JPH0462413A - 傾斜センサ - 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、ケースが傾斜したときの磁気応動スイッチに
対するマグネットの相対位置により磁気応動スイッチを
動作させる傾斜センサに関し、磁気応動スイッチは、ケ
ースが傾斜していないときのマグネットの零位置から離
れた位置で、マグネットに応動するように配置すること
により、傾斜方向を検知できるようにしたものである。

〈従来の技術〉 この種の傾斜センサは、特開昭６３−２１８８４号公報
、特開昭６３−３１−７７１２号公報、特開昭６３−２
６５２０号公報、実開昭６３−１４１４１５号公報、実
開昭６３−７００１７号公報等で知られている。その基
本的な構成は、底部内面が凹面となっている非磁性ケー
スと、ケースの底部内面上に磁性流体によって支持され
たマグネットと、ケースの底部の外部においてケースと
固定した関係となるように配置された磁気応動スイッチ
とを含み、ケースが傾斜したときのマグネット及び磁気
応動スイッチの相対位置により磁気応動スイッチを動作
させる構成となっている。

磁気応動スイッチは、ケースが傾斜していないときのマ
グネットの位置を零位置としたとき、この零位置上に配
置されていて、傾斜角零の時にマグネットの真下にくる
。ケースが傾斜すると、傾斜角零を基準にして、どちら
の方向に傾斜した場合でも、マグネットから磁気応動ス
イッチまでの距離が拡大し、磁気応動スイッチがスイッ
チ動作をし、傾斜検出が行なわれる。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述したように、従来の傾斜センサは、磁気応動スイッ
チが傾斜角零の時にマグネットの真下に位置するように
配置されているため、傾斜角零を基準にしてどちらの方
向に傾斜した場合でも、磁気応動スイッチがスイッチ動
作をし、傾斜検出が行なわれるから、傾斜したことは検
出できても、どちらの方向に傾斜したのか、その傾斜方
向を検出することができない。このため、従来の傾斜セ
ンサは、傾斜方向を検出する必要のある用途、例えば水
準器、自動車や船舶等の各種乗物または可搬物品の傾斜
方向検出等に用いることができなかった。

そこで、本発明の課題は、上述した従来の問題点を解決
し、傾斜方向を検圧することの可能な傾斜センサを提供
することである。

く課題を解決するための手段〉 上述した課題解決のため、本発明は、底部内面が凹面と
なっている非磁性ケースと、前記ケースの前記底部内面
上に磁性流体によって支持されたマグネットと、前記ケ
ースの底部の外部において前記ケースと固定した関係と
なるように配置された磁気応動スイッチとを含む傾斜セ
ンサであって、 前記磁気応動スイッチは、前記ケースが傾斜していない
ときの前記マグネットの位置を；位置としたとき、前記
零位置では前記マグネットに応動せず、前記ケースが傾
斜したとき、前記零位置から離れた位置で前記マグネッ
トに応動するように、前記零位置の外に配置されている
ことを特徴とする。

く作用〉 磁気応動スイッチは、ケースが傾斜していないときのマ
グネットの位置を７位置としたとき、零位置では、マグ
ネットに応動しない。このときの磁気応動スイッチの出
力が傾斜なしの信号となる。

ケースが傾斜した場合、ケースと固定した関係となるよ
うに配置された磁気応動スイッチが、ケースと共に、同
方向に傾斜する。磁性流体によって支持されたマグネッ
トは、ケースの傾斜にも関わらず、重力の作用を受けて
静止した状態にある。このため、ケースの傾斜により、
マグネットと磁気応動スイッチとの間の相対位置が短く
なる方向に変化する。これにより、磁気応動スイッチが
マグネットの生しる磁界に応動し、ケースが所定方向に
傾斜したことが検圧される。

〈実施例〉 第１図は本発明に係る傾斜センサの構成を概略的に示す
図である。１は非磁性ケース、２はマグネット、３は磁
性流体、４は磁気応動スイッチである。

ケース１はアルミニウム、プラスチック等の非磁性材料
を用い、その底部１１の内面１１１が凹面となるように
形成されている。ケース１の平面形状は、第２図に示す
ように、マグネット２の面積よりも充分に大きな平面積
を持つものであってもよいし、第３図に示すように、平
面で見て短軸方向Ｘと傾斜方向にとられた長軸方向Ｙと
を持ち、短軸方向Ｘへのマグネット２の相対移動を拘束
し、長軸方向Ｙにのみ相対移動し得るような形状であっ
てもよい。

マグネット２は、ケース１の底部１１の内面１１１上を
相対移動し得るように磁性流体３によって支持されてい
る。マグネット２の着磁方向は、上下方向または水平方
向の何れでもよい。この実施例では上下方向着磁を例に
とって説明する。

磁性流体３は、コバルト、鉄、ニッケル等の微粒子磁性
粉を比較的粘性の低い液体、例えばケロシ、水に分散さ
せたものであって、一般には界面活性剤を微粒子に吸着
させ、安定分散させである。

磁気応動スイッチ４は、リードスイッチ等によって構成
される。磁気応動スイッチ４は、ケース１の底部１１の
外部において、ケース１に対して固定した関係となるよ
うに配置されている。従来は、磁気応動スイッチ４は、
ケース１が傾斜していないときのマグネット２の位置を
零位置ｏＩとしたとき、零位置０．の上、即ち、グネッ
ト２の真下に位置するように配置されていた。これに対
して、本発明においては、零位置Ｏ４から△ρだけ離れ
た位置で、マグネット２に応動するように、零位置ｏ１
の外に配置されている。磁気応動スイッチ４の一部が零
位置ＯＩ上に位置していても、零位置０１上から、６℃
だけ離れた位置で磁気応動スイッチ４がマグネット２に
応動すれは、磁気応動スイッチ４の配置条件を満たす。

また、図示では、零位置ｏ１から磁気応動スイッチ４ま
での距離△ρと動作距離とが一致していると仮定して説
明したが、一般的には両者は一致しない。

第１図のケース１が傾斜していない位置では、磁気応動
スイッチ４は、零位置０．上にあるマグネット２から距
離Δ℃たけ離れた位置にあり、磁気応動スイッチ４は動
作しない。これは、傾斜なしの出力の対応する。

次に、第４図に示すように、ケース１が零位置０、を基
準にして矢印ａ１の方向に傾斜すると、ケース１と固定
した関係となるように配置された磁気応動スイッチ４が
、ケース１と共に、矢印ａ、の方向に傾斜する。磁性流
体３によって支持されたマグネット２は、ケース１の傾
斜にも関わらず、重力ｇの作用を受けて静止した状態に
ある。このため、ケース１の矢印ａの方向への傾斜によ
り、マグネット２と磁気応動スイッチ４との間の相対距
離が短縮され、磁気応動スイッチ４がマグネット２の生
しる磁界に応動し、傾斜検圧が行なわれる。従って、ケ
ース１が矢印ａ１の方向に傾斜したことが検出できる。

次に本発明の他の実施例ないしは変形例について説明す
る。第５図〜第７図はケース１の底部１１の内面１１１
の形状の例を示す図である。

ケースヱの底部１１の内面１１１は、第５図では略Ｖ状
面となっており、第６図では■状先端部を平面としてあ
り、第７図では平面と曲面との組合せ面となっている。

この他にも種々の変形例が存在する。

第８図はマグネット２の着磁方向を水平方向とした実施
例を示し、第９図は同しく平面配置図を示している。マ
グネット２が水平方向となった場合、マグネット２が面
回転するとそれにつれた着磁の方向も変化する。磁気応
動スイッチ４に対して所定の動作をさせるためには、磁
気応動スイッチ４に対するマグネット２の磁極を固定し
なければならい。そこで、第９図に示すように、ケース
１の平面形状を、短軸方向Ｘと長軸方向Ｙとを持ち、短
軸方向Ｘへのマグネット２の相対移動を拘束し、長軸方
向Ｙにのみ相対移動し得るような形状に設定すると共に
、マグネット２を面回転できない例えば角形形状にする
。

第１０図〜第１４図は磁気応動スイッチの配置例を示す
図である。まず第１０図の実施例では、磁気応動スイッ
チ４は、重力の方向ｇに対して所定角度で傾斜して配置
しである。この配置では、マグネット２に対して最短距
離となる位置の付近が動作位置となる。この配置の利点
は、動作位置を調整するのが容易であること、磁気応動
スイッチ４としてリードスイッチを使用した場合には特
に薄型化に有利であること等である。

第１１図は複数の磁気応動スイッチ４１．４２を備え、
複数個の磁気応動スイッチ４１．４２を零位置ｏ１の両
側に配置した例を示している。

この実施例の場合は、零位置Ｏ工の両側の方向ａｌｉ　
ｂｌへの傾斜を検出できる。

第１２図は零位置０．の両側に複数の磁気応動スイッチ
４１１〜４１４．４２１〜４２４を配置した例を示して
いる。この実施例の場合は、傾斜方向のみならず、傾斜
角度も検出できる。

Ｓ１３図は磁気応動スイッチ４を水平方向に配置した例
を示している。第１４図は複数の磁気応動スイッチ４１
．４２を水平方向に配置した例を示している。

図示は省略するが、上述した角実施例の組合せが多数存
在することは言うまでもない。

第１５図は本発明に係る傾斜センサの更に具体的な実施
例を示す部分断面図である。５はケース１に備えられた
蓋、６は外装ケース、７は支持台、８はキャップである
。蓋５はアルミニウム等によって構成され、マグネット
２を支持する磁性流体３の蒸発を防止するように、ケー
ス１の開口面側を気密に封止している。

外装ケース６は、ケース１及び蓋５の組立体を支持固定
すると共に、その内部に支持台７及び磁気応動スイッチ
４１．４２を収納している。

支持台７は、回路基板等で構成され、外装ケース６の内
部に固定して設けられている。磁気応動スイッチ４１．
４２は、；位置Ｏ７の両側に斜めに傾斜して配置され、
両リート端子が支持台７に設けられたターミナル７１〜
７４に接続固定されている。これにより、磁気応動スイ
ッチ４１．４２はケース１と固定した関係となるように
配置される。

キャップ８は外装ケース６の天地が逆になった場合等に
マグネット２が転倒して上下逆になるのを防止するため
に設けられている。キャップ８はプラスチック、非磁性
金属材料の外に、鉄等の磁性体によって構成することも
できる。磁性体で構成した場合には、上述の転倒防止に
加えて、外部磁界の影響を軽減するヨークとしての働き
も付与することができる。

〈発明の効果〉 以上述べたように、底部内面が凹面となっている非磁性
ケースと、ケースの底部内面上に磁性流体によって支持
されたマグネットと、ケースの底部の外部においてケー
スと固定した関係となるように配置された磁気応動スイ
ッチとを含み、磁気応動スイッチは、ケースが傾斜して
いないときのマグネットの位置を零位置としたとき、零
位置ではマグネットに応動せず、ケースが傾斜したとき
、零位置から離れた位置でマグネットに応動するように
、零位置の外に配置されているから、傾斜方向を検出し
得る傾斜センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る傾斜センサの構成を概略的に示す
図、第２図及び第３図は本発明に係る傾斜センサの別々
の実施例における各平面図、第４図は同じくその動作を
説明する図、第５図〜第７図は本発明に係る傾斜センサ
におけるケース形状の例を示す図、第８図は同じくマグ
ネットの着磁方向の例を示す図、第９図は同じく平面配
置図、第１０図〜第１４図は本発明に係る傾斜センサに
おける磁気応動スイッチの配置例を示す図、第１５図は
本発明に係る傾斜センサの更に具体的な実施例を示す部
分断面図である。 １・・・ケース　　　１１・・・底部 １１１・・・内面　　２・・・マグネット３・・・磁性
流体　　４・・・磁気応動スイッチ第 ■ 第 Δ 第 図 第３図 ■ 第 ス 第 図 第 図 ｌｌ 第 図 第 １・′］ 第 １０Ｉ−：ｌ 第 図 第 図 第 ］３図 刈 第 ４図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）底部内面が凹面となっている非磁性ケースと、前
   記ケースの前記底部内面上に磁性流体によって支持され
   たマグネットと、前記ケースの底部の外部において前記
   ケースと固定した関係となるように配置された磁気応動
   スイッチとを含む傾斜センサであって、 前記磁気応動スイッチは、前記ケースが傾斜していない
   ときの前記マグネットの位置を零位置としたとき、前記
   零位置では前記マグネットに応動せず、前記ケースが傾
   斜したとき、前記零位置から離れた位置で前記マグネッ
   トに応動するように、前記零位置の外に配置されている
   こと を特徴とする傾斜センサ。
2. （２）前記磁気応動スイッチは、複数個であり、複数個
   の磁気応動スイッチは、前記ケースの傾斜方向で見て、
   前記零位置の両側に配置されていること を特徴とする請求項１に記載の傾斜センサ。
3. （３）前記ケースは、前記マグネットが前記ケースの傾
   斜方向においてのみ、往復動し得るように、前記マグネ
   ットを拘束していること を特徴とする請求項１または２に記載の傾斜センサ。
4. （４）前記磁気応動スイッチは、リードスイッチである
   こと を特徴とする請求項１、２または３に記載の傾斜センサ
   。
5. （５）前記磁気応動スイッチは、前記零位置と平行する
   方向に対して傾斜して配置されていること を特徴とする請求項４に記載の傾斜センサ。
6. （６）前記磁気応動スイッチは、前記零位置と平行する
   方向に配置されていること を特徴とする請求項４に記載の傾斜センサ。