JPH0623925Y2

JPH0623925Y2 - 傾斜センサ

Info

Publication number: JPH0623925Y2
Application number: JP1988091839U
Authority: JP
Inventors: 良基小田川; 靖柳沢
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2003-07-13
Also published as: JPH0214011U

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11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，ニッケル等）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
ードスイッチで、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7bの端部が底部から遠く
に位置するようになっている。

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が水平になっている。このとき、永久磁石３は平
面2a上にあるため、リードスイッチ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（リードスイッチの中央部）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っ
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っているので、永久磁
石３は中央平面部付近にあり、従って、リードスイッチ
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2a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
スイッチ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、
スイッ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
イッチは急速に、即ち非直線的動作で開となり、これに
よって、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
イッチが急速に、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
スイッチ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、リードスイッチと同軸的に環状
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、本考案に係る傾斜センサは、内部に永久磁石
を含み、かつ磁気に感応する素子を含んでいるため、こ
の傾斜センサを設置した周辺に磁気的影響を受け易い計
器類や回路などがあると、傾斜センサから発せられる磁
界により影響を受け、また逆に、周辺に外部磁界がある
と、それにより磁気感応素子が誤動作するおそれがある
ので、傾斜センサと外界とを磁気的に遮断する必要があ
る。

（考案が解決しようとする課題）本考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、外部と磁
気的に遮断され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、樹脂製取付台内
の上部に非磁性体ケースを配置し、樹脂製取付台の下部
胴内部に、磁気感応素子を、この磁気感応素子と非磁性
体ケースの底面との距離を樹脂製取付台の下部胴外周部
に設けた位置調節手段により調節可能に配置すると共
に、キヤツプ状磁気シールドケースの下端位置が樹脂製
取付台の下部胴外周部に設けた位置調節手段の取付位置
よりも上側であって、非磁性体ケースの上面及び樹脂製
取付台の上部外側面を覆うように、キヤツプ状磁気シー
ルドケースを樹脂製取付台の上半部に被せ、その磁気シ
ールドケースを樹脂製取付台に接着固定した構成とす
る。

（作用）上記構成によれば、キヤツプ状磁気シールドケースを非
磁性体ケースの上から被せるので、非磁性体ケースを樹
脂製取付台に固定することができると共に、シールドケ
ースを被せた状態で、磁気感応素子の、非磁性体ケース
の底面との距離を調節することができ、そして、内部磁
石による外部への影響並びに外部磁界による内部への影
響を共になくすことができるので、傾斜センサの設置場
所に規制を受けることなく、また、傾斜センサの検出精
度を高めることができる。

（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11
ａ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、キャップ15を被せてある。このキャップ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ッチ
であり、スイッチホルダ18に保持されている。スイッチ
ホルダ18は、樹脂成形品からなり、リードスイッチ17の
他に、リードスイッチ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）。スイッチホルダ18におけるリードスイ
ッチ17及び環状の永久磁石19の組み込みは、まず、スイ
ッチホルダ18の上部から上端子20を挿入し、下部からリ
ードスイッチ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
ードスイッチ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，23ｂ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の上部及び側部を覆うように取付台16の上
部から嵌着されたキヤツプ状磁気シールドケース、25は
リードスイッチ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に被せたキャップ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
端部の永久磁石の対向する部分に若干のギャップ15ｃを
設けるのが好ましい。

キャップ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っ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、リードスイッチ
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ャップ15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
って、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、キャップ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、キャップ
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、リードスイッチ17に対する
磁気的影響力が増大する。ここで、キャップの下端部に
ギャップ15ｃを設けると、キャップ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、キャップ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、キャップを被せ
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、キャップ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の内面に当って永久磁石13及
びキャップ15が転倒または転覆しないようにするととも
に、キャップ15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ッチ17のリ
ード17ａとの距離Ｈは、傾斜センサの感度やリードスイ
ッチが応動する傾斜角度に敏感に影響する。従って、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。従来、この調整は、リードスイッチを保持
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していた。本実施例では、スイッ
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、かつスイッチホルダ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に引っ掛け、スイッチホルダ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ッチホル
ダ18とを溶着して固定する。

シールドケース24及びシールド板25は、本考案に係る、
外部と磁気的に遮断するためのシールド手段である。ケ
ース11の上部及び側部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、リードスイッチ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25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メッキ）と無（Ａ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メッキ）と
無（Ａ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
なっていることがわかる。

なお、スイッチホルダ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を傾斜センサ組立調整
後に嵌着すれば、シールド効果は完全になる。このシー
ルドバンド27は、例えば軟磁性材により構成され、１箇
所が切断されていて、これを広げて嵌着した後、両端を
係止する。

シールド材として、前記のように、樹脂成形品に磁性金
属をメッキしたもの、軟磁性材の他に、樹脂に鉄、フェ
ライト、アモルファス金属等のフレーク粉を混合して成
形したものなどが使用できる。例えば、取付台16をこの
種の成形品で構成してもよい。

実施例では、磁気感応素子としてリードスイッチを縦に
配置した例を示したが、横に寝かせて配置したものでも
よく、さらに、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、キヤツプ状磁気シー
ルドケースを非磁性体ケースの上から被せることによ
り、非磁性体ケースを樹脂製取付台に固定すると共に、
傾斜センサの要部と外部とを磁気的に効率的に遮断する
ので、内部磁界の外部への漏れを防止し、外部磁界の内
部への影響を防止することができる。しかも、シールド
ケースを被せた傾斜センサの組立後の状態で、磁気感応
素子の、非磁性体ケースの底面との距離を調節すること
ができる。さらに、シールドケースと共に、シールド板
ないしシールドバンドを設けて傾斜センサをより全体的
に覆うことにより、一層シールド効果を向上することが
できる。従って、傾斜センサの設置場所に規制を受ける
ことなく、また、傾斜センサの検知精度を高めることが
できるなどの利点がある。

【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、キャップの作用を示す図、第５図
及び第６図は、それぞれキャッ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、15……キャップ、16……取
付台、17……リードスイッチ、18……スイッチホルダ、
19……環状の永久磁石、24……シールドケース、25……
シールド板。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】非磁性体ケースと、前記非磁性体ケース内
に移動自在に収容された永久磁石と、前記永久磁石の少
なくとも前記非磁性体ケースの底面との間に被着された
磁性流体と、前記非磁性体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を備
えた傾斜センサであって、樹脂製取付台内の上部に前記非磁性体ケースを配置し、
前記樹脂製取付台の下部胴内部に、前記磁気感応素子
を、該磁気感応素子と前記非磁性体ケースの底面との距
離を前記樹脂製取付台の下部胴外周部に設けた位置調節
手段により調節可能に配置すると共に、キヤツプ状磁気シールドケースの下端位置が前記樹脂製
取付台の下部胴外周部に設けた位置調節手段の取付位置
よりも上側であって、前記非磁性体ケースの上面及び前
記樹脂製取付台の上部外側面を覆うように、キヤツプ状
磁気シールドケースを前記樹脂製取付台の上半部に被
せ、該磁気シールドケースを前記樹脂製取付台に接着固
定したことを特徴とする傾斜センサ。
【請求項２】樹脂製取付台の底部に、磁気感応素子の下
端に対向して、シールド板を設けたことを特徴とする請
求項１記載の傾斜センサ。
【請求項３】樹脂製取付台の下半部に、磁気感応素子の
周囲を取り巻くように、着脱自在のシールドバンドを設
けたことを特徴とする請求項１又は２記載の傾斜セン
サ。