JPS61139716A

JPS61139716A - 傾斜角センサ

Info

Publication number: JPS61139716A
Application number: JP26256284A
Authority: JP
Inventors: Sumio Masuda; 純夫増田; Hiroshi Iiyama; 飯山　博; Mitsumasa Matsuzawa; 松沢　光政; Kazuyuki Tamura; 和之田村
Original assignee: Jeco Corp
Current assignee: Jeco Corp
Priority date: 1984-12-12
Filing date: 1984-12-12
Publication date: 1986-06-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の技術分野１本発明は、傾斜角センサに関するものである。【従来の技術１従来、傾斜角を電気信号に変換する装置として、容器内
に液体と気体とを封入し、容器の傾斜に応じて液体また
は気体の容器に対する位置が変化するのを、光学的方法
や電気的方法を用いて、電気信号に変換する装置があっ
た。（川水、大版、電子通信学会技術研究報告、■０１
゜８３、Ｎｏ、２７３、ｐｐ１３−１８．１９８４：加
藤　他、電子通信学会技術研究報告、Ｖｏｌ。８３、Ｎｏ、２０６、ｔｅｌ）７５−８１．１９８３　
：この装置では、液体を使用しているために、（１）　
製造工程において、液体を取り扱わねばならず、固体の
みを取り扱う場合に比べて工程管理が複雑となる。（２）　容器は、液漏れが生じないよう、密閉構造にす
る必要がある。（３）　周囲温度が変化すると、容器内の圧力が変化す
る。これに耐え得るように、容器を堅牢なものにしてお
くか、容器の一部が圧力に応じて変形し、圧力変化を低
減するような構造にしておく等の配慮が必要である。等の欠点があった。液体を使用しない従来の装置として、揺動自在に軸支さ
れた振子、または、バネ構造により支持された振子と支
持体との相対的な位置関係を電気信号に変換する装置が
ある。しかしながら、この装置では、何らかの制動手段
を施さないと振動を生じ、出力信号が正しい値に落ち着
くまで長い時間を要することになる。ｉｌｌ　ｖＪ手段
として、固体摩擦を用いると、ヒステリシスが大きく精
度に悪影響を及ぼす。気体Ｓ＊では、充分な制動力を得
ることは困難である。従って、従来は液体摩擦によって
制動する方法が用いられている。（特開昭５８−１３２
６１１＞結局、液体を使用せざるをえず、前記（１）、
（２）、（３）の欠点をそのまま有していた。さらに、液体の粘性係数は、一般に温度によって大きく
変化するため、センサの応答特性も、温度によって大き
く変化することは避けられなかったつに発明の目的および主たる構成１本発明の目的は、従来の技術のもつ前記（１）（２）、
（３）のような欠点を除き、かつ、温度の影響を受けな
い適当な応答特性を有する傾斜角センサを提供すること
にある。目的を達成するために、本発明は、磁気と導電体を用い
、振子の運動によって、導電体を貫通する磁束が移動す
ることにより生ずる渦電流を振子の制動手段として利用
することにより、液体を使用しない、かつ、温度の影響
が小さい適当な応答特性を有する傾斜角センサを可能に
したものである。【具体的実施例】以下、実施例を□示す図面を用いて、本発明の詳細な説
明する。第１図は、本発明に係る第１実施例を示す正面図（部分
断面）、第２図は第１実施例を示す主要部の分解構成図
である。振子５はアルミニューム等の導電体によって出
来ており、軸３を中心に揺動自在となるように軸受け２
によって架台１に軸支されている。１ｉｌＪ動子たる磁
石６はそれによって生じる磁束が振子５を貫通するよう
に配置され、架台１に固設されている。また、振子５に
はスリット５ａが穿設され、発光ダイオード７から発生
した光の一部がスリット５ａを通過して、光位置検出素
子８の感光面のスリット５ａの位置に応じた部分に照射
している。従って光位置検出素子８の出力は架台１に対する振子５
の位置に対応した値となり、振子５が静止した状態では
、架台１の傾斜角に対応した値となる。光位置検出素子
８として、この実施例では抵抗１！８ａと電極ＷＡ８ｃ
との間に光導電膜８ｂ　　（例えばＣｄＳ膜）を形成し
た商品名［フォテンシ３７チツク」と呼ばれるものを使
用している。光位置検出素子８の抵抗膜８ａの両端に電
圧を与えると抵抗膜８ａ上に電位勾配を生じ、光導１１
１１１８ｂ上の光が当たった位置に応じた電圧が電極１
！８ｃに取り出される。このほかに、半導体装置検出素子（ＰＳＤ）等も利用可
能である。第３図は、制動手段をもたない振子の運動を示すグラフ
、第４図は、本発明に係る制動を受けた振子の運動を示
すグラフである。今、振子５が釣り合いの状態から角度
ｅだけ傾いた状態から、釣り合いの状態に到るまでの運
動を考える。初速を零とすると、磁石６がない場合には
、第３図の如く、振子５は釣り合い点を中心として振動
を生じ、静止するまでに長大な時間を要の導電部を磁束
が貫通するようにしであるので、振子５が運動すると導
電部に渦電流を生じ、よく知られているように、振子５
の速さに比例した一１動力が働くので第４図に示す如く
、磁束密度の大きざに応じて、条件ａ、ｂ、ｃのグラフ
が示すように、速やかに釣り合いの位置に静止する。制
動力の大きさは、磁石６の磁力の強さ・位置・数等によ
って任意に選択することができる。この実施例では、磁
石６を２個対向させているが、１個でも、あるいは３個
以上でも定性的には同様の効果がある。第５図は、本発明に係る第２実施例を示す正面図（部分
断面）、第６図は、第２実施例を示す側面図、第７図は
、第２実施例を示す主要部の分解構成図である。振子５
は、板バネ４を介して揺動自在となるように架台１に支
持されている。振子５には、磁石６が固着され、これか
ら生じる磁束が、非磁性かつ導電性の材料（例えばアル
ミニューム）からなる制動子たる架台１を貫通するよう
に配置されている。架台１に対して振子５が運動すれば
、架台１に渦電流が生じて制動が働き、第１実施例と同
様に速やかに重力と板バネの復元力との釣り合った位置
に停止する。振子５の位置は、磁性抵抗素子９で検出し
電気信号に変換する。以上、二つの実施例に付いて述べたが、制動力は磁束密
度および導電体の導電率の両方に支配される。磁束密度
、導電率ともに温度によってその値が変化するため、制
動力も温度によって影響を受ける。しかし、その程度は
、液体を使用する場合に比べてはるかに小ざい。また、実施例では、磁石として永久磁石を使用している
が、電磁石を使用することも出来る。また、振子の位置検出手段も、光を利用する方法として
、フォトダイオードや、フォトトランジスタ、イメージ
センサ、光導電セル等も使用できるし、磁気を利用する
方法としてホール素子等も使２用できる。光や磁気を利
用する他にも、バネの歪みを検出する方法、静電容量を
検出する方法等積々の位置検出手段が、利用できる。

【発明の効果】

本発明は、以上のように構成されているところから、以
下の効果を得ることが出来る。液体を使用しないところから（１）　製造工程において、工程管理が容易である。（２）　装置を密閉構造にしなくてよいし、さらに、堅
牢な１耐圧構造ないしは圧力変化を低減する構造にする
等の配慮を要しない。また、磁気と導電体を使用しているところから（１）　
制動力すなわち応答特性が、温度によって受ける影響は
、液体を使用する装置に比べて、はるかに小さい。（２）　磁束密度および導電率の選択により、適当な制
動力すなわち応答特性を得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る第１実施例を示す正面図（部分
断面）、第２図は、第１実施例を示す主要部の分解構成
図、第３図は、ｉ、Ｉ＋助手段をもたない振子の運動を
示すグラフ、第４図は、本発明に係る制動を受けた振子
の運動を示すグラフ、第５図は、本発明に係る第２実施
例を示す正面図（部分断面）、第６図は、＠２実施例を
示す側面図、第７図は、第２実施例を示す主要部の分解
構成図である。１は架台、５は振子、６は磁石である。特許出願人　　ジェコー株式会社＠１　図策２図第３図第４図端→ 第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

架台と、架台に揺動自在に取り付けられた振子と、架台
に固設または架台そのものからなる制動子、及び、架台
に対する振子の位置を検出する手段とからなり、かつ、
振子または制動子のいずれか一方の少くともその一部に
磁気を持たせ、もう一方の少くともその一部を導電体と
し、該磁気による磁束が該導電体を貫通するように配置
した傾斜角センサ。