JPH05240641A - 傾斜計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化、低コスト化、堅牢化、高精度化、高
安定化を図る。 【構成】 起立柱２７の中心軸を対称に１対のヨーク２
４ａ，２４ｂが絶縁体２５ａ，２５ｂを介して一定の間
隙を設けてそれぞれ取付ビスにより固定してある。起立
柱２７の上部のホルダ３０に固定された固定板３１の下
端には、可撓板３３が、この固定板３２と押え板３４と
の間に挟持されその両外側からクリップ部材３５が圧入
された状態で連結固定してある。また、この可撓板３３
の下部には、可動板３６が同様に押え板３４とクリップ
部材３５とによって連結固定してある。この可動板３６
の両面側には、リング状のボビン３７ａ，３７ｂに巻装
されたコイル３８ａ，３８ｂが対称的に固定してある。
この可動板３６に固定されたコイル３８ａ，３８ｂは、
ヨーク２４ａ，２４ｂ内に配設された一対の磁石２８
ａ，２８ｂに沿って揺動できるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、傾斜計に関しより詳細
には、地上において重力の加速度方向を知ることにより
水平からの傾斜角を高精度に求める傾斜計に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】地盤の変動や建築物の傾きを測定する傾
斜計としては、ひずみゲージや差動トランスを使った非
サーボ型傾斜計と、変位を検出してその変位を零にする
力を発生し、その要した力で傾斜角を求めるサーボ型傾
斜計がある。

【０００３】図１０は、従来のサーボ型傾斜計の一例の
構成を模式的に示す断面図であり、トートバンドによ
り、可動板を支持する方法が採られている。この図１０
において、１はホルダであり、このホルダ１に上下に二
分割されたケース２の下部ケース２ａが取り付けられて
おり、この上下のケース２ａ，２ｂ間は、ベーローズ３
によって連結されている。

【０００４】ホルダ１上には、ブロック４が取り付けら
れており、このブロック４に溝４ａが設けられている。
この溝４ａ内に板状のウエイト５が垂下されている。こ
のウエイト５の下端に対向するブロック４の位置には、
フォトインタラプタ（図示せず）が内蔵されている。

【０００５】ウエイト５の上部は、コイル６の外周部に
取り付けられている。コイル６は、環状のボビン７に巻
装されており、このボビン７の中央部には、永久磁石８
が適宜の間隔を存して配置されている。この永久磁石８
のＮ極とＳ極に対向するように、ボビン７の外側と微小
間隔をもって環状のヨーク９が配設されている。ヨーク
９の下端は、上記ブロック４に固定され、ヨーク９の上
端には、ブロック１０が載置固定されている。永久磁石
８は、一端にてヨーク９に固定されている。

【０００６】そして、ブロック１０の両端には、ばね性
を有する電極１１ａ，１１ｂが取り付けられている。電
極１１ａ，１１ｂの下端には、リボン１５ａ，１５ｂを
介してコイル６の両端が接続され、中吊り状態に支持さ
れている。

【０００７】電極１１ａ，１１ｂには、サーボアンプ
（図示せず）の出力が印加されるようになっている。サ
ーボアンプの入力端には、上記フォトインタラプタの出
力が入力されるようになっている。なお、１２はケース
２内に充填されたシリコンオイルである。

【０００８】次に、この従来のサーボ型傾斜計の動作に
ついて説明する。図１０の傾斜計を所定の被測定個所に
設置し、被測定個所に傾斜がなければ、ホルダ１ととも
にブロック４は静止状態である。したがって、ウエイト
５は、ブロック４の溝４ａ内において、フォトインタラ
プタの二個の受光素子の中央に位置しており、発光素子
からの光は二個の受光素子に等しく入射し、サーボアン
プからは出力されない。この結果、ヨーク９に対しコイ
ル６を元の位置に戻させる力が発生しない。

【０００９】次に、被測定個所が傾斜すると、その傾斜
の度合に応じて、ホルダ１とともにブロック４、１０お
よびヨーク９が回動する。その回動量に応じて、フォト
インタラプタに対するウエイト５の位置が変化しフォト
インタラプタの発光素子から発生せられ、二個の受光素
子に射入する光束の差が次第に増加する。その二出力が
サーボアンプに入力される。

【００１０】サーボアンプは、その二入力レベルの差に
応じてヨーク９に対するコイル６の相対位置を元の位置
に戻すのに必要な電流をコイル６にフィードバックす
る。この電流を抵抗などにより、電圧に変換することに
より、被測定個所の傾斜量（傾斜角）を知ることができ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサーボ型傾斜計においては、感度方向以外の
剛性が低いため、ケース２、ベローズ３、ホルダ１で包
囲される空間内に、シリコンオイル１２を充填しなけれ
ばならず、そしてこのシリコンオイル１２により、ブロ
ック４、１０やボビン７、コイル６、ウエイト５などに
急激な力が加わらないように、配慮しなければならな
い。

【００１２】このようなシリコンオイル１２などを充填
することは、寸法的に大きくなるとともに、シールを施
すなどの必要もあり、製造コストの高騰を招く。

【００１３】加えて、シリコンオイル１２のようなダン
ピングオイルは、熱による膨張収縮が大きいために、ベ
ローズ３を使用しなければならず、この点からも製造コ
ストが高くなるという欠点がある。また、リボン１５
ａ，１５ｂを使用しているために、衝撃などに対して機
械的に脆弱である。

【００１４】一方、従来のサーボ型の加速度計は、振子
構造体の可動板および可撓部が一体構造となっており、
可撓部は、放電加工やエッチングにより加工するため、
厚さは、せいぜい２０μｍ〜３０μｍまで加工するのが
限度である。

【００１５】そのために、各構成部材は、非常に高精度
の加工が必要とされる。

【００１６】また、サーボアンプのドリフトに関しても
非常に高精度のものが要求される。

【００１７】上記可撓部に薄い箔を使用する試みも行っ
たが、ねじ止めやリベット止めを採用した場合、締付力
を長時間一定に保持することができず、安定性その他の
性能が悪く、目標を達し得るものが得られなかった。

【００１８】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、安価、小型、堅牢で、
しかも経時変化が極めて少なく、高精度化を実現するこ
とができ、地盤変動や地震計、振動計測、さらには加速
度計などにも使用でき、応用範囲の広い傾斜計を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、本体部に固定された金属製の固
定板と、対向する面が同一磁極となるように前記本体部
に、電気的に絶縁状態で取り付けられた１対の磁気回路
であって前記１組の対向する面が導電体で形成されかつ
その対向面間に所定間隔の隙間を有する２個の磁気構造
体と、上端が前記固定板に固定された極薄の可撓板とこ
の可撓板の下端に上端が固定されて前記隙間内に垂下さ
れた可動板とこの可動板の両面側にそれぞれ対称に装着
されて前記磁気構造体内に配置されたコイルとを有する
振子構造体とよりなることを特徴としたものである。

【００２０】また、請求項２に記載の発明は、可動板お
よび上記コイルを巻装するボビンが、アルミニウム合
金、チタン合金、マグネシウム合金のいずれかの軽金属
よりなることを特徴としたものである。

【００２１】請求項３に記載の発明は、可撓板が、ベリ
リウム銅、チタン合金、ばね用ステンレス鋼、ばね鋼な
どのいずれかのばね材よりなることを特徴としたもので
ある。

【００２２】請求項４に記載の発明は、可動板および可
撓板の少なくとも一方が、セラミックまたはガラスで形
成されかつ少なくともその一部にクロム−金またはアル
ミニウム等の金属薄膜が形成されてなることを特徴とし
たものである。

【００２３】請求項５に記載の発明は、可撓板の上端部
を、前記固定板と押え板との間に挟持した状態でこの固
定板と押え板の外面からコの字状のクリップ部材で圧接
して前記固定板に固定するとともに、前記可撓板の下部
を、前記可動板の上部と押え板との間に挟持した状態で
この可動板と押え板の外面からコの字状のクリップ部材
で圧接して前記可動板に固定したことを特徴としたもの
である。

【００２４】

【作用】上記のように構成された傾斜計は、可撓板を介
して本体部と一体的な固定板に固定されてなる可動板
が、２個の磁気構造体の対向面間の隙間に垂下され、被
測定部位に傾斜がない場合には、可動板と磁気構造体の
対向面の静電容量がバランスしているが、被測定部位に
傾斜が生じると、その傾斜方向に固定板が傾斜し、この
固定板に対し可動板が相対的に変位することとなり、可
動板と磁気構造体の対向する面間の距離が変化し、その
間の静電容量に変化（アンバランス）を生じる。

【００２５】この変化に応じて可動板の両面に装着され
ているコイルの通電電流が変化して、可動板が磁気構造
体に対する元の位置に戻るようにコイルに電流が流れ
る。この電流値は、可動板に加わる力に比例し、傾斜角
をθとすれば、sinθ に比例することから、傾斜角を知
ることができる。

【００２６】また、可動板とボビンを軽金属で形成した
ことにより、軽量化が実現される。また、２個の磁気構
造体の二つの対向する面間の微小間隙内に可動板を配設
したことにより、傾斜発生時に可動板が過大に変位した
場合に、磁気構造体の相対向する面が可動板のストッパ
となって、可動板の損傷が防止され、さらに、共振周波
数が高くなって、被測定部位の振動周波数による影響を
受けにくいものとなっている。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は、本発明に係る傾斜計の一実施例
の全体構成を示す縦断面図である。

【００２８】この図１において、２１は円板状に形成さ
れた固定板としての本体部で、上下方向中間部には、後
述するヨーク２４ａ，２４ｂを対向して配設するための
切欠孔２１ａが穿設されている。この本体部２１の下端
近傍の外周面には、円筒状を呈し、かつ軽量化のために
アルミ合金性のケース２２が嵌合されている。

【００２９】このケース２２内の上方には、図３に示す
ように、プリント基板２３が複数本の導電ピン２３ａを
介して本体部２１の天板２１ｂに取り付けられており、
必要な電気回路部品がこのプリント基板２３に実装され
ている。この図１および図３の両図からも明らかなよう
に、ケース２２内の中央部には、１対のヨーク２４ａ，
２４ｂが本体部２１に絶縁体２５ａ，２５ｂを介して固
定された状態で収納されている。

【００３０】このヨーク２４ａ，２４ｂは、軟鋼で形成
され、図１からも明らかなように、ケース２２の軸心に
対して、対称形に、フランジ部２４ａ１，２４ｂ１を側
周部に有する有底円筒状に形成されている。このヨーク
２４ａ，２４ｂの開口端側のフランジ部２４ａ１，２４
ｂ１には、セラミックなどのリング状を呈する絶縁体２
５ａ，２５ｂが接合されており、この絶縁体２５ａ，２
５ｂの内周面が上記本体部２１の起立柱２７の下部の外
周面に接合された状態で図示省略のねじによって固定さ
れている。これにより、ヨーク２４ａ，２４ｂのフラン
ジ部２４ａ１，２４ｂ１が、起立柱２７、すなわち、本
体部２１に固定されている。

【００３１】ヨーク２４ａ，２４ｂの内端面は、所定の
微小間隔をもって対向する対向面を有し、この対向面が
それぞれコンデンサの電極２４ａ２，２４ｂ２となって
いる。

【００３２】このヨーク２４ａ，２４ｂの中央部の内面
には、希土類系磁石２８ａ，２８ｂが取り付けられてお
り、この希土類系磁石２８ａ，２８ｂのＮ極は互いに対
向するように取り付けられている。すなわち、同一磁極
となるようにしている。これらの希土類系磁石２８ａ，
２８ｂの内端、すなわち、Ｎ極には、ポールピース２９
ａ，２９ｂが取り付けられている。

【００３３】かくして、ヨーク２４ａ，希土類系磁石２
８ａ，ポールピース２９ａで一方の磁気構造体が形成さ
れている。全く同様にして、ヨーク２４ｂ，希土類系磁
石２８ｂ，ポールピース２９ｂにより、他方の磁気構造
体が形成されている。すなわち、２組の磁気構造体がケ
ース２２の軸心に対して、対称に配置されていることに
なる。

【００３４】一方、本体部２１と一体の起立柱２７の上
端には、金属製のホルダ３０が形成されている。このホ
ルダ３０の一方の面には、固定板３１が取付ビス３２に
より固定されている。固定板３１の下部には、可撓板３
３が固定されている。

【００３５】この固定板３１と可撓板３３との固定部分
は、図２に拡大して示されている。この図２は、図１の
円Ａの部分の拡大断面図であり、また、図４は、この可
撓板３３と固定板３１と後述する可動板３６が連結され
た状態の平面図である。

【００３６】これらの図１、図２、図４および上記図３
からも明らかなように、可撓板３３の上端近傍が固定板
３１の一方の面と押え板３４との間に挟持されている。
この固定板３１と押え板３４の外面から図５に示すよう
なコ字状のクリップ部材３５で圧接されている。このク
リップ部材３５は、図３、図４からも明らかなように、
固定板３１と押え板３４の外面の両端縁より圧入されば
ね力で強力に圧接する。

【００３７】この場合、可撓板３３は、たとえば、ベリ
リウム銅、チタン合金、ばね用ステンレス鋼、またはば
ね鋼などのばね材料が使用されており、厚さ５〜１５μ
ｍの極薄の箔を使用しており、十分な可撓性を有してい
る。

【００３８】また、クリップ部材３５は、ベリリウム
銅、ばね用ステンレス、隣青銅、ばね鋼などのばね材料
で形成されており、図２、図５からも明らかなように、
コ字状に形成されているので、その相対向する対辺３５
ａ，３５ｂ方向にばね性を有する。

【００３９】したがって、可撓板３３を挟持した固定板
３１と押え板３４の外面に治具を用いてクリップ部材３
５を圧入するだけでその強力なばね挟持力で可撓板３３
を挟着することができ、固定板３１や可撓板３３に高精
度な穴あけ加工を施すことなく、簡単に、可撓板３３を
固定板３１に連結固定することができる。

【００４０】この可撓板３３と可動板３６との連結固定
も全く同様にして行われ、可撓板３３の下端近傍を可動
板３６の上端近傍と押え板３４との間に挟持した状態
で、上記と同様のコ字状のクリップ部材３５を外側から
圧入して、このクリップ部材３５により図４に示すよう
に、可動板３６と押え板３４との間に可撓板３３を圧着
する。

【００４１】このようにすることにより、可撓板３３
は、固定板３１と可動板３６の間に、極僅少の間隔をも
って固定されることになる。この図４でも明らかなよう
に、固定板３１と可動板３６の長さ寸法に比較して、こ
の両者間に固定される可撓板３３の可撓部寸法がいかに
小さいかがわかる。

【００４２】可動板３６の上端は、上記可撓板３３を介
して固定板３１に連結固定されることにより、可動板３
６は、その重力により下方向に垂下される状態となる。
この可動板３６は、図１からも明らかなように、ヨーク
２４ａ，２４ｂの電極２４ａ２と２４ｂ２の間に挿入さ
れている。この可動板３６は、たとえば、アルミニウム
合金、チタン合金、またはマグネシウム合金などの軽金
属より形成されている。

【００４３】したがって、この可動板３６は、電極２４
ａ２と２４ｂ２に対して、それぞれコンデンサの共通電
極となるものであり、被測定部位の傾斜に応じて電極２
４ａ２側と、２４ｂ２側のいずれかの方向に過大に変位
したとき、これらの変位した方の電極が変位ストッパと
して作用し、上述のように、可動板３６は、軽金属で軽
量に構成されているので、衝突による損傷が逸れるよう
になっている。

【００４４】また、図１からも明らかなように、可動板
３６の両面には、上記電極２４ａ２と２４ｂ２の近傍に
リング状のボビン３７ａ，３７ｂが可動板３６と一体あ
るいは一体的に設けられている。

【００４５】この両ボビン３７ａ，３７ｂには、それぞ
れコイル３８ａ，３８ｂが巻回されている。コイル３８
ａ，３８ｂ内に、それぞれ上記ポールピース２９ａ，２
９ｂが挿入されるようになっている。このようにして、
固定板３１、可撓板３３、可動板３６、ボビン３７ａ，
３７ｂ、コイル３８ａ，３８ｂにより振子構造体が構成
されている。

【００４６】図６は、上述のようにして構成されたこの
発明の傾斜計の変位検出とダンピング回路の部分を示す
ブロック図であり、傾斜計の部分は、図１と同一部分に
は同一符号を付すのみにとどめる。

【００４７】この図６において、ヨーク２４ａ，２４ｂ
の内端部、すなわち、電極２４ａ２と２４ｂ２は、それ
ぞれサーボアンプ３９の入力端に接続されている。この
サーボアンプ３９には、電源端子Ｔ１〜Ｔ３の電源を電
圧安定化回路および保護回路４０によって安定化された
動作電力が供給されるようになっている。

【００４８】サーボアンプ３９の一方の出力端は、たと
えば、コイル３８ａに接続され、サーボアンプ３９の他
方の出力端は、電流検出用の抵抗４１を介して、コイル
３８ｂ側に接続されている。

【００４９】抵抗４１は、コイル３８ｂ側に流れる電
流、すなわち、可動板３６の変位に応じた検出電流が流
れるようになっている。この抵抗４１の両端の電圧は、
フィルタ４２を介して出力端子Ｔ４，Ｔ５に導出される
ようになっている。フィルタ４２は、傾斜検出信号に含
まれる被測定部位などの振動成分を除去するためのロー
パスフィルタであり、このフィルタ４２を通過した信号
が傾斜検出信号として、出力端子Ｔ４，Ｔ５から取り出
されるようになっている。

【００５０】次に、以上のように構成されたこの実施例
の動作について説明する。この傾斜計は、被測定部位に
設置して、傾斜角度を検出するものとして説明してい
く。図１の紙面の最も左方向に傾斜計が傾くと、可動板
３６は、鉛直方向を向いたまま動かないが本体部２１が
傾くから、相対的に可動板３６がそれにともない左方向
に変位し、それにつれて、可撓板３３が曲がる。

【００５１】これにより、可動板３６と電極２４ｂ２の
間が狭くなり、可動板３６と電極２４ａ２の間が開くこ
とになる。このとき、可動板３６と電極２４ａ２の間の
静電容量が減少し、逆に、可動板３６と電極２４ｂ２の
間の静電容量が増加することになる。

【００５２】したがって、この静電容量の変化を図６の
サーボアンプ３９で差動増幅し、それに応じてサーボア
ンプ３９の出力端からコイル３８ａ，３８ｂに電流が流
れる。これらのコイル３８ａ，３８ｂは、それぞれヨー
ク２４ａ，２４ｂおよび希土類系磁石２９ａ，２９ｂに
よる磁気回路中の磁束に対して直交するように巻回され
ているので、コイル３８ａ，３８ｂに流れる電流に比例
した力をコイル３８ａ，３８ｂが受ける。

【００５３】このコイル３８ａ，３８ｂに流れる電流の
方向を可動板３６と電極２４ａ２間、可動板３６と電極
２４ｂ２間の間隔が等しくなる方向に選ぶことにより、
可動板３６と電極２４ａ２間、可動板３６と電極２４ｂ
２間の間隔をそれぞれ常に一定に保つようにすることが
でき、そのとき流れる電流は、振子構造体に加わる力に
比例する。

【００５４】いま、傾斜角をθとし、振子構造体の質量
をｍとすると、振子構造体に加わる力は、ｍ・ｇ・sin
θ （ｇは重力の加速度）であるから、流れる電流値よ
り傾斜角θを求めることができる。すなわち、この電流
値は、電流検出用の抵抗４１の両端の電圧に変換され、
この抵抗４１の両端の電圧は、フィルタ４２で振動成分
が除去されて、出力端子Ｔ４，Ｔ５から傾斜角θに対応
する電流値として取り出すことができる。

【００５５】ところで、温度勾配により、可動板３６と
電極２４ａ２との間隔が可動板３６と電極２４ｂ２との
間隔より大きくなったり、あるいは、サーボアンプ３９
のドリフトにより、片方の静電容量が少し大きく計測さ
れるようなことがあった場合には、可動板３６は、元の
位置から少し違った位置に制御されることになる。

【００５６】このとき、可撓板３３のばね定数が零であ
れば、誤差を生じないが、実際には零ではないので、可
動板３６を元に戻すのに要する可撓板３３の反力分が誤
差となる。この可撓板３３のばね定数は、厚さｔの３乗
に比例するので、厚さが従来の１／２〜１／４である本
実施例の場合、この誤差を１／８〜１／６４に低減でき
ることになる。

【００５７】このように、本発明では、可撓板３３を極
力薄く（５〜１５μｍ）することにより、その反力が小
さくなるので、加工精度が悪くても、その影響が少なく
なり、その分加工が簡単となり、安価にできることにな
る。

【００５８】また、可動板３６は、図１において紙面内
で左右には柔かく、微小な力で振れるが、上下および紙
面の裏から表への力に対しては、剛にできている。さら
に、捩りに対しても剛にできており、外部振動が加わっ
ても、可動板３６が制御方向以外の振動で制御不能とな
ることはない。

【００５９】したがって、制御信号にダンピング信号を
加えることにより、共振を抑えることができ、ダンピン
グ用の流体、たとえば、従来のように、シリコンオイル
などを充填する必要もなく、従って、従来の加速度計の
ようなベローズを不要化でき、シールも簡略化でき、安
価に提供することができる。

【００６０】以上のように、この実施例によれば、１対
の対称の形状をした磁気構造体内に固定板３１に極薄板
状の可撓板３３を介して連結固定された可動板３６を配
設し、可動板３６の両面に磁気構造体の磁束と直交する
ようにコイル３８ａ，３８ｂを装着して振子構造体を形
成するとともに、磁気構造体の一対の電極２４ａ２，２
４ｂ２間に可動板３６を吊下げ、この電極２４ａ２，２
４ｂ２間の可動板３６の変位を元に戻すようにコイル３
８ａ，３８ｂに電流を流すようにしているから、コイル
３８ａ，３８ｂに流れる電流から傾斜角を知ることがで
きる。

【００６１】また、磁気構造体は、対称形になっている
から、温度変化に対して、安定しており、しかも、可動
板３６は、アルミニウム合金などの軽金属で形成してい
るから、温度勾配も生じないとともに、小型軽量化が可
能となり、かつ電極２４ａ２，２４ｂ２と衝突しても損
傷する虞れはない。

【００６２】さらに、可動板３６の変位が非常に小さ
く、しかも可撓板３３と固定板３１または可動板３６と
の連結が強固であるから、可撓板３３のクリープやヒス
テリシスがなく、高精度化を達成できる。

【００６３】可撓板３３も極薄化が可能となることか
ら、機構部のひずみやアンプのドリフトによる出力変化
が少なく、その上、高度な精密加工部が少ないため、加
工費が低減でき、しかも、磁気構造体は、感度方向以外
の剛性が高く、振動、衝撃に強い閉磁路を形成している
から、外部磁界の影響も受けにくく、逆に、外部への影
響も少ない。

【００６４】一方、ケース２２は、アルミニウム合金な
どで形成して、軽量化し、かつ内部に窒素ガスを封入し
て、経時変化に対して保護するようにしているので、図
９に示すような安定した経時変化特性が得られる。この
図９は、水平付近での経時変化を定格出力に対する百分
率で表している。

【００６５】また、使用形態としては、一般的には、縦
置きで使用するが、上下逆の倒立置きおよび横置きでも
使用することができ、この場合の傾斜角に対する測定値
と理論値の差を定格出力に対する百分率で表したのが図
７、図８であり、非直線性は、０．０１〜０．０３％Ｒ
Ｏ、ヒステリシスは、０．０１５〜０．０２５％ＲＯ、
姿勢間の定格出力の差は、０．１％ＲＯである。尚、図
７が倒立置きの場合であり、図８が横置きの場合であ
る。

【００６６】上記から明らかなように、本発明は、傾斜
を検出することができることから、地盤変動にともなう
地盤や建造物の傾きなどを計測する傾斜計として使い得
ることは勿論のこと、地震計測や振動計測など、加速度
計としても使用できることはいうまでもない。

【００６７】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変
形実施ができるものである。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、可動板を極薄板状の可撓板を介して固定
板に連結して相対向する１組の磁気構成体の間隙内に垂
下させるとともに、磁気構成体の磁束の方向と直交する
ように巻回したコイルを可動板に装着し、傾斜により可
動板が相対変位したときの可動板と磁気構造体との対向
面間の静電容量の変化に応じてコイルへの通電量を変化
させて可動板を元の位置に復帰するように作用させ、そ
のときにコイルに流れる電流から傾斜角を検出できるよ
うに構成したので、小型、軽量、高感度で高精度とな
り、特に可撓板は極薄板状になっているから、横感度が
小さく、耐振、耐衝撃性にすぐれた傾斜計を提供するこ
とができる。

【００６９】また、請求項２に記載の発明によれば、可
動板は軽金属で形成されているから、大きな変位時に
も、可動板が損傷する虞れはなく、しかもこの可動板の
共振周波数が高くなるため、傾斜計の設置部位の振動
（外乱）の影響を逸れ、検出精度が向上するとともに、
制御信号によりコイルにダンピング信号を加えることに
より、共振を抑制でき、ダンピングオイルなどの充填お
よびそのシールが不要となり、その分コストの低減化も
可能となる傾斜計を提供することができる。

【００７０】請求項３に記載の発明によれば、可撓板を
ばね材料で形成しているから、ばね性にすぐれ、可動板
の変位後元の位置に戻す作用にすぐれ、高精度な傾斜角
検出に間接的に寄与し得る傾斜計を提供することができ
る。

【００７１】請求項４に記載の発明によれば、可動板と
可撓板のうち少なくともいずれか一方をセラミックまた
はガラスで形成することにより、磁気構造体の構成主体
である軟鋼と線膨張係数を一致させることができ、温度
変化による可動板と磁気構造体との対向面間のギャップ
の寸法に変動がなくなり、傾斜角検出を高精度に行うこ
とができ、しかもその表面に金属薄膜を形成しているか
ら、磁気構造体の対向面との間に形成されるコンデンサ
の電極としての機能が損われることのない傾斜計を提供
することができる。

【００７２】請求項５の発明によれば、可撓板の上部と
下部を、それぞれ押え板と固定板、押え板と可動板間で
挟持してばね性のあるコ字状のクリップ部材で圧接する
ように構成したので、常に一定の力で可撓板は、固定板
および可動板に連結固定され、固定状態が変化すること
がない。したがって、検出出力に誤差がなく、傾斜計の
負荷特性、温度特性クリープ特性を向上させ得る傾斜計
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る傾斜計の一実施例の全体構成を示
す断面図である。

【図２】図１の実施例における可撓板の固定状態を拡大
して示す断面図である。

【図３】図１の実施例のケースを破断して示す正面図で
ある。

【図４】図１の実施例における可撓板を固定板と可動板
に連結固定した状態を示す正面図である。

【図５】図１の実施例における可撓板を固定するために
使用されるクリップ部材の構成を示す斜視図である。

【図６】図１の実施例の動作原理を説明するための説明
図である。

【図７】図１の実施例を倒立姿勢で設置して使用した場
合の傾斜角に対する測定値と理論値の差を定格出力に対
する百分率で表した特性図である。

【図８】図１の実施例を横置き姿勢で設置して使用した
場合の傾斜角に対する測定値と理論値の差を定格出力に
対する百分率で表した特性図である。

【図９】図１の実施例の水平付近での出力の経時変化を
定格出力に対する百分率で表した特性図である。

【図１０】従来の傾斜計の構成を模式的に示す断面図で
ある。

【符号の説明】

２１ 本体部 ２２ ケース ２３ プリント基板 ２４ａ，２４ｂ ヨーク ２４ａ２，２４ｂ２ 電極 ２４ａ１，２４ｂ１ フランジ部 ２５ａ，２５ｂ 絶縁体 ２７ 起立柱 ２８ａ，２８ｂ 希土類系磁石 ２９ａ，２９ｂ ポールピース ３０ ホルダ ３１ 固定板 ３２ 取付ビス ３３ 可撓板 ３４ 押え板 ３５ クリップ部材 ３６ 可動板 ３７ａ，３７ｂ ボビン ３８ａ，３８ｂ コイル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体部に固定された金属製の固定板と、
   対向する面が同一磁極となるように前記本体部に、電気
   的に絶縁状態で取り付けられた１対の磁気回路であって
   前記１組の対向する面が導電体で形成されかつその対向
   面間に所定間隔の隙間を有する２個の磁気構造体と、上
   端が前記固定板に固定された極薄の可撓板とこの可撓板
   の下端に上端が固定されて前記隙間内に垂下された可動
   板とこの可動板の両面側にそれぞれ対称に装着されて前
   記磁気構造体内に配置されたコイルとを有する振子構造
   体とよりなることを特徴とする傾斜計。
2. 【請求項２】 前記可動板および上記コイルを巻装する
   ボビンは、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウ
   ム合金のいずれかの軽金属よりなることを特徴とする請
   求項１記載の傾斜計。
3. 【請求項３】 前記可撓板は、ベリリウム銅、チタン合
   金、ばね用ステンレス鋼、ばね鋼などのいずれかのばね
   材よりなることを特徴とする請求項１記載の傾斜計。
4. 【請求項４】 前記可動板および可撓板の少なくとも一
   方が、セラミックまたはガラスで形成されかつ少なくと
   もその一部にクロム−金またはアルミニウム等の金属薄
   膜が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の傾
   斜計。
5. 【請求項５】 前記可撓板は、その上端部を前記固定板
   と押え板との間に挟持した状態でこの固定板と押え板の
   外面からコの字状のクリップ部材で圧接して前記固定板
   に固定するとともに、前記可撓板の下部を前記可動板の
   上部と押え板との間に挟持した状態でこの可動板と押え
   板の外面からコの字状のクリップ部材で圧接して前記可
   動板に固定したことを特徴とする請求項１記載の傾斜
   計。