KR100377090B1

KR100377090B1 - 경사 센서

Info

Publication number: KR100377090B1
Application number: KR10-1999-7007181A
Authority: KR
Inventors: 가츠키노부하루; 우시하라마사하루; 나카가키도시야
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-12-09
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2003-03-26
Also published as: US6499220B2; KR20000070916A; ID23161A; US20020050068A1; EP0961102A4; EP0961102A1; WO1999030110A1

Abstract

본 발명은 회전성능 및 장기적 안정성이 우수하고 또한 검출 정밀도가 높은 경사 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 피장착체에 고착되는 고정체의 케이스(1)에 상대적으로 회동가능하게 장착된 진자(10)와, 상기 진자(10)에 장착된 자속발생수단(11)과, 상기 자속발생수단(11)의 회동궤적에 대응하는 상기 케이스(1)의 일부에 장착된 리드 스위치(4a)(4b)와, 상기 자속발생수단(11)의 회동궤적에 따라 상기 케이스(1)에 배치된 비자성이고 또한 도전성을 갖는 제동체로서의 플랜지부(12)를 구비하는 것이다.

Description

경사 센서 {INCLINATION SENSOR}

종래, 이러한 종류의 경사 센서로서는 도45a, 도45b, 도46a 및 도46b에 도시한 것이 제안되어 있다. 도45a 및 도45b에 도시한 경사 센서는, 밀봉용기(201)의 속에 수은(202)이 봉입(封入)되어 있다. 단자(203,204)는 각각 그 일측단이 밀봉용기의 속에 침투하고 있다. 경사 센서가 수평시에는 수은(202)은 도45a와 같은 위치에 있고 단자는 오픈(open)상태에 있다. 경사 센서가 기울면 도45b와 같이 수은(202)이 이동하여 단자(203,204)에 접촉하기 때문에 양 단자는 도통상태로 된다.

도46a 및 도46b에 도시한 경사 센서는 밀봉용기(211)에 봉입된 자석(212)과 자성 유체(213)에 의해 밀봉용기(211)내에서 부상한 자석(212)이 용기의 경사에 의해 이동하여 자력이 변화함에 따라 용기 하부에 설치한 리드 스위치(reed switch)(214)의 접점이 개폐되는 것을 이용하여 경사를 검출할 수 있다.

도46a 및 도46b에 있어서, 211은 밀봉용기, 212는 자석, 213은 자성 유체, 214는 리드 스위치이다. 밀봉용기(211)에 봉입된 자석(212)과 자성 유체(213)는 밀봉용기(211)내에서 자유롭게 이동가능하다. 밀봉용기(211)가 수평인 때에는 자석(212)과 자성 유체(213)는 도46a에 도시한 바와 같은 위치에 있고 리드 스위치(214)의 접점은 오픈(개방)상태에 있다. 그러나, 밀봉용기(211)가 기울면 도46b에 도시한 바와 같이 자석(212)과 자성 유체(213)는 중력방향에서 멈추고자 하기 때문에, 밀봉용기(211)내에서 자석(212)과 리드 스위치(214)의 상대위치관계가 변화한다. 이에 따라, 자석(212)은 리드 스위치(214)의 접점에 근접하여 접점을 단락(short)시켜 도통(즉, 폐쇄)상태가 되어 경사가 판별될 수 있다.

이러한 수은(202)을 사용하는 경사 센서는 생산시에 신중한 취급과 엄중한 설비를 요하므로 대량 생산하는데는 적합하지 않다.

또한, 자성 유체(213)를 사용한 경사 센서는 자성 유체(213)의 특성을 장기적으로 안정하게 유지하는 것이 곤란할 뿐만 아니라 저온시에 유동성이 저하하여 자석(212)의 움직임이 나쁘게 된다. 이에 따라, 경사의 검출 정밀도가 악화된다고 하는 과제를 갖고 있었다.

또한 이들 센서는 진동이나 충격 등의 외란에 의해서 수은이나 자성 유체가 튀어 오르기 쉽고, 따라서 접점이 단락하기 쉽기 때문에, 잘못된 신호를 출력한다고 하는 과제도 갖고 있었다.

본 발명은 차량이나 산업기계 등의 경사를 검출하기 위한 경사 센서에 관한 것이다.

본 발명은 이 과제를 해결하기 위한 것으로, 회전성능, 장기적 안정성이 우수하고 또한 검출 정밀도가 높으며 외란에 대하여도 강한 신뢰성이 있는 경사 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 경사 센서는, 피장착체에 고착되는 고정체내에 설치한 분할한 프레임과, 상기 분할한 프레임에 회동가능하게 장착된 진자(振子)와, 상기 진자에 장착된 자속발생수단과, 상기 자속발생수단의 회동궤적에 대응하여 상기 분할한 프레임의 일부에 장착된 리드 스위치와, 상기 자속발생수단의 회동궤적에 따라 상기 분할한 프레임에 배치된 비자성이고 또한 양도전성을 갖는 제동체(制動體; damping body)를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다. 이 구성에 의해, 회전성능 및 장기적 안정성이 우수하고 또한 검출 정밀도가 높으며 외란에 대하여도 강한 신뢰성이 있는 경사 센서를 얻을 수 있다.

도면의 간단한 설명

도1a는 본 발명의 실시예1을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도1b는 본 발명의 실시예1의 단면도, 도2는 본 발명의 실시예1에 있어서의 베어링 부분을 상세히 설명하기 위한 단면도, 도3은 본 발명의 실시예1에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도4는 본 발명의 실시예1에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도5는 본 발명의 실시예1에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도6a는 본 발명의 실시예1에 있어서의 리프(leaf)의 위치관계의 설명도, 도6b는 상기 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도7a는 본 발명의 실시예1에 있어서의 리프의 위치관계 설명도, 도7b는 상기 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도8a는 본 발명의 실시예2를 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도8b는 본 발명의 실시예2의 단면도, 도9a는 본 발명의 실시예3을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도9b는 본 발명의 실시예3의 단면도, 도10은 본 발명의 실시예4를 설명하기 위한 덮개을 떼어낸 정면도, 도11은 본 발명의 실시예4의 단면도, 도12a는 본 발명의 실시예4에 있어서의 프레임부분을 상세히 설명하기 위한 정면도, 도12b는 본 발명의 실시예4에 있어서의 프레임부분의 상면도, 도13은 본 발명의 실시예4에 있어서의 진자와 자석의 위치관계를 설명하기 위해서 회동축과 핀의 일부를 제거한 도면, 도14는 본 발명의 실시예4에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도15는 본 발명의 실시예4에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도16은 본 발명의 실시예4에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도17은 본 발명의 실시예4에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도18은 본 발명의 실시예4에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작 설명도, 도19는 본 발명의 실시예4에 있어서의 플랜지부가 없는 경사 센서의 구성을 설명하기 위한 정면도, 도20은 본 발명의 실시예5를 설명하기 위한 단면도, 도21은 본 발명의 실시예6을 설명하기 위한 단면도, 도22a는 본 발명의 실시예7을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도22b는 본 발명의 실시예7의 단면도, 도23a는 본 발명의 실시예8을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도23b는 본 발명의 실시예8의 단면도, 도24는 본 발명의 실시예9를 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도25a는 본 발명의 실시예10을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도25b는 본 발명의 실시예10의 단면도, 도26은 본 발명의 실시예11을 설명하기 위한 진자의 정면도, 도27a는 본 발명의 실시예13을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도27b는 본 발명의 실시예13의 단면도, 도28a는 본 발명의 실시예15를 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도28b는 본 발명의 실시예15의 단면도, 도29a는 본 발명의 실시예16을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도29b는 본 발명의 실시예16의 단면도, 도30a는 본 발명의 실시예16에 있어서의 반사형 포토 인터럽터(photo-interrupter)의 동작설명도, 도30b는 도30a의 반사형 포토 인터럽터의 다른 동작설명도, 도30c는 도30a의 반사형 포토 인터럽터의 또 다른 동작설명도, 도30d는 도30a의 반사형 포토 인터럽터의 또 다른 동작설명도, 도31a는 본 발명의 실시예17을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도31b는 본 발명의 실시예17의 단면도, 도32a는 본 발명의 실시예18을 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도32b는 본 발명의 실시예18의 단면도, 도33a는 본 발명의 실시예19를 설명하기 위한 덮개를 떼어낸 정면도, 도33b는 본 발명의 실시예19의 단면도, 도34는 본 발명의 실시예20을 설명하기 위한 단면도, 도35는 본 발명의 실시예21을 설명하기 위한 단면도, 도36은 본 발명의 실시예22를 설명하기 위한 진자의 정면도, 도37은 본 발명의 실시예23을 설명하기 위한 진자 및 리드 스위치의 외관도, 도38은 본 발명의 실시예24를 설명하기 위한 진자 근방의 외관도, 도39a,b,c는 본 발명의 실시예25를 설명하기 위한 진자부의 정면도, 동 측면도, 동 저면도, 도40a,b,c,d는 본 발명의 실시예26을 설명하기 위한 정면도, 동 단면도, 또 1개의 정면도, 동 단면도, 도41a~c는 본 발명의 실시예26에 있어서의 검지동작 설명도, 도41d~f는 본 발명의 실시예26의 검지동작 설명도, 도41g~i는 본 발명의 실시예26의 검지동작 설명도, 도42는 본 발명의 실시예27을 설명하기 위한 정면도, 도43은 본 발명의 실시예28을 설명하기 위한 단면도, 도44a,b,c는 본 발명의 실시예29를 설명하기 위한 진자의 정면도, 동 측면도, 동 저면도, 도45a는 종래의 수은을 이용한 경사 센서를 설명하기 위한 단면도, 도45b는 도45a의 경사 센서의 동작상태 설명도, 도46a는 종래의 자석과 리드 스위치를 이용한 경사 센서를 설명하기 위한 단면도, 도46b는 도46a의 경사 센서의 동작상태 설명도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

(실시예1)

도1a는 본 발명의 경사 센서의 실시예1을 설명하기 위해 덮개를 떼어낸 상태의 정면도를 도시하고, 도1b는 동 단면도를 도시한다. 도2는 도1b의 경사 센서의 베어링 부분을 상세히 설명하기 위한 동 단면도를 도시하고 있다.

도1a 및 도1b에 있어서, 1은 차량 등의 피장착체에 고착되는 고정체로서의 케이스, 2는 황동이나 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 프레임, 3은 프린트 기판, 4a 및 4b는 리드 스위치, 5 및 6은 소결함유(燒結含油)합금(oil impregnated sintered metal)으로 이루어지는 베어링, 7은 황동이나 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 회동축, 8 및 9은 피아노선 또는 스테인리스 스틸 등의 스프링강 재료로 이루어지는 핀, 10은 황동이나 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 진자, 11은 자속발생수단으로서의 사마륨-코발트(samarium-cobalt)계의 자석, 12은 제동체로서의 동이나 알루미늄 등의 비자성이고 또한 도전성이 우수한 재료를 사용한 플랜지부, 13a 및 13b는 단자이다. 단, 도1a에 있어서는 케이스(1)의 덮개(도시하지 않음)를 제거하고 도시하고 있다. 도2에 있어서, 2a 및 2b는형상의 판형상을 이루는 프레임(2)에 설치된 동축(同軸)의 베어링고정구멍이다.

본 실시예에 있어서, 프레임(2) 및 프린트 기판(3)은 케이스(1)에 나사 고정되어 있고, 또한 프린트 기판(3)상에는 V자 형상으로 리드 스위치(4a,4b)가 장착되어 있다. 이들 리드 스위치(4a,4b)는 대칭이고 또한 소정 각도관계가 되도록 배치되어 있다. 회동축(7)의 양단에는 핀(8,9)이 끼워져 있다. 프레임(2)에 설치된 베어링 고정구멍(2a)에는 베어링(5)이 고정되어 있다. 또한, 마찬가지로 프레임(2)에 설치된 베어링 고정구멍(2b)에는 암나사선(female thread)이 형성되어 있고, 이 암나사선에는 외주에 수나사선(male thread)이 형성된 베어링(6)이 고정되어 있다. 핀(8)은 베어링(5)에 의해 지지되고, 핀(9)은 베어링(6)에 의해 지지되어 있다. 또한, 진자(10)는 회동축(7)에 고정되고, 회동축(7)에 수직한 면을 갖으며, 이 면에 자석(11)이 장착되어 있다. 자석(11)은 케이스(1)에 대하여 상대적으로 회동자재로 되어 있다. 자석(11)의 케이스(1)에 대한 상대적인 회동궤적의 접선방향에서 자속을 발하도록 자석(11)에는 자극이 설치된다. 프레임(2)의 외연에는 원호형상의 플랜지부(12)가 회동축(7)의 축방향과 평행한 방향을 향하도록 연장하여 설치되어 있다. 플랜지부(12)와 자석(11)과의 사이의 상대운동에 비례하게 와상(渦狀)전류가 유기되어 제동력으로 된다. 따라서, 차량의 통상 주행시에 발생하는 진자(10)의 미소한 각도변동에 대해서는 효과적인 제동에 의해 안정한 동작이 확보된다.

리드 스위치(4a,4b)와 자석(11)과의 사이에는 거리 d의 간격이 설정되어 있고, 자석(11)과의 상대적인 회동궤적에 따라서 리드 스위치(4a,4b)가 개폐 동작한다. 리드 스위치(4a,4b)의 개폐동작에 의한 신호는 프린트 기판(3)에 접속되어 있는 단자(13a,13b)를 통해 케이스(1)밖으로 인출된다. 핀(8,9)은 지름이 0.3~1.5mm(바람직하게는 0.6 mm)이고 이 부분의 축방향 길이는 짧기 때문에 진자(10)가 고정된 회동축(7)의 중량을 지탱하는데 충분한 휨 강도(bending strength)를 갖는다. 또한, 핀(8,9)은 지름 0.6mm과 같이 가늘 뿐만 아니라 그 표면이 경면 마무리되어 있기 때문에 베어링(5,6)과의 마찰저항이 작아 원활한 회동을 얻을 수 있다. 따라서, 경사에 대한 지극히 민첩한 응답성이 실현될 수 있다. 또한, 핀(8,9)의 지름은 반드시 0.6mm에 특정되는 것이 아니라 전체의 밸런스(balance)에 의해 결정된다.

본 실시예에서는 일체 구조의 프레임(2)에 베어링(5,6)을 장착한 예에 대해서 설명하였지만, 프레임(2)은 분리 구조로 분할되어 있더라도 상관없다. 또한, 핀(8,9)은 회동축(7)의 양단에 설치한 구멍에 삽입된 구조에 관해서 설명하였지만, 회동축(7)을 관통하는 구멍을 설치하고 이 구멍에 1개의 핀을 삽입시켜 놓더라도 상관없다. 또한, 별도의 핀을 특별히 설치하지 않고 회동축(7)의 양단을 그 직경이 감소하도록 하는 구조도 생각할 수 있다. 이러한 구성에서도 베어링(5,6)과의 마찰저항이 작아게 되어 원활한 회동을 얻을 수 있으므로 경사에 대한 민첩한 응답성이 실현될 수 있다.

다음에, 자석(11)과의 상대적인 회동궤적에 따라서 리드 스위치(4a,4b)가 개폐동작하는 상태를 도3, 도4, 도5를 이용하여 설명한다. 경사 센서 전체가 수평으로 유지된 상태인 때에는 도3에 도시한 바와 같이 진자(10)와 자석(11)의 중심선(y축)이 중력방향을 향한다. 또한, 케이스(1)에 고정된 프린트 기판(3)에 장착된 리드 스위치(4a,4b)의 중심은 각각 p, q 이다. 이 p, q는 y축을 경계로 좌우대칭인 위치에 있고, 그 각도는 시계방향 회전, 반시계방향 회전에 각각 θ+ δ이다.

도4에 도시한 바와 같이 경사 센서 전체가 반시계 방향에서 각도 α만큼 기울더라도, 진자(10) 및 자석(11)은 함께 중력방향을 향한 채이기 때문에, 자석(11)은 리드 스위치(4a)의 중심(p)의 방향에서 상대적으로 각도 α만큼 접근하게 된다.

도5에 도시한 바와 같이 경사 센서 전체가 반시계 방향에서 더 회전하여 각도 θ가 되더라도, 진자(10) 및 자석(11)은 함께 중력방향을 향한 채이기 때문에, 자석(11)은 리드 스위치(4a)의 중심(p) 방향에서 상대적으로 각도 θ만큼 접근하게 된다.

이 위치관계가 되면, 리드 스위치(4a)는 닫혀서 도통상태로 된다. 리드 스위치(4a)가 도통상태로 되기 시작하는 위치는 자석(11)의 에너지 적(energyproduct), 자석(11)과 리드 스위치(4a,4b)사이의 간격 d, 리드 스위치(4a,4b) 자신의 감도 등에 의해서 결정된다.

또한, 리드 스위치(4a,4b)의 개폐동작은 리프(leaf)의 방향에 의해서도 다르다. 이 동작상태에 관해서 도6a, 도6b, 도7a, 도7b를 사용하여 상세히 설명한다. 도6a에 있어서, 리드 스위치(4a)의 리프(14,15)는 x축 방향과 평행임과 동시에 리프(14,15)의 각각의 주평면(主平面)은 xz평면에 거의 평행하다. 이 경우는 자석(11)으로부터 발하는 자속이 리프(14,15)에 대하여 대략 균등하게 작용한다. 따라서, 도6b에 도시한 바와 같이 리드 스위치(4a)가 +x방향으로부터 자석(11)에 접근하든지 또는 -x방향으로부터 자석(11)에 접근하든지 간에 리드 스위치(4a)가 도통상태로 되는 위치는 어느 쪽으로부터 접근하는 경우도 대략 각도 j이다. 본 실시예에 있어서 설명하여 온 도1에서부터 도5에 도시한 구성은 도6a에 도시하는 형태를 채용하고 있다. 따라서, 각도 j = 각도 δ가 된다. 각도 j는 리드 스위치(4a,4b)의 기종이 결정되면 거의 일의적으로 결정된다.

그러나, 도7a에서는 리드 스위치(4a)의 리프(14,15)는 x축 방향과 평행하지만, 리프(14,15)의 각각의 주평면은 z축 방향에 대하여 거의 직각이다. 이 경우는 리프(14)쪽이 리프(15)보다도 전체로서 약간 자석(11)에 가깝기 때문에 자석(11)으로부터 발하는 자속의 작용 정도가 리프(14)와 리프(15)에서 다르다. 따라서, 도7b에 도시한 바와 같이, +x방향으로부터 접근하는 경우와 -x방향으로부터 접근하는 경우에서 리드 스위치(4a)가 도통상태로 되는 위치가 다르다. 리드 스위치(4a)가 +x방향으로부터 자석(11)에 접근하는 경우는 자석(11)으로부터 먼 위치로부터 도통상태로 된다. 즉, 각도 m은 각도 δ보다도 커진다. 반대로, -x방향으로부터 접근하는 경우는 자석(11)에 보다 더 접근하지 않으면 리드 스위치(4a)는 도통상태가 되지 않는다. 즉, 각도 k는 각도 δ보다도 작아진다.

본 실시예에 있어서, 플랜지부(12)는 프레임(2)의 외연에 원호형상이고 또한 회동축(7)의 축방향과 평행한 방향을 향하도록 연장하여 설치된 예에 대해서만 설명하였지만, 설계 요구도에 따라서 소정의 각도를 설정하더라도 상관없다. 또한, 원호형상의 것이 복수 설치되어 있어도 된다. 또한, 도1에 있어서 프레임(2)을 포함한 플랜지부(12)의 yz단면의 형상이 역 T자 형상, J자 형상, W자와 같은 것도 생각될 수 있다. 이들은 설계의 요구도와 검출정밀도의 요구도 등에 따라서 최적의 것이 선택된다.

본 실시예에 있어서, 리드 스위치(4a,4b)에 대하여 병렬로 전기저항(예를 들면 수kΩ)을 삽입해 놓으면, 미소 전류의 유무에 의해 리드 스위치(4a,4b)까지의 경로에서의 고장진단도 가능해진다.

본 실시예에 있어서, 자속발생수단으로서 사마륨-코발트계의 자석(11)을 사용한 예에 관해서 설명하였지만, 그 밖의 희토류(希土類; rare-earth) 자석을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 온도에 대한 자기 특성은 다소 떨어지지만 페라이트(ferrite) 자석을 사용하는 것도 가능하다. 자석(11)의 채용에 의해 저 전력화와 소형화도 가능해진다. 또한, 자속발생수단으로서 전자석을 사용하더라도 와상전류에 의한 제동력를 얻을 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

본 실시예에서는 리드 스위치(4a,4b)를 2개 사용하고 있기 때문에 시계방향 회전, 반시계방향 회전의 판별을 행하는 것으로도 가능하다. 리드 스위치의 설치개수에 따라서는 임의의 2점 이상의 각도를 검출하는 것도 가능해진다.

(실시예2)

도8a는 본 발명의 경사 센서의 실시예2를 설명하는 정면도를 도시하고, 도8b는 동 단면도를 도시하고 있다. 도8a 및 도8b에 있어서, 도1a 및 도1b와 동일한 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도8a 및 도8b에 있어서, 22는 황동이나 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 프레임, 23은 프린트 기판, 24는 리드 스위치, 30은 황동이나 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 진자, 31a 및 31b는 사마륨-코발트계의 자석, 32a 및 32b는 동이나 알루미늄 등의 비자성이고 또한 도전성이 우수한 재료를 사용한 반원통 형상의 플랜지부, 33a 및 33b는 단자이다.

도8a 및 도8b에 있어서, yz단면 형상이 대략형상의 프레임(22) 및 프린트 기판(23)은 케이스(1)에 나사 고정되어 있다. 리드 스위치(24)는 x축방향과 평행한 방향을 향하여 프린트 기판(23)에 장착되어 있다. 리드 스위치(24)의 중심(u)은 yz평면 내에 있다. 리프의 주평면은 원리적으로는 도6에 도시하는 위치관계를 채용하고 있다. 진자(30)는 회동축(7)에 고정되어 있고, 회동축(7)에 수직한 면의 형상이 부채형으로 y축에 대하여 대칭이다. 자석(31a,31b)은 진자(30)의 부채형 형상을 한 면에 ∧형상으로 장착되어 있고, 마찬가지로 y축에 대하여 대칭이며 그 각도는 2×(θ+ δ)이다.

자석(31a,31b)의 자극은 원리적으로는 실시예1에서 설명한 종류이고,자석(31a,31b)의 케이스(1)에 대한 상대적인 회동궤적의 접선방향에서 자속을 발하도록 설치된다. 리드 스위치(24)와 자석(31a,31b)의 간격은 실시예1과 마찬가지로 d이다. 프레임(22)의 외연에는 플랜지부(32a,32b)가 회동축(7)의 축방향과 평행한 방향을 향하도록 연장하여 설치되어 있다. 리드 스위치(24)의 개폐동작에 의한 신호는 프린트 기판(23)에 접속되어 있는 단자(33a,33b)를 통해 케이스(1) 밖으로 인출된다.

자석(31a,31b)과의 상대적인 회동궤적에 따라서 개폐동작하는 리드 스위치(24)의 기본동작원리는 실시예1의 도3에서부터 도6에서 설명한 것과 동일하다.

본 실시예에서는 개별 분산(dispersion)의 발생이 적은 한 쌍의 자석(31a,31b)과, 개별 분산이 다소 발생하기 쉬운 한 개의 리드 스위치(24)를 사용하는 구성을 채용하고 있기 때문에, 지극히 검출성능이 높은 경사 센서를 실현할 수 있다.

(실시예3)

도9a는 본 발명의 경사 센서의 실시예3을 설명하는 구성도를 도시하고, 도9b는 동 단면도를 도시하고 있다. 도9a 및 도9b에 있어서, 도1a, 도1b, 도8a 및 도8b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도9a 및 도9b에 있어서, 실시예2의 도8a 및 도8b에서 설명한 구성에 있어서의 진자와 자석이 다르며 그 이외에는 전부 공통이다. 즉, 진자와 자석에 관해서는 실시예1의 도1에서의 진자(10)와 자석(11)을 채용하고 있다. 리드 스위치(24)의 기본 개폐동작은 이하와 같다. 경사 센서 전체가 수평으로 유지된 상태인 경우는 도9에 도시한 바와 같이 도통상태이다. 또한, 경사 센서 전체가 시계 방향, 반시계 방향중 어느 방향으로 경사지게 되어 리드 스위치(24)의 감응영역을 넘으면 비도통상태(개방상태)가 된다.

(실시예4)

도10은 본 발명의 경사 센서의 실시예4를 설명하는 덮개를 떼어낸 상태의 정면도를 도시하고, 도11은 동 단면도를 도시하고 있다. 도12a는 본 실시예에 있어서의 프레임부분을 상세히 설명하기 위한 정면도를 도시하고, 도12b는 동 상면도를 도시하고 있다. 도13은 본 실시예에 있어서의 진자와 자석의 위치관계를 설명하기 위해서 회동축과 핀의 일부를 제거한 도면이다. 도14에서부터 도18은 본 실시예에 있어서의 리드 스위치의 개폐동작설명도이다. 도19는 본 실시예에 있어서 플랜지부가 없는 경사 센서의 구성을 설명하기 위한 정면도이다.

도10에서부터 도13에 있어서, 41은 차량 등의 피장착체에 고착되는 고정체로서의 케이스, 42는 동이나 알루미늄 등의 비자성이고 또한 높은 도전율을 갖는 재료로 이루어지는 제1 프레임, 42a는 제1 프레임(42)에 설치된 베어링 고정구멍, 42b는 프레임(42)의 주평면, 43은 황동이나 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 제2 프레임, 43a는 제2 프레임(43)에 설치된 베어링 고정구멍, 44는 프린트 기판, 45a는 리드 스위치, 46 및 47은 소결함유 합금 등으로 이루어지는 베어링, 48은 황동이나 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 회동축, 49는 피아노선이나 스테인리스선으로 이루어지는 핀, 50은 황동이나 알루미늄 등의 비자성 재료로 이루어지는 진자, 51은 황동 등의 비자성 재료로 이루어지는 추, 52 및 53은 자속발생수단으로서의 사마륨-코발트계의 자석, 54는 제동체로서의 동이나 알루미늄 등의 비자성이고 또한 높은 도전율을 갖는 재료를 사용한 플랜지부, 55a 및 55b는 단자, 56a, 56b, 56c 및 56d는 장착 단자이다.

본 실시예에 있어서 제1 프레임(42)는 케이스(41)에 나사 고정되어 있고, 제2 프레임(43)은 제1 프레임(42)에 조정 가능하게 나사 고정되어 있다. 또한, 프린트 기판(44)은 제1 프레임(42)에 나사 고정되어 있다. 프린트 기판(44)에는 리드 스위치(45a)가 수평으로 장착되어 있다. 회동축(48)에는 핀(49)이 관통 고정되어 있다. 제1 프레임(42)에 설치된 베어링 고정구멍(42a)에는 베어링(47)이 고정되어 있다. 또한, 제2 프레임(43)에 설치된 베어링 고정구멍(43a)에는 암나사선이 형성되어 있고, 이 암나사선에는 외주에 수나사선이 형성된 베어링(46)이 고정되어 있다. 핀(49)은 베어링(46,47)에 의해 지지되어 있다. 또한, 진자(50)는 회동축(48)에 고정되어 있고, 회동축(48)에 수직한 면을 가지고 있으며, 이 면에 자석(52,53)이 회동축(48)을 통해 서로 향하도록 장착되어 있다. 또한, 진자(50)에는 추(51)가 고정되어 있고, 이 진자(50)는 케이스(41)나 제1 프레임(42)이나 제2 프레임(43)에 대하여 상대적으로 회동자재로 되어 있다. 자석(52,53)에는 케이스(41)에 대한 상대적인 회동궤적의 접선방향에 자속을 발하도록 자극이 설치된다. 제1 프레임(42)의 주평면(42b)에는 원통형의 플랜지부(54)가 고정되어 있고, 이 플랜지부(54)와 자석(52,53)과의 사이에는 간극(u)이 설정되어 있으며, 또한 주평면(42b)과 자석(52,53)와의 사이에는 간극(p)이 설정되어 있고, 이들 사이에서 상대운동에 따른 와상전류가 유기되어 제동력을 얻을 수 있게 되어 있다. 따라서, 차량의 통상 주행시에 발생하는 외란이나 충격 진동과 같이 주파수가 높은 성분에 대해서는 충분한 제동이 이루어지기 때문에 안정한 동작이 확보되어 리드 스위치(45a)의 바람직하지 않은 작동을 회피할 수 있다.

자석(52,53)의 회동궤적과 리드 스위치(45a)와의 사이에는 회동축 방향에서 거리(d)의 간격이 설정되어 있고, 자석(52,53)의 상대적인 회동궤적에 따라서 리드 스위치(45a)가 개폐 동작한다. 리드 스위치(45a)의 개폐 동작에 의한 신호는 프린트 기판(44)에 접속되어 있는 단자(55a,55b)를 매개로 케이스(41)밖으로 인출된다. 핀(49)은 지름이 약 0.6 mm인 가는 직경이지만 회동축(48)으로부터의 돌출 길이가 짧기 때문에, 진자(50)의 중량에 대하여 충분한 강도를 갖는다. 또한, 핀(49)은 가늘 뿐만 아니라 그 표면이 경면 마무리되어 있기 때문에, 베어링(46,47)과의 마찰저항이 작으므로 원활한 회동을 얻을 수 있다. 따라서, 차량의 약간의 경사에 대하여도 진자(50)는 상대적으로 중력방향에서 원활하게 움직여서 충실한 응답성이 실현될 수 있다. 또한, 핀(49)의 지름은 반드시 0.6mm에 특정되는 것이 아니라 전체의 밸런스에 의해 결정된다.

본 실시예에서는 핀(49)이 회동축(48)을 관통한 구조에 관해서 설명하였지만, 회동축(48)의 양단에 따로따로 삽입되어 있더라도 상관없다. 또한, 회동축(48)의 양 단부를 가는 직경으로 한 구조도 생각될 수 있다.

또한, 프레임 전체를 제1 프레임(42)과 제2 프레임(43)으로 분리함으로써 베어링(46)이 회동축(48)에 대하여 직각인 방향으로 조정 가능해지고, 따라서 회동축(48)을 제1 프레임(42)의 주평면(42b)에 대하여 직각으로 축정렬(axialalignment)할 수 있다. 또한, 핀(49)의 양 단부는 베어링(46,47)에 대하여 일직선으로 삽입 가능해지기 때문에, 핀(49)은 원활한 움직임이 되어 차량의 경사에 대하여 충실한 신호가 정밀도 좋게 얻어진다.

본 실시예에 있어서, 제1 프레임(42)은 도12a 및 도12b에 도시한 바와 같이 주평면(42b)의 좌우를 각각 역형상,형상으로 구부려, 각각의 자유단의 단부를 제2 프레임(43)을 매개로 나사 결합함으로써 폐구조로 하는 것이 가능하기 때문에, 프레임 전체의 강도가 증가할 뿐만 아니라 프레임 전체로서의 정밀도가 향상함과 동시에 프레임의 높이도 낮게 설정할 수가 있다.

또한, 제1 프레임(42)를 동으로 구성하는 것은 와상전류의 유기에 의한 댐퍼로서의 성능이 우수할 뿐만 아니라 강도적으로도 대단히 우수하기 때문에 제1 프레임(42)을 얇게 하는 것도 가능해진다. 더욱이, 제1 프레임(42)은 구조체 그 자체이기 때문에 부품 수도 증가되지 않는다.

다음에 자석(52,53)과의 상대적인 회동궤적에 따라서 리드 스위치(45a)가 개폐 동작하는 상태를 도14∼도18을 사용하여 설명한다. 경사 센서 전체가 수평으로 유지된 상태인 경우에는 도14에 도시한 바와 같이 진자(50)의 중심선(y축)은 중력방향을 향한다. 리드 스위치(45a)의 접점부도 이 상태로 y축과 겹치도록 배치되어 있다. 다음에, 도15에 도시한 바와 같이 경사 센서의 경사가 소정의 각도 θ(예를 들면, 50도)보다도 작은 각도 α인 경우에는 리드 스위치(45a)는 경사 센서의 예를 들면 좌측 방향의 경사와 동시에 좌측 방향으로 회동하여 중력방향에서 정지하고 있는 진자상의 자석(53)에 상대적으로 접근하지만, 아직 자력(磁力) 부족으로 접점은 개방된 상태이다. 도16에 도시한 바와 같이 경사 센서가 더욱 기울어져서 소정의 각도 θ(예를 들면 50도)가 되면 리드 스위치(45a)에 일정 이상의 자력선이 통과하여 접점은 닫힌다. 그후, 도17에 도시한 바와 같이 경사 센서의 경사가 진행하여 90도[횡전(橫轉)상태]를 넘어 각도 β(예를 들면, 약 150도)가 될 때까지 리드 스위치(45a)의 접점은 닫힌 상태이다. 더욱 회동이 진행하면 도18에 도시한 바와 같이 리드 스위치(45a)의 접점은 다시 열린다. 이러한 횡전 과정의 각도 θ로부터 각도 β를 경과하는 사이에 본 경사 센서는 에어 백 등의 안전 장치를 작동시킬 수 있다. 도16에 도시한 바와 같은 각도 θ로 리드 스위치(45a)의 접점이 닫히도록 자석(53)[또는 자석(52)]의 에너지 적, 자석(53)[자석(52)]과 리드 스위치(45a)와의 간격 d, 리드 스위치(45a) 자신의 감도 등이 조정되어 있다.

본 실시예에서는 경사 센서가 좌측 방향으로 회동하는 경우에 대하여 설명하였지만, 우측 방향으로 회동하는 경우도 완전히 같이 하여 작동시킬 수 있다.

본 실시예에서는 제1 프레임(42)에 동이나 알루미늄과 같은 비자성이고 또한 높은 전도성을 갖는 재료를 사용하는 경우에 관해서 설명하였지만, 제1 프레임(42)이 단지 비자성 재료인 경우라도 이미 설명한 바와 같이 회동축(48)의 직립성을 조정할 수가 있기 때문에 회동축(48)의 움직임이 원활하고, 또한 진자(50)의 어느 위치에서도 안정한 제동력를 얻을 수 있어 품질이 좋은 댐퍼를 제공할 수 있다.

본 실시예에서는 제동체로서의 플랜지부(54)와 제1 프레임(42)의 주평면(42b)을 병용한 예에 관해서 설명하였지만, 도19와 같이 플랜지부(54)를 설치하지 않고서 자석(52,53)과 제1 프레임(42)의 주평면(42b) 사이에만 유기되는 와상전류로 제동력을 발생시킬 수도 있다.

또, 본 실시예에서는 경사 센서가 수평으로 유지된 때에 리드 스위치(45a)에 대하여 자석(53)[또는 자석(52)]이 멀리 이탈하여 리드 스위치(45a)의 접점이 열려 있는 소위 노멀 오픈(normal open)(NO)의 예를 설명하였지만, 이것과는 반대로 경사 센서가 수평으로 유지된 때에 리드 스위치(45a)에 대하여 자석(53)[또는 자석(52))이 가장 접근하여 리드 스위치(45a)의 접점이 닫히고 있는 소위 노멀 클로스(normal close)(NC)로 구성할 수도 있다.

(실시예5)

도20은 본 발명의 경사 센서의 실시예5를 설명하는 단면도이다. 도20에 있어서 도10에서부터 도13과 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도20에 있어서 61은 베어링이다.

제1 프레임(42)의 베어링 고정구멍(42a)에는 제2 프레임(43)의 베어링 고정구멍(43a)과 같이 암나사선이 형성되어 있고, 이 암나사선에는 외주에 수나사선이 형성된 베어링(61)이 고정되어 있다. 베어링(46)과 베어링(61)에 의해 회동축(48) 및 자석(52,53)이 장착된 진자(50)는 회동축(48) 방향에서 이동 가능해지기 때문에, 자석(52,53)(도13 참조)과 제1 프레임(42)의 주평면(42b)사이의 간격(p)을 자유롭게 변경할 수 있다. 따라서, 진자(50)에 대한 제동력을 자유롭게 조정하는 것이 가능해진다.

(실시예6)

도21은 본 발명의 경사 센서의 실시예6을 설명하는 단면도이다. 도21에 있어서 도10에서부터 도13과 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도21에 있어서 45b는 리드 스위치이다.

도21에 있어서, 리드 스위치(45a,45b)는 자석(52,53)으로부터의 감도가 거의 동일하게 되도록 병렬로 배열된 뒤, 병렬로 접속 배선되어 있다. 이에 따라, 리드 스위치(45a,45b)의 어느 쪽인지 한 쪽에 불량이 있어 작동하지 않더라도 다른쪽이 작동하기 때문에 경사 센서로서의 신뢰성이 현저히 향상한다.

본 실시예에서는 리드 스위치를 2개 사용하는 예에 대하여 설명하였지만, 케이스(41)에 들어가는한 다수 사용하는 것도 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 프레임이 분할되어 있음으로써 회동부와 베어링의 축 정렬이 용이하고 또한 끼워맞춤 정밀도가 높아지고, 원활한 회동를 얻을 수 있어 검출 정밀도가 향상함 동시에, 제동체를 가지고 있기 때문에 차량의 외란이나 충격진동성분을 억제하는 작용을 갖는다.

또한, 프레임이 분할되어 있음으로써 회동부와 베어링의 축정렬이 용이하고 또한 끼워맞춤 정밀도가 향상하여 원활한 회동를 얻을 수 있는 뿐만 아니라 분할한 프레임의 적어도 일부가 양도전성을 가짐에 따라 진자상의 자석과 상기 프레임의 사이에서 브레이크를 발생시켜 진동이나 충격과 같은 외란이 억제되어 보다 검출정밀도가 향상한다.

또한, 프레임이 분할되어 있기 때문에 회동부와 베어링의 축정렬이 용이하며 또한 끼워맞춤이 향상하여 원활한 회동을 얻을 수 있는 뿐만 아니라 양도전성을 갖는 분할한 프레임과 자석 사이에서 작용하여 브레이크력에 부가하여 제동체에 의한 브레이크력도 가해져 보다 외란 억제력이 향상하기 때문에 한층 검출정밀도가 향상한다.

또한, 양도전체인 프레임과 상기 자속발생수단 사이의 브레이크력에 의하여 외란이 억제되기 때문에 검출정밀도가 향상한다.

또한, 양도전성을 갖는 분할한 프레임과 자석 사이에 작용하는 브레이크력에 부가하여, 또한 제동체에 의한 브레이크력도 가해져 보다 외란 억제력이 향상하기 때문에 한층 더 검출정밀도가 향상한다.

(실시예7)

도22a는 본 발명의 경사 센서의 실시예7을 설명하는 덮개를 떼어낸 상태의 정면도를 도시하고, 도22b는 동 단면도를 도시하고 있다.

도22a 및 도22b에 있어서, 71은 차량 등의 피장착체에 고착되는 고정체로서의 케이스, 72는 케이스(71)를 밀봉하기 위한 덮개, 73은 케이스(71)에 고정된 비자성 재료로 이루어지는 프레임, 74는 덮개(72)에 고정된 리드 스위치, 75는 회동축, 76은 회동축(75)에 고정된 비자성 재료로 이루어지는 진자, 77 및 78은 회동축(75)을 회전가능하게 지지하는 소결함유 합금으로 이루어지는 베어링, 79a 및 79b는 진자(76)에 접착된 자속발생수단으로서의 자석, 80a 및 80b는 상기 자석(79a,79b)의 회동궤적에 대응하여 케이스(71)의 배면의 2개소에, 그 깊이 방향에서 위치 조정 가능하게 장착된 자기제동조정기구로서의 자기조정막대이다. 여기서, 도22a에 있어서는 케이스(71)의 덮개(72)를 제거하여 도시하고 있다.

본 실시예에 있어서, 진자(76)의 회동축(75)에 수직한 면의 형상은 반원 형상이고, 그 반원 형상의 단부에 있는 직선부분의 2개소에 자석(79a,79b)이 접착되어 있고, 진자(76)는 통상 중력방향을 향하고 있다. 차량의 경사에 따라 덮개(72)에 고정된 리드 스위치(74)는 경사지고, 진자(76)에 고정된 자석(79a 또는 79b)에 리드 스위치(74)가 접근해 간다. 이 동작에 의해 규정 각도 이상으로 경사지면 리드 스위치(74)가 온(폐쇄)상태가 되어 경사각을 검출할 수 있게 된다.

그렇지만, 이러한 구성만으로는 차량을 운전중에 발생하는 외란에 대하여 진자(76)의 공진 등에 의해서 오동작할 가능성이 있고 이 오동작을 막기 위한 제동기구가 필요하게 된다.

본 구성에서는 자석(79a,79b)의 회동궤적에 대응하는 케이스(71)의 배면부에 약한 자성을 갖는 오스테나이트(austenitic)계 스테인리스로 이루어지는 자기제동조정기구로서의 자기조정막대(80a,80b)를 진자(76)에 접착된 좌우 자석(79a,79b)의 각각에 대응하도록 배치하였다. 이 자기조정막대(80a,80b)에 대한 자석(79a,79b)의 흡인력에 의해서 진자(76)의 공진 등에 의한 오동작을 막는 것이 가능해진다. 또한, 이 자기조정막대(80a,80b)는 케이스(71)의 배면의 깊이 방향에서 위치조정 가능하므로, 자석(79a,79b)의 흡인력의 조정에 의해 회전성능을 손상하지 않은 최적의 제동력을 얻을 수 있다.

본 실시예에서는 자기조정막대(80a,80b)에 오스테나이트계 스테인리스와 같은 약한 자성체를 선택하였다. 이는 자기조정막대(80a,80b)와 자석(79a,79b)의 거리를 작게 하여, 본 센서의 깊이 방향의 치수를 작게 하기 위해서이다. 여기서, 자기조정막대(80a,80b)에 철과 같은 강자성체를 사용하면 자석(79a,79b)과의 거리를 작게 할 때에 자석(79a,79b)과의 흡인력이 커져 회전성능이 손상된다. 단지, 본 센서의 형상에 소형화의 요청이 없으면 자기조정막대(80a,80b)와 자석(79a,79b)의 거리를 크게 잡고 자기조정막대(80a,80b)에 강자성체를 사용하더라도 상관없다.

(실시예8)

도23a는 본 발명의 경사 센서의 실시예8을 설명하는 정면도를 도시하며, 도23b는 동 단면도를 도시하고 있다. 도23에 있어서 도22a 및 도22b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도23에 있어서, 81a 및 81b는 자기제동조정기구로서의 자기조정나사이다.

이상의 구성에 의하면, 케이스(71)의 배면에서 전면으로 향한 자기조정나사 (81a,81b)를 돌림으로써 간단히 제동력을 조정하는 것이 가능해진다.

(실시예9)

도24는 본 발명의 경사 센서의 실시예9를 설명하는 정면도를 도시하고 있다. 도24에 있어서, 도22a와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도24에 있어서, 82는 회동축(75)을 중심으로 하여 회전가능한 프린트 기판으로, 이 프린트 기판(82)의 표면에 리드 스위치(74)를 장착하였다.

이상의 구성에 의하면, 진자(76)에 장착된 2개의 자석(79a,79b)의 성능 격차 등에 의해서 발생하는 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각(檢知角)의 상위를, 프린트 기판(82)을 회전시킴으로써 조정하여 시계방향경사와 반시계방향경사에서 동일각도로 검지하도록 하는 것이 가능해진다. 도24에 도시한 바와 같이 프린트 기판(82)상에 장착된 리드 스위치(74)가 수평상태인 경우, 센서의 좌회전 검지각이 θ+δ이고 우회전 검지각이 θ-δ이었다라고 하면, 이점쇄선으로 도시한 바와 같이 프린트 기판(82)을 반시계방향으로 각도 δ만큼 회전시켜 조정함으로써 감도를 손상하는 일없이 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각을 θ로 조정할 수 있다.

또, 이 구성에 실시예7에서 설명한 바와 같은 자기조정막대(80a,80b)를 병용함으로써 회전성능을 손상하지 않은 최적의 제동력을 얻을 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

(실시예10)

도25a는 본 발명의 경사 센서의 실시예10을 설명하는 정면도를 도시하고, 도25b는 동 단면도를 도시하고 있다. 도25에 있어서, 도22a 및 도22b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도25a 및 도25b에 있어서, 83은 회동축(75)의 축방향에서 위치조절 가능한 프린트 기판으로, 위치조정기구로서의 나사(84) 및 위치조정기구를 구성하는 스프링(85)을 통해 케이스(71) 및 프레임(73)에 고정하였다. 또한, 이 프린트 기판(83)의 표면에 리드 스위치(74)를 장착하였다.

이상의 구성에 의하면, 진자(76)에 장착된 자석(79a,79b)의 성능 격차 등에 의해서 발생하는 원하는 검지각에 대한 상위를, 프린트 기판(83)을 회동축(75)의 축방향에서 위치조절함으로써 감도를 변화시켜 원하는 검지각으로 일치시키는 것이 가능해진다.

도25a 및 도25b에 있어서, 프린트 기판(83)을 고정하고 있는 나사(84)를 죔으로써 프린트 기판(83)에 장착된 리드 스위치(74)는 진자(76)에 접착된 자석(79a,79b)에 접근하여 검지감도가 증가한다. 결국, 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각도 작아진다. 반대로, 프린트 기판(83)을 고정하고 있는 나사(84)를 느슨하게 함으로써 프린트 기판(83)에 장착된 리드 스위치(74)는 진자(76)에 접착된 자석(79a,79b)에서 이탈하여 검지감도가 내려간다. 결국, 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각도 커진다. 이와 같이 프린트 기판(83)을 회동축(75)의 축방향에서 위치 조절함으로써 원하는 검지각으로 일치시키는 것이 가능해진다.

또, 실시예9에서 설명한 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각의 밸런스 조정기구를 이상의 구성과 병용함으로써 더욱 검지각의 고정밀도화가 가능하게 되는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 이 구성에 실시예7에서 설명한 자기제동조정기구를 병용함으로써 회전성능을 손상하지 않은 최적의 제동력을 얻는 것도 가능해진다.

(실시예11)

도26은 본 발명의 경사 센서의 실시예11을 설명하기 위한 진자(76)의 정면도이다. 도26에 있어서, 86a 및 86b는 사마륨-코발트계 자석이다.

이상의 구성에 의하면, 자속발생수단이 자석(86a,86b)이므로 전자석과 달리 외부에서 에너지를 공급할 필요도 없기 때문에, 전력 절약화를 꾀하면서 동시에 치수의 소형화도 가능해진다. 또한, 사마륨-코발트계의 자석(86a,86b)은 온도에 대한 자기특성이 지극히 안정하기 때문에 주위온도에 대하여 리드 스위치(74)의 검지각의 변화를 적게 억제하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 사마륨-코발트계의 자석(86a,86b)을 사용한 예를 설명하였지만, 온도특성이 약간 떨어지지만 그 밖의 희토류 자석이나 페라이트 자석을 사용하는 것도 가능하다.

(실시예12)

본 발명의 경사 센서의 실시예12는 실시예11에서 설명한 자석(86a,86b)을 센서의 최고 사용온도 이상의 온도로 열처리한 점만이 다르다.

이상의 구성에 의하면, 사전에 센서의 최고 사용온도 이상의 온도로 열처리하여 놓기 때문에 실사용시에 열에 의한 자석(86a,86b)의 자력 저하를 막고 높은 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 열처리온도를 상승시키면 자력이 저하하기 때문에 검지각도를 크게 하는 방향으로 조정하는 것이 가능해진다. 이하에서 그에 대하여 상세히 설명한다.

본 실시예에 있어서의 센서의 최고 사용온도는 110℃이기 때문에 사용온도 내에서의 자력저하를 방지하기 위한 열처리온도를 110℃로 하였다. 이러한 처리를 실시한 센서를 120℃에서 열처리하면 검지각이 약 1.5°넓어졌다. 또한, 130℃에서 열처리하면 검지각이 더욱 넓어져, 열처리온도의 상승에 대하여 거의 직선적인 변화를 나타냈다. 이 현상을 이용하여, 센서 조립 후에 검지각이 작은 경우, 110℃ 이상의 온도로 열처리를 가하는 것으로 원하는 검지각으로 조정하는 것이 가능해진다.

(실시예13)

도27a는 본 발명의 경사 센서의 실시예13을 설명하는 정면도를 도시하고, 도27b는 동 단면도를 도시하고 있다. 도27a 및 도27b에 있어서 도22a 및 도22b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도27a 및 도27b에 있어서, 87은 동 또는 알루미늄으로 이루어지는 원통형상의 플랜지부이고, 진자(76)의 주위에 배치되고 프레임(73)에 고정되어 있다.

이상의 구성에 의하면, 자석(79a,79b)과 플랜지부(87)의 상대운동에 의해서 플랜지부(87)에 와상전류가 유기되어 제동력으로 된다. 와상전류에 의한 제동력은 자석(79a,79b)과 플랜지부(87)의 상대속도에 비례하기 때문에 느린 속도의 경사에 대해서는 거의 제동력이 발생하지 않기 때문에 고응답성을 가능하게 한다. 또한, 차량의 외란 등의 비교적 주파수가 높은 진동에 대해서는 큰 제동력이 발생하여, 진자(76)의 공진 등에 의한 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 와상전류에 의한 제동력은 플랜지부(87) 재질의 전기저항이 낮을수록 커지기 때문에 동이나 알루미늄과 같은 전기저항이 작은 재질을 사용하는 것은 큰 제동력를 얻을 수 있어 바람직하다.

또, 저주파에 있어서의 제동력은 거의 발생하지 않기 때문에 실시예7에서 설명한 자기조정막대(80a,80b)를 병용하는 것으로 저주파수 대역에서의 최적 제동력을 확보하는 것이 가능해진다.

(실시예14)

본 발명의 경사 센서의 실시예14는 실시예7, 9, 10, 12에서 설명한 프레임(73)을 동 또는 알루미늄으로 한 것이다.

이상의 구성에 의하면, 자석(79a,79b)과 프레임(73)의 상대운동에 의해서 프레임(73)에 와상전류가 유기되어 제동력으로 된다. 와상전류에 의한 제동력은 자석(79a,79b)과 프레임(73)의 상대속도에 비례하기 때문에 느린 속도의 경사에 대해서는 거의 제동력이 발생하지 않으므로 고응답성을 가능하게 한다. 또한, 차량의 외란 등의 비교적 주파수가 높은 진동에 대해서는 큰 제동력이 발생하여 진자(76)의 공진 등에 의한 오동작을 방지할 수 있다. 또한, 와상전류에 의한 제동력은 프레임(73)의 전기저항이 낮을수록 커지기 때문에 동이나 알루미늄과 같은 전기저항이 작은 재질을 사용하는 것은 큰 제동력을 얻을 수 있어 바람직하다.

또, 저주파에 있어서의 제동력은 거의 발생하지 않기 때문에 실시예7에서 설명한 자기조정막대(80a,80b)를 병용하는 것으로 저주파수 대역의 최적 제동력을 확보하는 것이 가능해진다.

(실시예15)

도28a는 본 발명의 경사 센서의 실시예15를 설명하는 정면도를 나타내고, 도28b는 동 단면도를 나타내고 있다. 도28a 및 도28b에 있어서, 도22a 및 도22b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도28a 및 도28b에 있어서, 88은 홀(hall)소자로서 리드 스위치(74) 근방의 프린트 기판(89)에 장착하였다.

이상의 구성에 의하면, 진자(76)에 장착된 자석(79a,79b)의 자기특성의 이상이나 자석(79a,79b)의 진자(76)로부터의 탈락 등의 고장을 홀소자(88)로 감시할 수 있기 때문에 자기진단이 가능해져 고신뢰성으로 이어진다.

(실시예16)

도29a는 본 발명의 경사 센서의 실시예16을 설명하는 정면도를 도시하고, 도29b는 동 단면도를 도시하고 있다. 도29a 및 도29b에 있어서, 도22a 및 도22b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도29a 및 도29b에 있어서, 90a 및 90b는 한 쌍의 반사형 포토 인터럽터(photo-interrupter)이고, 프린트 기판(91)상의 진자(76)의 회동면에 대향하는 부위의 2개소에 고정되어 있다.

이 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 동작에 관해서 도30a,b,c 및 d를 사용하여 설명한다. 도30a는 센서가 정상이고 또한 센서가 장착된 차량이 수평상태에 설치되어 있는 경우의 진자(76)와 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 위치관계를 도시한다. 이 경우, 2개의 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)로부터의 광이 진자(76)의 표면에서 반사되어 2개의 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 양쪽이 온 상태이므로 센서는 양호한 상태라고 판단된다. 도30b는 센서가 정상이고 또한 센서가 장착된 차량이 20°기울어 정차되어 있는 상태의 진자(76)와 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 위치관계를 도시한다. 이 경우에도 2개의 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)로부터의 광이 진자(76) 표면에서 반사되어 2개의 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 양쪽이 온 상태이므로 센서는 정상라고 판단된다. 다음에 도30c는 센서의 자석(79a,79b)의 한쪽이 충격 등에 의해 탈락하여 이상 상태이고, 또한 센서가 장착된 차량이 수평상태에 머물러 있는 경우의 진자(76)와 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 위치관계를 도시하고 있다. 이와 같이 자석(79a,79b)의 한쪽이 탈락함으로써 진자(76)의 중심위치가 변동하여 55°기울었다. 이 경우는 2개의 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 한 쪽으로부터의 광이 진자(76)의 표면에서 반사되지 않아 오프(off) 상태이므로 진자(76)의 위치가 이상이라고 판단된다. 도30d는 상기와 같이 차량이 20°기울어 정차되어 있는 상태의 진자(76)와 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 위치관계를 도시하고 있다. 이 경우에도 2개의 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)의 한 쪽으로부터의 광이 진자(76)의 표면에서 반사되지 않아 오프의 상태이고, 진자(76)의 위치가 이상이라고 판단된다. 이상과 같이, 프린트 기판(91)상의 진자(76)의 회동면에 대향하는 부위에 반사형 포토 인터럽터(90a,90b)가 고정되어 진자(76)의 단부 위치를 감시함으로써 자기진단이 가능해져 고신뢰성으로 이어진다. 또한, 이 자기진단구성은 자석(79a,79b)의 탈락 이상검지 이외에 진자(76)의 회동축(75)의 회전 이상검지에도 유용하다.

(실시예17)

도31a는 본 발명의 경사 센서의 실시예17을 설명하는 덮개를 떼어낸 상태의 정면도, 도31b는 동 단면도이다.

도31a 및 도31b에 있어서, 102는 차량 등의 피장착체에 고착되는 고정체로서의 케이스, 103은 케이스(102)에 고정된 리드 스위치, 104는 회동축, 105는 회동축(104)에 고정된 비자성 재료로 이루어지는 진자, 106 및 107은 회동축(104)을 회전 가능하게 지지한 소결함유 합금으로 이루어지는 베어링, 108a 및 108b는 진자(105)에 접착된 2개의 자속발생수단으로서의 자석이다. 여기서, 도31a에 있어서는 케이스(102)의 덮개를 제거하여 도시하고 있다.

본 실시예에 있어서, 진자(105)의 회동축(104)에 수직한 면의 형상은 반원형상이고, 그 반원형상의 단부에 있는 직선부분의 2개소에 자석(108a,108b)이 접착되어 있고, 진자(105)는 통상 중력방향을 향하고 있다. 차량의 경사에 따라 케이스(102)에 고정된 리드 스위치(103)는 케이스(102)와 함께 경사지며, 진자(105)에 고정된 자석(108a 또는 108b)에 리드 스위치(103)가 접근하게 된다. 이 동작에 의해, 규정 이상의 각도로 경사지면 리드 스위치(103)가 온(폐쇄) 상태가 되어 경사각을 검출할 수 있다.

그러나, 지자기와 같은 외부부터의 자기의 영향이 있는 때에, 예를 들면 자석(108a,108b)의 자극의 방향을 회동축(104)에 대하여 수직한 방향에 부여하고 또한 각각의 자석(108a,108b)의 자극 N, S의 방향을 동일하게 한 구성으로 하면 외부 자기의 방향에 따라서 자석이 반응하여 진자(105)가 약간 회전하여 오차가 생긴다.

본 구성에서는 자석(108a,108b)의 자극의 방향이 회동축(104)과 평행한 방향에 부여되고, 또한 리드 스위치(103)의 길이 방향의 중심축 방향도 회동축(104)과 평행하게 되도록 배치하였다.

이러한 자석(108a,108b)의 자극의 배치에 의하면 외부로부터의 자기의 영향을 받더라도 진자(105)가 회전하여 오차를 발생시키지 않고, 각도검출 정밀도가 높은 경사 센서를 간단한 구조 또한 염가로 제공할 수 있다.

(실시예18)

도32a는 본 발명의 경사 센서의 실시예18을 설명하는 정면도, 도32b는 동 단면도이다. 도32a 및 도32b에 있어서 도31a 및 도31b와 동일한 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하고, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도32a 및 도32b에 있어서, 1O9는 동과 같은 비자성이고 또한 도전성을 갖는 판이고, 110은 동과 같은 비자성이고 또한 도전성을 갖는 원통 또는 그에 유사한 형상을 갖는 플랜지부이다.

경사 센서를 차량에 사용하는 경우에는 진동 등의 외란에 대하여 진자(105)의 공진 등에 의해서 오동작할 가능성이 있으며, 이 오동작을 막기 위한 제동기구가 필요하게 된다.

본 구성에 의하면, 자석(108a,108b)과 판(109) 및 플랜지부(110)와의 상대운동에 의하여 판(1O9) 및 플랜지부(110)에 와상전류가 유기되어 제동력으로 된다. 와상전류에 의한 제동력은 자석(108a,108b)과 판(109) 및 플랜지부(110)의 상대속도에 비례하기 때문에 느린 속도의 경사에 대해서는 거의 제동력이 발생하지 않기 때문에 고응답성을 가능하게 한다. 또한, 차량의 외란 등의 비교적 주파수가 높은 진동에 대해서는 큰 제동력이 발생하여 진자(105)의 공진 등에 의한 오동작을 막을 수 있다. 또한, 와상전류에 의한 제동력은 판(1O9) 및 플랜지부(110)의 재료의 전기저항이 낮을수록 커지기 때문에 동이나 알루미늄과 같은 전기저항의 작은 재료를 사용하는 것은 큰 제동력을 얻을 수 있어서 바람직하다.

(실시예19)

도33a는 본 발명의 경사 센서의 실시예19를 설명하는 정면도이고, 도33b는 동 단면도이다. 도33a 및 도33b에 있어서, 도31a 및 도31b와 동일한 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도33a 및 도33b에 있어서, 111은 동과 같은 비자성이고 또한 전도성을 갖는 판이다.

본 구성에 의하면, 자석(108a,108b)의 자극 축방향의 양단 근방이고 또한 진자(105)의 회동축(104)에 수직한 면에 비자성이고 또한 도전성을 갖는 판(111)을 구비하는 것으로 실시예18과 같이 자석(108a,108b)과 판(111)의 상대운동에 의해서 판(111)에 와상전류가 유기되어 제동력으로 된다. 와상전류에 의한 제동력은 자석(108a,108b)과 판(111)의 상대속도에 비례하기 때문에 느린 속도의 경사에 대해서는 거의 제동력이 발생하지 않기 때문에 고응답성을 가능하게 한다. 또한, 차량의 외란 등의 비교적 주파수가 높은 진동에 대해서는 큰 제동력이 발생하여, 진자(105)의 공진 등에 의한 오동작을 막을 수 있다. 또한, 와상전류에 의한 제동력은 판(111)의 재료의 전기저항이 낮을수록 커지기 때문에, 동이나 알루미늄과 같은 전기저항의 작은 재료를 사용하는 것은 큰 제동력을 얻을 수 있어 바람직하다.

(실시예20)

도34는 본 발명의 경사 센서의 실시예20을 설명하는 단면도이다. 도34에 있어서, 도31b 및 도32b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도34에 있어서, 112a는 위치조정기구로서의 나사, 112b는 위치조정기구를 구성하는 스프링으로, 판(109)을 회동축(104)과 평행한 방향으로 이동할 수 있도록 하고 있다.

자석(108a,108b)과 판(109)의 상대운동에 의해서 판(109)에 유기되는 와상전류는 자석(108a,108b)과 판(1O9) 사이의 갭(gap)에 의해서 변화하기 때문에 조립 정밀도 등에 의해 그 특성에 격차가 발생한다.

본 실시예에 의하면, 자석(108a,108b)과 판(109) 사이의 갭을 나사(112a)와 스프링(112b)에 의해 가변적으로 위치조정이 가능해져서 안정한 제동력을 확보할 수가 있다.

(실시예21)

도35는 본 발명의 경사 센서의 실시예21을 설명하는 단면도이다. 도35에 있어서, 도31b 및 도33b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도35에 있어서, 113a는 위치조정 기구로서의 나사, 113b는 위치조정기구를 구성하는 스프링으로, 판(111)을 회동축(104)과 평행한 방향에 이동할 수 있도록 하고 있다.

실시예20과 같이, 자석(108a)(도시하지 않음)(108b)과 판(111)의 상대운동에 의해서 판(111)에 유기되는 와상전류와상전류(108a,108b)와 판(111)사이의 갭에 의해서 변화하기 때문에 조립 정밀도 등에 의해 그 특성에 격차가 발생한다.

본 실시예에 의하면, 자석(108a,108b)과 판(111) 사이의 갭을 나사(113a)와 스프링(113b)에 의해 가변적으로 위치조정이 가능해져서 안정한 제동력을 확보할 수가 있다.

(실시예22)

도36은 본 발명의 경사 센서의 실시예22를 설명하기 위한 진자(105)의 정면도이다. 도36에 있어서, 114a 및 114b는 사마륨-코발트계의 자석이다.

이상의 구성에 의하면, 자속발생수단이 자석(114a,114b)이기 때문에 전자석과 달리 외부에서 에너지를 공급할 필요도 없어지기 때문에, 전력 절약화를 꾀하면서 동시에 치수의 소형화도 가능해진다. 또한, 사마륨-코발트계의 자석(114a,114b)은 온도에 대한 자기특성이 지극히 안정하기 때문에 주위 온도에 대하여 리드 스위치(103)의 검지각의 변화를 적게 억제하는 것이 가능해진다.

본 실시예에서는 사마륨-코발트계의 자석(114a,114b)를 사용한 예를 설명하였지만, 온도특성이 약간 떨어지지만 그 밖의 희토류 자석이나 페라이트 자석을 사용하는 것도 가능하다.

(실시예23)

도37은 본 발명의 경사 센서의 실시예23을 설명하기 위한 진자(105) 및 리드 스위치(103)의 외관도이다. 도37도에 있어서, 자속발생수단으로서 자석(119)을 복수개 사용한 예에 관해서 설명한다.

본 실시예에 의하면, 자석(119)을 복수개 사용하고 있기 때문에 2점 이상의 각도를 검지하는 것이 가능해진다.

(실시예24)

도38은 본 발명의 경사 센서의 실시예24를 설명하기 위한 진자(105) 근방의 외관도이다. 도38에 있어서, 복수의 리드 스위치(120)와 자속발생수단으로서의 자석(108)을 사용한 예에 관해서 설명한다.

본 실시예에 의하면, 리드 스위치(120)를 복수개 사용하고 있기 때문에 2점 이상의 각도를 검지하는 것이 가능해진다.

(실시예25)

도39a,b,c는 본 발명의 경사 센서의 실시예25를 설명하기 위한 진자(105)의 정면도, 동 측면도, 동 저면도이다. 도39a~c에 있어서, 115a 및 115b는 도면에 도시한 바와 같은 방향에서 자화(磁化)된 자석이다.

본 실시예에 의하면, 1쌍의 자석(115a,115b)의 자화 방향을 진자(105)의 회동축(104)(도시하지 않음)의 방향으로 하고, 각각의 자석(115a,115b)의 자극 방향을 역방향으로 하여 폐자기회로(閉磁氣回路) 구성에 근사하였다. 이 구성에 의하면 외부 자계나 자성체의 접근에 의한 영향을 억제하여 검출 정밀도의 고정밀도화가 가능해진다.

(실시예26)

도40a,b,c,d는 본 발명의 경사 센서의 실시예26을 설명하는 정면도, 동 단면도, 또 1개의 정면도, 동 단면도이다.

도40a~d에 있어서, 108a 및 108b는 자속발생수단으로서의 자석, 105는 진자, 103은 리드 스위치, 103a는 리드 스위치의 리프를 도시한다.

리드 스위치(103)의 리프(103a)의 배치와 검지각의 관계를 도41a~i를 사용하여 설명한다. 도41a∼c에 있어서는 리프(103a)의 주평면이 진자(105)의 회전 반경방향과 평행한 방향에 위치된 상태를 도시하고, 도41d~f는 리프(103a)의 주평면이 진자(105)의 회전 반경방향과 수직한 방향에 위치한 상태를 도시하고 있다. 또한, 도41g∼i는 리프(103a)의 주평면이 진자(105)의 회전 반경방향에 대하여 소정 각도를 갖고서 배치된 경우를 도시하고 있다.

도41a∼f에 있어서, 경사에 의한 좌우 자석(108a,108b)의 리드 스위치(103)의 리프(103a)에의 접근상태는 시계방향경사와 반시계방향경사에서 대략 동일형태이고, 시계방향경사와 반시계방향경사에 의한 리드 스위치(103)의 동작각도의 차도 작다(A1A2, B1B2). 이것에 대하여 도41g~i의 경우, 경사에 의한 좌우 자석(108a,108b)의 리드 스위치(103)의 리프(103a)에의 접근상태는 시계방향경사와 반시계방향경사에서 동일형태가 아니라, 시계방향경사와 반시계방향경사에 의한 리드 스위치(103)의 동작각도의 차도 크다(C1 > C2).이상과 같이, 본 실시예에 의하면 리드 스위치(103)의 리프(103a)의 주평면을 진자(105)의 회전 반경방향과 평행 또는 수직한 방향에 위치함으로써, 좌우 검지각의 차를 작게 억제하여 각도검출 정밀도가 높은 경사 센서를 염가에 제공할 수 있다.

(실시예27)

도42는 본 발명의 경사 센서의 실시예27을 설명하는 정면도이다. 도42에 있어서 도31a와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도42에 있어서, 116은 회동축(104)(도시하지 않음)을 중심으로 하여 회전 가능한 리드 스위치 유지판으로, 이 리드 스위치 유지판(116)의 표면에 리드 스위치(103)를 장착하였다.

이상의 구성에 의하면, 진자(105)에 장착된 2개의 자석(108a,108b)의 성능 격차 등에 의해서 발생하는 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각의 상위을, 리드 스위치 유지판(116)을 회전시킴으로써 조정하여, 시계방향경사와 반시계방향경사에서 동일 각도로 검지하도록 하는 것이 가능해진다.

도42에 도시한 바와 같이 리드 스위치 유지판(116)상에 장착된 리드 스위치(103)가 수평상태인 경우, 센서의 좌회전 검지각이 θ+δ이고 우회전 검지각이 θ-δ이었다고 하면, 도42에 이점쇄선으로 도시한 바와 같이 리드 스위치 유지판(116)을 반시계방향으로 각도 δ만큼 회전시켜 조정하는 것으로, 감도를 손상하는 일없이 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각을 θ에 일치시키는 것이 가능해진다.

(실시예28)

도43은 본 발명의 경사 센서의 실시예28을 설명하는 단면도이다. 도43에 있어서, 도31b와 동일 구성부분에는 동일번호를 붙여 상세한 설명을 생략하며, 다른 부분에 관해서만 상술한다. 도43에 있어서는 프린트 기판(117)을 회동축(104)의 방향에서 위치조정 가능한 구조를 도시한다. 또한, 이 프린트 기판(117)의 표면에 리드 스위치(103)가 장착되어 있다.

이상의 구성에 의하면, 진자(105)에 장착된 2개의 자석(108a)(도시하지 않음)(108b)의 성능 격차 등에 의해서 발생하는 원하는 검지각에 대한 상위를, 프린트 기판(117)을 회동축(104)의 방향에서 위치조절하는 것으로 감도를 변화시켜 원하는 검지각에 일치시키는 것이 가능해진다. 상기 실시예에 나타낸 구성 이외에도 하기와 같은 구성도 생각할 수 있다. 예를 들면 리드 스위치(103)가 장착된 프린트 기판(117)을 진자(105)의 회전 반경방향에 접근시키면 검지감도가 증가한다. 이에 따라, 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각도 작게 할 수 있다. 반대로, 프린트 기판(117)을 진자(105)의 회전 반경방향에서부터 멀리하면 검지감도가 감소한다. 이에 따라, 시계방향경사와 반시계방향경사의 검지각도 크게 할 수 있다. 이와 같이 리드 스위치(103)가 장착된 프린트 기판(117)을 회동축(104)의 방향 또는 진자(105)의 회전 반경방향에서 위치 조절함으로써 원하는 검지각에 일치시키는 것이 가능해진다.

또한, 실시예27에서 설명한 시계방향경사와 반시계방향경사 사이의 검지각의 밸런스 조정기구를 병용 하는 것으로 더욱 검지각의 고정밀도화가 가능하게 되는 것은 말할 필요도 없다.

(실시예29)

도44a,b,c는 본 발명의 경사 센서의 실시예29를 설명하기 위한 진자(105)의 정면도, 동 측면도, 동 저면도이다. 도44a~c에 있어서, 118a 및 118b는 한 쌍의 자석(108a,108b)의 서로 다른 자극 사이를 접속한 자성체로 이루어지는 요크이다.

본 실시예에서는 한 쌍의 자석(108a,108b)의 자화 방향을 진자(105)의 회동축(104)(도시하지 않음) 방향으로 함과 동시에 서로의 자극 방향을 역으로 하고 있다. 또한, 자석(108a,108b)의 서로 다른 자극 사이를 자성체로 이루어지는 요크(118a,118b)에서 접속하여 폐자기회로 구성으로 하고 있기 때문에 외부 자계나 자성체의 근접에 의한 영향을 억제하여 검출 정밀도의 고정밀도화가 가능해진다.

또한, 요크(118a,118b)의 두께나 폭 등의 형상을 수 종류 준비해 놓음으로써 자석의 자력을 조정하는 것도 가능해지기 때문에 보다 검출 정밀도의 고정밀도화도 가능해진다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 피장착체에 고착되는 고정체에 상대적으로 회동 가능하게 장착된 진자와, 상기 진자에 장착된 자속발생수단과, 상기 자속발생수단의 회동 궤적에 해당하는 상기 고정체의 일부에 장착된 리드 스위치와, 상기 자속발생수단의 회동궤적에 따라서 상기 고정체에 배치된 비자성이고 또한 도전성을 갖는 제동체를 구비함으로써, 회전 성능 및 장기적 안정성이 우수하고 또한 검출 정밀도가 높은 경사 센서를 얻을 수 있다.

또한, 고정체의 적어도 1개소 이상에서 자성재료로 이루어지는 자기제동조정기구를 위치조정 가능하게 설치하고 있기 때문에, 외란에 의한 오동작에 강하고 고정밀도이며 또한 소형인 경사 센서를 얻을 수 있다.

또한, 자속발생수단의 자극방향이 회동축 방향과 평행이고 동시에 리드 스위치의 중심축이 회동축방향과 평행이 되도록 구성하고 있기 때문에, 외부로부터의 자기의 영향에 대하여도 강한 경사 센서를 얻을 수 있다.

또한, 고정체에 분할한 프레임이 설치되기 때문에 회동부와 베어링과의 축정렬이 용이하고 또한 끼워맞춤 정밀도가 향상하고 검출 정밀도가 높아지면서 동시에 외란과 충격에도 강한 경사 센서를 얻을 수 있다.

Claims

피장착체에 고착되는 고정체와, 상기 고정체에 상대적으로 회동 가능하게 장착된 진자와, 상기 진자와 함께 회동 궤적을 따라서 회동가능하도록 상기 진자상에 장착된 자속발생기와, 상기 자속발생기의 회동 궤적에서 상기 고정체에 장착된 리드 스위치와, 상기 자속발생기의 회동궤적을 따라서 상기 고정체에 배치된 비자성이고 또한 도전성을 갖는 제동체를 구비하며,

상기 자속 발생기와 상기 제동체간의 상대 속도에 비례하여 상기 도전성 제동체에 와상 전류가 발생하고, 상기 와상전류에 비례하여 제동력이 발생하는 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 고정체가 프레임을 포함하는 경사 센서.
제2항에 있어서, 상기 프레임은 나사구조의 베어링 고정구멍을 가지고 있으며, 상기 경사 센서는 상기 나사구조의 베어링 고정구멍내에 장착되는 것으로서 외주에 나사구조가 형성된 베어링을 더 포함하는 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 베어링 내에 회동축을 더 포함하며, 상기 진자가 상기 회동축에 고정된 경사 센서.
제4항에 있어서, 상기 회동축의 양단은 감소된 직경을 가진 경사 센서.
제4항에 있어서, 상기 회동축의 각 단부에 핀을 더 포함하는 경사 센서.
제6항에 있어서, 상기 핀의 지름은 0.3~1.5mm인 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 제동체는 상기 회동축에 평행하게 연장된 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 제동체는 원통형상을 갖는 경사 센서.
제1항에 있어서, 제2 리드 스위치를 더 포함하는 경사 센서.
제1항에 있어서, 제2 자속발생기를 더 포함하는 경사 센서.
제1항 또는 제11항에 있어서, 상기 자속발생기의 각각은 자석을 포함하는 경사 센서.
제12항에 있어서, 상기 자석은 사마륨-코발트계로 이루어진 경사 센서.
제12항에 있어서, 상기 자석은 사용가능 온도 이상의 온도로 열처리가 실시된 경사 센서.
제4항에 있어서, 상기 리드 스위치는 리프를 가지고 있으며, 상기 리프의 주평면은 상기 회동축과 실질적으로 평행한 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 리드 스위치와 병렬로 접속된 전기저항을 더 포함하는 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 제동체는 도전율이 높은 재료로 이루어진 경사 센서.
제17항에 있어서, 상기 제동체는 동 또는 알루미늄으로 이루어진 경사 센서.
제2항에 있어서, 상기 프레임은 도전율이 높은 재료로 이루어진 경사 센서.
제19항에 있어서, 상기 프레임은 동, 알루미늄 및 황동중 어느 하나로 이루어진 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 리드 스위치의 근방에 자기검출소자를 더 포함하는 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 고정체상에서 상기 진자의 면을 향하는 적어도 1개 이상의 반사형 인터럽터를 더 포함하는 경사 센서.
제1항에 있어서, 자성재료로 이루어지고 상기 고정체상에서 위치조정가능하게 설치된 자기제동조정기구를 더 포함하는 경사 센서.
제23항에 있어서, 상기 자기제동조정기구는 상기 회동축과 대략 평행하며 나사구조를 갖는 경사 센서.
제4항에 있어서, 상기 리드 스위치는 리프를 가지고 있으며, 상기 경사센서는 상기 회동축의 주위를 회전가능하게 상기 리프를 조정할 수 있는 기구를 더 포함하고, 상기 리프는 상기 기구를 통해서 상기 고정체에 장착된 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 리드 스위치를 회동축을 따라서 조정할 수 있는 기구를 더 포함하고, 상기 리드 스위치는 상기 기구를 통해서 상기 고정체상에 장착된 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 자속발생기와 상기 리드 스위치는, 상기 자속발생기의 자극 축이 상기 회동축과 평행함과 동시에 상기 리드 스위치의 길이 방향의 중심축이 상기 회동축과 평행이 되도록 장착된 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 제동체가 상기 회동축과 평행한 방향과 상기 회동축에 대하여 소정의 각도를 갖는 방향중 어느 한쪽에서 연장된 제1 부분과, 상기 회동축에 대하여 직각인 평판 형상의 제2 부분으로 구성된 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 제동체는 평판이고 상기 자속발생기의 일단의 근방에 위치하며 상기 자속발생기의 자극 축의 방향에서 연장되고 또한 상기 회동축에 대하여 직각인 경사 센서.
제28항에 있어서, 상기 리드 스위치의 위치를 상기 회동축을 따라서 조정할 수 있는 기구를 더 포함하고, 상기 제동체는 상기 기구를 통해서 상기 고정체에 장착된 경사 센서.
제27항에 있어서, 부가적인 자속발생기를 더 포함하는 경사 센서.
제27항에 있어서, 제2 자속발생기를 더 포함하고, 상기 자속발생기들의 자극 방향은 서로 역방향으로 상기 회동축과 평행하게 연장된 경사 센서.
제27항에 있어서, 상기 리드 스위치는 리프를 가지고 있으며, 상기 리프의 주평면은 상기 진자의 회전 반경과 실질적으로 평행 또는 실질적으로 직각인 경사 센서.
제27항에 있어서, 상기 리드 스위치는 리프를 가지고 있으며, 상기 경사센서는 상기 회동축의 주위에서 회전 가능하게 상기 리프의 접촉부를 조정할 수 있는 기구를 더 포함하는 경사 센서.
제27항에 있어서, 상기 리드 스위치를 상기 회동축을 따라서 조정하기 위한 기구를 더 포함하는 경사 센서.
제32항에 있어서, 상기 자속발생기들을 함께 접속하는 자기 요크를 더 포함하는 경사 센서.
피장착체에 고착되며 분할한 프레임을 갖는 고정체와, 상기 분할한 프레임에 회동 가능하게 장착된 진자와, 상기 진자와 함께 회동궤적을 따라서 회동가능하도록 상기 진자상에 장착된 자속발생기와, 상기 자속발생기의 회동궤적에서 상기 분할한 프레임의 일부에 장착된 리드 스위치와, 상기 자속발생기의 회동궤적을 따라서 상기 분할한 프레임에 배치된 비자성이고 또한 양도전성을 갖는 제동체를 구비하며,

상기 자속 발생기와 상기 제동체간의 상대 속도에 비례하여 상기 도전성 제동체에 와상 전류가 발생하고, 상기 와상전류에 비례하여 제동력이 발생하는 경사 센서.
제37항에 있어서, 상기 분할한 프레임중 1개는형상인 경사 센서.
제37항에 있어서, 상기 진자가 고정된 회동축을 더 포함하며, 상기 분할한 프레임은 상기 진자를 지지하는 한 쌍의 베어링을 갖으며, 상기 한 쌍의 베어링의 각각은 상기 회동축을 따라서 조정 가능하도록 나사부를 가진 경사 센서.
제37항에 있어서, 부가적인 리드 스위치를 더 포함하는 경사 센서.
제37항에 있어서, 상기 제동체는 원통형인 경사 센서.
피장착체에 고착되는 고정체와, 상기 고정체내에 설치된 분할한 프레임과, 상기 분할한 프레임에 회동 가능하게 장착된 진자와, 상기 진자와 함께 회동궤적을 따라서 회동가능하도록 상기 진자상에 장착된 자속발생기와, 상기 자속발생기의 회동궤적에서 상기 분할한 프레임중의 한 개에 장착된 리드 스위치를 포함하며,

상기 분할한 프레임의 적어도 하나는 양도전체이고 또한 상기 자속발생기의 회동궤적을 따라서 배치되며,

상기 자속발생기의 회동궤적의 최외주를 따라서 상기 분할한 프레임상에 위치되고 비자성이며 또한 양도전성인 제동체를 더 포함하며,

상기 자속 발생기와 상기 제동체간의 상대 속도에 비례하여 상기 도전성 제동체에 와상 전류가 발생하고, 상기 와상전류에 비례하여 제동력이 발생하는 경사 센서.
삭제
제42항에 있어서, 상기 제동체는 원통형인 경사 센서.
제42항에 있어서, 상기 진자가 고정되는 회동축을 더 포함하고, 상기 분할한 프레임은 상기 진자를 지지하는 한 쌍의 베어링을 갖으며, 상기 한 쌍의 베어링의 각각은 상기 회동축을 따라서 조정가능하도록 나사부를 가진 경사 센서.
제42항에 있어서, 부가적인 리드 스위치를 더 포함하는 경사 센서.
피장착체에 고착되며 도전체로 이루어지는 프레임과, 상기 프레임에 회동 가능하게 장착된 진자와, 상기 진자와 함께 회동궤적을 따라서 회동가능하도록 상기 진자상에 장착된 자속발생기와, 상기 자속발생기의 회동궤적에서 상기 프레임상에 장착된 리드 스위치를 구비하며,

상기 프레임은 비자성이고 또한 도전성 제동체를 가지며,

상기 자속 발생기와 상기 제동체간의 상대 속도에 비례하여 상기 도전성 제동체에 와상 전류가 발생하고, 상기 와상전류에 비례하여 제동력이 발생하는 경사 센서.
삭제
제47에 있어서, 상기 제동체는 원통형인 경사 센서.
고정체와, 상기 고정체에 상대적으로 회동가능하게 배치된 진자와, 상기 진자에 배치된 자속발생수단과, 상기 진자에 배치되고 상기 자속발생수단의 회동궤적에 대응하여 가변하는 특성을 갖는 자기검지소자와, 상기 자속발생수단의 회동궤적을 따라서 상기 고정체에 배치된 비자성이고 또한 도전성을 갖는 제동체를 포함하며,

상기 자속 발생수단과 상기 제동체간의 상대 속도에 비례하여 상기 도전성 제동체에 와상 전류가 발생하고, 상기 와상전류에 비례하여 제동력이 발생하는 경사 센서.
제50항에 있어서, 상기 자기검지소자는 리드 스위치인 경사 센서.
제50항에 있어서, 상기 고정체에 배치된 프레임을 더 포함하는 경사 센서.
제52항에 있어서, 상기 프레임은 분할한 프레임으로 구성되고, 상기 진자는 상기 분할한 프레임에 배치되며, 상기 자기검지소자는 상기 자속발생수단의 회동궤적에 대응하도록 상기 분할한 프레임에 배치된 경사 센서.
제52항에 있어서, 상기 제동체는 상기 자속발생수단의 회동궤적을 따라서 상기 분할한 프레임에 배치된 경사 센서.
제52항에 있어서, 상기 분할한 프레임의 적어도 한쪽은 상기 자속발생수단의 회동궤적을 따라서 배치되고 양도전체인 경사 센서.
제52항에 있어서, 상기 프레임은 양도전체이고, 상기 진자는 상기 고정체에 배치되며, 상기 자속발생수단은 상기 진자에 배치되고, 상기 자기검지소자는 상기 자속발생수단의 회동궤적에 대응하도록 상기 프레임에 배치된 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 제동체는 상기 회동축에 대하여 소정 각도를 가지고 연장된 경사 센서.
제1항에 있어서, 상기 제동체는 원호형상인 경사 센서.
제27항에 있어서, 상기 제동체가 상기 회동축과 평행한 방향과 상기 회동축에 대하여 소정의 각도를 갖는 방향중 어느 한쪽에서 연장된 제1 부분과, 상기 회동축에 대하여 직각인 평판 형상의 제2 부분으로 구성된 경사 센서.
제27항에 있어서, 상기 제동체는 평판이고 상기 자속발생기의 일단의 근방에 위치하며 상기 자속발생기의 자극 축 방향에서 연장되고 또한 상기 회동축에 대하여 직각인 경사 센서.
제29항에 있어서, 상기 리드 스위치의 위치를 상기 회동축을 따라서 조정 가능한 기구를 더 포함하며, 상기 제동체는 상기 기구를 통해서 상기 고정체상에 장착된 경사 센서.
제27항에 있어서, 상기 진자의 회동 반경을 따라서 상기 리드 스위치를 조정하는 기구를 더 포함한 경사 센서.