JPH09196669A

JPH09196669A - 傾斜角センサ

Info

Publication number: JPH09196669A
Application number: JP2067496A
Authority: JP
Inventors: Keiji Takano; 慶二高野; Masashi Yamamoto; 昌史山元; Kozo Maenishi; 鋼三前西
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ブルトーザ、トラクタに牽引される農業用作
業機などの振動の強いものに対しては高い精度が得られ
なかった。【解決手段】交流電圧の印加により磁界を発生する一
次コイル２１を内蔵し且つ傾斜角検出対象物に固定され
た一次コア１３と、前記傾斜角検出対象物に対して揺動
可能に保持されて一次コア１３に対向する位置で常に水
平姿勢をとる二次コア１４と、この二次コア１４の動き
を調整するダンパ手段と、前記一次コア１３と二次コア
１４間の磁束により誘起電圧を発生して前記一次コア１
３の傾斜の度合で変化する誘起電圧により傾斜角検出対
象物の傾斜角を検出するＸ軸、Ｙ軸センサコイル２３、
２５とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ブルトーザに牽引
される作業機、トラクタに牽引される農業用作業機等の
傾斜角度を検出する傾斜角センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に傾斜角センサは、例えば、ブルト
ーザの作業機、トラクタに牽引される農業用作業機等に
装備され、転覆のおそれがある車両の前後左右の傾斜角
度を検出することによって、転覆を未然に防止するため
や、牽引される作業機の傾斜を常時モニターし、水平に
保ち、水平に耕すようにしている。

【０００３】そして、このような傾斜角センサは、特開
平１−２４４３１２号公報に開示されているものであっ
て、図１９及び図２０に示すように液面上方に空間７０
を残して磁性流体７１を内部に封入した容器７２と、磁
性流体７１を磁化しつつ、対面した同一磁極間で反発磁
界を形成せしめた永久磁石７３と、磁性流体７１の液面
上方であって且つ反発磁界の磁力結抗部に配置されて、
常態において実質的に磁力が作用しない位置に配設した
磁気素子７４を有して構成されるセンサ部７５とを備
え、容器７２の傾斜時に磁性流体７１の液面移動により
磁界が変化して磁気素子７４を作動せしめるようにした
ものである。

【０００４】そして、農業用作業機のような傾斜角検出
対象物が傾斜すると、容器７２内の磁化した磁性流体７
１の液面位置も移動して磁気素子７４に対して相対的に
接近する。これにより、磁気素子７４に作用する磁界が
所定以上に変化したとき、この磁気素子７４が作動して
傾斜角検出対象物の傾斜角が検出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、磁性流体７１の液面移動による磁
界の変化により傾斜角を検出するものであるために、ブ
ルトーザ、トラクタに牽引される農業用作業機などの振
動の強いものに対しては磁性流体７１の液面が安定せ
ず、高い精度が得られないという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記の問題点に着目して成され
たものであって、その目的とするところは、ダンピング
による精度の低下がなく、安定した出力を得ることがで
きるばかりか、安価なコストになる傾斜角センサを提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明に係わる傾斜角センサは、交流電
圧の印加により磁界を発生する一次コイルを内蔵し且つ
傾斜角検出対象物に固定された固定側コアと、前記傾斜
角検出対象物に対して揺動可能に保持されて固定側コア
に対向する位置で常に水平姿勢をとる可動側コアと、前
記可動側コアの動きを調整するダンパ手段と、前記固定
側コアと可動側コア間の磁束により誘起電圧を発生して
前記固定側コアの傾斜の度合で変化する誘起電圧により
傾斜角検出対象物の傾斜角を検出する二次コイルとを備
えたことを特徴とする。

【０００８】かかる構成により、ダンパ手段により可動
側コアが調整された動きになり、この動きによって傾斜
角をセンシングするものであるために、ダンピングによ
る精度の低下がなく、安定し出力を得ることができる。
また、基本的には固定側コアと可動側コアと一次コイル
と二次コイルで傾斜角を検出するものであるために安価
なコストになる。

【０００９】また、上記の目的を達成するために、請求
項２の発明に係わる傾斜角センサは、請求項１記載の傾
斜角センサにおいて、前記固定側コアを一方の半円コア
部と他方の半円コア部とで構成し、前記二次コイルのコ
イル前半部を一方の半円コア部に捲回して一方のコイル
捲回部にすると共に、前記二次コイルのコイル後半部を
他方の半円コア部に前記コイル前半部とは逆向きに捲回
して他方のコイル捲回部にし、一方及び他方のコイル捲
回部を通過する磁束の差分によって流れるコイル電流を
監視することにより前記可動側コアが固定側コアに対し
てどの方向にどれだけ傾斜しているかを検出する。

【００１０】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、容易に傾斜角
検出対象物の傾斜角を検出することができる。

【００１１】また、上記の目的を達成するために、請求
項３の発明に係わる傾斜角センサは、請求項２記載の傾
斜角センサにおいて、一方及び他方のコイル捲回部を有
する前記二次コイルを９０度位相をずらして二つ配置
し、一方の二次コイルをＸ軸センサにし、他方の二次コ
イルをＹ軸センサにした。

【００１２】かかる構成により、上記した請求項２の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、Ｘ軸センサで
傾斜角検出対象物のＸ軸方向の傾斜角を検出し、Ｙ軸セ
ンサで傾斜角検出対象物のＹ軸方向の傾斜角を検出する
ことが容易にできる。

【００１３】また、上記の目的を達成するために、請求
項４の発明に係わる傾斜角センサは、請求項１記載の傾
斜角センサにおいて、前記二次コイルを４分の一円の分
割コイル部に４つ分割して、対向する分割コイル部を互
いに逆向きに巻いて連結し、基板に形成した。

【００１４】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、Ｘ軸センサ及
びＹ軸センサの構成が簡単になって、より小形に、コス
トを低減にすることができる。

【００１５】また、上記の目的を達成するために、請求
項５の発明に係わる傾斜角センサは、請求項１又は請求
項２又は請求項３又は請求項４記載の傾斜角センサにお
いて、前記一次コイルと同軸に、この一次コイルの磁界
を監視するサーチコイルを配置し、このサーチコイルに
誘起する電圧と前記二次コイルに誘起する電圧の位相差
を比較することにより傾斜方向を検出する。

【００１６】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、サーチコイル
に誘起する電圧と前記二次コイルに誘起する電圧の位相
差を比較することにより、より容易に傾斜方向を検出す
ることができる。

【００１７】また、上記の目的を達成するために、請求
項６の発明に係わる傾斜角センサは、請求項５記載の傾
斜角センサにおいて、前記サーチコイルに誘起する電圧
と前記二次コイルに誘起する電圧とを加算し、この加算
値によって傾斜方向及び傾斜角を検出するようにした。

【００１８】かかる構成により、上記した請求項５の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、サーチコイル
に誘起する電圧と前記二次コイルに誘起する電圧の位相
差を加算することにより、センサ出力の位相の反転の判
別が可能になる。

【００１９】また、上記の目的を達成するために、請求
項７の発明に係わる傾斜角センサは、請求項１又は請求
項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項
６記載の傾斜角センサにおいて、ハウジング内を仕切り
壁により上室と下室とに区画し、前記上室内に前記ハウ
ジングに固定して前記固定側コアを設け、前記下室内に
前記可動側コアを設けると共に、この可動側コアをコア
保持手段により揺動可能に保持し、前記下室内にダンパ
オイルを充填した。

【００２０】かかる構成により、ダンパオイル中におい
て可動側コアの可動によって傾斜角をセンシングするも
のであるために、ダンピングによる精度の低下がなく、
安定し出力を得ることができるし、また、基本的には固
定側コアと可動側コアと一次コイル、二次コイル（Ｘ軸
センサコイル、Ｙ軸センサコイル）で傾斜角を検出する
ものであるために安価なコストになる。

【００２１】また、上記の目的を達成するために、請求
項８の発明に係わる傾斜角センサは、請求項７記載の傾
斜角センサにおいて、前記コア保持手段を、前記下室の
底部にボールジョイントを設け、可動側コア側に凹球面
を有する挿入孔を設け、この挿入孔に前記ボールジョイ
ントを挿入して、このボールジョイントのボール部を前
記凹球面に回転自在に嵌合して構成した。

【００２２】かかる構成により、上記した請求項７の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、ボールジョイ
ントで可動側コアを保持することにより、ダンパオイル
中における可動側コアの動きが良好になり、ダンピング
効果を向上させることができる。

【００２３】また、上記の目的を達成するために、請求
項９の発明に係わる傾斜角センサは、請求項７記載の傾
斜角センサにおいて、前記コア保持手段を、前記固定側
コアにボールジョイントを下向きに設けて、このボール
ジョイントのボール部を前記仕切り壁を液密に貫通させ
て前記下室内に突入し、前記可動側コア側に凹球面を有
する挿入孔を設け、この挿入孔に前記ボールジョイント
を挿入して、このボールジョイントのボール部を前記凹
球面に回転自在に嵌合して前記可動側コアを吊持して構
成した。

【００２４】かかる構成により、上記した請求項７の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、ボールジョイ
ントで可動側コアを保持することにより、ダンパオイル
中における可動側コアの動きが良好になり、ダンピング
効果を向上させることができる。

【００２５】また、上記の目的を達成するために、請求
項１０の発明に係わる傾斜角センサは、請求項７記載の
傾斜角センサにおいて、前記コア保持手段を、前記仕切
り壁の下面部に針部を下向きに向けて上側支持針を設
け、前記下室の底部に、その針部を上方に向けて下側支
持針を設け、前記上側支持針と前記下側支持針のそれぞ
れの針部で可動側コアを揺動可能に挟持して構成した。

【００２６】かかる構成により、上記した請求項７の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、上側支持針と
下側支持針とで可動側コアを保持することにより、ダン
パオイル中における可動側コアの動きが良好になり、ダ
ンピング効果を向上させることができる。

【００２７】また、上記の目的を達成するために、請求
項１１の発明に係わる傾斜角センサは、請求項１又は請
求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求
項６記載の傾斜角センサにおいて、ハウジング内にこの
ハウジングに固定して前記固定側コアを設け、前記ハウ
ジング内に前記可動側コアを設けると共に、この可動側
コアをコア保持手段により揺動可能に保持し、前記固定
側コアと前記可動側コアとの間にダンパを介装した。

【００２８】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用と同じ作用を奏し得るばかりか、可動側コアを
コア保持手段により揺動可能に保持し、前記固定側コア
と前記可動側コアとの間にダンパを介装したことによ
り、可動側コアの動きが良好になり、ダンピング効果を
向上させることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００３０】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態に係わる傾斜角センサの縦断面図、図２は
図１のＤ−Ｄ線方向からの矢視図である。

【００３１】本発明に係わる傾斜角センサはハウジング
１を備えており、このハウジング１は、ベース２とケー
ス３とカバー４とにより構成してある。ベース２は上面
が開口したボックス状であり、その内周部の中間に段部
５を形成しており、この段部５にはパッキン溝６が形成
してある。そして、ベース２の底部中央には支点部材で
あるボールジョイント７が立設してある。また、ケース
３の内周部の上側にはホルダ受け部８が形成してあり、
ケース３の下端面部にはパッキン溝９が形成してある。

【００３２】そして、ベース２の内周部にはケース３が
嵌合してあり、また、ベース２の段部５のパッキン溝６
には、その内周側の仕切り壁１１を張設したパッキン１
０が設けてあって、ケース３の下端面部のパッキン溝９
がパッキン溝６と共に、パッキン１０を押さえており、
また、前記ケース３のホルダ受け部８にはコアホルダ１
２が装着してあり、また、ケース３にはカバー４が装着
してあって、このカバー４の下面部に設けた押え部１３
がコアホルダ１２を上から押えている。前記仕切り壁１
１は一枚のゴムのような弾性膜である。

【００３３】そして、上記のように構成されてハウジン
グ１内は仕切り壁１１により上室Ａと下室Ｂとの２室に
区画されている。上室Ａにはコアホルダ１２を介して一
次コア１３が、下室Ｂにはボールジョイント７を介して
二次コア１４がそれぞれ設けてある。

【００３４】すなわち、一次コア１３は図１及び図３に
示すように内、外側円筒部１３Ａ、１３Ｂをその上端側
で天井部１３Ｃを介して連結し、外側円筒部１３Ｂの対
向位置に切欠き部１３Ｄを形成して構成してあり、内、
外側円筒部１３Ａ、１３Ｂ間が円環状のコイル装着部１
３Ｅに成されている。

【００３５】そして、このコイル装着部１３Ｅにはコイ
ルユニットＣが装着してある。このコイルユニットＣ
は、図４の（１）、（２）に示すように絶縁性のボビン
１５を備えており、このボビン１５の外周面部には上側
フランジ部１５Ａ、中間フランジ部１５Ｂ及び下側フラ
ンジ部１５Ｃをそれぞれ一体に形成して一次コイル捲回
部１６Ａとサーチコイル捲回部１６Ｂとが形成してあ
り、また、コア本体１３Ａの下面部には、このコア本体
１３Ａに連なる円筒部１７Ａと下側フランジ部１５Ｃと
フランジ部１７Ａとから形成されるＸ軸センサコイル捲
回部１８と、円筒部１７とフランジ部１７Ａとフランジ
部１７Ｂとから形成されるＹ軸センサコイル捲回部１９
とが設けてあり、このＸ、Ｙ軸センサコイル捲回部１
８、１９は平面視で十字状の溝２０が形成してあって、
この溝２０により分割コイル捲回部１８Ａ、１８Ｂ、１
８Ｃ、１８Ｄ，１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄに４分
割されている。

【００３６】そして、一次コイル捲回部１６Ａには一次
コイル２１が図５の（１）に示すように右巻きに多数回
捲回してあり、サーチコイル捲回部１６Ｂにはサーチコ
イル２２が図５の（２）に示すように右巻きに多数回捲
回してある。

【００３７】また、Ｘ軸センサコイル捲回部１８には図
５の（３）に示すように、二次コイルであるＸ軸センサ
コイル２３が分割コイル捲回部１８Ａ、１８Ｂ（半円コ
ア部）に左巻きに多数回捲回した後に、分割コイル捲回
部１８Ｄ、１８Ｃ（半円コア部）に右巻きに多数回捲回
してあり、これらでＸ軸センサ２４を構成している。ま
た、Ｙ軸センサコイル捲回部１９には図５の（４）に示
すように、二次コイルであるＹ軸センサコイル２５が分
割コイル捲回部１９Ａ、１９Ｄ（半円コア部）に左巻き
に多数回捲回した後に、分割コイル捲回部１９Ｃ、１９
Ｂ（半円コア部）に右巻きに多数回捲回してあり、これ
らでＹ軸センサ２６を構成している。

【００３８】上記のように構成されたコイルユニットＣ
を有する一次コア１３は、その中心部の孔１３Ｆにコア
ホルダ１２の軸部１２Ａに嵌合固着して、このコアホル
ダ１２に装着してある。また、コアホルダ１２の上面部
には回路基板２７が装着してあり、前記一次コイル２
１、サーチコイル２２、Ｘ軸センサ２４のＸ軸センサコ
イル２３及びＹ軸センサ２６のＹ軸センサコイル２５の
それぞれの端部を絡げた接続端子２８、２９、３０、３
１が接続してあり、また、回路基板２７には導線３２が
接続してあり、この導線３２がハウジング１外に導出さ
れている。

【００３９】そして、前記一次コイル２１の一端部は、
図６に示すように発振回路４０に接続してあり、一次コ
イル２１の他端部はグランドに落とされている。また、
サーチコイル２２の一端部はＸ軸側加算器４１の一方の
入力端子ａ及びＹ側加算器４２の一方の入力端子ａ′に
接続してあり、Ｘ軸センサコイル２３の一端部はＸ軸側
加算器４１の他方の入力端子ｂに接続してある。また、
Ｙ軸センサコイル２５の一端部はＹ軸側加算器４２の他
方の入力端子ｂ′に接続してある。そして、サーチコイ
ル２２、Ｘ軸センサコイル２３及びＹ軸センサコイル２
５のそれぞれの一端部はグランドに落とされている。

【００４０】Ｘ軸側加算器４１の出力端子側は、増幅回
路４４、整流回路４５を介して感度調整回路４６の入力
側に接続してあり、この感度調整回路４６の出力側がＸ
軸出力端子４７になされている。また、Ｙ軸側加算器４
２の出力端子側は、増幅回路４８、整流回路４９を介し
て感度調整回路５０の入力側に接続してあり、この感度
調整回路５０の出力側がＹ軸出力端子５１になされてい
る。

【００４１】また、前記二次コア１４は内、外側円筒部
１４Ａ、１４Ｂをその下端側で底面部１４Ｃを介して連
結し、下面部の中央に支点用孔部３３を形成して構成し
てあり、この支点用孔部３３には受け部材３４が装着し
てあり、この受け部材３４には下方の開口する挿入孔３
５が形成してあって、この挿入孔３５の上端部は凹球面
３６になっている。

【００４２】そして、挿入孔３５にはボールジョイント
７が挿入してあり、このボールジョイント７のボール部
７Ａが凹球面３６に回転自在に嵌合していて、二次コア
１４は、ボールジョイント７により揺動可能に保持され
て下室Ｂ内に収容してあり、この下室Ｂ内にはダンパオ
イルＯが充填してある。

【００４３】次に、上記のように構成された傾斜角セン
サの作動を説明する。この傾斜角センサはトラクタに牽
引される傾斜角検出対象物である農業用作業機に装備さ
れるものであり、この農業用作業機の本体（図示せず）
に、農業用作業機の前後方向（進行−後退方向）をＹ方
向、左右方向をＸ方向として、これらのＸ、Ｙ方向にＸ
軸センサ２４及びＹ軸センサ２６を合わせてハウジング
１が固着される。したがって、一次コア１３は固定側コ
アになり、二次コア１４は可動側コアになる。

【００４４】一次コイル２１には交流電流が供給されて
いて、一次コア１３に磁界が存在しているために、サー
チコイル２２、Ｘ軸センサ２４のＸ軸センサコイル２３
及びＹ軸センサ２６のＹ軸センサコイル２５には誘起電
圧が発生している。

【００４５】そして、農業用作業機の本体が、その左側
に傾くと、一次コア１３は同じく左側に傾き、二次コア
１４は水平を保つ。このために、一次コア１３と二次コ
ア１４との間の隙間が左右で異なり、左側の隙間Ｔ１は
狭く、その磁束はφ１になり、右側の隙間Ｔ２は広く、
その磁束はφ２（＜φ１）になる。

【００４６】また、Ｘ軸センサコイル捲回部１８には図
５の（３）に示すように、センサコイル２３が分割コイ
ル捲回部１８Ａ、１８Ｂに左巻きに多数回捲回した後
に、分割コイル捲回部１８Ｄ、１８Ｃに右巻きに多数回
捲回してあり、分割コイル捲回部１８Ａ、１８Ｂに左巻
きに捲回したコイル捲回部をＸ１とし、分割コイル捲回
部１８Ｄ、１８Ｃに右巻きに捲回したコイル捲回部をＸ
２とした場合に、コイル捲回部Ｘ１とにｖ１の、コイル
捲回部Ｘ２にｖ２（＜ｖ１）の電圧がそれぞれ誘起され
る。この場合、コイル捲回部Ｘ１とコイル捲回部Ｘ２と
はコイルの巻き方が逆であるために、電圧ｖ１、ｖ２は
逆位相（１８０度反転）であり、電圧ｖ１、ｖ２を図示
すると図８のようになる。

【００４７】次に、電圧ｖ１、ｖ２を加算してＸ軸セン
サ２４の出力ｖｘを求める。この出力ｖｘは図８に示す
ように電圧ｖ１と同位相になり、前記本体の傾きが大き
くなるほどφ１＞φ２となり、出力ｖｘが大きくなる。

【００４８】次に、Ｘ軸センサ２４の出力ｖｘを前記サ
ーチコイル２２のリファレンス出力Ｒｅｆと、図６に示
すように加算器４１で加算することにより、Ｘ軸センサ
２４の出力ｖｘの位相が＋θと−θで反転したことを判
別する。そして、増幅回路４４で増幅し、整流回路４５
で整流し、感度調整回路４６で感度調整することによ
り、図１０に示すように直線的な波形を得る。

【００４９】また、農業用作業機の本体が、その右側に
傾くと、一次コア１３は同じく右側側に傾き、二次コア
１４は水平を保つ。このために、一次コア１３と二次コ
ア１４との間の隙間が左右で異なり、左側の隙間Ｔ１は
広く、その磁束はφ１になり、右側の隙間Ｔ２は狭く、
その磁束はφ２（＞φ１）になって、上記した農業用作
業機の本体が左側に傾いた場合と逆の作動が行われる。

【００５０】また、農業用作業機の本体が、そのＹ軸方
向において前側に傾くと、図１１に示すように一次コア
１３は同じく前側に傾き、二次コア１４は水平を保つ。
このために、一次コア１３と二次コア１４との間の隙間
が前後で異なり、前側の隙間Ｓ１は狭く、その磁束はφ
１になり、右側の隙間Ｓ２は広く、その磁束はφ２（＞
φ１）になる。

【００５１】また、Ｙ軸センサ２６においては、図５の
（４）に示すようにＹ軸センサコイル２５が分割コイル
捲回部１９Ａ、１９Ｄに左巻きに捲回した後に、分割コ
イル捲回部１９Ｃ、１８Ｂに右巻きに捲回してあり、分
割コイル捲回部１９Ａ、１９Ｄに左巻きに捲回したコイ
ル捲回部をＹ１とし、分割コイル捲回部１９Ｃ、１９Ｂ
に右巻きに捲回したコイル捲回部をＹ２とした場合に、
コイル捲回部Ｙ１にｖ１の、コイル捲回部Ｙ２にｖ２
（＜ｖ１）の電圧がそれぞれ誘起される。この場合、コ
イル捲回部Ｙ１とコイル捲回部Ｙ２とはコイルの巻き方
が逆であるために、電圧ｖ１、ｖ２は逆位相（１８０度
反転）であり、電圧ｖ１、ｖ２を図示すると図１２のよ
うになる。

【００５２】次に、電圧ｖ１、ｖ２を加算してＹ軸セン
サ２６の出力ｖｙを求める。この出力ｖｙは図１２に示
すように電圧ｖ１と同位相になり、前記本体の傾きが大
きくなるほどφ１＞φ２となり、出力ｖｙが大きくな
る。

【００５３】次に、Ｙ軸センサ２６の出力ｖｙを前記サ
ーチコイル２２のリファレンス出力Ｒｅｆと、図６に示
すように加算器４２で加算することにより、Ｙ軸センサ
２６の出力ｖｙの位相が＋θと−θで反転したことを判
別する。そして、増幅回路４８で増幅し、整流回路４９
で整流し、感度調整回路５０で感度調整することによ
り、図１４に示すように直線的な波形を得る。

【００５４】また、二次コア１４はボールジョイント７
により、仕切り壁１１により仕切られた下室Ｂ内に揺動
可能に収容してあり、この下室Ｂ内にはオイルＯが充填
してあるために、仕切り壁（弾性膜）１１及びダンパオ
イルＯがダンパの役目を発揮してダンピング効果をもつ
ようになる。

【００５５】上記した第１の実施の態様にあっては、ダ
ンパオイルＯ中において二次コア（可動コア）１４の可
動によって傾斜角をセンシングするものであるために、
ダンピングによる精度の低下がなく、安定し出力を得る
ことができるし、また、基本的には一次コア１２と二次
コア１４とコイル群（一次コイル２１、サーチコイル２
２、Ｘ軸センサ２４のＸ軸センサコイル２３及びＹ軸セ
ンサ２６のＹ軸センサコイル２５）で傾斜角を検出する
ものであるために安価なコストになる。

【００５６】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態を図１５に示す。この本発明の第２の実施の形態
が第１の実施の形態と異なるところは、二次コア１４の
保持手段としての揺動支点構造であり、他の構成及び作
用は上記した第１の実施の形態と同じであるために、第
１の実施の形態と同じ符号を付して説明を省略する。

【００５７】二次コア１４の揺動支点構造は、コアホル
ダ１２の軸部１２Ａの下端部にボールジョイント５２が
連結してあり、このボールジョイント５２のボール部５
３は仕切り壁１１を液密に貫通して下室Ｂに突入してお
り、また、この下室Ｂに収容されている二次コア１４の
受け部材３４には上下に貫通する挿入孔５４が形成して
あって、この挿入孔５４の途中に凹球状のボール受け座
５５が形成してある。そして、ボールジョイント５２が
挿入孔５４に挿入してあって、ボール部５３がボール受
け座５５に摺接し、ボールジョイント５２で二次コア１
４が吊られた状態で保持されている。

【００５８】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態を図１６に示す。この本発明の第３の実施の形態
が第１の実施の形態と異なるところは、二次コア１４の
揺動支点構造であり、他の構成及び作用は上記した第１
の実施の形態と同じであるために、第１の実施の形態と
同じ符号を付して説明を省略する。

【００５９】二次コア１４の揺動支点構造は、上側支持
針５６と下側支持針５７とで二次コア１４を揺動可能に
挟持するものである。すなわち、仕切り壁１１の下面部
には針部を下方に向けて上側支持針５６が取り付けてあ
り、また、この下室Ｂの底部中央には下側支持針５７が
上方に向いて立設してある。この場合、仕切り壁１１は
弾性膜ではなく、剛性を有する板状体である。そして、
下室Ｂに収容されている二次コア１４の受け部材３４に
は下側からの挿入孔５４Ａが形成してあって、この挿入
孔５４Ａの端面は円錐形に成されている。

【００６０】そして、下側支持針５７を挿入孔５４Ａに
挿入して、この下側支持針５７の先端の針部を挿入孔５
４Ａの円錐形端面の頂部に当て、上側支持針５６の下端
部を受け部材３４の上面に当てて上側支持針５６と下側
支持針５７とで二次コア１４が揺動可能に挟持されてい
る。

【００６１】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態を図１７に示す。この本発明の第４の実施の形態
が第１の実施の形態と異なるところは、ハウジング１の
構成と二次コア１４の揺動支点構造とダンパ部とであ
り、他の構成は上記した第１の実施の形態と同じである
ために、第１の実施の形態と同じ符号を付して説明を省
略する。

【００６２】本発明の第４の実施の形態におけるハウジ
ング１はベース２とカバー４とより構成してある。そし
て、ベース２の上端部にホルダ受け部８が形成してあ
り、このホルダ受け部８でコアホルダ１２が保持されて
いる。

【００６３】また、二次コア１４の揺動支点構造は、下
側支持針５７とダンパ５８とで二次コア１４を揺動可能
に挟持するものである。すなわち、下室Ｂの底部中央に
は下側支持針５７が上方に向いて立設してある。そし
て、下室Ｂに収容されている二次コア１４の受け部材３
４には下側からの挿入孔５４Ａが形成してあって、この
挿入孔５４Ａの端面は円錐形に成されている。そして、
ダンパ５８は袋５９内にダンパオイルＯを封入した構成
である。

【００６４】そして、下側支持針５７を挿入孔５４Ａに
挿入して、この下側支持針５７の先端の針部を挿入孔５
４Ａの円錐形端面の頂部に当て、ダンパ５８をボビン１
５の下端部と受け部材３４の上面との間に挿入しダンパ
５８と下側支持針５７とで二次コア１４が揺動可能に挟
持されている。

【００６５】（第５の実施の形態）本発明の第５の実施
の形態を図１８の（１）、（２）に示す。この本発明の
第５の実施の形態が第１の実施の形態と異なるところ
は、Ｙ軸センサ２４、２６の構成であり、他の構成及び
作用は上記した第１の実施の形態と同じであるために、
第１の実施の形態と同じ符号を付して説明を省略する。

【００６６】また、本発明の第５の実施の形態における
Ｘ、Ｙ軸センサ２４、２６は、ＦＰＣ（フレキシブル・
プリント・サーキット）などのＰＢＣ（基板）６０に、
Ｘ軸センサ２４のＸ軸センサコイル２４の分割コイルで
ある２つのコイル部Ｘ１ー１、Ｘ２ー１と、Ｙ軸センサ
２６のＹ軸センサコイル２５の分割コイルである２つの
コイル部Ｙ１ー１、Ｙ２ー１とを印刷等により形成して
構成してある。この場合、一次コア１３の内筒部１３Ａ
の端部には、コイル部Ｘ１ー１、Ｘ２ー１、Ｙ１ー１、
Ｙ２ー１が挿入するように凹部６１が形成してあり、こ
れらの凹部６１にコイル部Ｘ１ー１、Ｘ２ー１、Ｙ１ー
１、Ｙ２ー１が挿入してあって、磁束を集中させるよう
にしてある。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係わる傾斜角センサによれば、交流電圧の印加により磁
界を発生する一次コイルを内蔵し且つ傾斜角検出対象物
に固定された固定側コアと、前記傾斜角検出対象物に対
して揺動可能に保持されて固定側コアに対向する位置で
常に水平姿勢をとる可動側コアと、前記可動側コアの動
きを調整するダンパ手段と、前記固定側コアと可動側コ
ア間の磁束により誘起電圧を発生して前記固定側コアの
傾斜の度合で変化する誘起電圧により傾斜角検出対象物
の傾斜角を検出する二次コイルとを備えたことによれ
ば、ダンパ手段により可動側コアが調整された動きにな
り、この動きによって傾斜角をセンシングするものであ
るために、ダンピングによる精度の低下がなく、安定し
出力を得ることができる。また、基本的には固定側コア
と可動側コアと一次コイルと二次コイルで傾斜角を検出
するものであるために安価なコストになる。

【００６８】また、請求項２の発明に係わる傾斜角セン
サによれば、請求項１記載の傾斜角センサにおいて、前
記固定側コアを一方の半円コア部と他方の半円コア部と
で構成し、前記二次コイルのコイル前半部を一方の半円
コア部に捲回して一方のコイル捲回部にすると共に、前
記二次コイルのコイル後半部を他方の半円コア部に前記
コイル前半部とは逆向きに捲回して他方のコイル捲回部
にし、一方及び他方のコイル捲回部を通過する磁束の差
分によって流れるコイル電流を監視することにより前記
可動側コアが固定側コアに対してどの方向にどれだけ傾
斜しているかを検出することにより、上記した請求項１
の発明の効果と同じ効果を奏し得るばかりか、容易に傾
斜角検出対象物の傾斜角を検出することができる。

【００６９】また、請求項３の発明に係わる傾斜角セン
サによれば、請求項２記載の傾斜角センサにおいて、一
方及び他方のコイル捲回部を有する前記二次コイルを９
０度位相をずらして二つ配置し、一方の二次コイルをＸ
軸センサにし、他方の二次コイルをＹ軸センサにしたこ
とにより、上記した請求項２の発明の効果と同じ効果を
奏し得るばかりか、Ｘ軸センサで傾斜角検出対象物のＸ
軸方向の傾斜角を検出し、Ｙ軸センサで傾斜角検出対象
物のＹ軸方向の傾斜角を検出することが容易にできる。

【００７０】また、請求項４の発明に係わる傾斜角セン
サによれば、請求項１記載の傾斜角センサにおいて、前
記二次コイルを４分の一円の分割コイル部に４つ分割し
て、対向する分割コイル部を互いに逆向きに巻いて連結
し、基板に形成したことにより、上記した請求項１の発
明の効果と同じ効果を奏し得るばかりか、Ｘ軸センサ及
びＹ軸センサの構成が簡単になって、より小形に、コス
トを低減にすることができる。

【００７１】また、請求項５の発明に係わる傾斜角セン
サによれば、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請
求項４記載の傾斜角センサにおいて、前記一次コイルと
同軸に、この一次コイルの磁界を監視するサーチコイル
を配置し、このサーチコイルに誘起する電圧と前記二次
コイルに誘起する電圧の位相差を比較することにより傾
斜方向を検出するので、上記した請求項１の発明の効果
と同じ効果を奏し得るばかりか、サーチコイルに誘起す
る電圧と前記二次コイルに誘起する電圧の位相差を比較
することにより、より容易に傾斜方向を検出することが
できる。

【００７２】また、請求項６の発明に係わる傾斜角セン
サによれば、請求項５記載の傾斜角センサにおいて、前
記サーチコイルに誘起する電圧と前記二次コイルに誘起
する電圧とを加算し、この加算値によって傾斜方向及び
傾斜角を検出するようにしたことにより、上記した請求
項５の発明の効果と同じ効果を奏し得るばかりか、サー
チコイルに誘起する電圧と前記二次コイルに誘起する電
圧の位相差を加算することにより、センサ出力の位相の
反転の判別が可能になる。

【００７３】また、請求項７の発明に係わる傾斜角セン
サによれば、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請
求項４又は請求項５又は請求項６記載の傾斜角センサに
おいて、ハウジング内を仕切り壁により上室と下室とに
区画し、前記上室内に前記ハウジングに固定して前記固
定側コアを設け、前記下室内に前記可動側コアを設ける
と共に、この可動側コアをコア保持手段により揺動可能
に保持し、前記下室内にダンパオイルを充填したことに
より、ダンパオイル中において可動側コアの可動によっ
て傾斜角をセンシングするものであるために、ダンピン
グによる精度の低下がなく、安定し出力を得ることがで
きるし、また、基本的には固定側コアと可動側コアと一
次コイル、二次コイル（Ｘ軸センサコイル、Ｙ軸センサ
コイル）で傾斜角を検出するものであるために安価なコ
ストになる。

【００７４】また、請求項８の発明に係わる傾斜角セン
サによれば、請求項７記載の傾斜角センサにおいて、前
記コア保持手段を、前記下室の底部にボールジョイント
を設け、可動側コア側に凹球面を有する挿入孔を設け、
この挿入孔に前記ボールジョイントを挿入して、このボ
ールジョイントのボール部を前記凹球面に回転自在に嵌
合して構成したことにより、上記した請求項７の発明の
効果と同じ効果を奏し得るばかりか、ボールジョイント
で可動側コアを保持することにより、ダンパオイル中に
おける可動側コアの動きが良好になり、ダンピング効果
を向上させることができる。

【００７５】また、請求項９の発明に係わる傾斜角セン
サによれば、請求項７記載の傾斜角センサにおいて、前
記コア保持手段を、前記固定側コアにボールジョイント
を下向きに設けて、このボールジョイントのボール部を
前記仕切り壁を液密に貫通させて前記下室内に突入し、
前記可動側コア側に凹球面を有する挿入孔を設け、この
挿入孔に前記ボールジョイントを挿入して、このボール
ジョイントのボール部を前記凹球面に回転自在に嵌合し
て前記可動側コアを吊持して構成したことにより、上記
した請求項７の発明の効果と同じ効果を奏し得るばかり
か、ボールジョイントで可動側コアを保持することによ
り、ダンパオイル中における可動側コアの動きが良好に
なり、ダンピング効果を向上させることができる。

【００７６】また、請求項１０の発明に係わる傾斜角セ
ンサによれば、請求項７記載の傾斜角センサにおいて、
前記コア保持手段を、前記仕切り壁の下面部に針部を下
向きにして上側支持針を設け、前記下室の底部に、その
針部を上方に向けて下側支持針を設け、前記上側支持針
と前記下側支持針のそれぞれの針部で可動側コアを揺動
可能に挟持して構成したことにより、上記した請求項７
の発明の効果と同じ効果を奏し得るばかりか、上側支持
針と下側支持針とで可動側コアを保持することにより、
ダンパオイル中における可動側コアの動きが良好にな
り、ダンピング効果を向上させることができる。

【００７７】また、請求項１１の発明に係わる傾斜角セ
ンサは、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項
４又は請求項５又は請求項６記載の傾斜角センサにおい
て、ハウジング内にこのハウジングに固定して前記固定
側コアを設け、前記ハウジング内に前記可動側コアを設
けると共に、この可動側コアをコア保持手段により揺動
可能に保持し、前記固定側コアと前記可動側コアとの間
にダンパを介装したことにより、上記した請求項１の発
明の効果と同じ効果を奏し得るばかりか、可動側コアを
コア保持手段により揺動可能に保持し、前記固定側コア
と前記可動側コアとの間にダンパを介装したことによ
り、可動側コアの動きが良好になり、ダンピング効果を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる傾斜角セン
サの縦断面図である。

【図２】図１のＤ−Ｄ線方向からの矢視図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係わる傾斜角セン
サにおける一次コアの平面図である。

【図４】（１）は同傾斜角センサにおけるボビンの一部
断面した正面図である。（２）は（１）のＥ方向からの
矢視図である。

【図５】（１）は同傾斜角センサにおける一次コイルの
巻き方の説明図である。（２）は同傾斜角センサにおけ
るサーチコイルの巻き方の説明図である。（３）は同傾
斜角センサにおけるＸ軸センサのコイルの巻き方の説明
図である。（４）は同傾斜角センサにおけるＹ軸センサ
のコイルの巻き方の説明図である。

【図６】同傾斜角センサにおけるＸ軸センサ及びＹ軸セ
ンサのそれぞれのセンサ出力の検出回路のブロック図で
ある。

【図７】同傾斜角センサのＸ軸方向の作動説明図であ
る。

【図８】同傾斜角センサにおけるＸ軸センサの誘起電圧
ｖ１、ｖ２及び誘起電圧ｖ１、ｖ２の加算値の波形図で
ある。

【図９】同傾斜角センサにおけるＸ軸センサの出力波形
図である。

【図１０】同傾斜角センサにおけるＸ軸センサのリニヤ
出力波形図である。

【図１１】同傾斜角センサのＹ軸方向の作動説明図であ
る。

【図１２】同傾斜角センサにおけるＹ軸センサの誘起電
圧ｖ１、ｖ２及び誘起電圧ｖ１、ｖ２の加算値の波形図
である。

【図１３】同傾斜角センサにおけるＹ軸センサの出力波
形図である。

【図１４】同傾斜角センサにおけるＹ軸センサのリニヤ
出力波形図である。

【図１５】本発明の第２の実施の形態に係わる傾斜角セ
ンサの縦断面図である。

【図１６】本発明の第３の実施の形態に係わる傾斜角セ
ンサの縦断面図である。

【図１７】本発明の第４の実施の形態に係わる傾斜角セ
ンサの縦断面図である。

【図１８】（１）は本発明の第５の実施の形態に係わる
傾斜角センサにおける一次コア及び二次コイルの平面図
である。（２）は同断面図である。

【図１９】従来の傾斜角センサの縦断面図である。

【図２０】同傾斜角センサの作動説明図である。

【符号の説明】

１ハウジング７ボールジョイント１３一次コア（固定側コア）１４二次コア（可動側コア）２１一次コイル２２サーチコイル２３Ｘ軸センサコイル（二次コイル）２４Ｘ軸センサ２５Ｙ軸センサコイル（二次コイル）２６Ｙ軸センサ５２ボールジョイント５６上側支持針５７下側支持針５８ダンパ６０基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電圧の印加により磁界を発生する一
次コイルを内蔵し且つ傾斜角検出対象物に固定された固
定側コアと、前記傾斜角検出対象物に対して揺動可能に保持されて固
定側コアに対向する位置で常に水平姿勢をとる可動側コ
アと、前記可動側コアの動きを調整するダンパ手段と、前記固定側コアと可動側コア間の磁束により誘起電圧を
発生して前記固定側コアの傾斜の度合で変化する誘起電
圧により傾斜角検出対象物の傾斜角を検出する二次コイ
ルとを備えたことを特徴とする傾斜角センサ。
【請求項２】前記固定側コアを一方の半円コア部と他
方の半円コア部とで構成し、前記二次コイルのコイル前
半部を一方の半円コア部に捲回して一方のコイル捲回部
にすると共に、前記二次コイルのコイル後半部を他方の
半円コア部に前記コイル前半部とは逆向きに捲回して他
方のコイル捲回部にし、一方及び他方のコイル捲回部を
通過する磁束の差分によって流れるコイル電流を監視す
ることにより前記可動側コアが固定側コアに対してどの
方向にどれだけ傾斜しているかを検出する請求項１記載
の傾斜角センサ。
【請求項３】一方及び他方のコイル捲回部を有する前
記二次コイルを９０度位相をずらして二つ配置し、一方
の二次コイルをＸ軸センサにし、他方の二次コイルをＹ
軸センサにした請求項２記載の傾斜角センサ。
【請求項４】前記二次コイルを４分の一円の分割コイ
ル部に４つ分割して、対向する分割コイル部を互いに逆
向きに巻いて連結し、基板に形成した請求項１記載の傾
斜角センサ。
【請求項５】前記一次コイルと同軸に、この一次コイ
ルの磁界を監視するサーチコイルを配置し、このサーチ
コイルに誘起する電圧と前記二次コイルに誘起する電圧
の位相差を比較することにより傾斜方向を検出する請求
項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４記載の傾斜
角センサ。
【請求項６】前記サーチコイルに誘起する電圧と前記
二次コイルに誘起する電圧とを加算し、この加算値によ
って傾斜方向及び傾斜角を検出するようにした請求項５
記載の傾斜角センサ。
【請求項７】ハウジング内を仕切り壁により上室と下
室とに区画し、前記上室内に前記ハウジングに固定して
前記固定側コアを設け、前記下室内に前記可動側コアを
設けると共に、この可動側コアをコア保持手段により揺
動可能に保持し、前記下室内にダンパオイルを充填した
請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請
求項５又は請求項６記載の傾斜角センサ。
【請求項８】前記コア保持手段を、前記下室の底部に
ボールジョイントを設け、可動側コア側に凹球面を有す
る挿入孔を設け、この挿入孔に前記ボールジョイントを
挿入して、このボールジョイントのボール部を前記凹球
面に回転自在に嵌合して構成した請求項７記載の傾斜角
センサ。
【請求項９】前記コア保持手段を、前記固定側コアに
ボールジョイントを下向きに設けて、このボールジョイ
ントのボール部を前記仕切り壁を液密に貫通させて前記
下室内に突入し、前記可動側コア側に凹球面を有する挿
入孔を設け、この挿入孔に前記ボールジョイントを挿入
して、このボールジョイントのボール部を前記凹球面に
回転自在に嵌合して前記可動側コアを吊持して構成した
請求項７記載の傾斜角センサ。
【請求項１０】前記コア保持手段を、前記仕切り壁の
下面部に針部を下向きに向けて上側支持針を設け、前記
下室の底部に、その針部を上方に向けて下側支持針を設
け、前記上側支持針と前記下側支持針のそれぞれの針部
で可動側コアを揺動可能に挟持して構成した請求項７記
載の傾斜角センサ。
【請求項１１】ハウジング内にこのハウジングに固定
して前記固定側コアを設け、前記ハウジング内に前記可
動側コアを設けると共に、この可動側コアをコア保持手
段により揺動可能に保持し、前記固定側コアと前記可動
側コアとの間にダンパを介装した請求項１又は請求項２
又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６記
載の傾斜角センサ。