JPH049542Y2 - - Google Patents

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JPH049542Y2
JPH049542Y2 JP19368684U JP19368684U JPH049542Y2 JP H049542 Y2 JPH049542 Y2 JP H049542Y2 JP 19368684 U JP19368684 U JP 19368684U JP 19368684 U JP19368684 U JP 19368684U JP H049542 Y2 JPH049542 Y2 JP H049542Y2
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magnet
magnetic
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tip
rocking
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はダンパ機能を有する傾斜角検知器に関
する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a tilt angle detector having a damper function.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来よりこの種の傾斜角検知器として、重力の
作用による振り子の回動を利用した振り子式の傾
斜角検知器、あるいは板バネを彎曲させつつ重力
により揺動する揺動体を利用した板バネ式の傾斜
角検知器があつた。これらの検知器には、外部か
らの振動による振り子、板バネ等のあばれを防止
する目的あるいは制御系として用いる場合の適当
な時定数を与える目的のためにダンパ機構が付設
されている。このようなダンパ機構として従来か
ら用いられているものに液体ダンパがある。この
液体ダンパは検知器の可動部分全体あるいは一部
をシリコン油、不凍液等の液体の中に浸し、液体
の粘性を利用してダンパ機能を得ている。
Traditionally, this type of inclination angle detector has been a pendulum type inclination angle detector that uses the rotation of a pendulum due to the action of gravity, or a leaf spring type that uses a rocking body that swings due to gravity while bending a leaf spring. The tilt angle detector was installed. These detectors are equipped with a damper mechanism for the purpose of preventing the pendulum, leaf spring, etc. from fraying due to external vibrations, or for the purpose of providing an appropriate time constant when used as a control system. A liquid damper has been conventionally used as such a damper mechanism. This liquid damper immerses all or part of the movable part of the detector in a liquid such as silicone oil or antifreeze, and uses the viscosity of the liquid to obtain a damping function.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

しかしながら、このような検知器によると、ダ
ンパ機能を与える液体の密閉機構が複雑となり、
コストが極めて高くなるという欠点があつた。ま
た、一般にこのような液体は温度変化により膨張
あるいは収縮し、したがつてこれら膨張、収縮を
吸収する適当な緩衝機構が必要であつた。さら
に、液体の粘性は温度変化に対して大きく変動す
るために、ダンピング特性が大きな温度係数を持
つてしまうという不具合があつた。
However, with such a detector, the liquid sealing mechanism that provides the damper function is complicated.
The disadvantage was that the cost was extremely high. Furthermore, such liquids generally expand or contract due to temperature changes, and therefore an appropriate buffer mechanism is required to absorb these expansions and contractions. Furthermore, since the viscosity of the liquid varies greatly with changes in temperature, there is a problem in that the damping characteristics have a large temperature coefficient.

一方、上述のようなダンパ機構に関する不具合
の他に、その構造上の制約によつて被測定体の傾
斜角の内、一方向の傾斜成分しか検知することが
できないという不具合もあつた。すなわち、被測
定体がピツチング、ローリングの二方向、もしく
はこれらの合成方向に傾斜する場合には、2台の
傾斜角検知器を各々直角方向に配置しなければ真
の傾斜角を検知することができなかつた。
On the other hand, in addition to the above-mentioned problems with the damper mechanism, there was also the problem that only one direction of the tilt component of the tilt angle of the object to be measured could be detected due to its structural limitations. In other words, if the object to be measured is tilted in two directions (pitching, rolling, or a combination of these directions), the true tilt angle cannot be detected unless two tilt angle detectors are placed at right angles to each other. I couldn't do it.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本考案はこのような点に鑑みてなされたもの
で、ピボツト状の先端部を有すると共に少なくと
もその一部に磁石を有する揺動体を、該先端部を
介して支持体に磁力によつて吸引吊架させ、この
揺動体の揺動に伴つて移動する前記磁石の磁束を
切る如く非磁性導電体を配設し、揺動体の揺動量
を揺動量変換手段を用いて電気信号に変換するよ
うにしたものである。
The present invention has been developed in view of these points, and includes a swinging body having a pivot-shaped tip and a magnet in at least a portion thereof, which is attracted and suspended by magnetic force to a support body through the tip. A non-magnetic conductor is disposed so as to cut off the magnetic flux of the magnet that moves with the rocking of the rocking body, and the rocking amount of the rocking body is converted into an electric signal using rocking amount converting means. This is what I did.

〔作用〕[Effect]

したがつて、この考案によると、揺動体の揺動
に伴つて非磁性導電体に該揺動体を制動する電磁
制動力が発生する。
Therefore, according to this invention, as the oscillator swings, an electromagnetic braking force that brakes the oscillator is generated in the nonmagnetic conductor.

また、ピボツト状の先端部を介して揺動体が支
持体に磁力により吸引吊架されるので、揺動時の
機械的摩擦が僅少となり、全方向にわたつて揺動
体を円滑且つ均一に揺動可能とすることができ
る。
In addition, since the rocking body is magnetically attracted and suspended from the support via the pivot-shaped tip, mechanical friction during rocking is minimal, allowing the rocking body to swing smoothly and uniformly in all directions. It can be made possible.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本考案に係る傾斜角検知器を詳細に説明
する。第1図はこの傾斜角検知器の一実施例を示
す概略正面断面図である。図において、1は図示
せぬ筐体に固定された磁石よりなる支持体、2は
この支持体1に固着された非磁性材よりなるガイ
ド、3はその先端部3aが半球面状に仕上げられ
た磁性体よりなる振り子、4はこの振り子3の下
端部に固着された磁石、5はこの振り子3と磁石
4とからなる揺動体6の下端部に非磁性導電体7
を介して対面する如く筐体に配設固定された磁気
抵抗素子である。非磁性導電体7は磁気抵抗素子
5に密着固定されており、非磁性導電体7の表面
と揺動体6の磁石4の下綿とは接触しないように
所定間隙が設けられている。また、揺動体6は半
球面状の先端部3aをガイド2の略「V」字状の
溝2aに落ち込んで、支持体1の磁石の略中心に
当接する如く磁力によつて吸引吊架されている。
したがつて、この揺動体6は半球面状の先端部2
aを支点としてガイド2の溝2aにより規制され
る範囲において全方向に自由に揺動可能となつて
いる。一方、磁気抵抗素子5は外部から磁束が与
えられると、この与えられた位置に応じて電気信
号を出力するようになつている。つまり、揺動体
6が半球面状の先端部3aを支点として揺動する
ことによつて、磁石4と磁気抵抗素子5との相対
位置が変わり、磁気抵抗素子5に与えられる磁束
の位置が変わつて、この磁束の位置に応じた電気
信号が出力されるようになつている。この磁石4
と磁気抵抗素子5とで揺動量変換手段を構成して
いる。
Hereinafter, the tilt angle detector according to the present invention will be explained in detail. FIG. 1 is a schematic front sectional view showing one embodiment of this inclination angle detector. In the figure, 1 is a support made of a magnet fixed to a housing (not shown), 2 is a guide made of a non-magnetic material fixed to this support 1, and 3 has a tip 3a finished in a hemispherical shape. 4 is a magnet fixed to the lower end of the pendulum 3; 5 is a non-magnetic conductor 7 attached to the lower end of an oscillating body 6 consisting of the pendulum 3 and the magnet 4;
This is a magnetoresistive element arranged and fixed to the housing so as to face each other through the housing. The nonmagnetic conductor 7 is closely fixed to the magnetoresistive element 5, and a predetermined gap is provided so that the surface of the nonmagnetic conductor 7 and the padding of the magnet 4 of the oscillator 6 do not come into contact. The oscillator 6 is suspended by magnetic force such that the hemispherical tip 3a falls into the approximately "V"-shaped groove 2a of the guide 2 and comes into contact with approximately the center of the magnet of the support 1. ing.
Therefore, this rocking body 6 has a hemispherical tip 2.
It can freely swing in all directions within the range regulated by the groove 2a of the guide 2 with a as a fulcrum. On the other hand, when magnetic flux is applied from the outside, the magnetoresistive element 5 outputs an electric signal according to the applied position. In other words, as the rocking body 6 swings around the hemispherical tip 3a as a fulcrum, the relative position between the magnet 4 and the magnetoresistive element 5 changes, and the position of the magnetic flux applied to the magnetoresistive element 5 changes. As a result, an electrical signal is output according to the position of this magnetic flux. This magnet 4
and the magnetoresistive element 5 constitute a swing amount converting means.

次に、このように構成された傾斜角検知器の動
作を説明する。すなわち、被測定体がピツチン
グ、ローリングの二方向、もしくはこれらの合成
方向に傾斜する場合の動作について説明するに、
揺動体6は被測定体の傾斜角に応じて全方向にわ
たつて先端部3aを支点として円滑且つ均一に揺
動する。すなわち、揺動体6が磁力により吊架さ
れ、且つこの揺動体6の先端部3aが半球面状に
仕上げられているため、揺動時の機械的摩擦力が
僅少となり、全方向にわたる円滑且つ均一な揺動
が可能となる。
Next, the operation of the tilt angle detector configured as described above will be explained. In other words, to explain the operation when the measured object is tilted in two directions, pitching and rolling, or in a composite direction of these two directions,
The rocking body 6 swings smoothly and uniformly in all directions with the tip end 3a as a fulcrum depending on the inclination angle of the object to be measured. That is, since the oscillating body 6 is suspended by magnetic force and the tip 3a of the oscillating body 6 is finished in a hemispherical shape, the mechanical friction force during the oscillation is minimal, and the movement is smooth and uniform in all directions. This allows for a wide range of vibrations.

しかして、揺動体6が被測定体の傾斜角に応じ
て揺動すると、磁石4と磁気抵抗素子5との相対
位置が変わり、磁気抵抗素子5に与えられる磁束
の位置が変わつて、この磁束の位置に応じた電気
信号が磁気抵抗素子5から出力される。この電気
信号は揺動体6の揺動量、すなわち被測定体の傾
斜角に応じた信号として出力されるので、この信
号に基づいて被測定体の傾斜角を検知することが
できるようになる。
When the oscillating body 6 oscillates according to the inclination angle of the object to be measured, the relative position between the magnet 4 and the magnetoresistive element 5 changes, and the position of the magnetic flux applied to the magnetoresistive element 5 changes, causing this magnetic flux to change. An electrical signal corresponding to the position of is output from the magnetoresistive element 5. Since this electrical signal is output as a signal corresponding to the amount of rocking of the rocking body 6, that is, the tilt angle of the object to be measured, it becomes possible to detect the tilt angle of the object to be measured based on this signal.

一方、揺動体6の揺動に伴つて非磁性導電体7
にこの揺動体6を制動する電磁制動力が発生し、
この電磁制動力がこの検知器におけるダンパ機能
を果たすことになる。すなわち、揺動体6の揺動
に伴つて磁石4の作る磁束が移動し、非磁性導電
体7と鎖交する磁束が相対的に切られる。これに
より、非磁性導電体7に電流が流れ、この電流に
より発生する磁束が磁石4の磁束と作用して揺動
体6の揺動が制動される。この電磁制動力は揺動
体6が急峻に揺動するほど大きくなる。したがつ
て、揺動体6が外部の揺動等によりあばれようと
しても、この電磁制動力によりそのあばれが緩和
されるようになる。また、揺動体6が被測定体の
傾斜角に応じて、急峻に揺動する場合において
も、この電磁制動力が働き貫性力を打ち消すこと
ができる。また、この電磁制動力は、従来の液体
の粘性力のように温度変化に対して大きく作用さ
れることはなく、したがつて温度係数の小さなダ
ンピング特性とすることができる。さらに、液体
によるダンパ機構のように密閉機構とする必要も
なく、膨張、収縮を吸収する緩衝機構も必要ない
ので、極めて簡単な構造でダンパ機構を構成でき
る。尚、磁石4がなくても振り子3を介して非磁
性導電体7および磁気抵抗素子5に磁束は作用す
るが、充分な電磁制動力を得ることができないた
め揺動体6に磁石4を設ける必要がある。
On the other hand, as the rocking body 6 swings, the non-magnetic conductor 7
An electromagnetic braking force is generated to brake this rocking body 6,
This electromagnetic braking force serves as a damper in this detector. That is, as the rocking body 6 swings, the magnetic flux generated by the magnet 4 moves, and the magnetic flux interlinking with the non-magnetic conductor 7 is relatively cut off. As a result, a current flows through the nonmagnetic conductor 7, and the magnetic flux generated by this current interacts with the magnetic flux of the magnet 4 to brake the swinging of the swinging body 6. This electromagnetic braking force increases as the rocking body 6 swings more steeply. Therefore, even if the oscillator 6 tries to deviate due to external oscillation or the like, this electromagnetic braking force will alleviate the deviance. Further, even when the rocking body 6 swings steeply depending on the inclination angle of the object to be measured, this electromagnetic braking force acts to cancel out the penetrating force. Further, this electromagnetic braking force is not affected greatly by temperature changes unlike the conventional viscous force of liquid, and therefore can have a damping characteristic with a small temperature coefficient. Furthermore, unlike liquid damper mechanisms, there is no need for a sealing mechanism, and there is no need for a buffer mechanism to absorb expansion and contraction, so the damper mechanism can be configured with an extremely simple structure. Although the magnetic flux acts on the non-magnetic conductor 7 and the magnetic resistance element 5 through the pendulum 3 even without the magnet 4, it is necessary to provide the magnet 4 on the oscillator 6 since sufficient electromagnetic braking force cannot be obtained. There is.

第2図はこの検知器の他の実施例を示す概略正
面断面図である。この検知器における揺動体6は
磁石4が磁性体8および9により挾着された構造
となつており、磁性体8の先端部8aは第1図の
実施例と同様に半球面上に仕上げられている。ま
た、支持体1は磁性材より形成されており、他の
構造は第1図と同様となつている。したがつて、
この検知器においては、磁石4の磁力により揺動
体6が磁性体8を介して支持体1に吸引吊架され
ると共に、磁性体9を介して磁石4の磁束が非磁
性導電体7および磁気抵抗素子5に作用し、電磁
制動力および揺動量に応じた電気信号を得てい
る。このように、磁石4の磁束で吸引吊架機能、
ダンパ機能、揺動量検出機能の全てを兼ねさせて
もよい。また、磁石4は非磁性導電体7に充分な
電磁制動力を発生し得る磁性を有しておれば、必
ずしも磁性体8と磁性体9との間に挾着させずと
もよく、揺動体6の少なくとも一部に設けてもよ
い。また、支持体1は揺動体6を吸引吊架するこ
とができれば、先端部8aとは異極の磁石であつ
てもよい。
FIG. 2 is a schematic front sectional view showing another embodiment of this detector. The oscillator 6 in this detector has a structure in which a magnet 4 is held between magnetic bodies 8 and 9, and the tip 8a of the magnetic body 8 is finished into a hemispherical shape as in the embodiment shown in FIG. ing. Further, the support body 1 is made of a magnetic material, and the other structure is the same as that in FIG. 1. Therefore,
In this detector, the magnetic force of the magnet 4 attracts and suspends the oscillator 6 to the support 1 via the magnetic body 8, and the magnetic flux of the magnet 4 is transferred to the non-magnetic conductor 7 and the magnetic field via the magnetic body 9. It acts on the resistance element 5 to obtain an electric signal corresponding to the electromagnetic braking force and the amount of rocking. In this way, the magnetic flux of the magnet 4 provides an attraction suspension function.
It may also serve as both the damper function and the swing amount detection function. Further, as long as the magnet 4 has magnetism that can generate sufficient electromagnetic braking force on the non-magnetic conductor 7, it does not necessarily have to be interposed between the magnetic body 8 and the magnetic body 9, and the oscillator 6 It may be provided in at least a part of. Further, as long as the support body 1 can attract and suspend the rocking body 6, it may be a magnet having a different polarity from the tip end portion 8a.

尚、第1図および第2図の実施例においては、
揺動体6に設けられた磁石4はダンパ機能、揺動
量検出機能の両方を兼用しているが、揺動量検出
機能を例えば発光素子と受光素子とからなるよう
な他の揺動量検出手段とし、磁石4をダンパ機能
専用としてもよい。また、揺動体6の先端部は半
球面状に仕上げを施したものとしたが、半球面状
に限ることはなく機械的摩擦力を小さくすること
ができれば他の形状としてもよい。本考案におい
てはこれら形状をピボツト状と定義する。
In addition, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2,
The magnet 4 provided on the oscillating body 6 has both a damper function and an oscillation amount detection function, but the oscillation amount detection function can be performed by using another oscillation amount detection means such as a light emitting element and a light receiving element. The magnet 4 may be used exclusively for the damper function. Furthermore, although the tip of the rocking body 6 is finished in a hemispherical shape, it is not limited to a hemispherical shape, and may have other shapes as long as the mechanical frictional force can be reduced. In the present invention, these shapes are defined as pivot shapes.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上説明したように本考案による傾斜角検知器
によると、少なくともその一部に磁石を有する揺
動体の揺動に伴つて移動する磁束を切る如く非磁
性導電体を配設したので、揺動体の揺動を制動す
る電磁制動力を得ることができ、温度係数の小さ
なダンピング特性とすることのできるダンパ機能
を極めて簡単な構造で得ることができる。
As explained above, according to the inclination angle detector according to the present invention, a non-magnetic conductor is disposed in at least a part of the sensor so as to cut off the magnetic flux that moves as the oscillator, which has a magnet, moves. It is possible to obtain an electromagnetic braking force for damping rocking, and a damper function capable of providing damping characteristics with a small temperature coefficient can be obtained with an extremely simple structure.

また、揺動体の先端部をピボツト状とし、この
先端部を介して支持体に磁力により吊架させるよ
うにしたので、揺動時の機械的摩擦力が僅少とな
り、全方向にわたつて揺動体を円滑且つ均一に揺
動させることができ、極めて簡単な構造で安価に
傾斜角検知性能を高めることができる。
In addition, the tip of the oscillating body is pivoted, and the tip is suspended from the support by magnetic force, so the mechanical friction force during oscillation is minimal, and the oscillating body is suspended in all directions. The tilt angle detection performance can be improved at low cost with an extremely simple structure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案に係る傾斜角検知器の一実施例
を示す概略正面断面図、第2図はこの傾斜角検知
器の他の実施例を示す概略正面断面図である。 1……支持体、3……振り子、3a,8a……
先端部、4……磁石、5……磁気抵抗素子、6…
…揺動体、7……非磁性導電体、8,9……磁性
体。
FIG. 1 is a schematic front sectional view showing one embodiment of the inclination angle detector according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic front sectional view showing another embodiment of the inclination angle detector. 1... Support body, 3... Pendulum, 3a, 8a...
Tip, 4... Magnet, 5... Magnetoresistive element, 6...
...oscillator, 7...non-magnetic conductor, 8, 9...magnetic material.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ピボツト状の先端部を有し少なくともその一部
に磁石を有する揺動体と、この揺動体を前記先端
部を介して磁力により吸引吊架する支持体と、前
記揺動体の揺動に伴つて移動する前記磁石による
磁束を切る如く配設された非磁性導電体と、前記
揺動体の揺動量を電気信号に変換する揺動量変換
手段とを備えたことを特徴とする傾斜角検知器。
an oscillator having a pivot-shaped tip and a magnet in at least a portion thereof; a support that attracts and suspends the oscillator through the tip by magnetic force; and a support that moves as the oscillator swings. A tilt angle detector comprising: a non-magnetic conductor disposed so as to cut off the magnetic flux caused by the magnet; and a swing amount converting means for converting the swing amount of the swing body into an electric signal.
JP19368684U 1984-12-22 1984-12-22 Expired JPH049542Y2 (en)

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JPS61114313U JPS61114313U (en) 1986-07-19
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