JPH03274410A - Inclination sensor - Google Patents
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Landscapes
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は振子磁石とホール素子1cとを用いサに関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a sensor using a pendulum magnet and a Hall element 1c.
この種の傾斜角センサとしては、下方に磁石体を固定し
た振子片を密閉容器の内部に設け、磁石体の動量をホー
ル素子ICによって検出することにより、鉛直方向に対
する傾斜量を計測する構成のものが、「センサ技術j誌
:1988年12月号(VOL、 8. No、 13
)などにより開示されている。This type of inclination angle sensor has a configuration in which a pendulum piece with a magnet fixed to the bottom is installed inside a sealed container, and the amount of inclination with respect to the vertical direction is measured by detecting the amount of movement of the magnet with a Hall element IC. "Sensor Technology J Magazine: December 1988 issue (VOL, 8. No. 13
) etc.
上記により開示された構成を、第16図〜第18図によ
り説明する。The configuration disclosed above will be explained with reference to FIGS. 16 to 18.
第16図において、傾斜角センサ100は固体振子10
5による振子磁石部分とホール素子Ic、06による磁
界変化検出部分とにより構成されている。In FIG. 16, the tilt angle sensor 100 is a solid pendulum 10.
It is composed of a pendulum magnet part by 5 and a magnetic field change detection part by Hall elements Ic and 06.
固体振子105は、密閉容器110の内部上方にある支
点104により支持され、第18図のように、下方側を
2又に分けて公文103a・103bを設けてあり、さ
らに、公文103a・103bの各内側に磁石体101
a・101bを対向与て設け、固体振子105の下方に
磁界間隙107を形成したものによって、振子磁石部分
を形成している。The solid pendulum 105 is supported by a fulcrum 104 located above the interior of the sealed container 110, and as shown in FIG. Magnet 101 inside each
A and 101b are provided facing each other, and a magnetic field gap 107 is formed below a solid pendulum 105, thereby forming a pendulum magnet portion.
また、ホール効果により電気的な検出出力を得る電子素
子のIC(この発明において、ホール素子ICという)
106を、上記の磁界間隙107内に配置づけて、密閉
容器110の内部下方に固定して設けることにより、磁
界変化検出部分を形成している。Also, an electronic element IC (referred to as a Hall element IC in this invention) that obtains an electrical detection output by the Hall effect.
106 is disposed within the magnetic field gap 107 and fixedly provided in the lower part of the sealed container 110, thereby forming a magnetic field change detection portion.
そして、第17図のように、傾斜角センサ100が鉛直
方向102に対してθ0傾斜すると、ホール素子Ic、
06に対する磁石体101a101bの位置が00に対
応する量だけずれるので、そのずれによって生ずる磁界
変化分がホール素子Ic、05から検出出力が得られる
ようlこ仕組まれている。Then, as shown in FIG. 17, when the tilt angle sensor 100 is tilted by θ0 with respect to the vertical direction 102, the Hall element Ic,
Since the position of the magnet 101a101b relative to 06 is shifted by an amount corresponding to 00, the Hall element Ic and 05 are arranged so that a detection output is obtained from the change in the magnetic field caused by the shift.
また、この種の傾斜角センサの用途としては、魚群探知
用ソナーにおいて船体動揺による探査ビーム方向のずれ
を修正するための傾斜角計測、あるいは、建設用掘削工
法装置において地中コンクリート柱用掘削穴の垂直方向
の曲がりを修正するための傾斜角計測などがある。In addition, this type of inclination angle sensor can be used to measure the inclination angle in fish detection sonar to correct deviations in the direction of the search beam due to ship vibration, or in construction excavation equipment for drilling holes in underground concrete columns. Measurement of the angle of inclination to correct vertical bending.
上記の構成のものでは、長年の使用により支点104部
分が摩耗して検出誤差が生じ、あるいは、支点部分の摩
擦抵抗の変化によっても検出誤差かが生ずるほか、磁界
間隙107とホール素子Ic、06との位置関係が検出
精度を左右するため、製造時には、密閉容器110の狭
い内部でこの位置関係の調整を行わなければならず、ま
た、保守時には、ホール素子Ic106が不良の場合に
交換する作業も困難であるなどの不都合があった。With the above configuration, detection errors occur due to wear of the fulcrum 104 due to long-term use, or changes in frictional resistance at the fulcrum, as well as magnetic field gaps 107 and Hall elements Ic, 06. Since the positional relationship between the two influences the detection accuracy, this positional relationship must be adjusted in the narrow interior of the sealed container 110 during manufacturing, and during maintenance, the task of replacing the Hall element Ic 106 if it is defective is required. There were also disadvantages such as difficulty in
このため、簡便な構成により、こうした不都合を解消し
たものの提供が望まれているという課題がある。Therefore, there is a problem in that it is desired to provide a device that eliminates these disadvantages with a simple configuration.
この兇明け、上記のようなz’t’m、%ggユ2下方
に磁石体を固定した振子片を密閉容器の内部に設け、磁
石体の動量をホール素子1cによって検出することによ
り鉛直方向に対する傾斜量を計測する傾斜角センサにお
いて、
密閉容器を少なくとも底部分を非磁性材にして形成する
容器形成手段と、
振子片を上方が密閉容器に固定された薄いバネ板を主体
にしたバネ状振子片によって形成するとともに、密閉容
器の底部分の外側に磁界を作るための磁石体をバネ状振
子片の下方に固定して設ける振子形成手段と、
密閉容器の内部にバネ状振子片の動きを制動するための
液体を充填する液体制動手段と、磁石体の動きに対応す
る位置の密閉容器の底部分の外側にホール素子ICによ
る検出部分を設ける底外側検出素子手段と
を設けることにより上記の課問題を解決し得るようにし
たものである。At the beginning of this period, a pendulum piece with a magnet fixed below z't'm,%gg Yu2 as described above is installed inside the airtight container, and the amount of movement of the magnet is detected by the Hall element 1c. An inclination angle sensor that measures the amount of inclination relative to A pendulum forming means is formed by a pendulum piece and has a magnet fixed below the spring-like pendulum piece for creating a magnetic field outside the bottom portion of the closed container, and movement of the spring-like pendulum piece inside the closed container. By providing a liquid braking means filled with liquid for braking, and a bottom outer detection element means providing a detection part using a Hall element IC on the outside of the bottom part of the closed container at a position corresponding to the movement of the magnet body, the above-mentioned It is designed to be able to solve the problems in the section.
〔実施例〕 以下、実施例を図面により説明する。〔Example〕 Examples will be described below with reference to the drawings.
第1図はホール素子ICをプリント配線板に設けた構成
の場合の実施例である。FIG. 1 shows an embodiment in which a Hall element IC is provided on a printed wiring board.
図において、密閉容器lは非磁性材で作られ、底部分a
の外側に解放状の空洞部分すが設けである。In the figure, the closed container l is made of non-magnetic material, and the bottom part a
An open hollow part is provided on the outside of the holder.
密閉容器1の内部に設けたバネ状振子片2は、薄いバネ
板を主体にして形成され、その上方が密閉容器lに固定
されている。The spring-like pendulum piece 2 provided inside the closed container 1 is mainly formed of a thin spring plate, and its upper part is fixed to the closed container l.
バネ状振子片2の下方には磁石体3を固定して設け、そ
の磁界が底部分aを通して外側の空洞部分すに形成させ
るため、空洞部分すの天井に相当する底部分aは、でき
るかぎり薄い肉厚にして形成しである。A magnet body 3 is fixedly provided below the spring-like pendulum piece 2, and the magnetic field is formed in the outer cavity part through the bottom part a, so that the bottom part a, which corresponds to the ceiling of the cavity part, is as much as possible. It is formed with a thin wall thickness.
プリント配線板7にはホール素子IC4が回路素子とし
て配線されており、ホール素子IC4が空洞部分aの内
部に配置されるようにして、プリント配線板7を密閉容
器1の下端部分に形成した取付7ランジIAの要所にあ
る取付穴dを用いてネジ止めなどにより固定しである。A Hall element IC4 is wired as a circuit element to the printed wiring board 7, and the printed wiring board 7 is formed at the lower end of the airtight container 1 so that the Hall element IC4 is placed inside the cavity a. 7. It is fixed using screws etc. using the mounting holes d located at key points of the lange IA.
ホールlc4の配置位置は、検出すべき傾斜角の範囲を
密閉容器1が傾斜することにより生ずる磁石体3の動き
に対応する位置に選定し、例えば、バネ状振子片2を密
閉容器lの中央に配置したときは、ホール素子IC4も
密閉容器1の中央に位置するように固定する。The position of the hole lc4 is selected to correspond to the movement of the magnet 3 caused by the tilting of the closed container 1, so that the range of the inclination angle to be detected corresponds to the movement of the magnet 3 caused by the tilting of the closed container 1. , the Hall element IC4 is also fixed so as to be located at the center of the hermetic container 1.
つまり、第2図のようIこ、傾斜角センサ200が鉛直
方向に対して傾斜角θ0だけ傾斜すると、磁石体3の重
みによって、バネ状振子片2がバネ板の厚み方向に振さ
れて曲がるので、磁石体3の位置が移動する。In other words, when the tilt angle sensor 200 is tilted by the tilt angle θ0 with respect to the vertical direction as shown in FIG. Therefore, the position of the magnet body 3 moves.
したがって、ホール素子IC4を通る磁石体3からの磁
界が変化15、この変化量がホール素子IC4によって
検出され、傾斜角θ0に対応した検出出力が得られるこ
とになる。Therefore, the magnetic field from the magnet 3 passing through the Hall element IC4 changes 15, and the amount of this change is detected by the Hall element IC4, resulting in a detection output corresponding to the inclination angle θ0.
密閉容器lの内部には、制動用の液体5を充填すること
により、バネ状振子片2の自由振動などを液体5の抵抗
によって抑制してあり、傾斜角センサ200を装備した
被検出体の振動、例えば、船舶に装備するものではエン
ジン振動などによって、バネ状振子片2が不必要に揺り
動かされ、あるいは傾斜角の急激な変化によってバネ状
振子片2が過振されるなどにより、傾斜角を誤検出しな
いようにしである。The inside of the sealed container l is filled with a damping liquid 5 to suppress the free vibration of the spring-like pendulum piece 2 by the resistance of the liquid 5. Vibration, for example, in the case of equipment installed on a ship, the spring-like pendulum piece 2 is unnecessarily swayed by engine vibration, or the spring-like pendulum piece 2 is over-oscillated due to a sudden change in the inclination angle, and the inclination angle may change. This is to avoid false detection.
また、プリント配線板7は、傾斜角検出部分専用のもの
であっても、他の回路部分、例えば、傾斜角による探知
ビームの変動修正を行うための修正制御回路などと一体
に組み込んだ兼用型のプリント配線板であってもよい。Further, even if the printed wiring board 7 is dedicated to the tilt angle detection part, it may be a dual-purpose type that is integrated with other circuit parts, such as a correction control circuit for correcting fluctuations in the detection beam due to the tilt angle. It may be a printed wiring board.
第3図はホール素子ICを密閉容器の底部分に設けた空
洞部分の蓋体の内面側に固定する構成の場合の実if1
である。Figure 3 shows the actual if1 in the case of a configuration in which the Hall element IC is fixed to the inner surface of the lid of the cavity provided at the bottom of the airtight container.
It is.
図において、第1図と同一の番号符号で示す部分は第1
図と同一の構成要素をであり、この実施例では、空洞部
分すの内径に嵌め込まれる突縁Cを設けた蓋体6を設け
て、ホール素子IC4を蓋体6の内面側に固定して設け
るとともに、蓋体6の外側にホール素子IC用の端子4
Aを設けてあり、ホール素子IC4の磁性体3に対する
位置は第1図の場合と同様の配置条件になるよう番こし
である。In the figure, parts indicated by the same numbers as in Figure 1 are
The components are the same as those shown in the figure, and in this embodiment, a lid 6 is provided with a protrusion C that is fitted into the inner diameter of the cavity, and the Hall element IC4 is fixed to the inner surface of the lid 6. In addition, a terminal 4 for the Hall element IC is provided on the outside of the lid 6.
A is provided, and the position of the Hall element IC4 relative to the magnetic body 3 is changed so that the same arrangement conditions as in the case of FIG. 1 are obtained.
密閉容器1の下端部分のフラノンIAと蓋体6との要所
に設けl−取付穴eを鳩目鋲6Aで固定することにより
、密閉容器1ど蓋体6とを組み付1づるとともに、鳩目
鋲6Aの中心穴eを用いて被検出体に取り付けるように
しである。By fixing the mounting holes e provided at key points between the flanone IA and the lid 6 at the lower end of the airtight container 1 with the eyelet studs 6A, the airtight container 1 and the lid 6 can be assembled together, and the eyelet The center hole e of the stud 6A is used to attach it to the object to be detected.
また、この構成における蓋体6はプリント配線板によっ
て構成してもよい。Moreover, the lid body 6 in this configuration may be constructed from a printed wiring board.
第4図は、ホール素子ICを密閉容器1の底部分aの空
洞部分子に固定する構成の場合の実施例である。FIG. 4 shows an embodiment in which the Hall element IC is fixed to a hollow part of the bottom part a of the closed container 1.
この場合、ホール素子IC4を底部分aの下側面に、直
接、接着固定し、または、固定用ハンド8を用いて押付
固定する。In this case, the Hall element IC4 is directly adhesively fixed to the lower surface of the bottom portion a, or is pressed and fixed using the fixing hand 8.
空洞部分子の外側にある厚い肉厚の底部分gにメネジ穴
hl設けて、傾斜角センサ200を被検出体に取り付け
る。A female threaded hole hl is provided in the thick bottom portion g outside the hollow component, and the inclination angle sensor 200 is attached to the object to be detected.
次に、第1図の構成における具体的構造例を説明する。Next, a specific structural example of the configuration shown in FIG. 1 will be explained.
第5図(A)・(B)・(C)および第6図1こおいて
、ケース11と密閉蓋12とが11図の密閉容器1を構
成するものである。In FIGS. 5(A), (B), and (C) and FIG. 6, the case 11 and the airtight lid 12 constitute the airtight container 1 shown in FIG.
ケース11はアルミニウム合金材で作らね、た円筒状体
でおり、第7図のように、上方が開口しl−大きい円筒
部分11Bと、0.5mm程度以下の薄い肉厚の底部分
aの下に小さい空洞部分すと、下端部分に取付7ランジ
IIAとを形成し、取付フランジIIAにはネジ穴によ
る取付穴dが設けである。The case 11 is a cylindrical body made of aluminum alloy material, and as shown in FIG. A small hollow portion at the bottom is formed with a mounting 7 flange IIA at the lower end portion, and a mounting hole d formed by a screw hole is provided in the mounting flange IIA.
密閉蓋12はアルミニウム合金材で作られた短円柱状体
であり、第8図のように、上方がつば状の張り出した部
分12Aと、ケース11の円筒部分12Bの内径には嵌
合する円筒面部分12Bと、円筒面部分12Bの中間に
位置した0リングパツキン19のパツキン溝12cと、
円柱を中央からカットした半円柱部分12Dとを形成し
、半円柱部分12Dのカットした垂直側面yにはバネ状
振子片取付用のネジ穴12Eを、また、半円柱部分12
Dの無い上方部分にはネジ穴による空気抜き用の貫通穴
12Fを設けである。The sealing lid 12 is a short cylindrical body made of an aluminum alloy material, and as shown in FIG. A packing groove 12c of the O-ring packing 19 located between the surface portion 12B and the cylindrical surface portion 12B,
A semi-cylindrical portion 12D is formed by cutting a cylinder from the center, and a screw hole 12E for attaching a spring-like pendulum piece is provided on the cut vertical side y of the semi-cylindrical portion 12D.
In the upper part where D is not provided, a through hole 12F for air venting is provided by a screw hole.
バネ板13・磁石ホルダー14・スペーサ15は第1図
のバネ状振子片2を構成するものであり、上方部分に厚
さ2mm程度の横長四角形の黄銅材で作られI;押え板
16を当てがって密閉蓋12の半円柱部分12Dの垂直
側面yにネジ17により組み付は固定しである。The spring plate 13, magnet holder 14, and spacer 15 constitute the spring-like pendulum piece 2 shown in FIG. Therefore, the assembly is fixed to the vertical side surface y of the semi-cylindrical portion 12D of the sealing lid 12 with the screws 17.
この組み付は状態は、バネ板13は厚み方向の中心が傾
斜角センサ200の中心にくるように、垂直側面yは密
閉蓋12の中央位置からバネ板13の厚みの1/2だけ
ずらせた位置にしである。In this assembly, the vertical side surface y was shifted by 1/2 of the thickness of the spring plate 13 from the center position of the sealing lid 12 so that the center of the spring plate 13 in the thickness direction is at the center of the tilt angle sensor 200. It's in position.
バネ板13は厚さ0.08mm程度のバネ用燐青銅材の
板で作られ、中央部分を抜き取った縦長の口字形をして
おり、第9図のように、短冊状の両側をバネ振子部分1
3Aとして形成し、下方に後記の磁石ホルダー14を掛
は止めするための方形切欠部分13Bを、また、上方に
上託の組み付は用のネジ17に対応する組付穴13cを
設けである・磁石ホルダー14は黄銅材で作られた磁石
体の保持座であり、第10図のように、厚さ4mm程度
の横長四角形体で形成し、厚さ方向の中央位置の両側と
下側とにバネ板13の方形状切欠部分13Bを差し込む
ための0.5mm程度の幅のスリット満14Aを、また
、下方の厚み方向の中央両側に後記の磁石18A−18
Bを固定するための切欠14B・14Cを設けである。The spring plate 13 is made of a phosphor bronze plate for springs with a thickness of about 0.08 mm, and has a vertically long mouth shape with the central part cut out. part 1
3A, and has a rectangular notch 13B at the bottom for hooking and fixing a magnet holder 14 (described later), and an assembly hole 13c corresponding to a screw 17 for assembling the upper part. - The magnet holder 14 is a holding seat for a magnet body made of brass material, and as shown in Fig. 10, it is formed of an oblong rectangular body with a thickness of about 4 mm, and has two sides on both sides and the bottom of the center position in the thickness direction. A slit 14A with a width of about 0.5 mm for inserting the rectangular notch 13B of the spring plate 13 is inserted into the slit 14A, and magnets 18A-18 (described later) are provided on both sides of the center in the lower thickness direction.
Notches 14B and 14C are provided for fixing B.
スペーサ15は黄銅材で作られた磁石ホルダー14の挾
介体であり、笥11図のように、上向き口字状体で形成
し、外側をバネ板13と同程度の寸法にするとともに、
内側の切欠部分14Aが磁石ホルダー14のスリットi
l!14Aに差し込まれる形状にしである。The spacer 15 is an intervening body for the magnet holder 14 made of brass material, and as shown in Fig. 11, it is formed in the shape of an upward opening, and its outer side has the same dimensions as the spring plate 13.
The inner cutout portion 14A is the slit i of the magnet holder 14.
l! It has a shape that can be inserted into 14A.
スペーサ15の厚みは、スリッ)i1!14Aの幅から
バネ板13の厚みを差し引いた寸法の1/2程度、つま
り、0.2mm程度にして、バネ板13の厚み方向を両
側から押えるようにして、バネ板13と磁石ホルダー1
4との間に差し込んで、接着固定する。The thickness of the spacer 15 is about 1/2 of the width of the slit i1!14A minus the thickness of the spring plate 13, that is, about 0.2 mm, so that it can press the spring plate 13 from both sides in the thickness direction. Then, attach the spring plate 13 and the magnet holder 1.
Insert it between 4 and secure with adhesive.
磁石18A−18Bは第1図の磁石体3を構成するもの
であり、円柱状のフェライト磁石で作られ、第12図の
ように、直径3mm・高さ3mm程度のものを磁極性を
逆向きに配置して、磁石ホルダー14の両側にある切欠
14B−14cに接着固定することにより、バネ板J3
・振子14・スペーサ15で構成されたバネ状振子片の
最下端に磁石体が配置されているように構成している。The magnets 18A-18B constitute the magnet body 3 shown in Fig. 1, and are made of cylindrical ferrite magnets.As shown in Fig. 12, the magnets 18A-18B are about 3 mm in diameter and 3 mm in height, and the magnetic polarity is reversed. By placing the spring plate J3 in the notches 14B-14c on both sides of the magnet holder 14,
- A magnet body is arranged at the lowest end of a spring-like pendulum piece composed of a pendulum 14 and a spacer 15.
そして、密閉蓋12からOリングパツキン19までを一
体に組み付けたものをケース1の上方の開口部から差し
込んだ後、ケース1の上端部分でネジ20により組み付
は固定し、密閉M12の貫通穴12Fから、第1図の制
動用の液体5に相当するシリコン油21を注入した後、
ノ7ツキン座付きのネジ22で閉塞しである。Then, after inserting the integral assembly from the sealing lid 12 to the O-ring packing 19 through the upper opening of the case 1, the assembly is fixed with the screw 20 at the upper end of the case 1, and the through hole of the sealing M12 is inserted. After injecting silicone oil 21 corresponding to the brake fluid 5 in Fig. 1 from 12F,
It is closed with a screw 22 with a seat.
また、磁石18A−18Bの下端とケースlの底部分a
の上面との間隙Glは1mm程度以下の狭い間隙で、か
つ、所要の傾斜角検出に対して磁石18A−18Bが振
り動かされたときでも、その下端が底部分aに接触しな
い程度の間隙にしである。In addition, the lower end of magnet 18A-18B and the bottom part a of case l
The gap Gl with the top surface is a narrow gap of about 1 mm or less, and the gap is such that even when the magnets 18A-18B are swung to detect the required inclination angle, the lower ends do not come into contact with the bottom part a. It is.
回路配線板31は第1図のプリント配線板7を構成する
部分であり、主として傾斜角修正制御用回路部分の回路
素子を配置接続したものである。The circuit wiring board 31 is a component of the printed wiring board 7 shown in FIG. 1, and mainly includes circuit elements of the tilt angle correction control circuit section.
ホール素子IC32は第1図のホール素子IC4を構成
するものであり、市販のDN835型ホールIC(リニ
アタイプ)を用いている。The Hall element IC32 constitutes the Hall element IC4 of FIG. 1, and uses a commercially available DN835 type Hall IC (linear type).
そして、回路配線板31に設けた取付穴31Aにケース
1の下端側にある取付穴dと一致させ、スプリング座金
付きのネジ31Bにより一体に組み付は固定している。Then, the mounting hole 31A provided in the circuit wiring board 31 is aligned with the mounting hole d on the lower end side of the case 1, and the assembly is fixed together with a screw 31B with a spring washer.
取付穴31Aは、バネ板13の厚み方向の中心、つまり
、ケース1の中心とホール素子IC32の検出中心とが
一致するようにした位置に設けられ、かつ、ネジ31B
の直径に対して余裕のある大きさの穴にしてあり、傾斜
角検出試験を行いながらホール素子IC32の検出出力
をみて、ホール素子IC32とケースlとの相対位置を
調整し得るように仕組んである。The mounting hole 31A is provided at a position such that the center of the spring plate 13 in the thickness direction, that is, the center of the case 1 and the detection center of the Hall element IC 32 coincide, and
The hole is large enough to accommodate the diameter of the hole, and the relative position between the Hall element IC32 and the case l can be adjusted by checking the detection output of the Hall element IC32 while performing an inclination angle detection test. be.
また、ホール素子IC32の上面とケースlの底部分a
の下面との間隙G2は、0.5mm程度のなるべく狭い
間隔にしである。In addition, the top surface of the Hall element IC32 and the bottom part a of the case l
The gap G2 between the lower surface and the lower surface is set to be as narrow as possible, about 0.5 mm.
この発明は次ぎのように変形して実施することができる
。This invention can be modified and implemented as follows.
(1)密閉容器1を少なくとも底部分aのみが非磁性材
で形成し、他の部分を適宜の材質で形成して、磁石体3
による磁界が底部分aの外側に形成されるようにする。(1) At least the bottom portion a of the closed container 1 is made of a non-magnetic material, and the other portions are made of an appropriate material, and the magnet body 3 is made of a non-magnetic material.
so that a magnetic field is formed outside the bottom part a.
(2)第1図のものにおいて、空洞部分すを設けずに、
底部分aの外側面ににホール素子■C4を固定しただけ
のものとする。(2) In the one in Figure 1, without providing a hollow part,
Assume that only a Hall element C4 is fixed to the outer surface of the bottom part a.
(3)第3図のものに8いて、ホール素子IC4を、第
1図のものと同様に、底部分aの外側面に固定する。(3) In the case shown in FIG. 3, the Hall element IC4 is fixed to the outer surface of the bottom part a, as in the case shown in FIG.
(4)第12図における磁石体の配置を、第13図のよ
うに2つの磁石が同一磁極性で対抗するように配置し、
または第14図のように磁極性が横方向に並ぶようにし
て、所要の検出傾斜角の変化に対するホール素子ICか
らの検出出力が適切にとれるようにする。(4) The arrangement of the magnet bodies in Fig. 12 is arranged so that two magnets face each other with the same magnetic polarity as shown in Fig. 13,
Alternatively, as shown in FIG. 14, the magnetic polarities are arranged horizontally so that the detection output from the Hall element IC can be appropriately obtained in response to a change in the required detection inclination angle.
(5)磁石体を四角柱、矩形柱などの適宜の形にし、ま
たはIllの磁石によって形成する。(5) The magnet body is formed into an appropriate shape such as a square prism or a rectangular prism, or is formed by an Ill magnet.
また、磁石体の保持を、磁石ホルダーを用いずに磁石体
をバネ状振子片に直接取り付けるなどに変える。In addition, the way the magnet is held is changed so that the magnet is directly attached to the spring-like pendulum piece without using a magnet holder.
(6)空洞部分すの周囲の要所を切り欠いて外部からホ
ール素子ICと底部分aとの関係などが見えるようにし
、または、第15図のように、密閉容器の下側の周囲に
支柱35を設けて支持することにより、空洞部分に相当
する空間を形成する。(6) Cut out important points around the hollow part so that the relationship between the Hall element IC and the bottom part a can be seen from the outside, or cut out the area around the bottom of the sealed container as shown in Figure 15. By providing and supporting the pillars 35, a space corresponding to a hollow portion is formed.
(7)液体5をヘマシ油などの粘性の高い液体に変える
。(7) Change liquid 5 to a highly viscous liquid such as hemp oil.
(8)バネ板13の中央のくり抜きを適宜の形状に変え
、または、材質をブルー舊′ングしtこステン1/ス鋼
などの適宜のものに変える。(8) Change the hollow hole in the center of the spring plate 13 to an appropriate shape, or change the material to an appropriate material such as blued stainless steel.
この発明によれば、上記のように、振子磁石の振子部分
が薄い板バネによるバネ状振子片で形成され、かつ、そ
の上方が固定されI;構造になっているため、経年的に
摩耗する箇所がなく、磁石体の振れと傾斜角の変化とが
常に一定に保たれるため、経年的な検出誤差が生ずるこ
とがなく、また、検出対象どならない振動や急激な傾斜
角の変化に対する振れ過ぎを、密閉容器内に充填した液
体によって振子のバネ板状の面が制動されるため、検出
対象とならない振動や急激な傾斜角の変化に対する振れ
過ぎを防止できる。According to this invention, as described above, the pendulum part of the pendulum magnet is formed of a spring-like pendulum piece made of a thin plate spring, and the upper part thereof is fixed, so that it wears out over time. Since there are no points, and the deflection of the magnet and changes in the angle of inclination are always kept constant, there is no detection error over time. Since the spring plate-like surface of the pendulum is damped by the liquid filled in the closed container, it is possible to prevent excessive swinging due to vibrations that are not detected or sudden changes in the angle of inclination.
さらに、検出素子となるホール素子ICの取り付けが、
振子磁石部分の密閉容器の外側または別体の構成要素に
取り付けているため、ホール素子ICの製造時における
磁石対応位置の調整や保守時の不良交換などが振子磁石
の構成部分に無関係に容易に行えるなどの特長がある。Furthermore, the installation of the Hall element IC, which becomes the detection element,
Since the pendulum magnet is attached to the outside of the sealed container or to a separate component, adjustments to the corresponding position of the magnet during manufacture of the Hall element IC and defective replacements during maintenance can be easily performed regardless of the pendulum magnet component. It has features such as being able to
図面は実施例を示し、第1図・第2図は基本構成の機能
構成図、第3図・第4図は変形構成の機能構成図、第5
図(A、)・第5図(B)・第5図(C)は具体構成図
で第5区(A、)は正面部分縦断面図、第5図(B)は
側面部分縦断面図、第5図(C)は底面要部透視図、第
6図は具体構成斜視部分断面図、第7図〜第11図は具
体構成の各部品図で、第7図は正面縦断面図、第8図は
正面図、第9図〜第11図は斜視図、第13図〜第14
図は磁石体の配置図、第15図は変形具体構成正面部分
断面図、第16図・第17図は従来の基本構成の機能構
成図、第19図は従来の具体構成要部斜視図である。
■・・・密閉容器
2・・・バネ状振子片
3・・・磁石体
4・・・ホール素子IC
5・・・液体
6・・・蓋体
7・・・プリント配線板
8・・・固定用バンド
11・・・ケース
12・・・密閉蓋
13・・・バネ板
14・・・磁石ホルダー
15・・・スペーサー
16・・・押え板
17・・・ネジ
18A−B・・・磁石
19・・・0リングバツキ
20・・・ネジ
21・・・シリコン油
31・・・プリント配線板
ン
矛jの
仲3の
ヤ2rgJ
−!J4畠
32・・・ホール素子!
a・・・底部分
b・・・空洞部分The drawings show examples, and Figures 1 and 2 are functional configuration diagrams of the basic configuration, Figures 3 and 4 are functional configuration diagrams of modified configurations, and Figure 5 is a functional configuration diagram of the modified configuration.
Figures (A,), Figure 5 (B), and Figure 5 (C) are specific configuration diagrams, Section 5 (A,) is a front partial vertical sectional view, and Figure 5 (B) is a side partial vertical sectional view. , FIG. 5(C) is a perspective view of essential parts of the bottom, FIG. 6 is a perspective partial cross-sectional view of the specific configuration, FIGS. 7 to 11 are parts diagrams of the specific configuration, and FIG. 7 is a front longitudinal sectional view. Figure 8 is a front view, Figures 9 to 11 are perspective views, and Figures 13 to 14.
The figure is a layout diagram of the magnet body, Figure 15 is a front partial cross-sectional view of a modified concrete configuration, Figures 16 and 17 are functional configuration diagrams of the conventional basic configuration, and Figure 19 is a perspective view of the main parts of a conventional concrete configuration. be. ■...Airtight container 2...Spring pendulum piece 3...Magnet body 4...Hall element IC 5...Liquid 6...Lid body 7...Printed wiring board 8...Fixed band 11...case 12...tight lid 13...spring plate 14...magnet holder 15...spacer 16...pressing plate 17...screws 18A-B...magnet 19.・・0 ring deviation 20・screw 21・silicon oil 31・・printed wiring board nakaji no 3 ya 2rgJ −! J4 Hatake 32...Hall element! a... Bottom part b... Hollow part
Claims (3)
に設け、前記磁石体の動量をホール素子ICによって検
出することにより鉛直方向に対する傾斜量を計測する傾
斜角センサであって、 a、前記密閉容器の少なくとも底部分を非磁性材にして
形成する容器形成手段と、 b、前記振子片を上方が前記密閉容器に固定された薄い
バネ板を主体にしたバネ状振子片によって形成するとと
もに、前記底部分の外側に磁界を作るための磁石体を前
記バネ状振子片の下方に固定して設ける振子手段と、 c、前記密閉容器の内部に前記バネ状振子片の動きを制
動するための液体を充填する液体制動手段と、 d、前記磁石体の動きと対応する位置の前記底部分の外
側に前記ホール素子ICによる検出部分を設ける底外側
検出素子手段と を具備することを特徴とするセンサ。(1) An inclination angle sensor that measures the amount of inclination with respect to the vertical direction by providing a pendulum piece with a magnet fixed to the bottom inside a sealed container and detecting the amount of movement of the magnet with a Hall element IC, comprising: a , a container forming means in which at least the bottom portion of the sealed container is made of a non-magnetic material; b. the pendulum piece is formed by a spring-like pendulum piece mainly consisting of a thin spring plate whose upper part is fixed to the sealed container; and a pendulum means for fixing a magnet below the spring-like pendulum piece to create a magnetic field outside the bottom portion; c. damping the movement of the spring-like pendulum piece inside the airtight container; d. Bottom outer detection element means for providing a detection portion by the Hall element IC on the outside of the bottom portion at a position corresponding to the movement of the magnet body. sensor.
ール素子ICを回路素子の一部として形成したプリント
配線板を前記底部分に固定した前記検出部分 を具備するもの。(2) The sensor according to claim 1, comprising: (a) the detection portion having a printed wiring board on which the Hall element IC is formed as a part of a circuit element fixed to the bottom portion.
閉容器を、上方部分が開口し底部分が閉じた筒状体と、
前記上方部分を閉じるための蓋体とにより形成する容器
形成手段と、 b、前記蓋体の下方部分に前記バネ状振子片の上方部分
を固定して支持する振子支持手段と、c、前記筒状体の
底部分の外側に、下方が解放した空洞部分を設け、前記
空洞部分に前記ホール素子ICを配置する検出部配置手
段と を具備するもの。(3) The sensor according to claim 1, wherein: (a) the closed container is a cylindrical body having an open upper portion and a closed bottom portion;
a container forming means formed by a lid for closing the upper portion; b. pendulum support means for fixing and supporting the upper portion of the spring-like pendulum piece on the lower portion of the lid; c. the tube. A hollow portion with an open bottom is provided on the outside of the bottom portion of the shaped body, and detecting unit arranging means for arranging the Hall element IC in the hollow portion.
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- 1990-03-26 JP JP7586390A patent/JP2916627B2/en not_active Expired - Fee Related
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