JPH0252217A - バランスセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は自動車車体や機械設備等の傾きを検知するハラ
ンスセンザに関する。

［従来の技術］ この種ハランスセンザとしては、従来より、水準器が周
知である。

水準器は水平面や鉛直面を定めたり、水平面からのわず
かな傾斜を測るのに用いられる。

水準器としてふつう使われているものは、表面をわずか
に曲げて樽形などにしたガラス封管からなる気泡管の中
に無水エーテルまたはエーテルとアルコールとの混合物
を嵩たし、一部に気泡を残し、水平に置いたときの気泡
の位置を零とした目盛を」二面に刻んた構造を有する。

［発明が解決しようとする課題］ ところで水準器は測定者か気泡管中の気泡の位置を目で
見て測定面の傾斜を測定するものであるから、測定面の
傾斜を自動的に検知し、各種機器の制御等に使用するた
めのセンサとしては使用するのが困難であり、価格も比
較的高いという問題があった。

本発明の目的は、電気的に被検物の傾斜を検出すること
のできろハランスセンザを提供することである。

［課題を解決するための手段］ このため、本発明は、転動体と、この転動体を転動自在
に収容する一方、傾きを検出オへき被検物に設置される
ケースと、このケースの転動体の転動方向の終端に位置
する−上記ケースの］１旧］に固定された振動板と、こ
の振動板に接着された圧電振動子と、」−記圧電振動子
を発振素子とする自励振回路と、この自励振回路の発振
検出回路とを備え、上記転動体の振動板への接触状態に
よる自励振回路の発振の変化から被検物の傾きを検出す
るようにしたことを特徴としている。

１作用］ −」二記被検物が傾斜すると、転動体がケース内の転動
面を転動し、振動板に接触ずろ。これにより、圧電素子
に駆動されて振動１．ていた振動板に荷重がかかり、自
励振回路の発振が停止ｌ−シたり、発振出力が変化する
。この自励振回路の発振出力は発振検出回路により検出
される。従って、この発振検出回路の出力の変化により
、被検物が傾斜しているか否かを検出オろことができろ
。

［発明の効果］ 本発明によれば、自励振回路の発振素子を構成している
圧電素子か貼着された振動板に、ケース内で一方向に自
由に転動する転動体が接触して発振出力が変化しノここ
とを検出することにより、被検物が水平面に対して傾斜
していることを知ることができるので、被検物の傾斜の
有無を電気的に知ることができ、被検物の傾斜の有無を
検出して各種の機器を制御するためのセンサとして使用
することができろ。

また、本発明によれば、転動体の転動により被検物の傾
斜を検出オるものてあろのて、構成か比較的簡単で＝１
ストの低し）ハランスセンザを得ろことかできる。

［実施例］ 以Ｆ、　添イ＝ｊの図面を参照して本発明の詳細な説明
”４−る。

本発明に係るハランスセンザの一実施例の構成を第１図
に示す。

上記ハランスセンザは、球状の転動体１と、この転動体
１を内部に収容セろ一方、傾きを検出すへき被検物（図
示せず。）に、被検物のバランス状態て水平に設置され
るケース２と、このケース２の両端の開口２ａ、２ｂに
夫々固定されてなる振動板３ａ、３ｂと、これら振動板
３ａ、３１．＋に夫々接着されてなる圧電振動子４ａ、
４ｂと、これら圧電振動子４ａ、４ｂを夫々発振素子と
オろ自励振回路５ａ５ｂと、これら自励振回路５ａ、５
ｂの各出力を夫々整流して直流信号に変換する整流回路
（発振検出回路）６ａ、６ｂとからなる。

上記転動体１　ｔ、Ｊたとえば樹脂を球状に成形してな
るものである。

一方、」−記ケース２は両端に夫々開口２ａ、２ｂを有
する横断面が四ｆｌＪ形の筒状に樹脂を成形してなるも
のである。上記ケース２は、その一つの内壁面が上記転
動体１を転動自在に支１’＝ｉオる転動面１１となって
いる。この転動面ＩＩとそれに対向する」−記ケース２
の天井部１２との間隔（」上記転動体Ｉの直径に等しい
か僅かに大きい。また、−に記転動面１１と天井面１２
との間にある上記ケース２の対向する内壁面の間隔ち）
−配転動体ｌの直径に等しいか僅かに大きい。

上記ケース２の両端部には夫々振動板３ａ、３ｂをその
振動のノー）・ラインで支持するためのリング状の支Ｐ
ｊ部１２ａ、１２ｂか、」−記ケース２と一体に形成さ
れている。これら支１″ｌｉ部１２ａ、１２ｂのケース
２端面からの突出端に、」二足振動板３ａ３ｂがその上
記ノートライン位置にて接着剤で接着される。。

」−記振動板３ａ、３ｂｔ；ｌいずれち円板形状を有４
−るちのである。振動板３ａ、３ｂとその各−つの主面
に接着された圧電振動子４ａ、４ｂの平面図を第２図に
示４−０ −１−記圧電振動子４ａ、４ｂｉＪたとえは酸化ヂタン
系セラミック等の圧電ｔａ石からなるらので、その−１
−記振動板３ａ、　３　ｂとの接着面と（」反対側の主
面にメイン電極７と帰還電極８とが形成されている。

上記圧電振動子４ａのメイン電極７．帰還電極８および
振動板３ａは夫々リ−１・線１３ａ、Ｉ４ａおよび１５
ａにより自励振回路５ａに接続されろ。また、い」ニー
っの」−記圧電振動子４＋１のメイン電極７、帰還電極
８および振動板３ｂは夫々リ−１・線３１）、　Ｉ　４
　ｂおよび１５１）により自励振回路５１）に接続され
る。

」−足口励振回路５ａは、そのメイン電極７と振動板３
ａとの間に印加される上記圧電振動子４ａの駆動電圧を
、帰還電極８と振動板３ａとの間から帰還電圧として自
励振する周知の構成を有するものである。いま一つの上
記自励振回路５ｂら、上記した自励振回路５ａと全く同
し構成を有する。

」−足口励振回路５ａの発振出力は整流回路６ａに入力
され、直流電圧に変換される。同様に、いまつの」二足
口励振回路５ｂの発振出力も整流回路６ｂに入力され、
直流電圧に変換される。

このような構成であれは、第１図において、ケース２の
開「１２ａ側が開に１２１）側、にりも低くなると、転
動体１がケース２の転動面１１を矢印Ａ１の向きに転動
し、点線で示すように、振動板３ａに接触する。これに
より、振動板３ａに転動体１より荷重が加わり、振動板
３ａの振動が抑圧される。

自励振回路５ａは」−記振動板３ａに加わる荷重により
その発振条件か変化し、その発振出力振幅も小さくなり
、上記荷重が大きくなると発振が停止する。よって、整
流回路６ａの直流出力は」−記発振出力振幅に対応して
小さくなるか停止する。

一方、第１図において、ケース２の開口２ｂ側が開ｒｌ
　２　ａ側、にりも低くなると、転動体１がケース２の
転動面１１を矢印Δ、の向きに転動し、点線で示すよう
に、振動板３ｂに接触する。これにより、振動板３ｂに
荷重が加イっり、上記と全く同様に整流回路６ｂの直流
出力は小さくなるか停止する。

上記のことから、２つの整流回路６　ａ、　６　ｂの直
流出力により、ケース１の傾斜を電気的に知ることがで
きる。

次に、」−記実施例の変形例を第３図から第７図に示す
。なお、これら変形例において、第１図に対応する部分
に（Ｊ対応する符号を付して示し、重複した説明は省略
する。

第３図のバランスセンサは、第１図のバランスセンサに
おいて、ケース２の一端が閉塞された端間１］状のケー
ス２−１を用いたものである。このバランスセンサて（
」、整流出力回路６ｂのたとえば直流出力の有無で、ケ
ース２−１の傾斜方向を知ることができる。

第４図および第５図に示すバランスセンサは、ケース２
−２および２−３の各転動面１１に凹部２１ａおよび２
１ｂを夫々形成したものである。上記凹部２１ａは底面
が平面であり、上記凹部２１ｂは底面は円弧状となって
いる。これらバランスセンサは、ケース２−２および２
−３が水平位置から所定以」―の角度以」−傾斜したと
きに、この傾斜を検知ずろことができる。

一方、第６図および第７図に示すバランスセンサは、転
動体１として磁性体’、ＡＩ４からなるものを使用する
とともに、ケース２および２−４の転動面１１の下部に
電磁石２２および永久磁石２３を夫々配置したものであ
る。これらバランスセンサも、ケース２および２−４が
水平位置から転動体１が電磁石もしく（Ｊ永久磁石２３
の吸着を離脱する所定以上の角度以−１−傾斜したとき
に、この傾斜を検知することができる。そして、これら
バランスセンサては、電磁石２２に流れる電流もしくは
永久磁石２３の位置を調整ねじ２４で調整することによ
り、上記傾斜角を調整することができる。

以」二の実施例において、振動板３　ａ、　３　ｂは四
角形もしくは五角形以−にの多角形状であってもよく、
また、ケース２．２１および２−４等は横断面が円形の
筒状のものであってもよい。

また、転動体１としては円柱状もしくは円板状のものち
使用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバランスセンサの一実施例の構成
を示す説明図、 第２図は第１図のバランスセンサに使用される振動板と
圧電振動子の平面図、 第３図、第４図、第５図、第６図および第７図は夫々第
１図のバランスセンサの変形例の構成を示す説明図であ
る。 転動体、　　　２　ケース、 ２ａ、２ｂ　　開１］、　　　３ａ、３ｂ＝振動板、４
ａ、７１ｂ　　圧電振動子、５　ａ、　５　ｂ　　自励
振回路、６ａ、６ｂ　　整流回路、２１ａ、２１ｂ　　
四部、２２　電磁石、　　２３　永久磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）転動体と、この転動体を転動自在に収容する一方
   、傾きを検出すべき被検物に設置されるケースと、この
   ケースの転動体の転動方向の終端に位置する上記ケース
   の開口に固定された振動板と、この振動板に接着された
   圧電振動子と、上記圧電振動子を発振素子とする自励振
   回路と、この自励振回路の発振検出回路とを備え、上記
   転動体の振動板への接触状態による自励振回路の発振の
   変化から被検物の傾きを検出するようにしたことを特徴
   とするバランスセンサ。