density detection means are arranged to face each other, so that the apex portion of the movable body and the magnetic flux density detection according to the inclination angle of the non-magnetic container. The relative position with the means changes. For this reason, the magnetic flux density applied to the magnetic flux density detecting means can be changed according to the inclination angle of the non-magnetic container.

そして、請求項8の発明でも、請求項1の発明とほぼ同様に、センサ全体を小型化することができると共に、非磁性容器の傾斜角度に対する磁束密度検知手段の検出信号の線形性を高めることができる。   In the invention of claim 8 as well, as in the invention of claim 1, the entire sensor can be reduced in size, and the linearity of the detection signal of the magnetic flux density detection means with respect to the inclination angle of the nonmagnetic container can be improved. Can do.

請求項9の発明によれば、可動体の底部側には下向きの半球面からなる滑動面を形成したから、可動体は、半球面の頂点部分を中心として上面周縁に向かうに従って厚さ寸法が漸次小さくなる半球状に形成することができる。このため、請求項8の発明とほぼ同様の作用効果を得ることができる。   According to the ninth aspect of the present invention, since the sliding surface comprising a downward hemispherical surface is formed on the bottom side of the movable body, the movable body has a thickness dimension toward the upper surface periphery centering on the apex portion of the hemispherical surface. It can be formed into a hemispherical shape that gradually decreases. Therefore, substantially the same effect as that attained by the 8th aspect can be attained.

本発明の第1の実施の形態による傾斜センサを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the inclination sensor by the 1st Embodiment of this invention. 傾斜センサを図3中の矢示II−II方向からみた断面図である。It is sectional drawing which looked at the inclination sensor from the arrow II-II direction in FIG. 図1中の傾斜センサを蓋体を省いた状態で示す平面図である。It is a top view which shows the inclination sensor in FIG. 1 in the state which excluded the cover body. 第1の実施の形態による傾斜センサを水平状態としたときの可動体と磁電変換素子との位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of a movable body and a magnetoelectric conversion element when the inclination sensor by 1st Embodiment is made into a horizontal state. 第1の実施の形態による傾斜センサを傾斜状態としたときの可動体と磁電変換素子との位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of a movable body and a magnetoelectric conversion element when the inclination sensor by 1st Embodiment is made into an inclination state. 比較例による傾斜センサを示す図4と同様な説明図である。It is explanatory drawing similar to FIG. 4 which shows the inclination sensor by a comparative example. 第1の実施の形態および比較例において、傾斜角度と検出信号に対応する磁束密度との関係を示す特性線図である。In 1st Embodiment and a comparative example, it is a characteristic diagram which shows the relationship between an inclination angle and the magnetic flux density corresponding to a detection signal. 第2の実施の形態による傾斜センサを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the inclination sensor by 2nd Embodiment. 傾斜センサを図10中の矢示IX−IX方向からみた断面図である。It is sectional drawing which looked at the inclination sensor from the arrow IX-IX direction in FIG. 図8中の傾斜センサを蓋体を省いた状態で示す平面図である。It is a top view which shows the inclination sensor in FIG. 8 in the state which excluded the cover body. 第1,第2の実施の形態において、傾斜角度と検出信号に対応する磁束密度との関係を示す特性線図である。In 1st, 2nd embodiment, it is a characteristic diagram which shows the relationship between the inclination angle and the magnetic flux density corresponding to a detection signal. 第3の実施の形態による傾斜センサを示す図2と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 2 which shows the inclination sensor by 3rd Embodiment. 第2,第3の実施の形態において、傾斜角度と検出信号に対応する磁束密度との関係を示す特性線図である。In 2nd, 3rd embodiment, it is a characteristic diagram which shows the relationship between an inclination angle and the magnetic flux density corresponding to a detection signal. 第4の実施の形態による傾斜センサを示す図9と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 9 which shows the inclination sensor by 4th Embodiment. 第5の実施の形態による傾斜センサを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the inclination sensor by 5th Embodiment. 傾斜センサを図18中の矢示XVI−XVI方向からみた断面図である。It is sectional drawing which looked at the inclination sensor from the arrow XVI-XVI direction in FIG. 傾斜センサを図16中の矢示XVII−XVII方向からみた断面図である。It is sectional drawing which looked at the inclination sensor from the arrow XVII-XVII direction in FIG. 図15中の傾斜センサを蓋体を省いた状態で示す平面図である。It is a top view which shows the inclination sensor in FIG. 15 in the state which excluded the cover body. 図15中の可動体と磁電変換素子との位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the movable body in FIG. 15, and a magnetoelectric conversion element. 磁電変換素子の磁気抵抗センサを示す正面図である。It is a front view which shows the magnetoresistive sensor of a magnetoelectric conversion element. 磁電変換素子を示す等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram which shows a magnetoelectric conversion element. 第6の実施の形態による傾斜センサを示す図16と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 16 which shows the inclination sensor by 6th Embodiment. 傾斜センサを図22中の矢示XXIII−XXIII方向からみた断面図である。It is sectional drawing which looked at the inclination sensor from the arrow XXIII-XXIII direction in FIG. 図22中の傾斜センサを蓋体を省いた状態で示す平面図である。It is a top view which shows the inclination sensor in FIG. 22 in the state which excluded the cover body. 第1の変形例による傾斜センサを示す図2と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 2 which shows the inclination sensor by a 1st modification. 第2の変形例による傾斜センサを示す図2と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 2 which shows the inclination sensor by a 2nd modification. 第3の変形例による傾斜センサを示す図2と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the position similar to FIG. 2 which shows the inclination sensor by a 3rd modification. 第4の変形例による傾斜センサを示す図2と同様な位置の断面図である。It is sectional drawing of the same position as FIG. 2 which shows the inclination sensor by a 4th modification.

以下、本発明の実施の形態による磁束検知センサを傾斜センサに適用した場合を例に挙げて、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, a case where a magnetic flux detection sensor according to an embodiment of the present invention is applied to a tilt sensor will be described as an example with reference to the accompanying drawings.

図1ないし図5は第1の実施の形態による傾斜センサ1を示している。この傾斜センサ1は、後述するケーシング2、磁電変換素子8、可動体12によって構成されている。   1 to 5 show a tilt sensor 1 according to the first embodiment. The tilt sensor 1 is composed of a casing 2, a magnetoelectric conversion element 8, and a movable body 12, which will be described later.

ケーシング2は、例えば絶縁樹脂材料等の非磁性材料を用いて形成された非磁性容器である。このケーシング2は、有底な略円筒状に形成されたケーシング本体3と、該ケーシング本体3の開口部となる上部側を施蓋する蓋体4によって構成されている。   The casing 2 is a nonmagnetic container formed using a nonmagnetic material such as an insulating resin material. The casing 2 includes a casing main body 3 formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and a lid body 4 that covers an upper side that serves as an opening of the casing main body 3.

ケーシング本体3の鉛直方向の高さは数mm(例えば9mm程度)であり、水平面での断面形状は、数mm(例えば9mm程度)の外径寸法の略円形になっている。また、ケーシング本体3の上部側には略半球状(鉢状)に窪んだ凹部3Aが形成されると共に、該凹部3Aの開口縁には円筒状の雄嵌合部3Bが上方に向けて一体に形成されている。   The height of the casing body 3 in the vertical direction is several mm (for example, about 9 mm), and the cross-sectional shape in the horizontal plane is a substantially circular shape with an outer diameter of several mm (for example, about 9 mm). In addition, a concave portion 3A that is recessed in a substantially hemispherical shape (bowl shape) is formed on the upper side of the casing body 3, and a cylindrical male fitting portion 3B is integrated upward at the opening edge of the concave portion 3A. Is formed.

凹部3Aの表面(露出面)は、上向きに開口した凹状曲面5となっている。この凹状曲面5は、例えば半球面によって形成され、その曲率半径r1は後述する可動体12の滑動面13の曲率半径r2よりも大きな値となっている。   The surface (exposed surface) of the recess 3A is a concave curved surface 5 that opens upward. The concave curved surface 5 is formed of, for example, a hemispherical surface, and the radius of curvature r1 is larger than the radius of curvature r2 of the sliding surface 13 of the movable body 12 described later.

蓋体4は、略円板状に形成されると共に、その外周縁には円筒状の雌嵌合部4Aが下方に向けて一体に形成されている。この雌嵌合部4A内にケーシング本体3の雄嵌合部3Bを嵌合挿入することによって、蓋体4はケーシング本体3に取り付けられ、ケーシング本体3と蓋体4との間に略半球状の可動体収容空間6が形成される。   The lid 4 is formed in a substantially disc shape, and a cylindrical female fitting portion 4A is integrally formed on the outer peripheral edge thereof downward. By fitting and inserting the male fitting portion 3B of the casing body 3 into the female fitting portion 4A, the lid body 4 is attached to the casing body 3, and the substantially hemispherical shape is provided between the casing body 3 and the lid body 4. The movable body accommodating space 6 is formed.

また、蓋体4の中央部分には、凹状曲面5の最深部5Aに向けて下方に延びる略円柱状のロッド部7が設けられている。なお、ロッド部7の下端部分は略半球状に形成されている。ロッド部7を設けたことにより、後述の可動体12が凹状曲面5から離れるのが抑制され、また、可動体12が可動体収容空間6内で天地逆転して転倒するのが防止される。   In addition, a substantially cylindrical rod portion 7 extending downward toward the deepest portion 5 </ b> A of the concave curved surface 5 is provided at the center portion of the lid body 4. In addition, the lower end part of the rod part 7 is formed in the substantially hemispherical shape. By providing the rod portion 7, it is possible to prevent a movable body 12 (described later) from being separated from the concave curved surface 5, and to prevent the movable body 12 from being reversed upside down in the movable body accommodating space 6.

磁気抵抗素子、ホール素子等からなる磁電変換素子8は、磁束密度検知手段を構成し、例えばケーシング2の高さ方向の磁束密度(磁界)に対応した検出信号Voutを出力する。この磁電変換素子8は、凹状曲面5の最深部5Aよりも、微小寸法δだけ下側に位置したケーシング本体3の内部に設けられる。なお、微小寸法δは数百μm〜数mmの範囲で、例えばδ=1mm程度に設定される。また、磁電変換素子8は、可動体収容空間6に収容される可動体12の滑動面13に対向する位置に配置される。そして、磁電変換素子8には、可動体12の滑動面13を介して可動体12からの磁束φが印加される。これにより、磁電変換素子8は、可動体12の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する。   The magnetoelectric transducer 8 composed of a magnetoresistive element, a Hall element, etc. constitutes a magnetic flux density detection means, and outputs a detection signal Vout corresponding to the magnetic flux density (magnetic field) in the height direction of the casing 2, for example. The magnetoelectric conversion element 8 is provided inside the casing body 3 positioned below the deepest part 5A of the concave curved surface 5 by a minute dimension δ. The minute dimension δ is set in the range of several hundred μm to several mm, for example, about δ = 1 mm. In addition, the magnetoelectric conversion element 8 is disposed at a position facing the sliding surface 13 of the movable body 12 accommodated in the movable body accommodating space 6. A magnetic flux φ from the movable body 12 is applied to the magnetoelectric conversion element 8 via the sliding surface 13 of the movable body 12. Thereby, the magnetoelectric conversion element 8 detects a change in magnetic flux density caused by the sliding of the movable body 12.

また、磁電変換素子8には、外部のグランドに接続するためのグランド端子9が電気的に接続されると共に、駆動電圧Vddを供給するための駆動電圧端子10が電気的に接続されている。さらに、磁電変換素子8には、例えば電圧等の検出信号Voutを出力する信号出力端子11が電気的に接続されている。そして、グランド端子9、駆動電圧端子10および信号出力端子11は、例えば導電性金属材料によって形成され、ケーシング本体3に埋設されると共に、その一部がケーシング本体3の下面側から下向きに突出している。   The magnetoelectric transducer 8 is electrically connected to a ground terminal 9 for connection to an external ground, and is also electrically connected to a drive voltage terminal 10 for supplying a drive voltage Vdd. Furthermore, a signal output terminal 11 for outputting a detection signal Vout such as a voltage is electrically connected to the magnetoelectric conversion element 8. The ground terminal 9, the drive voltage terminal 10, and the signal output terminal 11 are formed of, for example, a conductive metal material, embedded in the casing body 3, and part of the ground terminal 9, projecting downward from the lower surface side of the casing body 3. Yes.

可動体12は、例えばフェライト等の磁性材料を用いて形成され、略半球状のマグネット(永久磁石)に形成されている。この可動体12の底部側は下向きの凸状曲面からなる滑動面13が形成されると共に、可動体12の上部側は平坦面となった上面14が形成されている。これにより、可動体12は、略半球面となった滑動面13の頂点部分12Aで厚さが最大になると共に、滑動面13に沿って頂点部分12Aから上面14の上面周縁部分12Bに近付くに従って漸次厚さが薄くなっている。   The movable body 12 is formed using a magnetic material such as ferrite, for example, and is formed into a substantially hemispherical magnet (permanent magnet). A sliding surface 13 made of a downward convex curved surface is formed on the bottom side of the movable body 12, and a flat upper surface 14 is formed on the upper side of the movable body 12. As a result, the movable body 12 has a maximum thickness at the apex portion 12A of the sliding surface 13 that is substantially hemispherical, and approaches the upper surface peripheral portion 12B of the upper surface 14 from the apex portion 12A along the sliding surface 13. The thickness gradually decreases.

また、可動体12は、例えば滑動面13がN極、上面14がS極のように、滑動面13と上面14とが互いに逆極性となるように磁化されている。これにより、可動体12の滑動面13の法線方向に向けて、磁束φが発生する。なお、可動体12の厚さが最大の頂点部分12Aの周囲での磁束密度が高くなると共に、厚さが薄くなる上面周縁部分12Bに近付くに従って漸次磁束密度が低くなる。   The movable body 12 is magnetized so that the sliding surface 13 and the upper surface 14 have opposite polarities, for example, the sliding surface 13 has an N pole and the upper surface 14 has an S pole. As a result, a magnetic flux φ is generated in the normal direction of the sliding surface 13 of the movable body 12. The magnetic flux density around the apex portion 12A where the thickness of the movable body 12 is maximum increases, and the magnetic flux density gradually decreases as it approaches the upper peripheral portion 12B where the thickness becomes thinner.

可動体12は、ケーシング2の凹状曲面5と可動体12の滑動面13とが接触して滑り移動できるように、滑動面13を下向きにしてケーシング2の可動体収容空間6に収容される。このため、ケーシング2を水平状態から傾けると、可動体12は凹状曲面5に沿って可動体収容空間6の内部を滑動変位する。   The movable body 12 is accommodated in the movable body accommodating space 6 of the casing 2 with the sliding surface 13 facing downward so that the concave curved surface 5 of the casing 2 and the sliding surface 13 of the movable body 12 come into contact with each other and can slide. For this reason, when the casing 2 is tilted from the horizontal state, the movable body 12 slides and displaces inside the movable body accommodating space 6 along the concave curved surface 5.

また、可動体12は下向きに突出した半球形状をなしているから、その重量バランスに基づいて上面14が水平な状態で静止する。このため、ケーシング2の傾斜角度θに応じて、可動体12の頂点部分12Aと磁電変換素子8との間の位置関係が変化すると共に、可動体12から磁電変換素子8に印加される磁束φの向きも変化するものである。   Further, since the movable body 12 has a hemispherical shape protruding downward, the upper surface 14 is stationary in a horizontal state based on its weight balance. Therefore, the positional relationship between the apex portion 12A of the movable body 12 and the magnetoelectric conversion element 8 changes according to the inclination angle θ of the casing 2, and the magnetic flux φ applied from the movable body 12 to the magnetoelectric conversion element 8 The direction of is also changing.

本実施の形態による傾斜センサ1は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。   The tilt sensor 1 according to the present embodiment has the above-described configuration, and the operation thereof will be described next.

まず、ケーシング2が水平状態の場合には、可動体12は、定常位置として、凹状曲面5の最深部5A側に配置される。具体的には、可動体12の頂点部分12Aが凹状曲面5の最深部5Aに接触した状態で、可動体12は凹状曲面5によって支持される。このとき、可動体12のうち磁束密度が高い頂点部分12Aは、磁電変換素子8に最も近付いた真上位置に配置される。従って、磁電変換素子8には、ケーシング2の高さ方向となる鉛直方向に沿った可動体12による磁束φが印加される。このため、磁電変換素子8は、Z軸方向の磁束密度に応じた最も大きな検出信号Voutを出力する。   First, when the casing 2 is in a horizontal state, the movable body 12 is disposed on the deepest portion 5A side of the concave curved surface 5 as a steady position. Specifically, the movable body 12 is supported by the concave curved surface 5 in a state where the apex portion 12A of the movable body 12 is in contact with the deepest portion 5A of the concave curved surface 5. At this time, the apex portion 12 </ b> A having a high magnetic flux density in the movable body 12 is disposed at a position directly above the magnetoelectric conversion element 8. Therefore, a magnetic flux φ is applied to the magnetoelectric conversion element 8 by the movable body 12 along the vertical direction that is the height direction of the casing 2. For this reason, the magnetoelectric transducer 8 outputs the largest detection signal Vout according to the magnetic flux density in the Z-axis direction.

次に、ケーシング2を傾斜状態にして水平状態から傾けた場合には、可動体12は、凹状曲面5に沿って定常位置から変位し、可動体収容空間6の最も低い位置に向けて移動する。このため、可動体12のうち磁束密度の高い頂点部分12Aは、ケーシング2の傾斜角度θに応じて、凹状曲面5の最深部5Aから離れると共に、最深部5Aには磁束密度の低い上面周縁部分12Bが近付く。従って、可動体12から磁電変換素子8に印加される磁束密度は、傾斜角度θに応じて減少する。   Next, when the casing 2 is tilted and tilted from the horizontal state, the movable body 12 is displaced from the steady position along the concave curved surface 5 and moves toward the lowest position of the movable body accommodating space 6. . Therefore, the apex portion 12A having a high magnetic flux density in the movable body 12 is separated from the deepest portion 5A of the concave curved surface 5 in accordance with the inclination angle θ of the casing 2, and the uppermost peripheral portion having a low magnetic flux density is included in the deepest portion 5A. 12B approaches. Therefore, the magnetic flux density applied from the movable body 12 to the magnetoelectric conversion element 8 decreases according to the inclination angle θ.

磁電変換素子8は、鉛直方向に対して傾斜角度θだけ傾いた方向の磁束密度を検出し、この磁束密度に応じた検出信号Voutを出力する。この結果、磁電変換素子8は傾斜角度θに応じた検出信号Voutを出力すると共に、この検出信号Voutは傾斜角度θが大きくなるに従って漸次小さくなる。   The magnetoelectric transducer 8 detects the magnetic flux density in the direction inclined by the inclination angle θ with respect to the vertical direction, and outputs a detection signal Vout corresponding to the magnetic flux density. As a result, the magnetoelectric transducer 8 outputs the detection signal Vout corresponding to the inclination angle θ, and the detection signal Vout gradually decreases as the inclination angle θ increases.

次に、ケーシング2を水平状態に戻した場合には、可動体12は、凹状曲面5に沿って最深部5A側に向けて変位し、頂点部分12Aが最深部5Aに接触した定常位置に復帰する。これにより、磁電変換素子8に印加される磁束密度が再び増加し、磁電変換素子8は、鉛直方向の磁束密度に応じた最も大きな検出信号Voutを出力する。   Next, when the casing 2 is returned to the horizontal state, the movable body 12 is displaced toward the deepest part 5A along the concave curved surface 5, and the apex part 12A returns to the steady position where it contacts the deepest part 5A. To do. Thereby, the magnetic flux density applied to the magnetoelectric conversion element 8 increases again, and the magnetoelectric conversion element 8 outputs the largest detection signal Vout corresponding to the magnetic flux density in the vertical direction.

本実施の形態では、可動体12を半球面の滑動面13を有する半球形状に形成すると共に、滑動面13を半球面となった凹状曲面5で滑動自在に支持する構成とした。このため、磁電変換素子8に印加する磁束密度をケーシング2の傾斜角度θに応じて変化させることができ、傾斜角度θに対する検出信号Voutの線形性を高めることができる。   In the present embodiment, the movable body 12 is formed in a hemispherical shape having a hemispherical sliding surface 13, and the sliding surface 13 is slidably supported by the concave curved surface 5 having a hemispherical surface. For this reason, the magnetic flux density applied to the magnetoelectric conversion element 8 can be changed according to the inclination angle θ of the casing 2, and the linearity of the detection signal Vout with respect to the inclination angle θ can be enhanced.

なお、線形性向上の効果を確認するために、本実施の形態による傾斜センサ1と、図6に示す比較例としての傾斜センサ21との比較を行った。傾斜センサ1、21について、傾斜角度θと、傾斜角度θ方向の磁束密度との関係を測定し、その比較結果を図7に示す。   In order to confirm the effect of improving linearity, the inclination sensor 1 according to the present embodiment was compared with the inclination sensor 21 as a comparative example shown in FIG. For the tilt sensors 1 and 21, the relationship between the tilt angle θ and the magnetic flux density in the tilt angle θ direction was measured, and the comparison result is shown in FIG.

図6に示す比較例としての傾斜センサ21のケーシング22は、第1の実施の形態の傾斜センサ1と同様に、ケーシング本体23と蓋体24とからなり、ケーシング本体23には凹状曲面25を有する可動体収容空間26を備える構成とした。また、可動体27は、特許文献2と同様に厚肉な円板状(円柱状)のマグネットによって形成すると共に、円形状をなす下面27Aと上面27Bは互いに逆極性に磁化したものを用いた。   A casing 22 of a tilt sensor 21 as a comparative example shown in FIG. 6 includes a casing body 23 and a lid body 24 as in the tilt sensor 1 of the first embodiment, and the casing body 23 has a concave curved surface 25. It was set as the structure provided with the movable body accommodation space 26 which has. The movable body 27 is formed of a thick disk-shaped (columnar) magnet as in Patent Document 2, and the circular lower surface 27A and upper surface 27B are magnetized in opposite polarities. .

傾斜センサ21の場合は図7中に破線で示すように、傾斜角度θが20°から30°の間で磁束密度が大きく変化し、磁束密度は傾斜角度θに対して非線形な特性になる。この理由は、可動体27を厚肉な円板状に形成したため、磁電変換素子8が下面27Aの中央部の近くに位置する場合と、中央部から離れて位置する場合とでは磁電変換素子8に印加される磁束密度が大きく変化するためである。   In the case of the tilt sensor 21, as indicated by a broken line in FIG. 7, the magnetic flux density greatly changes when the tilt angle θ is 20 ° to 30 °, and the magnetic flux density has a nonlinear characteristic with respect to the tilt angle θ. This is because the movable body 27 is formed in a thick disk shape, so that the magnetoelectric conversion element 8 is in the case where the magnetoelectric conversion element 8 is located near the center portion of the lower surface 27A and in the case where it is located away from the center portion. This is because the magnetic flux density applied to is greatly changed.

これに対し、傾斜センサ1の場合は図7中に実線で示すように、傾斜角度θが0°から50°程度までの範囲では、傾斜角度θの増加に従って磁束密度が一様に減少し、磁束密度は、傾斜角度θに対して線形に近い特性になる。この理由は、可動体12を半球状に形成したことにより、可動体12の厚さが最大となる頂点部分12Aの周囲で磁束密度が高く、厚さが薄い上面周縁部分12Bに近付くに従って磁束密度が漸次低下するためである。そして、本実施の形態では、ケーシング2の傾斜角度θが大きくなるに従って、滑動面13のうち磁電変換素子8と対向する位置が、頂点部分12Aから上面周縁部分12Bに向けて変位する。このため、可動体12の滑動面13と磁電変換素子8とが対向する角度範囲で、磁束密度を傾斜角度θに応じて変化させることができ、磁束密度に対応した検出信号Voutの線形性を高めることができる。   On the other hand, in the case of the tilt sensor 1, as indicated by the solid line in FIG. 7, when the tilt angle θ is in the range from 0 ° to about 50 °, the magnetic flux density decreases uniformly as the tilt angle θ increases. The magnetic flux density has a characteristic close to linear with respect to the tilt angle θ. This is because the movable body 12 is formed in a hemispherical shape, so that the magnetic flux density is high around the apex portion 12A where the thickness of the movable body 12 is maximum, and the magnetic flux density becomes closer to the upper peripheral portion 12B where the thickness is thin. This is because is gradually reduced. In the present embodiment, as the inclination angle θ of the casing 2 increases, the position of the sliding surface 13 facing the magnetoelectric conversion element 8 is displaced from the apex portion 12A toward the upper peripheral portion 12B. For this reason, the magnetic flux density can be changed according to the inclination angle θ within the angle range where the sliding surface 13 of the movable body 12 and the magnetoelectric conversion element 8 face each other, and the linearity of the detection signal Vout corresponding to the magnetic flux density is increased. Can be increased.

また、本実施の形態では、可動体12の頂点部分12Aが磁電変換素子8に対して変位すればよいから、ケーシング2の可動体収容空間6は、可動体12が回転変位できる程度の容積があれば足りる。このため、可動体収容空間6の容積を可動体12の体積に近付けることができ、傾斜センサ1を小型化することができる。   In the present embodiment, the apex portion 12A of the movable body 12 only needs to be displaced with respect to the magnetoelectric conversion element 8. Therefore, the movable body accommodating space 6 of the casing 2 has a volume that allows the movable body 12 to be rotationally displaced. Anything is enough. For this reason, the volume of the movable body accommodation space 6 can be brought close to the volume of the movable body 12, and the inclination sensor 1 can be reduced in size.

次に、図8ないし図10は本発明の第2の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、可動体の上面周縁部分に面取り部を設ける構成としたことにある。   Next, FIGS. 8 to 10 show a second embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that a chamfered portion is provided at the peripheral portion of the upper surface of the movable body.

傾斜センサ41は、第1の実施の形態による傾斜センサ1とほぼ同様に、ケーシング42、磁電変換素子48、可動体52によって構成されている。   The tilt sensor 41 is configured by a casing 42, a magnetoelectric conversion element 48, and a movable body 52 in substantially the same manner as the tilt sensor 1 according to the first embodiment.

ケーシング42は、例えば絶縁樹脂材料等の非磁性材料を用いて形成された非磁性容器である。このケーシング42は、有底な略円筒状に形成されたケーシング本体43と、該ケーシング本体43の開口部となる上部側を施蓋する蓋体44によって構成されている。このケーシング本体43および蓋体44は、第1の実施の形態によるケーシング本体3および蓋体4とほぼ同様に形成されている。   The casing 42 is a nonmagnetic container formed using a nonmagnetic material such as an insulating resin material. The casing 42 includes a casing main body 43 formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and a lid body 44 that covers the upper side serving as an opening of the casing main body 43. The casing main body 43 and the lid body 44 are formed in substantially the same manner as the casing main body 3 and the lid body 4 according to the first embodiment.

ケーシング本体43の鉛直方向の高さは数mm程度であり、水平面での断面形状は数mmの外径寸法の略円形になっている。また、ケーシング本体43の上部側には略半球状に窪んだ凹部43Aが形成されると共に、該凹部43Aの開口縁には円筒状の雄嵌合部43Bが一体に形成されている。   The height of the casing body 43 in the vertical direction is about several mm, and the cross-sectional shape in the horizontal plane is a substantially circular shape with an outer diameter of several mm. A concave portion 43A that is recessed in a substantially hemispherical shape is formed on the upper side of the casing body 43, and a cylindrical male fitting portion 43B is integrally formed at the opening edge of the concave portion 43A.

凹部43Aの表面(露出面)は、上向きに開口した凹状曲面45となっている。この凹状曲面45の最深部側には、水平面に平行な小径な円形平坦面となった底面部45Aが形成されている。また、凹部43Aの略半球状の表面と底面部45Aの外周との間は、下方方向に縮径する円錐台の側面形状の底面連結部45Bで連結されている。この結果、凹状曲面45は、全体として略半球面形状に形成されている。   The surface (exposed surface) of the recess 43A is a concave curved surface 45 that opens upward. On the deepest portion side of the concave curved surface 45, a bottom surface portion 45A which is a small circular flat surface parallel to the horizontal surface is formed. Further, the substantially hemispherical surface of the concave portion 43A and the outer periphery of the bottom surface portion 45A are connected by a bottom surface connection portion 45B having a truncated conical shape that is reduced in diameter in the downward direction. As a result, the concave curved surface 45 is formed in a substantially hemispherical shape as a whole.

これらの底面部45Aおよび底面連結部45Bは、後述する可動体52の滑動面53を点接触に近い状態で支持する。このため、傾斜角度θが小さいときでも、凹状曲面45と可動体52との間の摩擦抵抗を低減して、可動体52を容易に滑動させることができる。また、凹状曲面45の最深部側には平坦面となった底面部45Aを設けたから、ケーシング42を水平状態に復帰させたときには、可動体52を定常位置となる底面部45Aに確実に戻すことができる。   These bottom surface portion 45A and bottom surface connecting portion 45B support a sliding surface 53 of the movable body 52 described later in a state close to point contact. For this reason, even when the inclination angle θ is small, the frictional resistance between the concave curved surface 45 and the movable body 52 can be reduced, and the movable body 52 can be easily slid. In addition, since the bottom surface 45A that is a flat surface is provided on the deepest side of the concave curved surface 45, when the casing 42 is returned to the horizontal state, the movable body 52 is surely returned to the bottom surface 45A that is the steady position. Can do.

蓋体44は、略円板状に形成されると共に、その外周縁には円筒状の雌嵌合部44Aが下向に向けて一体に形成されている。この雌嵌合部44A内にケーシング本体43の雄嵌合部43Bを嵌合挿入することによって、蓋体44はケーシング本体43に取り付けられ、ケーシング本体43と蓋体44との間に略半球状の可動体収容空間46が形成される。また、蓋体44の中央部分には、第1の実施の形態によるロッド部7とほぼ同様なロッド部47が設けられている。   The lid body 44 is formed in a substantially disc shape, and a cylindrical female fitting portion 44A is integrally formed on the outer peripheral edge thereof downward. By fitting and inserting the male fitting portion 43B of the casing main body 43 into the female fitting portion 44A, the lid body 44 is attached to the casing main body 43, and the substantially hemispherical shape is formed between the casing main body 43 and the lid body 44. The movable body accommodating space 46 is formed. Further, a rod portion 47 that is substantially the same as the rod portion 7 according to the first embodiment is provided at the central portion of the lid 44.

磁電変換素子48は、磁束密度検知手段を構成し、例えばケーシング42の高さ方向の磁束密度に対応した検出信号Voutを出力する。この磁電変換素子48は、凹状曲面45の底面部45Aよりも数百μm〜数mm下側に位置してケーシング本体43の内部に設けられ、また、可動体収容空間46の可動体52の滑動面53に対向する位置に配置されている。そして、磁電変換素子48には、滑動面53を介して可動体52からの磁束φが印加される。これにより、磁電変換素子48は、可動体52の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する。なお、磁電変換素子48には、第1の実施の形態と同様に、ケーシング本体43に取り付けられたグランド端子49、駆動電圧端子50および信号出力端子51が電気的に接続されている。   The magnetoelectric conversion element 48 constitutes a magnetic flux density detector, and outputs a detection signal Vout corresponding to the magnetic flux density in the height direction of the casing 42, for example. The magnetoelectric conversion element 48 is provided in the casing main body 43 so as to be several hundred μm to several mm below the bottom surface portion 45 A of the concave curved surface 45, and the sliding of the movable body 52 in the movable body accommodating space 46. It is disposed at a position facing the surface 53. Then, the magnetic flux φ from the movable body 52 is applied to the magnetoelectric conversion element 48 via the sliding surface 53. Thereby, the magnetoelectric conversion element 48 detects a change in magnetic flux density caused by the sliding of the movable body 52. The magnetoelectric transducer 48 is electrically connected to a ground terminal 49, a drive voltage terminal 50, and a signal output terminal 51 attached to the casing body 43, as in the first embodiment.

可動体52は、磁性材料を用いて形成され、略半球状のマグネット(永久磁石)に形成されている。この可動体52は、第1の実施の形態による可動体12とほぼ同様に、底部側に下向きの凸状曲面からなる滑動面53が形成されると共に、上部側に平坦面となった上面54が形成されている。これにより、可動体52は、略半球面となった滑動面53の頂点部分52Aで厚さが最大になると共に、頂点部分52Aから上面54の上面周縁部分52Bに近付くに従って漸次厚さが薄くなっている。   The movable body 52 is formed using a magnetic material, and is formed into a substantially hemispherical magnet (permanent magnet). In the movable body 52, a sliding surface 53 made of a downward convex curved surface is formed on the bottom side, and the upper surface 54 is a flat surface on the upper side, almost the same as the movable body 12 according to the first embodiment. Is formed. As a result, the movable body 52 has a maximum thickness at the apex portion 52A of the sliding surface 53 that is substantially hemispherical, and gradually decreases in thickness as it approaches the upper surface peripheral portion 52B of the upper surface 54 from the apex portion 52A. ing.

また、可動体52は、滑動面53と上面54とが互いに逆極性となるように磁化されている。これにより、可動体52は、例えば滑動面53の法線方向に向けて磁束φを発生する。なお、可動体52の厚さが最大の頂点部分52Aの周囲では磁束密度が高くなると共に、厚さが薄くなる上面周縁部分52Bに近付くに従って漸次磁束密度が低くなる。   The movable body 52 is magnetized so that the sliding surface 53 and the upper surface 54 have opposite polarities. Thereby, the movable body 52 generates the magnetic flux φ in the normal direction of the sliding surface 53, for example. Note that the magnetic flux density increases around the apex portion 52A where the thickness of the movable body 52 is the maximum, and the magnetic flux density gradually decreases as it approaches the upper peripheral portion 52B where the thickness is reduced.

可動体52は、ケーシング42の凹状曲面45と可動体52の滑動面53とが接触して滑り移動できるように、滑動面53を下向きにしてケーシング42の可動体収容空間46に収容されている。このため、ケーシング42を水平状態から傾けると、可動体52は凹状曲面45に沿って可動体収容空間46の内部を滑動変位する。   The movable body 52 is accommodated in the movable body accommodating space 46 of the casing 42 with the sliding surface 53 facing downward so that the concave curved surface 45 of the casing 42 and the sliding surface 53 of the movable body 52 can contact and slide. . For this reason, when the casing 42 is tilted from the horizontal state, the movable body 52 slides and displaces inside the movable body accommodation space 46 along the concave curved surface 45.

また、可動体52は、下向きに突出した半球形状をなしているから、その重量バランスに基づいて上面54が水平な状態で静止する。このため、ケーシング42の傾斜角度θに応じて、可動体52の頂点部分52Aと磁電変換素子48との間の距離が変化すると共に、可動体52から磁電変換素子48に印加される磁束φの向きも変化する。   Further, since the movable body 52 has a hemispherical shape protruding downward, the upper surface 54 is stationary in a horizontal state based on its weight balance. Therefore, the distance between the apex portion 52A of the movable body 52 and the magnetoelectric conversion element 48 changes according to the inclination angle θ of the casing 42, and the magnetic flux φ applied from the movable body 52 to the magnetoelectric conversion element 48 increases. The direction also changes.

また、可動体52の上面周縁部分52Bは円弧状にR面取りが施され、面取り部55が形成されている。これにより、面取り部55の周辺における、上面周縁部分52Bでの磁束φの集中が緩和される。   Further, the upper peripheral edge portion 52B of the movable body 52 is rounded in an arc shape to form a chamfered portion 55. As a result, the concentration of the magnetic flux φ at the upper peripheral portion 52B around the chamfered portion 55 is alleviated.

さらに、可動体52には、上面54の中央側に位置して略円形に窪んだ凹陥部56が形成されている。この凹陥部56を設けたことにより、可動体52の重心位置が頂点部分52A側に移動して、可動体52の安定性を高めている。   Further, the movable body 52 is formed with a recessed portion 56 that is located on the center side of the upper surface 54 and is recessed in a substantially circular shape. By providing the recessed portion 56, the center of gravity of the movable body 52 moves to the apex portion 52A side, and the stability of the movable body 52 is enhanced.

かくして、第2の実施の形態でも第1の実施の形態と同様の作用効果を得ることができると共に、特に、可動体52の上面周縁部分52Bには面取り部55を設けたから、該面取り部55によって、可動体52の上面周縁部分52Bでの磁束φの集中を緩和して、傾斜角度θに対する磁電変換素子48の検出信号の線形性の範囲を高めることができる。   Thus, in the second embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained, and in particular, the chamfered portion 55 is provided on the upper peripheral portion 52B of the movable body 52. Thus, the concentration of the magnetic flux φ at the upper peripheral edge portion 52B of the movable body 52 can be relaxed, and the linearity range of the detection signal of the magnetoelectric transducer 48 with respect to the tilt angle θ can be enhanced.

なお、線形性向上の効果を確認するために、第1,第2の実施の形態による傾斜センサ1,41との比較を行った。傾斜センサ1,41について、傾斜角度θと、傾斜角度θ方向の磁束密度との関係を測定し、その比較結果を図11に示す。   In order to confirm the effect of improving the linearity, the inclination sensors 1 and 41 according to the first and second embodiments were compared. For the tilt sensors 1 and 41, the relationship between the tilt angle θ and the magnetic flux density in the tilt angle θ direction was measured, and the comparison result is shown in FIG.

第1の実施の形態の傾斜センサ1の場合は図11中に破線で示すように、傾斜角度θが例えば50°よりも小さい範囲では、傾斜角度θが増加するに従って磁束密度が低下する。一方、傾斜角度θが例えば50°よりも大きい範囲では、傾斜角度θが増加しても磁束密度がさらに低下せず、磁束密度が増加する。   In the case of the tilt sensor 1 of the first embodiment, as indicated by a broken line in FIG. 11, the magnetic flux density decreases as the tilt angle θ increases in a range where the tilt angle θ is smaller than 50 °, for example. On the other hand, in the range where the tilt angle θ is larger than 50 °, for example, the magnetic flux density does not decrease even if the tilt angle θ increases, and the magnetic flux density increases.

第1の実施の形態による可動体12では、滑動面13と上面14とが鋭角的に交わる上面周縁部分12Bで磁束φの集中が生じる。従って、第1の実施の形態では、傾斜角度θが大きくなると、磁束密度の高い上面周縁部分12Bが磁電変換素子8に近付くため、磁電変換素子8によって検出する磁束密度が増加し、傾斜角度θに対して非線形の範囲が狭くなる。   In the movable body 12 according to the first embodiment, the magnetic flux φ is concentrated at the upper peripheral portion 12B where the sliding surface 13 and the upper surface 14 intersect at an acute angle. Therefore, in the first embodiment, when the inclination angle θ increases, the upper surface peripheral portion 12B having a high magnetic flux density approaches the magnetoelectric conversion element 8, and therefore the magnetic flux density detected by the magnetoelectric conversion element 8 increases, and the inclination angle θ However, the non-linear range becomes narrower.

これに対し、第2の実施の形態の傾斜センサ41では、可動体52の上面周縁部分52Bに面取り部55を設けたから、該面取り部55によって、可動体52の上面周縁部分52Bでの磁束φの集中を緩和することができる。このため、頂点部分52Aから上面周縁部分52Bに近付くに従って、磁束密度を漸次低下させることができる。この結果、第2の実施の形態の場合は図11中に実線で示すように、傾斜角度θが50°を超えた範囲でも、傾斜角度θの増加に従って磁束密度が一様に減少し続け、検出可能な傾斜角度θの範囲をさらに広げることができる。   On the other hand, in the tilt sensor 41 of the second embodiment, the chamfered portion 55 is provided on the upper surface peripheral portion 52B of the movable body 52, so that the magnetic flux φ at the upper peripheral portion 52B of the movable body 52 is caused by the chamfered portion 55. Can be relaxed. For this reason, the magnetic flux density can be gradually reduced as the apex portion 52A approaches the upper peripheral portion 52B. As a result, in the case of the second embodiment, as indicated by a solid line in FIG. 11, the magnetic flux density continues to decrease uniformly as the tilt angle θ increases, even in the range where the tilt angle θ exceeds 50 °, The range of the detectable tilt angle θ can be further expanded.

次に、図12は本発明の第3の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、可動体の外径寸法を凹状曲面の内径寸法に近い値に設定したことにある。なお、本実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。   Next, FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the outer diameter of the movable body is set to a value close to the inner diameter of the concave curved surface. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

傾斜センサ61は、第1の実施の形態による傾斜センサ1とほぼ同様に、ケーシング62、磁電変換素子8、可動体68によって構成されている。   The tilt sensor 61 includes a casing 62, a magnetoelectric conversion element 8, and a movable body 68 in substantially the same manner as the tilt sensor 1 according to the first embodiment.

ケーシング62は、第1の実施の形態によるケーシング2とほぼ同様に、ケーシング本体63および蓋体64によって構成されている。ケーシング本体63の上部側には、半球状に窪んだ凹部63Aが形成されると共に、凹部63Aの表面には、内径寸法D1をもって開口した半球面からなる凹状曲面65が形成されている。また、凹状曲面65の開口縁には円筒状の雄嵌合部63Bが形成され、この雄嵌合部63Bは、蓋体64の雌嵌合部64A内に嵌合挿入されている。これにより、ケーシング本体63と蓋体64との間に可動体収容空間66が形成される。また、蓋体64の中央部分には、第1の実施の形態によるロッド部7とほぼ同様なロッド部67が設けられている。   The casing 62 is composed of a casing body 63 and a lid body 64 in substantially the same manner as the casing 2 according to the first embodiment. A concave portion 63A that is recessed in a hemispherical shape is formed on the upper side of the casing body 63, and a concave curved surface 65 that is a hemispherical surface having an inner diameter dimension D1 is formed on the surface of the concave portion 63A. A cylindrical male fitting portion 63B is formed at the opening edge of the concave curved surface 65, and this male fitting portion 63B is fitted and inserted into the female fitting portion 64A of the lid 64. Thereby, a movable body accommodating space 66 is formed between the casing body 63 and the lid body 64. In addition, a rod portion 67 that is substantially the same as the rod portion 7 according to the first embodiment is provided at the center portion of the lid 64.

さらに、ケーシング本体63には、凹状曲面65の最深部65Aの下側に位置して磁電変換素子8が設けられると共に、該磁電変換素子8に電気的に接続されたグランド端子9、駆動電圧端子10および信号出力端子11が取り付けられている。   Further, the casing main body 63 is provided with a magnetoelectric conversion element 8 positioned below the deepest portion 65A of the concave curved surface 65, and a ground terminal 9 and a drive voltage terminal electrically connected to the magnetoelectric conversion element 8. 10 and a signal output terminal 11 are attached.

可動体68は、磁性材料を用いて形成され、略半球状のマグネット(永久磁石)に形成されている。この可動体68は、第2の実施の形態による可動体52とほぼ同様に形成されている。このため、可動体68の底部側に下向きの凸状曲面からなる滑動面69が形成されると共に、上部側に平坦面となった上面70が形成されている。   The movable body 68 is formed using a magnetic material, and is formed into a substantially hemispherical magnet (permanent magnet). The movable body 68 is formed in substantially the same manner as the movable body 52 according to the second embodiment. For this reason, a sliding surface 69 made of a downward convex curved surface is formed on the bottom side of the movable body 68, and a flat upper surface 70 is formed on the upper side.

また、可動体68は、滑動面69と上面70とが互いに逆極性に磁化されている。この可動体68の厚さが厚い頂点部分68Aの周囲での磁束密度が高くなると共に、厚さが薄い上面周縁部分68Bに近付くに従って漸次磁束密度が低くなっている。   In the movable body 68, the sliding surface 69 and the upper surface 70 are magnetized in opposite polarities. The magnetic flux density around the apex portion 68A where the thickness of the movable body 68 is thick increases, and the magnetic flux density gradually decreases as it approaches the thin upper surface peripheral portion 68B.

可動体68の上面周縁部分68Bは、円弧状にR面取りが施され、面取り部71が形成されている。また、可動体68の上面70の中央側に、略円形に窪んだ凹陥部72が形成されている。さらに、可動体68の外径寸法D2は、凹状曲面65の内径寸法D1に近い値として、内径寸法D1の70〜95%程度の値に設定されている。そして、可動体68は、滑動面69が下向きとなった状態でケーシング62の可動体収容空間66に収容されている。   The upper surface peripheral portion 68B of the movable body 68 is rounded in an arc shape to form a chamfered portion 71. In addition, a recessed portion 72 that is recessed in a substantially circular shape is formed on the center side of the upper surface 70 of the movable body 68. Further, the outer diameter D2 of the movable body 68 is set to a value of about 70 to 95% of the inner diameter D1 as a value close to the inner diameter D1 of the concave curved surface 65. The movable body 68 is accommodated in the movable body accommodating space 66 of the casing 62 with the sliding surface 69 facing downward.

かくして、第3の実施の形態でも第1,第2の実施の形態と同様の作用効果を得ることができ、特に、可動体68の外径寸法D2を凹状曲面65の内径寸法D1に近い値に設定したから、図13に示すように、傾斜角度θに対する磁電変換素子8に印加する磁束密度の変化量を大きくすることができる。このため、磁電変換素子8の検出信号Voutの出力レンジを広げて、傾斜角度θの検出感度を高めることができる。   Thus, the third embodiment can obtain the same effects as those of the first and second embodiments. In particular, the outer diameter D2 of the movable body 68 is a value close to the inner diameter D1 of the concave curved surface 65. Therefore, as shown in FIG. 13, the amount of change in magnetic flux density applied to the magnetoelectric transducer 8 with respect to the tilt angle θ can be increased. For this reason, the output range of the detection signal Vout of the magnetoelectric conversion element 8 can be expanded, and the detection sensitivity of the inclination angle θ can be increased.

また、可動体68の外径寸法D2を凹状曲面65の内径寸法D1に近い値に設定したから、可動体68の外径寸法D2を小さくすることによって、傾斜センサ61全体を小型化することができる。   In addition, since the outer diameter D2 of the movable body 68 is set to a value close to the inner diameter D1 of the concave curved surface 65, the overall inclination sensor 61 can be downsized by reducing the outer diameter D2 of the movable body 68. it can.

なお、第3の実施の形態では、第2の実施の形態による可動体52と同様な可動体68を用いる構成としたが、第1の実施の形態による可動体12と同様な可動体を用いる構成としてもよい。また、第3の実施の形態では、第1の実施の形態による凹状曲面5と同様な形状の凹状曲面65を用いる構成としたが、第2の実施の形態による凹状曲面45を同様な形状の凹状曲面を用いる構成としてもよい。   In the third embodiment, a movable body 68 similar to the movable body 52 according to the second embodiment is used. However, a movable body similar to the movable body 12 according to the first embodiment is used. It is good also as a structure. In the third embodiment, the concave curved surface 65 having the same shape as the concave curved surface 5 according to the first embodiment is used. However, the concave curved surface 45 according to the second embodiment has the same shape. A configuration using a concave curved surface may be adopted.

次に、図14は本発明の第4の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、平滑処理としてのコーティング膜を凹状曲面に形成したことにある。なお、本実施の形態では、前記第2の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。   Next, FIG. 14 shows a fourth embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that a coating film as a smoothing process is formed on a concave curved surface. In the present embodiment, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

傾斜センサ81は、第2の実施の形態による傾斜センサ41とほぼ同様に、ケーシング42、磁電変換素子48、可動体52によって構成されている。但し、凹状曲面45の表面には、平滑処理としてフッ素樹脂やシリコン樹脂等による薄いコーティング膜82が形成されている。このコーティング膜82は、例えば潤滑性をもった滑らかな表面を有し、可動体52に対する接触抵抗を低減するものである。   The inclination sensor 81 is configured by a casing 42, a magnetoelectric conversion element 48, and a movable body 52 in substantially the same manner as the inclination sensor 41 according to the second embodiment. However, a thin coating film 82 made of fluorine resin, silicon resin or the like is formed on the surface of the concave curved surface 45 as a smoothing process. The coating film 82 has, for example, a smooth surface having lubricity, and reduces the contact resistance with respect to the movable body 52.

かくして、第4の実施の形態でも第1,第2の実施の形態と同様の作用効果を得ることができ、特に、平滑処理としてのコーティング膜82を凹状曲面45に形成したから、凹状曲面45と可動体52との間の摩擦抵抗を小さくすることができる。このため、傾斜角度θの変化に対して可動体52の応答性を高めることができ、傾斜角度θの検出精度を高めることができる。   Thus, the fourth embodiment can obtain the same effects as those of the first and second embodiments. In particular, since the coating film 82 as the smoothing process is formed on the concave curved surface 45, the concave curved surface 45 is provided. The frictional resistance between the movable body 52 and the movable body 52 can be reduced. For this reason, the responsiveness of the movable body 52 can be improved with respect to the change of the inclination angle θ, and the detection accuracy of the inclination angle θ can be improved.

なお、第4の実施の形態では、第2の実施の形態に適用した場合を例に挙げて説明したが、第1,第3の実施の形態に適用してもよい。また、第4の実施の形態では、凹状曲面45の表面にコーティング膜82を形成するものとしたが、可動体52の滑動面53にコーティング膜82を形成してもよく、凹状曲面45と滑動面53の両方にコーティング膜82を形成してもよい。   In the fourth embodiment, the case of applying to the second embodiment has been described as an example. However, the fourth embodiment may be applied to the first and third embodiments. In the fourth embodiment, the coating film 82 is formed on the surface of the concave curved surface 45. However, the coating film 82 may be formed on the sliding surface 53 of the movable body 52. A coating film 82 may be formed on both surfaces 53.

さらに、第4の実施の形態では、平滑処理として樹脂製のコーティング膜82を用いる構成としたが、メッキ等による金属薄膜を形成してもよく、表面研磨処理のように表面の凹凸を低減することができる各種の表面処理が適用可能である。   Furthermore, in the fourth embodiment, the resin coating film 82 is used as the smoothing process. However, a metal thin film by plating or the like may be formed, and surface irregularities are reduced as in the surface polishing process. Various surface treatments that can be applied are applicable.

次に、図15ないし図21は本発明の第5の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸のうち、水平方向のX軸方向に比べて水平方向のY軸方向の検出出力が大きくなる異方性を有する磁電変換素子を用いた場合、どの方向に傾けても略同じ検出出力が得られるようにするため、可動体収容空間の凹状曲面を、X軸方向に比べてY軸方向に向けて可動体を大きく変位させる異方性曲面によって形成したことにある。   Next, FIGS. 15 to 21 show a fifth embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is anisotropy in which the detection output in the horizontal Y-axis direction is larger than the horizontal X-axis direction among the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other. When using a magnetoelectric transducer, in order to obtain substantially the same detection output regardless of the direction, the concave curved surface of the movable body housing space is directed toward the Y axis direction compared to the X axis direction. It is formed by an anisotropic curved surface that is largely displaced.

傾斜センサ91は、第2の実施の形態による傾斜センサ41とほぼ同様に、ケーシング92、磁電変換素子98、可動体102によって構成されている。   The tilt sensor 91 is configured by a casing 92, a magnetoelectric conversion element 98, and a movable body 102 in substantially the same manner as the tilt sensor 41 according to the second embodiment.

ケーシング92は、例えば絶縁樹脂材料等の非磁性材料を用いて形成された非磁性容器である。このケーシング92は、有底な略円筒状に形成されたケーシング本体93と、該ケーシング本体93の開口部となる上部側を施蓋する蓋体94によって構成されている。   The casing 92 is a nonmagnetic container formed using a nonmagnetic material such as an insulating resin material. The casing 92 includes a casing main body 93 formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and a lid body 94 that covers the upper side serving as an opening of the casing main body 93.

ケーシング本体93の、鉛直方向の高さは数mm程度であり、水平面での断面形状は数mmの外径寸法の略円形になっている。また、ケーシング本体93の上部側には略半楕円体状に窪んだ凹部93Aが形成されると共に、該凹部93Aの開口側には円筒状の雄嵌合部93Bが下方に向けて一体に形成されている。   The height of the casing body 93 in the vertical direction is about several mm, and the cross-sectional shape in the horizontal plane is a substantially circular shape with an outer diameter of several mm. Further, a concave portion 93A that is recessed in a substantially semi-ellipsoidal shape is formed on the upper side of the casing body 93, and a cylindrical male fitting portion 93B is integrally formed downward on the opening side of the concave portion 93A. Has been.

凹部93Aの表面(露出面)は、上向きに開口した凹状曲面95となっている。この凹状曲面95は、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸のうち、水平方向のX軸方向とY軸方向とで断面形状が異なる異方性曲面によって形成されている。具体的には、凹状曲面95は、X軸方向が短軸となり、Y軸方向が長軸となった半割り形状の楕円体面によって形成されている。   The surface (exposed surface) of the recess 93A is a concave curved surface 95 that opens upward. The concave curved surface 95 is formed of an anisotropic curved surface having different cross-sectional shapes in the horizontal X-axis direction and the Y-axis direction among the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other. Specifically, the concave curved surface 95 is formed by a half-shaped ellipsoidal surface in which the X-axis direction is a short axis and the Y-axis direction is a long axis.

凹状曲面95を異方性曲面によって形成することで、ケーシング92が水平面(XY面)のいずれの方向に傾斜したときでも、磁電変換素子98から同じ出力レベルの検出信号Voutが得られる形状に形成されている。   By forming the concave curved surface 95 by an anisotropic curved surface, the casing 92 is formed in a shape in which the detection signal Vout having the same output level can be obtained from the magnetoelectric conversion element 98 when the casing 92 is inclined in any direction of the horizontal plane (XY plane). Has been.

蓋体94は、略円板状に形成されると共に、その外周縁には円筒状の雌嵌合部94Aが下方に向けて一体に形成されている。この雌嵌合部94A内にケーシング本体93の雄嵌合部93Bを嵌合挿入することによって、蓋体94はケーシング本体93に取り付けられ、ケーシング本体93と蓋体94との間に略半楕円体状の可動体収容空間96が形成される。また、蓋体94の中央部分には、凹状曲面95の最深部95Aに向けて下方に延びる第1の実施の形態によるロッド部7とほぼ同様なロッド部97が設けられている。   The lid body 94 is formed in a substantially disc shape, and a cylindrical female fitting portion 94A is integrally formed on the outer peripheral edge thereof downward. By fitting and inserting the male fitting portion 93B of the casing main body 93 into the female fitting portion 94A, the lid body 94 is attached to the casing main body 93, and a substantially semi-ellipse is formed between the casing main body 93 and the lid body 94. A body-like movable body accommodating space 96 is formed. In addition, a rod portion 97 substantially the same as the rod portion 7 according to the first embodiment extending downward toward the deepest portion 95A of the concave curved surface 95 is provided at the center portion of the lid 94.

次に、磁束密度検知手段となる磁電変換素子98として、磁性薄膜の磁気抵抗素子を用いた場合について説明する。なお、磁電変換素子98は、小型化するために、磁性薄膜磁気抵抗素子からなる磁気抵抗センサ98Aと、差動増幅器98Bとを集積化したAMR−IC(Anisotropic Magneto Resistance Integrated Circuit)とによって構成されている。磁気抵抗センサ98Aは、4個の磁気抵抗素子R1〜R4から構成される。磁気抵抗素子R1〜R4は、インジウムアンチモン(InSb)等の磁気抵抗材料をセンサ基板S上に蒸着する等の手段を用いて形成される。磁気抵抗素子R1〜R4は、複数の伸長パターンをミアンダ状に接続配置して形成される。伸長パターンをセンサ基板Sの上下方向に一致させた、磁気抵抗素子R1をセンサ基板Sの左上に、磁気抵抗素子R4をセンサ基板Sの右下に配置形成する。伸長パターンをセンサ基板Sの左右方向に一致させた、磁気抵抗素子R2をセンサ基板Sの左下に、磁気抵抗素子R3をセンサ基板Sの右上に配置形成する。   Next, a case where a magnetic thin film magnetoresistive element is used as the magnetoelectric conversion element 98 serving as the magnetic flux density detecting means will be described. In order to reduce the size, the magnetoelectric conversion element 98 is configured by an AMR-IC (Anisotropic Magneto Resistance Integrated Circuit) in which a magnetoresistive sensor 98A composed of a magnetic thin film magnetoresistive element and a differential amplifier 98B are integrated. ing. The magnetoresistive sensor 98A is composed of four magnetoresistive elements R1 to R4. The magnetoresistive elements R1 to R4 are formed using means such as vapor deposition of a magnetoresistive material such as indium antimony (InSb) on the sensor substrate S. The magnetoresistive elements R1 to R4 are formed by connecting and arranging a plurality of elongated patterns in a meander shape. The magnetoresistive element R1 is arranged on the upper left side of the sensor substrate S and the magnetoresistive element R4 is arranged on the lower right side of the sensor substrate S. The magnetoresistive element R2 is arranged at the lower left of the sensor substrate S and the magnetoresistive element R3 is arranged at the upper right of the sensor substrate S.

磁気抵抗素子R1〜R4はブリッジ接続され、差動増幅器98Bの入力端子は、磁気抵抗素子R1,R2間の接続点と、磁気抵抗素子R3,R4間の接続点とにそれぞれ接続される。磁気抵抗素子R2,R4間の接続点は、外部のグランドGNDに接続するためのグランド端子99が電気的に接続される。また、磁気抵抗素子R1,R3間の接続点は、駆動電圧Vddを供給するための駆動電圧端子100が電気的に接続される。さらに、差動増幅器98Bの出力端子は、例えば電圧等の検出信号Voutを出力する信号出力端子101が電気的に接続される。差動増幅器98Bは、これら2つの接続点間に生じる電位差を差動増幅し、検出信号Voutを出力する。   The magnetoresistive elements R1 to R4 are bridge-connected, and the input terminal of the differential amplifier 98B is connected to a connection point between the magnetoresistive elements R1 and R2 and a connection point between the magnetoresistive elements R3 and R4. A connection point between the magnetoresistive elements R2 and R4 is electrically connected to a ground terminal 99 for connection to an external ground GND. A driving voltage terminal 100 for supplying a driving voltage Vdd is electrically connected to a connection point between the magnetoresistive elements R1 and R3. Furthermore, the output terminal of the differential amplifier 98B is electrically connected to a signal output terminal 101 that outputs a detection signal Vout such as a voltage. The differential amplifier 98B differentially amplifies the potential difference generated between these two connection points and outputs a detection signal Vout.

なお、センサ基板Sは、磁気抵抗素子R1とR2(R3とR4)とを結ぶ方向が鉛直方向(Z軸方向)と一致し、また、磁気抵抗素子R1とR3(R2とR4)とを結ぶ方向が水平方向(X軸方向)と一致するように配置される。磁気抵抗素子R1とR4は、水平方向(X軸方向)の磁束密度の変化に応じてその抵抗値が変化する。磁気抵抗素子R2とR3は、鉛直方向(Z軸方向)の磁束密度の変化に応じてその抵抗値が変化する。   In the sensor substrate S, the direction connecting the magnetoresistive elements R1 and R2 (R3 and R4) coincides with the vertical direction (Z-axis direction), and the magnetoresistive elements R1 and R3 (R2 and R4) are connected. The direction is arranged so as to coincide with the horizontal direction (X-axis direction). The resistance values of the magnetoresistive elements R1 and R4 change according to the change in the magnetic flux density in the horizontal direction (X-axis direction). The resistance values of the magnetoresistive elements R2 and R3 change according to the change in the magnetic flux density in the vertical direction (Z-axis direction).

XZ面に平行な磁束密度がセンサ基板Sに印加されたときには、4個の磁気抵抗素子R1〜R4の抵抗値が全て変化する。このため、ケーシング92をX軸方向に傾けたときには、検出信号Voutは、例えば駆動電圧Vddの正負の範囲で変化する(−Vdd≦Vout≦Vdd)。   When the magnetic flux density parallel to the XZ plane is applied to the sensor substrate S, the resistance values of the four magnetoresistive elements R1 to R4 all change. For this reason, when the casing 92 is tilted in the X-axis direction, the detection signal Vout changes, for example, in a positive / negative range of the drive voltage Vdd (−Vdd ≦ Vout ≦ Vdd).

一方、XY面に平行な磁束密度がセンサ基板Sに印加されたときには、2個の磁気抵抗素子R2,R3の抵抗値は変化するものの、残余の2個の磁気抵抗素子R1,R4の抵抗値は殆ど変化しない。このため、ケーシング92をY軸方向に傾けたときには、検出信号Voutは、グランド電位から駆動電圧Vddの範囲で変化する(0≦Vout≦Vdd)。   On the other hand, when a magnetic flux density parallel to the XY plane is applied to the sensor substrate S, the resistance values of the remaining two magnetoresistive elements R1, R4 change, although the resistance values of the two magnetoresistive elements R2, R3 change. Hardly changes. For this reason, when the casing 92 is tilted in the Y-axis direction, the detection signal Vout changes in the range from the ground potential to the drive voltage Vdd (0 ≦ Vout ≦ Vdd).

この結果、磁気抵抗センサ98Aは、X軸方向に磁束φを傾斜させたときの検出信号Voutに比べてY軸方向に磁束を傾斜させたときの検出信号Voutが大きな出力レベルとなる異方性の出力特性を有している。   As a result, the magnetoresistive sensor 98A has anisotropy in which the detection signal Vout when the magnetic flux is tilted in the Y-axis direction has a higher output level than the detection signal Vout when the magnetic flux φ is tilted in the X-axis direction. Output characteristics.

磁電変換素子98は、凹状曲面95の最深部95Aよりも数百μm〜数mm下側に位置したケーシング本体93の内部に設けられる。即ち、磁電変換素子98は、可動体収容空間96に収容される可動体102の滑動面103に対向する位置に配置される。   The magnetoelectric conversion element 98 is provided inside the casing main body 93 located several hundred μm to several mm below the deepest portion 95 </ b> A of the concave curved surface 95. That is, the magnetoelectric conversion element 98 is disposed at a position facing the sliding surface 103 of the movable body 102 accommodated in the movable body accommodating space 96.

可動体102は、磁性材料を用いて形成され、略半球状のマグネット(永久磁石)に形成されている。第2の実施の形態による可動体52とほぼ同様に、この可動体102の底部側は下向きの凸状曲面からなる滑動面103が形成されると共に、上部側は平坦面となった上面104が形成されている。これにより、可動体102は、略半球面となった滑動面103の頂点部分102Aで厚さが最大になると共に、頂点部分102Aから上面104の上面周縁部分102Bに近付くに従って漸次厚さが薄くなっている。   The movable body 102 is formed using a magnetic material, and is formed into a substantially hemispherical magnet (permanent magnet). In substantially the same manner as the movable body 52 according to the second embodiment, a sliding surface 103 made of a downward convex curved surface is formed on the bottom side of the movable body 102, and an upper surface 104 having a flat surface on the upper side. Is formed. As a result, the movable body 102 has a maximum thickness at the apex portion 102A of the sliding surface 103 that is substantially hemispherical, and gradually decreases in thickness as it approaches the upper surface peripheral portion 102B of the upper surface 104 from the apex portion 102A. ing.

また、可動体102は、滑動面103と上面104とが互いに逆極性となるように磁化されている。これにより、可動体102の滑動面103の法線方向に向けて磁束φを発生する。なお、可動体102の厚さが最大の頂点部分102Aの周囲では磁束密度が高くなると共に、厚さが薄くなる上面周縁部分102Bに近付くに従って漸次磁束密度が低くなる。   The movable body 102 is magnetized so that the sliding surface 103 and the upper surface 104 have opposite polarities. As a result, a magnetic flux φ is generated in the normal direction of the sliding surface 103 of the movable body 102. Note that the magnetic flux density increases around the apex portion 102A where the thickness of the movable body 102 is maximum, and the magnetic flux density gradually decreases as it approaches the upper peripheral portion 102B where the thickness is reduced.

可動体102は、ケーシング92の凹状曲面95と、可動体102の滑動面103とが接触して滑り移動できるように、滑動面103を下向きにしてケーシング92の可動体収容空間96に収容されている。このため、ケーシング92を水平状態から傾けると、可動体102は凹状曲面95に沿って可動体収容空間96の内部を滑動変位する。   The movable body 102 is accommodated in the movable body accommodating space 96 of the casing 92 with the sliding surface 103 facing downward so that the concave curved surface 95 of the casing 92 and the sliding surface 103 of the movable body 102 can contact and slide. Yes. Therefore, when the casing 92 is tilted from the horizontal state, the movable body 102 slides and displaces inside the movable body accommodating space 96 along the concave curved surface 95.

可動体102の上面周縁部分102Bは円弧状にR面取りが施され、面取り部105が形成されている。また、可動体102には、上面104の中央側に位置して略円形に窪んだ凹陥部106が形成されている。   The upper peripheral edge portion 102B of the movable body 102 is rounded in an arc shape to form a chamfered portion 105. In addition, the movable body 102 is formed with a recessed portion 106 that is located on the center side of the upper surface 104 and is recessed in a substantially circular shape.

第5の実施の形態では、傾斜センサをX軸方向に傾けたときの検出信号Voutに比べてY軸方向に傾けたときの検出信号Voutが大きな出力レベルとなる異方性を有する磁電変換素子98を用いる構成とした。一方、可動体収容空間96の凹状曲面95は、X軸方向に比べてY軸方向に向けて可動体102を大きく変位させる楕円体面によって形成した。このため、ケーシング92をX軸方向に傾けたときに比べて、Y軸方向に傾けたときの方が、傾斜角度θに対する可動体102の変位量を大きくして、磁電変換素子98と可動体102の頂点部分102Aとの位置変化を大きくすることができる。   In the fifth embodiment, the magnetoelectric transducer has anisotropy in which the detection signal Vout when the tilt sensor is tilted in the Y-axis direction has a higher output level than the detection signal Vout when tilted in the X-axis direction. 98 was used. On the other hand, the concave curved surface 95 of the movable body accommodating space 96 is formed by an ellipsoidal surface that greatly displaces the movable body 102 in the Y-axis direction compared to the X-axis direction. Therefore, when the casing 92 is tilted in the X-axis direction, the amount of displacement of the movable body 102 with respect to the tilt angle θ is increased when the casing 92 is tilted in the Y-axis direction, and the magnetoelectric conversion element 98 and the movable body. The positional change with the vertex part 102A of 102 can be enlarged.

このため、ケーシング92をX軸方向に傾けたときに比べて、Y軸方向に傾けたときの方が、磁電変換素子98に印加される磁束密度の変化が大きくなる。即ち、同じ傾斜角度θでX軸方向に傾けたときに比べて、Y軸方向に傾けたときの方が可動体102から磁電変換素子98に印加される磁束密度を低下させて、検出信号Voutの出力レベルを抑制することができる。この結果、ケーシング92がX軸方向に傾斜したときの磁電変換素子98の検出信号Voutと、ケーシング92がY軸方向に傾斜したときの磁電変換素子98の検出信号Voutとは、傾斜角度θに対する出力レベルをほぼ等しくすることができる。なお、第5の実施の形態でも第1,第2の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   For this reason, the change in the magnetic flux density applied to the magnetoelectric conversion element 98 becomes larger when the casing 92 is tilted in the Y-axis direction than when the casing 92 is tilted in the X-axis direction. That is, the magnetic flux density applied from the movable body 102 to the magnetoelectric transducer 98 is lowered when tilted in the Y-axis direction compared to when tilted in the X-axis direction at the same tilt angle θ, and the detection signal Vout. The output level can be suppressed. As a result, the detection signal Vout of the magnetoelectric conversion element 98 when the casing 92 is inclined in the X-axis direction and the detection signal Vout of the magnetoelectric conversion element 98 when the casing 92 is inclined in the Y-axis direction are relative to the inclination angle θ. The output level can be made substantially equal. In the fifth embodiment, the same effects as those in the first and second embodiments can be obtained.

次に、図22ないし図24は本発明の第6の実施の形態を示している。そして、本実施の形態の特徴は、可動体収容空間の凹状曲面を、X軸方向が短軸となりY軸方向が長軸となった半割り形状の楕円体面と、半球面とを組み合わせた異方性曲面によって形成したことにある。なお、半割り形状の楕円体面と半球面とは、楕円体面の中央部分で接した状態で組み合わされる。なお、本実施の形態では、前記第5の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。   Next, FIG. 22 to FIG. 24 show a sixth embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the concave curved surface of the movable body accommodating space is a combination of a half-shaped ellipsoidal surface in which the X-axis direction is the short axis and the Y-axis direction is the long axis, and a hemispherical surface. This is because it is formed by an isotropic curved surface. Note that the half-shaped ellipsoidal surface and the hemispherical surface are combined while being in contact with each other at the center of the ellipsoidal surface. In the present embodiment, the same components as those in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

傾斜センサ111は、第5の実施の形態による傾斜センサ91とほぼ同様に、ケーシング112、磁電変換素子98、可動体102によって構成されている。   The inclination sensor 111 is configured by a casing 112, a magnetoelectric conversion element 98, and a movable body 102 in substantially the same manner as the inclination sensor 91 according to the fifth embodiment.

ケーシング112は、例えば絶縁樹脂材料等の非磁性材料を用いて形成された非磁性容器である。このケーシング112は、有底な略円筒状に形成されたケーシング本体113と、該ケーシング本体113の開口部となる上部を施蓋する蓋体114によって構成されている。   The casing 112 is a nonmagnetic container formed using a nonmagnetic material such as an insulating resin material. The casing 112 includes a casing main body 113 formed in a substantially cylindrical shape with a bottom, and a lid body 114 that covers an upper portion serving as an opening of the casing main body 113.

ケーシング本体113の鉛直方向の高さは数mm程度であり、水平面での断面形状は数mmの外径寸法の略円形になっている。また、ケーシング本体113の上部側には略半楕円体状に窪んだ凹部113Aが形成されると共に、該凹部113Aの開口縁には円筒状の雄嵌合部113Bが一体に形成されている。   The height of the casing body 113 in the vertical direction is about several mm, and the cross-sectional shape in the horizontal plane is a substantially circular shape with an outer diameter of several mm. A concave portion 113A that is recessed in a substantially semi-ellipsoidal shape is formed on the upper side of the casing body 113, and a cylindrical male fitting portion 113B is integrally formed at the opening edge of the concave portion 113A.

凹部113Aの表面(露出面)は、上向きに開口した凹状曲面115となっており、X軸方向とY軸方向とで断面形状が異なる異方性曲面によって形成されている。具体的には、凹状曲面115は、X軸方向が短軸となり、Y軸方向が長軸となった半割り形状の楕円体面115Aと、楕円体面115Aの長手方向の長さ寸法よりも小さく短手方向の長さ寸法よりも大きな直径寸法D2bをもった半球面115Bとを組み合わせた異方性曲面によって形成されている。このとき、楕円体面115Aの最深部と半球面115Bの最深部とが、形成される凹状曲面115の最深部115Cと一致するように配置形成される。この結果、楕円体面115Aと半球面115Bとが、形成される凹状曲面115の最深部115Cで接し、凹部113AはXZ面およびYZ面に対して面対称に形成される。   The surface (exposed surface) of the recess 113A is a concave curved surface 115 that opens upward, and is formed by an anisotropic curved surface having different cross-sectional shapes in the X-axis direction and the Y-axis direction. Specifically, the concave curved surface 115 is shorter than the length in the longitudinal direction of the halved ellipsoidal surface 115A in which the X-axis direction is the minor axis and the Y-axis direction is the major axis, and the ellipsoidal surface 115A. It is formed by an anisotropic curved surface combined with a hemispherical surface 115B having a diameter D2b larger than the length in the hand direction. At this time, the deepest part of the ellipsoidal surface 115A and the deepest part of the hemispherical surface 115B are arranged and formed so as to coincide with the deepest part 115C of the concave curved surface 115 to be formed. As a result, the ellipsoidal surface 115A and the hemispherical surface 115B are in contact with each other at the deepest portion 115C of the concave curved surface 115 to be formed, and the concave portion 113A is formed symmetrically with respect to the XZ plane and the YZ plane.

なお、楕円体面115Aの長軸寸法D2aと半球面115Bの直径寸法D2bは、ケーシング112がXY面のいずれの方向に傾斜したときでも、凹状曲面115の最深部115Cの下側に位置する磁電変換素子98から同じ出力レベルの検出信号Voutが得られる形状となるように選択される。   The major axis dimension D2a of the ellipsoidal surface 115A and the diameter dimension D2b of the hemispherical surface 115B are such that the magnetoelectric conversion is located below the deepest portion 115C of the concave curved surface 115 when the casing 112 is inclined in any direction of the XY plane. The elements 98 are selected so as to obtain a detection signal Vout having the same output level.

蓋体114は、略円板状に形成されると共に、その外周縁には円筒状の雌嵌合部114Aが下方に向けて一体に形成されている。この雌嵌合部114A内にケーシング本体113の雄嵌合部113Bを嵌合挿入することによって、蓋体114はケーシング本体113に取り付けられ、ケーシング本体113と蓋体114との間に半割り形状の楕円体と略半球を組み合わせた可動体収容空間116が形成される。また、蓋体114の中央部分には、第1の実施の形態によるロッド部7とほぼ同様なロッド部117が設けられている。   The lid body 114 is formed in a substantially disc shape, and a cylindrical female fitting portion 114A is integrally formed on the outer peripheral edge thereof downward. By fitting and inserting the male fitting portion 113B of the casing main body 113 into the female fitting portion 114A, the lid body 114 is attached to the casing main body 113, and a halved shape is formed between the casing main body 113 and the lid body 114. The movable body accommodating space 116 is formed by combining the ellipsoid and the substantially hemisphere. In addition, a rod portion 117 substantially the same as the rod portion 7 according to the first embodiment is provided at the center portion of the lid body 114.

第6の実施の形態では、凹状曲面115は楕円体面115Aと半球面115Bとを組み合わせた異方性曲面によって形成したから、半割り形状の楕円体面のみによって形成した場合に比べて、可動体102と凹状曲面115との接触面積を少なくして、これらの摩擦抵抗を小さくすることができる。このため、傾斜角度θに対する可動体102の応答性を高め、傾斜角度θの検出精度を向上することができる。なお、第6の実施の形態でも第1,第2,第5の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。   In the sixth embodiment, since the concave curved surface 115 is formed by an anisotropic curved surface in which the ellipsoidal surface 115A and the hemispherical surface 115B are combined, the movable body 102 is compared with the case where the concave curved surface 115 is formed only by the half-shaped ellipsoidal surface. The frictional resistance can be reduced by reducing the contact area between the concave curved surface 115 and the concave curved surface 115. For this reason, the responsiveness of the movable body 102 with respect to the inclination angle θ can be improved, and the detection accuracy of the inclination angle θ can be improved. In the sixth embodiment, the same operational effects as those of the first, second, and fifth embodiments can be obtained.

なお、前記第5,第6の実施の形態では、面取り部105を備えた可動体102を用いる構成としたが、第1の実施の形態による可動体12と同様に、面取り部を省いた可動体を用いる構成としてもよい。また、前記第5,第6の実施の形態の凹状曲面95,115には、第4の実施の形態と同様に平滑処理を施してもよく、可動体102の滑動面103に平滑処理を施してもよい。また、前記第5,第6の実施の形態でも、第2の実施の形態による凹状曲面と同様に、凹状曲面の最深部には平坦面となった底面部を形成する構成としてもよい。   In the fifth and sixth embodiments, the movable body 102 provided with the chamfered portion 105 is used. However, as with the movable body 12 according to the first embodiment, the movable body without the chamfered portion is used. It is good also as a structure using a body. In addition, the concave curved surfaces 95 and 115 of the fifth and sixth embodiments may be smoothed in the same manner as in the fourth embodiment, and the sliding surface 103 of the movable body 102 is smoothed. May be. Also in the fifth and sixth embodiments, similarly to the concave curved surface according to the second embodiment, a bottom surface portion that is a flat surface may be formed at the deepest portion of the concave curved surface.

また、前記第2〜第6の実施の形態では、可動体52,68,102の上面周縁部分52B,68B,102Bに断面円弧状の面取り部55,71,105を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図25に示す第1の変形例による傾斜センサ121のように、可動体122の上面周縁部分122BにはC面取りを施して断面直線状の面取り部125を設ける構成としてもよい。この場合、可動体122は、頂点部分122Aが下側に突出した滑動面123と平坦な上面124とを備えるものである。   Moreover, in the said 2nd-6th embodiment, it was set as the structure which provided the chamfered part 55, 71, 105 of a circular arc cross section in the upper surface peripheral part 52B, 68B, 102B of the movable body 52,68,102. However, the present invention is not limited to this. For example, as in the tilt sensor 121 according to the first modification shown in FIG. 25, the upper peripheral edge portion 122B of the movable body 122 is chamfered to provide a chamfered portion 125 having a linear cross section. It is good also as a structure which provides. In this case, the movable body 122 includes a sliding surface 123 having a vertex portion 122A protruding downward and a flat upper surface 124.

また、可動体122の面取り部125は、可動体122の上側に向かうに従って、可動体122の径方向外側から内側に向けて傾斜した円錐側面を形成する構成としたが、例えば可動体122の高さ方向と平行な円周面を形成してもよい。   Further, the chamfered portion 125 of the movable body 122 is configured to form a conical side surface that is inclined from the radially outer side to the inner side of the movable body 122 toward the upper side of the movable body 122. A circumferential surface parallel to the vertical direction may be formed.

また、前記第1〜第6の実施の形態では、可動体12,52,68,102は半球面からなる滑動面13,53,69,103の曲率半径に近い厚さ寸法を有する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図26に示す第2の変形例による傾斜センサ131のように、所望な磁束密度の分布が得られる範囲内で、可動体132は半球面からなる滑動面133の曲率半径よりも小さい厚さ寸法(例えば曲率半径の半分程度)を有する構成としてもよい。この場合、可動体132は、頂点部分132Aが下側に突出した滑動面133と平坦な上面134とを備え、頂点部分132Aから上面周縁部分132Bに近付くに従って、その厚さ寸法が漸次小さくなるものである。また、転動が防止できる範囲内で、可動体は、滑動面の曲率半径よりも大きな厚さ寸法を有する構成としてもよい。   In the first to sixth embodiments, the movable bodies 12, 52, 68, 102 have a thickness dimension close to the radius of curvature of the sliding surfaces 13, 53, 69, 103 made of a hemispherical surface. . However, the present invention is not limited to this, and the movable body 132 is made of a hemispherical surface within a range in which a desired magnetic flux density distribution can be obtained, such as the tilt sensor 131 according to the second modification shown in FIG. The surface 133 may have a thickness dimension smaller than the radius of curvature (for example, about half of the radius of curvature). In this case, the movable body 132 includes a sliding surface 133 with a vertex portion 132A protruding downward and a flat upper surface 134, and the thickness dimension gradually decreases as the vertex portion 132A approaches the upper surface peripheral portion 132B. It is. Further, the movable body may have a thickness dimension larger than the radius of curvature of the sliding surface within a range in which rolling can be prevented.

また、前記第2〜第6の実施の形態では、可動体52,68,102には上面54,70,104の中央部分に位置して円柱状に窪んだ凹陥部56,72,106を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図27に示す第3の変形例による傾斜センサ141のように、可動体142には上面144の中央部分に位置してボウル状に窪んだ凹陥部145を設ける構成としてもよい。この場合でも、可動体142は、半球面からなる滑動面143を備えると共に、頂点部分142Aから上面周縁部分142Bに近付くに従って、その厚さ寸法が漸次小さくなるのが好ましい。   In the second to sixth embodiments, the movable bodies 52, 68, 102 are provided with recessed portions 56, 72, 106 that are located in the center of the upper surfaces 54, 70, 104 and are recessed in a cylindrical shape. The configuration. However, the present invention is not limited to this. For example, like the tilt sensor 141 according to the third modification shown in FIG. 27, the movable body 142 is located at the center of the upper surface 144 and is recessed in a bowl shape. It is good also as a structure which provides. Even in this case, it is preferable that the movable body 142 includes the sliding surface 143 formed of a hemispherical surface, and the thickness dimension thereof gradually decreases as the apex portion 142A approaches the upper peripheral portion 142B.

また、前記各実施の形態では、可動体12,52,68,102はマグネットによって構成した。しかし、本発明はこれに限らず、図28に示す第4の変形例による傾斜センサ151のように、可動体152とは別個に磁束φの発生源となるマグネット155をケーシング2′に設ける構成としてもよい。この場合、可動体152は、磁性材料によって形成されるものの、着磁されている必要はない。また、可動体152は、半球面からなる滑動面153と平坦な上面154とを備え、頂点部分152Aから上面周縁部分152Bに近付くに従って、その厚さ寸法が漸次小さくなる。さらに、マグネット155は、ケーシング2′の蓋体4′に設けると共に、可動体152の滑動面153を介して磁電変換素子8に磁束密度を印加するために、例えば可動体152を挟んで磁電変換素子8とは反対側となる位置に配置するものである。   In each of the above embodiments, the movable bodies 12, 52, 68, and 102 are made of magnets. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which a magnet 155 serving as a generation source of the magnetic flux φ is provided in the casing 2 ′ separately from the movable body 152, as in the tilt sensor 151 according to the fourth modification shown in FIG. 28. It is good. In this case, the movable body 152 is formed of a magnetic material, but does not need to be magnetized. In addition, the movable body 152 includes a sliding surface 153 formed of a hemispherical surface and a flat upper surface 154, and the thickness dimension gradually decreases as the apex portion 152A approaches the upper peripheral portion 152B. Further, the magnet 155 is provided on the lid 4 ′ of the casing 2 ′, and in order to apply a magnetic flux density to the magnetoelectric conversion element 8 via the sliding surface 153 of the movable body 152, for example, magnetoelectric conversion is sandwiched between the movable body 152. It is arranged at a position opposite to the element 8.

また、前記各実施の形態では、可動体12,52,68,102はその全体を磁性体材料を用いて形成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、可動体は、例えば磁性体材料をインサートした状態で半球状をなす外形部分を非磁性の樹脂材料を用いて形成する構成としてもよい。   Further, in each of the above embodiments, the movable bodies 12, 52, 68 and 102 are entirely formed using a magnetic material. However, the present invention is not limited to this, and the movable body may be configured such that, for example, a hemispherical outer shape is formed using a non-magnetic resin material with a magnetic material inserted.

さらに、前記各実施の形態では、磁束検知センサをケーシング2,42,62,92,112の傾斜角度θを検出する傾斜センサ1,41,61,81,91,111に適用した場合を例に挙げて説明したが、例えばケーシングが所望の傾斜角度だけ傾いたときに、スイッチのオン、オフを切り換える傾斜スイッチに適用してもよい。   Furthermore, in each said embodiment, the case where the magnetic flux detection sensor is applied to the inclination sensors 1, 41, 61, 81, 91, 111 for detecting the inclination angle θ of the casings 2, 42, 62, 92, 112 is taken as an example. However, the present invention may be applied to a tilt switch that switches on and off when the casing is tilted by a desired tilt angle.

1,41,61,81,91,111,121,131,141,151 傾斜センサ(磁束検知センサ)
2,42,62,92,112,2′ ケーシング(非磁性容器)
5,45,65,95,115 凹状曲面
6,46,66,96,116 可動体収容空間
8,48,98 磁電変換素子(磁束密度検知手段)
12,52,68,102,122,132,142,152 可動体
12A,52A,68A,102A,122A,132A,142A,152A 頂点部分
12B,52B,68B,102B,122B,132B,142B,152B 上面周縁部分
13,53,69,103,123,133,143,153 滑動面
14,54,70,104,124,134,144,154 上面
55,71,105,125 面取り部
82 コーティング膜
1, 41, 61, 81, 91, 111, 121, 131, 141, 151 Inclination sensor (magnetic flux detection sensor)
2,42,62,92,112,2 'casing (non-magnetic container)
5, 45, 65, 95, 115 Concave curved surface 6, 46, 66, 96, 116 Movable body accommodating space 8, 48, 98 Magnetoelectric conversion element (magnetic flux density detecting means)
12, 52, 68, 102, 122, 132, 142, 152 Movable body 12A, 52A, 68A, 102A, 122A, 132A, 142A, 152A Vertex portion 12B, 52B, 68B, 102B, 122B, 132B, 142B, 152B Peripheral portion 13, 53, 69, 103, 123, 133, 143, 153 Sliding surface 14, 54, 70, 104, 124, 134, 144, 154 Upper surface 55, 71, 105, 125 Chamfered portion 82 Coating film

Claims (9)

底部側に形成された下向きの凸状曲面からなる滑動面と該滑動面の上部側に形成された水平面からなる上面とを備えた可動体と、該可動体の滑動面を滑動自在に支持する上向きの凹状曲面を有する可動体収容空間を備えた非磁性容器と、該非磁性容器に設けられ前記可動体の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する磁束密度検知手段とを有する磁束検知センサであって、
前記可動体の滑動面と前記磁束密度検知手段とを対向配置し、前記滑動面を介して前記磁束密度検知手段に磁束を印加すると共に、
前記可動体における前記滑動面と前記上面とが交差する上面周縁には、当該上面周縁における磁束密度の集中を緩和する面取り部を設け、
前記非磁性容器が水平状態から傾いたときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置から変位し、
前記非磁性容器が水平状態に戻ったときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置に復帰する構成としてなる磁束検知センサ。
A movable body having a sliding surface formed of a downward convex curved surface formed on the bottom side and a top surface formed of a horizontal surface formed on the upper side of the sliding surface, and slidably supports the sliding surface of the movable body A magnetic flux detection sensor comprising a non-magnetic container having a movable body accommodating space having an upward concave curved surface, and a magnetic flux density detection means provided in the non-magnetic container for detecting a change in magnetic flux density caused by sliding of the movable body. And
The sliding surface of the movable body and the magnetic flux density detection means are arranged to face each other, and a magnetic flux is applied to the magnetic flux density detection means through the sliding surface,
A chamfered portion that relaxes the concentration of magnetic flux density at the periphery of the upper surface is provided on the periphery of the upper surface where the sliding surface and the upper surface intersect in the movable body,
When the nonmagnetic container is tilted from a horizontal state, the movable body is displaced from a steady position along the concave curved surface of the nonmagnetic container,
When the nonmagnetic container returns to a horizontal state, the movable body is configured to return to a steady position along the concave curved surface of the nonmagnetic container.
底部側に下向きの半球面からなる滑動面が形成された半球状の可動体と、該可動体の滑動面を滑動自在に支持する上向きの凹状曲面を有する可動体収容空間を備えた非磁性容器と、該非磁性容器に設けられ前記可動体の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する磁束密度検知手段とを有する磁束検知センサであって、
前記可動体の滑動面と前記磁束密度検知手段とを対向配置し、前記滑動面を介して前記磁束密度検知手段に磁束を印加すると共に、
前記可動体の上面周縁には、当該上面周縁における磁束密度の集中を緩和する面取り部を設け、
前記非磁性容器が水平状態から傾いたときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置から変位し、
前記非磁性容器が水平状態に戻ったときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置に復帰する構成としてなる磁束検知センサ。
A non-magnetic container comprising a hemispherical movable body having a sliding surface composed of a downward-facing hemispherical surface on the bottom side, and a movable body accommodating space having an upward concave curved surface that slidably supports the sliding surface of the movable body And a magnetic flux detection sensor provided in the nonmagnetic container and detecting a change in magnetic flux density caused by sliding of the movable body,
The sliding surface of the movable body and the magnetic flux density detection means are arranged to face each other, and a magnetic flux is applied to the magnetic flux density detection means through the sliding surface,
A chamfered portion for relaxing the concentration of magnetic flux density at the upper surface periphery is provided on the upper surface periphery of the movable body,
When the nonmagnetic container is tilted from a horizontal state, the movable body is displaced from a steady position along the concave curved surface of the nonmagnetic container,
When the nonmagnetic container returns to a horizontal state, the movable body is configured to return to a steady position along the concave curved surface of the nonmagnetic container.
前記可動体は、磁性材料を用いて形成され、前記滑動面と上面とが互いに逆極性となった状態で磁化した構成としてなる請求項1に記載の磁束検知センサ。   The magnetic flux detection sensor according to claim 1, wherein the movable body is formed using a magnetic material and is magnetized in a state in which the sliding surface and the upper surface have opposite polarities. 前記可動体は、磁性材料を用いて形成され、前記滑動面と上面とが互いに逆極性となった状態で磁化した構成としてなる請求項2に記載の磁束検知センサ。   The magnetic flux detection sensor according to claim 2, wherein the movable body is formed using a magnetic material and is magnetized in a state in which the sliding surface and the upper surface have opposite polarities. 前記可動体収容空間の凹状曲面は、前記可動体の滑動面よりも大きな曲率半径をもった球面によって形成してなる請求項2または4に記載の磁束検知センサ。   5. The magnetic flux detection sensor according to claim 2, wherein the concave curved surface of the movable body housing space is formed by a spherical surface having a larger radius of curvature than the sliding surface of the movable body. 前記可動体の滑動面と前記可動体収容空間の凹状曲面とのうち少なくともいずれか一方には、平滑処理を施してなる請求項1ないし5のいずれかに記載の磁束検知センサ。   The magnetic flux detection sensor according to claim 1, wherein at least one of the sliding surface of the movable body and the concave curved surface of the movable body housing space is subjected to a smoothing process. 前記磁束密度検知手段は、水平面の互いに直交するX軸方向およびY軸方向において、X軸方向に磁束を傾斜させたときの検出信号に比べてY軸方向に磁束を傾斜させたときの検出信号が大きな出力レベルとなる異方性を有し、
前記可動体収容空間の凹状曲面は、前記磁束密度検知手段の異方性を補うために、X軸方向に比べてY軸方向に向けて前記可動体を大きく変位させる異方性曲面によって形成してなる請求項1ないし6のいずれかに記載の磁束検知センサ。
The magnetic flux density detecting means is a detection signal when the magnetic flux is tilted in the Y-axis direction compared to a detection signal when the magnetic flux is tilted in the X-axis direction in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other on the horizontal plane. Has anisotropy that results in a large output level,
The concave curved surface of the movable body accommodating space is formed by an anisotropic curved surface that greatly displaces the movable body in the Y-axis direction compared to the X-axis direction in order to compensate for the anisotropy of the magnetic flux density detecting means. The magnetic flux detection sensor according to any one of claims 1 to 6.
底部側に形成された下向きの凸状曲面からなる滑動面と該滑動面の上部側に形成された水平面からなる上面とを備えた可動体と、該可動体の滑動面を滑動自在に支持する上向きの凹状曲面を有する可動体収容空間を備えた非磁性容器と、該非磁性容器に設けられ前記可動体の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する磁束密度検知手段とを有する磁束検知センサであって、
前記可動体の滑動面と前記磁束密度検知手段とを対向配置し、
前記非磁性容器が水平状態から傾いたときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置から変位し、
前記非磁性容器が水平状態に戻ったときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置に復帰する構成としてなる磁束検知センサ。
A movable body having a sliding surface formed of a downward convex curved surface formed on the bottom side and a top surface formed of a horizontal surface formed on the upper side of the sliding surface, and slidably supports the sliding surface of the movable body A magnetic flux detection sensor comprising a non-magnetic container having a movable body accommodating space having an upward concave curved surface, and a magnetic flux density detection means provided in the non-magnetic container for detecting a change in magnetic flux density caused by sliding of the movable body. And
The sliding surface of the movable body and the magnetic flux density detecting means are arranged to face each other.
When the nonmagnetic container is tilted from a horizontal state, the movable body is displaced from a steady position along the concave curved surface of the nonmagnetic container,
When the nonmagnetic container returns to a horizontal state, the movable body is configured to return to a steady position along the concave curved surface of the nonmagnetic container.
底部側に下向きの半球面からなる滑動面が形成された半球状の可動体と、該可動体の滑動面を滑動自在に支持する上向きの凹状曲面を有する可動体収容空間を備えた非磁性容器と、該非磁性容器に設けられ前記可動体の滑動によって生じる磁束密度の変化を検知する磁束密度検知手段とを有する磁束検知センサであって、
前記可動体の滑動面と前記磁束密度検知手段とを対向配置し、
前記非磁性容器が水平状態から傾いたときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置から変位し、
前記非磁性容器が水平状態に戻ったときには、前記可動体は前記非磁性容器の凹状曲面に沿って定常位置に復帰する構成としてなる磁束検知センサ。
A non-magnetic container comprising a hemispherical movable body having a sliding surface composed of a downward-facing hemispherical surface on the bottom side, and a movable body accommodating space having an upward concave curved surface that slidably supports the sliding surface of the movable body And a magnetic flux detection sensor provided in the nonmagnetic container and detecting a change in magnetic flux density caused by sliding of the movable body,
The sliding surface of the movable body and the magnetic flux density detecting means are arranged to face each other.
When the nonmagnetic container is tilted from a horizontal state, the movable body is displaced from a steady position along the concave curved surface of the nonmagnetic container,
When the nonmagnetic container returns to a horizontal state, the movable body is configured to return to a steady position along the concave curved surface of the nonmagnetic container.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2022016641A (en) * 2018-11-26 2022-01-21 Tdk株式会社 Magnetic sensor device
CN115096264A (en) * 2022-07-25 2022-09-23 昆明理工大学 Novel omnidirectional tilt angle sensor and use method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7258348B2 (en) * 2019-07-27 2023-04-17 株式会社日本アレフ fall detection sensor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07113551B2 (en) * 1986-07-21 1995-12-06 ティーディーケイ株式会社 Tilt sensor
JPH0763556A (en) * 1993-08-30 1995-03-10 Kyoto Doki Kk Inclination sensor
JP3541079B2 (en) * 1995-03-24 2004-07-07 株式会社ミツバ Tilt sensor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022016641A (en) * 2018-11-26 2022-01-21 Tdk株式会社 Magnetic sensor device
CN115096264A (en) * 2022-07-25 2022-09-23 昆明理工大学 Novel omnidirectional tilt angle sensor and use method thereof
CN115096264B (en) * 2022-07-25 2023-01-13 昆明理工大学 Novel omnidirectional tilt angle sensor and use method thereof

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