JPH0533923Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ある物体が傾斜したとき、あるいは
横方向に振動して加速度を生じたとき、それら傾
斜や加速度の有無を検出する傾斜センサに関する
ものである。

（従来の技術） 本考案者らは、先に、ある物体が傾斜したと
き、その傾斜した状態を検出する傾斜センサを提
案した（実開昭63−70017号公報参照）。まず、そ
の従来例について説明する。

第１０図において、１は非磁性体の、例えばア
ルミニウムのケースであり、その中空部は、第１
１図に示したように、中心部の第１の底面が円形
の平面２ａ、その周囲が前記平面２ａとは予め定
められた角度θを有する第２の底面である環状の
倒立截頭円錐面２ｂからなる底部２を有する。な
お、第１１図ａは第１１図ｂのＡ−Ａ断面を示し
ている。３は略円板状の永久磁石であり、その表
面に磁性流体４が被着している。磁性流体４は、
50〜150Åの金属磁性粉（コバルト、鉄、ニツケ
ル等）を比較的粘性の低い液体（例えばケロシ
ン、水）に分散したものであり、一般には界面活
性剤を添加する。５は永久磁石３の天地が入れ替
わらないように底部２から所定の高さの位置に配
置されたカバー、６は取付台、７はケース１の底
部の外側に配置された非直線性磁気感応素子とし
てのリードスイツチで、一方のリード７ａの端部
が底部２の中央部に近く位置し、他方のリード７
ｂの端部が底部から遠くに位置するようになつて
いる。

次に、この従来例の動作を説明する。第１１図
の状態はケース１が傾いていないときの状態であ
り、底部中央部の平面２ａが水平になつている。
このとき、永久磁石３は平面２ａ上にあるため、
リードスイツチ７の一方のリード７ａの端部が永
久磁石３に接近した状態となり、このためリード
７ａの端部が永久磁石の磁気に影響され、図では
Ｎ極に帯磁し、他端（リードスイツチの中央部）
がＳ極となる。さらに、そのＳ極に接近している
他方のリード７ｂの端がＮ極に帯磁するため、両
リードは互いに吸引し合つて接続することにな
る。つまり、リード７ａ及び７ｂに接続された回
路があれば、その回路は閉成されることになる。

次に、第１２図のようにケースが一方へ傾いた
とする。しかし、その傾きが小さいときは、円錐
面２ｂはまだ水平面Ｘに対してある角度で上り面
となつているので、永久磁石３は中央平面部付近
にあり、従つて、リードスイツチ７のリード７ａ
は永久磁石の磁気の影響を受け、両リードは接続
状態を保持している。

第１３図ａ，ｂに示したように、ケース１がさ
らに傾いて、略中央部の平面２ａと円錐面２ｂと
のなす角度θ｛実際には磁性流体の粘性があるた
めに、第１３図ｃのようにθより少し大きい角
度｝傾いて円錐面２ｂが下り面となると、永久磁
石３はその自重により中央部平面２ａから円錐面
２ｂに急速に完全に移る。即ち、中央部の平面２
ａに対して永久磁石３の位置が非直線的動作で変
わる。この永久磁石の移動時には、磁性流体４が
潤滑油の作用をするので、移動に対する抵抗は非
常に小さく、底部の最も低い部位へ容易に移動す
ることができる。このとき、リードスイツチ７の
一方のリード７ａの端部は、永久磁石３の磁気の
実質的影響範囲から急速に、即ち非直線的動作で
外部へ出ることになり、帯磁は実質的になくな
り、その結果、リード７ａと７ｂとは磁気的吸引
力が実質的に消滅し、スイツチが開くことにな
る。

以上の説明から明らかなように、この従来例に
おいては、ケースがある所定の角度以上傾いたと
き、リードスイツチは急速に、即ち非直線的動作
で開となり、これによつて、ケースがある所定の
角度以上に傾いたことを明確に検出することがで
きる。また、ケースの傾きが元に戻れば、永久磁
石も中央平面部に急速に戻り、リードスイツチが
急速に、即ち非直線的動作で閉じる。

しかし、上記構成の従来例の場合、永久磁石３
がリードスイツチ７のリードに吸引されてケース
が傾斜したときの永久磁石の動きが若干にぶくな
るなどの問題があり、これを改良するために、リ
ードスイツチと同軸的に環状の第２の永久磁石を
配置し、かつ極性がケース内の永久磁石と互いに
逆方向になるようにした傾斜センサも提案されて
いる（特願昭62−153337号）。

ところで、ケースの底面とリードスイツチのリ
ードとの距離は、傾斜センサの感度やリードスイ
ツチが応動する傾斜角度に敏感に影響する。従つ
て、前記距離を調整することにより感度や応動角
度を調整することができる。従来、この調整は、
リードスイツチを保持する保持部材の外周とこれ
に当接する取付台の内周に互いに噛合するネジを
設け、保持部材を回動させることにより上下動さ
せて調整するようにしていた。

しかしながら、このようなネジ構成は、製造コ
ストが高くなるという問題があつた。

（考案が解決しようとする課題） 本考案は、上記従来技術の問題点を解決するも
ので、ネジ構成を採らずにコストを低減するよう
にした傾斜センサを提供することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本考案は、磁気感
応素子を保持する保持部材の外周と取付台の内周
とを摺動可能なはめあいの寸法にし、かつ前記保
持部材に円周方向の溝を設けるとともに取付台の
胴部に調整窓を設け、この調整窓を通して保持部
材を上下動させて永久磁石を収容するケースとの
距離を調整するようにしたものである。

（作用） 取付台の胴部に設けた調整窓からピンなどを差
し込み、保持部材に設けた円周方向の溝に引つ掛
けて操作すると、保持部材を容易に上下動させる
ことができ、所要の応動角度に調整したのち、溶
着により固定する。

（実施例） 以下、図面を参照して実施例を詳細に説明す
る。第１図は、本考案の一実施例の断面を、第２
図は、その上面、側面及び底面を、第３図は、各
構成部材をそれぞれ示したものである。第１図な
いし第３図において、１１は非磁性体の、例えば
アルミニウムのケースで、ケース本体１１ａと蓋
１１ｂとはフランジ部がいわゆる金属間冷間圧接
法により気密状に結合されている（この詳細につ
いては特願昭62−328279号に開示）。１２はケー
ス底部である。１３はケース１１の内部に収容さ
れた円板状の永久磁石であり、キヤツプ１５を被
せてある。このキヤツプ１５は、磁性体から構成
されており、その頂部には円錐形の突起１５ａを
有する。また内部には、必要に応じて円板状の錘
１５ｂを入れてもよい。１４は永久磁石１３の底
面に付着した磁性流体である。１６は取付台であ
り、樹脂成形品からなる。

１７はケース底部１２の外側に配置、固定さ
れ、永久磁石１３の磁気を感知する磁気感応素子
としてのリードスイツチであり、スイツチホルダ
１８に保持されている。スイツチホルダ１８は、
樹脂成形品からなり、リードスイツチ１７の他
に、リードスイツチ１７と同軸的に配置されその
極性がケース内の永久磁石１３の極性方向と逆に
なるように着磁された環状の永久磁石１９も保持
している（この第２の永久磁石の作用効果につい
ては、特願昭62−153337号に開示されている）。
スイツチホルダ１８におけるリードスイツチ１７
及び環状の永久磁石１９の組み込みは、まず、ス
イツチホルダ１８の上部から上端子２０を挿入
し、下部からリードスイツチ１７、環状の永久磁
石１９、下ホルダ２１を挿入した後、上端子２０
の脚部先端を折り曲げて固定する。リードスイツ
チ１７のリードの接続は、一方が上端子２０の上
部孔２０ａ部分で半田付けされ、他方が下ホルダ
２１の下面中央部に配置された下端子２２と半田
付けされる。なお、外部引出リード線２３ａ，２
３ｂは上端子２０の脚折曲部と下端子２２とにそ
れぞれ半田付けされる。

２４はケース１１部分の全体を覆うように取付
台１６の上部から嵌着されたシールドケース、２
５はリードスイツチ１７の下部を覆うように取付
台１６の底部に配置されたシールド板である。

ここで、永久磁石１３に被せたキヤツプ１５
は、第４図に示したように、永久磁石１３の上
面、及び側面の底面近傍に至るまでの大部分を覆
う形状を有している。またその下端部の永久磁石
に対向する部分に若干のギヤツプ１５ｃを設ける
のが好ましい。

キヤツプ１５の作用・効果について述べると、 まず第１は、錘として作用する。永久磁石１３
に錘を付加して所望の重さＷにすると、ケースが
αだけ傾斜したとき永久磁石が傾斜した底面に沿
つて移動しようとする分力Wsinαも大きくなる。
この分力が大きくなれば、移動を阻止しようとす
る種々の力、即ち、リードスイツチのリードとの
吸引力、磁性流体の粘性や表面張力などに容易に
打ち勝つことができるから、ケースの傾斜に対し
て直ちに応答することができ、つまり感度がよく
なる。

第２は、磁性流体１４の節約になる。永久磁石
１３は、その上面及び側面の大部分をキヤツプ１
５により覆われ、露出している部分は底面及びそ
の近傍の側面のみである。従つて、磁性流体１４
は、永久磁石１３の露出面のみに付着し、そし
て、本考案の傾斜センサにおいてはそれで必要か
つ十分に機能を発揮するので、磁性流体の所要量
が少なくて済む。

第３は、キヤツプ１５が磁性体で構成されてい
ると、ヨークとして作用し、磁束の磁路となる。
そして、キヤツプ１５の下端部と永久磁石１３の
下側極（ここではＳ極）との間で集中的な磁界が
形成されることになる。つまり、漏洩磁束が非常
に少なくなり、リードスイツチ１７に対する磁気
的影響力が増大する。ここで、キヤツプの下端部
にギヤツプ１５ｃを設けると、キヤツプ１５から
永久磁石１３に直に入る磁束が少なくなり、一旦
空間に出てからＳ極に入る磁束が増えるので、磁
束が有効に利用されることになる。

第５図及び第６図は、キヤツプ１５の有無にお
ける永久磁石１３の上方（第５図）及び側方（第
６図）の磁界の強さを測定した結果である。これ
によれば、キヤツプを被せることにより漏洩磁束
が非常に減少していることがわかる。

なお、キヤツプ１５の頂部に設けた円錐状の突
起１５ａは、その先端がケースの蓋１１ｂの内面
に当つて永久磁石１３及びキヤツプ１５が転倒ま
たは転覆しないようにするとともに、キヤツプ１
５が蓋１１ｂの内面に密着するのを防止するため
のものである。

第４図において、ケースの底面とリードスイツ
チ１７のリード１７ａとの距離Ｈは、前述のよう
に傾斜センサの感度やリードスイツチが応動する
傾斜角度に敏感に影響する。従つて、距離Ｈを調
整することにより感度や応動角度を調整すること
ができる。

本考案では、スイツチホルダ１８の外周と取付
台１６の内周とをはめあいの寸法にし、かつスイ
ツチホルダ１８に円周方向の溝１８ａを設けると
ともに取付台１６の胴部に第２図ｂに示したよう
な調整窓１６ａを設ける。そして、この窓１６ａ
にピン等を差し込んで溝１８ａに引つ掛け、スイ
ツチホルダ１８を上下動させて距離Ｈを調整す
る。調整した後は、同じく取付台１６の胴部に設
けた孔１６ｂを通して取付台とスイツチホルダ１
８とを溶着して固定する。

本考案に係る傾斜センサは、外部磁界による影
響を極力防止することが必要である。また同時
に、外部に対して漏洩磁束による磁気的影響を与
えないようにすることが好ましい。そこで、本実
施例では、ケース１１部分の全体を覆うように取
付台１６の上部からシールドケース２４を嵌着
し、また、リードスイツチ１７の下部を覆うよう
に取付台１６の底部にシールド板２５を配置して
いる。シールドケース２４は、磁気的シールドの
他に、アルミニウムケース１１を取付台１６に固
定する作用もしており、最終的に孔２４ａ部が取
付台１６に溶着により固定される。シールド板２
５もその孔２５ａを介して取付台１６に固定され
る。

第７図は、シールドケース２４の有（樹脂製ケ
ースにFe＋Niメツキ）と無（Alケース）の場合
の磁界強度を測定したもので、が無、が有で
ある。また、第８図は、シールド板２５の有（樹
脂板にFe＋Niメツキ）と無（Al板）の場合の磁
界強度を測定したもので、が無、が有であ
る。これにより、シールドケース２４及びシール
ド板２５を設けたものは、漏洩磁束が非常に少な
くなつていることがわかる。

なお、磁気シールドをより完全にするために、
スイツチホルダ１８部分の取付台側面部に、第９
図に示したようなシールドバンド２７を嵌着する
こともできる。

実施例では、磁気感応素子としてリードスイツ
チを使用した例を示したが、他の素子、例えばホ
ール素子等を用いてもよいことは言うまでもな
い。

（考案の効果） 以上、実施例より明らかなように、磁気感応素
子を保持する保持部材の外周と取付台の内周とを
摺動可能なはめあいの寸法にし、かつ保持部材に
円周方向の溝を設けるとともに取付台の胴部に調
整窓を設け、この調整窓にピン等を差し込んで保
持部材を上下動させて永久磁石を収容するケース
との距離を調整するようにしたので、従来のネジ
構成のものに比較して製造コストを低減すること
ができ、しかも調整後の固定にもネジなどを全く
使用せず、溶着により簡単に固定することができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例の断面図、第２図
は、同実施例の外観を示す図で、ａは平面図、ｂ
及びｃはそれぞれ側面図、ｄは底面図、第３図
は、同実施例の分解斜視図、第４図は、キヤツプ
の作用を示す図、第５図及び第６図は、それぞれ
キヤツプの有無による外部磁界の強さを示す図、
第７図は、シールドケースの有無による外部磁界
の強さを示す図、第８図は、シールド板の有無に
よる外部磁界の強さを示す図、第９図は、シール
ドバンドの斜視図、第１０図ないし第１３図は、
従来の傾斜センサの構造及び動作の説明図であ
る。 １１……アルミニウムケース、１２……ケース
底部、１３……永久磁石、１４……磁性流体、１
５……キヤツプ、１６……取付台、１７……リー
ドスイツチ、１８……スイツチホルダ、１９……
環状の永久磁石、２４……シールドケース、２５
……シールド板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 非磁性体ケースと、前記ケース内に移動自在に
   収容された永久磁石と、前記永久磁石の少なくと
   も前記ケースの底面との間に被着された磁性流体
   と、前記ケースの底部の外側に配置され、前記永
   久磁石の磁気を感知する磁気感応素子と、前記磁
   気感応素子を保持する保持部材と、前記ケース及
   び保持部材を取付ける取付台とを備え、前記保持
   部材の外周と取付台の内周とを摺動可能なはめあ
   いの寸法にし、かつ前記保持部材に円周方向の溝
   を設けるとともに前記取付台の胴部に調整窓を設
   け、この調整窓を通して前記保持部材を移動させ
   て前記ケースとの距離を調整するようにしたこと
   を特徴とする傾斜センサ。