JPH08145664A - 傾斜角度検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 傾斜角度検知器において、傾斜角度に比例し
た出力を得るとともに、任意の角度に警報点の設定を可
能とする。 【構成】 磁性流体２の被着した永久磁石１と磁気ホー
ル素子７とを組合せ、磁界を媒体として永久磁石１のケ
ース６内での移動量を磁気ホール素子７により連続的に
検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、限界支障検知等に使用
する傾斜角度検知器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、傾斜を感知するスイッチとして
は、水銀式，振り子式等が一般的に使用されていたが、
最近になって磁性流体とリードスイッチとを組合せたチ
ルトスイッチが開発されている。

【０００３】従来のチルトスイッチは、図３に示すよう
に永久磁石１と磁性流体２とを完全密封したケース３
と、その真下に位置する縦に配置したリードスイッチ４
とで構成されており、磁性流体２の被着した永久磁石１
は、ケース３の底面より浮上するという現象を利用し
て、永久磁石１はケース３内で自由に動ける状態となっ
ている。

【０００４】このものは、リードスイッチ４の一方のリ
ード端子のみにＮ極（或いはＳ極）を誘起させるもので
あり、リードスイッチ４のリード端子に感動値以上の磁
界が加わっているとき、すなわち永久磁石１がリード端
子に近いとき、リードスイッチ４の接点は閉じており、
開放値以下のとき、すなわち永久磁石１がリードスイッ
チ４のリード端子から遠ざかっているときリードスイッ
チ４の接点は開の状態となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たチルトスイッチは、リードスイッチの接点のＯＮ，Ｏ
ＦＦの２態様によって傾斜を感知するものであるから、
傾いている状態と傾いていない状態とのみを検知するに
すぎなかった。そのため、傾斜角度に比例した出力を得
ることができず、しかも、任意の角度に警報点の設定を
行うことができないという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、傾斜角度に比例した出力
を得ることができ、しかも任意の角度に警報点の設定が
できるようにした傾斜角度検知器を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る傾斜角度検知器は、外装ケースと、内
装ケースと、永久磁石と、磁気ホール素子とを有する傾
斜角度検知器であって、外装ケースは、傾動可能に設置
される器体であり、内装ケースは、非磁性体からなり、
外装ケースに一体に取付けられたものであり、永久磁石
は、磁性流体が被着され、該磁性流体を介して内装ケー
ス内に揺動可能に装填されたものであり、磁気ホール素
子は、外装ケースに取付けられ、磁界を媒体として永久
磁石の内装ケース内での移動量を検出するものである。

【０００８】また、内装ケースは、ケース内底面が下方
に張り出した球面形状をなす曲面である。

【０００９】また、内装ケースは、外装ケースの頂部側
に設置されたものである。

【００１０】また、基準電圧発生回路と、比較回路とを
有する傾斜角度検知器であって、基準電圧発生回路は、
外装ケースの傾斜角度を測定するための基準となる電圧
値を出力するものであり、比較回路は、基準電圧発生回
路の出力する基準電圧値と磁気ホール素子の出力する電
圧値とを比較し、その差分に応じて傾斜角度を示す信号
を連続的に出力するものである。

【００１１】また、基準電圧発生回路は、外装ケースが
水平状態のときに磁気ホール素子が出力する電圧値に一
致する電圧値を基準電圧として出力するものである。

【００１２】

【作用】磁性流体の被着した永久磁石と磁気ホール素子
とを組合せ、磁界を媒体として永久磁石のケース内での
移動量を磁気ホール素子により連続的に検知する。

【００１３】さらに、磁気ホール素子の出力する電圧値
を基準電圧値と比較し、その差分により傾斜各を示す信
号を出力する。また基準電圧値を任意に調整することに
より、任意の角度に警報点の設定を可能とする。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図１は、本発明の一実施例を示す断面図、図２は回
路ブロック図である。

【００１５】図１において、本発明に係る傾斜角度検知
器は、外装ケース５と、内装ケース６と、永久磁石１
と、磁気ホール素子７とを有している。

【００１６】外装ケース５は、傾動可能に設置される器
体であり、内装ケース６は、非磁性体からなり、外装ケ
ース５に一体に取付けられたものである。実施例では、
内装ケース６はアルミニウムで構成しているが、樹脂材
を用いてもよい。

【００１７】永久磁石１は、磁性流体２が被着され、磁
性流体２を介して内装ケース６内の内底面６ａ上に揺動
可能に装填されたものである。また、永久磁石１は、マ
グネットキャップ１ａを有している。マグネットキャッ
プ１ａは、磁気シールド重力の調整（永久磁石１が軽量
のため）、方向を安定にするために取付けられている。

【００１８】磁気ホール素子７は、外装ケース１に取付
けられ、内装ケース６からの永久磁石１の漏洩磁界を媒
体として永久磁石１の内装ケース６内での移動量を検出
するものである。実施例では、ケース５の水平状態にお
いて、永久磁石１の直下位置に磁気ホール素子７を設け
ているが、その設置位置は任意に変更してもよい。

【００１９】また内装ケース６は、ケース内底面６ａが
下方に張り出した球面形状をなす曲面形状に構成してあ
る。

【００２０】また内装ケース６は、外装ケース５の頂部
側に設置されたものである。

【００２１】さらに図２に示すように本発明は、基準電
圧発生回路８と、比較回路９とを有している。

【００２２】基準電圧発生回路８は、電源１１からの給
電を受けて、外装ケース５の傾斜角度を測定するための
基準となる電圧値を出力するものである。

【００２３】一方、比較回路９は、電源１１からの給電
を受けて、基準電圧発生回路８の出力する基準電圧値と
磁気ホール素子７の出力する電圧値とを比較し、その差
分に応じて傾斜角度を示す信号を連続的に出力するもの
である。比較回路９からの出力信号は、増幅器１０で増
幅されて出力される。

【００２４】また基準電圧発生回路８は、外装ケース５
が水平状態のときに磁気ホール素子７が出力する電圧値
に一致する電圧値を基準電圧として出力するものであ
る。尚、基準電圧発生回路８の基準電圧値は任意の角度
に警報点の設定を行うために調整可能となっている。ま
た実施例では、基準電圧発生回路８，比較回路９及び増
幅器１０はプリント基板１１に組付けられ、外装ケース
５内に組込まれている。

【００２５】実施例において、外装ケース５は水平面上
に設置しておく。一方、磁気ホール素子７には、一定値
の電流を通電しておく。

【００２６】この状態で水平面に傾きが生じて外装ケー
ス５が傾動すると、磁性流体２により浮上された永久磁
石１は、内装ケース６の底面６ａ上を移動する。そのた
め、磁気ホール素子７に作用する磁界量が永久磁石１の
変更に応じて連続的に変化する。

【００２７】磁気ホール素子７は、ホール効果により永
久磁石１の変量に応じた電圧値を、永久磁石１の移動に
応じて変化させて出力する。

【００２８】また基準電圧発生回路８は、基準電圧値を
出力している。したがって、比較回路９は、基準電圧発
生回路８の出力する基準電圧値と磁気ホール素子７の出
力する電圧値とを比較し、その差分に応じた電圧値を外
装ケース５の傾斜角度を示す信号として出力する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
性流体の被着した永久磁石と磁気ホール素子とを組合せ
ることにより、磁界を媒体として永久磁石のケース内で
の移動量を磁気ホール素子により連続的に検知すること
ができるとともに、無接点化を実現して寿命を延ばすこ
とができる。

【００３０】さらに、内装ケースの底面が球面形状をな
しているため、永久磁石がケース内を全方位に円滑に移
動することができ、ケースの傾斜に応じた動きをさせる
ことができ、しかも、永久磁石をケースの傾斜に追従さ
せて正確に測定を行うことができる。

【００３１】また内装ケースは、外装ケースの頂部側に
設置されたものであるから、ケースの傾斜を拡大した状
態で動くことができ、微小な範囲でのケースの傾斜を検
出することができる。

【００３２】さらに磁気ホール素子の出力する電圧値を
基準電圧値と比較し、その差分により傾斜角を示す信号
を出力するため、傾斜角度に比例した出力を得ることが
でき、これを集中監視し、信頼度を向上することができ
るとともに保守の簡素化を図ることができる。

【００３３】さらに、基準電圧値を任意に変更すること
により、任意の傾斜角度に警報点の設定を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明における回路ブロック図である。

【図３】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石 ２ 磁性流体 ５ 外装ケース ６ 内装ケース ７ 磁気ホール素子 ８ 基準電圧発生回路 ９ 比較回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和敏 東京都国分寺市光町二丁目８番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 市川 和雄 東京都八王子市片倉町973

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外装ケースと、内装ケースと、永久磁石
   と、磁気ホール素子とを有する傾斜角度検知器であっ
   て、 外装ケースは、傾動可能に設置される器体であり、 内装ケースは、非磁性体からなり、外装ケースに一体に
   取付けられたものであり、 永久磁石は、磁性流体が被着され、該磁性流体を介して
   内装ケース内に揺動可能に装填されたものであり、 磁気ホール素子は、外装ケースに取付けられ、磁界を媒
   体として永久磁石の内装ケース内での移動量を検出する
   ものであることを特徴とする傾斜角度検知器。
2. 【請求項２】 内装ケースは、ケース内底面が下方に張
   り出した球面形状をなす曲面であることを特徴とする請
   求項１に記載の傾斜角度検知器。
3. 【請求項３】 内装ケースは、外装ケースの頂部側に設
   置されたものであることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の傾斜角度検知器。
4. 【請求項４】 基準電圧発生回路と、比較回路とを有す
   る傾斜角度検知器であって、 基準電圧発生回路は、外装ケースの傾斜角度を測定する
   ための基準となる電圧値を出力するものであり、 比較回路は、基準電圧発生回路の出力する基準電圧値と
   磁気ホール素子の出力する電圧値とを比較し、その差分
   に応じて傾斜角度を示す信号を連続的に出力するもので
   あることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の傾斜
   角度検知器。
5. 【請求項５】 基準電圧発生回路は、外装ケースが水平
   状態のときに磁気ホール素子が出力する電圧値に一致す
   る電圧値を基準電圧として出力するものであることを特
   徴とする請求項４に記載の傾斜角度検知器。