JPS6318215A - 傾斜状態検知装置 - Google Patents

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】 Ａ０発明の目的 （１）　　産業上の利用分野 本発明は、農用トラクタの車体等の対象物の傾斜状態を
検知して警報信号や農用トラクタの作業機に対する姿勢
制御信号を発するのに用いられる傾斜状態検知装置、特
に傾斜状態を検出すべき対象物に取付けられる支持系に
振子を揺動自在に懸垂し、この振子と支持系との相対揺
動角度を静電容量的に検出するようにしたものの改良に
関する。

（２）従来の技術 従来、かかる傾斜状態検知袋！は、例えば特公昭５９−
５３４８５号公報に記載されているように、既に知られ
ている。

（３）　　発明が解決しようとする問題点従来の傾斜状
態検知装置は、振子の揺動方向が一方向に限定されてい
るため、検知する傾斜角度の方向も一方向に限られる。

したがって、あるゆる方向について傾斜角度の検知をす
る場合には、検知方向が相互に９０°異にする２基の傾
斜状態検知装置を設置しなければならず、広い設置スペ
ースを要するのみならず、コスト高となる等の問題があ
る。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、単一装
置であるゆる方向の傾斜状態を検知し得る簡単有効な前
記傾斜状態検知装置を提供することを目的とする。

Ｂ８発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は、傾斜状態を検知
すべき対象物に取付けられる支持系に全方向揺動自在に
懸垂される振子と、この振子に球状の一部をなして形成
される椀状の導電板と、この導電板の球面に一定の間隙
を存して対向し、且つ振子の揺動に拘らず導電板との対
向面積が変化しないように支持系に固定される共通電極
と、同じく導電板の球面に一定の間隙を存して対向し、
且つ振子の第１方向での揺動時、導電板との対向面積が
互いに反対に増減するように並んで支持系に固定される
一対の第１差動電極と、同じく導電板の球面に一定の間
隙を存して対向し、且つ第１方向と直交する第２方向で
の振子の揺動時、導電板との対向面積が互いに反対に増
減するように並んで支持系に固定される一対の第２差動
電極と、両第１差動電極の共通電極との間の静電容量差
を電圧として検出する第１検出手段と、両第２差動電極
の共通電極との間の静電容量差を電圧として検出する第
２検出手段とから傾斜状態検知装置を構成したことを特
徴とする。

（２）作　用 対象物の傾斜に伴い振子が支持系に対し相対的に揺動す
れば、その揺動は第１方向の成分と第２方向の成分とに
分けられる。

そして、第１方向の揺動成分によれば、導電板を介して
得られる両第１差動電極の共通電極との間の静電容量に
差が生じ、その差が第１検出手段により電圧として取出
され、対象物の第１方向への傾斜角度を知ることができ
る。

また第２方向の揺動成分によれば、導電板を介して得ら
れる両第２差動電極の共通電極との間の静電容量に差が
生じ、その差が第２検出手段により電圧として取出され
、対象物の第２方向への傾斜角度を知ることができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、左右一対の前輪ｗｒ、ｗｒ’及
び左右一対の後輪Ｗｒ、Ｗｒ’を備えた農用トラクタの
車体Ｂの適所に、その傾斜状態を検知する傾斜状態検知
装置Ｓが設置される。

この傾斜状態検知装置Ｓは、第２図に示すように、車体
Ｂに弾性部材２を介して取付けちれる外箱１を有し、こ
の外箱１の下方開口部にそれを閉塞するように基台３が
シール部材４を介して固着される。この基台３の上面に
は門形のフレーム５が立設され、このフレーム５の中央
部に振子６が自在接手７を介して全方向揺動自在に懸垂
される。

振子６は球体の一部をなす椀状の重錘８と、この重錘８
と結合されると共に自在接手７を介してフレーム５に支
持され、重錘８をその椀状中心面りに揺動させる腕９と
からなり、重錘８は導電板と磁気制動板とを兼ねるよう
に、ＡＩ！、Ｃｕ等のような導電性を有する非磁性材料
から成形される。

基台３には、振子６の下方で鉄製の取付板１０がフレー
ム５と共にねじ１１で固着されており、この取付板１０
には、重！！８の球状下面に一定の空隙を存して対向す
る、重錘８よりも大径の椀状の電極基板１２と、この電
極基板１２を挟んで重錘８と対向する４個あるいはそれ
以上の永久磁石１３．１３・・・とが固設される。これ
ら磁石１３゜１３・・・は、振子６の軸線周りに互いに
等間隔を置き、且つ相隣る磁石１３．１３の磁性が互い
に上下逆になるように配列される。

電極基板１２は合成樹脂等の絶縁材料から成形されたも
ので、第３図に示すように、その上面には、その中心部
に位置する円形の共通電極２工と、この共通電極２１を
挟んで車体Ｂの左右方向に並ぶ一対の第１差動電極１４
．１４’と、同じく共通電極２１を挟んで車体Ｂの前後
方向に並ぶ一対の第２差動電極１５．１５’とが形成さ
れる。これら電極２１；１４，１４’　　；１５，１５
’はＣＵ等のような導電性を有する非磁性材料から成形
される。そして、共通電極２１は、振子６のどのような
揺動によるも重錘８即ち導電板との対向面積を変化させ
ないように、その導電板８より充分に小径に形成される
。また第１．第２差動電極１４．１４’　　；１ｓ、１
５’は、電極基板１２の円周を４等分するようにそれぞ
れ中心角が４５°の扇形に形成され、導電板８及び電極
基板１２の各中心が同一鉛直線上に並ぶ状態では導電板
８との対向域から外方へそれぞれ一定量食み出している
。

第４図に示すように、重錘８即ち共通電極は発振回路１
６の出力端子に接続され、第１差動電極１４．１４’は
第１容量−電圧変換回路１７の入力端子に接続され、第
２差動電極１５．１５’は第２容量−電圧変換回路１８
の入力端子に接続される。

ここで、導電板８を介して得られる電極２１゜１４間の
静電容量をＣｘ、導電板８を介して得られる電極２１．
１４’間の静電容量をＣｘ′、導電板８を介して得られ
る電極２１．１５間の静電容量をＣｙ、導電板８を介し
て得られる電極２１゜１５′間の静電容量をＣ１２とす
る。そして、第１容量−電圧変換回路１７ではＣｘ’　
−Ｃｘの値に比例した電圧を出力し、第２容量−電圧変
換回路１８ではｃｙ−ｃｙ’の値に比例した電圧を出力
するようになっており、この両回路１７．１８の出力端
子には、左右方向傾斜角度表示器１９及び前後方向傾斜
角度表示器２０、または車体Ｂに連結された作業機の姿
勢を制御する姿勢制御装置の左右方向駆動部及び前後方
向駆動部にそれぞれ接続される。

次にこの実施例の作用を説明する。

悪用トラクタの車体Ｂが水平状態を保持する場合は、重
錘８即ち導電板と電極基板１２は同一鉛直線上にそれぞ
れ中心を置く。したがって右側電極１４′の共通電極８
との対向面積と、左側電極１４の導電板８との対向面積
とは等しく、この導電板８を介して得られる左右両電極
１４．１４’と共通電極２１との各間の静電容量差（Ｃ
ｘ’　−Ｃｘ）は零であり、また前側電極１５の導電板
８との対向面積と、後側電極１５′の導電板２１との対
向面積とは等しく、この導電板８を介して得られる前後
両電極１５．１５’と共通電極２１との各間の静電容量
差（Ｃｙ−Ｃｙ’）も零であり、以上に対応して第１及
び第２容量−電圧変換回路１７．１８は所定値（例えば
２．ＯＶ）の電圧を表示器１９．２０にそれぞれ出力す
る。

いま、作業中に農用トラクタの車体Ｂが例えば右下りに
傾斜したとすると、傾斜状態検知装置Ｓの基台３も電極
基板１２を伴って右下りに傾斜するのに対し、振子６は
現状を維持するので、相対的には振子６は電極基板１２
に対して右方へ揺動する。これに伴い右側電極１４′の
導電板８との対向面積は増加する一方、左側電極１４の
導電板８との対向面積は減少するので、左右両電極１４
゜１４′と共通電極２１との各間の静電容量差（Ｃｘ’
−Ｃｘ）は増加し、第１容量−電圧変換回路１７の出力
電圧は第５図の線ａのように増加し、これにより表示器
１９に車体Ｂの右下り角度が表示される。

これと反対に車体Ｂが左下りに傾斜すれば、静電容量差
（Ｃｘ’　−Ｃｘ）は減少し、第１容量−電圧変換回路
１７の出力電圧は、第５図の線すのように減少し、これ
により表示器１９には車体Ｂの左下り角度が表示される
。

一方、このとき前側電極１５及び導電板８の対向面積と
、後側電極１５’及び導電板８の対向面積との比が変化
しなければ第２容量−電圧変換回路１８の出力電圧に変
化はない。

また、車体Ｂが例えば前下りに傾斜したとすると、相対
的に振子６は電極基板１２に対して後方へ揺動する。こ
れに伴い前側電極１５の導電板８との対向面積は増加す
る一方、後側電極１５′の導電板８との対向面積は減少
するので、前後両電極１５．１５’　と共通電極２１と
の各間の静電容量差（Ｃｙ−Ｃｙ’　）は増加し、第２
容量−電圧変換回路１８の出力電圧は第５図線Ｃのよう
に増加し、これにより表示器２０に車体Ｂの前下り角度
が表示される。

これと反対に車体Ｂが後下りに傾斜すれば、静電容量差
（Ｃｙ−Ｃｙ’）は減少し、第２容量−電圧変換回路１
８の出力電圧は第５図の線ｄのように減少し、これによ
り表示器２０に車体の後下り角度が表示される。

車体Ｂが左右及び前後の両方向に傾斜した場合には、左
右方向の傾斜成分と、前後方向の傾斜成分が、上記作用
によりそれぞれ同時に検出される。

農用トラクタの発進、制動、走行に伴い生じる外乱によ
り振子６が激しく揺動すると、重錘８が、相隣る永久磁
石１３．１３間に形成される磁束を横切るように急速に
移動するので、重錘８には、その移動を阻止するように
渦電流が生起する。つまり振子６には磁気制動力が加え
られ、その激しい揺動が減衰される。

この実施例において、基台３、フレーム５、取付板１０
及び電極基板１２は本発明でいう支持系に対応し、第１
容量−電圧変換回路１７は第１検出手段に対応し、第２
容量−電圧変換回路１８は第２検出手段に対応する。

Ｃ４発明の効果 以上のように本発明によれば、傾斜状態を検知すべき対
象物に取付けられる支持系に全方向揺動自在に懸垂され
る振子と、この振子に球状の一部をなして形成される椀
状の導電板と、この導電板の球面に一定の間隙を存して
対向し、且つ振子の揺動に拘らず導電板との対向面積が
変化しないように支持系に固定される共通電極と、同じ
く導電板の球面に一定の間隙を存して対向し、且つ振子
の第１方向での揺動時、導電板との対向面積が互いに反
対に増減するように並んで支持系に固定される一対の第
１差動電極と、同じく導電板の球面に一定の間隙を存し
て対向し、且つ第１方向と直交する第２方向での振子の
揺動時、導電板との対向面積が互いに反対に増減するよ
うに並んで支持系に固定される一対の第２差動電極と、
画筆１差動電極の共通電極との間の静電容量差を電圧と
して検出する第１検出手段と、両第２差動電極の共通電
極との間の静電容量差を電圧として検出する第２検出手
段とから傾斜状態検知装置を構成したので、単一の装置
で全方向の傾斜状態を検知することができ、一方向の傾
斜状態しか検知し得ない２基の傾斜状態検知装置を、検
知方間を異にして設置する場合に比し、極めて低コスト
であり、しかも揺動する振子には電気回路を接続する必
要がないから、回路配線が簡単で信転性が高く、且つ組
立性も良好である。また振子が１個であることから装置
全体が特別大型化することもなく、狭隘な場所にも容易
に設置することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は傾斜状
態検知装置を設置した農用トラクタの車体の平面図、第
２図は傾斜状８ｉ検知装置の縦断背面図、第３図は第２
図のｍ−■線断面図、第４図は電気回路図、第５図は第
１及び第２容量−電圧、変換回路の出力特性線図である
。 Ｓ・・・傾斜状！ｃ、検知装置、 ３・・・支持系としての基台、６・・・振子、７・・・
自在接手、８・・・重錘兼導電板、１４．１４’・・・
第１差動電極、１５．１５’・・・第２差動電極、１６
・・・発振回路、１７・・・第１検出手段としての第１
容量−電圧変換回路、１８・・・第２検出手段としての
第２容量−電圧変換回路、２１・・・共通電極時　許　
出　願　人　　本田技研工業株式会社代理人　　　弁理
士　　落　　合　　　　　健第３図 古′ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　傾斜状態を検知すべき対象物に取付けられる支持系に
   全方向揺動自在に懸垂される振子と、この振子に球状の
   一部をなして形成される椀状の導電板と、この導電板の
   球面に一定の間隙を存して対向し、且つ振子の揺動に拘
   らず導電板との対向面積が変化しないように支持系に固
   定される共通電極と、同じく導電板の球面に一定の間隙
   を存して対向し、且つ振子の第１方向での揺動時、導電
   板との対向面積が互いに反対に増減するように並んで支
   持系に固定される一対の第１差動電極と、同じく導電板
   の球面に一定の間隙を存して対向し、且つ第１方向と直
   交する第２方向での振子の揺動時、導電板との対向面積
   が互いに反対に増減するように並んで支持系に固定され
   る一対の第２差動電極と、両第１差動電極の共通電極と
   の間の静電容量差を電圧として検出する第１検出手段と
   、両第２差動電極の共通電極との間の静電容量差を電圧
   として検出する第２検出手段とからなる傾斜状態検知装
   置。