JPH0511452Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、例えばトラクタ等の農業機械或いは
他の機械装置の傾斜角度を検出してその検出出力
を機械装置の制御、傾斜角度の表示等に供するた
めに用いられる傾斜角度検出装置に関する。

（従来の技術） この種の傾斜角度検出装置の従来構成を第８図
及び第９図に示す。これら第８図及び第９図にお
いて、１は上端が機体２に支持されて垂下状に設
けられた板ばね、３はこの板ばね１の下端に取付
けられたヨークで、このヨーク３の内側面に一対
の磁石４，５が対向して設けられている。６はこ
れら磁石４，５間に位置して機体２に固定された
板状の磁気抵抗素子である。而してこのものの場
合、機体２が傾斜すると、板ばね１の変形を伴つ
て下端のヨーク３が第８図中矢印Ａ方向或いは矢
印Ａとは反対方向に移動するものであり、このと
き磁気抵抗素子６に作用する磁石４，５間の磁束
密度が変化するので、この磁束密度の変化を検出
することによつて機体２の傾斜角度を検出するよ
うになつている。この傾斜角度の検出出力と予め
設定された傾斜角度の基準値とを比較して、機体
２の傾斜角度が予め設定された傾斜角度より大か
小かを判別したり、又、その予め設定する傾斜角
度の基準値を複数設定することによつて、機体２
の傾斜角度がどの傾斜角度範囲にあるかを判別す
ることができる。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら上記従来構成のものでは、磁気抵
抗素子６が周囲温度の影響を受け易く、これを補
うためには検出回路が複雑になり、価格の高騰を
招くという問題点があり、又、機体２の傾斜に伴
う検出出力の変化が緩やかで、しかもその検出出
力が周囲温度や外部雑音の影響を受け易いため、
機体２の傾斜角度が予め設定された傾斜角度と比
べて大か小かを判別する場合の精度が劣るという
欠点があつた。

従つて本考案の目的は、周囲温度に影響される
ことなく傾斜角度を検出することができ、しかも
検出精度の向上を図り得る傾斜角度検出装置を提
供するにある。

［考案の構成］ （問題点を解決するための手段） 本考案の傾斜角度検出装置は、上端が機体に揺
動可能に支持されて垂下状に設けられた支持部材
の下端に重錘を取付けると共に、この重錘と対向
して前記機体に発光素子を設け、又、重錘の発光
素子と対向する面に重錘の移動方向と直交する方
向に延びる境界線を挟んだ両側に位置させて非反
射面及び反射面を設けると共に、前記機体に前記
反射面によつて反射された光を受ける受光素子を
設け、更に発光素子及び受光素子のうちの一方側
に位置して少なくとも一辺が前記境界線と平行な
光透過部を設けたことを特徴とするものである。

（作用） 上記手段によれば、機体が傾斜して重錘が機体
に対して移動すると、発光素子からの光が重錘に
おける境界線を越えて反射面にて反射され、その
反射した光が受光素子に受けられ、その受光素子
にて受けられる光量の変化を検出してその検出信
号を出力する。この場合、境界線が光透過部の一
辺に対して平行移動し、境界線がその光透過部の
一辺との合致点を越えると受光素子にて受けられ
る光量が急激に増加し、機体の傾斜が基準値にな
ると出力が急激に変化するので、傾斜角度が基準
値より大か小かを精度よく検出することができ
る。又、この場合、光量の変化を検出するのであ
るから周囲温度の影響は殆ど受けることはない。

（実施例） 以下本考案の第１実施例につき第１図乃至第４
図を参照して説明する。

まず第１図において、１１は幅方向を紙面と直
角な向きに設定した支持部材としての板ばねで、
その上端が機体たるケース１２の天井面１２ａに
支持されて垂下状に設けられ、この板ばね１１の
下端に略矩形状をなす重錘１３が取付け固定され
ている。板ばね１１はその幅方向が紙面と直角で
あるから、図中矢印Ｂ方向或いは矢印Ｂとは反対
の方向へは揺動可能であるが、これと直角な方向
（紙面と直角な方向）への揺動は規制される。重
錘１３の下面には、第２図にも示すように、中央
部に光を吸収する非反射面１４が水平に設けられ
ていると共に、この非反射面１４の左、右両側に
夫々境界線１５を介して夫々反射面たる第１の反
射面１６及び第２の反射面１７が斜状に設けられ
ており、この場合これら第１の反射面１６と第２
の反射面１７とは90度の角度をなしている。又、
境界線１５の延び方向は、重錘１３の移動方向
（上記矢印Ｂ及び反矢印Ｂ方向と平行）と直交す
る方向（板ばね１１の幅方向と平行）となつてい
る。一方、１８は発光素子で、これは第１図に示
す中立状態で上記重錘１３の下面の非反射面１４
と対向してケース１２の底面部１２ｂに設けられ
ている。１９は発光素子１８の上方に位置してケ
ース１２の底面部１２ｂに設けられた光制限板
で、これには紙面と直角方向に長い光透過部とし
てのスリツト２０が形成され、スリツト２０の
左、右二側辺２０ａ，２０ｂは境界線１５と夫々
平行となつている。そして、発光素子１８の左、
右両側に夫々等しい間隔を存してケース１２の底
面部１２ｂには受光素子２１，２２が設けられて
いる。

次に上記構成の作用を説明する。ケース１２が
第１図の中立状態から例えば矢印Ｃ方向に傾斜し
て、重錘１３が板ばね１１の弾性変形を伴つて第
１図中矢印Ｂ方向に移動したとする。この場合、
傾斜角度が小さいときには、発光素子１８から発
せられた光はスリツト２０を通して全て重錘１３
の非反射面１４に受けられて吸収されるので、そ
の光は受光素子２１，２２には到達しない。そし
て、傾斜角度が予め設定された基準値になるとス
リツト２０を通つた光が、第３図に示すように左
側の境界線１５を越えて左側の第１の反射面１６
に受けられ、その光は該第１の反射面１６及び第
２の反射面１７にて反射されて左側の受光素子２
１に受けられるようになる。この場合、第１の反
射面１６と第２の反射面１７とが90度の角度をな
しているので、第１の反射面１６に入射する光の
入射方向と第２の反射面１７にて反射される光の
反射方向とは常に平行となり、重錘１３の傾きに
影響されない。又、境界線１５の向きとスリツト
２０の向きとは平行関係にあり、境界線１５がス
リツト２０の左側辺２０ａとの合致点を越えてか
らスリツト２０の右側辺２０ｂとの合致点までは
受光素子２１にて受けられる光量が急激に増加
し、境界線１５がスリツト２０の右側辺２０ｂと
合致したところで受光素子２１にて受ける光量が
最大になり、それ以後はスリツト２０の右側辺２
０ｂを越えても、即ち傾斜角度がそれより大きく
なつても受光素子２１にて受ける光量は一定にな
る。一方、ケース１２が上述とは逆の反矢印Ｃ方
向に傾斜した場合、即ち重錘１３が矢印Ｂとは反
対方向に移動した場合も上述と同様である。ケー
ス１２の傾斜角度と、受光素子２１，２２が検出
する光量即ち検出出力との関係を第４図に示す。
この場合、第１図の中立位置を（０）で示し、矢
印Ｃ方向へ傾いたときの傾斜角度を（＋）で示
し、反矢印Ｃ方向へ傾いたときの傾斜角度を
（−）で示す。この第４図において、受光素子２
１，２２の検出出力が急激に変化するところの中
間点に夫々基準値を設定して、ケース１２の傾斜
角度をθ₁，θ₂，θ₃の３段階に区分し、検出出力と
基準値との大小を比較することにより、それらの
うちのどの傾斜角度範囲にあるかを検出すること
ができる。

このように上記第１実施例によれば、発光素子
１８から発せられた光の量を受光素子２１，２２
により検出することによつて傾斜角度を検出する
ものであるから、検出出力が周囲温度の影響を殆
ど受けることがなく、よつて周囲温度の影響を受
け易い磁気抵抗素子を用いた従来のものとは違
い、検出回路が簡単で価格の上昇を抑えることが
できる。しかもこの場合、第１及び第２の反射面
１６及び１７の境界線１５とスリツト２０の側辺
２０ａ，２０ｂとが平行で、ケース１２の傾斜に
よつて両者が対向する位置関係になると受光素子
２１，２２による検出出力が急激に変化するの
で、周囲温度や外部雑音の影響を受けることが殆
どなくなり、検出出力の変化が緩やかであつた従
来のものに比べて、基準値に対する傾斜角度が大
か小かを判別する場合の精度を非常に向上し得
る。

第５図乃至第７図は本考案の第２実施例を示し
たもので、この第２実施例は次の点で上記第１実
施例とは異なる。第５図及び第６図において、２
３は板ばね１１の下端に取付けた重錘で、これの
下面には、第５図中前部（第６図中上部）に非反
射面２４が設けられていると共に、この非反射面
２４の左、右両側に境界線２５を介して第１の反
射面２６及び第２の反射面２７が夫々設けられ、
又、第５図中後部（第６図中下部）にも非反射面
２８が設けられていると共に、この非反射面２８
の左、右両側に境界線２９を介して第１の反射面
３０及び第２の反射面３１が夫々設けられてい
る。この場合、前部の非反射面２４の幅寸法より
も後部の非反射面２８の幅寸法が大きく設定され
ていて、前部の境界線２５と後部の境界線２９と
は位置がずれており、又、前部の第１の反射面２
６と第２の反射面２７との境界と後部の第１の反
射面３０と第２の反射面３１の境界とは位置がず
れている。一方、重錘２３の下面に対向したケー
ス１２の底面部１２ｂには、重錘２３が中立状態
で非反射面２４の下方に発光素子３２が設けられ
ていると共に、この発光素子３２の左、右両側に
受光素子３３，３４が夫々設けられ、又、非反射
面２８の下方に発光素子３５が設けられていると
共に、この発光素子３５の左、右両側に受光素子
３６，３７が夫々設けられており、更に発光素子
３２及び３５の上方にスリツト２０を有した光制
限板１９が夫々設けられている。

この場合ケース１２が傾いたときの各受光素子
３３，３４，３６，３７の検出出力を第７図に示
す。この第２実施例の場合、各受光素子３３，３
４，３６，３７の検出出力が急激に変化するとこ
ろの中間点に夫々基準値を設定することにより、
ケース１２の傾斜角度をθ₁乃至θ₅の５段階に区分
できるので、上記第１実施例よりも傾斜角度を細
かく検出することができる。

尚、本考案は上記し且つ図面に示した各実施例
にのみ限定されるものではなく、例えば反射面は
第１の反射面と第２の反射面とに分けずにケース
の底面と平行なものであつても良く、又、反射面
を重錘の側面に設けると共に、発光素子及び受光
素子をその反射面に対向したケースの側面に設け
るようにしても良く、更にスリツトは受光素子側
に設けても良く、加えて支持部材としては板ばね
以外に両端が抵抗なく回動できるように支持され
た棒体であつても良い等、要旨を逸脱しない範囲
内で適宜変更して実施し得る。

［考案の効果］ 以上の記述にて明らかなように、本考案の傾斜
角度検出装置は、上端が機体に揺動可能に支持さ
れて垂下状に設けられた支持部材の下端に重錘を
取付けると共に、この重錘と対向して前記機体に
発光素子を設け、又、重錘の発光素子と対向する
面に重錘の移動方向と直交する方向に延びる境界
線を挟んだ両側に位置させて非反射面及び反射面
を設けると共に、前記機体に前記反射面によつて
反射された光を受ける受光素子をを設け、更に発
光素子及び受光素子のうちの一方側に位置して少
なくとも一辺が前記境界線と平行な光透過部を設
けた構成としたことにより、周囲温度に影響され
ることなく傾斜角度を検出できるので、検出回路
が簡単で価格の上昇を抑えることができ、しか
も、検出出力が急激に変化するので、基準値に対
する傾斜角度の大小を正確に検出できて、検出精
度の向上を図ることができ、また、周囲温度や外
部雑音の影響を受け難く、安定した出力が得られ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案の第１実施例を示
し、第１図は縦断正面図、第２図は重錘の底面
図、第３図はケースが傾斜された状態を示す要部
の縦断正面図、第４図は受光素子の出力特製図で
あり、又、第５図乃至第７図は本考案の第２実施
例を示し、第５図は第１図相当図、第６図は第２
図相当図、第７図は第４図相当図である。そし
て、第８図及び第９図は従来構成を示し、第８図
は正面図、第９図は側面図である。 図面中、１１は板ばね（支持部材）、１２はケ
ース（機体）、１３は重錘、１４は非反射面、１
５は境界線、１６は第１の反射面、１７は第２の
反射面、１８は発光素子、２０はスリツト（光透
過部）、２１，２２は受光素子、２３は重錘、２
４は非反射面、２５は境界線、２６は第１の反射
面、２７は第２の反射面、２８は非反射面、２９
は境界線、３０は第１の反射面、３１は第２の反
射面、３２は発光素子、３３，３４は受光素子、
３５は発光素子、３６，３７は受光素子を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上端が機体に揺動可能に支持されて垂下状に設
   けられた支持部材と、この支持部材の下端に取付
   けられた重錘と、この重錘と対向して前記機体に
   設けられた発光素子と、前記重錘の前記発光素子
   と対向する面に該重錘の移動方向と直交する方向
   に延びる境界線を挟んだ両側に位置して設けられ
   た非反射面及び反射面と、前記機体に前記反射面
   によつて反射された光を受けるように設けられた
   受光素子と、前記発光素子及び受光素子のうちの
   少なくとも一方側に位置して設けられ少なくとも
   一辺が前記境界線と平行な光透過部とを具備して
   成る傾斜角度検出装置。